軟土地區(qū)自建房靜壓樁施工技術(shù)—筏板逆作+配重錨桿靜壓樁法

一 、概述

軟土地區(qū)的自建房項(xiàng)目一般占地面積較小、且場地狹小，采用灌注樁或預(yù)制樁作為樁基礎(chǔ)，由于荷載較小，自建房項(xiàng)目的單樁承載力要求較小，一般300kN~1200kN即可滿足使用要求。

自建房項(xiàng)目占地面積小，一棟建筑物的樁數(shù)一般在10~30條，因此工程量很小，采用傳統(tǒng)的靜壓樁、錘擊樁或旋挖樁工藝，所需的進(jìn)退場費(fèi)占工程造價(jià)占比很高，樁基礎(chǔ)施工費(fèi)用很大一部分是用于設(shè)備進(jìn)退場費(fèi)了。同時(shí)，自建房一般位于場地狹小、交通不便的區(qū)域，大型設(shè)備很難進(jìn)入，靜壓樁工藝無法實(shí)施，錘擊樁噪音及震動(dòng)大，周邊環(huán)境通常不允許施工，而灌注樁成本高、工期長、質(zhì)量很難保證。因此，如有小型靜壓樁施工設(shè)備可以用于自建房項(xiàng)目樁基礎(chǔ)施工，將有很大的應(yīng)用市場。

抱壓式錨桿靜壓樁設(shè)備輕巧、施工方便、施工質(zhì)量好，已廣泛應(yīng)用與地基基礎(chǔ)加固、軟土地區(qū)基坑管樁的補(bǔ)樁、電梯井壓樁等場合，因此，抱壓式錨桿靜壓樁也可以廣泛應(yīng)用于農(nóng)村自建房的樁基礎(chǔ)施工。

二、工程概況

擬建項(xiàng)目位于福建省寧德市，自建房建設(shè)用地面積約306㎡，建筑占地面積約293㎡，建筑總面積 1758㎡。擬建建筑主要為 1 幢聯(lián)建房，擬建聯(lián)建房層高為 6 層，框架結(jié)構(gòu)，場地內(nèi)無地下室，基礎(chǔ)型式擬采用樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋置深度約 1.00m，場地整平標(biāo)高為 3.40m（暫定）。

三、場地工程地質(zhì)條件

場地巖土層按其成因及力學(xué)強(qiáng)度不同可主要分為 5 層，各巖土層的特征自上而下分述如下：

1、素填土①：灰褐色、淺灰色，稍密-中密，稍濕，下部飽和，主要成份由粘性土、砂粒及碎石組成，局部夾塊石，碎石含量約 25%-40%，粒徑20mm-180mm，塊石粒徑 200mm-320mm 不等，碎塊石巖性以強(qiáng)～中風(fēng)化凝灰熔巖為主，次棱角狀，均勻性較差，稍經(jīng)壓實(shí)，堆填時(shí)間約 15 年，場地表層全場分布，各孔均有揭示，頂板標(biāo)高 3.13m～3.23m，揭示層厚 2.00m～3.20m。

2、淤泥②：深灰色，流塑，飽和，主要成份由粘粉粒組成，土體粘性及滑感強(qiáng)，污手，具腥臭味，局部含少量貝殼碎屑及砂粒，切面光滑，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度高，韌性高，海積成因。全場分布，該層各孔均有揭示，頂板埋深 2.00m～ 3.20m，頂板標(biāo)高-0.02m～1.19m，厚度大，揭示層厚 28.90m～30.80m。

3、砂土狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖③：灰黃色，主要礦物為長石及石英，原巖結(jié)構(gòu)大部分破壞，巖芯呈砂土狀，砂感很強(qiáng)，局部夾雜少量強(qiáng)風(fēng)化碎塊，砂土手捏易散，濕水易崩解。巖石堅(jiān)硬程度屬極軟巖，巖體完整程度屬極破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。分布較廣泛，場地內(nèi)僅 ZK3 鉆孔未揭示，其余各孔均有揭示，頂板埋深,31.80m～33.20m，頂板標(biāo)高-29.97m～-28.61m，揭示層厚 3.10m～4.60m。

該層壓縮性低，力學(xué)強(qiáng)度較高，但具有浸水易軟化、強(qiáng)度降低的特性。該層標(biāo)貫擊數(shù)實(shí)測值>50 擊或擊入一定深度后反彈，壓縮性低，力學(xué)強(qiáng)度較高，但具有浸水易軟化、強(qiáng)度隨之降低的特性。

4、碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰熔巖④：青灰色、灰褐色，凝灰?guī)r結(jié)構(gòu)，原巖結(jié)構(gòu)清晰可辨，主要礦物成份為長石及石英，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈碎塊狀、塊狀，巖芯多數(shù)錘擊可碎。巖石堅(jiān)硬程度屬軟巖，巖體完整程度屬極破碎，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。局部分布，主要揭示于 ZK2、ZK3 鉆孔，頂板埋深 31.40m～37.80m，頂板標(biāo)高-34.57m～-28.27m，揭示層厚 0.30m～0.40m。

