奥意建筑工程设计有限公司 深圳 518000
摘要：该超高层采用后注浆处理的混凝土灌注桩，但是在桩基检测过程中发现，桩基静载试验结果不满足桩基承载力设计值。文章分析了出现问题的原因，介绍了处理问题的过程，并对其中的经验教训进行了总结。
关键词：超高层；后注浆；静载试验；桩基承载力
Analysis and treatment of pile foundation problem of a super high-rise building
Mingcan Yin，Zhuo Huang
（A+E Design Co.，Ltd.，Shenzhen 518000，China）
Abstract：The Post grouting concrete cast-in-place pile is used in the super high-rise building，but it is found that the static load test results of the pile foundation do not meet the design value of the pile foundation.This paper analyzes the causes of the problems，introduces the process of dealing with the problems，and summarizes the experience and lessons.
Keywords：super high-rise building；conceptual design；optimization design；cross-section controlling of columns；control of ratio of axial compression；strengthening design
0 引言
近年来，随着国家经济的发展，技术的进步，越来越多的超高层建筑雨后春笋般地兴建起来。超高层的建设对建筑基础特别是桩基础提出了更高的要求，桩基设计施工过程中诸多问题的出现，让建设、设计、施工等各方深受困扰。
本文通过东部沿海某城市的工程实例，讲述在超高层桩基设计施工过程中，因桩基静载试验的承载力不满足要求，经过专家论证，通过补桩等方式解决了桩基承载力问题，并且沉降等指标也能满足规范要求。
1 工程概况
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图1 建筑效果图
本项目是一座集商业、办公于一体的综合性超高层建筑，位于东部沿海某城市，由地下室停车库、裙楼商业和塔楼办公组成，其中地下室2层，裙楼3层，塔楼42层，规划总用地为50980.00㎡，规划总建筑面积为168314㎡，总建筑高度为194.800m，为超高层建筑。建筑效果图如图1所示。
主体采用带加强层的框架-核心筒结构体系，平面接近方形，结构总高度为194.800m。结构设计使用年限50年，建筑结构安全等级为二级，基础安全等级为二级。基本风压为0.50kN/m2，承载力设计时按基本风压的1.1倍采用，建筑场地类别为Ⅳ类，抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度0.10g，设计地震分组为第一组。地基基础设计等级为甲级，采用桩筏基础。塔楼标准层结构布置图如图2所示。
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图2 塔楼标准层结构布置图
2 工程地质条件及桩基资料
拟建超高层场地地表高程在2.27~4.64之间，地势较平坦，地貌单元属第四系滨海淤积平原。场地地层岩性描述如表1。
根据地勘资料，该场地中风化岩层埋藏较深，约102m，且中间存在较厚的含粉质黏土圆砾层，该土层不易穿透且易塌孔，经过注浆处理的桩基也能达到较高的承载力，因此设计桩端持力层为含粉质黏土圆砾层，桩为端承摩擦桩，拟采用直径1200mm桩底后注浆混凝土灌注桩，有效桩长约70m。
表1 各土层物理力学指标及地基承载力特征值
3 试桩情况
为了进一步确定桩基施工参数，在塔楼范围内打入了三根试验桩，桩端进入持力层2.4m，采用桩端后注浆，注浆量2.0T。通过静载试验，三根试桩的竖向承载力特征值约为16900kN。试桩的典型Q-S曲线如图3。
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图3 试桩阶段典型Q-S曲线
根据试桩结果，并扣除底板以上无效桩侧阻力，最终设计桩基承载力特征值取为13100kN，桩端注浆量2.5 T，比试桩增加0.5T。
4 桩基静载试验情况
桩基施工完成之后，根据检测要求，对三根工程桩做了静载试验，静载试验结果只有一根桩满足设计要求，另两根桩不能满足设计要求，不满足要求的工程桩桩基承载力约为8000KN，只有设计承载力的61%。其中一根桩的的Q-S曲线如图4。
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图4 检测阶段典型Q-S曲线
5 引起桩基承载力不足的原因分析
静载检验共有3根桩，有2根不合格远达不到设计要求。工程桩承载力是根据试桩结果确定的，并且在试桩基础上加大了注浆量，故工程桩如果和试桩同工艺同质量，理论上是都可以达到承载力要求。针对该情况，从设计角度做了如下分析：
第一：一般来说桩基承载力不足的主要原因可能是桩身缺陷或桩底有夹层，首先根据桩身完整性检测可以排除桩身缺陷，其次根据试桩和其应力测试结果来看，桩基主要承载力应该是来源于摩阻力（根据3根试桩摩阻力测试结果，加载到27520kN时，底端桩轴力占比不到7%），故桩基承载力检验值差别大应该不在于桩端持力层及注浆量差别，主要因素可能在于摩阻力的差别。
第二：由于静载的三根桩承载力比较离散，桩侧土层变化也会对桩基承载力造成比较大的影响，但是本工程桩基分布范围不大，桩也超长（70m），场地土层变化相对不大），故土层变化产生的离散性应该也不是主要原因。
第三：根据以上分析，扣除土层变化因素和桩身质量问题，摩阻力严重下降则主要可能有泥皮过厚和成孔时间长造成的土应力松弛。
6 处理经过
经专家评审后，已施工核心筒工程桩承载力特征值取核11500kN，已施工外框柱下工程桩承载力特征值取7500kN，承载力不足的地方需要补桩，新补桩承载力特征值取试桩结果13100kN，新补桩中心距不小于平均桩径的2.5倍，新补桩采用桩端注浆方式，桩端注浆量为6吨。
图5和图6分别为YJK软件按照补桩方案计算的桩反力及桩基沉降值，从图表中可以看出，补桩方案能满足相关规范要求。
7 结语
本文总结了桩基设计施工过程中存在的问题，并进行了分析，总结如下：
（1）.摩擦型桩基施工过程中应有防止泥皮过厚的措施；
（2）.大直径深长钻孔灌注桩在施工时易缩径和塌孔，对于摩擦桩应根据施工工艺尽量采用小直径。
（3）.桩基成孔后应尽快浇筑混凝土。
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图5 桩反力标准值
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图6 桩底沉降值
参考文献：
[1]建筑桩基技术规范：JGJ 94—2008 [S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[2]建筑桩基检测技术规范：JGJ 106—2014 [S].北京：中国建筑工业出版社，2014.
[3]王建华.水下钻孔灌注桩侧阻力计算方法的探讨.岩土工程技术，2002（6）.
[4]张松，孙仁典.池州电厂主厂房桩基问题分析及处理.武汉大学学报，2006（6）.