关键词：黄骅港三期工程；筒仓桩基础施工技术；钻孔灌注桩；后压浆施工
中图分类号：U415 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）04-0082-03
神华黄骅港三期工程是神华集团十大工程之一,是黄骅港建设“国内第一，世界领先”综合大港的重大举措。三期工程中最吸引人眼球的，是24座设计直径40米、高43米的大型储煤仓，这是国内首次在煤炭输出港建设的巨大储煤筒仓群，在环保节能方面具有突出优势，实施意义重大。
通过精心组织、科学管理，于10月2日圆满完成了2860根筒仓桩基础的施工工作，经静载检测、超声波检测以及大应变的检测结果全部合格。
一、工程概况
黄骅港三期工程筒仓采用圆形的现浇钢筋混凝土结构，共计24座筒仓，筒仓内直径40m，高度41.95m，基础采用后压浆钻孔灌注桩基础。每座筒仓基础桩基119根, 总桩数为2860根（含4根电梯基础灌注桩）。
灌注桩直径为1.0m，桩长为50m，桩顶标高为+3.90m，桩底标高为-46.10m。单根桩设计混凝土方量：39.25m3/根（不含超灌量）。设计采用后压浆形式提高桩基承载力，采用桩端、桩侧复式压浆方式，每座筒仓119根桩基础中，桩侧一道压浆环的有12根，桩侧两道压浆环的有107根。
后压浆总体施工顺序与桩基施工顺序相同，单个筒仓先进行外圈桩基注浆，即仓壁下部桩基，再进行内部桩基注浆。FY2型灌注桩单桩压浆顺序为先对桩侧第二道环（-20m）压浆，然后进行第一道环（-33m）压浆，最后进行桩端压浆；FY1型灌注桩单桩先进行桩侧（-20m）压浆，再进行桩端压浆。各道压浆工序间隔时间均不小于24小时。
二、重点、难点分析
（一）桩基数量多、布置复杂，施工难度大
每个筒仓119根桩基础，布置在直径40m的圆形范围内，桩基布置有周圈圆形布置形式和圈内成排布置形式两种，紧密程度不一，间距大小不一，增加了施工顺序安排的难度，对相邻较近桩施工质量的控制提出了非常高的要求。
（二）后压浆灌注桩工序繁多，各项检测穿插其中，相互制约，加大了施工进度控制的难度
后压浆灌注桩工序多达30多道，每道工序必须检验合格才能进入下道工序施工。较以往普通灌注桩增加了后压浆的多道环节，桩身砼达到设计强度70%后进行超声波检测，后压浆必须在声测检验合格后进行，且承台相邻部分桩基的后压浆受临近承台桩基施工顺序和快慢的制约，必须统筹考虑，协调施工。后压浆工艺本身要求各道环之间压浆尚需停顿一定的时间间隔。后压浆完成后需要20天才能进行静载试验。每个筒仓均需要进行静载试验，试验合格才能进行承台开挖。由此可见桩基施工各环节制约因素非常多，进度控制难度空前。
三、施工工艺总结
（一）钻孔灌注桩施工工艺
灌注桩施工工艺主要抓住以下施工控制点：
1．在成孔施工中根据不同的地层适时调整钻具类型、进尺速度、回转速度、提放速度、泥浆配比等参数。在砂层分布广、厚度大的区域选择回旋钻机进行施工，加快施工进度的同时降低了塌孔和扩径的质量风险。在砂层相对薄的区域选择潜水钻或磨盘钻，在施工至沙层时放慢进尺速度、回转速度、提放速度（控制在正常速度的一半左右）；增加泥浆密度等，避免塌孔。
2．钻机施工前根据地质资料及以往在此地区施工经验配置泥浆，泥浆比重控制在1.15～1.25，粘度控制在18～25S，循环过程严格控制泥浆中的含砂率不得大于6%。并对钻进过程的泥浆指标及时检测，对照地质资料分析及时进行调整粘土掺入量，确保泥浆稳定。
3．钢筋笼在钢筋加工区分段成批进行加工，每根桩钢筋笼分三段进行加工，检验合格后在现场搭接焊连接。注浆管、声测管按设计要求固定在钢筋笼上，注浆管采用丝扣连接，声测采用套管焊接连接，外包防水胶带，连接质量可靠满足施工要求。
4．每次浇筑混凝土前，由施工班组、现场施工员、质量员、监理层层把关，对灌注桩的孔径、孔深、孔斜及沉渣厚度进行检查，保证成孔质量符合设计及施工规范要求，当沉渣厚度大于100mm时，进行二次清孔。
5．混凝土采用罐车直接运输到现场浇注，配备足够罐车并铺垫钢板保持道路畅通，确保连续浇筑。灌注采用导管水下浇筑工艺，过程中导管埋深严格控制在2～6m范围内，施工人员在上拔导管前，认真测量混凝土顶面上升高度，待计算埋管深度后，决定导管拆除节数。
（二）后压浆施工工艺
1．注浆管、声测管制作及安装。压浆管采用直径为DN25的钢管，超声波检测管采用DN50无缝钢管，长度较钢筋笼长200～300mm，钢管的连接采用外套粗钢管焊接连接。注浆钢管顶端套丝，并用管堵封口。注浆钢管与钢筋笼加劲箍用14号铁丝绑扎固定。注浆管固定于钢筋笼并对称安装。声测管与钢筋笼加劲箍点焊固定。
注浆钢管和声测管上端高出桩基施工地面20～30cm。桩底注浆管下端安装压浆管阀，压浆管阀底端深入桩底20～25cm，管阀用胶皮密封，以防止桩身混凝土水泥浆液堵塞注浆管。桩侧注浆钢管下端采用套丝安装三通与桩侧压浆管相连。
在吊放钢筋笼过程中，严禁撞笼、扭笼、墩笼，钢筋笼应竖直缓慢下放，快到桩底时，钢筋笼不得扭动，以免管阀在进入土层时受到损坏。
2．水泥浆配制。后压浆水泥选用32.5矿渣水泥。进场水泥按检验批进行试验检测，现场水泥堆放均做到下垫上盖防潮措施。
配制水泥浆液时先在搅拌机内加足水量（350～400kg），然后边搅拌边加入水泥，共加入水泥500kg（10袋），搅拌时间不少于3min，搅拌罐上放置格栅，避免水泥结石、水泥袋等杂物混入。水泥浆搅拌完成后，将压浆管件与桩基压浆管连接，开始对桩基压浆施工。
3．注浆设备及注浆管的选择。（1）高压注浆系统由浆液搅拌器、带滤网的贮浆池、高压注浆泵、压力表、高压胶管、预埋在桩中的注浆管和单向阀等组成。（2）高压注浆泵系统的选型：高压注浆泵是实施后压浆的主要设备，高压注浆泵采用额定压力16MPa，额定流量75L/min的注浆泵。焊制铁质储浆池，浆液出口设置水泥浆滤网，避免水泥团进入贮浆筒后吸入注浆导管内而造成堵管或爆管事件。（3）高压注浆泵与注浆管之间采用能承受2倍以上最大注浆压力的加筋软管连接，其长度不超过50m，输浆软管与注浆管之间设置卸压阀。
4．开塞。成桩2天后实施压力注浆（时间为预估值，以桩身混凝土强度达到设计70%为准），但不宜迟于成桩30d后。被压浆桩离正在成孔桩作业点的距离不小于15m，并宜间隔进行。注浆前，为使整个注浆线路畅通，先用压力清水开塞，用高压水冲开出浆口的管阀密封装置和桩侧混凝土（桩侧压浆时）。开塞采用逐步升压法，当压力骤降、流量突增时，表明通道已经开通，立即停机，防止大量水涌入地下。
5．注浆。开塞后立即进行注浆，开一管注一管，不允许全部开塞。注浆连续进行，压力由小到大逐级增加。注浆水灰比为0.7～0.8，注浆正常压力桩端为2.0～3.5MPa，桩侧为1.5～3.5MPa。注浆流量为75L/min。FY1型灌注桩单桩总注浆量为4.0t，桩侧（-20m）注浆量为1.5t，桩端注浆量为2.5t。FY2型灌注桩单桩总注浆量为5.0t，桩侧第一道环（标高为-33m）注浆量为1.0t，桩侧第二道环（标高为-20m）注浆量为1.5t，桩端注浆量为2.5t。
