許耀琦 山西建筑工程集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)院
太原市某高層住宅項(xiàng)目,位于和平北路西側(cè),一期工程為7棟單體,均為剪力墻結(jié)構(gòu)。其中5#住宅樓地上23層,地下為2層停車庫,基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土平板式基礎(chǔ),與大地庫連接。
根據(jù)山西省某勘測設(shè)計(jì)單位提供的地勘報(bào)告(詳勘)顯示,擬建場地北高南低,最大高差6.16m。場地所處地貌單元為汾河Ⅱ級階地,場地地基土沉積時代及成因類型自上而下依次為14層,以第四系全新統(tǒng)人工堆積層、沖洪積層為主,巖性以粉質(zhì)黏土為主(表1)。
根據(jù)地勘報(bào)告建議,5#住宅樓采用CFG樁處理地基,以提高地基承載力和減少地基變形。2013年10月,筆者進(jìn)行了試樁設(shè)計(jì),初步確定CFG樁樁徑400mm,樁距1.4m,正方形布置,有效樁長19m,樁體在第②層、第③層、第④層粉質(zhì)黏土層長度分別為3m、6.4m、7m,樁端進(jìn)入第⑤層粉質(zhì)黏土層2.6m。經(jīng)過試算,單樁承載力特征值為790kN,復(fù)合地基承載力特征值為430kN。
2013年11月,建設(shè)單位組織召開了試樁圖交底會,提出了在原地面試樁的要求。根據(jù)JGJ 79—2012《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》要求B.0.3條和C.0.6條,試樁應(yīng)在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行。2013年12月,建設(shè)單位組織召開專家論證會,同意按照試樁圖要求進(jìn)行試樁,在原地面只做單樁靜荷載試驗(yàn),并提出兩條建議:一是明確樁長的雙控指標(biāo),即明確CFG樁有效樁長和樁端進(jìn)入持力土層的長度;二是控制CFG樁總長度為26m左右。
CFG樁施工采用長螺旋鉆中心壓灌成樁工藝,試塊抗壓強(qiáng)度平均值fcu為20.1MPa,填充料可采用C25細(xì)石混凝土替代。2013年12月,5#住宅樓按照試樁圖施工完成了S-1、S-2、S-3三根試樁,2014年1月,地勘單位進(jìn)行了單樁抗壓靜載試驗(yàn)檢測。根據(jù)樁檢測報(bào)告,s-1在加載到試驗(yàn)荷載2070kN時,沉降急劇增大,樁體破壞,極限承載力取前一級荷載1840kN;S-2在加載到試驗(yàn)荷載2300kN時,沉降明顯增大,累計(jì)沉降超過了40mm,極限承載力取前一級荷載2070kN;S-3在加載到試驗(yàn)荷載2300kN時,Q-S曲線特征點(diǎn)不明顯,無明顯陡降段,樁頂累計(jì)沉降小于40mm,極限承載力取最大加載值2300kN。根據(jù)規(guī)范確定5#樓單樁抗壓極限承載力為2070kN,單樁豎向抗壓承載力特征值為1035kN。因樁頂以上超打樁長的平均值為9.17m,全部位于第②層粉質(zhì)黏土層,按每延米36.42kN扣除單樁豎向抗壓承載力特征值后,CFG樁設(shè)計(jì)樁長的單樁豎向承載力特征值為701kN,小于設(shè)計(jì)要求的790kN,試樁不合格。
經(jīng)過筆者認(rèn)真思考,認(rèn)為導(dǎo)致單樁承載力特征值計(jì)算過高的直接原因,是地勘報(bào)告中的極限側(cè)阻力和端阻力標(biāo)準(zhǔn)值太大了,筆者當(dāng)時缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn),沒有對該數(shù)值進(jìn)行必要的調(diào)整。另外,地面試樁也是造成試樁不合格的一個原因。5#住宅樓樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上超打部分長度超過了9m,樁總長度達(dá)到28m,施工作業(yè)難以保證,樁承載力顯著增大,這可能是導(dǎo)致試樁檢測加載時沉降過大、樁體破壞的主要原因。
通過太原市河西地區(qū)某高層住宅項(xiàng)目5#住宅樓CFG樁的設(shè)計(jì),筆者認(rèn)為在CFG樁的設(shè)計(jì)時,不能僅依靠規(guī)范公式的計(jì)算,應(yīng)充分考慮所在地區(qū)的施工經(jīng)驗(yàn),對地勘報(bào)告中提供的數(shù)據(jù)加以判斷。太原地區(qū)經(jīng)驗(yàn),黏性土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值一般取45kPa~55kPa,極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值一般取600kPa~900kPa,單樁豎向承載力特征值一般為550kN。此外,關(guān)于地面試樁,應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)范要求,無可靠經(jīng)驗(yàn)時,不得在原地面試樁。
表1 5#住宅樓主要土層參數(shù)表