準(zhǔn)確的勘察資料是進行基礎(chǔ)選型分析的基本資料，可行的施工工藝是現(xiàn)場實踐基礎(chǔ)型式的前提，在基礎(chǔ)選型過程中，二者需緊密結(jié)合。第一章案例介紹及樁基選型依據(jù)本案例結(jié)合公司某項目單體，為18層住宅樓，原設(shè)計基礎(chǔ)形式為筏板+鉆孔灌注樁，為減少工期與提高經(jīng)

準(zhǔn)確的勘察資料是進行基礎(chǔ)選型分析的基本資料，可行的施工工藝是現(xiàn)場實踐基礎(chǔ)型式的前提，在基礎(chǔ)選型過程中，二者需緊密結(jié)合。

第一章 案例介紹及樁基選型依據(jù)

本案例結(jié)合公司某項目單體，為18層住宅樓，原設(shè)計基礎(chǔ)形式為筏板+鉆孔灌注樁，為減少工期與提高經(jīng)濟效益，通過對地質(zhì)勘察報告與成樁工藝的研討，對原基礎(chǔ)方案進行了優(yōu)化分析。

1、原基礎(chǔ)方案中采用鉆孔灌注樁的原因。

（1）在基礎(chǔ)選型設(shè)計過程中，一般優(yōu)先考慮天然地基作為基礎(chǔ)持力層，當(dāng)基底所在土層無法滿足地基承載力要求時，常采用地基處理或者樁基礎(chǔ)。本工程所在場地地質(zhì)土層情況如下：

①雜填土；②粉質(zhì)黏土；③粉質(zhì)黏土；④粉質(zhì)黏土；

⑤含碎石粉質(zhì)黏土,褐黃色，可塑，局部硬塑，含鐵錳氧化物及其結(jié)核，含10～30%碎石，一般粒徑0.5-3cm，最大粒徑大于10cm，局部呈半膠結(jié)狀，無搖震反應(yīng)，稍有光澤反應(yīng)，干強度及韌性中等。該層場區(qū)普遍分布，層底深度8.80～11.80m，層底標(biāo)高16.02～19.02m，層厚0.70～6.10m。

⑥粉質(zhì)黏土,棕黃色，可塑～硬塑，偶見粒徑0.5～1.0cm姜石，無搖震反應(yīng)，稍有光澤反應(yīng)，干強度及韌性中等。該層于2#、9#、15#～17#、19#、20#鉆孔底部夾第⑥-1亞層碎石，青灰色，中密～密實，飽和，碎石成分為石灰?guī)r，呈次棱角狀及亞圓狀，一般粒徑0.5～4cm，最大粒徑大于10cm，含量50～70%，硬塑黏性土充填，局部呈鈣質(zhì)膠結(jié)狀，可取出短柱狀巖芯。該層場區(qū)普遍分布，層底深度12.10～17.00m，層底標(biāo)高10.56～15.76m，總層厚1.30～6.60m。第⑥-1亞層厚度0.50～1.10m。于第⑥-1亞層碎石層中做重型圓錐動力觸探1孔1次，結(jié)果為反彈。

⑦殘積土,棕黃色～灰綠色，可塑，組織結(jié)構(gòu)全部破壞，母巖成分為閃長巖，巖芯呈砂土狀，含少量閃長巖風(fēng)化巖殘核。

⑧全風(fēng)化閃長巖,灰綠色，密實，結(jié)構(gòu)基本破壞但尚可辨認(rèn)，礦物成分大部分蝕變，巖芯呈砂狀，屬極軟巖，巖體極破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。該層層底深度15.20～28.70m，層底標(biāo)高-0.74～12.50m，層厚1.50～14.70m。

⑨強風(fēng)化閃長巖,灰綠色，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為長石和角閃石，結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，巖芯呈砂狀及碎塊狀，手掰易碎，局部呈短柱狀，錘擊易碎，巖芯采取率40～60%，RQD=0，屬軟巖，巖體破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級。層底深度16.50～36.80m，層底標(biāo)高-9.14～11.13m，層厚0.60～10.40m。