6．终止注浆。（1）压浆总量和注浆压力均达到设计要求；（2）压浆总量已经达到设计值的75%，且注浆压力达到设计注浆压力的150%并维持2min以上。
本工程需后压浆灌注桩2856根（4根电梯桩基不需后压浆），设计压浆总量为13992t，实际压浆量为14088t，超压系数为0.7%。
四、施工技术管理总结
（一）组建测量联队，加强联测，确保测量定位精度
由于本工程桩基础数量大，间距小，对桩基定位要求很高，为避免各个分部间的测量存在误差，由测量主管人员成立联合测量小组，定期组织复核各个控制网点，对由高级点引测的加密控制点进行测量验收。通过联测有效避免了系统误差的产生，确保了筒仓工程整体测量定位的精度满足规范要求。
（二）抓典型施工，促工艺优化
为了做好后压浆灌注桩技术管理，总结优化工艺，项目部先后组织了灌注桩典型施工与总结和后压浆典型施工与总结。各分部根据自身施工机械特点及地质情况，通过典型施工优化工艺流程，调整完善工艺参数，对典型施工中发现的问题进行了深入的分析，找出了切实可行的解决方案。通过典型施工总结会进行了推广，为后续大面积施工提供了扎实的技术基础，从根本上保证了施工质量受控。
1．水泥浆水灰比参数优化。后压浆典型施工过程中，初定水灰比为0.6～0.7，按此拌制发现水泥浆比重偏大，达到1.7，注浆困难。随后通过加大水灰比进行试拌，当水泥浆水灰比达到0.8时，水泥浆注浆顺畅。经与现场监理及设计的同意后，在压浆水泥总量不变的前提下，将水灰比调整为0.8。
2．桩侧压浆环尺寸调整优化。在典型施工过程中，发现有2根桩的桩侧压浆环没有打开，分析其原因为：侧环位置处于砂层范围，灌注桩成孔过程此位置形成局部轻微扩孔，混凝土超出桩身直径将桩侧环包裹而无法打开。
对此，经过工艺研讨，决定将桩侧压浆环直径由原来的100cm，优化为105cm，并增加注浆环开孔数量至6个。同时根据地质资料在砂层分布较厚，易发生扩孔现象区域，在成桩2～3d内，用清水开塞，打通桩侧注浆环。
3．侧环打不开的补注措施。针对典型施工中2根侧环无法打开的桩，采取了补注措施，第一道环（-33m）压浆阀打不开的，由桩端补注压浆1.0～1.5t；第二道环（-20m）压浆阀打不开的，由桩侧第一道环补注压浆1.5～2.0t。确保单桩压浆
总量。
（三）强化技术交底，促工艺落实
鉴于施工人员众多，素质参差不齐，为严格贯彻施工工艺纪律和标准要求，通过强化工程技术交底，对施工管理人员及作业人员进行进场技术培训和教育，使施工人员明确质量控制和操作的重点，切实将工艺要求落实到操作层，交底覆盖到操作的每个人员，不留死角。
五、意义
三期筒仓桩基础共计2860根，在港口建设中首例大面积应用后压浆工艺提高桩基承载力。根据检测结果来看，所有试桩的静载检测、超声波检测以及高应变检测均达到合格要求。超声波检测仅有5根桩为二类桩，其余全部为一类桩。静载试验均达到并超过设计承载力，1400荷载情况下，沉降在8～13mm之间（设计允许值40mm），离散系数较小，施工质量稳定可靠。施工过程中未出现任何安全、质量事故，施工进度满足预定的节点施工安排。为下步承台施工打下了坚实的基础，赢得了宝贵的时间。
关键词：单桩竖向抗压承载力特征值；预应力管桩；桩长
中图分类号： U443.15+7 文献标识码： A 文章编号：
1前言
高层建筑出现以后， 地基基础问题变得复杂。高层建筑与其他建筑一样，可以采用多种基础方案。桩基础就是高层建筑常用的一种基础形式，在应用过程中需要设计人员考虑诸多因素，选择一个技术相对先进、可靠， 且经济上合理的最优方案。笔者从以下几方面对桩基础设计中的一些问题进行了研究。
2通过试验确定单桩竖向抗压承载力特征值
在初步设计阶段，一般根据地基土的物理指标与承载力之间的经验关系来估算单桩竖向抗压承载力特征值。但很多时候桩的实际承载力与估算值之间的差距或者误差非常大，所以经估算公司估算出来的估算值一般需经过试验桩、试打桩来验证并进行调整。以下为两种试验方法：
2．1静载试验桩
在施工图设计阶段， 一般采用静载荷试验得到合理的桩承载力和其他设计参数。此法适用于设计等级为甲级且地质条件较复杂的管桩基础工程。
2．2试打桩
在正式施工前通过试打桩配合高应变动测法确定。适用于应用管桩多年且设计经验较丰富的地区， 包括地质条件不复杂的设计等级为甲级的管桩基础。根据广东的统计数据表明：一些有经验的测试单位，用高应变动测法检测的单桩竖向抗压承载力的误差可控制在15％以内。相比静载荷试验，该方法试验费用低，时间短， 测试桩数多，在广东地区得到广泛应用。
2．3试验的重要性
在对各种桩基础试桩以及工程桩的具体检测中，我们能够知道很多桩基础的实际承载力大于估算值， 有些桩基础实际承载力与其估算值相差幅度很大，所以在布置基础时如果按照试桩实际承载力来设计桩基础将产生巨大的经济效益。比如，广西某市某高层商业住宅楼，其主体设计目标为地面以下一层、地面以上十八层，在设计中根据具体地质勘察报告相关数据决定采用D400预应力管桩，桩长20m，如果按照JGJ94—2008技术规范相关公式来估值计算其单桩承载力结果为1200kN，但实际进行的3根试桩破坏性测试显示其实际单桩承载力可高达1600kN，与估算值相比提高了33．3％，在实际工程桩基础设计中就采用试验数值，节省了业主投资。由此可见试桩可以给桩基础施工降低工程难度并减少浪费。此项工作质量将直接影响到桩基础的形式、规格以及桩的入土深度， 同时也密切影响着施工难易度。
3桩基设计中不同桩型经济性比较
在桩基础具体设计中如何合理选择桩型会对桩基础设计产生极大影响。桩型选择将极大地影响经济效益。笔者目前正在设计深圳中洲讯美写字楼项目，该项目为框架核心筒结构，建筑总高度为128米。应甲方要求进行基础选型比较。
3．1方案1：采用预应力管桩
预应力管桩在深圳地区施工工艺成熟， 且具有单桩承载力高， 造价低， 工期较短，耗材较低等优点，具有较大的经济效益和社会效益， 是现阶段使用较多的一种桩型。本项目采用管桩直径D=5OOmm，壁厚为125mm，类型为AB型。根据勘察报告采用平均桩长L=23．2m，其桩端持力层为强风化层，单桩竖向承载力特征值桩身控制的理论值为2700kN，考虑到各种因素对桩身强度的影响，实际计算时取值为2500KN。根据PKPM的计算结果并采用SAFE复核，在核心筒部分满堂布桩， 需要164根桩，桩筏板厚度为2lOOmm(内筒冲切控制)，考虑桩同作用，面筋为构造配筋，底筋为计算配筋。
最后依据现行定额，计算核心筒处管桩、混凝土及钢筋的总造价约为242万元。如下表所示：
3．2方案2：采用大直径钻(冲)孔桩采用桩径为2200的钻孔桩，桩端持力层为强风化层，平均桩长为45m，保证框架柱为一柱一桩，单桩竖向承载力特征值为32O00KN，根据PKPM的计算结果并采用SAFE复核， 在核心筒部分沿剪力墙下布桩， 总根数为13根，桩筏板厚度约为1800mm(桩冲切控制)，考虑桩同作用计算筏板配筋。最后依据现行定额， 计算核心筒处桩、混凝土及钢筋的总造价约为489万元。如下表所示：
