摘要：目前國內(nèi)電子行業(yè)大型潔凈廠房，基礎(chǔ)形式大多采用樁基礎(chǔ)。根據(jù)不同項(xiàng)目條件多采用鉆孔灌注樁(長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁)或預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。本文綜合考慮地質(zhì)條件、工期要求、造價(jià)控制、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)等因素進(jìn)行樁基選型分析。
　　關(guān)鍵詞：長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁;預(yù)應(yīng)力混凝土管樁;非擠土樁;擠土樁;承載力;
　　Abstract：This paper consider the geological conditions, and schedule requirements, cost control, regional experience and other factors pile selection analysis.
　　Key words: long auger bored piles; prestressed concrete pile; non-displacement pile; displacement pile; bearing capacity
　　中圖分類號(hào) :TU473.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
　　樁基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于民用及工業(yè)建筑領(lǐng)域，按照施工方式分，目前較為普遍使用的樁型有灌注樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。灌注樁：非擠土樁，首先在施工場(chǎng)地上鉆孔，當(dāng)達(dá)到所需深度后將鋼筋放入澆灌混凝土。優(yōu)點(diǎn)是施工難度低，特別是2000年以來出現(xiàn)的長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁更是大大簡(jiǎn)化了灌注樁施工的工序，施工設(shè)備較小，缺點(diǎn)是稍費(fèi)材料。預(yù)制樁：擠土樁，通過打樁機(jī)將預(yù)置的鋼筋混凝土樁打入地下。優(yōu)點(diǎn)是材料省，強(qiáng)度高，缺點(diǎn)是施工難度高，受機(jī)械數(shù)量限制施工時(shí)間長(zhǎng)。
　　目前國內(nèi)電子行業(yè)大型潔凈廠房，基礎(chǔ)形式均采用樁基礎(chǔ)。根據(jù)不同項(xiàng)目條件多采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁(以下簡(jiǎn)稱灌注樁)或預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(以下簡(jiǎn)稱管樁)。此類工業(yè)項(xiàng)目業(yè)主考慮市場(chǎng)需求、建設(shè)進(jìn)度、投資回報(bào)、同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)等因素，通常存在建設(shè)規(guī)模大、總投資高、工期緊、廠房建安費(fèi)用占工程總投資比例相對(duì)較低、工程設(shè)計(jì)除滿需足規(guī)范要求外還應(yīng)考慮生產(chǎn)功能的特殊要求的情況。經(jīng)綜合考慮地質(zhì)條件、工期要求、造價(jià)控制、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)等多方面因素進(jìn)行樁基選型分析確定采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁。
　　一、 工程概況
　　合肥鑫晟光電科技有限公司電子器件廠房建設(shè)工程項(xiàng)目項(xiàng)目位于合肥市區(qū)東北部的合肥新站綜合開發(fā)試驗(yàn)區(qū)內(nèi)。因生產(chǎn)設(shè)備投資高，業(yè)主要求主要生產(chǎn)廠房結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度按8度設(shè)計(jì)。一期工程生產(chǎn)區(qū)用地東西長(zhǎng)927.5米，南北寬699.9米，用地面積為647333.3平方米(合971畝)。北側(cè)二期工程用地，東西長(zhǎng)927.5米，南北寬232.2米，用地面積為215133.6平方米(合322.7畝)。建構(gòu)筑物占地面積：245546㎡，總建筑面積：720337㎡。 其中1，2，3，5號(hào)廠房(以下簡(jiǎn)稱4棟主要廠房)合計(jì)占地面積170837.1m2，均為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，1,2號(hào)廠房為高層工業(yè)廠房，典型位置柱底內(nèi)力2600t;3,5號(hào)廠房為多層工業(yè)廠房，典型位置柱底內(nèi)力2200t，其樁基工程量占基礎(chǔ)總工程量的95%以上。
　　二、 地質(zhì)情況和地質(zhì)參數(shù)
　　1.場(chǎng)地地形地貌
　　擬建場(chǎng)地地形起伏較大，總趨勢(shì)由東向西傾斜。鉆孔孔口高程為33.14～44.24m，高差11.10m。
