太原河西地區(qū)某高層住宅樓CFG樁的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)

許耀琦 山西建筑工程集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)院

1 基本資料

1.1 工程概況

太原市某高層住宅項(xiàng)目，位于和平北路西側(cè)，一期工程為7棟單體，均為剪力墻結(jié)構(gòu)。其中5#住宅樓地上23層，地下為2層停車庫，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土平板式基礎(chǔ)，與大地庫連接。

1.2 主要土層地質(zhì)情況

根據(jù)山西省某勘測設(shè)計(jì)單位提供的地勘報(bào)告（詳勘）顯示，擬建場地北高南低，最大高差6.16m。場地所處地貌單元為汾河Ⅱ級階地，場地地基土沉積時代及成因類型自上而下依次為14層，以第四系全新統(tǒng)人工堆積層、沖洪積層為主，巖性以粉質(zhì)黏土為主（表1）。

2 試樁設(shè)計(jì)與論證

2.1 試樁設(shè)計(jì)

根據(jù)地勘報(bào)告建議，5#住宅樓采用CFG樁處理地基，以提高地基承載力和減少地基變形。2013年10月，筆者進(jìn)行了試樁設(shè)計(jì)，初步確定CFG樁樁徑400mm，樁距1.4m，正方形布置，有效樁長19m，樁體在第②層、第③層、第④層粉質(zhì)黏土層長度分別為3m、6.4m、7m，樁端進(jìn)入第⑤層粉質(zhì)黏土層2.6m。經(jīng)過試算，單樁承載力特征值為790kN，復(fù)合地基承載力特征值為430kN。

2.2 試樁交底及專家論證

2013年11月，建設(shè)單位組織召開了試樁圖交底會，提出了在原地面試樁的要求。根據(jù)JGJ 79—2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》要求B.0.3條和C.0.6條，試樁應(yīng)在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行。2013年12月，建設(shè)單位組織召開專家論證會，同意按照試樁圖要求進(jìn)行試樁，在原地面只做單樁靜荷載試驗(yàn)，并提出兩條建議：一是明確樁長的雙控指標(biāo)，即明確CFG樁有效樁長和樁端進(jìn)入持力土層的長度；二是控制CFG樁總長度為26m左右。

3 試樁作業(yè)及檢測

CFG樁施工采用長螺旋鉆中心壓灌成樁工藝，試塊抗壓強(qiáng)度平均值fcu為20.1MPa，填充料可采用C25細(xì)石混凝土替代。2013年12月，5#住宅樓按照試樁圖施工完成了S-1、S-2、S-3三根試樁，2014年1月，地勘單位進(jìn)行了單樁抗壓靜載試驗(yàn)檢測。根據(jù)樁檢測報(bào)告，s-1在加載到試驗(yàn)荷載2070kN時，沉降急劇增大，樁體破壞，極限承載力取前一級荷載1840kN；S-2在加載到試驗(yàn)荷載2300kN時，沉降明顯增大，累計(jì)沉降超過了40mm，極限承載力取前一級荷載2070kN；S-3在加載到試驗(yàn)荷載2300kN時，Q-S曲線特征點(diǎn)不明顯，無明顯陡降段，樁頂累計(jì)沉降小于40mm，極限承載力取最大加載值2300kN。根據(jù)規(guī)范確定5#樓單樁抗壓極限承載力為2070kN，單樁豎向抗壓承載力特征值為1035kN。因樁頂以上超打樁長的平均值為9.17m，全部位于第②層粉質(zhì)黏土層，按每延米36.42kN扣除單樁豎向抗壓承載力特征值后，CFG樁設(shè)計(jì)樁長的單樁豎向承載力特征值為701kN，小于設(shè)計(jì)要求的790kN，試樁不合格。

4 原因分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

經(jīng)過筆者認(rèn)真思考，認(rèn)為導(dǎo)致單樁承載力特征值計(jì)算過高的直接原因，是地勘報(bào)告中的極限側(cè)阻力和端阻力標(biāo)準(zhǔn)值太大了，筆者當(dāng)時缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，沒有對該數(shù)值進(jìn)行必要的調(diào)整。另外，地面試樁也是造成試樁不合格的一個原因。5#住宅樓樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上超打部分長度超過了9m，樁總長度達(dá)到28m，施工作業(yè)難以保證，樁承載力顯著增大，這可能是導(dǎo)致試樁檢測加載時沉降過大、樁體破壞的主要原因。

5 結(jié)束語

通過太原市河西地區(qū)某高層住宅項(xiàng)目5#住宅樓CFG樁的設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為在CFG樁的設(shè)計(jì)時，不能僅依靠規(guī)范公式的計(jì)算，應(yīng)充分考慮所在地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn)，對地勘報(bào)告中提供的數(shù)據(jù)加以判斷。太原地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，黏性土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值一般取45kPa～55kPa，極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值一般取600kPa～900kPa，單樁豎向承載力特征值一般為550kN。此外，關(guān)于地面試樁，應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)范要求，無可靠經(jīng)驗(yàn)時，不得在原地面試樁。

表1 5#住宅樓主要土層參數(shù)表