3．3方案1与方案2比较结果
从筏板本身而言， 混凝土用量和钢筋用量相差不大。但与之对应的桩而言， 造价相差较大。由前面的结果可知方案2总造价远大于方案1的总造价。另外根据以往的工程设计经验，1OOm以上的建筑结构鲜有采用预应力管桩， 多采用钻孔桩较为经济。但地质条件不同，上部结构布置不同，设计人员也要根据不同的情况进行合理的计算及判断分析，选择最优的方案， 为业主降低工程造价。
4桩基础施工中的若干问题
由于工程地质条件的复杂性及其他诸多因素， 施工中难免遇到异常情况，现就以下几种情况分别论述。
4．1设计桩长与实际施工桩长不符
施工中若发现设计桩长与实际桩长不符，应立即停止施打，仔细检查原因。这里可能存在三种情况。其一是持力层起伏比较大， 因此在施工过程时，现场施工单位双控较难。同时由于勘察手段使用不合理或取样桩间距过大，造成对持力层的起伏不明确，所以设计要求必须采取双控。但具体施工时施工单位往往难以把握，经常出现控制设计深度达到，而锤击贯入度或者油压值不达标； 还可能出现锤击贯入度或者油压值达标，而设计深度不够。其结果就是桩长度与实际不符。
其二是地质报告误差：地质勘察报告中的qs、qp参数未被准确提供， 导致一些勘察单位所提供的参数过高， 如果设计单位根据此参数进行桩基础的设计工作，极有可能出现单桩承载力和实际出现误差。即桩实际承载力比计算值小， 因此先做试验以便确定桩基础合理的桩长及承载力成为必须；还有一种情况是可能地质勘察报告未曾查明有无孤石， 在压桩过程中现场施工单位野蛮施工，这样一来，不但会导致实际施工中管桩无法压入，也很可能导致静压桩桩端或者桩身压碎。
其三则有可能因为土层本身情况， 如孔隙水压力(饱和砂土产生)的产生导致无法压入桩基，此种情况须从施工措施来具体解决。合理地确定施工顺序，可以采用跳打方式， 以期使先期施工所产生的孔隙水压力消散后再进行下一根桩的施工；在静力压桩施工时必须选择有足够压桩力的施工机械，应该避免抬机等现象；还可以采取引孔或者设置排水孔等多种措施尽可能减少空隙水压力。同时应注意压桩挤土作用对周边建筑物的影响。
关键词：缺陷桩 补桩 接桩 锚杆静压桩
中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）05（c）-0030-04
1 工程概况
1.1 概述
随着社会的发展，城镇化推进，开发建设量的突飞猛进、保护性开发的要求越来越高，土地的紧缺性也越来越凸显，长三角地区滩涂、漫滩等不宜建设土地的也越来越成为开发建设的急切选择，但对软弱地基的有效处理还需要较高综合能力。
PHC桩，即the prestressed high-intensity concrete预应力高强混凝土桩是该区域桩基础的大众选择。优点是桩身强度高，承压力高，能抵抗较大的抗裂弯矩，质量稳定可靠，穿透力强，单桩承载力高，单位承载力造价省，机械化程度高、施工速度快等；缺点是管壁薄，抵御水平荷载的能力较差，在较大的侧向土压力情况下，容易产生侧向位移或断裂，为挤土或半挤土桩，对周围土体产生挤土效应，施工设备等。
1.2 工程概况
（1）江佑铂庭项目位于南京市浦口区总部大道西侧，占地面积9.6万m2，总建筑面积26.9万m2，包括18栋18+1层高层住宅、1栋社区中心、1栋幼儿园和4.1万m2地下车库。
1#-18#楼地下1层地上17层，总建筑面积26.69万m2，短肢剪力墙结构，条形基础，PHC-500（100）A-C80桩基础，桩长35～40 m，单桩承载力设计值1800 kN，总用桩量8.2万m，2300根。
（2）工程地质情况：场区为长江漫滩，开发前场地原为稻田、鱼塘，场地内鱼塘、沟渠纵横交错，排水不畅，湿地及沼泽地发育。地质报告如下：
①层素填土：灰褐色和黄褐色，松散，局部为杂填土。
②层淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，高压缩性，承载力特征值50～70 kpa。
③-1层粉土～粉砂：灰色，饱和，稍密～中密，摇振反应一般，承载力特征值60～80 kpa。
④-2层粉细砂：青灰色，饱和，稍实～中密，摇震反应迅速，中等压缩性，承载力特征值80～110 kpa。
⑤-1层粉质粘土：灰色，软塑，局部流塑，无摇震反应，高压缩性，承载力特征值90～120 kpa。
⑥-2层粉质粘土：灰色，可塑，局部软塑，无摇震反应，高压缩性，承载力特征值120～150 kpa。
⑦-1层粉细砂：青灰色，饱和，中密～密实，摇震反应迅速，中等压缩性，局部夹软塑粉质粘土，承载力特征值170～195 kpa。
⑧-2层粉细砂：青灰色，饱和，密实，摇震反应迅速，中等压缩性，承载力特征值200～240 kpa。
（3）PHC桩施工及支护情况采用常规静压法施工。场地狭小，支护采用水泥搅拌桩支护，施工有挤土效应，所以支护桩在静压桩施工完成后开始施工，避免挤土效应对支护桩造成破坏。桩施工完成，基坑支护桩强度达到设计要求后开始土方开挖。
1.3 工程桩情况
基坑开挖完成后对PHC桩进行小应变检测和桩位复测，发现每栋楼均存在部分桩为III类桩以及位移部分桩偏位在75～700 mm，根据《建筑地基基础施工质量验收规范》，表5.1.3预制桩（钢桩）桩位的容许偏差（mm）：有基础梁的桩，垂直基础梁的中心线 100+0.01H。
桩基础桩位允许偏差（mm）：垂直基础梁的中心线 100+0.01*40000=140，大于140MM的不能满足设计要求，集中出现的缺陷桩主要在原自然地质为鱼塘部位，不能满足验收要求的缺陷桩数量偏多，需要对缺陷桩进行处理。
缺陷桩数量超过总桩数10%的有1#、2#、7#、8#楼，以2#楼为例，总桩数213根，小应变检测I＼II桩103根，III类桩110根，桩位复测，偏位在75～140 mm的有18根（规范允许范围内），141～250 mm的有81根，大于250 mm的29根。缺陷桩主要集中在西半单元，东半单元III类桩与偏位桩总计11根。
其他楼座缺陷桩正常出现，以略多的9#楼为例，设计总桩数145根，其中小应变检测I＼II桩141根，III类桩4根，桩位复测，偏位在75～140 mm的有15根（规范允许范围内），141～250 mm的有11根，大于250 mm的1根。
2 原因分析以及缺陷桩处理方案比选
2.1 条件分析
2.1.1 基坑开挖完成深度为4.8 m；主要桩顶标高-6.05 m刚好处在流塑淤泥质粉质粘土层，承载力低、流塑状、压缩性大；PHC管桩的下半部分处于地质较好，较为稳定；但上半部分，约20 m处于素填土、淤泥质粘土、粉质粘土层的软弱层，流塑状态，PHC桩在地层内状态可以形象的比喻为“筷子豆腐里”；静压桩机施工时的地面荷载要求为80 KN/M2，虽然地面承载力可以达到，但存在软弱下卧层即第二层淤泥质粘土，造成桩施工期间可能造成土层蠕动，从而造成PHC桩发生位移，是造成桩缺陷的主要原因。
