載體樁在長春市密實砂土持力層中的試驗研究

邢廣明 孫廣利

（吉林建筑大學測繪與勘查工程學院 130118）

載體樁在長春市密實砂土持力層中的試驗研究

邢廣明 孫廣利

（吉林建筑大學測繪與勘查工程學院 130118）

密實砂土層施工具有一定的難度，在該土層中加以載體樁難度更大。為進一步研究本選題內(nèi)容，提高研究價值，本文介紹了試驗研究中的工程概況，闡述了載體樁的設(shè)計與施工試驗，分析了試驗結(jié)果，以期達到研究的實效性。

載體樁 密實沙土持力層 試驗

引言

載體樁屬于建筑工程中的一項新型樁基施工技術(shù)，能夠保證就地取材的效果，具有變廢為寶的作用，進而對于社會效益及經(jīng)濟效益而言，是一種保證。我國地大物博，地質(zhì)變化不同，對載體樁承載能力的影響也不同。

1. 工程概況簡介

背景工程為長春市二道區(qū)，擬建1#辦公樓，15層，2#辦公樓，18層，樓頂擬采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，并在不同的辦公樓中建設(shè)兩層地下室，基礎(chǔ)埋深12m。依據(jù)相關(guān)地質(zhì)勘察報告，該場地屬于砂土層，上層為細砂，中層為中、細砂結(jié)合，為了能夠有效的確保其承載力以及高壓縮性，該工程選擇在密實砂土層施工，并將其作為載體樁的樁端持力層。該區(qū)域?qū)儆谄＞肽旮咴貛В匦伪容^平坦，其最大高差僅為0.8m。在對本場地予以勘察的過程中發(fā)現(xiàn)，其地下水埋深在自然地面以下，具體在9.5-10.62之間[1]。依據(jù)氣象局近幾年的預報，最高水位埋深在自然地面以下3.98m左右，其屬性為松散性，從某種程度上來說，屬于大氣降水彌補地下水的方式，在對該工程場地各層土予以分析得出了相應的特征及相關(guān)指標，預示著該工程可以實施。

2. 載體樁的設(shè)計與施工試驗

在予以試驗的過程中，應明確試驗樁體的設(shè)計參數(shù)，在這個過程中，應當明確建筑物的結(jié)構(gòu)以及施工準備等等，并依據(jù)相關(guān)規(guī)定的內(nèi)容，選擇合適的位置作為試驗的場地，通過選擇兩組樁體形式予以試驗，其中，一組1-4#樁身無鋼筋，一組5-8#有鋼筋，其余條件相同。試驗樁體予以平面布置，不同的樁體間保持兩兩相對的形式。兩組樁體的樁徑均為500mm，并選擇樁身混凝土為C40的材質(zhì)，同時還應明確三擊貫入度，控制在10cm以內(nèi)，并依據(jù)相應的圖紙予以擺放。而在施工過程中，則應當按照規(guī)范要求予以嚴格遵守，在實施試驗過程中，應當實施樁身完整性檢測，以確保試驗的準確性[2]。這就需要在靜載荷試驗之前做好充分的準備工作，可以采用低應變動檢測法檢測，通過檢測可以明確，除了1#樁體為II類樁以外，其他的樁體都屬于I類樁，這種形式預示著這些樁體形式均符合驗收規(guī)范。除了試驗以外，還應實施載體樁基礎(chǔ)單樁豎向靜載荷試驗及載體樁復合地基靜載荷試驗[3]。

3. 試樁試驗

首先，對試樁樁身的完整性進行檢測，在靜載荷試驗前，應選用低應變動測法檢測樁身的完整性，經(jīng)檢測得知，除了1#樁屬于Ⅱ類樁外，其余樁均為Ⅰ類樁，并滿足驗收規(guī)范與工程標準。

其次，進行載體樁的基礎(chǔ)單樁豎向靜載荷試驗，以慢速維持荷載法開展基礎(chǔ)單樁的靜載荷試驗，經(jīng)預估得知，載體樁的極限荷載為5000kN，以500kN為單位加載量進行試驗，試驗結(jié)果為：2#、3#、4#樁的最大加載量均為5000kN，最大沉降量分別為43.24mm、47.41mm和37.21mm，單樁豎向抗壓的極限承載力分別為4540kN、4642kN和4718kN，且在進行基礎(chǔ)單樁的靜載荷試驗后，樁頭均為完好狀態(tài)；相比之下，1#樁的最大加載量僅為4000N，其最大沉降量為34.58mm，樁頭被壓壞。