　　2.場(chǎng)地主要土層構(gòu)成從上至下為：
　　①層耕(填)土——層厚0.30～5.80m
　?、蹖诱惩?(粉質(zhì)粘土)——層厚一般為19.10～33.60m，硬塑狀態(tài)，具弱膨脹潛勢(shì)?？勺鳛闃抖顺至?br /> 　?、軐语L(fēng)化殘積土——層厚一般為1.00～13.00m，硬塑或中密～密實(shí)狀態(tài) ，可作為樁端持力層
　?、?層強(qiáng)風(fēng)化泥巖
　　⑤2層中風(fēng)化泥巖
　　3.樁基設(shè)計(jì)參數(shù)：

層 號(hào)	預(yù)應(yīng)力管樁 PHC			鉆孔灌注樁 干 作 業(yè)
	qsik(kpa)	qpk(kpa)		qsik(kpa)	qpk(kpa)
②1	42			36
②2	70			64
③	92	L>10m	4700	86	L>10m	2000
		L>15m	5800		L>15m	2200
④	98	6000		90	2400
⑤1	180	8000		160	2800
⑤2				260	5600

　　三、 樁基方案比選
　　本項(xiàng)目處在合肥地區(qū)，長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁(PHC)在當(dāng)?shù)鼐袕V泛應(yīng)用，本文對(duì)兩種樁型的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比：
　　3.1 兩種樁型單樁承載力對(duì)比
　　選取2種類型的4種規(guī)格進(jìn)行比較：
　　A)預(yù)應(yīng)力管樁：PHC-500-AB-125-20，用于主要柱下受力樁
　　B)預(yù)應(yīng)力管樁：PHC-500-AB-100-16，用于地坪樁
　　C)長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁：直徑D=600mm，樁長(zhǎng)L=25m，用于主要柱下受力樁
　　D)長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁：直徑D=600mm，樁長(zhǎng)L=20m，用于地坪樁
　　樁長(zhǎng)不超過25m，則樁端基本處于③層粘土 (粉質(zhì)粘土)或④層風(fēng)化殘積土
　　表3.1 單樁承載力對(duì)比表：

經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算單樁豎向承載力特征值Ra(KN)(均為根據(jù)地勘報(bào)告數(shù)據(jù)計(jì)算所得單樁承載力特征值)	樁長(zhǎng)（m）	PHC管樁 d=500		灌注樁 d=600
	25			2100
	20		1800	1700
	16	1500
樁身強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Rp (KN)	管樁壁厚	100	125
	Rp	3158	3701
管樁樁身結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的單樁豎向承載力最大特征值Ra (KN)       （Ra≤Rp/1.35）		2339	2741
管樁樁身受拉承載力設(shè)計(jì)值	N	900	1170	1360
N≤fpy*Ap (KN)	N1=0.7fpy*Ap	630	819
	N2=0.3fpy*Ap	270	351
壓樁力限值（注1）(KN)		3683	4377
水平承載力（試樁數(shù)據(jù)）			300	300
樁基最小中心距（d為樁直徑）		部分?jǐn)D土樁-飽和粘性土		非擠土灌注樁
持力層為（3）層粉質(zhì)粘土；0.8<Sr<1.0屬		＞3排且9樁	其他情況
飽和粘性土		4.0d	3.5d	3.0d
		承臺(tái)尺寸較大		承臺(tái)尺寸較小

　　注1：樁錘擊或靜壓時(shí)的壓應(yīng)力(包含壓應(yīng)力鋼筋產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力)應(yīng)小于樁身材料的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。錘擊拉應(yīng)力應(yīng)小于樁身混凝土的有效預(yù)壓應(yīng)力。
　　3.2 工期進(jìn)度比較
　　本工程總體建設(shè)周期為15個(gè)月，其中樁基施工計(jì)劃周期80天，建設(shè)場(chǎng)地開闊，具備多臺(tái)設(shè)備同時(shí)施工的條件。
　　3.2.1采用PHC管樁，4棟主要廠房需工程樁總計(jì)為22860根，壓樁施工需選用500~600噸的大型壓樁機(jī)，預(yù)計(jì)可使用施工機(jī)械10臺(tái)(合肥當(dāng)?shù)財(cái)?shù)量很少，通常從華東地區(qū)調(diào)集設(shè)備，且臺(tái)班費(fèi)較貴，因此本次比較按照10臺(tái)設(shè)備考慮)，每臺(tái)樁基每天壓樁22根，估算工期需104天，造成建設(shè)工期滯后24天。
　　3.2.2 采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁，4棟主要廠房需工程樁總計(jì)為20143根，預(yù)計(jì)可使用施工機(jī)械15臺(tái)(合肥及周邊地區(qū)此類機(jī)械數(shù)量充足，合肥京東方光電科技有限公司第六代薄膜晶體管液晶顯示器件項(xiàng)目中曾有過20臺(tái)樁機(jī)同時(shí)施工的經(jīng)驗(yàn)。)，每臺(tái)樁基每天成樁22根，估算工期需75天，可以提前5天完成樁基施工。