2.2 主要处理形式
（1）PHC桩补桩，须进行地基处理以保护既有桩质量。
（2）钻孔灌注桩，施工设备简单轻便，易操作，施工速度慢。
（3）锚杆静压桩（pressed pile by anchor rod），利用原基础底板或桩基承台及上部结构传递来的重量作为压桩反力，通过预埋的锚杆、反力架、千斤顶等压桩设备，将桩段从压桩孔处压入地基土中，施工时无振动及噪音、设备简单、操作方便、施工所需空间小，缺点是价格偏高，桩长度受限制。
2.3 主要备选处理方案分析
见表1。
2.4 分析结论及处理方案
由上表可以看出钻孔灌注桩基本不可行；接桩方案时间短、费用低，最经济适用，但适宜在一定深度范围内；锚杆静压桩工期基本没有影响，价格略高，施工技术、经济可行，因单桩承载力低、持力层达不到⑧-2层粉细砂层，采用数量受限制，且区域集中出现时也不宜采用；补桩方案，地基处理费用高，工期略长，实施难度大，但因与原设计一致，使用范围基本不受限制。
3 缺陷桩处理
1#、2#西单元、7#、8#，缺陷桩超过总桩数的10%，采用补桩方案；其余建筑缺陷桩在总桩数的10%以内，根据缺陷桩的情况，采用扩大基础结构加强、接桩、锚杆静压桩等方案处理。
3.1 偏位桩
根据现场桩位偏差测量符合情况，对偏差在允许偏差范围内的对基础梁进行调整。
（1）垂直于承台梁方向≤75 mm的不做处理；
（2）垂直于承台梁方向，大于76 mm，小于140 mm的按图一处理；
（3）垂直于承台梁方向，大于141 mm，小于250 mm的按图二处理；
（4）垂直于承台梁方向，大于251 mm的按费桩处理；根据原设计计算的柱底反力，由锚杆静压桩、补PHC桩补足柱基承载力。
3.2 III类桩
（1）缺陷位置小于等于1.5 m的III类桩做接桩处理；
（2）缺陷位置深度大于1.5 m的III类桩进行灌芯处理，灌芯后再次进行低应变检测，并按30%进行高应变检测，根据高应变检测结果，承载达到原设计承载的70%～97%，按低值70%进行计取；
（3）根据原设计计算的柱底反力，对折算后桩基承载力大于柱底反力的不再处理；
（4）根据原设计计算的柱底反力，对折算后桩基承载力不能满足柱底反力的，根据差值不足部分由锚杆静压桩补足。
3.3 方案处理
1#楼、2#楼西单元、7#楼、8#楼，缺陷桩超过总桩数的15%，采用补桩方案，以2#楼为例，处理做法。地基处理方案采用500 mm厚碎石垫层+16槽钢@500方案，受力稳定，经济，可周转性强。
3.4 锚杆静压桩处理（以9#楼为例）
单桩承载力设计
（1）钢管桩?299×12单桩承载能力计算（以④-1 层粉质粘土为持力层）：
[22×（18.5-3.2）+（19.9-18.5）×40+30x7]×0.992/2=301kN 进入持层最小7 m。
压桩力：1.5×301=452 kN
（2）根据折算后桩基础承载力和柱底反力，设计锚杆静压桩，9#楼缺陷桩处理做法及锚杆桩做法示意。
4 缺陷桩处理实施与检测
（1）采用补桩方案的1#楼、2#楼西单元、7#楼、8#楼，还是PHC管桩，仅是施工工艺由静压桩改为锤击桩，检测按照建筑桩基技术规范进行检测、验收。
（2）接桩处理部位，开外到缺陷位置后，再做一遍小应变检测，检测为I类桩后按设计做法处理。如检测下部仍存在缺陷，则按费桩处理。
（3）锚杆静压桩处理方案，承载力检测，锚杆静压桩施工完成后按照规范比例，利用既有锚杆进行静载试验，共进行3组静载试验，承载力满足要求。沉降观测，锚杆静压桩施工前，施工完成50%，施工完成后，分3个工况进行沉降观测，整个个建筑物沉降均匀，符合规范要求。防水处理，锚杆桩预留孔位置是地下水渗漏的主要点，封桩后采用水泥渗透结晶型防水涂料，涂刷3遍厚度不小于2.5 mm。
（4）建筑工程沉降观测根据检测报告最大沉降量-9.8 mm，平均沉降量-8.67 mm，最大沉降速率-0.01 mm/d，平均沉降速率-0.006mm/d，单体建筑差异沉降量小于1‰。满足《建筑地基基础设计规范》、《建筑变形测量规程》要求，符合竣工验收标准。
5 结论和建议
5.1 结论
项目2010年3月开工，11年3月2#楼主体封顶，1#-6#楼于12年4月验收备案并交付使用；11年9月9#楼主体施工到6层，锚杆静压桩开始施工，12年3月主体结构验收完成，7#-18#楼于13年3月验收备案并交付使用；可见缺陷桩综合处理技术是成功的。
淤泥质粘土地质特别是流塑质地质，PHC管桩实施过程中极易引起缺陷，对大面积或集中出现的缺陷桩宜采用补桩方案，须有效处理地基和机械的安排；对缺陷比例较少的建筑工程III类桩、小位移桩宜充分利用扩大基础、筏板基础的优势尽量发挥缺陷桩的承载力，接桩、锚杆静压桩技术是解决管桩缺陷引起的桩承载力不足问题有效技术，锚杆静压桩施工与主体结构施工穿行，不影响工程总工期，压桩利用建筑物自身结构自重进行施工，不需进行场地处理，节约场地处理和直接材料成本，经济、节能、环保。
5.2 建议
对流塑质淤泥质粘土地质因存在高敏感度和流动性，静压桩施工极易造成PHC桩缺陷，宜在桩施工前进行地基处理，确保PHC桩的质量；
锚杆静压桩技术利用建筑自重压桩施工，在结构施工间隙可以完成，也可在狭小的空间进行压桩作业，材料可在车间完成对项目施工基本无影响，但因持力层很难达到原设计桩型的持力层，对建筑的沉降会有影响，缺陷桩数量超过一定的比例可能会造成桩基础前期承载力不足等问题存在，需要针对工程实际进行分析后采用。
参考文献
[1] 建筑地基基础施工质量验收规范.GB50202-2002[S].北京：中国建筑工业出版社，北京，2007.
[2] 建筑地基基础设计规范.北京：GB50 007-2002[S].中国建筑工业出版，2007.
关键词:桩基工程 施工问题 桩基础
Abstract: along with the economic development, the city of of all kinds of high-rise buildings, and as the foundation of the top part in the whole building investment often have occupied large percentage, and top often take the foundation pile foundation. The paper points out in the process of pile foundation construction easily neglected problems, and makes the brief analysis, is only for reference to fellow.
