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（青島東盛建筑設(shè)計事務(wù)所有限公司濟南分公司，濟南 250000）
【摘要】載體樁作為地基處理的一種方式，較多的以復合地基的形式出現(xiàn)，繼2007年載體樁設(shè)計規(guī)程修訂后，載體樁不再局限于復合地基的形式。本文介紹的為濟南地區(qū)百米高層項目，采用的載體樁樁筏基礎(chǔ)，縮短了樁長、減少了地基的變形，與其他樁基礎(chǔ)設(shè)計相比，縮短了工期，降低了工程造價，取得了良好的經(jīng)濟效益。

【關(guān)鍵詞】載體樁；三擊貫入度；樁筏

1、前言
載體樁具有以下的技術(shù)特點：
1）單樁承載力高，是相同樁徑、樁長的普通灌注樁承載力的3~5倍，其原因是通過加密持力層改善了樁端地基土的物理參數(shù)指標；
2）施工工藝簡單、質(zhì)量易控制。施工中無需場地降水，減少了工程量，縮短了工期。
3）可消納建筑垃圾，保護了環(huán)境，綠色環(huán)保、無污染，符合節(jié)能環(huán)保的理念。
由于上述優(yōu)勢載體樁在地基承載力及變形處理方面得到了廣泛應用。但載體樁發(fā)展初期的應用主要是多層及小高層，以復合地基為主，而本工程為30層高層住宅，采用的載體樁樁筏基礎(chǔ)。

2、工程地質(zhì)概況
2.1工程概況
本項目為國內(nèi)知名房地產(chǎn)開發(fā)商高層住宅工程，位于山東省濟南市東部，結(jié)構(gòu)形式為地上30層，地下2層鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，房屋高度90.00米，基礎(chǔ)埋深-6.8米?；姿谕翆訛榉圪|(zhì)粘土，作為高層建筑的持力層承載力較低，因此需要進行地基處理。
2.2地質(zhì)概況
根據(jù)勘察報告場地起伏較大，場地土土層主要由第四系山前沖洪積形成的黃土狀粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土和卵石層構(gòu)成，下伏基巖為白堊系閃長巖風化體，具體地質(zhì)情況詳見表1。建筑物抗震設(shè)防類別為丙類，抗震設(shè)防烈度6度，設(shè)計地震分組為第三組，設(shè)計基本地震加速度0.05g，場地土類別為Ⅱ類，無地下水位。

場地土層物理學性質(zhì)指標      表1

土層 名稱	鉆孔灌注樁 (Kpa)		層底 埋深	Es （Mpa）	fak （Kpa）
	qsk	qpk
黃土狀 粉粘	55		0.0~7.0	6.5	140
粉質(zhì) 粘土	75		6.5~15.0	9.2	180
卵石層	130	2700	14.4~25.5	30	380
殘積土	70		18.3~28.5	20	230
全風化 閃長巖	80		23.0~35.2	50	300
強風化 閃長巖	160	2500	24.2~37.5	100	500
中風化 閃長巖	frk=10.0MPa				1500

3、方案對比分析
根據(jù)地質(zhì)條件及計算結(jié)果，天然地基承載力不滿足設(shè)計要求。根據(jù)巖土勘察報告及當?shù)亟?jīng)驗，初期采用鉆孔灌注樁，樁徑為800mm，樁長約16.0m，以卵石層為樁端持力層，采用樁端、樁側(cè)后注漿施工工藝時，單樁承載力特征值可達4000kN。該方案的不足之處是由于場區(qū)存在卵石及膠結(jié)礫巖層，對樁基施工工藝要求高，施工質(zhì)量不好保證，而且施工周期長，工程造價高。
本場地有較好的加固土層卵石層[1]，且本層埋深較淺，約在基底6~9米處，本工程選用載體樁有以下優(yōu)勢：1）在于樁長大大縮短，由原來的16m變?yōu)槠骄?.5m；2）施工簡單，縮短樁長后不用深入卵石層，施工質(zhì)量好保證；3）施工現(xiàn)場不產(chǎn)生泥漿，綠色環(huán)保。

