舒 文

近年來(lái)，隨著我國(guó)基本建設(shè)的步伐加快，人工挖孔樁具有直徑大，埋設(shè)深，單樁負(fù)載大，施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。如何提高人工挖孔樁的施工質(zhì)量，是建設(shè)管理部門(mén)必須重視的課題。

目前，在我國(guó)有很多地方采用人工挖孔樁，這種樁的外徑至少須為1 200 mm，埋設(shè)也較深，上部荷載又大。因而欲通過(guò)靜載試驗(yàn)決定其單樁承載能力尚有一定困難，主要是試驗(yàn)設(shè)備及數(shù)百噸，上千噸外荷的施加難于解決，所以在工程設(shè)計(jì)中，多根據(jù)工程地質(zhì)資料，預(yù)定持力層和樁的長(zhǎng)度并對(duì)其進(jìn)行具體計(jì)算，也有一些工程是通過(guò)計(jì)算并參考就近已有工程樁的情況綜合選定的。

在人工挖孔樁的設(shè)計(jì)中，一般假定樁身按軸向受壓進(jìn)行計(jì)算，且一般不考慮縱向彎曲，其理由是樁是插在土中的壓桿，且直徑大，有足夠的剛度;土對(duì)樁側(cè)向約束作用好等。樁基上部的柱及承臺(tái)梁，與樁基以及地基土，實(shí)際上是共同作用的，柱及承臺(tái)梁所承受的各種水平荷載，必然部分傳遞給與其相連的樁基，特別是樁頂部位，加之從許多實(shí)測(cè)資料可知，受震害的樁基都是由于地基失穩(wěn)—滑移或樁端支承于液化層引起的，故又加重了樁下段部位的水平荷載。因此，在地震設(shè)防區(qū)的人工挖孔樁應(yīng)當(dāng)考慮水平荷載下的抗震強(qiáng)度，加強(qiáng)樁身配筋。當(dāng)樁端持力層為中、微風(fēng)化巖層時(shí)，被視為“嵌巖樁”。樁端嵌入巖層的深度一般為500 mm。但須注意的是，樁的入巖深度對(duì)樁的造價(jià)有直接影響，特別在微風(fēng)化巖中，進(jìn)展很慢，更是如此。當(dāng)以樁身強(qiáng)度決定單樁承載能力時(shí)，其混凝土的強(qiáng)度應(yīng)乘以80%的系數(shù)予以折減;樁身混凝土標(biāo)號(hào)一般不低于C20。

人工樁一般來(lái)說(shuō)最理想的持力層為巖石、砂卵石層、粘性土，包括輕亞粘土。硬塑狀態(tài)的粘性土，一般來(lái)說(shuō)壓縮性較小，承載力高，亦可作持力層。砂類土，當(dāng)在地面以下5 m～6 m時(shí)，一般是比較密實(shí)的，其承載力比地基規(guī)范要大得多。因此，深層砂類土地基也適合作持力層。

高層建筑及重要工程，一般對(duì)不均勻沉降控制較嚴(yán)，嚴(yán)格控制這類建筑物的絕對(duì)沉降值是很必要的，當(dāng)樁的持力層為粘性土?xí)r，樁的沉降計(jì)算應(yīng)按下述原則進(jìn)行:

1)從經(jīng)濟(jì)效果出發(fā)，應(yīng)當(dāng)選擇較淺的持力層。一般不宜深于15 m～20 m，最好在10 m之內(nèi)。但從樁的沉降量來(lái)看，樁底埋深越大，土的變形模量越大，壓縮性越小，則樁的沉降量也小。故應(yīng)結(jié)合土層分布情況，選擇一個(gè)深淺適宜的良好持力層，以滿足樁承載力和沉降量要求。

2)樁的沉降量計(jì)算仍采用分層綜合法。支承于巖層上的人工大直徑挖孔樁，清底有保證，故受荷后的沉降量很小，大都滿足要求。挖孔樁挖土?xí)r，由1人～2人下井用鎬、鍬等工具將土裝入直徑為600 mm～800 mm特制的翻斗桶內(nèi)，故樁的內(nèi)徑不宜太小，否則無(wú)法施工。從施工實(shí)踐可知，外徑(包括護(hù)壁厚度在內(nèi))1 200 mm和1 400 mm的樁，內(nèi)徑只有 900～1 000和 1 100～1 200，施工操作比較困難，故外徑最小直徑以1 200 mm為宜。

擴(kuò)底樁的樁身和樁端截面不等，需要用擴(kuò)大頭來(lái)過(guò)渡，通常擴(kuò)大頭的設(shè)計(jì)可按素混凝土基礎(chǔ)考慮，但由于基底反力較普通剛性基礎(chǔ)大，所以剛性角要適當(dāng)調(diào)整，施工實(shí)踐表明，擴(kuò)底截面突然擴(kuò)大時(shí)，很難對(duì)擴(kuò)大端側(cè)面進(jìn)行支護(hù)，而該處土體的自重較大，當(dāng)土質(zhì)較軟或地下水量充裕時(shí)，往往易在擴(kuò)大處塌方。