Keywords: pile foundation engineering of pile foundation construction
中图分类号：U445.55+1文献标识码：A 文章编号：
桩基础是工业与民用建筑工程一种常用的基础形式，是深基础的一种。按桩材料可分为钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等，按受力分类为摩擦桩和端承桩，按桩的入土方法可分为打入桩、压入桩和灌注桩等。建筑工程桩基础不论采用何种类型的桩，施工测量都是不可缺少的。建筑工程桩基础施工测量的主要任务：一是把设计总图上的建筑物基础桩位，按设计和施工的要求，准确地测设到拟建区地面上，为桩基础工程施工提供标志，作为按图施工、指导施工的依据。二是进行桩基础施工监测。三是在桩基础施工完成后，为检验施工质量和为地面建筑工程施工提供桩基础资料，需要进行桩基础竣工测量。
1 桩基础的实用与选择
对下列建筑工程要求情况,可以考虑选用桩基础方案:
不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其他重要建筑物。重型工业厂房和荷载过大的建筑物,如仓库、粮仓等。对烟囱、输电塔等高耸高结构建筑物,宜采用桩基以承受较大的上拔力和水平力,或用以防止结构物的倾斜。对精密或大型的设备基础,需要减小基础振动、减弱基础振动对结构的影响,或应控制基础沉降和沉降速率。软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物,或以桩基作为地震区结构抗震措施。
当地基上部软弱而下部太深处埋藏有坚实地层时,最宜采用桩基。如果软弱土层很厚，桩端达不到良好地层,则应考虑桩基的沉降等问题；通过较好土层而将荷载传到下卧软弱层,则反而使桩基沉降增加。
总之,桩基设计应该注意满足地基承载力和变形这两项基本要求。在工程实践中，由于设计或施工方面的原因，致使桩基不合要求，甚至酿成重大事故者已非罕见。因此，做好地 基勘察,慎重选择方案, 精心设计、精心施工,也是桩基工程施工必须遵循的准则。
2 桩基施工共性问题
随着桩基础应用的日益广泛,其施工过程中出现的质量问题也多种多样,比如:颈缩、断桩、移位、斜桩、检测等问题。本文就桩基础施工中最容易忽略的几点加以分析。
2.1测量施线
建筑工程桩基础施工测量的主要任务:一是把图上的建筑物基础桩位按设计和施工的要求,准确地测设到拟建区地面上,为桩基础工程施工提供标志,作为按图施工、指导施工的依据;二是进行桩基础施工监测;三是在桩基础施工完成后,为检验施工质量和为地面建筑工程施工提供桩基础资料,需要进行桩基础竣工测量。
理论上,《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)第5.1.3条规定,打(压)入桩(预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩)的桩位偏差,必须符合规定,如盖有基础梁的桩,沿基础梁中心线的允许偏差为150 mm,垂直基础梁中心线的允许偏差100 mm。此条为工程建设标准强制性条文,必须严格控制。规范5.4.5条又将桩位偏差列入钢筋混凝土预制桩质量检验标准的主控项目,即桩位偏差对桩基质量验收具有否决权,如有超出允许偏差范围,即为施工质量不符合要求。测量施线是桩基施工时最易发生的情况,一般情况下如果出现测量施线有误,都会采取加大桩承台或加桩的处理方式。但这样一来,不仅会增加成本,而且还延误了工期。
2.2地下水问题
当基础深度在天然地下水位以下时,在基础施工中常常会遇到地下水的处理问题。在桩基础工程中,地下水对人工挖孔桩的施工影响最大。地下水的处理有多种可行的方法,从降水方式来说总分为止水法和排水法两大类。止水法相对来说成本较高,施工难度较大;井点降水施工简便、操作技术易于掌握,是一种行之有效的现代化施工方法,已广泛应用。
当地下水位不大时可进行单桩桩内抽水,当地下水位较大时可采用多桩同时抽水法来降低地下水。如果桩设计深度不大时可考虑在场地四周设置井点排水。人工挖孔桩在开挖时,如果遇到细砂、粉砂层地质时,再加上地下水的作用极易形成流砂,严重时发生井漏,造成质量和安全事故。
除此之外,地下水的影响在有冻土地基时也是施工的难点。我们应根据不同的地质采取不同的施工方法。比如,在冬季我们经常采用冻结法施工技术,冻结法施工即是利用人工制冷的方法把土壤中的水冻结成冰形成冻土帷幕,用人工帷幕结构体来抵抗水土压力,以保证人工开挖工作顺利进行。作为一种成熟的施工方法,冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设已有l00多年的历史。我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史,但主要用于煤矿井筒开挖施工。经过多年来国内外施工的实践经验证明,冻结法施工有以下特点:可有效隔绝地下水,其抗渗透性能是其他任何方法不能相比的。冻结法施工对周围环境无污染,无异物进入土壤,噪音小,冻结结束后,冻土墙融化,不影响建筑物周围地下结构。冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业,能有效缩短施工工期。
2.3桩基检测
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第10.1.8条规定施工完成后的工程桩应进行竖向承载力检验；《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)第3.1.1条规定工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测；《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)第5.1.5条规定工程桩应进行承载力检验；桩的测试方法分为静载荷试验和动力测桩两大类,还有抽芯法和静力、动力触探以及埋设传感器法等辅助类方法。目前桩的静载荷试验主要采用锚桩法、堆载平台法、地锚法、锚桩和堆载联合法以及孔底预埋顶压法等。
在桩基检测中,各个检测手段需要配合使用,利用各自的特点和优势,按照实际情况,灵活运用各种方法,才能对桩基进行全面准确的评价。但实际工程中施工单位为赶工期往往是桩基施工完后不及时通知检测单位,而擅自施工上部结构,待桩基检测出来后上部已施工了几层,如果桩基检测不合格,再采取补救的措施,代价是相当大的。国内不少地方就曾出现这种案例。所以我们在桩基施工时一定要重视桩基检测这道工序。
3 桩基础竣工测量质量控制
桩基础竣工测量成果图是桩基础竣工验收重要资料之一，其主要内容：测出地面开挖后的桩位偏移量、桩顶标高、桩的垂直度等，有时还要协助测试单位进行单桩垂直静载实验。
（1）恢复桩位轴线。在桩基础施工中由于确定桩位轴线的引桩，往往因施工被破坏，不能满足竣工测量要求，所以首先应根据建筑物定位矩形网点恢复有关桩位轴线的引桩点，以满足重新恢复建筑物纵、横桩位轴线的要求。恢复引桩点的精度要求应与建筑物定位测量时的作业方法和要求相同。
（2）单桩垂直静载实验。在整个桩基础工程完成后，测量工作需要配合岩土工程测试单位进行荷载沉降测量，对桩的荷载沉降量的测量一般采用百分表测量，当不宜采用百分表测量时，可采用S05或S1精密水准仪和铟瓦尺施测。
（3）桩位偏移量测定。桩位偏移量是指桩顶中心点在设计纵、横桩位轴线上的偏移量。对桩位偏移量的允许值，不同类型的桩有不同要求。当所有桩顶标高差别不大时，桩位偏移量的测定方法可采用拉线法，即在原有或恢复后的纵、横桩位轴线的引桩点间分别拉细尼纶绳各一条，然后用角尺分别量取每个桩顶中心点至细尼纶绳的垂直距离，即偏移量，并要标明偏移方向；当桩顶标高相差较大时，可采用经纬仪法。把纵、横桩位轴线投影到桩顶上，然后再量取桩位偏移量，或采用极坐标法测定每个桩顶中心点坐标与理论坐标之差计算其偏移量。
