013.浅谈对桩基础的认识

广东建材2010年第5期建筑设计与装饰浅谈对粧基础的认识李长荣 (广州中的建筑设计有限公司）摘要：通过对预应力混凝土管粧基础、人工挖孔粧基础与钻孔灌注粧基础的优缺点进行比较，使 结构设计人员充分理解这三种粧基础的应用条件，合理选择粧基础形式。关键词：粧基础；预应力混凝土管粧基础；人工挖孔粧基础；钻孔灌注粧基础随着中国改革开放，经济建设快速发展，城市中各 类高层建筑物拔地而起。众所周知，建设一栋高层建筑 物造价不菲，而作为高层建筑物的基础部分的造价往往 在整个建筑物投资中占据了很大的比例。高层建筑物的 基础形式通常有:柱下条形基础、片筏基础、箱形基础、 粧基础和沉井基础。其中，高层的基础往往采用粧基础。 因此，如何合理地选择粧基础形式，对于保证建筑物安 全，节约投资、降低造价起着举足轻重的作用。这就要求 结构设计人员具有扎实的理论基础、丰富的工程经验， 对工程地质勘察报告进行仔细分析，选择最合理的基础 方案。经过多年的实践，笔者就以下几方面对最常用的预 应力混凝土管桩基础（以下将预应力混凝土管桩简称为 管桩)、人工挖孔桩基础与钻孔灌注桩基础等三种桩基 础形式谈谈个人认识。1管粧1.1管粧的定义^⑺不同路线纵坡时的最大排水距离：当路线纵坡为 不同数值时，按照上述计算过程对浅碟型生态边沟最大 排水距离进行计算，结果列于表1。从表1可知，随着路线纵坡的增大，边沟的最大排 水距离也在增大。因此，在边沟设计选型时，应根据路线 纵坡以及出水口间距进行综合确定。高速公路边沟在断面形式选择、尺寸确定时，应结 合各种要求、影响因素及沿线条件进行综合考虑。通过 选取典型路段进行边沟水力计算，可以发现边沟的排 水能力受沟底纵坡以及排水距离的影响，设计中应根据 该两项因素进行边沟类型以及尺寸的选择。在排水能力在预制构件厂用钢筋混凝土材料预制，用沉粧设备 在设计位置上将其沉入土中的粧。主要分为方形实心断 面粧和圆柱体空心断面粧两类。1.2管粧的优点⑴管粧的单粧承载力高，4^600的管粧的单粧承载 力特征值可达到3000咖。管粧粧身混凝土强度高，管粧 打入持力层后，粧尖附近的土或岩层经过强烈的挤压， 粧端承载力可比原状提高约一倍，所以同样直径管粧比 钻孔灌注桩单桩承载力高许多。⑵管粧应用范围广，适用于各种不同建筑物的基 础。管粧常用直径为小300〜小600，既可以作为单层建 筑物的基础，又可作为高层、超高层建筑物的基础，只须 结构设计人员根据柱荷载的不同，采用不同的粧径及粧 数。⑶管粧适应性强，抗弯性能好。管粧有卓绝的贯入 性能，能穿透密实的砂层，对持力层起伏变化大的地质 条件比钻孔灌注粧优势明显，因管粧长短不一，从4〜 12^不等，持力层起伏变化大时，可以根据地质情况进&满足设计要求的前期下，应适当减小边沟断面尺寸，以 降低高速公路的工程造价。鲁【参考文献】以]中华人民共和国交行业标准^公路排水设计规范0丁了 018-971口]吴华金，陈加洪，房锐^山区高速公路边沟断面形式选择与研 宄[了]^云南交通科技，〔3〕吴华金，陈加洪，周志明.高等级公路边沟设计[了]^云南交通 科技，[幻钱国超^高速公路边沟排水与美化设计[了]^公路，2003 “）： 67-69‘[幻吴华金，陈加洪，赵志武.高速公路坡面排水意见和建议⑴. 云南交通科技，^卩卩。，…。）：37-40‘―147 ―@ 1994-2010 011111& ^0^(1611110 1011111^1 51601101110 ？1113118111112 1101186.八 11 16861^6土 011^1.1161

