關鍵字：錨桿靜壓樁 逆作法 樁土共同作用 設計 施工
一、工程概況
宿舍樓位於某學院新校區西北角，總建築面積17138平方米，4幢宿舍樓為六層磚混，層高3.2m，平行布置，勘察揭示有暗河道南北蜿蜒橫穿見圖一，典型地質剖面見圖二，土性特徵見表一。場地好土區土質良好，地基承載力高，暗河道區土性差異較大，分布複雜，另建築平面布置未考慮設沉降縫，這給基礎設計帶來很大困難。
二、基礎選型分析
由於工期緊迫，業主希望設計方提供工期短又相對經濟的基礎方案。好土區的④層粉質粘土承載力很高， 承載力標準值達270kpa，利用好④層土是經濟與否的關鍵。暗河道區③層軟土的深5米左右
如採用換填方法工程量較大，採用粉噴樁或深層攪拌樁等方法無法將承載力提高與④層土相當，且沉降難以控制，經綜合分析，好土部分採用普通條基，而暗河道區採用長短變化的200x200錨桿靜壓樁，考慮樁土共同作用，樁長5-7.5米，2.5米一節，交界處用2.5米短樁過渡，逆作法施工，二層樓面澆完後開始壓樁。
三、地基變形分析和基礎設計
根據樁基逆作法施工順序，可將基礎受力分為兩個階段。第一階段地基承受基礎理及上部已建n1層結構自重和施工荷載p1，相當於一般淺基礎，第二階段樁間土和樁共同作用承擔上部p1及後增荷載p2.
在p1作用下，此時基礎沉降sti，若不壓樁其最終沉降量stf，壓樁後基礎的剛度增加，此時基礎的最終沉降s1計算如下
s1=sti+（kr /kpr）。（ stf- sti）（1）
式中，s1為p1作用下基礎的最終沉降
sti為封樁前基礎沉降，stf為不壓樁淺基礎的最終沉降
kr為淺地基的剛度， kpr為壓樁後地基的剛度
壓樁後淺基礎上的荷載向樁上移，樁上分擔的荷載
pp1=λ。[（ stf- sti）/ stf].p1（2）
式中，λ為考慮樁土共同作用時樁承受荷載分擔比例， （2）式可轉化為下式
pp1=λ。（1-μi）。p1（3）
μi= sti/ stf，μi即為ti時刻基礎下土的固結度
在建造到n1層壓樁、封樁的同時，上部結構施工仍然同步進行，後增荷載p2引起的考慮樁土共同作用的基礎沉降量
s2=（p2 /p1）。（kr /kpr）。（ stf- sti）（3）
式中， kr/ kpr為壓樁前後地基的剛度比，其中天然地基土剛度kr的彈性力學公式為
kr= es/[（1-υ2）。w.b]
υ：泊松比
w：矩形基礎中心點沉降影響係數[5]
es： 地基土的彈性模量
b：矩形基礎的寬度或圓形基礎直徑
根據剪下傳遞法得壓樁後地基剛度
kpr= gsr0[
]/rs
rs：群樁的沉降比
gs： 地基土的剪下模量， gs= 0.5es /（1+υ）
r0： 樁身等效半徑
rm： 樁的影響半徑，取rm=20 r0
l： 樁長度
η： 樁入土深度影響係數，一般η=0.85∽1.0
p2作用下樁頂分擔荷載
pp2=λ。p2
另外大量預製樁壓入土中導致土體產生一定的隆起量，須考慮地基土抬起量s3.
根據上述分析本工程基礎設計計算如下：
1. 二層樓面澆完後封樁前基礎設計
好土區基礎寬1.5m，暗河道區基礎寬1.8m，基礎埋深1.5米，取典型橫牆下基礎，在兩層結構自重和施工荷載下，好土區p1 =83kn/m2； 暗河道區p1=74kn/m2，基礎反力均小於地基承載力設計值f.
用分層總和法計算好土區最終沉降量stf=24mm，兩層施工工期約三個月， 固結度μi約為0.6此間完成沉降量sti=15mm左右，而暗河道區最終沉降量stf =63mm，固結度μi約為0.25施工期間成沉降量sti =16mm左右，沉降比較均勻。
2.三層樓面澆完前須完成50%的壓樁和封樁，五層樓面澆完前須完成100%的壓樁和封樁，暗河道區後增荷載p2=89kn/m2，樁頂分擔荷載pp和基礎分擔荷載p分別為
pp= pp1+ pp2=λ。（1-μi）。p1+λ。p2
=0.85.（1-0.35）。74+0.85.89=116.5 kn/m2
p= p1+p2-pp
=74+89-116.9=46.5kn/m2
μ：基礎下土固結度，取0.35
λ：考慮樁土共同作用樁上承受荷載分擔比例，取0.85
p<f/2.
用分層總和法計算好土區最終沉降量61mm，施工期間完成沉降量36mm左右，而暗河道區淺基礎上的荷載向樁上轉移，建築物最終沉降量減少，考慮壓樁後基礎有所上抬，最終沉降量
s= s1+ s2- s3
=[sti+（kr /kpr）。（ stf- sti）]+ [（p2 /p1）。（kr /kpr）。（ stf- sti）]- s3
=[16+0.25.（63-13）]+[（89/74）。0.25.（63-13）]-5=39mm
經計算 式中kr/ kpr=0.25，壓樁後基礎上抬量按經驗取5mm.最終沉降量差值22mm，施工時根據暗河道截面情況採用變化的樁長，以防止沉降發生突變，沉降差滿足規範要求。
1號樓基礎平面示意圖見圖三
3.承台及錨桿設計
（1）承台設計：好土區基礎按普通牆下條基計算，暗河道區按 使用階段基底反力及樁頂反共同作用計算，孔邊設加強筋以彌補被切斷的受力鋼筋，加強筋貫通布置。
（2）錨桿設計：
①自身承載力驗算
k.pmax<nπ。（d2/4）。r
式中，k為安全係數，取k=1.2； pmax為最大壓樁力；n為每個樁孔預埋錨桿數； r為錨桿抗拉強度； d為錨桿淨直徑。
②錨固強度驗算
pmax≦nπdh[r]
式中， h為錨固深度； [r]為錨桿與混凝土粘結強度，取決3mpa經計算採用m24錨桿。
四、施工要求
本工程樁小數量多，為防止擠土效應及基礎板受力突變，施工採用分批分點壓、封樁，靠近交叉牆處先壓先封，壓完50%後，進行第一批封樁，剩下壓樁分成幾個小區，每個小區分散、多點流水壓樁。
壓樁用樁長和壓樁力兩個指標來控制，當樁長未達到要求而壓樁力達到要求時，即可認為滿足要求，壓樁要結合沉降觀測結果，在施工過程中，作流程和時間上的調整。
五、結束語
局部採用逆作法施工考慮樁土共同作用的錨桿靜壓樁基礎，大大減少了施工工期和噪音污染， 而且錨桿靜壓樁受力明確，樁身質量好控制；採用分階段驗算沉降差將其對結構不同階段的不利影響控制在允許範圍之內。本工程已主體驗收完畢，沉降觀測結果與計算值基本相符。