高层建筑桩基承载力不足问题处理

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摘要：某高层建筑采用桩筏基础，其中基桩选用长螺旋灌注桩，原设计桩径为500mm，桩长为30m，工程桩施工前选取了三根桩进行堆载静压试验，承载力均满足设计要求，略有富余。但在施工图设计过程中考虑到节省工程造价与精细化设计，设计单位将原设计桩长调整为25m，其余参数均不改变的情况下，工程桩全部施工完成后再一次进行单桩静压试验，结果显示单桩承载力与预计值相差较大，不能满足工程需求。进行补充勘察后发现基底以下25m部位有一层软弱土层，严重影响桩基承载力，需做相应处理。该文结合这一实际工程，介绍一种桩基础承载力不足的处理方法，以供出现类似问题时参考。

关键词：高层建筑；桩基；承载力不足；基础处理；结构荷载

引言

工程建设过程中，经常遇到地基基础承载力不满足上部结构荷载要求的情况。遇到这种问题，必须想办法处理，以保证工程的质量安全，避免出现质量安全事故[1-3]。工程中应根据每个工程的实际情况有针对性地采取有效措施，以达到经济、合理、可行的目的。本文结合某实际工程，介绍一种桩基础承载力不足的处理方法，以供大家在出现类似问题时进行参考。

1工程概况

某拟建工程为住宅项目，主体结构地下3层，地上34层，上部结构采用剪力墙结构，基础类型为桩筏基础，工程抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g，设计地震分组为第三组，建筑场地类别为Ⅱ类。原设计采用基桩为长螺旋钻孔灌注桩，桩径为500mm，桩长为30m，工程桩施工前选取了三根桩进行堆载静压试验，得出单桩承载力满足设计要求，略有富余。在施工图设计过程中考虑到节省工程造价，将原设计桩长调整为25m，其余参数均不改变。工程桩全部施工完成后，再一次进行单桩静压试验，结果显示单桩承载力特征值与预计值相差较大，为了查明承载力不足的原因，进行了补充勘察，根据勘察资料发现在本栋建筑左侧区域基底以下25m位置有一层软弱土，具体分界位置见图1。

2工程地质条件

工程场地属于冲洪积平原，位于昆明蛇山尾部山前平原区，缓坡坡脚，人工杂填土、冲洪积相、湖沼积相、坡残积相土层及基岩均有揭露。现将各岩土层特征自上而下分述如下：①层杂填土：分布于浅部，成份复杂，未经严密压实，结构疏松，未经处理不能利用。②层黏土：可硬塑状态，物理力学性质较好、强度较高，厚度较大（0.40～9.00m，平均3.17m）。②1层淤泥质土，属软弱土，力学强度低，不宜利用，少数地段分布，场地南部边缘的基坑底位于此层中。②层、②1层及②2层统称②层系土，因埋藏较浅，基坑开挖时多被挖除，作为持力层的可利用性较差。③层含粉质黏土圆砾，褐黄与灰黄色，2%～30mm次圆状，砾石含量约30.0～50.0%，稍中密状态为主。砾石以泥岩为主，夹少许石英砂岩等，含黏性土30%～40%，整体属粗粒混合土，所含黏性土为可硬塑状态；④层粉质黏土：褐黄与灰黄色，含3%～5%、Φ2～10mm的棱角状砾石，饱和，可硬塑状态，中压缩性，无摇震反应，切面较光滑，韧性中等，干强度中等。④1层粉砂，力学强度较高，极少数地段分布。④2灰色与深灰色，夹有机质土及软黏土，可塑状态，饱和。无摇震反应，切面略光滑，韧性中等，干强度中等。④3层砾砂，力学强度较高，少数地段分布。④层、④1层、④2层及④3层统称④层系土。⑤层粉质黏土：兰灰与灰黄色，含3%～5%、2～10mm的棱角状砾石，饱和，可硬塑状态，中压缩性，无摇震反应，切面较光滑，韧性中等，干强度中等。⑤1层粉土，兰灰与浅灰色，夹粉土及黏土薄层，含次圆状砾石、粒径2～10mm，含量3%～5%，饱和，可硬塑状态，中压缩性。土体无摇震反应，切面较光滑，韧性中等，干强度中等。⑤2层砾砂，褐黄色，部分为圆砾，含可塑状黏性土。砾砂粒径2～20mm、次圆状为主、含量约10%，成份以泥岩为主、夹少许石英砂岩，中密状态，中压缩性。⑤3层泥炭质土，属软弱土，力学强度低，不宜利用。⑤层、⑤1层、⑤2层及⑤3层统称⑤层系土。⑥层黏土：褐黄色，褐红色，夹粉土及粉质黏土薄层。含次圆状砾石，粒径2～10mm，含量3%～5%，可硬塑状，切面较光滑，韧性好，干强度高。⑥1层粉土，力学强度较高，部分地段分布，厚度不均。⑥2层含粉质黏土砾砂，力学强度较高，部分地段分布。⑥3层泥炭质土，属软弱土，力学强度低，不宜利用。⑥层、⑥1层、⑥2层及⑥3层统称⑥层系土。

