高層建筑樁基承載力不足問題處理

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摘要：某高層建筑采用樁筏基礎，其中基樁選用長螺旋灌注樁，原設計樁徑為500mm，樁長為30m，工程樁施工前選取了三根樁進行堆載靜壓試驗，承載力均滿足設計要求，略有富余。但在施工圖設計過程中考慮到節省工程造價與精細化設計，設計單位將原設計樁長調整為25m，其余參數均不改變的情況下，工程樁全部施工完成后再一次進行單樁靜壓試驗，結果顯示單樁承載力與預計值相差較大，不能滿足工程需求。進行補充勘察后發現基底以下25m部位有一層軟弱土層，嚴重影響樁基承載力，需做相應處理。該文結合這一實際工程，介紹一種樁基礎承載力不足的處理方法，以供出現類似問題時參考。

關鍵詞：高層建筑；樁基；承載力不足；基礎處理；結構荷載

引言

工程建設過程中，經常遇到地基基礎承載力不滿足上部結構荷載要求的情況。遇到這種問題，必須想辦法處理，以保證工程的質量安全，避免出現質量安全事故[1-3]。工程中應根據每個工程的實際情況有針對性地采取有效措施，以達到經濟、合理、可行的目的。本文結合某實際工程，介紹一種樁基礎承載力不足的處理方法，以供大家在出現類似問題時進行參考。

1工程概況

某擬建工程為住宅項目，主體結構地下3層，地上34層，上部結構采用剪力墻結構，基礎類型為樁筏基礎，工程抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.2g，設計地震分組為第三組，建筑場地類別為Ⅱ類。原設計采用基樁為長螺旋鉆孔灌注樁，樁徑為500mm，樁長為30m，工程樁施工前選取了三根樁進行堆載靜壓試驗，得出單樁承載力滿足設計要求，略有富余。在施工圖設計過程中考慮到節省工程造價，將原設計樁長調整為25m，其余參數均不改變。工程樁全部施工完成后，再一次進行單樁靜壓試驗，結果顯示單樁承載力特征值與預計值相差較大，為了查明承載力不足的原因，進行了補充勘察，根據勘察資料發現在本棟建筑左側區域基底以下25m位置有一層軟弱土，具體分界位置見圖1。

2工程地質條件

工程場地屬于沖洪積平原，位于昆明蛇山尾部山前平原區，緩坡坡腳，人工雜填土、沖洪積相、湖沼積相、坡殘積相土層及基巖均有揭露。現將各巖土層特征自上而下分述如下：①層雜填土：分布于淺部，成份復雜，未經嚴密壓實，結構疏松，未經處理不能利用。②層黏土：可硬塑狀態，物理力學性質較好、強度較高，厚度較大（0.40～9.00m，平均3.17m）。②1層淤泥質土，屬軟弱土，力學強度低，不宜利用，少數地段分布，場地南部邊緣的基坑底位于此層中。②層、②1層及②2層統稱②層系土，因埋藏較淺，基坑開挖時多被挖除，作為持力層的可利用性較差。③層含粉質黏土圓礫，褐黃與灰黃色，2%～30mm次圓狀，礫石含量約30.0～50.0%，稍中密狀態為主。礫石以泥巖為主，夾少許石英砂巖等，含黏性土30%～40%，整體屬粗粒混合土，所含黏性土為可硬塑狀態；④層粉質黏土：褐黃與灰黃色，含3%～5%、Φ2～10mm的棱角狀礫石，飽和，可硬塑狀態，中壓縮性，無搖震反應，切面較光滑，韌性中等，干強度中等。④1層粉砂，力學強度較高，極少數地段分布。④2灰色與深灰色，夾有機質土及軟黏土，可塑狀態，飽和。無搖震反應，切面略光滑，韌性中等，干強度中等。④3層礫砂，力學強度較高，少數地段分布。④層、④1層、④2層及④3層統稱④層系土。⑤層粉質黏土：蘭灰與灰黃色，含3%～5%、2～10mm的棱角狀礫石，飽和，可硬塑狀態，中壓縮性，無搖震反應，切面較光滑，韌性中等，干強度中等。⑤1層粉土，蘭灰與淺灰色，夾粉土及黏土薄層，含次圓狀礫石、粒徑2～10mm，含量3%～5%，飽和，可硬塑狀態，中壓縮性。土體無搖震反應，切面較光滑，韌性中等，干強度中等。⑤2層礫砂，褐黃色，部分為圓礫，含可塑狀黏性土。礫砂粒徑2～20mm、次圓狀為主、含量約10%，成份以泥巖為主、夾少許石英砂巖，中密狀態，中壓縮性。⑤3層泥炭質土，屬軟弱土，力學強度低，不宜利用。⑤層、⑤1層、⑤2層及⑤3層統稱⑤層系土。⑥層黏土：褐黃色，褐紅色，夾粉土及粉質黏土薄層。含次圓狀礫石，粒徑2～10mm，含量3%～5%，可硬塑狀，切面較光滑，韌性好，干強度高。⑥1層粉土，力學強度較高，部分地段分布，厚度不均。⑥2層含粉質黏土礫砂，力學強度較高，部分地段分布。⑥3層泥炭質土，屬軟弱土，力學強度低，不宜利用。⑥層、⑥1層、⑥2層及⑥3層統稱⑥層系土。