⑩中風(fēng)化閃長巖,主要礦物成分為長石和角閃石，裂隙較發(fā)育，巖芯呈柱狀、長柱狀，錘擊聲脆，一般節(jié)長10-25cm，最大節(jié)長60cm，巖芯采取率80～90%，RQD=70～85，屬較軟巖，巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。該層場區(qū)普遍分布，未揭穿，最大揭露深度45.00m，最低揭露標(biāo)高-17.34m，最大揭露厚度9.20m。

場地地下水位埋深較淺，勘察期間地下水靜止埋深為2m左右，豐水期水位標(biāo)高接近地表?；捉^對標(biāo)高為18m上下，基礎(chǔ)位于第5層，含碎石粉質(zhì)粘土層，承載力特征值為180Kpa。因主樓樓板采用裝配式疊合樓板，平均板厚130mm，相比正常樓板100mm厚，自重略有增加，加上地下水位埋深較淺，持力層承載力經(jīng)修正后，仍然無法滿足計算要求。故需進行地基處理或者采用樁基礎(chǔ)。

（2）勘察報告中對于場地巖土層的特征描述及分析評價，是基礎(chǔ)設(shè)計的基本依據(jù)。根據(jù)擬建建筑物性質(zhì)及場地工程地質(zhì)條件，如進行剛性復(fù)合地基處理，即常用的CFG樁，一般采取長螺旋成孔工藝，因場地內(nèi)普遍分布第5層含碎石粉質(zhì)粘土，該層含10%~30%碎石，局部呈半膠結(jié)狀，施工時成樁困難，為此，勘察、設(shè)計單位對基礎(chǔ)方案的選取建議采用樁基礎(chǔ)。因第5層含碎石粉質(zhì)粘土，且場地局部存在第6-1層中密~密實狀態(tài)碎石，如采用預(yù)制樁，沉樁均較困難，因此選取采用鉆孔灌注樁。

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2、本場地鉆孔灌注樁的適用性與欠缺性。

（1）本場地鉆孔灌注樁的適用性。鉆孔灌注樁在項目所在地區(qū)有著較廣的應(yīng)用，該樁適合于各種地層，可采用回轉(zhuǎn)鉆機或旋挖鉆機成孔，樁徑、樁長可靈活選擇；以中風(fēng)化巖為樁端持力層，采用嵌巖樁，可取得較大單樁承載力特征值。為此，原設(shè)計采用600mm樁徑灌注樁，樁長≥13m，嵌巖深度1.2m，單樁承載力特征值為Ra=2200KN。

（2）本場地鉆孔灌注樁的欠缺性。

（2-1）通過對勘察報告中地質(zhì)剖面分析，可見場地巖石風(fēng)化程度嚴(yán)重不均，樁端持力層第10層中風(fēng)化閃長巖巖面起伏較大，以5#樓所在位置8-8~地質(zhì)剖面為例，第10層中風(fēng)化閃長巖東西向起伏高差近19.80m，且在第51#孔點位置，殘積土下直接為中風(fēng)化閃長巖，缺失全風(fēng)化及強風(fēng)化巖層，風(fēng)化層明顯缺失，此種現(xiàn)象常為球狀風(fēng)化。較大的巖面起伏加上球狀風(fēng)化，在成樁過程中，會很難判斷出樁端巖性。為保證樁端巖性完整及樁端入巖有效深度，勘察、設(shè)計均提出采用一樁一勘做法，通過施工勘察查明樁端持力層位置（確定樁長）及樁端以下3倍樁徑且不小于5m范圍內(nèi)巖石風(fēng)化程度，確保單樁承載力滿足設(shè)計要求。

（2-2）因本工程嵌巖樁須以中風(fēng)化閃長巖為樁端持力層，以5#樓所在位置8-8~工程地質(zhì)剖面圖為例，49#孔位附近最大樁長將達(dá)到27m。以4#樓所在位置5-5~工程地質(zhì)剖面圖為例，29孔位附近最大樁長將達(dá)到18.5m。樁身長度的增加，將會給工程成本及工期帶來相應(yīng)增加。