　　3.3工程造價(jià)比較
　　僅對(duì)4棟主要建筑樁工程量統(tǒng)計(jì)，不含承臺(tái)、土方的工程量
　　3.3.1采用PHC管樁，4棟主要廠房需工程樁總計(jì)為22860根，折算混凝土工程量為6.39萬m³，PHC管樁均由專業(yè)構(gòu)件制造廠家提供成品，考慮施工費(fèi)用(機(jī)械、人工)折算工程單價(jià)為人民幣2000元/m³，樁總造價(jià)為人民幣1.28億元。
　　3.3.2采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁，4棟主要廠房需工程樁總計(jì)為20143根，折算混凝土工程量為13.65萬m³，樁身主要材料鋼筋、混凝土均可在市場(chǎng)采購，考慮施工費(fèi)用(機(jī)械、人工)折算工程單價(jià)為人民幣1100元/m³，樁總造價(jià)為人民幣1.50億元。
　　3.4施工難度及質(zhì)量控制比較
　　3.4.1采用PHC管樁：
　　A. 施工機(jī)械自重大，樁基施工前需對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行處理，本工程所處地區(qū)地表淺層填土承載力低，遇水承載力下降很快，若處理效果不理想容易出現(xiàn)施工機(jī)械下陷、傾斜、傾覆的工程事。
　　B. 本項(xiàng)目樁基土層主要為③層硬塑粘土，且土層厚19.1~33.6m，主要廠房體量大，單柱荷載大，樁數(shù)多，采用PHC管樁沉樁困難，易對(duì)土層產(chǎn)生擠壓、擾動(dòng)、隆起、對(duì)樁基土體的穩(wěn)定性不利。
　　C. PHC管樁為擠土樁，本工程4棟主要廠房總樁數(shù)約22000根，所占土方約8.5萬立方米(此土方挖出鋪設(shè)到現(xiàn)有建設(shè)場(chǎng)地，可使4棟廠房所占區(qū)域場(chǎng)地標(biāo)高墊高400mm)，擠土效應(yīng)嚴(yán)重，樁基施工后期易造成樁難以打到設(shè)計(jì)標(biāo)高，地面隆起等現(xiàn)象。
　　D. 施工過程中不確定因素較多，如沉樁困難、接頭錯(cuò)位、樁體上浮;施工質(zhì)量較難控制
　　3.4.2采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁
　　本樁型為非擠土樁，依據(jù)本工程的地質(zhì)條件，無擠土效應(yīng);鉆孔、成樁施工難度較小。施工質(zhì)量易保證。
　　3.5其他因素比較
　　3.5.1長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁施工期間會(huì)有大量土方挖出，現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境較差，而PHC管樁施工期間無土方挖出，場(chǎng)地內(nèi)較為整潔。
　　3.5.2長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁所用主要材料鋼筋、混凝土采購范圍廣泛，市場(chǎng)供應(yīng)量充足，不會(huì)影響工程建設(shè)進(jìn)度，PHC管樁由專業(yè)加工廠制造，合肥地區(qū)僅有兩家管樁生產(chǎn)廠，月供貨能力合計(jì)不足7000根，難以滿足本項(xiàng)目短期大規(guī)模的集中需求，管樁供應(yīng)將成為制約項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)展的瓶頸。
　　四、 結(jié)論
　　綜合以上各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比，從設(shè)計(jì)角度長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁及預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，承載力等各項(xiàng)工程性能均可以滿足本工程的需要。PHC管樁在造價(jià)上有優(yōu)勢(shì)，但施工過程中存在多項(xiàng)不可控因素，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)順利進(jìn)行有較大風(fēng)險(xiǎn)，而長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁質(zhì)量可靠、工期有保證、施工難度較小、施工中不確定因素少的優(yōu)勢(shì)。最終確定采用長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁。
　　五、 結(jié)束語
　　通過以上工程實(shí)例可以看出，要想最優(yōu)選取樁基形式，一是要熟悉場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，二是需體會(huì)業(yè)主對(duì)工期、造價(jià)的要求，具有相關(guān)分析評(píng)估能力。三是了解施工情況。四是積極收集建設(shè)項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐墓こ探?jīng)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行多方面的方案比較、經(jīng)濟(jì)分析、可行性評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)控制評(píng)估選擇一種適合的樁基礎(chǔ)形式及施工方法。