（4）桩顶标高测量。采用普通水准仪，以散点法施测每个桩顶标高，施测时应对所用水准点进行检测，确认无误后才进行施测，桩顶标高测量精度应满足±1cm要求。
（5）桩身垂直度测量。桩身垂直度一般以桩身倾斜角来表示的，倾斜角系指桩纵向中心线与铅垂线间的夹角，桩身垂直度测定可以用自制简单测斜仪直接测完其倾斜角，要求盘度半径不少30cm，度盘刻度不低于10′。
（6）桩位竣工图编绘。桩位竣工图的比例尺一般与桩位测量放线图一致，采用1：500或1：200，其主要包括内容：建筑物定位矩形网点、建筑物纵、横桩位轴线编号及其间距、承台桩点实际位置及编号、角桩、引桩点位及编号。
4 结语
总之,桩基施工质量关系到整个建筑物的工程质量,工程及施工验收规范规定,打桩过程中如遇到上述问题,都应立即暂停打桩,施工单位应与勘察、设计单位共同研究,查明原因,提出明确的处理意见,采取相应的技术措施后,方可继续施工。
参考文献
[1]吴步峰.某公寓楼小区桩基工程质量分析与处理[J].福建建筑,2010.2;
[2]张军.灌注桩基工程机械冲击成孔施工工艺[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2009.4;
[3]张跃川.桩基工程施工方案编制[J].工程建设与设计,2009,12;
关键词：CFG桩;复合地基;验槽;褥垫层;地基处理方式 文献标识码：A
中图分类号：TU753 文章编号：1009-2374（2015）02-0128-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0161
1 概述
CFG桩（Cement Flyash Gravel Pile）复合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂，加水拌和形成的高粘结强度桩（简称CFG桩），桩、桩间土和褥垫层共同作用构成的。该加固技术采用粉煤灰代替部分水泥，消耗了工业废料的同时减低了成本，而且桩体强度高，经处理后的复合地基承载力可大幅提高，且减少地基变形。目前，CFG桩成套技术已作为建设部“建筑业10项新技术”大力推广应用。
2 工程概况
金汉绿港家园工程总建筑面积104880m2，8栋单体建筑，地上20层，地下1层，结构形式为剪力墙。该工程地质条件较为复杂，地形变化较大。地表土厚度不均，持力层埋藏较深，表层土多为有杂填土，为满足承载力要求和变形要求，采用CFG桩复合地基。CFG桩有效桩长24m，桩径400mm，桩间距2000×2000mm。在本工程CFG桩复合地基施工过程中应几个问题在最初不能达成统一认识，因而造成工期的拖延和一定的经济损失，现进行总结，为以后类似工程提供参考。
3 施工中的问题
3.1 桩下土层是否应该进行钎探
钎探是在利用天然土层作为房屋基础，在基础施工前必做的一项工作，意在探明现开挖的基础标高处的土层是否符合勘察报告，是否有异常情况，根据锤击数判定该土层的承载力是否复合设计要求。那么在CFG桩施工前是否应该对基层土进行钎探呢？大部分人认为这已经是桩基础了，对土的要求不高所以就不用进行钎探了。但因为CFG桩复合地基其是利用桩、桩间土和褥垫层共同作用构成的，从这点出发对基础土层进行钎探是应该的。本工程涉及这么一个情况，各栋号基础底标高处的土层的承载力情况不同，个别栋号设计时不考虑桩间土的承载力，有的部分或局部其承载力为零。设计在计算推算桩间距时，首先要计算CFG桩复合地基面积置换率m值，m值的计算要用到桩间土的承载力的特征值fak。其取值来源于地基勘察部门的勘察报告，各工程具体情况不同，fak的取值也不同。本工程就出现了多个值，最小值为0。设计在计算时为了施工的便捷，各栋号或者说单栋号内不出现多种桩间距，就没有分栋号进行计算而是统一取最小值0。那么在这种情况下是不用进行钎探的。目前，地基处理部分的设计一般由专业单位设计或者就是桩基施工单位，与结构设计往往不是一家，就会出现施工时在一些问题上的自圆其说，所以，笔者认为，即使是由其他单位进行设计结构，设计单位仍有必要对一些参数进行限定或明确，如桩间土承载力特征值。
3.2 CFG桩施工前是否应该先进行验槽
土方开挖至基础底标高上部一定高度（300～500mm）时，就交由桩基单位进行施工了，这个交接过程一般是没有勘察、设计单位来验槽的。当桩基施工完毕，清完桩间土后验槽时，如果参验单位对桩间土不满意，达不到设计施工要求，要求进行处理。这时进行处理带来很多问题。比如：（1）置换桩间土，土方开挖容易造成浅部断桩，对CFG桩单桩承载力有较大不利影响;（2）土方换填施工难度大，回填土的密实度尤其是桩周围的密实度难以得到保证;（3）相比在桩基施工前进行施工，后处理的速度大大降低，影响总进度，造成后续工种人员的窝工等。综合上述，笔者认为应该在桩基施工前安排一次专门的验槽，除非施工单位有足够的经验认为能够达到设计要求，同时也印证上面的问题，应该进行钎探，通过钎探就能发现局部软弱土层的范围以及深度等。这样，施工单位就能掌握主动，避免出现上述被动情况。
3.3 褥垫层的作用和厚度要求
通过定义不难发现褥垫层的作用，实际施工时一般重视程度不够，存在与设计偏差较大的情况。其实，CFG桩复合地基中褥垫层扮演着非常重要的角色。其主要作用有：
3.3.1 保证桩、桩间同作用。若基础下面不设褥垫层，基础直接与桩和土接触，在垂直荷载作用下承载特性和桩基差不多，在给定荷载作用下，桩承受较多的荷载，随着时间的增加，桩发生一定的沉降，荷载逐渐向土体转移，桩承受的荷载随时间增加逐渐减少。
3.3.2 可有效调整桩、土应力比。由于CFG桩的桩身模量远大于桩间土，一般桩土应力比较大，但通过垫层的作用，可有效减小桩土应力比，这一特性使CFG桩具有较大的灵活性，根据相关试验表明，随着垫层厚度的增大，桩、土应力比减小，最后趋于一定值。
3.3.3 改善了桩体的受力状态。由于CFG桩复合地基中桩体一般不配构造钢筋，所以它抵抗水平荷载的能力比一般加筋刚性桩要低许多，当设计了褥垫层，桩体本身与基础之间就没有了连接，基础水平荷载作用力则有基础对面土抗力、侧面摩擦力计及底系数摩擦力来平衡，使得基础水平荷载传到桩上减少，水平位移减小，水平荷载主要由桩间土承担。褥垫层厚度越大，桩顶水平位移越小，即桩顶承受的水平荷载越小，大量工程实践和国内外实验表明，褥垫层厚度不小于10cm。
3.3.4 改善了基础底板的受力状态。由于CFG桩属于半刚性桩，当不设计褥垫层时，桩对基础的应力集中很明显，这时就需考虑桩对基础的冲切破坏，因而在进行基础设计时就需考虑对基础进行抗冲切强度验算，必须增加基础的厚度和配筋，势必增加造价。
3.3.5 调整地基变形。褥垫层厚度的调节可以影响桩土荷载的分担，根据这一原理，在CFG桩复合地基的应用中，可以通过调整褥垫层的厚度来消除地基的不均匀性，使地基达到协调变形。
因此，在施工过程中要严格控制褥垫层的厚度，所用材料尤其是碎石的级配应合理，不得使用卵石，含泥量不得过大，分层铺筑时密度均匀，密实度应达到设计要求。严禁将桩头埋入褥垫层内，严禁出现橡皮土。在质量控制时也必须作为一个重点来控制，厚度必须符合设计要求。
3.4 基础施工阶段的降水和雨季的影响
根据规范要求，如果地下水位较高对基础施工存在影响，那么在整个基础施工阶段均应保证地下水位在基础地面以下500～1000mm处。在CFG桩复合地基的运用中，如果基础施工阶段地下水位高，雨季造成肥槽积水都易造成基础底部土层受力不均匀，局部应力集中，造成结构安全隐患。因此，在肥槽回填之前应保证肥槽内干燥，雨季施工应做好排水工作。
4 结语
通过上述总结，应该明确CFG桩复合地基强调的是其复合作用，与其他单靠桩承载的基础处理办法不同。在施工中要合理安排，避免上述不利情况出现，加快工程进度，保证工程质量。
参考文献
[1] 阎明礼，张东刚.CFG桩复合地基技术及工程实践[M].北京：中国水利水电出版社，2001.
