關(guān)于樁基礎(chǔ)選擇與進(jìn)入良好持力層重要性的研究

魯駿鵬

摘 要：文章通過對樁基礎(chǔ)選擇持力層和樁端進(jìn)入持力層的實踐，結(jié)合工程檢測實例，分析和研究了在工程安全方面，樁端選擇與進(jìn)入良好持力層的重要性。

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)；持力層；重要性

樁基礎(chǔ)是一切建筑的根本，樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性決定了建筑的穩(wěn)定性與安全性，而樁基礎(chǔ)持力層的選擇與樁基礎(chǔ)施工中的樁端能否進(jìn)入持力層，則是決定樁基礎(chǔ)穩(wěn)定性的最重要因素。

1 樁基礎(chǔ)選擇良好樁端持力層的重要性

按現(xiàn)行樁基工程技術(shù)規(guī)范，所有類型樁基礎(chǔ)其豎向承載力設(shè)計時的承載力值均為樁端土與樁周土側(cè)受力之和，設(shè)置樁基礎(chǔ)的目的不僅僅在于其改善軟弱地基的承載力，也要考慮其沉降因素，往往由于樁端沒有進(jìn)入良好的持力層，致使其沉降較大，使得總沉降不能滿足要求，這樣的地基處理無疑是失敗的。

樁基礎(chǔ)選擇良好樁端持力層并且樁端進(jìn)入良好的持力層，是很重要的，一個是將樁端承載力（含持力層樁端側(cè)阻）做為安全儲備，防止上層軟弱土的負(fù)摩阻或砂土液化；二是進(jìn)入一定嵌固深度，防止樁體傾斜或浮樁。

從理論上理解是否選擇好的樁端持力層并不重要，重要的是只要滿足了承載力、變形及穩(wěn)定驗算后，一切都是可以的，但是在深厚軟弱土層中，這些計算往往是定性的，定量計算與實際相差較多，難以吻合，所以在實際工程中樁基礎(chǔ)選擇什么樣的持力層是很重要的事。雖然說有些樁長相對比較長，但那也要看上部結(jié)構(gòu)荷載的影響，如果說是廠房或低層一類要求承載力比較小的建筑物可以滿足要求，這種就是通常所講的摩擦樁，但是提到端層樁就與它所選的持力層密切關(guān)系，比如：持力層為砂層或粗砂層，有些樁基礎(chǔ)在施工時它的壓樁力可能滿足設(shè)計的要求，但是經(jīng)過一段時間后它的壓力可能就沒有之前那么大了，因為有的砂層存在液化現(xiàn)象，選擇這樣的持力層對建筑物的危害是很大的。

2 樁端進(jìn)入良好持力層的重要性

樁端選擇良好的持力層，不但可以增加單樁極限承載力，還能夠有效控制沉降。反之，工程容易出現(xiàn)這樣或那樣的問題。而樁端按要求進(jìn)入一定嵌固深度，達(dá)到良好的持力層則是更加重要的，如果選擇好了適合工程的良好的持力層，并在樁基礎(chǔ)施工中完好的進(jìn)入一定嵌固深度到這個持力層，那么就會保證樁基礎(chǔ)和建筑物的穩(wěn)定性，反之會產(chǎn)生很大的沉降，如果沒有及時處理，會導(dǎo)致建筑物失穩(wěn)，甚至傾斜乃至倒塌。

下面用一個實例來說明：某煤業(yè)集團(tuán)總醫(yī)院綜合醫(yī)療大樓工程位于遼寧省調(diào)兵山市調(diào)兵山大街，該工程是拆除原有部分建筑物并擴(kuò)建，占地面積49903平方米，總建筑面積約54509平方米，擬建主樓16層，附樓5層，地下停車場1層，通過勘察單位提供的本工程巖土工程勘察報告，確定土層順序由上至下如下：①雜填土：松散，不宜利用。②粉質(zhì)粘土：可塑-軟塑狀態(tài)，分布穩(wěn)定，承載力低，可做低層建筑物天然地基。②-1粉質(zhì)粘土：可塑-軟塑狀態(tài)，分布穩(wěn)定，承載力低，可做低層建筑物天然地基。③角礫：為中硬土，分布穩(wěn)定，是擬建物良好的基礎(chǔ)持力層或下臥層。④砂巖、泥巖：為中硬土，分布穩(wěn)定，是擬建物良好的基礎(chǔ)持力層或下臥層。⑤角礫巖：為中硬土，分布穩(wěn)定，是擬建物良好的基礎(chǔ)持力層或下臥層。

