建筑高層樁基承載力不足問題的分析與處理

韋英豪

摘 要：加強對建筑高層樁基承載力不足問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題，提出了可行的處理方案并積極探討后測結果，以便供同類工程施工參考。

關鍵詞：建筑高層樁基 承載力不足 加固補強處理

在高層建筑的基礎施工中，沖（鉆）孔灌注樁技術得到了充分應用，其操作簡易、施工速率快、承載力超強等優(yōu)勢得到人們的認可。當然，由于該項技術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)生承載力不足等質量問題，若不及時有效處理，只會導致整個建筑施工出現(xiàn)更加嚴重的安全質量問題。針對樁基承載力不足的問題，應及時開展科學分析，合理挖掘其中影響因素與問題根源，并且制定更加合理的處理措施才能確保整個工程達到設計要求，全面推動工程取得安全質量高水準。本文選某地高層建筑為例來分析樁基承載力不足的問題，并對問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，框剪結構，地下室1層，基礎埋深值為4.8m。其基礎設計形式為樁式承臺—梁板基礎，樁型為鉆孔灌注樁，樁數(shù)340根，樁徑選600mm、800mm兩種規(guī)格，樁身混凝土強度C30，底板厚600mm。建筑項目所在場地因起伏不平，使得樁端持力層的中風化凝灰?guī)r按一定坡度分布，高差峰值為15m。工程鑒于實際情況考慮，設計樁長區(qū)間為[28，48]，各類物理力學指標參數(shù)因樁長差異與場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計值為1850kN和2200kN。

2 高層樁基承載力不足的事故分析

基坑動土開挖前，選3根單樁完成豎向抗壓靜載試驗，結果顯示以最大試驗荷載施壓后樁頂沉降小于20mm，符合設計要求。但開挖基坑后組織的低應變檢測結果顯示，有超過35%的單樁樁身質量明顯不足以滿足設計及使用要求。為此需要進一步展開詳細的性能檢測。通過樁身混凝土鉆探取芯檢測以及單樁靜載試驗結果顯示，樁基工程主要存在以下問題：（1）按照工程設計要求，鉆孔樁的樁端應深入到三層中風化凝灰?guī)r中，而且還要確保樁端達到持力層一個樁徑規(guī)格的距離。通過低應變檢測，可知在全部340根單樁中，多達35%以上的樁身存在嚴重質量問題，而且樁體長度不足是其中的突出問題。（2）在樁身混凝土鉆探取芯工作中，也同樣證實了樁身長度不足是承載力不足的重要原因，此結果與低應變檢測結果相仿。如樁身設計和使用長度不足，就無法有效深入基層，也就不能發(fā)揮高質量應力作用。

3 建筑高層樁基承載力不足問題的加固處理方案

3.1積極針對事故樁進行加固補強。就案例所示工程而言，基坑已開挖完成，并且墊層施工業(yè)已完成，因此需要積極在確保圍護支撐作用效果的前提下實施補樁加固方案。結合低應變動測結果，應注意群樁承載力有不均等分布的情況，在補樁中要特別關注。而且補樁過程中，應先向圓礫和淤泥層進行注漿補強，降低可能產(chǎn)生的過于明顯的沉降作用。同時，應盡可能加強底板基礎整體剛度來保持樁長持力層單樁承載力。

3.2補打鉆孔灌注樁方案。對于建筑高層的樁基承載力不足的問題，合理采取補打鉆孔灌注樁方案是必需的，要始終堅持建筑物的可靠安全前提，掌握并發(fā)揮樁土體系力學性能，確保方案有必要的經(jīng)濟性，也有施工合理性，同時還具有一定的環(huán)保效應。建設方、設計方、施工方和監(jiān)理方應組織人員開會商討補打鉆孔灌注樁并施加基礎厚底板的加固方案。為使補樁施工更加便利，且確保成孔質量達標，鉆孔樁的補樁樁徑確定在500mm規(guī)格，樁端要確保進入基巖或圓礫層，然后實施樁端后注漿工藝。選用合理的參數(shù)來確定鉆孔樁補樁設計指標要點，計算得到補樁數(shù)，并完善補樁的平面分布。應參照原有設計圖紙，新確定位置要避開原有樁位設計點，要在原圖紙中未作圍護支撐的區(qū)域補打鉆孔灌注樁?？紤]到后期施工的筏板加厚，則需在原有基礎底板墊層下挖至原梁底標高。

4 補打鉆孔灌注樁解決承載力不足問題的試驗結果分析

4.1靜載試驗結果分析。本工程在補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。其中1號樁位的樁徑500mm，樁長26.7m，樁端的持力層可見，為圓礫層。2號樁樁徑為500mm，樁長28.5m，樁端的持力層可見，為圓礫層。3號樁樁徑為500mm，樁長33.6m，樁端的持力層可見，為基巖。以砂包重物堆載法來實施靜載試驗，通過一定時長的測試，三根補打鉆孔灌注樁的靜載試驗結果均予以統(tǒng)計。其中1、2、3號樁位的鉆孔灌注樁均呈現(xiàn)出緩變型的荷載-位移曲線。當整個樁體接受的最大荷載達到2590kN時，1、2、3號樁位的鉆孔灌注樁沉降量分別達到14.2、13.3、15.6mm，且可得到三根補打鉆孔灌注樁的靜載試驗的極限承載力應在2590kN以上，可以得出，無論樁端處于圓礫層還是處于基巖，補打完成的鉆孔灌注樁極限承載力可以達到相關設計要求，且沉降作用量也滿足補樁的設計要求。

4.2群樁基礎實測沉降結果分析。本工程在補打所有鉆孔灌注樁后，整棟大樓開始整體施工。為進一步探明建筑物施工時出現(xiàn)的沉降變化，可在建筑物周邊設置沉降觀測點，積極測量并記錄沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過收集建筑物頂層8個月后的沉降數(shù)據(jù)，可有效繪制沉降等值線圖。通過必要的分析可知，結構頂部實測沉降最大值達到15mm，最小值為10mm，因而滿足設計及使用需求。這也說明，補打鉆孔灌注樁加基礎厚底板的樁基加固處理方案具有可行性，能夠確保承載力達標且沉降變化進一步衰弱。

結束語

很多建筑高層的樁基承載力不足，其樁身長度不足是主要導致原因，而且往往在樁端集聚有過厚沉渣，使得單樁豎向抗壓極限承載力離散性較。通過采用補打鉆孔灌注樁加基礎厚底板的樁基加固補強處理方案，能夠確保承載力達標且控制沉降變化進一步衰弱。

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