3、水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基處理（簡稱CFG）的難點。

（1）CFG適用于處理黏性土、粉土、砂土和自重固結(jié)已完成的素填土地基，處理后地基承載力與土層側(cè)阻及土層厚度有很大關(guān)系，本工程51#孔位處，中風(fēng)化巖層較高，土層厚度較小，有限的土層處理深度能否滿足承載力設(shè)計要求是采用CFG的基本條件。

（2）局部較厚的第5層含碎石粉質(zhì)粘土是采用CFG的最大難點，CFG成孔工藝主要為長螺旋鉆孔，常用長螺旋鉆孔在碎石土層、硬夾層、礫石夾層中均不宜采用。

（3）預(yù)估處理深度范圍內(nèi)，需對全風(fēng)化閃長巖進行處理，場地存在球狀風(fēng)化現(xiàn)象，在成孔過程中是否會遇到球狀發(fā)育導(dǎo)致成孔困難也會給工程帶來不利影響。

（4）種種不利情況，要求從設(shè)計方案選擇開始就必須考慮施工過程中有可能遇到的問題并加以規(guī)避。

4、通過設(shè)計分析，確定有限深度土層處理后是否滿足設(shè)計要求。

（1）經(jīng)設(shè)計單位復(fù)核計算后，5#樓最小處理深度需要9.5米，4#樓最小處理深度需要8.5米，樁端以第8層全風(fēng)化閃長巖及第9層強風(fēng)化閃長巖為持力層。

（2）因4#樓處理深度范圍內(nèi)，較大部分為全風(fēng)化閃長巖，5#樓51號孔位處，樁端需部分入中風(fēng)化閃長巖。相對于常規(guī)CFG的適用土層有較大差異，經(jīng)與設(shè)計單位及施工圖審查單位研討，確定此地基處理方案在設(shè)計上是可行的，但同時也指出需要考慮成樁工藝的困難性。

5、通過成孔工藝分析、調(diào)整，保證長螺旋在含碎石粉質(zhì)粘土中的成孔有效性。

（1）由地質(zhì)剖面圖可判斷，長螺旋成孔問題主要為樁頂所在的第5層含碎石粉質(zhì)粘土層，該層含10%~30%碎石，局部呈半膠結(jié)狀，主要處理深度范圍內(nèi)大部分為全風(fēng)化閃長巖，加大了成孔過程中遇見球狀巖石發(fā)育的可能性，對成孔造成較大影響。

（2）結(jié)合預(yù)知問題，提前就施工難度與施工單位探討解決辦法。

（2-1）對于場地半膠結(jié)狀粘土碎石層，要求鉆機動力裝置馬力足，備用1~2個鉆頭以替換成孔過程中的鉆頭損耗。

（2-2）為方便長螺旋在碎石層鉆進，可考慮加大樁徑，采用500mm或600mm樁徑，同時加大樁間距，本場地含碎石粉質(zhì)黏土層，與完全的碎石層有區(qū)別，且膠結(jié)狀為局部，為此保持了原400mm樁徑。

（2-3）取不同工況點進行試鉆，依據(jù)試鉆情況及時調(diào)整施工參數(shù)，對于較厚半膠結(jié)碎石層，經(jīng)多方咨詢，可采用“引孔”，即當(dāng)長螺旋鉆機在鉆進過程中較長時間不能鉆透時，采用潛孔鉆機對未完成樁位進行引孔，預(yù)成直徑200mm小孔，然后潛孔鉆機撤出，長螺旋繼續(xù)鉆進。

（2-4）考慮成孔鉆進時間有可能過長，準(zhǔn)備采用打灌分離工序。

（3）CFG現(xiàn)場試成孔及施工期間工序調(diào)整。

（3-1）試成孔選擇最不利工況位置，發(fā)現(xiàn)當(dāng)成孔至膠結(jié)碎石層時，因提前采用大馬力裝置，長螺旋鉆進速度有所下降，但完全可以鉆進穿透碎石層，當(dāng)鉆進至強風(fēng)化巖層時，鉆進速度明顯下降。但均未出現(xiàn)較長時間無法鉆進情況，總體成孔時間加長，強風(fēng)化巖較厚位置，成孔時間近1小時/顆，風(fēng)化巖層較少位置，成孔時間10~20分鐘/顆。

