黃山某小區(qū)新型基礎(chǔ)方案的經(jīng)濟(jì)環(huán)保效果

周順平，葉恭寶

（1.黃山市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽 黃山 242700；2.合肥工大地基工程有限公司，安徽 合肥 230009）

1 載體樁簡介

載體樁，是一種新型的基礎(chǔ)形式，它先采用柱錘夯擊土體成孔，然后鋼護(hù)筒跟進(jìn)沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，再用柱錘擊出護(hù)筒底一定深度，分批向孔內(nèi)投入填充料（碎磚，混凝土塊，礫石等）和干硬性混凝土，用柱錘反復(fù)夯實(shí)、擠密，在樁端形成載體，最后放置鋼筋籠，灌注樁身混凝土而成樁。它把地基處理、樁基和擴(kuò)展基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)集于一身，其受力特點(diǎn)類似于擴(kuò)展基礎(chǔ)，又和樁基有共同點(diǎn)。

載體樁與其他的樁型不同，其載體是由廢磚石夯擊而成的夯擴(kuò)體，夯擴(kuò)體由填充料與四周的擠密土體及其外一定范圍的影響土體組成。隨著荷載一層層的擴(kuò)散，載體中應(yīng)力也隨之減小，材料強(qiáng)度和造價也隨之逐步減少，從而達(dá)到了最優(yōu)的性價比，因此其經(jīng)濟(jì)合理，技術(shù)可靠。載體樁的受力特點(diǎn)類似于擴(kuò)展基礎(chǔ)，見圖1。

圖1 載體樁受力特點(diǎn)示意圖

載體樁技術(shù)的關(guān)鍵之處主要有四點(diǎn)：

①在樁端形成載體，由混凝土樁身把荷載傳遞給載體，通過載體承載，而非通過樁側(cè)側(cè)阻和端阻承載；

②是樁身承受的集中荷載通過“載體”的分層擴(kuò)散作用，消除了樁端的應(yīng)力集中現(xiàn)象，將樁端的應(yīng)力水平逐層降低至天然土體能夠承受的程度，從而改善了土體的受力狀態(tài)，提高了樁的承載能力；

③由于其承載能力主要來源于載體，受荷時通過載體把荷載分散分層傳遞到周邊和深層土體，因此該技術(shù)具有承載力高的特點(diǎn)，且施工過程中通過三擊貫入度的指標(biāo)進(jìn)行控制，使基礎(chǔ)和地基的沉降變得更加均勻，減少了建筑物的不均勻沉降；

④該技術(shù)施工過程無泥漿排放等污染、噪音低，它可以消納大量的建筑碎磚、混凝土塊等垃圾，變廢為寶，保護(hù)環(huán)境。載體樁同等承載力，所耗用的鋼材水泥也大大少于其它樁型，節(jié)約了資源，減少了碳排放。

2 工程概況

黃山植物園·新安江桃花島綜合度假區(qū)由黃山東方紅影視產(chǎn)業(yè)投資有限公司開發(fā)，主要由3層獨(dú)棟和雙拼別墅組成。場地位于皖南山區(qū)，微地貌為橫江流域江心洲Ⅰ級階地前緣。經(jīng)人工開挖回填，經(jīng)鉆探、對巖土層的野外鑒別、孔位原位測試，擬建場地勘探深度范圍內(nèi)巖土層自上而下為①雜填土、②砂質(zhì)粉土、③粉細(xì)砂、④圓礫及⑤強(qiáng)風(fēng)化泥巖。具體土層情況見表1。

土層基本情況 表1

3 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)性對比

該種地質(zhì)條件通常選用④圓礫作基礎(chǔ)持力層，采用機(jī)械沖抓成孔或人工挖孔成孔大直徑混凝土灌注樁基礎(chǔ)，樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk=3000kPa，樁端入④圓礫層深度不小于1倍樁徑。因場地內(nèi)地下水較豐富，若采用人工成孔，在基礎(chǔ)施工前應(yīng)做好降排水工作，遇到流砂層時須采用短模支護(hù)掘進(jìn)，并應(yīng)合理安排施工流程，確保工程質(zhì)量及人身安全，存在安全隱患。而機(jī)械沖抓樁由于是機(jī)械施工比較安全，故選用機(jī)械沖抓成孔比較合理，設(shè)計(jì)樁徑為800mm。該戶型布樁19根，平均樁長6.5m。布樁情況如圖2。

圖2 機(jī)械沖抓樁設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)過程中，甲方認(rèn)為機(jī)械沖抓樁，樁徑較大，造價較高不夠經(jīng)濟(jì)，后來設(shè)計(jì)院推薦若使用載體樁基礎(chǔ)可能會比機(jī)械沖抓樁節(jié)約造價40%左右，業(yè)主經(jīng)分析論證后，要求設(shè)計(jì)載體樁。最終設(shè)計(jì)載體樁為樁徑430mm，平均樁長為7m（包括載體部分高度），單樁承載力為900kN，樁數(shù)21根。設(shè)計(jì)方案見圖3。

圖3 載體樁設(shè)計(jì)方案

針對兩種基礎(chǔ)方案，業(yè)主對造價進(jìn)行了分析，具體情況見表2。

從表2可以看出載體樁比沖抓樁節(jié)約造價約54%，說明載體樁在該種低層建筑中應(yīng)用具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，大量減少了建筑材料的用量。同時每根載體樁約消耗0.6m3建筑垃圾，為保護(hù)環(huán)境做出了貢獻(xiàn)。

4 樁基檢測力學(xué)效果

待樁基滿足檢測要求后，由安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所對成樁質(zhì)量進(jìn)行檢測，共做靜載實(shí)驗(yàn)3組，，最大沉降量為5.26mm，均未破壞，具體靜載結(jié)果見表3。樁身完整性檢測，一類樁98%，二類樁2%，無三類、四類樁。整體工程質(zhì)量滿足要求。

兩種基礎(chǔ)方案經(jīng)濟(jì)分析表 表2

單樁豎向抗壓靜載實(shí)驗(yàn)結(jié)果表 表3

通過上表可以看出樁頂總沉降量較小，回彈率較高，表明樁基受壓尚未進(jìn)入極限狀態(tài)，承載能力還有余量。

桃花島小應(yīng)變波速統(tǒng)計(jì)小應(yīng)變波速分析表 表4

5 載體樁的環(huán)保效應(yīng)

通過對兩個設(shè)計(jì)方案的比較得出桃花島3739根載體樁與機(jī)械沖抓樁相比，經(jīng)濟(jì)與節(jié)能情況匯總表如表5。

桃花島經(jīng)濟(jì)與節(jié)能情況匯總表 表5

1kg標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的廢氣為：2.6kg二氧化碳、0.0025kg二氧化硫、0.0074kg碳氧化合物。

載體樁作為一種新的樁型，在該工程中很好的體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性、可靠性、環(huán)保性，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。其承載力高，沒有樁長限制，具有良好的工程地質(zhì)適應(yīng)性，皖南地區(qū)淺層一般都有較穩(wěn)定土層，比較適宜載體樁的應(yīng)用。