3樁基承載力不足問題處理

原設計采用基樁為長螺旋鉆孔灌注樁，樁徑為500mm，樁長為30m，工程樁施工前靜壓堆載試驗，得出單樁承載力特征值均不小于2200kN；樁長調整為25m后，靜壓試驗得出單樁承載力特征值右側區域均不小于1900kN，滿足預計承載力要求，但左側區域僅能達到1080kN，進一步擴大檢測范圍后結果與上述情況一致。為了查明承載力不足的原因，進行了補充勘察，根據補勘資料發現在此建筑左側區域基底以下25m位置有一層軟弱土層（圖2），此軟弱土層嚴重影響單樁承載力，直接導致左側基樁承載力不足。由于該工程所有工程樁已經施工完畢，因此只有在現有的基礎上進行基礎處理，以滿足上部結構承載力及變形要求。經綜合分析后采取了以下處理措施：（1）如果按最不利試樁結果進行補樁，不但工程造價過高，而且基樁過密，樁間距難于滿足《建筑樁基技術規范》（JGJ94—2008）[4]最小中心距的要求，因此結合補勘資料和試樁情況，在建筑左側區域進行承載性補樁，在右側區域為了控制整體不均勻沉降進行適當減沉性補樁，原設計樁基布置及補樁后的樁基布置如圖3和圖4；（2）在保證工程質量安全的前提下，以復合地基的思想為主導，將筏板底地基土分擔的荷載比例從原設計的10%調整為20%，充分利用筏板底地基土承載力，盡量減少補樁量；（3）為了減小基底以下25m位置軟弱土對該工程的影響，防止后期沉降過大，此次補樁樁徑不變，樁長調整為30m，以確保基樁穿越軟弱土層，達到減沉的目的。

4處理結果

以復合地基的思想為主導，長短樁相結合，最大限度利用筏板底地基土承載力，減少補樁量，最終補了88根30m的長螺旋樁，比不考慮地基土承載力少了40多根樁，在目前情況下，最大化減少了經濟損失。經計算補樁后地基變形計算值為96.4mm，滿足《建筑地基基礎設計規范》（GB50007—2011）[5]第5.3.4條要求，工程竣工后，最終實測沉降值僅為36mm。

5結語

實踐工程中常常會遇到基礎承載力不滿足上部結構荷載要求的問題，處理方法多種多樣，具體要根據實際情況認真分析，找出問題的主要原因，才能給出有針對性的處理措施。本文處理的主要方法是以復合地基的思想為主導，長短樁相結合，最大限度地利用筏板底地基土承載力，以達到安全、經濟及可行的效果，可作為類似問題處理的一種思路和方法。

參考文獻：

[1]李坤偉，胡軍.某鋼結構廠房樁基礎加固設計與施工控制[J].重慶建筑，2020（2）：52-55.

[2]趙云輝.南京市江寧區某別墅CFG樁地基處理與優化設計[J].安徽建筑，2020（11）：81-83.

[3]孫云.人工挖孔灌注樁托換法在非自重濕陷性黃土地基基礎加固中的應用[J].地基處理，2020（5）：380-382.

[4]建筑樁基技術規范：JGJ94—2008[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.

[5]建筑地基基礎設計規范：GB50007—2011[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

作者：湯偉 董鵬程 單位：云南省設計院集團