：建筑设计与装饰行合理配粧，搭配灵活;管粧采用预应力工艺成型，其抗 弯性能良好。⑷管粧本身质量容易保证。由于采用工厂预制的生 产方式，能利用先进的工艺和设备，保证产品质量。⑸成粧质量容易保证。若地质无特殊情况，控制粧 长和贯入度这两个参数，其承载力基本上都能保证，而 且这两个参数容易把握。⑹施工速度快，工期短。管桩在工厂可提前批量生 产，能按施工要求及时提供各种粧型，施工前期准备时 间短，一般能缩短工期1〜2个月。⑺施工现场文明。施工现场无砂石、水泥，无泥浆污 染，对施工现场狭窄的工程特别有利。1.3管粧的缺点⑴预制粧单价较灌注粧高。预制粧的配筋是根据搬 运、吊装和压入粧时的应力设计的，远超过正常工作荷 载的要求，用钢量大。接粧时，还需增加相关费用。⑵锤击和振动法下沉的预制粧施工时，震动噪音 大，影响周围环境，不宜在城市建筑物密集的地区使用， 一般需改为静压粧机进行施工。⑶预制粧是挤土粧，施工时易引起周围地面隆起， 有时还会引起已就位邻桩上浮。⑷受起吊设备能力的限制，单节粧的长度不能过 长，一般为10余米。长粧需接粧时，接头处形成薄弱环 节，如不能确保全粧长的垂直度，则将降低粧的承载能 力，甚至还会在打粧时出现断粧。⑸不易穿透较厚的坚硬地层，当坚硬地层下仍存在 需穿过的软弱层时，则需辅以其他施工措施，如采用预 钻孔(常用的引孔方法)等。⑹管粧不宜用于孤石和障碍物多的地层；因为粧尖 接触到孤石或地下障碍物时，会导致粧身偏位或大幅度 倾斜，粧尖破损、粧身折断或粧头打烂等情况。2人工挖孔粧2.1人工挖孔粧的定义在粧位处用人力挖土形成粧孔，并在向下推进的同 时，将孔壁衬砌以保证施工安全，在清理完孔底后放入 钢筋骨架，最后浇筑混凝土而形成的粧。2.2人工挖孔粧的优点⑴施工操作工艺简单，施工方便，不需要大型机械 设备。⑵桩身混凝土整体浇筑，没有接头，相对于需要接广东建材2010年第5期粧的管粧来说，粧长范围内没有明显的薄弱环节。⑶仅承受轴向压力时，只需配置少量构造钢筋。需 配制钢筋笼时，按工作荷载要求布置，节约了钢材(相对 于预制粧是按吊装、搬运和压粧应力来设计钢筋〉。⑷可多桩同时进行，施工速度相对较快，节省设备 投资，降低工程造价。⑸单粧承载力大。由于施工工艺的要求，工人在向 下挖孔时需要有一定的工作空间，所以粧直径必须在 80000以上，致使单粧承载力高。⑹振动小，噪声小。粧孔是通过人力挖土形成的，无 需借助大型机械设备，施工过程中对地基土的振动小， 对环境产生的噪音小。⑺施工时可在孔内直接检查成孔质量，观察地质土 质变化情况;粧孔深度由地基土层实际情况控制，粧底 清孔除渣彻底、干净，易保证混凝土浇筑质量。2.3人工挖孔粧的缺点⑴施工工期长。用人力挖土形成粧孔的工作效率远 远低于大型机械挖土成孔的工作效率，当遇上孤石或地 下障碍物时，工作效率就会更加低。在挖孔的同时为了 防止孔壁坍塌，需要对桩孔进行分段开挖、分段浇筑混 凝土护壁，而混凝土强度达到1吧3(常温下约2仙)才可 拆除模板，在这期间不可以继续施工，致使施工工期延 长。⑵对有流沙，地下水位较高、涌水量大的冲积地带 及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土层不宜使用。 ⑶井下作业条件差，环境恶劣，劳动强度大。⑷雨天不能进行人工挖粧孔的工作。现场必须有排 水的措施，严防地面雨水流入粧孔内，致使粧孔塌方。⑸对安全要求特高，如有害气体、易燃气体、空气稀 薄等，尤其在有地下水时需边抽边挖，对漏电保护也有 特殊要求。3钻孔灌注粧 3.1钻孔灌注粧的定义在粧位处用机械钻孔形成粧孔，利用泥浆保护稳定 孔壁，并通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出 孔外，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的粧。3.2钻孔灌注粧的优点⑴能适应复杂的地质条件，对有坚硬夹层的地质条 件比管桩优势明显。⑵桩身混凝土整体浇筑，没有接头，相对于需要接―148 ―@ 1994-2010 011111& 八1011111^1 51601101110 ？1113118111112 1101186.八 11 011^1.1161

