最近在跟進一個項目方案階段的配合 ，結合這次做樁基選型的經(jīng)驗，決定像解一道一注樁基題目一樣，來破解該過程遇到的一些問題。

已知項目簡介：擬建項目位于浙東某市，建筑抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10g，設計地震分組為第一組，建筑場地類別為Ⅲ類；項目地上為6棟7層辦公樓，層高4m，初定采用框架結構體系,標準柱跨8.4x8.4m；地下為一層車庫，柱跨同8.4x8.4m，擬采用框架梁+大板體系。底板頂標高為-5.400，±0.000絕對標高為3.500。

初勘已知主要數(shù)據(jù)如下：建議使用持力層為10-3中分化凝灰?guī)r；建議設計水位取室外地坪標高3.100m（絕對標高）；地基等級為二級（中等復雜地基）；初步判定建筑樁基設計等級為乙級；場地為非地震液化場地，可不考慮軟土震陷的影響。

01

柱底力計算

1.塔樓柱底力估算

本文放棄直接按標準柱跨估算塔樓柱底力的簡單粗暴方式，借助便利的YJK軟件拉起了簡單的模型，標準板厚取130mm（疊合板）,面層及內隔墻折算單層6.5KN/m2，外隔墻按pc提資26的容重取值。經(jīng)計算基礎底面以上柱底力標準組合下最大值約9600KN。

底板、底板面層及承臺折算荷載估算: (0.5x25+0.1x20+0.1x25+5)x8.4x8.4=1553KN

計算柱底力控制值N=9600+1553=11153KN，取11200KN。

2.地庫柱底力估算

在承壓模型下，地庫標準組合柱底力為3200KN;抗浮模型下，地庫標準組合柱底力為2300KN

底板、底板面層及承臺折算荷載估算: (0.4x25+0.1x20+0.1x25+4)x8.4x8.4=1337KN

水浮力荷載計算：

抗浮水頭為：(3.1-(3.5-5.4-0.5))=5.5m

單柱下水浮反力：(1.05x9.8x5.50.4x25)x8.4x8.4=3287KN

承壓工況柱底力控制值：3200+1337=4537取4600KN

抗拔工況下柱底力控制值：3287-2300=987取1000KN

02

樁型選擇

以下為場地的兩個典型地質剖面圖：

1.png

剖面2-2

2.png

剖面3-3

根據(jù)地勘剖面及地勘文字報告可以得知：

1.場地內存在不少持力層上凸部分，與樁頂（約-2.300）距離最近達5米以內，且持力層巖性較好，不具備預制樁嵌入條件，且不滿足預制樁成樁的承載力及樁長的構造條件；

2.場地持持力層之上有較厚淤泥質黏土，對于預應力樁樁長確定，及施工質量把控存在較大困難。

3.加之擬建場地力層標高起伏較大，且周邊市政管線眾多，分布復雜，不適用擠土效應明顯的樁型；

4.擬建場地北側為住宅區(qū)，若預制樁采用動力貫入（錘擊法）沉樁，需考慮錘擊震動及噪音對周邊環(huán)境產(chǎn)生的不利影響。

對于本項目，業(yè)主傾向于使用造價較低，施工周期較短的預應力管樁；然而綜合以上原因，預應力樁方案可能性基本排除，樁型初步選擇為灌注樁。

03

樁長推算

以下為地勘資料提供的地基物理力學指標參數(shù)表：

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根據(jù)《樁規(guī)》5.3.5，按經(jīng)驗參數(shù)法，當為非嵌巖樁時，單樁豎向極限承載力標準值可按下式估算：

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根據(jù)《樁規(guī)》5.3.6，大直徑樁單樁承載力標準值，可按下式估算：

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根據(jù)《樁規(guī)》5.3.9，對于嵌巖樁，根據(jù)巖石單軸抗壓強度確認單樁豎向承載力標準值時，可按下式計算,

