不同樁型在高層建筑同一結(jié)構(gòu)單元樁基施工的應(yīng)用

喻敏波

（廈門市湖里區(qū)建設(shè)服務(wù)中心）

0 引言

靜壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁在高層建筑施工中已得以廣泛應(yīng)用，但在城市建筑密集區(qū)因新建項目緊鄰既有建筑，存在局部靜壓樁基施工受作業(yè)面限制難以施工的情況。以廈門市湖里區(qū)侖后花園安置房項目的樁基施工為實例，簡要介紹了不同樁型在同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)樁基施工的應(yīng)用，提出樁基設(shè)計、施工、檢測方案及基坑監(jiān)測等工作思路。

1 項目概況

侖后花園安置房位于五緣灣道與鐘鳴路交叉口西北側(cè)，總用地面積2.0萬㎡，總建筑面積9.9萬㎡，建設(shè)有5棟100m以下高層剪力墻住宅、商業(yè)及兩層地下室等，總投資4.3億元。該項目的抗震設(shè)防烈度為7度，建筑樁基設(shè)計等級為甲級。

2 不同樁型的應(yīng)用實踐

2.1 場地地質(zhì)水文情況

該項目地勘報告顯示，場地地基巖土層按時代、成因等自上而下主要由雜填土①1、素填土②2、粉質(zhì)黏土②、殘積砂質(zhì)粘性土③、全風(fēng)化花崗巖④、散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑤1、碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑤2、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑤3、中風(fēng)化花崗巖⑥、中風(fēng)化輝綠巖⑦等組成。場地環(huán)境類型為II類，混合穩(wěn)定地下水位埋深2.80～8.20m，穩(wěn)定水位標(biāo)高5.52～10.30m，地下水對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。

2.2 樁基選型及靜壓管樁施工要點

該項目地勘報告建議高層建筑可選用預(yù)應(yīng)力靜壓管樁或灌注樁，綜合考慮基礎(chǔ)巖層、結(jié)構(gòu)類型、荷載、經(jīng)濟(jì)性、工期等要求，選用樁型為靜壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁。經(jīng)試壓樁確定，抗壓樁為PHC500-125-A型管樁，單樁豎向抗壓承載力特征值2150KN，壓樁力按5000KN控制；抗壓抗拔樁為PHC500-125-AB型管樁，單樁豎向抗壓承載力特征值1100KN，壓樁力按4000KN控制。壓樁時以壓樁力控制為主，壓樁力達(dá)到設(shè)計壓樁力后停止壓樁，持力層為全風(fēng)化花崗巖④及以下土層且樁端進(jìn)入持力層不小于1m。抗壓樁有效樁長≥6m，接樁采用焊接方式（二氧化碳保護(hù)焊）；抗壓抗拔樁有效樁長≥11m，接樁采用機(jī)械嚙合接頭方式+焊接方式（二氧化碳保護(hù)焊）。沉樁時應(yīng)在接樁處鋼構(gòu)件表面涂刷或注入環(huán)氧瀝青涂料。靜壓管樁施工時加設(shè)封口錐形鋼樁尖，鋼樁尖與樁端頭板應(yīng)滿焊，接樁焊接冷卻時間均不少于5分鐘。靜壓管樁沉樁時應(yīng)合理控制施打順序、沉樁速率，通過設(shè)置應(yīng)力釋放孔、減震溝等措施來減少樁的擠土效應(yīng)。基坑施工應(yīng)分層開挖并合理組織土方車運行路線，避免不平衡土體側(cè)壓力及土方車碾壓造成管樁傾斜偏位或斷裂。

2.3 局部樁型變更為旋挖灌注樁

高層住宅1#樓西北側(cè)局部外墻貼臨用地紅線僅1.5m，緊鄰既有小區(qū)建筑物地下室，邊樁施工時靜壓樁機(jī)施工無作業(yè)面。如采用邊樁器，則壓樁力不滿足設(shè)計要求；如采用錘擊樁工藝，則施工引起的震動導(dǎo)致鄰近小區(qū)的地下室及上部主體建筑結(jié)構(gòu)安全存在隱患。經(jīng)充分的方案比選，將1#樓西北側(cè)局部樁基由預(yù)應(yīng)力靜壓管樁變更為旋挖灌注樁。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）8.5.2條及條文解釋規(guī)定，為避免在地震等荷載作用下產(chǎn)生較大不均勻沉降而導(dǎo)致建筑物構(gòu)件開裂或傾斜，同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的樁基不宜采用部分摩擦樁和部分端承樁。因此，局部靜壓管樁變更為旋挖灌注樁后需對樁基設(shè)計及施工方案重新優(yōu)化，規(guī)避不同樁型引起的較大不均勻沉降問題。剪力墻結(jié)構(gòu)體系因上部結(jié)構(gòu)整體剛度大，對基礎(chǔ)差異沉降的影響較大，根據(jù)樁基的變剛度調(diào)平設(shè)計原則，考慮上部結(jié)構(gòu)與樁、土、承臺共同工作，通過調(diào)整樁、土支承剛度分布，使之與上部荷載分布和相互作用效應(yīng)匹配，是減少或消除沉降差異的有效途徑。因此，對上部結(jié)構(gòu)荷載集度高的電梯井、樓梯間等核心區(qū)域的設(shè)計通過強(qiáng)化布樁來調(diào)整樁支承剛度分布，實現(xiàn)抗力與荷載局部平衡、整體協(xié)調(diào)，減少承臺所受的沖切力、剪切力與整體彎矩，不僅有效減少了沉降差異，還避免了承臺底板因沖切、剪切而產(chǎn)生裂縫。

