沿海某地區(qū)軟土地基中三種基樁成樁方式的試驗(yàn)對(duì)比

李永棟 賈向新

（1.河北建設(shè)勘察研究院有限公司，河北 石家莊050031；2.河北省巖土工程技術(shù)研究中心，河北 石家莊050031）

1 前 言

近年來(lái)，隨著社會(huì)化進(jìn)程的加劇，建設(shè)用地指標(biāo)日益緊張，不少沿海地區(qū)采用吹填造陸的形式進(jìn)行建設(shè)用地的擴(kuò)展.都屬于軟土地基，在軟土地基的樁基礎(chǔ)處理上，以往也有很多學(xué)者進(jìn)行了研究［1］～［5］.在眾多的處理形式中，樁基礎(chǔ)作為重要建構(gòu)筑物的地基處理一直是比較受推崇的.但是，究竟哪種形式的成樁方式對(duì)于該地區(qū)是有效的，需要根據(jù)地區(qū)的地層情況進(jìn)行試驗(yàn)進(jìn)行研究.

本文基于這樣的背景，在某大型工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目的擬建場(chǎng)地（濱海堆積地貌），該項(xiàng)目的重型建筑物建議采用鉆孔灌注樁、預(yù)制樁或預(yù)應(yīng)力管樁作為基樁進(jìn)行處理.根據(jù)設(shè)計(jì)及建設(shè)單位要求，擬定了三組試樁方案，分別采用PHC預(yù)應(yīng)力管樁、長(zhǎng)螺旋后插鋼筋籠灌注樁及后壓漿的后插鋼筋籠灌注樁.根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選用適用的成樁形式.其結(jié)果對(duì)于該地區(qū)類似的建設(shè)條件下有一定的借鑒意義.

2 試驗(yàn)概況和試驗(yàn)情況

2.1 工程地層情況

擬建場(chǎng)地屬于濱海堆積地貌.根據(jù)鉆探結(jié)果，在鉆探深度42m范圍內(nèi)地基土主要由第四系全新統(tǒng)海相堆積和第四系上更新統(tǒng)海陸交互沉積的粘性土和砂類土組成，地基土的主要巖性見(jiàn)表1.

表1 地層巖性特征一覽表

2.2 樁型參數(shù)

試驗(yàn)樁采用三組成樁工藝，分別是PHC預(yù)應(yīng)力管樁、長(zhǎng)螺旋后插鋼筋籠灌注樁和后壓漿長(zhǎng)螺旋后插鋼筋籠灌注樁.每組三根，分別位于場(chǎng)地典型區(qū)域內(nèi).裝端持力層為⑦層粉砂，樁長(zhǎng)為22.5m～23.0m.管樁型號(hào)為A型樁樁徑400mm，灌注樁樁徑500mm.

管樁成樁采用錘擊法沉樁，灌注樁施工采用長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)，后插鋼筋籠工藝.

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

在現(xiàn)場(chǎng)完成試樁的施工后，根據(jù)試驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)行了靜載試驗(yàn).試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1～圖6.

3.1 極限承載力分析

三根PHC管樁試樁經(jīng)靜載試驗(yàn)，最大加載分別為2 600KN、3 000KN、2 400KN（見(jiàn)圖1），且三根樁變形基本一致，經(jīng)計(jì)算，PHC管樁單樁抗壓極限承載力為2 000KN（極差小于30%）.

圖1 PHC管樁抗壓靜載試驗(yàn)Q～s曲線

圖2 長(zhǎng)螺旋后插鋼筋籠灌注樁抗壓靜載試驗(yàn)Q～s曲線

三根長(zhǎng)螺旋后插鋼筋籠灌注樁抗壓靜載試驗(yàn)，最大加載量分別為2 200KN、3 300KN、3 200KN（見(jiàn)圖2）.其中值得注意的是，P1樁在加載至2 000KN后，樁頂沉降曲線急劇下落，最大變形量為55.40mm，經(jīng)分析，該樁在該級(jí)荷載下已發(fā)生破壞.經(jīng)調(diào)查，此樁在施工中后插鋼筋籠過(guò)程中遇到阻力，靜載試驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了該樁的鋼筋籠很可能沒(méi)有完全插入混凝土中，而有一部分插入了樁側(cè)土中，造成了該樁承載力偏低.剔除該因素影響，該樁應(yīng)該與P2、P3樁的結(jié)果類似.因此，在后插鋼筋籠的施工中，一定要注意后插鋼筋籠的施工質(zhì)量問(wèn)題，以免造成承載力偏低的后果.