4、載體樁樁筏基礎(chǔ)設(shè)計
載體樁是由復合載體與混凝土樁身構(gòu)成的樁，其中載體由混凝土、填充料和擠密土體三部分構(gòu)成，載體的構(gòu)造見圖1。其技術(shù)原理為側(cè)限約束下的土體密實，即在入土一定深度下，通過柱錘的勢能W×h沖切土層形成孔洞，并迅速填料作為介質(zhì)進行夯實，反復進行，擠壓土體中的水和氣，實現(xiàn)土體的最優(yōu)密實，即地面土體不隆起、鄰樁不破壞，形成擴展基礎(chǔ)，實現(xiàn)力的擴散。

圖1載體樁的構(gòu)成

4.1計算參數(shù)確定
本工程采用載體樁計算根據(jù)巖土勘察報告及結(jié)構(gòu)設(shè)計條件，選卵石層為樁端持力層，樁身混凝土強度等級為C30，樁身縱筋按照《載體樁設(shè)計規(guī)程》[2]3.0.5條構(gòu)造配筋，樁徑為600mm，樁長約6.5m，最后三擊貫入度不大于10cm，單樁承載力特征值2700kN，樁基采用滿堂布樁，樁間距2.35m。
4.2豎向承載力特征值計算
據(jù)巖土勘察報告及《載體樁設(shè)計規(guī)程》（JGJ/T135-2007）4.3.2公式及《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007-2011）5.2.4公式估算：

R_a = R_ax x A₈

f_{a =} f_ak+η_d x（d-0.5）xγ_m

其中：f_a為經(jīng)深度修正后的樁端持力層承載力特征值（kPa）；f_ak=380kPa，η_d=4.4，γ_m取17kN/m³，據(jù)表4.3.2.，取三擊貫入度不大于10cm對應的A_e=3.3m²；則：f_a=380+4.4×(6.5-0.5) ×17=829kPa

R_a=829×3.3=2736kN
按公式4.3.3據(jù)樁身混凝土強度驗算樁身承載力：

R_a≤η_c x f_c x A_p

式中：Ψ_c為成樁工藝系數(shù)，現(xiàn)場灌注樁取0.75；f_c=14.3MPa；A_p=282600mm²；

故R_a≤η_c x f_c x A_p

=0.75×14.3×282600

=3030kN 
故單樁承載力特征值取2700kN。
4.3軟弱下臥層的驗算
以樁長7米情況為例，軟弱下臥層在筏板底11.5米處，距地面18.3米，粗估土體加權(quán)平均重度為17kN/m3，據(jù)《載體樁設(shè)計規(guī)程》（JGJ/T135-2007）

4.3.5公式估算：

L₀=72m；B₀=14.5m；γ=17kN/m³;
d_h=6.8m；ΔR=0.6m；t=5m；

F_k=549000kN；G_k=36540kN；

q_s1k=75kPa；l₁=4.5m；

q_s2k=130kPa；l₁=2.0m；

據(jù)表4.3.5注4：

E_a1/E_a2=30/20=1.5<3,不考慮壓力擴散角，θ=0⁰，帶入下式得：

=314.5kPa

σ_pz+γ_iz=314.5+17×11.5=510kPa

f_{a =} f_ak+η_d x（d-0.5）xγ_m

=230+1.0×17×(18.3-0.5)

=532.6kPa≧510kPa

軟弱下臥層計算滿足要求。

5、載體樁的施工及檢測
載體施工時填料量應以三擊貫入度控制，本工程三擊貫入度控制在10cm以內(nèi)。施工過程中嚴格按照載體樁施工及驗收要求進行施工質(zhì)量控制。
選取三根工程樁做單樁靜載荷試驗[3]，最終沉降量均小于10mm。Q-S曲線呈緩變型，s-lgt曲線端部無明顯向下彎曲，卸載后回彈率在32%~48%。單樁極限承載力不小于5400kN，滿足設(shè)計要求的2700kN的單樁承載力特征值。

圖2  Q~S曲線

圖3  s~lgt曲線

6、結(jié)束語
本文結(jié)合工程實例對載體樁樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計、施工、檢測過程等進行詳細介紹，供業(yè)內(nèi)人士參考。

參考文獻
[1] 王繼忠.載體樁的受力機理與技術(shù)創(chuàng)新[J].建筑結(jié)構(gòu)，2008,38（5）：126-127.
[2] JGJ135-2007 載體樁設(shè)計規(guī)程[S].中國建筑工業(yè)出版社.2007.
[3] JGJ106-2014 建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S].中國建筑工業(yè)出版社.2014.

作者簡介：李輝，工學碩士，工程師，一級注冊結(jié)構(gòu)工程師，Email：14074636@qq.com