不同樁型在同一種單體中的應(yīng)用

楊 蕾，張艷茹

(1.唐山三友化工工程設(shè)計(jì)有限公司，河北 唐山 063305；2.大連市化工設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧 大連 116033)

1 工程概況

唐山三友化工股份有限公司純堿分公司老化鹽工序更新擴(kuò)能改造項(xiàng)目位于南堡開(kāi)發(fā)區(qū)，主裝置區(qū)為化鹽框架和運(yùn)鹽棧橋，主框架為鋼筋混凝土框架三層，建筑高度15.30 m，建筑面積1532.82 m2，本工程2018年2月進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)，于2018年4月開(kāi)始拆除施工，并于2018年10月完成施工。

2 工程前期設(shè)計(jì)方案確定

工程地質(zhì)：按照本工程地質(zhì)報(bào)告揭示的地質(zhì)情況，該工程自上而下分別為素填土0.6～0.8 m，粉質(zhì)粘土1.4～2.0 m，粉質(zhì)粘土14.80～15.60 m，粉砂1.20～1.50 m，粉質(zhì)粘土2.90～3.50 m，粉砂2.90～5.60 m，粉質(zhì)粘土2.60～6.20 m，粉砂3.00～3.90 m，粉質(zhì)粘土3.20～4.30 m，擬建場(chǎng)地地貌類(lèi)型單一，屬濱海平原海相沉積。

根據(jù)地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、上部荷載、施工條件與環(huán)境，選擇樁型并確定設(shè)計(jì)方案。本工程將原有框架的預(yù)應(yīng)力混凝土方樁保留，并根據(jù)工藝要求將原有框架的軸線尺寸向其東西兩側(cè)各擴(kuò)出1 m。方案一是避開(kāi)原有的預(yù)應(yīng)力混凝土方樁，框架全部采用新的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，每根柱子下面四根樁，新樁標(biāo)高高于現(xiàn)有方樁的標(biāo)高，但這樣保證不了樁間距的要求，并且布樁的位置出現(xiàn)重樁，故該方案不合適；方案二是利用原有的預(yù)應(yīng)力混凝土方樁，在原有框架軸線擴(kuò)出1 m的外側(cè)繼續(xù)補(bǔ)打預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，這樣既滿足了樁間距的要求，又利用了老的方樁，新老樁型的完美結(jié)合，既滿足了設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，又解決了施工的問(wèn)題，因此，決定采用第二種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)及施工。(見(jiàn)樁基平面布置圖1)

3 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

1)同一個(gè)單體工程一般不宜采用兩種及兩種以上樁型，容易產(chǎn)生不均勻沉降。沉降量是否合格以及不同樁型兩側(cè)的沉降差是否滿足要求應(yīng)通過(guò)驗(yàn)算確定。驗(yàn)算不合格則應(yīng)對(duì)樁長(zhǎng)及樁數(shù)進(jìn)行調(diào)整。由于樁的尺寸是由承載力和沉降驗(yàn)算雙控確定，這就要求施工時(shí)必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙施工，不能造成承載力高或低的偏差過(guò)大，如果控制不好，某一種樁的承載力提高較大也會(huì)影響建筑物的安全穩(wěn)定。本工程兩種樁能同時(shí)滿足承載力和沉降要求，但設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮在采用不同樁型以后，對(duì)于原來(lái)的群樁效應(yīng)有沒(méi)有大的影響，這一點(diǎn)應(yīng)值得大家關(guān)注。

2)管樁有開(kāi)口管樁和閉口管樁之分，我公司施工時(shí)采用的開(kāi)口管樁，設(shè)計(jì)時(shí)擠土效應(yīng)應(yīng)予以考慮。開(kāi)口管樁會(huì)產(chǎn)生“土塞”效應(yīng)，樁端土受擠壓，部分土進(jìn)入管內(nèi)形成土芯， 部分被擠向樁周。 當(dāng)進(jìn)入管內(nèi)的土芯達(dá)到一定高度時(shí)，從塑性區(qū)半徑與剛度比關(guān)系進(jìn)行分析，管樁的樁距如果太小，樁間土有可能全部進(jìn)入塑性狀態(tài)，土的強(qiáng)度因擾動(dòng)反而降低，所以設(shè)計(jì)時(shí)新老樁之間合理選擇樁距是非常必要的。

