鋼筋混凝土預(yù)制方樁在新疆庫(kù)爾勒地區(qū)的工程應(yīng)用

于帥賓 王衛(wèi)紅 王 覃

中化二建集團(tuán)有限公司 山西太原 030021

隨著工程建設(shè)領(lǐng)域技術(shù)水平的高速發(fā)展，地基處理工程施工工藝和機(jī)械設(shè)備不斷更新，高強(qiáng)鋼筋混凝土預(yù)制樁地基處理方法應(yīng)用越來越廣泛。尤其是在偏遠(yuǎn)地區(qū)的地基處理中，與傳統(tǒng)的地基處理方法（灌注樁、CFG 樁）相比，高強(qiáng)鋼筋混凝土預(yù)制樁地基處理具有突出的優(yōu)勢(shì)。

1 設(shè)計(jì)及施工工藝

從區(qū)域地質(zhì)看，新疆庫(kù)爾勒地區(qū)位于塔里木地臺(tái)和天山地槽兩大構(gòu)造之間，項(xiàng)目場(chǎng)地為山前洪積平原，勘察查明深度50m 范圍內(nèi)，場(chǎng)地各地層由粉土、粉細(xì)砂和粉質(zhì)黏土構(gòu)成，地基土同時(shí)存在液化、濕陷性、鹽堿性等多種不良地質(zhì)現(xiàn)象。中國(guó)石油塔里木油田分公司乙烷制乙烯項(xiàng)目60 萬t/ a 乙烯裝置工程，位于新疆巴音郭楞蒙古自治州上庫(kù)綜合產(chǎn)業(yè)園區(qū)石油石化產(chǎn)業(yè)園。該乙烯裝置包含裂解爐急冷區(qū)、分離一區(qū)、分離二區(qū)、制冷壓縮區(qū)和主管廊等。為了節(jié)約成本，壓縮工期，更好地為地基處理設(shè)計(jì)提供依據(jù)，試樁設(shè)計(jì)采用邊長(zhǎng)400mm 和500mm 兩種鋼筋混凝土預(yù)制方樁，設(shè)計(jì)樁身混凝土強(qiáng)度為C45，每種樁型各7 根，其中I 型樁邊長(zhǎng)500mm、樁長(zhǎng)24m，II 型樁邊長(zhǎng)400mm、樁長(zhǎng)16m。由于試樁場(chǎng)地存在兩層中密粉細(xì)砂，成樁過程中錘擊數(shù)較多，故采用錘擊沉樁工藝，停錘標(biāo)準(zhǔn)：I 型邊長(zhǎng)500mm 方樁全面進(jìn)入⑥層持力層厚度不小于1.5m；II型邊長(zhǎng)400mm 方樁全面進(jìn)入層持力⑤層厚度不小于1.0m。當(dāng)樁端標(biāo)高無法達(dá)到時(shí)，應(yīng)繼續(xù)錘擊3 陣，且每陣10 擊的貫入度不大于30mm，方可停止錘擊。詳見表1。

2 施工過程

在施工過程中，7 根500mm 預(yù)制鋼筋混凝土方樁施工采用的樁錘沖擊部分質(zhì)量為10t。表層3m 以上土層密實(shí)度相對(duì)較差，錘擊數(shù)0～5 錘；12～14m 密實(shí)度有所增加，18～20m 區(qū)間地層密實(shí)度明顯增加，比對(duì)地勘報(bào)告屬于⑤1 層粉細(xì)砂；穿過⑤1 層粉細(xì)砂錘擊數(shù)有所降低，最終順利達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高。每根樁沉樁用時(shí)約25min，最后1.3m 錘擊數(shù)平均68 擊，推算每陣(10擊)貫入度約140mm。詳見圖1。

圖1 500mm 預(yù)制方樁每米錘擊數(shù)與入土深度折線圖

7 根400mm 預(yù)制鋼筋混凝土方樁施工采用的樁錘沖擊部分質(zhì)量為8t。施工過程中，表層3m 以上土層密實(shí)度先對(duì)較差，錘擊數(shù)0～5 錘；12～14m 有密實(shí)度有所增加，比對(duì)地勘報(bào)告應(yīng)該屬于④層粉細(xì)砂；穿過④層粉細(xì)砂最終順利達(dá)到設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高，每根樁沉樁用時(shí)約6min。詳見圖2。

圖2 400mm 預(yù)制方樁每米錘擊數(shù)與入土深度折線圖

整個(gè)施工過程較順利，可以實(shí)現(xiàn)整根預(yù)制樁施工，大大節(jié)約了施工進(jìn)度，且樁頂不需要設(shè)置樁帽。圖3 為柴油垂基沉樁圖。

圖3 柴油錘擊沉樁圖

3 結(jié)果分析與評(píng)價(jià)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求的基樁承載力值，對(duì)兩種樁型的樁基分別進(jìn)行了單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)、單樁豎向抗拔靜載試驗(yàn)及單樁水平抗拔靜載試驗(yàn)，兩種規(guī)格方樁的檢測(cè)結(jié)果見表2—表5。

表2 單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，基樁的實(shí)測(cè)承載力值均大于設(shè)計(jì)預(yù)估承載力值，故該基樁的設(shè)計(jì)參數(shù)均能滿足建筑物的載荷及變形要求，可以在工程樁的設(shè)計(jì)中引用。

4 對(duì)比分析

4.1 工期

預(yù)制方樁樁體為工廠預(yù)制，可實(shí)現(xiàn)24h 作業(yè)，縮短施工工期。且成樁后無需養(yǎng)護(hù)，節(jié)約驗(yàn)樁時(shí)間。從成樁速度上說，預(yù)制方樁成樁工序少，操作簡(jiǎn)單。

4.2 施工質(zhì)量

表3 單樁豎向抗拔靜載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

表4 單樁水平靜載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

表5 基樁承載力值對(duì)比（預(yù)估/ 實(shí)測(cè)值）

預(yù)制樁是預(yù)制成型，樁體強(qiáng)度較高，可達(dá)C80。灌注樁成孔時(shí)，尤其是沖擊成孔須采用泥漿護(hù)壁，樁體外側(cè)的泥皮厚，使樁的承載能力難以發(fā)揮。而方樁由于是實(shí)心樁，故抗剪力可達(dá)到管樁的2～3 倍，抗震性能優(yōu)越。

4.4 環(huán)境

預(yù)制方樁施工過程中無濕作業(yè)，無成孔護(hù)壁工藝，不需要清運(yùn)泥漿，避免了揚(yáng)塵和道路拋灑等環(huán)境污染現(xiàn)象。

4.5 造價(jià)

根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，獲得相同的承載力值，預(yù)制樁要比灌注樁節(jié)省約50%的樁基工程費(fèi)用。方樁在選型時(shí)可選用比管樁較小的截面尺寸，承臺(tái)尺寸可進(jìn)一步減小，也不需要進(jìn)行樁孔灌注，經(jīng)過設(shè)計(jì)測(cè)算可節(jié)約15%左右的造價(jià)。

5 結(jié)論

本課題的研究和實(shí)施證明，新疆庫(kù)爾勒地區(qū)采用預(yù)制方樁對(duì)保證工程質(zhì)量、進(jìn)度、環(huán)保和節(jié)省投資均有積極作用，可成為該區(qū)域樁基工程的首選樁型。該課題為今后該地區(qū)的地基處理提供了可靠的樁基設(shè)計(jì)參數(shù)和詳細(xì)的施工工藝，樁基檢測(cè)的結(jié)果可供該地區(qū)特殊性地質(zhì)條件的樁基施工質(zhì)量控制參考。