將樁端底部作為鍋底狀可以提高一定的承載力。

大直徑人工挖孔擴(kuò)底樁，大多采用“一柱一樁”的布樁方式，除特殊情形外，一般情況下，為節(jié)約建筑材料，可不設(shè)置樁基承臺(tái)，僅在樁頂加設(shè)樁帽即可，樁帽是樁與上部結(jié)構(gòu)的連接體，除上部荷載通過(guò)柱傳至樁上外，還有地震水平力將通過(guò)樁傳到地基土上，受力比較復(fù)雜，為加強(qiáng)其抵抗地震水平荷載能力及增強(qiáng)整體作用，最好在樁頂布置拉梁，并應(yīng)按下列不同情況考慮:當(dāng)有地下室鋼筋混凝土底板時(shí)，以底板代替，可不另設(shè)拉梁，但在底板內(nèi)的樁頂，另加雙向拉筋，當(dāng)?shù)叵率也辉O(shè)混凝土底板時(shí)，則必須于樁頂設(shè)置雙向鋼筋混凝土拉梁，當(dāng)有基礎(chǔ)梁時(shí)，可不另設(shè)拉梁。

井圈護(hù)壁主要起擋土、擋水，圍護(hù)樁身施工的作用，在設(shè)計(jì)井圈時(shí)應(yīng)考慮:井圈厚度太大，增加了樁身混凝土量和挖土量，很不經(jīng)濟(jì);井圈厚度小了，井圈混凝土不容易搗好，對(duì)擋水、擋土不利。

1)護(hù)壁的斷面形式，從目前的資料可知，大致有如下兩種:一種是護(hù)壁外表平滑垂直，內(nèi)表呈鋸齒形，另一種是內(nèi)外表均呈鋸齒形;我認(rèn)為，后一種形式對(duì)樁側(cè)摩阻力的提高有利。

2)井圈護(hù)壁每節(jié)的高度應(yīng)在600 mm或900 mm左右。當(dāng)土質(zhì)差、地下水淺、土體壓力大時(shí)用600 mm，由施工單位根據(jù)具體情況決定。

3)井圈通過(guò)賦有地下水砂層時(shí)，因地下水的影響，砂層容易產(chǎn)生涌水流砂現(xiàn)象，使現(xiàn)澆井圈不易制作。此時(shí)，一般可采用預(yù)制沉井，通過(guò)砂層插入不透水層內(nèi)500 mm。但沉井下沉?xí)r，容易產(chǎn)生水平偏差，故在預(yù)制沉井時(shí)，應(yīng)將尺寸加大50 mm～100 mm，對(duì)沉井要有具體的設(shè)計(jì)。

4)井圈整個(gè)深度應(yīng)由土質(zhì)情況來(lái)決定，由于強(qiáng)風(fēng)化巖較破碎，裂隙水多，在開(kāi)挖過(guò)程中，尤其放爆時(shí)容易產(chǎn)生塌方，故一般情況下強(qiáng)風(fēng)化巖層須加井圈。

5)井圈護(hù)壁的混凝土標(biāo)號(hào)應(yīng)與樁身材料一致。

6)第一節(jié)井圈要高出地面150 mm～200 mm;上下井圈搭接長(zhǎng)度不小于50 mm。

樁頂部1 m范圍內(nèi)的鋼箍要加密，以提高樁的抗剪強(qiáng)度，預(yù)防樁周土體可能震陷引起的彎剪破壞，多用φ800@100。

樁的上端應(yīng)剛性嵌固于承臺(tái)(樁帽、水平拉梁)之中，樁的豎向鋼筋伸入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度不小于35倍鋼筋直徑，樁的頂端嵌入承臺(tái)內(nèi)要有一定尺寸，一般取70 mm。

施工中應(yīng)切實(shí)注意擴(kuò)大端的土層變異情況，保證不得有積水。設(shè)計(jì)深度僅僅是一個(gè)參考數(shù)據(jù)，可根據(jù)實(shí)際土層(巖層)決定。局部軟弱夾層應(yīng)予清除，其面積超過(guò)樁端截面10%時(shí)，必須繼續(xù)掘進(jìn)。當(dāng)挖到比較完整的巖面后，應(yīng)確定其下是否還有軟弱層，可采用小型鉆機(jī)再向下鉆深5 m，并取樣鑒別，查清確無(wú)軟弱下臥層時(shí)才能終孔。

鋼筋籠在制作、運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中，應(yīng)采取措施防止變形。吊放鋼筋籠入孔時(shí)，不得碰撞孔壁。灌注混凝土?xí)r，應(yīng)將其固定在設(shè)計(jì)要求標(biāo)高處。

樁體混凝土要求從樁底到樁頂一次完成，特殊情況不能一次完成時(shí)才允許留施工縫，但應(yīng)留在有鋼筋籠的位置處，并在施工縫面上加入適量(約15%)8 cm～10 cm毛石以增強(qiáng)縫口的連接性。在澆灌鋼筋籠以下混凝土?xí)r，如遇停電等原因，可在混凝土里面加插適量的短鋼筋，在澆灌新混凝土前，縫面必須清理干凈，不得有積水和隔離層。

大直徑挖孔樁的應(yīng)用日趨增多，但在設(shè)計(jì)及施工等方面，尚有許多問(wèn)題未予解決或處理方式各不相同，我們期望通過(guò)試驗(yàn)和眾多工程實(shí)踐的不斷總結(jié)，有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)對(duì)此予以重視，并根據(jù)其特點(diǎn)要求，制定統(tǒng)一的技術(shù)條件，使其有章可循，得以提高質(zhì)量，降低成本，保證安全并加快建設(shè)進(jìn)度。

［1］ 段秋蓮.人工挖孔擴(kuò)底鋼筋混凝土灌注樁施工技術(shù)［J］.山西建筑，2010，36(31):94-95.