建筑高层桩基承载力不足问题的分析与处理

韦英豪

摘 要：加强对建筑高层桩基承载力不足问题的分析与处理及其重要。本文将以具体工程为例，掌握其基本工况后，着重分析其承载力不足的问题，提出了可行的处理方案并积极探讨后测结果，以便供同类工程施工参考。

关键词：建筑高层桩基 承载力不足 加固补强处理

在高层建筑的基础施工中，冲（钻）孔灌注桩技术得到了充分应用，其操作简易、施工速率快、承载力超强等优势得到人们的认可。当然，由于该项技术的施工工艺要求较高，所以很多工程往往在桩基工程施工完成后产生承载力不足等质量问题，若不及时有效处理，只会导致整个建筑施工出现更加严重的安全质量问题。针对桩基承载力不足的问题，应及时开展科学分析，合理挖掘其中影响因素与问题根源，并且制定更加合理的处理措施才能确保整个工程达到设计要求，全面推动工程取得安全质量高水准。本文选某地高层建筑为例来分析桩基承载力不足的问题，并对问题的处理提出可行策略。

1 工程概况

某地高层建筑，地上高59.5m，楼总层数为18层，框剪结构，地下室1层，基础埋深值为4.8m。其基础设计形式为桩式承台—梁板基础，桩型为钻孔灌注桩，桩数340根，桩径选600mm、800mm两种规格，桩身混凝土强度C30，底板厚600mm。建筑项目所在场地因起伏不平，使得桩端持力层的中风化凝灰岩按一定坡度分布，高差峰值为15m。工程鉴于实际情况考虑，设计桩长区间为[28，48]，各类物理力学指标参数因桩长差异与场地土层分布不同而有所区别。单桩竖向抗压极限承载力设计值为1850kN和2200kN。

2 高层桩基承载力不足的事故分析

基坑动土开挖前，选3根单桩完成竖向抗压静载试验，结果显示以最大试验荷载施压后桩顶沉降小于20mm，符合设计要求。但开挖基坑后组织的低应变检测结果显示，有超过35%的单桩桩身质量明显不足以满足设计及使用要求。为此需要进一步展开详细的性能检测。通过桩身混凝土钻探取芯检测以及单桩静载试验结果显示，桩基工程主要存在以下问题：（1）按照工程设计要求，钻孔桩的桩端应深入到三层中风化凝灰岩中，而且还要确保桩端达到持力层一个桩径规格的距离。通过低应变检测，可知在全部340根单桩中，多达35%以上的桩身存在严重质量问题，而且桩体长度不足是其中的突出问题。（2）在桩身混凝土钻探取芯工作中，也同样证实了桩身长度不足是承载力不足的重要原因，此结果与低应变检测结果相仿。如桩身设计和使用长度不足，就无法有效深入基层，也就不能发挥高质量应力作用。

3 建筑高层桩基承载力不足问题的加固处理方案

3.1积极针对事故桩进行加固补强。就案例所示工程而言，基坑已开挖完成，并且垫层施工业已完成，因此需要积极在确保围护支撑作用效果的前提下实施补桩加固方案。结合低应变动测结果，应注意群桩承载力有不均等分布的情况，在补桩中要特别关注。而且补桩过程中，应先向圆砾和淤泥层进行注浆补强，降低可能产生的过于明显的沉降作用。同时，应尽可能加强底板基础整体刚度来保持桩长持力层单桩承载力。

3.2补打钻孔灌注桩方案。对于建筑高层的桩基承载力不足的问题，合理采取补打钻孔灌注桩方案是必需的，要始终坚持建筑物的可靠安全前提，掌握并发挥桩土体系力学性能，确保方案有必要的经济性，也有施工合理性，同时还具有一定的环保效应。建设方、设计方、施工方和监理方应组织人员开会商讨补打钻孔灌注桩并施加基础厚底板的加固方案。为使补桩施工更加便利，且确保成孔质量达标，钻孔桩的补桩桩径确定在500mm规格，桩端要确保进入基岩或圆砾层，然后实施桩端后注浆工艺。选用合理的参数来确定钻孔桩补桩设计指标要点，计算得到补桩数，并完善补桩的平面分布。应参照原有设计图纸，新确定位置要避开原有桩位设计点，要在原图纸中未作围护支撑的区域补打钻孔灌注桩。考虑到后期施工的筏板加厚，则需在原有基础底板垫层下挖至原梁底标高。

4 补打钻孔灌注桩解决承载力不足问题的试验结果分析

4.1静载试验结果分析。本工程在补打所有钻孔灌注桩后，选择其中的三根单桩作为代表性组织静载试验。其中1号桩位的桩径500mm，桩长26.7m，桩端的持力层可见，为圆砾层。2号桩桩径为500mm，桩长28.5m，桩端的持力层可见，为圆砾层。3号桩桩径为500mm，桩长33.6m，桩端的持力层可见，为基岩。以砂包重物堆载法来实施静载试验，通过一定时长的测试，三根补打钻孔灌注桩的静载试验结果均予以统计。其中1、2、3号桩位的钻孔灌注桩均呈现出缓变型的荷载-位移曲线。当整个桩体接受的最大荷载达到2590kN时，1、2、3号桩位的钻孔灌注桩沉降量分别达到14.2、13.3、15.6mm，且可得到三根补打钻孔灌注桩的静载试验的极限承载力应在2590kN以上，可以得出，无论桩端处于圆砾层还是处于基岩，补打完成的钻孔灌注桩极限承载力可以达到相关设计要求，且沉降作用量也满足补桩的设计要求。

4.2群桩基础实测沉降结果分析。本工程在补打所有钻孔灌注桩后，整栋大楼开始整体施工。为进一步探明建筑物施工时出现的沉降变化，可在建筑物周边设置沉降观测点，积极测量并记录沉降监测数据。通过收集建筑物顶层8个月后的沉降数据，可有效绘制沉降等值线图。通过必要的分析可知，结构顶部实测沉降最大值达到15mm，最小值为10mm，因而满足设计及使用需求。这也说明，补打钻孔灌注桩加基础厚底板的桩基加固处理方案具有可行性，能够确保承载力达标且沉降变化进一步衰弱。

结束语

很多建筑高层的桩基承载力不足，其桩身长度不足是主要导致原因，而且往往在桩端集聚有过厚沉渣，使得单桩竖向抗压极限承载力离散性较。通过采用补打钻孔灌注桩加基础厚底板的桩基加固补强处理方案，能够确保承载力达标且控制沉降变化进一步衰弱。

參考文献：

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