楊捷

中圖分類號: TU4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）01-0020-02

【摘要】：文章根據(jù)工程實例研究了小直徑剛性樁復(fù)合地基作用機(jī)理，初步得出了樁土應(yīng)力比的分布規(guī)律，分析對比了不同工況條件下的樁基受損的常見問題及防治措施，根據(jù)工程實踐總結(jié)了該復(fù)合地基的計算公式，為進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】： 微型樁 復(fù)合地基 成樁質(zhì)量 承載力 墊層

【Abstract?】According?to?the?engineering?case?studies?the?small?diameter?of?the?rigid?pile?composite?foundation?function?mechanism,?we?got?a?pile?distribution?rule?of?the?stress?ratio,?and?compared?the?different?operating?conditions?of?the?pile?foundation?of?the?damaged?the?common?problems?and?prevention?and?control?measures.?According?to?the?engineering?practice,?the?author?summarized?the?calculating?formula?of?composite?foundation,?also?laid?the?foundation?for?further?study.【Key?Words?】tiny?pile?;??composite?foundation;??quality;??bearing?capacity

1、微型樁作用機(jī)理

微型樁是利用樁管頂端振動箱產(chǎn)生的強(qiáng)大激振力，驅(qū)動樁管、樁尖與樁管周圍土體發(fā)生共振、土體發(fā)生局部破壞，使樁尖擠壓破土、下沉成孔，然后向管中灌注混凝土，待灌注量滿足設(shè)計要求后，邊激振邊上提，從而完成一個樁的施工過程。

微型樁的成樁過程，對砂性土及塑性指數(shù)不大的粉質(zhì)黏土和非飽和黏性土，樁管傳來的高強(qiáng)激振力可使?jié)撍灰韵碌臉吨芡馏w產(chǎn)生觸變，土體顆粒重新排列組合，孔隙比減小，大小顆粒重新分配組合成密實的新簇團(tuán)，使樁周土體在一定范圍內(nèi)得到擠密加固。在含水量高的土層中，排水固結(jié)作用很明顯。

如果軟弱土層厚度不大，則樁體可貫穿整個軟弱土層，直達(dá)相對硬層，此時樁體在荷載作用下主要起應(yīng)力集中作用，從而使軟土負(fù)擔(dān)的壓力相對減小，結(jié)果與原天然地基相比，復(fù)合地基的承載力提高、壓縮性減??；如果軟弱土層較厚，則樁體可不貫穿整個軟弱土層，構(gòu)成一定厚度的樁土復(fù)合體，從而可提高地基整體的承載力，減少沉降量。

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，用試驗方法確定地基的特征強(qiáng)度，特征強(qiáng)度值所對應(yīng)的沉降量一般在15～25mm間，而大量相類樁基試驗P—S曲線，樁沉降15～25mm時，樁受力大多越過P—S曲線拐點(diǎn)，接近或相當(dāng)接近樁極限承載能力。

因此，微型樁復(fù)合地基的工作狀態(tài)為：使用荷載下，地基達(dá)到強(qiáng)度的特征值，樁側(cè)阻力達(dá)到其O.6～O.8倍的極限強(qiáng)度，樁尖反力達(dá)到樁尖土層深度修正特征強(qiáng)度。 特定的工作狀態(tài)下（樁的置換率在6％～8％，樁距約3～4d），樁僅分?jǐn)?0％～35％的上部荷載。這種設(shè)計不僅充分發(fā)揮樁的承載力，而且降低了對樁本身的要求。

設(shè)置微型樁群后，樁起到對土加筋作用，這種加筋作用可以理解為樁對土的側(cè)限作用、抗沉(利用負(fù)摩阻力)作用，使得樁間土的強(qiáng)度得到提高。加設(shè)微型樁后，地基彈性模量加大，地基剛度得到加強(qiáng)。

2、微型樁常見問題分析及防治

1、縮徑斷樁

造成這類事故的主要原因有以下三種：

(1)對可擠密土，樁基在施工過程中，因樁管的振動擠壓作用，迫使樁周高含水量土層嚴(yán)重液化或觸變，土層中孔隙水壓力驟然猛增，當(dāng)圍壓強(qiáng)度過高時，即可造成樁體縮徑事故的產(chǎn)生。

解決這類事故的主要措施是：對可擠密性土，在施工工藝上，嚴(yán)格控制拔管速度(一般小于O.5m／min)，可采用邊振邊拔、多振慢拔、停拔反插等多種措施，給樁周土體已產(chǎn)生的超高孔隙水壓力以向外消散的時間。如樁距較大，可采用隔樁跳打，使新打樁對已打樁的擠壓力減小，從而達(dá)到不縮徑的目的。