在工程實地考察發(fā)現(xiàn)，由于樁1#存在樁頭缺陷，因此，當以低應變動測法向其加載至4000kN時，1#樁頭便會被壓壞而停止加載，故4000kN為試驗臨界值。基于此種情況，在實際的設(shè)計與施工過程中，應對載體樁的狀態(tài)進行加固，例如，可以加密箍筋以及引入鋼筋網(wǎng)片的形式加固樁頭，從而避免樁頭因過度的承載力而發(fā)生損壞。

其次，進行載體樁復合地基的靜載荷試驗（選取三個觀測點），試驗中所用承壓板為正方形（邊長1.8m），面積為3.24m2，并在板底鋪設(shè)中粗砂找平層，厚度為100mm，整個試驗過程嚴格遵循相關(guān)工程規(guī)范，進而得到相關(guān)實驗結(jié)果：在FH05、FH06和FH07試驗點出，載體樁最大加載均為kPa，最大沉降量分別為14.73mm、14.88mm、2.74mm，且單樁復合地基的承載力特征值均為660kPa，由此可見，觀測點的復合地基大都能夠承受其最大加載量，即引入載體樁后的復合地基穩(wěn)定性與可靠性較強。

4. 結(jié)果分析

首先，對荷載——沉降變形情況予以分析。依據(jù)試驗記錄，繪制出相應的荷載——沉降曲線圖，以更好的進行深入的分析工作，并依據(jù)曲線圖將內(nèi)容予以分析出來，其內(nèi)容顯示，載體樁基礎(chǔ)單樁的Q-s曲線屬于一種拐折點，其沉降形式依據(jù)荷載的變化發(fā)生變化。而不同的曲線顯示的內(nèi)容有所不同，其載體樁復合地基靜載荷試驗P-s曲線發(fā)生了一定的變形，無法找到比例的極限點，無法判斷極限值。依據(jù)上文內(nèi)容以及相應的曲線圖可知，復彈率相對較小，有的甚至出現(xiàn)負回彈現(xiàn)象。這種現(xiàn)象充分的表明樁體完全失去或者基本失去彈性，無法繼續(xù)承載壓力。

其次，對于承載力計算值、試驗值以及樁側(cè)阻力影響情況的分析。依據(jù)規(guī)范內(nèi)容，對其特征值予以分析，進而得知。依據(jù)前一組公式可知，其中的f為密實細砂土層在經(jīng)過修正以后呈現(xiàn)出的特征值，而A則表示的是施工過程中的三擊貫入度的值。經(jīng)計算的，1#、2#和3#的豎向承載力極限值均為2798kN，而4#樁的豎向承載力的極限值為3143kN，說明4#的豎向承載能力最強。根據(jù)《載體樁設(shè)計規(guī)程》，在工程施工過程中，若將載體樁作為復合地基中的增強體，則對于載體樁復合地基的設(shè)計則可根據(jù)水泥粉煤灰碎石樁的相關(guān)規(guī)定予以進行。而根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》，承載力的特征值F可表示為：F=amRλ/pA+β（1-m）Fs，其中，F(xiàn)s為天然地基承載力特征值的1.3倍，經(jīng)過計算得知，實際工程觀測點FH05、FH07以及FH08的載體復合地基承載力特征值均為551kPa，而FH06點載體樁復合地基承載力特征值則為598kPa。根據(jù)載體樁基礎(chǔ)單樁極限承載力以及單樁復合地基承載力特征值的計算結(jié)果可知，載體樁基礎(chǔ)單樁的極限承載力試驗值為其實際計算值的1.5倍，而單樁復合地基承載力的試驗值則是其計算值的1.2倍。由此可見，根據(jù)《載體樁設(shè)計規(guī)程》與《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》計算得到的載體樁基礎(chǔ)地基與載體樁符合地基在密實砂土持力層中的承載力均偏于保守。

在試驗過程中，雖然選擇的柱樁長度沒有超過10cm，具有一定的長度限制，但是，由于土質(zhì)為粉土及分值黏土，對樁體側(cè)阻力影響情況并不是很大。所以，在該地質(zhì)條件下，對樁側(cè)阻力予以忽略是不可取的，是值得注意的，尤其是單樁的承載力。，豎向承載力極限值

結(jié)束語

載體樁基礎(chǔ)單樁在密實砂土持力層沉降情況會隨著荷載的上升而發(fā)生改變，且失去彈性。對于載體樁來說，無論是單樁形式還是符合形式，都應按照規(guī)范形式執(zhí)行。

[1]楊紹端，王波，杜方江，等.載體樁在寧夏地區(qū)工程中的應用[J].農(nóng)業(yè)科學研究，2011，02（04）:51-53.

[2]張嶺.載體樁在京滬高速鐵路軟基處理中的應用[J].路基工程，2012，05（05):159-161-165.

[3]金曉，周裕利，胡岱文.載體樁在某地基處理工程中的應用研究[J].廣州建筑，2012，03(06):16-20.

G322

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1007-6344（2015）12-0108-01