（3-2）考慮成孔時間與常規(guī)情況相比偏長，且現(xiàn)場砼供應(yīng)因外界原因不及時，決定采用打灌分離工序，即第一次成孔后對空孔進行回填，完成第一遍成孔、回填后，再進行第二次成孔、砼壓灌。此工序避免了成孔期間混凝土長時間等待灌注問題，也避免了成孔后如長時間不灌注砼出現(xiàn)塌孔的現(xiàn)象。

（4）施工完成養(yǎng)護期滿后，根據(jù)規(guī)范及設(shè)計圖紙要求對所施工的CFG樁進行了各項檢測試驗，復(fù)合地基承載力均滿足設(shè)計要求，復(fù)合地基增強體單樁承載力均滿足設(shè)計要求。

第二章 成本及工期對比

2.1 、灌注樁方案與CFG地基處理方案成本分析

（1）原鉆孔灌注樁成本分析（以5#樓為例），5#樓采用灌注樁，需以中風(fēng)化閃長巖為持力層，樁徑600mm，樁數(shù)128棵，入巖深度需≥1.2m，且樁長需≥13m，依據(jù)巖土工程勘察報告中地質(zhì)剖面圖判斷，部分樁長將達(dá)20m~30m，灌注樁布置見圖2-1.2。

（2）CFG地基處理成本分析（以5#樓為例）5#樓采用CFG地基處理設(shè)計，樁徑400mm，樁數(shù)341棵，有效樁長9.5m，樁端持力層為全風(fēng)化閃長巖，局部為強風(fēng)化閃長巖，CFG樁布置見圖2-1.3。

（3）成本對比，以5#樓為例。

經(jīng)測算，4#5#樓采用CFG地基處理后相比采用鉆孔灌注樁可節(jié)省成本76.5萬元。如考慮本場地采用灌注樁宜進行樁基勘察情況，4#5#樓采用CFG地基處理相比采用灌注樁亦可節(jié)省樁基勘察費用30萬元（樁基勘察成本按70元/m計）。

2.2、灌注樁方案與CFG地基處理方案工期分析

（1）、結(jié)合公司其他項目，如混凝土供應(yīng)及時，CFG平均成樁40顆/天，鉆孔灌注樁平均成樁4顆/天，以5#樓為例CFG共341顆樁，鉆孔灌注樁共128顆樁，理論上CFG相比灌注樁節(jié)省工期128/4-341/40=23.5天。

（2）、因交通限行、環(huán)保治理及商混限產(chǎn)等原因加上場地地質(zhì)情況對成樁工藝的影響，此項目樁基工程整體施工工期偏長，CFG平均成樁11顆/天，鉆孔灌注樁平均成樁3顆/天，5#樓CFG共341顆樁，鉆孔灌注樁共128顆樁，實際上CFG相比灌注樁節(jié)省工期128/3-341/11=11.6天。

第三章 總結(jié)

（1）在基礎(chǔ)選型中，應(yīng)先對勘察資料進行仔細(xì)分析，再對相關(guān)施工工藝進行多方研討，形成多設(shè)計方案后進行對比，研究、分析不同方案所遇問題，根據(jù)具體情況改進方案。

（2）在采用非常規(guī)施工工藝前，前置施工中有可能遇見的問題，提前準(zhǔn)備應(yīng)對預(yù)案。

（3）通過此項目CFG地基處理代替鉆孔灌注樁，可知長螺旋成樁工藝在半膠結(jié)含碎石粉質(zhì)粘土層中是可行的，在強風(fēng)化閃長巖中成孔較慢，但相比鉆孔灌注樁，在成本和工期上均有較大節(jié)省。

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