黃山某小區新型基礎方案的經濟環保效果

周順平，葉恭寶

（1.黃山市建設工程質量監督站，安徽 黃山 242700；2.合肥工大地基工程有限公司，安徽 合肥 230009）

1 載體樁簡介

載體樁，是一種新型的基礎形式，它先采用柱錘夯擊土體成孔，然后鋼護筒跟進沉到設計標高后，再用柱錘擊出護筒底一定深度，分批向孔內投入填充料（碎磚，混凝土塊，礫石等）和干硬性混凝土，用柱錘反復夯實、擠密，在樁端形成載體，最后放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土而成樁。它把地基處理、樁基和擴展基礎的優點集于一身，其受力特點類似于擴展基礎，又和樁基有共同點。

載體樁與其他的樁型不同，其載體是由廢磚石夯擊而成的夯擴體，夯擴體由填充料與四周的擠密土體及其外一定范圍的影響土體組成。隨著荷載一層層的擴散，載體中應力也隨之減小，材料強度和造價也隨之逐步減少，從而達到了最優的性價比，因此其經濟合理，技術可靠。載體樁的受力特點類似于擴展基礎，見圖1。

圖1 載體樁受力特點示意圖

載體樁技術的關鍵之處主要有四點：

①在樁端形成載體，由混凝土樁身把荷載傳遞給載體，通過載體承載，而非通過樁側側阻和端阻承載；

②是樁身承受的集中荷載通過“載體”的分層擴散作用，消除了樁端的應力集中現象，將樁端的應力水平逐層降低至天然土體能夠承受的程度，從而改善了土體的受力狀態，提高了樁的承載能力；

③由于其承載能力主要來源于載體，受荷時通過載體把荷載分散分層傳遞到周邊和深層土體，因此該技術具有承載力高的特點，且施工過程中通過三擊貫入度的指標進行控制，使基礎和地基的沉降變得更加均勻，減少了建筑物的不均勻沉降；

④該技術施工過程無泥漿排放等污染、噪音低，它可以消納大量的建筑碎磚、混凝土塊等垃圾，變廢為寶，保護環境。載體樁同等承載力，所耗用的鋼材水泥也大大少于其它樁型，節約了資源，減少了碳排放。

2 工程概況

黃山植物園·新安江桃花島綜合度假區由黃山東方紅影視產業投資有限公司開發，主要由3層獨棟和雙拼別墅組成。場地位于皖南山區，微地貌為橫江流域江心洲Ⅰ級階地前緣。經人工開挖回填，經鉆探、對巖土層的野外鑒別、孔位原位測試，擬建場地勘探深度范圍內巖土層自上而下為①雜填土、②砂質粉土、③粉細砂、④圓礫及⑤強風化泥巖。具體土層情況見表1。

土層基本情況 表1

3 地基基礎設計方案經濟性對比

該種地質條件通常選用④圓礫作基礎持力層，采用機械沖抓成孔或人工挖孔成孔大直徑混凝土灌注樁基礎，樁極限端阻力標準值qpk=3000kPa，樁端入④圓礫層深度不小于1倍樁徑。因場地內地下水較豐富，若采用人工成孔，在基礎施工前應做好降排水工作，遇到流砂層時須采用短模支護掘進，并應合理安排施工流程，確保工程質量及人身安全，存在安全隱患。而機械沖抓樁由于是機械施工比較安全，故選用機械沖抓成孔比較合理，設計樁徑為800mm。該戶型布樁19根，平均樁長6.5m。布樁情況如圖2。

圖2 機械沖抓樁設計方案

設計過程中，甲方認為機械沖抓樁，樁徑較大，造價較高不夠經濟，后來設計院推薦若使用載體樁基礎可能會比機械沖抓樁節約造價40%左右，業主經分析論證后，要求設計載體樁。最終設計載體樁為樁徑430mm，平均樁長為7m（包括載體部分高度），單樁承載力為900kN，樁數21根。設計方案見圖3。

圖3 載體樁設計方案

針對兩種基礎方案，業主對造價進行了分析，具體情況見表2。

從表2可以看出載體樁比沖抓樁節約造價約54%，說明載體樁在該種低層建筑中應用具有顯著的經濟效益，大量減少了建筑材料的用量。同時每根載體樁約消耗0.6m3建筑垃圾，為保護環境做出了貢獻。

4 樁基檢測力學效果

待樁基滿足檢測要求后，由安徽省地質實驗研究所對成樁質量進行檢測，共做靜載實驗3組，，最大沉降量為5.26mm，均未破壞，具體靜載結果見表3。樁身完整性檢測，一類樁98%，二類樁2%，無三類、四類樁。整體工程質量滿足要求。

兩種基礎方案經濟分析表 表2

單樁豎向抗壓靜載實驗結果表 表3

通過上表可以看出樁頂總沉降量較小，回彈率較高，表明樁基受壓尚未進入極限狀態，承載能力還有余量。

桃花島小應變波速統計小應變波速分析表 表4

5 載體樁的環保效應

通過對兩個設計方案的比較得出桃花島3739根載體樁與機械沖抓樁相比，經濟與節能情況匯總表如表5。

桃花島經濟與節能情況匯總表 表5

1kg標準煤產生的廢氣為：2.6kg二氧化碳、0.0025kg二氧化硫、0.0074kg碳氧化合物。

載體樁作為一種新的樁型，在該工程中很好的體現了經濟性、可靠性、環保性，具有顯著的經濟效益和社會效益。其承載力高，沒有樁長限制，具有良好的工程地質適應性，皖南地區淺層一般都有較穩定土層，比較適宜載體樁的應用。