5、中風(fēng)化凝灰熔巖⑤：青灰色、灰白色，熔巖結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成份為石英、長石，部分礦物風(fēng)化跡象明顯，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面見錳質(zhì)礦物充填，巖體主要發(fā)育裂隙傾角為 30°～80°，巖芯多呈短柱狀、柱狀，少部分呈塊狀，巖質(zhì)新鮮，巖石堅(jiān)硬，錘擊聲脆，不易擊碎。各孔均有揭示，最大揭示厚度 8.30m，均未揭穿，頂板埋深 31.80m～38.10m，頂板標(biāo)高-34.87m～-28.67m，RQD

一般介于 38.9～42.5 之間，巖體完整程度為較破碎，飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為42.07Mpa，巖石堅(jiān)硬程度屬較硬巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)。

                          樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)建議值

                地質(zhì)斷面圖（一）

                 地質(zhì)斷面圖（二）

四、原基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案（灌注樁方案）

原設(shè)計(jì)布置22根灌注樁，單樁承載力1800kN，單樁長度約38m，選用直徑800灌注樁，以中風(fēng)化巖作為持力層。

灌注樁可承受的荷載為22*1800=39600kN。

平面圖布置如下：

灌注樁方案基礎(chǔ)造價(jià)估算表如下，總費(fèi)用為824635元。

五、優(yōu)化方案（筏板逆作+配重錨桿靜壓樁法）

如按建筑占地面積293㎡考慮，建筑物高6層，每層荷載按20kPa，總計(jì)約293*6*20=35160kN；

考慮到有有可能有飄臺(tái)，如按用地面積306㎡計(jì)算，建筑物總重約306*6*20=36720kN；

考慮到壓樁需要反力，可以借助筏板自重結(jié)合配重的方式作為壓樁反力。在筏板中部可以提供的反力大，邊樁和角樁可提供的反力小，因此不同部位的樁基礎(chǔ)選用不同的承載力特征值。

1、擬布置的樁數(shù)及單樁承載力確定

采用筏板基礎(chǔ)，布置在中部的樁，單樁承載力特征值取1500kN，共12根，布置在周邊的樁，單樁承載力特征值取1100kN，邊樁共15根，布置在角部位置的樁，單樁承載力特征值取800kN，邊樁共5根，合計(jì)所能承受的荷載為：

1500*12+1100*15+800*5=38500kN

＞36720kN，滿足要求。

2、不同位置壓樁力及配重的確定

1、中部區(qū)域的樁

中部單樁承載力為1500kN的樁，最大壓樁力取3000kN，壓樁反力取3600kN。

樁位于中部區(qū)域，取筏板厚度為600mm，以圖示A3樁為例，底板能提供的反力為：

F1=0.6*25*（S1*L1+S2*L2+S3*L3+S4*L4）/L=2458kN

尚需配重：3600-2458=1142kN。

2、側(cè)邊的邊樁

邊樁單樁承載力為1100kN的樁，最大壓樁力取2200kN，壓樁反力取2640kN。

樁位于邊樁區(qū)域，筏板厚度為600mm，以圖示B3樁為例，底板能提供的反力為：

F2=0.6*25*（S1*L1+S2*L2）/L=2038kN

尚需配重：2640-2038=602kN。

3、角樁

角樁單樁承載力為800kN的樁，最大壓樁力取1600kN，壓樁反力取1920kN。

樁位于角樁區(qū)域，筏板厚度為600mm，以圖示C2樁為例，底板能提供的反力為：

F3=0.6*25*（S1*L1）/L=1840kN

尚需配重：1920-1840=80kN。

因此，本工程設(shè)置32根管樁，采用500AB型管樁，最大壓樁力分別為3000kN、2200kN和1600kN，設(shè)置600厚筏板，加1200kN的配重塊，可以滿足施工要求。

如不采用配重塊，需要增加筏板厚度，如筏板厚度調(diào)整為800mm，按以上計(jì)算方法，沒有配重情況下，最大可以提供的反力分別為：

中部樁：2458*0.8/0.6=3278kN，可以采用的最大特征值為1365kN；

邊樁：2038*0.8/0.6=2717kN，可以采用的最大特征值為1130kN；

角樁：1840*0.8/0.6=2453kN，可以采用的最大特征值為1000kN。

按圖示配樁，可以提供的抗力為：1365*12+1130*15+1000*5=38330kN＞36720kN，滿足要求。

六、結(jié)論

采用筏板逆作+配重的管樁靜壓方案具有明顯的優(yōu)勢：

1、經(jīng)濟(jì)方面。采用管樁方案比灌注樁方案（824635元）節(jié)約工程造價(jià)17%。

2、工期方面。灌注樁施工工期需要2個(gè)月，而采用筏板逆作+配重的管樁靜壓方案節(jié)約工期1個(gè)月以上。

3、環(huán)保方面。采用筏板逆作+配重的管樁靜壓方案，沒有泥漿，避免了泥漿外運(yùn)造成的環(huán)境污染，且采用靜壓管樁施工，對(duì)周邊環(huán)境影響小。

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