【关键词】CFG桩复合地基CFG桩设计施工桩同作用
中图分类号：TU470 文献标识码： A 文章编号：
CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称，它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘结强度桩，和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。本文紧密结合工程实际设计经验，对该技术进行了汇总，总结出工程技术要点，以便同行共同探讨。
1.作用机理
复合地基竖向承载力设计思想是使桩间土基底荷载压缩变形，因桩的压缩模量远大于土，故桩间土的压缩变形较大，通过合理设置的褥垫层材料不断向桩间土蠕动补充，压缩挤密后的桩间土承载力进一步提高，同时桩顶向上刺入褥垫层中，沉降变形进一步发展，桩逐渐承受更大荷载，产生压缩变形，同时桩底亦向下刺入持力层中，桩间土对CFG桩产生更大侧向挤压，使桩承载力进一步增强，最终实现了桩同作用。同理，褥垫层与基底有效摩擦，将基础所承受的部分水平荷载传递给复合地基，复合地基中置换率不高的CFG桩仅承担其中较小部分，实现了结构水平荷载由桩土分担，这也是复合地基与桩基最大的不同。
设计时桩和土二者均要能发挥承载作用，调动各自的能力，才能“物尽其能”，经济合理，这就是淤泥质土等软弱土质应用前应先试验论证并慎重使用的原因。
复合地基首先将土承载能力充分利用，不足部分才由CFG桩承担。其所分担的荷载比例较小，再加上CFG桩不配筋，利用工业废料粉煤灰作改善和易性掺料，因此CFG复合地基性价比相对桩基较高。
2.设计参数确定
怎样才能运用和发挥好CFG桩复合地基的作用呢？一般来说，设计重点是要确定CFG桩复合地基的5个主要参数：桩长、桩径、桩间距、桩体强度、褥垫层厚度及材料，设计程序如下图1所示。
1）桩长的确定，应根据勘察报告选择承载力相对较高的土层做桩端持力层，同时桩长取决于建筑物对承载力和变形要求、土质条件、施工机械能力等因素。但是桩长也不能太长（超过20m），这样会增大施工难度。一般来说，选定持力层后，桩端应进入持力层2倍桩径。
图1CFG桩复合地基设计流程图
2）桩径取决于所采用的成桩设备，一般设计桩径350~600mm。从施工角度，宜尽量将桩径做得大些，这样可以减小桩位偏差，减少断桩、缩颈等问题；但做大桩径也意味着桩将较少刺入褥垫层，有关试验显示正常荷载作用下，300mm细砂褥垫层，小直径桩顶刺入量仅有15mm，大直径更小，造成桩土应力比增大，桩同作用效果降低，最终增加造价。
3）桩间距一般取（3~5）倍的桩径，桩间距取决于复合地基承载力和变形、土性和施工机具。设计要求高，就应使桩距小些，对单排桩、双排桩的条形基础或面积不大独立基础，桩距宜小些；对满堂或大面积布桩时，桩距宜大些；地下水位较高、土体密度较大时，桩距亦应做大些；同时施工方面也希望尽量做大些，可以减小桩位偏差的程度，降低对相邻桩的挤压影响。
4）对CFG桩复合地基，承载力一般不由桩体强度控制，因此不必把桩体强度取的很高，桩体强度按规范取桩顶应力三倍即可。一般在C10~C20之间。
5）褥垫层厚度一般取（0.45~0.50）倍桩径，具
体值为150~300mm。褥垫层材料可用硬粗砂、中砂、碎石、级配砂石（最大粒径≤20mm）。布置时其宽度应超出基础底板45度扩散线以外适当距离。褥垫层作用重大，基础荷载通过褥垫层作用在桩和桩间土上，桩的模量远比土的模量大，桩顶沉降小于桩间土沉降变形，桩顶垫层材料向桩间土蠕动补充，最终设置褥垫层后实现了复合地基桩同作用，减少了基底的应力集中。
同时必须指出，褥垫层厚度设计也很关键：厚度过小，桩间土承载力不能充分发挥，厚度过大，桩土应力比接近1，荷载主要由桩间土承担，桩的设置失去意义，进而增加了桩和褥垫层施工造价，也加大了地基土荷载作用，产生更大沉降变形。故褥垫层的合理厚度能够有效控制桩土荷载分担比。故端承型嵌岩基桩不如摩擦型复合桩桩同作用效果好。
3.设计时注意的几个问题
1) 一般无工程经验时，在计算桩间土承载力特征值时，可以取基础底面处土承载力特征值。
2）关于桩间土承载力折减系数β：基础底面为砂土时，可取0.9~0.95，粉砂土时取0.85，粘土时取0.8，软弱土时取0.75。
3）布桩时要注意的是：CFG桩可只在基础范围内布置，因为这将使桩能尽量利用桩间土产生的附加应力对桩的侧阻增强作用。对独立基础、箱型基础、筏基，基础边缘到边桩的中心距不宜小于一个桩径，或者基础边缘到桩边缘的最小距离不宜小于150mm；对条形基础边缘到桩边缘的最小距离不宜小于75mm。同时桩心到基础板边的最大距离不宜大于桩间距的一半。
目前，该技术已较多应用于高层建筑，尤其是剪力墙住宅楼项目，其外檐墙下应布置一排桩，若基础底板挑出时，挑出部分下部亦应布置。
4）当地基基础局部标高不同，CFG桩亦应按放坡角度进行桩头处理，见下图2。
图2基础局部降标高时桩处理
5）地基沉降变形计算
目前实用沉降计算方法仍以分层总和法为基础，按照均质弹性半空间的应力来计算非均质地基的变形，由于存在理论上尚显不协调之处，期待通过进一步理论和实践进行完善。
该方法将地基变形分为两部分：基底桩间土的变形、桩端下卧层的变形。
按照《建筑地基处理技术规范》方法计算时，特别注意桩间土压缩模量Esp的取值，应为所计算土层有效自重应力至有效自重应力与附加压力之和的压力段，也就是说基底埋深不同时，所采用的岩土勘察报告中的压缩模量是不同的。
4.施工时要注意的几个问题
1）对于场地土强度较高，尤其是存在粉土、粉砂层时，或者对周边场地环境影响较大时，不应采用挤土的振动沉管工艺，而应采用非挤土的长螺旋钻孔工艺。
2）桩长范围内无地下水的，可采用长螺旋钻干成孔灌注成桩；有地下水的，可采用长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩工艺。
3）桩顶超灌不小于500mm，开挖后砍桩450mm，清土和截桩时，不得造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。
5.桩基检测要点
1）复合地基及桩应进行静载荷试验。
地基检验应在桩身强度满足荷载条件时，并在施工结束25d后进行。试验数量为总桩数的0.8%~1%，且每个单体工程的试验数量不应少于3点。同时，应抽取不少总桩数的10%进行低应变动力试验，检测桩身完整性。
2）桩检不合格的处理
对检测为三类桩的，应补充进行静载试验，同时应增大一倍检测范围；对检测为四类桩的，必须进行处理，一般需补桩，补桩确有困难时，可以采取局部处理措施（如碾压、褥垫层加厚）处理。
6.结语
对CFG桩复合地基，当能合理设计好上述相关几个重要参数，并能将施工、质量检测等环节的关键点落实到位，就能抓住主要矛盾，达到事半功倍的效果。
参考文献：
【1】建筑地基处理技术规范 JGJ79-2002
关键词：预应力混凝土管桩； 造价； 工期； 施工； 设计
中图分类号：TU473.1+2
文献标识码：B
文章编号：1008-0422（2007）06-0089-03
收稿日期：2003-04-03
