摘要：本文以山西柳林匯豐興業(yè)王家會物流有限公司發(fā)運站工程為例，介紹了載體樁的優(yōu)點。

　　關鍵詞：道路施工技術論文發(fā)表,核心期刊,載體樁,負摩阻力,承載力

　　載體樁就是由混凝土樁身和載體構成的樁。【1】載體樁是近年來發(fā)展起來的一種樁型，是端承樁的一種。載體是由混凝土、夯實填充料、擠密土體三部分構成的承載體。

　　采用載體樁可以獲得較高的承載力。本文以山西柳林匯豐興業(yè)王家會物流有限公司發(fā)運站工程為例，介紹載體樁在應用中的優(yōu)點。

　　一、工程概況：

　　工程位于山西省呂梁市孝柳鐵路王家會站，該車站擬建整列裝車線，采用站臺結(jié)合移動式裝車機裝車。本文主要介紹移動式裝車機地基處理時對載體樁的應用情況。

　　二、工程地質(zhì)情況：

　　第①層　填土(Q42ml)

　　雜色，以建筑垃圾、生活垃圾等為主，含粉土，成分較亂，均勻性較差。平均層厚 3.80m。

　　第②層 砂質(zhì)黃土(Q41al+pl)

　　褐黃色，稍濕，稍密狀態(tài)，含云母、氧化物等。搖振反應中等，無光澤反應，干強度低，韌性低;該層具有濕陷性。平均層厚6.27m。 基本承載力130kpa。

　　第③層 卵石(Q41al+pl)：

　　灰色，密實狀態(tài)，巖性以砂巖、灰?guī)r為主，由粉細砂充填，顆粒級配良好。平均層厚5.98m。基本承載力1000kpa。

　　第④層 灰?guī)r(O)

　　灰色，強風化~中風化，巖芯呈碎塊狀、短柱狀，巖石堅硬程度為較硬巖，巖石完整程度為較完整，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅲ級。

　　地下水位線位于卵石層頂面以下。

　　三、設計概況

　　移動式裝車機自重高，且裝車機是自動化操控，裝車點定位精確，所以對基礎不均勻沉降等問題要求很高。

　　本工程設計標高高于原地面6m～10m，即存在高填方段，并且原地層中存在濕陷性黃土層，所以地基考慮采用樁基礎處理，持力層設置在卵石層上，以保證基礎修建完成后不均勻沉降等參數(shù)符合要求。根據(jù)地質(zhì)剖面圖確定樁長在10到14.5m之間。

　　樁基礎按承載性狀分類，可分為摩擦樁、端承摩擦樁、端承樁、摩擦端承樁。如果采用摩擦型樁，則樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受，根據(jù)《建筑樁基技術規(guī)范》要求(以下簡稱《規(guī)范》)，樁穿越較厚的松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土、液化土層進入相對較硬土層時，在計算基樁承載力時應計入樁側(cè)負摩阻力。而對于摩擦型樁，可取樁身計算中性點以上側(cè)阻力為零。對于本工程而言，裝車機基礎下的土層為人工填土及濕陷性黃土層，持力層為卵石層。根據(jù)《規(guī)范》，中性點應在樁頂以下0.9倍樁長處，因為單樁承載力計算時，只能計算中性點以下部分的摩擦力，所以對于需要較高承載力的本工程來說，采用摩擦型樁顯然不合適。但是如何設計端承樁，才能既可以滿足工程要求又能有效的節(jié)約造價呢?結(jié)合本工程的實際情況，考慮采用載體樁。

　　根據(jù)《規(guī)范》要求，對存在負摩阻力的端承樁，計算端承樁承載力的時候，應該考慮負摩阻力引起基樁的下拉荷載。下面我們以直徑0.45m的端承樁為例計算基樁的下拉荷載。

　　本工程產(chǎn)生負摩阻力的土層共有兩層，即第一層的人工填土層及第二層的濕陷性黃土層，現(xiàn)選取最長的一根樁，即14.5m來計算其負摩阻力引起的基樁下拉荷載，計算過程如下：

　　根據(jù)《規(guī)范》，中性點以上單樁樁周第i層土的負摩阻力標準值公式為：

　　qsin=εniб′γi

　　б′γi= γe△ze+(γi△zi)/2

　　qsin—第i層土的負摩阻力標準值;

　　εni—樁周第i層土負摩阻力系數(shù);

　　б′γi—由土自重引起的樁周第i層土平均豎向有效應力;

　　γi、γe—分別為第i層計算土層和其上第e層土層的重度，地下水位以下取浮重度;