3桩基承载力不足问题处理

原设计采用基桩为长螺旋钻孔灌注桩，桩径为500mm，桩长为30m，工程桩施工前静压堆载试验，得出单桩承载力特征值均不小于2200kN；桩长调整为25m后，静压试验得出单桩承载力特征值右侧区域均不小于1900kN，满足预计承载力要求，但左侧区域仅能达到1080kN，进一步扩大检测范围后结果与上述情况一致。为了查明承载力不足的原因，进行了补充勘察，根据补勘资料发现在此建筑左侧区域基底以下25m位置有一层软弱土层（图2），此软弱土层严重影响单桩承载力，直接导致左侧基桩承载力不足。由于该工程所有工程桩已经施工完毕，因此只有在现有的基础上进行基础处理，以满足上部结构承载力及变形要求。经综合分析后采取了以下处理措施：（1）如果按最不利试桩结果进行补桩，不但工程造价过高，而且基桩过密，桩间距难于满足《建筑桩基技术规范》（JGJ94—2008）[4]最小中心距的要求，因此结合补勘资料和试桩情况，在建筑左侧区域进行承载性补桩，在右侧区域为了控制整体不均匀沉降进行适当减沉性补桩，原设计桩基布置及补桩后的桩基布置如图3和图4；（2）在保证工程质量安全的前提下，以复合地基的思想为主导，将筏板底地基土分担的荷载比例从原设计的10%调整为20%，充分利用筏板底地基土承载力，尽量减少补桩量；（3）为了减小基底以下25m位置软弱土对该工程的影响，防止后期沉降过大，此次补桩桩径不变，桩长调整为30m，以确保基桩穿越软弱土层，达到减沉的目的。

4处理结果

以复合地基的思想为主导，长短桩相结合，最大限度利用筏板底地基土承载力，减少补桩量，最终补了88根30m的长螺旋桩，比不考虑地基土承载力少了40多根桩，在目前情况下，最大化减少了经济损失。经计算补桩后地基变形计算值为96.4mm，满足《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）[5]第5.3.4条要求，工程竣工后，最终实测沉降值仅为36mm。

5结语

实践工程中常常会遇到基础承载力不满足上部结构荷载要求的问题，处理方法多种多样，具体要根据实际情况认真分析，找出问题的主要原因，才能给出有针对性的处理措施。本文处理的主要方法是以复合地基的思想为主导，长短桩相结合，最大限度地利用筏板底地基土承载力，以达到安全、经济及可行的效果，可作为类似问题处理的一种思路和方法。

参考文献：

[1]李坤伟，胡军.某钢结构厂房桩基础加固设计与施工控制[J].重庆建筑，2020（2）：52-55.

[2]赵云辉.南京市江宁区某别墅CFG桩地基处理与优化设计[J].安徽建筑，2020（11）：81-83.

[3]孙云.人工挖孔灌注桩托换法在非自重湿陷性黄土地基基础加固中的应用[J].地基处理，2020（5）：380-382.

[4]建筑桩基技术规范：JGJ94—2008[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[5]建筑地基基础设计规范：GB50007—2011[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.

作者：汤伟 董鹏程 单位：云南省设计院集团