圖1 樁基平面布置圖

3)本工程同一承臺(tái)下圓形截面樁與矩形截面樁的角樁抗剪及抗沖切的計(jì)算有區(qū)別，根據(jù)對(duì)承臺(tái)的厚度及承臺(tái)計(jì)算配筋進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。另外還要考慮新舊樁承載力發(fā)揮不同步的問(wèn)題。原有的方樁承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載已經(jīng)多年，受荷、沉降已經(jīng)穩(wěn)定，而經(jīng)過(guò)加樁改造后，新舊樁同時(shí)發(fā)揮承載力作用，新舊樁均發(fā)生新的沉降，而新樁為新受荷受力，沉降還未穩(wěn)定，所以舊樁可能承擔(dān)的荷載要比《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》的計(jì)算結(jié)果相對(duì)大些，所以建議對(duì)新樁的承載力計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)折減。

4 主要施工技術(shù)措施

因新樁與老樁的四周會(huì)產(chǎn)生擠土效應(yīng)，并且其土體產(chǎn)生的水平位移和孔隙水傳播受老樁基阻擋，再加上新打的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁，樁的密集程度加大，打樁的難度加大，施工時(shí)應(yīng)防止預(yù)制樁的接頭被拉斷，所以采取合理的技術(shù)措施對(duì)施打新樁尤為重要。

1)打樁時(shí)，對(duì)樁距較密部分的管樁，可采用鉆孔沉樁的方法，間隔跳打，嚴(yán)禁形成封閉樁。

2)水位較高時(shí)，打樁采取加速排水和防擠措施，如設(shè)置塑料插板、應(yīng)力釋放孔等。

3)為防止打樁過(guò)程出現(xiàn)超出規(guī)范允許的傾斜樁和偏位樁，應(yīng)根據(jù)原有樁位圖紙查出與新樁的最小樁間距，然后開(kāi)挖至老樁的樁頂標(biāo)高，并現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)新老樁位實(shí)際的距離，確定樁位是否需要調(diào)整。

4)打樁順序應(yīng)根據(jù)原有圖紙的樁位，確定老樁位置，再標(biāo)注出新樁位置，由老樁位置向四周打樁的順序。

5)樁鍾采用重鍾低打，壓縮接樁時(shí)間，防止鍾擊過(guò)程中因時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起樁四周土體固結(jié)而加大打樁難度。

6)穩(wěn)樁和壓樁。樁施工時(shí)使送樁器、樁帽和樁在同一直線上，當(dāng)樁就位后，緩慢啟動(dòng)壓樁油缸，使樁緩慢進(jìn)入土層，當(dāng)樁入土至50 cm左右時(shí)，再次校正樁的垂直度和平臺(tái)的水平度，保證第一節(jié)樁的垂直偏差不超過(guò)0.5%。然后再次啟動(dòng)壓樁油缸，把樁慢慢壓下，宜將每根樁一次性連續(xù)壓到底，施工時(shí)控制施壓速度，一般不宜超過(guò)2 m/min。壓樁過(guò)程中應(yīng)測(cè)量樁身的垂直度，當(dāng)樁的垂直偏差大于1%，應(yīng)查找原因并設(shè)法糾偏。

7)鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力管樁宜采用焊接法接樁。焊接法接樁時(shí)，下節(jié)樁宜距地面1 m左右進(jìn)行，并應(yīng)保證其垂直度，上下節(jié)樁的中心線偏差不得大于5 mm，節(jié)點(diǎn)的彎曲矢高不得大于樁長(zhǎng)的0.1%，且不大于20 mm。樁在對(duì)接前，先將上下端板清理干凈并露出光澤。接樁焊接時(shí)應(yīng)在樁四周對(duì)稱(chēng)施焊，減少焊接變形引起的垂直度偏差，焊接層數(shù)不得少于2層，第一層焊完后把焊渣清理干凈后，再進(jìn)行第二層施焊，焊縫應(yīng)飽滿并連續(xù)。

8)樁身傾斜。對(duì)于樁身傾斜情況的處理，則需要保持場(chǎng)地的平整度，對(duì)于土質(zhì)松軟的場(chǎng)地，則需要利用墊木及其它材料要樁機(jī)行走路線上進(jìn)行鋪設(shè)，保證樁機(jī)底座的水平度。而對(duì)于土方開(kāi)挖不當(dāng)所導(dǎo)致的傾斜樁問(wèn)題，則需要對(duì)承臺(tái)采取加固措施或是進(jìn)行補(bǔ)樁。同時(shí)在施工過(guò)程中，需要邊進(jìn)行土方開(kāi)挖邊沉樁，保證土方開(kāi)挖過(guò)程中要均勻?qū)ΨQ(chēng)的進(jìn)行。

5 結(jié) 語(yǔ)

新老樁基是一種較復(fù)雜的地質(zhì)情況，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的沉降計(jì)算和剛度驗(yàn)算，并在施工時(shí)對(duì)較近的樁位進(jìn)行控制，這樣適時(shí)使用可以大大節(jié)省工程成本。