圖3 后壓漿長(zhǎng)螺旋后插鋼筋籠灌注樁抗壓靜載試驗(yàn)Q～s曲線

三根后壓漿長(zhǎng)螺旋后插鋼筋籠灌注樁的抗壓靜載荷試驗(yàn)（見(jiàn)圖3），最大加載荷載分別為3 200KN、4 200KN、3 600KN.從圖中可以看到，H1樁在加載至3 200KN后，沉降急劇增加至52.13mm.為三根樁中沉降最大的，并且根據(jù)曲線判定，該樁在3 200KN荷載下已經(jīng)破壞.該組灌注樁經(jīng)評(píng)定，單樁抗壓極限承載力綜合值取3 000 KN（級(jí)差小于30%）.但是，在該組樁中，H1樁也具有和第二組試驗(yàn)中P1樁類似的情況，鋼筋籠在后插筋過(guò)程中沒(méi)有處理好，導(dǎo)致了該樁在3 200KN荷載下破壞.否則，該樁應(yīng)與H2、H3樁類似的承載力（H2、H3平均承載力為4 000KN）.

3.2 后壓漿效果分析

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計(jì)，第二組試樁中單樁抗壓極限承載力平均值為2 267KN，第三組試樁中單樁抗壓極限承載力平均值為3 000KN，相比而言，經(jīng)過(guò)后壓漿的灌注樁比普通灌注樁承載力的提高幅度達(dá)32%.

圖4 長(zhǎng)螺旋后插鋼筋籠灌注樁單樁樁頂與樁端荷載沉降Q－s曲線

圖5 后壓漿長(zhǎng)螺旋后插鋼筋籠灌注樁單樁 樁頂與樁端荷載沉降Q－s曲線

從單樁樁頂與樁端荷載沉降Q－s曲線（圖4、圖5）分析：

圖4中最大荷載為3 200KN，對(duì)應(yīng)沉降量為41.38mm，樁身未發(fā)生破壞；圖5中，在對(duì)應(yīng)沉降為41.38mm時(shí)，荷載為4 000KN，荷載提高了800KN，說(shuō)明后壓漿對(duì)于樁基承載力的提高有明顯的效果.

圖4中樁端最終沉降為33.5mm，樁頂最終沉降為41.38mm，樁端占總沉降的80.9%；圖5中樁端最終沉降為39.23mm，樁頂最終沉降為46.76mm，樁端占總沉降的83.9%；樁端占樁身總沉降量的增大，說(shuō)明后壓漿對(duì)于樁端土的固結(jié)起到了一定的效果.

4 結(jié) 語(yǔ)

（1）該地層條件下，三種成樁方式均可使用，但是相比較而言，PHC管樁的施工工藝更容易保證；

（2）采用后插鋼筋籠施工灌注樁時(shí)，后插鋼筋籠的質(zhì)量應(yīng)引起足夠重視；

（3）該地區(qū)采用后壓漿灌注樁比普通灌注樁能夠提高承載力30%以上.

由于該項(xiàng)目地域的特殊性，采用三種不同成樁方式，得到了以上的結(jié)論.事實(shí)上，施工中，不可預(yù)見(jiàn)的因素有很多，同時(shí)施工中的環(huán)境也都不一致，本文僅就特定的情況進(jìn)行了不同成樁方式的研究，不足之處，還望廣大專家學(xué)者不吝指正.

［1］任文峰，等.軟土地區(qū)PHC管樁承載力試驗(yàn)研究［J］.水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2012年2月，第10卷第1期：60～63.87

［2］吳建平，等.軟土中沉管灌注樁、預(yù)應(yīng)力管樁、鉆孔灌注樁的價(jià)值分析［J］.工程質(zhì)量，2006年第2期：50～53

［3］耿冬青，等.后插鋼筋籠后注漿灌注樁工程實(shí)例［J］.施工技術(shù)，2013年5月，第42卷增刊：218～221

［4］潘建偉，等.長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠成樁質(zhì)量控制措施［J］.施工技術(shù)，2013年3月下，第43卷第6期：5～7

［5］鄒金鋒，等.深厚軟土地區(qū)長(zhǎng)鉆孔灌注樁后注漿試驗(yàn)研究［J］.中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011年3月，第42卷（第3期）：823～828

［6］JGJ94－2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008