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因為地勘推薦10-3中分化凝灰?guī)r作為持力層，本文優(yōu)先考慮采用嵌巖樁，根據(jù)《樁規(guī)》5.3.9，巖石飽和抗壓強度大時可以較大程度提高嵌巖段極限阻力。不過采用式5.3.9的前提是持力層需為完整、較完整的基巖，根據(jù)跟地勘溝通：本工程持力層中風化凝灰?guī)r強度較高，可達到100MPa，但上部巖體孔隙分布均勻，完整性難以保證，根據(jù)當?shù)毓こ探?jīng)驗，不可按嵌巖樁計算豎向承載力。

此點通過與業(yè)主確認后，決定仍然按《樁規(guī)》5.3.5及5.3.6條計算單樁承載力。

根據(jù)土質參數(shù)表可以看出在圖層中占據(jù)主要厚度的淤泥質黏土的側摩阻幾乎可以忽略，側阻力較大的風化巖的土層厚度直接決定樁承載力的大小。因此入巖深度對于樁側阻力有著決定性影響，由此決定通過加大入巖深度而提高樁的單樁承載力，尤其是抗拔樁的抗拔承載力。然而此想法在經(jīng)過同地勘單位溝通請教后廢棄，根據(jù)當?shù)毓こ探?jīng)驗，中分化凝灰?guī)r硬度較大，成樁時鉆孔進入一定深度后，將很難再繼續(xù)鉆進，且對于成樁工藝優(yōu)先建議使用沖孔灌注樁。由此考慮到工程進度及施工便宜程度，且參考周邊項目做法，在比選階段將考慮樁基進入持力層深度滿足樁規(guī)構造要求，且不大于1m。

04

樁徑選擇

1.純地庫抗拔樁

根據(jù)《樁規(guī)》5.4.6

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由公式可以推知，同等材料用量下，細長型樁抗拔更為有利，根據(jù)當?shù)亟Y構設計細則：鉆孔灌注樁直徑不應小于600�？梢猿醵�600孔徑進行試算，根據(jù)不同地勘孔點計算對比，Z11點位已知孔點中控制性孔點，該點處d600樁承載力計算如下：

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由此可得方案1，地庫單柱下四樁承臺，抗拔工況控制

若減少為單柱下三樁，則需要增加進入持力層深度至1.4米，此時為抗拔與承壓工況雙控，由此可得方案2；作為對比，將樁徑增加至800時，同樣可以減少為單柱三樁，此時為抗拔工況控制，即為方案3，三種方案對比結果如下表：

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可見小直徑樁有明顯優(yōu)勢，其中方案二需要突破進入進入持力層深度這一難點，綜合考慮，方案一更為合適。

2.塔樓下承壓樁

根據(jù)土層物理力學參數(shù)表可以看到，持力層端阻力較大，由此估算大直徑樁做承壓樁時具有優(yōu)勢，由此初選900直徑樁，在控制孔點Z11處進行試算，單樁承載力值如下：

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由此可得方案1，4根900直徑樁；作為對比，在根據(jù)標準跨柱底力進行復核得出另外三種方案：

2.單柱下3根1100mm直徑樁；

3.單柱下6根700mm直徑樁;

4.單柱下8根600mm直徑樁;

考慮到不同根數(shù)時承臺尺寸問題，本文根據(jù)常見承臺形式及構造要求計算出承臺最小所需尺寸來一起進行對比如下表：

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根據(jù)對比可以知道，900，700，600直徑單柱下樁及承臺混凝土用量是接近的，其中700及600樁徑有微弱優(yōu)勢�？紤]到小直徑多樁方案時會提高承載力利用率，且700樁徑時可以減少總樁數(shù)從而有利用施工進度，對于塔樓下承壓樁，方案三更為合適。

以上即為本文得出的初步結論，總結下來樁基比選過程中比較重要的幾處在于：

1：嚴格遵守國家規(guī)范，且了解工程當?shù)氐胤揭?guī)范中的特別之處；

2：熟讀地勘，提取出地勘中關鍵性參數(shù)，與地勘單位及時溝通，虛心請教當?shù)爻Ｒ?guī)做法及工程經(jīng)驗；

3：及時向業(yè)主反饋比選過程，了解不同方案對項目預算及后期施工進度影響時業(yè)主方的可接受程度；

4：充分與建筑專業(yè)溝通確認上部建筑的大致做法以及是否有對單柱下荷載確認有重大影響的特殊做法。如是否做裝配式，屋面是否有大的消防水箱等。