載體樁在雜填土地基處理中的設(shè)計應(yīng)用

張詩濤

（遼寧城建設(shè)計院有限公司，遼寧 撫順 113008）

1 載體樁承載機(jī)理與特點分析

1.1 承載機(jī)理

載體樁主要是應(yīng)用柱錘夯擊成孔，進(jìn)而擠開或擠密上部的軟弱部分，并主要以下層土性較好、層位穩(wěn)定的土層作為主要的加固層。同時以三擊貫入深度作為主要的控制指標(biāo)，擠密加固周圍土體，在成孔后將護(hù)筒沉至設(shè)計標(biāo)高后，通過展開持續(xù)的填料、夯實、擠密等操作，形成由上到下分別為干硬性混凝土、填充料、擠密土體、影響土體等層次構(gòu)成的復(fù)合載體。最后將放置鋼筋籠、灌注混凝土，形成具有較強(qiáng)承載能力的載體樁。其中，復(fù)合載體起到的作用主要是分散荷載的作用，可以將傳遞到樁端的荷載有效的傳遞到下層持力土層中，在這一過程中復(fù)合載體既能夠很好的發(fā)揮緩沖效果，也能有效的擴(kuò)大持力土層的有效承載面積。

1.2 特點

載體樁的特點主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，兼具樁基與天然基礎(chǔ)的優(yōu)勢。載體樁具備樁基的承載優(yōu)勢，能夠通過承臺將上部結(jié)構(gòu)的荷載直接傳遞到樁基上，是建筑物的基礎(chǔ)形式更趨于簡單化。第二，較高的承載力。通過對其承載原理的分析可以知道，載體樁的成樁主要是通過向地面以下的土層進(jìn)行夯擴(kuò)而形成的，所以在修正地基承載力的深度后，其承載力往往會得到明顯的提升。第三，節(jié)能環(huán)保。在進(jìn)行載體樁施工中，通常使用的填充料都是一些碎磚、碎石等建筑垃圾，有效的提高了廢物利用率，變廢為寶。同時，在實際施工中不需要進(jìn)行場地降水、基坑開挖等工序，如此一來既減少了工序，使工期有效縮短，同時也避免了大量的殘土堆積，促進(jìn)了施工現(xiàn)場的安全管理。第四，廣泛的適用范圍。載體樁能夠在多種建筑中發(fā)揮良好的效果，特別是針對表層雜填土較厚以及地基淺層存在較好土層的情況更能發(fā)揮有效作用。

2 載體樁在雜填土地基處理中的應(yīng)用分析

以下以某辦公樓的建設(shè)施工為例，探究載體樁在雜填土地基處理中的實際應(yīng)用：

2.1 工程概況

某地建設(shè)六層的社區(qū)辦公樓，主體機(jī)構(gòu)為鋼架，運用獨立基礎(chǔ)，其中柱網(wǎng)間距為7×8（m），單柱荷重為4000kN，埋深為1.5m。

場地地質(zhì)條件的基本情況如下：

第一，雜填土，即雜色土壤，其中包含大量的小混凝土塊、磚塊以及一些生活垃圾，土質(zhì)松散；第二，粉土，即灰黃色土壤，其中局部包含薄層粉砂，土質(zhì)略濕，屬于中密土質(zhì)；第三，粉質(zhì)粘土，同樣是灰黃色土壤，其中包含少量的姜石，具有一定的可塑性；第四，粉砂，即褐黃色土壤，其主要包含長石、石英等成分，土壤較密實，飽和度較高。

2.2 應(yīng)用載體樁的優(yōu)勢

在該工程中，采用載體樁技術(shù)主要運用的是沖擊成孔成樁工藝，這是比較理想的一種施工技術(shù)，在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面都具有非常明顯的優(yōu)勢，既能夠解決管樁施工穿越困難的問題，同時也避免了鉆孔灌注樁造價高、工期長的問題。在實際應(yīng)用中，載體樁具有樁長短、樁徑小以及單樁承載力高的優(yōu)勢，在施工中大大降低了混凝土用量、縮短了施工工期，既能夠確保上部荷載與沉降的要求得到滿足，也滿足了經(jīng)濟(jì)的合理性，在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面都體現(xiàn)了極佳的效果。

2.3 單樁承載力計算

在第四層粉砂作為載體樁持力層，且載體樁樁長12.0m，樁徑450mm，有效樁長10.5m的條件下，依據(jù)載體樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T135-2018，可按照如下公式對單樁承載力進(jìn)行計算：

Ra=fa·Ae；fa=fak+ηdγm（d-0.5）。

在上述公式中各符號指代如下：

Ra：單樁豎向承載力特征值

fa：經(jīng)深度修正后的載體樁持力層地基土承載力特征值

Ae：載體等效計算面積

fak：載體樁持力層地基土承載力特征值

Hd：載體樁埋深的地基承載力修正系數(shù)

γm：載體樁底面以上土的加權(quán)平均重度

D：載體樁底面埋置深度

通過以上公式的估算可以得到fa約為753kPa，其中，三擊貫入度10、20、30（cm）的等效樁端面積經(jīng)過計算可得到2.5、2.2、1.9（m2），在此條件下的單樁承載力特征值經(jīng)過估算得出分別為1882、1656、1430（kN）。

此外，在此次施工中，若控制其三擊貫入度為20cm時，在施工完成后的單樁靜載荷試驗中，檢測到的實際載體樁單樁承載力特征值結(jié)果為1700kN，起到了良好的承載作用。

2.4 應(yīng)用載體樁進(jìn)行地基處理中需注意的問題

第一，在應(yīng)用載體樁技術(shù)時，不宜選擇軟土層作為加固土層，而要選擇層厚2m左右的粘性土、粉土、碎石土等；第二，持力層深度通常需要選擇10m以下，具有良好擠密性、厚度足夠的土層面；第三，目前的載體樁技術(shù)多在多層建筑或小高層建筑中使用，針對高層 （或超高層）建筑的經(jīng)驗還有所缺乏；第四，在載體樁施工過程中，需要先進(jìn)行試樁，并對填料成份、填料量、干硬性混凝土用量、三擊貫入度等施工參數(shù)進(jìn)行確定；第五，在軟-硬土交界處、細(xì)砂層等位置，需要采取一定的措施避免出現(xiàn)偏位、斷樁、夾泥等問題。

3 結(jié)語

綜上，通過對載體樁承載原理以及在實際工程中進(jìn)行地基處理應(yīng)用分析可以發(fā)現(xiàn)，載體樁技術(shù)在實際應(yīng)用中具有環(huán)保、高效、節(jié)約的優(yōu)勢，尤其針對雜填土地基，其承載能力更為顯著，能夠充分滿足施工工藝要求與經(jīng)濟(jì)要求。