　　△zi、△ze—第i層土、第e層土的厚度。

　　本工程第一層為填土層，土質(zhì)為A、B組填料，根據(jù)現(xiàn)場取料情況，負摩阻力系數(shù)取砂質(zhì)土εn1=0.5, 正摩阻力標準值28 kpa;第二層為自重濕陷性黃土層，負摩阻力系數(shù)εn2=0.35，正摩阻力標準值46 kpa。

　　樁長14.5m，根據(jù)計算，中性點深度在樁頂以下13.05m處，該范圍內(nèi)填土層厚5.8m，濕陷性黃土層厚7.25m。采用直徑0.45m的端承樁：

　　qs1=0.5×0.5×19×5.8=27.55kpa <28 kpa 取27.55kpa

　　qs2=0.35×(19×5.8+0.5×18.1×7.25)=61.53 kpa >46 kpa 取46 kpa

　　則下拉荷載Qn=(27.55×5.8+46×7.25) ×3.14×0.45=697KN

　　由此可見，對于普通端承樁，在此種地質(zhì)情況下，直徑越大，承載力越大，負摩阻力產(chǎn)生的下拉荷載也越大。本工程由上部裝車機荷載傳遞下來的基樁所承受的荷載，經(jīng)計算為700KN，所以，對于直徑0.45m的基樁，豎向承載力設計值不應小于1397KN。

　　對于普通端承樁極限承載力標準值：

　　Q=qpkAp=2000×3.14×0.452/4=317.9KN

　　qpk—極限端阻力標準值;

　　Ap—樁身截面積;

　　單樁豎向承載力特征值Ra=Q/2=158.9KN

　　可見，普通0.45m直徑的端承樁遠遠不足以提供1397KN的承載力。而對于載體樁，它是采用柱錘夯擊成孔，鋼護筒反壓護壁跟進，成孔達到設計標高后，分批向孔內(nèi)填入碎磚或者碎石等填充料，用柱錘反復夯實、擠密，當三擊貫入度滿足設計要求后，再向孔內(nèi)夯填干硬性混凝土，在樁端形成復合載體。【2】單樁承載力的特征值由三擊貫入度及樁身混凝土強度決定，以本工程直徑0.45m的載體樁為例，根據(jù)《載體樁設計規(guī)程》，三擊貫入度小于10cm時，載體等效計算面積為2.4m2，單樁豎向承載力特征值：

　　Ra=fa×Ae

　　fa—經(jīng)深度修正后的載體樁持力層地基承載力特征值;

　　Ae—載體等效計算面積;

　　因為該樁持力層為卵石層，基本承載力為1000kpa，顯然由該公式計算出的單樁豎向承載力Ra>2400KN。而根據(jù)樁身混凝土強度計算的單樁豎向承載力：

　　ψcfcAp=0.75×11.9×3.14×2252=1418KN

　　ψc—成樁工藝系數(shù)，現(xiàn)場灌注時取0.75;

　　fc—混凝土軸心抗壓強度設計值;本次采用C25混凝土。

　　由此可見，根據(jù)載體等效計算面積計算出的單樁豎向承載力特征值遠遠大于按材料強度計算單樁承載力，所以，直徑0.45m的載體樁所能提供的單樁豎向承載力為1418KN。

　　由以上對比可以看出，載體樁在樁徑較小時也能提供較高的承載力，特別是在地質(zhì)條件較差，有負摩阻力產(chǎn)生時更能顯示出它的優(yōu)勢。

　　四、結(jié)語

　　通過對山西柳林匯豐興業(yè)王家會物流有限公司發(fā)運站工程實例分析表明，載體樁具有以下優(yōu)點：

　　1、經(jīng)濟。和其他基礎相比，可節(jié)省造價10~20%。

　　2、單樁承載力高。是同等樁徑、樁長的普通灌注樁承載力的 3~5倍。

　　3、施工工藝簡單。施工過程中無需場地降水，減少了工程量，能有效縮短工期。

　　4、環(huán)保。由于建筑垃圾可作為載體樁的填充料，所以它可以消化一定量的建筑垃圾，變廢為寶，并且具有無污染、低噪音等特點。

　　可見，載體樁在地質(zhì)條件不佳、可能產(chǎn)生負摩阻力的情況下，和其它類型的樁相比有明顯的優(yōu)勢。

　　參考文獻：

　　【1】《載體樁設計規(guī)程》

　　【2】張嶺.《載體樁在京滬高速鐵路軟基處理中的應用》【J】.路基工程 ,2012(5)