高層建筑復合樁基樁頂調節支座的實測研究

吳燕泉 成守澤

（福建省建筑科學研究院，福建 福州 350025）

0 引言

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

1 工程概況

擬建工程位于廈門市思明區，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，基礎采用人工挖孔灌注樁復合地基基礎。A幢樁基持力層為強風化花崗巖，B幢樁基持力層為強風化花崗巖或花崗巖殘積土。

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

2 監測方法

采用復合樁基礎，關鍵在于了解樁頂荷載、地基土的應力變化情況。為設計及施工提供必要的參考，需要對地基土及樁基進行測試。2.1 樁頂荷載測試

采用軸力計，監測樁基在上部結構施工及使用過程中的荷載。在地下室二層底板施工前，在每個指定監測點的樁頂，埋設 3個樁頂軸力計，埋設好后進行初測，并將導線引至地下室二層底板標高面上1m左右。其安裝示意圖見圖2，墊層施工完成，樁頂處理好后，按要求將軸力計下部焊接在樁頂預埋的鐵板上，上側與調節支座通過鋼板焊接。埋設完成后，采用專用頻率計進行測試，根據相應的計算公式，得到該樁樁頂的荷載值。

圖1 樁頂軸力計

圖2 軸力計安裝示意圖

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力情況，采用鋼弦式土壓力盒對基礎底土層的應力進行監測。在墊層澆搗完畢后，按設計要求，埋設好土壓力盒并進行初測，將導線引至鄰近柱位地下室二層底板標高面上1m左右。并安裝導線保護箱，做明顯標記。土壓力盒埋設在深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。傳感器導線的保護，導線集中后外套PVC管，并另外開挖溝槽，集中鋪設的方法進行保護。在開挖過程中。

3 監測結果匯總分析

3.1 樁頂荷載監測結果分析

樁頂軸力計安裝完成后，進行初始觀測，觀測頻率約按結構每施工兩層觀測1次。從A棟、B棟樁頂軸力計監測點樁頂荷載時程曲線變化規律可以明顯的看出樁頂荷載先變大，到達一個峰值后，在一個時間段趨于穩定，最后慢慢減小呈下降趨勢。這是因為荷載主要由樁基承擔，隨著上部建設的開展，樁頂荷載逐步增大，增大到一個峰值后趨于穩定時上部結構建設完成。彈性支座注漿固化后，荷載由樁基和筏板基礎共同承擔，樁基荷載呈下降趨勢。

圖5 A棟樁頂荷載時程曲線

圖6 B棟樁頂荷載時程曲線

3.2地基土壓力監測結果匯總分析

土壓力監測點主要布置在 A、B兩棟主樓底板及非主樓范圍內。從 A棟、B棟土壓力監測點地基土應力時程曲線變化規律可以看出，土壓力隨著時間的推移處于階段性增大趨勢。這是因為隨著上部結構的施工，荷載加大，筏板或多或少有承擔部分荷載，筏板受力由地基土承擔。當彈性支座注漿后，樁基荷載部分轉移到筏板上，地基土應力發生階段性突變，急劇增加。隨著樁基和筏板整體作用又趨于穩定狀態。

圖7 地基土應力時程曲線（一）

圖8 地基土應力時程曲線（二）

4 結語

本工程花崗巖地基土中存在大量孤石，常規的樁基礎不僅造價昂貴，而且施工周期較長，因此設計采用人工挖孔樁廣義復合樁基的新技術方案，為了解樁基及地基土的受力情況，對該地基基礎工程進行了系統的測試工作。監測、測試工作不僅為設計工作提供了珍貴的數據資料，也對施工起到了一定的指導作用。