按照變剛度調(diào)平設(shè)計原則，1#樓西北側(cè)原設(shè)計的56根靜壓預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)管樁（管徑500mm，C80）變更為20根旋挖灌注樁（樁徑1100mm，C35），另在1#樓上部荷載集度較高的剪力墻下等位置增補(bǔ)16根靜壓管樁，對局部承臺的厚度與配筋同步調(diào)整，用以平衡主樓下不同樁型導(dǎo)致的不均勻沉降（詳見圖1）。經(jīng)對變更優(yōu)化后的樁基承載力與沉降進(jìn)行復(fù)核驗算，可滿足相關(guān)規(guī)范要求。

圖1 1#樓樁基平面布置圖

2.4 旋挖灌注樁的施工要點

1#樓旋挖灌注樁的單樁豎向承載力特征值7900KN，持力層為中風(fēng)化花崗巖⑥，入巖深度不小于1倍樁徑，有效樁長≥6m。旋挖鉆機(jī)成孔采用隔樁跳挖方式，施工時需待樁身混凝土終凝后再進(jìn)行鄰樁施工。注意加強(qiáng)對定位放線、泥漿制備、成孔檢查、沉渣厚度、鋼筋籠制作、混凝土灌注的質(zhì)量控制。旋挖鉆孔時應(yīng)控制提鉆速度，做好泥漿制備的比重、黏度等檢查，合理控制清孔時間，并采取措施嚴(yán)格控制沉渣厚度不大于30mm，以避免鉆頭下部形成負(fù)壓而造成塌孔、縮頸等問題；混凝土澆筑時應(yīng)控制導(dǎo)管埋入深度與澆筑時間，還需注意成孔與混凝土澆筑的銜接，避免空孔放置時間過長及水下澆筑時混凝土離析；采用樁端、樁側(cè)后高壓注漿工藝，有效提高單樁承載力和減少樁沉降，確保灌注樁成樁質(zhì)量。加強(qiáng)施工期間與后期對灌注樁及鄰近靜壓管樁的沉降觀測。

2.5 旋挖灌注樁樁基檢測

該項目樁基設(shè)計等級為甲級，旋挖灌注樁受場地限制，單樁豎向抗壓承載力無法采用靜載試驗。根據(jù)《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2014）等相關(guān)規(guī)定，并組織專家論證，進(jìn)行以下非靜載試驗檢測方案：選取5根旋挖灌注樁，采用高應(yīng)變法檢測單樁豎向抗壓承載力，在鄰近具備作業(yè)面位置試樁2根旋挖灌注樁進(jìn)行靜載試驗，與高應(yīng)變法檢測進(jìn)行比對驗證；全數(shù)樁基采用低應(yīng)變法，并選取10根樁基采用聲波透射法或鉆芯法進(jìn)行樁身完整性檢測。

2.6 基坑及周邊環(huán)境監(jiān)測

該項目基坑設(shè)計安全等級為一級，因緊鄰周邊既有建筑，在監(jiān)測工作開始前，對周邊環(huán)境現(xiàn)狀開展詳盡的調(diào)查、記錄和公證；在基坑開挖過程中，除對基坑的沉降、水平位移、水位、應(yīng)力進(jìn)行全面系統(tǒng)監(jiān)測外，還要加強(qiáng)對基坑深度1～3倍范圍內(nèi)的周邊建筑物、地表、管線等的沉降和裂縫的監(jiān)測布點與監(jiān)測頻率，加強(qiáng)周邊巡視檢查，做好監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與總結(jié)，制定基坑監(jiān)測應(yīng)急預(yù)案，保障基坑施工和周邊環(huán)境的安全。

3 結(jié)語

侖后花園安置房樁基局部采用不同樁型施工，有效解決了作業(yè)面受限下的樁基施工和不均勻沉降問題，產(chǎn)生了良好的綜合經(jīng)濟(jì)、社會效益，為城市建筑密集區(qū)等復(fù)雜條件下的樁基施工提供了可供參考的解決思路，具有良好的借鑒意義。