綜合研究分析確定持力層為③角礫，基樁設(shè)計形式為為螺旋鉆孔壓灌樁。為了驗證設(shè)計的可行性，在齡期滿足的條件下，2011年4月6日至4月11日進(jìn)行了三根試驗樁（2根樁徑為800mm，1根樁徑為600mm）的檢測，檢測方法為低應(yīng)變反射波法和靜載荷試驗檢測（抗壓、抗拔），檢測目的是：（1）通過低應(yīng)變反射波法檢測，評價樁身完整性。（2）通過單樁豎向抗壓靜載試驗檢測，判定單樁豎向抗壓承載力特征值是否滿足設(shè)計要求。（3）通過單樁豎向抗拔靜載試驗檢測，判定單樁的豎向抗拔承載力特征值是否滿足設(shè)計要求。

首先對三根試樁進(jìn)行了低應(yīng)變反射波法檢測，經(jīng)檢測結(jié)果如表1所示。

三根試樁全部為Ⅰ類樁：樁身砼結(jié)構(gòu)完整。樁底反射合理，實測波速在合理范圍內(nèi)，樁底反射波到達(dá)前，無同相反射信號出現(xiàn)。滿足設(shè)計要求。

隨后對試1和試2號樁進(jìn)行了單樁豎向抗壓靜載試驗，現(xiàn)場試驗采用慢速維持荷載法，最大加載量按設(shè)計單樁豎向承載力設(shè)計值的2倍進(jìn)行，逐級等量加載。

現(xiàn)場檢測記錄如下：

試1號樁單樁豎向抗壓承載力特征值1800kN，加載至最大加荷值為3600kN時，對應(yīng)的樁身沉降量為39mm，檢測結(jié)果可以滿足設(shè)計要求。

試2號樁單樁豎向抗壓承載力特征值1200kN，當(dāng)現(xiàn)場荷載為800kN時，對應(yīng)的樁身沉降為2.61mm；當(dāng)現(xiàn)場荷載為1200kN時，對應(yīng)的樁身沉降為5.23mm；當(dāng)現(xiàn)場荷載為1600kN時，對應(yīng)的樁身沉降為10.36mm；當(dāng)現(xiàn)場荷載為2000kN時，對應(yīng)的樁身沉降達(dá)到30.56mm，已經(jīng)出現(xiàn)了陡降，而當(dāng)現(xiàn)場荷載加載為2400kN時，對應(yīng)的樁身沉降則為69.12mm；最后當(dāng)現(xiàn)場加載至2800kN時，樁身沉降為220.41mm，現(xiàn)場記錄儀已經(jīng)無法加載和記錄沉降，樁身已經(jīng)可以用目測來觀察沉降，可以判定試2號樁的樁身承載力不能滿足設(shè)計要求。試2號樁Q-S曲線及匯總表如圖1所示。

出現(xiàn)這樣情況后，業(yè)主單位立即與設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位以及檢測單位在施工現(xiàn)場分析了試驗樁出現(xiàn)問題的原因：由低應(yīng)變反射波法檢測試2號樁的樁身完整性來看，判斷試2號樁的樁身并無斷樁或其它缺陷，而在單樁豎向抗壓靜載試驗中的沉降量卻大大超出了規(guī)范里所規(guī)定的正常沉降量，本工程的持力層為③角礫，fak=240kPa，說明持力層的選擇符合本工程的承載力設(shè)計；持力層的上一層為②-1粉質(zhì)粘土層，fak=120kPa，所以造成樁身沉降量過大而不能滿足設(shè)計要求，就是因為在樁基礎(chǔ)在施工中，打入過淺，樁端沒有能夠進(jìn)入到持力層③角礫層，而是停留在②-1粉質(zhì)粘土層，從而使樁身產(chǎn)生了很大的沉降，不能滿足設(shè)計承載力。

下面再深入研究一下由于上面原因的問題樁對建筑物的危害性。如果施工單位沒有按要求將樁端打入持力層，接下來沒有檢測單位前期對樁基礎(chǔ)的檢測，那么對后期的主體施工就具有致命性的危害，輕則樁基下沉輕微或不均勻造成樓體傾斜，嚴(yán)重的像上面試驗樁所出現(xiàn)那么大的沉降可能會造成整個樓體的塌陷，成為“樓倒倒”，對人員的生命安全造成極大地威脅，后果不堪設(shè)想。

由此可見，樁端進(jìn)入良好持力層在樁基礎(chǔ)施工中的重要性和必須性，如果稍有疏忽就會造成日后建筑物的危險。