(2)混凝土坍落度的大小直接影響著成樁質(zhì)量，一般宜在6～8cm。太稀，混凝土離析現(xiàn)象嚴(yán)重，使樁孔內(nèi)孔隙水壓力加大而發(fā)生縮徑；太干，可移性太差，加上成樁時拔管速度過快，也易造成斷樁、縮徑。

(3)樁管內(nèi)的存料不足也是造成縮徑的主要原因之一。主要表現(xiàn)為因樁管內(nèi)混凝土自重壓力小于樁周、樁底擾動土的回涌圍壓，樁體混凝土因周圍強(qiáng)度過大而回縮，極易造成縮徑斷樁事故的發(fā)生。

解決這類問題的主要技術(shù)措施是：樁管內(nèi)最后的存料高度不得低于地表標(biāo)高，宜略高于地表，不足部分應(yīng)及時補(bǔ)充。在接近地表2～3m范圍內(nèi)，應(yīng)采取慢拔、反插多振的原則施工，以確保承臺以下樁體不出現(xiàn)縮徑、斷樁現(xiàn)象。

2、樁體偏移過大，超過規(guī)范允許值

當(dāng)位移偏向承臺外側(cè)時，使承臺工程量加大，樁群形心偏移，與結(jié)構(gòu)上部荷載重心不重合，單樁受力不均勻；位移偏向承臺內(nèi)側(cè)時，除因樁群形心偏移造成單樁受力分布不均勻外，還將影響相鄰樁的成樁質(zhì)量。

造成這類事故發(fā)生的原因有以下三種：一是樁管定位不準(zhǔn)，一開始沉管就有偏位；二是樁架不穩(wěn)，樁管不垂直，沉管過程中發(fā)生偏位；三是樁管活瓣或混凝土預(yù)制樁尖的尖端不居中，沉管過程中因樁管底部尖端導(dǎo)向水平偏斜而引起樁管偏移偏位。以上三條均是應(yīng)在施工過程中予以克服的。

3、樁料與土的混合

當(dāng)采用活瓣樁靴沉樁時，可能發(fā)生的問題是活瓣開口打開的寬度不夠，混凝土下落不充分，造成樁端與土接觸不密實或樁端一段樁徑較小。此時，應(yīng)經(jīng)常檢查活瓣開口的靈活度，發(fā)現(xiàn)不靈活應(yīng)及時修理，或者改用預(yù)制樁尖。

3、微型樁設(shè)計

1、根據(jù)地質(zhì)狀況和上部荷載大致確定樁長。

根據(jù)土的分層預(yù)估和預(yù)定樁的受力狀態(tài)(上部土質(zhì)較軟、樁沉降較大時，樁的上段可能與土無相對位移，失去摩阻力)，即確定樁側(cè)摩阻力有效計算長度，計算長度約在O.4～O.6倍樁長(參考：當(dāng)樁的密度在3～4d時，按有效計算長度和O.6～O.8倍極限摩阻力計算結(jié)果，大致與樁的“允許”強(qiáng)度接近)。

2、計算單樁受力（根據(jù)上文所述方法）。

3、計算復(fù)合地基承載力特征值

式中，——復(fù)合地基強(qiáng)度；

——總置換率(包括砂石樁、混凝土樁)；

——混凝土樁的置換率；

——樁頂部位地基強(qiáng)度；

——每平方米用樁量；

——設(shè)樁后孔隙率減小、排水固結(jié)、樁對土的側(cè)限、抗沉等統(tǒng)合作用等影響系數(shù)，試驗證明其值可取1.2～1.6。

4、地基各層受力復(fù)核。

①樁尖土層地基強(qiáng)度復(fù)核；

②有時需對樁中間軟弱層進(jìn)行復(fù)核(當(dāng)該層土質(zhì)過弱時，也可采取復(fù)打技術(shù))；

③對樁土應(yīng)力比復(fù)核(復(fù)合地基?？刂圃?.5～8.O之間，如土強(qiáng)度過弱常用砂石樁加固土以降低樁土應(yīng)力比)。

5、護(hù)樁及墊層設(shè)計

完全采用混凝土樁進(jìn)行加固的，一般不設(shè)護(hù)樁，布樁時樁心布在基礎(chǔ)邊附近即可，如設(shè)計有砂石樁的，高一排護(hù)樁。

樁頂須加設(shè)墊層，墊層厚度在驗槽時最終確定，常用100～300mm,根據(jù)樁頂部位土質(zhì)情況確定，局部軟弱帶必要時可加厚至500mm。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范

[2] JGJ94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范

[3] JGJ79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。