：广东建材2010年第5期粧的管粧来说，粧长范围内没有明显的薄弱环节。⑶仅承受轴向压力时，只需配置少量构造钢筋。需 配制钢筋笼时，按工作荷载要求布置，节约了钢材(相对 于预制粧是按吊装、搬运和压粧应力来设计钢筋〉。⑷单粧承载力高。常用粧直径为^ 600〜^ 2000， 单粧承载力特征值范围为800〜25000咖；通常框架结 构可以采用单柱单粧，承台体积与承台用钢量都比较 小。⑸施工过程中无挤土、无振动、噪音小，对邻近建筑 物及地下管线危害较小。3.3钻孔灌注粧的缺点⑴粧身质量不易控制，容易出现断粧、缩颈、露筋和 夹泥的现象;粧入持力层深度比较难把握，不同的技术 人员对土质判别可能会出现差别，还有清渣是否合格的 问题，因此钻孔灌注粧比管粧的质量事故明显多。⑵粧身直径较大，孔底沉积物不易清除干净，影响 端部承载力的充分发挥，因而单粧承载力变化较大，并 造成较大沉降。⑶不适用于有地下水的土层和淤泥质土。⑷单位承载力造价比管桩高。⑸施工工期长，一条约200深的钻孔灌注粧成粧需 3天左右的时间。⑹泥浆问题困扰大。由于施工工艺要求，需要专门 设置泥浆池，在施工过程中不断地把事先调制好的泥浆 灌入孔内稳定孔壁，而混杂着碎石碎土的泥浆从孔顶冒 出，流入施工场地，如不及时处理将会对施工场地造成 很大的污染。4工程实例⑴广州市越秀区淘金东路某住宅小区内一栋二十 八层的高层商住楼，负一、二层为停车场，首、二层为商 场，三层至二十八层为住宅。由于这栋高层商住楼建在 市中心，施工场地用地十分紧张。施工场地西高东低，西 面是一栋建成的高层商住楼，东面是一条小路，北面是 一座新建成的两层高的幼儿园，南面是一些废弃的单层 厂房。施工道路由西面进场，然后绕着基坑一圈后下到 基坑内，基坑标高与西面高层商住楼首层地面标高相差 如，而基坑边与高层商住楼之间的距离只有50。为了保 证高层商住楼的安全稳定，基坑设计公司在基坑与高层 商住楼之间设计了一排直径为+1500的大直径人工挖 孔粧。由于工地处于市中心，所以设计单位设计的基础 为静压管粧基础，但施工到南面最外排承台的管粧基础建筑设计与装饰时，发现粧位与基坑边之间的净距不能满足静压粧机施 工时所需的净距要求。经设计变更后，把南面最外排承 台的管粧基础改为直径为^1200的钻孔灌注粧基础。 通过静载检测，管粧和钻孔灌注粧的承载力都达到了设 计要求。⑵厦门汇禾新城位于禾祥西路与后滨路的交叉路 口，建筑层数为7〜14层。在这个建筑群中，三号楼和四 号楼是两幢均为十二层，外型相同，高度一样的建筑物， 但地基差别很大。两幢建筑物地基最主要的差异有两个 方面:第一，淤泥层分布差异较大。在三号楼场地，淤泥 层仅局部分布，厚度最大为1. 400，大部分都没有淤泥 层。而四号楼场地普遍存在有淤泥层，分布厚度为 5.0-13.00。第二，基岩埋深差别较大。在三号楼场地， 强风化花岗岩顶面埋深为1. 40〜10.900，而四号楼场 地为 11.90 〜20.100。根据建筑物的高度和荷载值的估计以及基岩的埋 藏条件综合分析，两幢建筑物适宜采用大直径粧粧基 础。但由于建筑场地地层性质差别较大，成粧方式应分 别考虑。通过综合比较，对三号楼采用人工挖孔灌注桩 基础，对四号楼采用钻孔灌注粧基础，均以花岗岩作为 粧端持力层。粧基施工完成后，对粧基工程的质量进行 了检验。检测结果表明，采用人工挖孔灌注粧的三号楼， 粧身结构完整、质量优良的I类粧占总粧数的83冗。粧 身基本完整，质量合格的II类粧仅占肌无不合格粧。 采用钻孔灌注粧的四号楼I类粧占80^。，II类粧占20冗， 无不合格粧。建筑物封顶后，对地基沉降观测结果进行 总结。从总的沉降量来看，两幢建筑物的沉降量均较小。 以最后一次观测的沉降量来看，三号楼最大沉降量为 900，最小沉降量为600，平均沉降量为7.200。四号楼最 大沉降量为1000，最小沉降量为600，平均沉降量为 7.700。从两幢建筑物每次观测的平均沉降量来看，四号 楼均略大于三号楼。5结束语粧基础设计是一项十分繁重而复杂的工作，结构设 计人员一定要慎重考虑每一个环节，统筹兼顾，不仅要 保证建筑物的结构安全，而且要使设计经济合理。參【参考文献】[工]《建筑地基基础设计规范》〔68 50007 — 2002〕〔2〕《建筑粧基技术规范》(邛】94一94〕〔3〕《预应力混凝土管粧基础技术规程》①耵八15 — 22 — 98〕〔4〕《建筑地基基础工程施工质量验收规范》〈68 50202 — 2002〕―149 ―@ 1994-2010 011111& ^0^(1611110 1011111^1 51601101110 ？1113118111112 1101186.八 11 16861^6土 011^1.1161