高層建筑復(fù)合樁基樁頂調(diào)節(jié)支座的實(shí)測研究

吳燕泉 成守澤

（福建省建筑科學(xué)研究院，福建 福州 350025）

0 引言

擬建場地地質(zhì)情況差別較大或施工過程中地基土擾動(dòng)，引起工程樁不均勻沉降。主體建筑達(dá)到最大沉降量時(shí)，若樁底無法產(chǎn)生刺入變形，調(diào)節(jié)支座（彈簧墊）便被完全壓扁，以便地基土充分發(fā)揮作用。不管調(diào)節(jié)支座最終變形如何，只要高層建筑封頂后沉降基本穩(wěn)定后，通過預(yù)留的注漿孔用高強(qiáng)水泥漿把調(diào)節(jié)支座封閉掉，以保證樁與筏板的剛性連接和可靠傳力，同時(shí)阻止調(diào)節(jié)支座長期受水浸泡而產(chǎn)生銹蝕。

1 工程概況

擬建工程位于廈門市思明區(qū)，由1幢超高層住宅樓（A幢樓）、1幢高層住宅樓（B幢樓）及2層地下室組成，A幢樓地上37層，B幢樓31層，基礎(chǔ)采用人工挖孔灌注樁復(fù)合地基基礎(chǔ)。A幢樁基持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，B幢樁基持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖或花崗巖殘積土。

由于場地地質(zhì)條件異常復(fù)雜，地基土中分布有大量直徑不等、未風(fēng)化或微風(fēng)化的孤石。孤石豎向、水平向均隨機(jī)分布，且密度較大。設(shè)計(jì)采用人工挖孔樁廣義復(fù)合樁基方案，持力層為殘積砂質(zhì)粘性土層。高層住宅部分為樁-筏基礎(chǔ)，純地下室部分采用梁式筏板基礎(chǔ)。高層建筑的厚筏板基礎(chǔ)主要由基底花崗巖殘積土天然地基支承，局部適當(dāng)增加了一些人工挖孔樁。由于本工程場地孤石較多，且花崗巖殘積土經(jīng)劇烈擾動(dòng)后承載力又會(huì)明顯下降。樁孔底遇到孤石就不再向下挖。采用樁-筏基礎(chǔ)使地基土充分發(fā)揮作用。

2 監(jiān)測方法

采用復(fù)合樁基礎(chǔ)，關(guān)鍵在于了解樁頂荷載、地基土的應(yīng)力變化情況。為設(shè)計(jì)及施工提供必要的參考，需要對地基土及樁基進(jìn)行測試。2.1 樁頂荷載測試

采用軸力計(jì)，監(jiān)測樁基在上部結(jié)構(gòu)施工及使用過程中的荷載。在地下室二層底板施工前，在每個(gè)指定監(jiān)測點(diǎn)的樁頂，埋設(shè) 3個(gè)樁頂軸力計(jì)，埋設(shè)好后進(jìn)行初測，并將導(dǎo)線引至地下室二層底板標(biāo)高面上1m左右。其安裝示意圖見圖2，墊層施工完成，樁頂處理好后，按要求將軸力計(jì)下部焊接在樁頂預(yù)埋的鐵板上，上側(cè)與調(diào)節(jié)支座通過鋼板焊接。埋設(shè)完成后，采用專用頻率計(jì)進(jìn)行測試，根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算公式，得到該樁樁頂?shù)暮奢d值。

圖1 樁頂軸力計(jì)

圖2 軸力計(jì)安裝示意圖

2.2 地基土壓力測試

為了了解建筑物在施工及使用過程中的地基土中的應(yīng)力情況，采用鋼弦式土壓力盒對基礎(chǔ)底土層的應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測。在墊層澆搗完畢后，按設(shè)計(jì)要求，埋設(shè)好土壓力盒并進(jìn)行初測，將導(dǎo)線引至鄰近柱位地下室二層底板標(biāo)高面上1m左右。并安裝導(dǎo)線保護(hù)箱，做明顯標(biāo)記。土壓力盒埋設(shè)在深20cm、40×20cm的方形土槽中，土槽下部采用中粗砂找平，安裝好土壓力盒后，土壓力盒上部，也采用中粗砂找平。傳感器導(dǎo)線的保護(hù)，導(dǎo)線集中后外套PVC管，并另外開挖溝槽，集中鋪設(shè)的方法進(jìn)行保護(hù)。在開挖過程中。

3 監(jiān)測結(jié)果匯總分析

3.1 樁頂荷載監(jiān)測結(jié)果分析

樁頂軸力計(jì)安裝完成后，進(jìn)行初始觀測，觀測頻率約按結(jié)構(gòu)每施工兩層觀測1次。從A棟、B棟樁頂軸力計(jì)監(jiān)測點(diǎn)樁頂荷載時(shí)程曲線變化規(guī)律可以明顯的看出樁頂荷載先變大，到達(dá)一個(gè)峰值后，在一個(gè)時(shí)間段趨于穩(wěn)定，最后慢慢減小呈下降趨勢。這是因?yàn)楹奢d主要由樁基承擔(dān)，隨著上部建設(shè)的開展，樁頂荷載逐步增大，增大到一個(gè)峰值后趨于穩(wěn)定時(shí)上部結(jié)構(gòu)建設(shè)完成。彈性支座注漿固化后，荷載由樁基和筏板基礎(chǔ)共同承擔(dān)，樁基荷載呈下降趨勢。

圖5 A棟樁頂荷載時(shí)程曲線

圖6 B棟樁頂荷載時(shí)程曲線

3.2地基土壓力監(jiān)測結(jié)果匯總分析

土壓力監(jiān)測點(diǎn)主要布置在 A、B兩棟主樓底板及非主樓范圍內(nèi)。從 A棟、B棟土壓力監(jiān)測點(diǎn)地基土應(yīng)力時(shí)程曲線變化規(guī)律可以看出，土壓力隨著時(shí)間的推移處于階段性增大趨勢。這是因?yàn)殡S著上部結(jié)構(gòu)的施工，荷載加大，筏板或多或少有承擔(dān)部分荷載，筏板受力由地基土承擔(dān)。當(dāng)彈性支座注漿后，樁基荷載部分轉(zhuǎn)移到筏板上，地基土應(yīng)力發(fā)生階段性突變，急劇增加。隨著樁基和筏板整體作用又趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖7 地基土應(yīng)力時(shí)程曲線（一）

圖8 地基土應(yīng)力時(shí)程曲線（二）

4 結(jié)語

本工程花崗巖地基土中存在大量孤石，常規(guī)的樁基礎(chǔ)不僅造價(jià)昂貴，而且施工周期較長，因此設(shè)計(jì)采用人工挖孔樁廣義復(fù)合樁基的新技術(shù)方案，為了解樁基及地基土的受力情況，對該地基基礎(chǔ)工程進(jìn)行了系統(tǒng)的測試工作。監(jiān)測、測試工作不僅為設(shè)計(jì)工作提供了珍貴的數(shù)據(jù)資料，也對施工起到了一定的指導(dǎo)作用。