建筑高層樁基承載力不足問(wèn)題的分析與處理

韋英豪

摘 要：加強(qiáng)對(duì)建筑高層樁基承載力不足問(wèn)題的分析與處理及其重要。本文將以具體工程為例，掌握其基本工況后，著重分析其承載力不足的問(wèn)題，提出了可行的處理方案并積極探討后測(cè)結(jié)果，以便供同類(lèi)工程施工參考。

關(guān)鍵詞：建筑高層樁基 承載力不足 加固補(bǔ)強(qiáng)處理

在高層建筑的基礎(chǔ)施工中，沖（鉆）孔灌注樁技術(shù)得到了充分應(yīng)用，其操作簡(jiǎn)易、施工速率快、承載力超強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)得到人們的認(rèn)可。當(dāng)然，由于該項(xiàng)技術(shù)的施工工藝要求較高，所以很多工程往往在樁基工程施工完成后產(chǎn)生承載力不足等質(zhì)量問(wèn)題，若不及時(shí)有效處理，只會(huì)導(dǎo)致整個(gè)建筑施工出現(xiàn)更加嚴(yán)重的安全質(zhì)量問(wèn)題。針對(duì)樁基承載力不足的問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)開(kāi)展科學(xué)分析，合理挖掘其中影響因素與問(wèn)題根源，并且制定更加合理的處理措施才能確保整個(gè)工程達(dá)到設(shè)計(jì)要求，全面推動(dòng)工程取得安全質(zhì)量高水準(zhǔn)。本文選某地高層建筑為例來(lái)分析樁基承載力不足的問(wèn)題，并對(duì)問(wèn)題的處理提出可行策略。

1 工程概況

某地高層建筑，地上高59.5m，樓總層數(shù)為18層，框剪結(jié)構(gòu)，地下室1層，基礎(chǔ)埋深值為4.8m。其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式為樁式承臺(tái)—梁板基礎(chǔ)，樁型為鉆孔灌注樁，樁數(shù)340根，樁徑選600mm、800mm兩種規(guī)格，樁身混凝土強(qiáng)度C30，底板厚600mm。建筑項(xiàng)目所在場(chǎng)地因起伏不平，使得樁端持力層的中風(fēng)化凝灰?guī)r按一定坡度分布，高差峰值為15m。工程鑒于實(shí)際情況考慮，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)區(qū)間為[28，48]，各類(lèi)物理力學(xué)指標(biāo)參數(shù)因樁長(zhǎng)差異與場(chǎng)地土層分布不同而有所區(qū)別。單樁豎向抗壓極限承載力設(shè)計(jì)值為1850kN和2200kN。

2 高層樁基承載力不足的事故分析

基坑動(dòng)土開(kāi)挖前，選3根單樁完成豎向抗壓靜載試驗(yàn)，結(jié)果顯示以最大試驗(yàn)荷載施壓后樁頂沉降小于20mm，符合設(shè)計(jì)要求。但開(kāi)挖基坑后組織的低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果顯示，有超過(guò)35%的單樁樁身質(zhì)量明顯不足以滿足設(shè)計(jì)及使用要求。為此需要進(jìn)一步展開(kāi)詳細(xì)的性能檢測(cè)。通過(guò)樁身混凝土鉆探取芯檢測(cè)以及單樁靜載試驗(yàn)結(jié)果顯示，樁基工程主要存在以下問(wèn)題：（1）按照工程設(shè)計(jì)要求，鉆孔樁的樁端應(yīng)深入到三層中風(fēng)化凝灰?guī)r中，而且還要確保樁端達(dá)到持力層一個(gè)樁徑規(guī)格的距離。通過(guò)低應(yīng)變檢測(cè)，可知在全部340根單樁中，多達(dá)35%以上的樁身存在嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題，而且樁體長(zhǎng)度不足是其中的突出問(wèn)題。（2）在樁身混凝土鉆探取芯工作中，也同樣證實(shí)了樁身長(zhǎng)度不足是承載力不足的重要原因，此結(jié)果與低應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果相仿。如樁身設(shè)計(jì)和使用長(zhǎng)度不足，就無(wú)法有效深入基層，也就不能發(fā)揮高質(zhì)量應(yīng)力作用。

3 建筑高層樁基承載力不足問(wèn)題的加固處理方案

3.1積極針對(duì)事故樁進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。就案例所示工程而言，基坑已開(kāi)挖完成，并且墊層施工業(yè)已完成，因此需要積極在確保圍護(hù)支撐作用效果的前提下實(shí)施補(bǔ)樁加固方案。結(jié)合低應(yīng)變動(dòng)測(cè)結(jié)果，應(yīng)注意群樁承載力有不均等分布的情況，在補(bǔ)樁中要特別關(guān)注。而且補(bǔ)樁過(guò)程中，應(yīng)先向圓礫和淤泥層進(jìn)行注漿補(bǔ)強(qiáng)，降低可能產(chǎn)生的過(guò)于明顯的沉降作用。同時(shí)，應(yīng)盡可能加強(qiáng)底板基礎(chǔ)整體剛度來(lái)保持樁長(zhǎng)持力層單樁承載力。

