大直徑素混凝土樁復合地基工程應用

胡 微,代 杰

(領地集團有限公司,四川成都 610000)

近年來，城市房地產市場的蓬勃發展，地下空間的發展越來越受到重視，地下室的埋深越來越大，而復雜的地質條件不可避免地帶來一系列的設計問題。隨著地下建筑的規模逐漸變大，尋找安全有效的基礎形式和地基持力層是設計面臨的重大問題。但是，通常基底標高所在的天然地層難以滿足上部結構的承載功能，因此選擇適合地域特色的地基處理方法在設計中尤其重要。

大直徑素混凝土樁復合地基是近年來逐步推進的新的剛性樁地基處理形式。本文主要針對成都地區某大直徑素混凝土樁復合地基工程的應用，從前期設計，施工和后期試驗進行了全程跟蹤分析，對該復合地基提出了實用的工程建議和方法供工程人員參考。

1 工程概況

項目位于成都天府新區，地塊整體呈L型，由三個地塊組成，用地規模186 318.87 m2，總建筑面積105.15×104m2。地勘報告顯示，擬建基礎埋深標高上覆砂卵石層，基底以下多為中風化泥巖，強風化泥巖，和局部砂卵石層。且在一定深度范圍內呈現互層現象。同時，地勘報告顯示中風化泥巖強度偏低，強風化泥巖遇水軟化嚴重。

經設計單位對基礎方案選型評審結果建議：A地塊4～14號樓為高層住宅，采用筏板基礎，其中，5、14號樓需要對局部區域進行地基處理，4、6～13號樓整個筏板區域均需地基處理，約占地塊高層樓棟總數的90 %。B地塊1～8號樓全部、11、12號樓部分區域需進行地基處理，處理樓棟約占整個項目高層單體總數的40 %。C地塊4、5、6、8、10、11、12號樓以及一層地下室區域需進行地基處理約占地塊內高層樓棟的，處理樓棟約占整個項目高層單體總數的40 %。

2 地基處理需求及設計

上部結構單位根據設計計算結果，提出以下設計地基處理要求(表1～表3)。

表1 A地塊地基處理技術要求

根據設計單位提供的地基承載力及變形要求，地處理設計如下(表4～表6)。

表2 B地塊地基處理技術要求

主要出現兩類設計思路。第一，嚴格按照地勘報告，區別對待各樓棟，選擇不同的樁長、樁徑和樁間距達到設計要求。第二，選擇一確定的樁長確保樁端進入持力層更高的可靠性，降低樁的種類數量，通過調整樁間距達到設計要求。

表3 C地塊地基處理技術要求

表4 A地塊地基處理設計結果

表5 B地塊地基處理設計結果

表6 C地塊地基處理設計結果

該項目經過了地基處理設計方案評審，最終設計結果如上述表格所示。在方案評審過程中，一共有四家單位參與方案比選見表7。

表7 地基處理設計方案比選

(1)A單位結合地勘報告選擇相對較長的樁長，可確保基樁穿越巖層分界面且更好滿足進入持力層深度要求，通過調整樁間距達到設計要求；

(2)B單位通過確定的樁間距，結合地勘報告通過調整樁長達到設計要求，因地勘報告的不確定性，后期由于樁端持力層的條件不確定，存在一定增加樁長的可能性；

(3)C單位采用長樁和不同樁間距達到設計要求，但設計偏于保守不予采用；

(4)D單位嚴格按照地勘報告孔位地層特征采用不同的樁長，且采用不同的樁間距達到設計要求。該方案雖然混凝土方量最小，但存在非常大的不確定性，后期樁長增加風險較大。綜上所述，通過對比“密布短樁”和“疏布長樁”方案的技術可實施性和經濟性，最終選擇A單位的設計方案為最終實施方案。

3 地基處理檢測及結果

針對該地基處理工程，按照相關規范要求對該處理地基做以下幾類檢測：

(1)采用低應變法全數檢測樁身完整性；

(2)采用載荷試驗檢測單樁豎向承載力；

(3)采用載荷試驗檢測樁間土承載力；

(4)采用鉆芯法確定沉渣厚底及樁身強度。

該項目因復合地基承載力較大，受現階段檢測設備、檢測技術條件限制。經專家技術論證情況下，考慮分別測試單樁承載力和樁間土承載力再按照復合地基理論確定復合地基承載力特征值。單樁承載力和樁間土承載力檢測結果見表8、表9、圖1、圖2。

表8 1#工程試驗樁單樁豎向靜載實驗結果

表9 1#工程樁樁間土靜載實驗結果

圖1 1#工程試驗樁豎向靜載Q-S曲線

圖2 1#工程試驗樁樁間土靜載P-S曲線

4 設計建議及幾點思考

通過以上分析有以下幾點建議和思考：

(1)單樁豎向承載力的試驗結果較原設計有較大富裕度。當加載條件達到2倍特征值時，荷載變形曲線仍趨向于直線，單樁沉降較小，表明樁土共同受力仍處于彈性階段。因采用旋挖鉆進，上覆卵石層區段采用下放套筒施工導致實際樁徑擴大，經現場實測原設計1 m的樁徑最終澆筑完成達到了1.2 m，單樁承載力有一定的提升。

(2)樁間土的試驗結果較原設計有較大富裕度。當加載條件達到2倍特征值時，荷載變形曲線仍趨向于直線，樁間土變形較小，表明樁間土仍處于彈性階段。結合現場施工及布樁特點，樁間土實際上在一定程度上受大直徑樁的側向約束，實際受力過程傾向于三向約束狀態，一定程度上提高了樁間土的承載能力。

(3)建議復合地基承載力計算公式考慮成樁工藝基樁承載力提高系數A和樁間土約束承載力提高系數B。如何量化這兩個系數是該地基處理方案的研究方向。

fspk=AλmRa/AP+Bβ(1-m)fsk

A為考慮成樁工藝基樁承載力提高系數。

B為樁間土約束承載力提高系數。

(4) 由于地勘報告不能全面正確反映地下的具體情況，在地基處理設計時，尚未進行施工勘察。建議采用“疏布長樁”的設計方案。第一，可以避免因為施工現場的不確定性造成施工過程中的樁長加長，產生大量的施工現場簽證，導致成本不可控制。第二，結合地勘報告。選擇一確定的樁長以確保樁端進入持力層深度的可靠性更高。第三，降低樁的種類數量，減少后期單樁檢測的種類和數量，降低檢測費用。

5 結束語

大直徑素混凝土樁土復合地基是近年來逐漸推廣應用的地基處理方式。在實際工程推廣應用中還存在一些值得深入研究的問題。本文旨在結合工程實際應用的基礎上提出一些實用建議供工程技術人員參考。