3.2補(bǔ)打鉆孔灌注樁方案。對(duì)于建筑高層的樁基承載力不足的問(wèn)題，合理采取補(bǔ)打鉆孔灌注樁方案是必需的，要始終堅(jiān)持建筑物的可靠安全前提，掌握并發(fā)揮樁土體系力學(xué)性能，確保方案有必要的經(jīng)濟(jì)性，也有施工合理性，同時(shí)還具有一定的環(huán)保效應(yīng)。建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方和監(jiān)理方應(yīng)組織人員開(kāi)會(huì)商討補(bǔ)打鉆孔灌注樁并施加基礎(chǔ)厚底板的加固方案。為使補(bǔ)樁施工更加便利，且確保成孔質(zhì)量達(dá)標(biāo)，鉆孔樁的補(bǔ)樁樁徑確定在500mm規(guī)格，樁端要確保進(jìn)入基巖或圓礫層，然后實(shí)施樁端后注漿工藝。選用合理的參數(shù)來(lái)確定鉆孔樁補(bǔ)樁設(shè)計(jì)指標(biāo)要點(diǎn)，計(jì)算得到補(bǔ)樁數(shù)，并完善補(bǔ)樁的平面分布。應(yīng)參照原有設(shè)計(jì)圖紙，新確定位置要避開(kāi)原有樁位設(shè)計(jì)點(diǎn)，要在原圖紙中未作圍護(hù)支撐的區(qū)域補(bǔ)打鉆孔灌注樁?？紤]到后期施工的筏板加厚，則需在原有基礎(chǔ)底板墊層下挖至原梁底標(biāo)高。

4 補(bǔ)打鉆孔灌注樁解決承載力不足問(wèn)題的試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1靜載試驗(yàn)結(jié)果分析。本工程在補(bǔ)打所有鉆孔灌注樁后，選擇其中的三根單樁作為代表性組織靜載試驗(yàn)。其中1號(hào)樁位的樁徑500mm，樁長(zhǎng)26.7m，樁端的持力層可見(jiàn)，為圓礫層。2號(hào)樁樁徑為500mm，樁長(zhǎng)28.5m，樁端的持力層可見(jiàn)，為圓礫層。3號(hào)樁樁徑為500mm，樁長(zhǎng)33.6m，樁端的持力層可見(jiàn)，為基巖。以砂包重物堆載法來(lái)實(shí)施靜載試驗(yàn)，通過(guò)一定時(shí)長(zhǎng)的測(cè)試，三根補(bǔ)打鉆孔灌注樁的靜載試驗(yàn)結(jié)果均予以統(tǒng)計(jì)。其中1、2、3號(hào)樁位的鉆孔灌注樁均呈現(xiàn)出緩變型的荷載-位移曲線。當(dāng)整個(gè)樁體接受的最大荷載達(dá)到2590kN時(shí)，1、2、3號(hào)樁位的鉆孔灌注樁沉降量分別達(dá)到14.2、13.3、15.6mm，且可得到三根補(bǔ)打鉆孔灌注樁的靜載試驗(yàn)的極限承載力應(yīng)在2590kN以上，可以得出，無(wú)論樁端處于圓礫層還是處于基巖，補(bǔ)打完成的鉆孔灌注樁極限承載力可以達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)要求，且沉降作用量也滿足補(bǔ)樁的設(shè)計(jì)要求。

4.2群樁基礎(chǔ)實(shí)測(cè)沉降結(jié)果分析。本工程在補(bǔ)打所有鉆孔灌注樁后，整棟大樓開(kāi)始整體施工。為進(jìn)一步探明建筑物施工時(shí)出現(xiàn)的沉降變化，可在建筑物周邊設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，積極測(cè)量并記錄沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。通過(guò)收集建筑物頂層8個(gè)月后的沉降數(shù)據(jù)，可有效繪制沉降等值線圖。通過(guò)必要的分析可知，結(jié)構(gòu)頂部實(shí)測(cè)沉降最大值達(dá)到15mm，最小值為10mm，因而滿足設(shè)計(jì)及使用需求。這也說(shuō)明，補(bǔ)打鉆孔灌注樁加基礎(chǔ)厚底板的樁基加固處理方案具有可行性，能夠確保承載力達(dá)標(biāo)且沉降變化進(jìn)一步衰弱。

結(jié)束語(yǔ)

很多建筑高層的樁基承載力不足，其樁身長(zhǎng)度不足是主要導(dǎo)致原因，而且往往在樁端集聚有過(guò)厚沉渣，使得單樁豎向抗壓極限承載力離散性較。通過(guò)采用補(bǔ)打鉆孔灌注樁加基礎(chǔ)厚底板的樁基加固補(bǔ)強(qiáng)處理方案，能夠確保承載力達(dá)標(biāo)且控制沉降變化進(jìn)一步衰弱。

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