作者简介：周斌（1970-），男（汉族），湖南娄底人，一级注册结构工程师。
1预应力管桩的概况和发展历史
预应力混凝土管桩是近十多来年来发展起来的一种新型的桩基形式，是采用高强混凝土和高强度的预应力钢棒，在工厂用预应力预制而成。总共分为三种，预应力高强混凝土管桩（代号PHC）、预应力混凝土管桩（代号PC）、预应力混凝土薄壁管桩（代号PTC），应用最广泛的为预应力高强混凝土管桩(代号PHC)，按外径分有以下规格：300mm、400mm、500 mm、550mm、600 mm、800 mm、1000 mm，按桩身混凝土有效预压应力值或其抗弯性能分为A型、AB型、 B型、 C型。
预应力混凝土管桩具备以下特点：
① 适应性广。可用于工业与民用建筑工程基础、大型设备基础、桥梁和码头的基础及挡土墙等，尤其对各种地质地层有较强的穿透能力；
② 单桩承载力高。由于挤压作用，管桩承载力要比同样直径的沉管灌注桩或钻孔灌注桩高。
③ 抗弯抗裂性好。采用高强度钢筋和预应力工艺，与普通混凝土预制桩相比具有较强的抗裂性和较强的抗弯性刚度，在运输过程中及施打过程中均能保持桩身完好；
④ 经济效益好。因单桩承载能力比同直径的沉管灌注桩和钻孔灌注桩高，并可接驳，管桩长度与沉管灌注桩和人工挖孔桩相比受施工机械和地质条件的限制较少；
⑤ 符合环保要求，运输吊装方便，施工现场整齐文明；
⑥ 成桩质量可靠，且检测方便，监理强度低；
⑦ 缩短工期是预应力管桩的最大优势，施工进度快，而且不需等待28天龄期，成桩后即可作桩基检测。对于现在的商品经济市场尤为重要。
不过预应力管桩也有其局限性，如以下工程地质条件不宜使用预应力管桩：①孤石和障碍物多的地层；②有坚硬隔层的地区；③石灰岩地区；④从软塑层突变到特别坚硬的地区，主要是上软下硬、软硬突变的地区。
预应力管桩作为预制桩的一种，随着人们在十多年的工程实践应用中，解决了预制桩的许多工艺技术问题，如接桩和截桩等问题，随着国家标准设计图集03SG409和《先张法预应力混凝土管桩》(GB13476 - 92)的颁布，标志着预应力混凝土管桩的使用技术已经成熟。
预应力高强度混凝土管桩可以广泛应用于工业与民用建筑、铁路、公路、桥梁、码头、港口等工程建设。从国内各省的应用情况来看，以工业与民用建筑用量最大，约占总量的80%。预应力管桩既适用于多层建筑，也适用于高层建筑，尤其是10层到30多层楼房。预应力管桩最适合应用于基岩埋藏深、强风化岩层或风化残积土层厚的地质条件。目前预应力管桩已经成为国内12层以及12层以上高层建筑的常用桩基础之一。
2预应力管桩的设计和施工
2.1预应力管桩的设计
设计方要根据工程地质详细勘查报告，判断地质情况是否适合采用预应力管桩，并分析关于管桩的各种计算参数，以及预应力管桩可以达到的承载力特征值。
预应力管桩的承载力由桩身结构竖向承载力设计值和单桩承载力特征值决定。其中桩身结构竖向承载力设计值可以查国家建筑标准设计图集03SG409确定，其中常用的如表1所示：
而单桩承载力特征的计算在国家规范中无明确规定，按照力学性能分析，可以参照钢管桩的计算公式初步估算，公式如下：
考虑到预应力管桩的挤土效应， λs、λp都可以取1。
但是一般按照施工图详勘报告的参数计算，计算出来的结果远远小于预应力管桩实际能达到的承载力。实际设计施工过程中，承载力特征值的选定一般根据地质报告、规范参数、本地区经验综合选定，在施工之前进行试桩，再根据试桩的静压试验确定承载力特征值。在正式施工中，往往以最后三阵的标准贯入度控制，最终以静压试验为准。当工程地质情况较好的情况下，单桩承载力特征可以达到桩身结构竖向承载力。
管桩桩尖的选择：管桩桩尖的形式主要有三种:十字型、圆锥型和开口型。前两种属于封口型穿越砂层时,开口型和圆锥型比十字型好,开口型桩尖一般用在入土深度为40m 以上且桩径≥550mm的管桩工程中,成桩后桩身下部约有1/ 3～1/ 2 桩长的内腔被土体塞住,从土体闭塞效果来看,单桩承载力不会降低,但挤土作用减少。封口桩尖成状后,内腔可一目了然,对桩身质量及长度可用目测法检查,这是其他桩型所没有的。
2.2预应力管桩的施工
施工工艺
2.2.1测量定位
2.2.2桩机就位
2.2.3管桩起吊，对中和调直
2.2.4沉桩
根据设计文件、地堪报告、施工场地周边环境选择合适的沉桩机械。沉桩机械分锤击沉桩和静压沉桩两种。锤击法沉桩机械通常采用柴油锤、液压锤，不宜采用自由落锤打桩机；静压法沉桩机械采用液压式机械。
桩间距小于3.5d（d：桩径）时，宜采用跳打。
施打时应保证桩锤、桩帽、桩身中心线在同一条直线上，保证打桩时不偏心受力。沉桩过程中应经常观测桩身的垂直度，若垂直度超过1％，应找出原因并设法纠正
2.2.5接桩
工程中应尽量减少接桩，任一单桩的接头数量不宜超过4个，应避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层时接桩。
接桩分为端板焊接连接和机械快速连接两种。
接桩时焊缝要连续饱满，焊渣要清除；焊接自然冷却时间应不少于1min，地下水位较高的应适当延长冷却时间，避免焊缝遇水如淬火易脆裂；对接后间隙要用不超过5mm钢片数填，保证打桩时桩顶不偏心受力；避免接头脱节。
2.2.6截桩
截桩宜采用锯桩器，严禁采用大锤横向敲击截桩或强行扳拉截桩。应确保截桩后管桩的质量
2.2.7检查验收
① 当采用送桩时测试的贯入度应参考同一条件的桩不送桩时的最后贯入度予以修正。
② 根据设计及试打桩标准确定的标高和最后三阵贯入度来确定可否成桩，满足要求后，做好记录，会同有关部门做好中间验收工作。
③ 实际控制成桩标准中的标高和最后三阵贯入度与设计及试桩标准出入较大时，应会同有关部门采取相应措施，研究解决后移至下一桩位。
④ 打桩过程中，遇下列情况之一应暂停打桩，及时会同有关部门解决：
a、贯入度突变；
b、桩头混凝土剥落、破碎、桩身出现裂缝；
c、桩身突然倾斜、跑位；
d、地面明显隆起，临桩上浮或位移过大；
e、PC桩总锤击数超过2000，PHC桩总锤击数超过2500；
f、桩身回弹曲线不规则。
3预应力混凝土管桩与人工挖孔桩、夯扩桩技术经济比较（见表2）
4市场调查案例
通过广泛的市场调查，对湖南建筑市场预应力混凝土管桩进行了调查分析，现结合案例分析，将预应力混凝土管桩与人工挖孔桩、沉管灌注夯扩桩，主要从工程造价、施工工期等方面进行比较分析。
案例一：长沙某住宅小区(33层)
长沙某住宅小区，共12栋高层住宅，每栋地上33层，地下一层，标准层层高3m，建筑高度99m，结构形式采用剪力墙结构，基础形式均采用预应力高强混凝土管桩。以其中5＃栋的基础为例：
基础形式采用预应力高强混凝土管桩，型号PHC-AB-500-125，外径500mm，壁厚125mm。桩长为10m左右，单桩承载力特征值取2700kN。由于持力层比较平缓，锯桩数量很少。施工完成后，静载试验检测结果，单桩承载力特征值可到达3000kN。
总桩数为205个，按照桩长为10m，初步估算桩的造价（不包括承台）为205X10X190＝389，500元。工期按照两台捶击打桩机，每天施工40根桩，工期只要5d，施工完成后即可进行静载和桩身动测试验。
如果采用人工挖孔桩，桩径为1.0m，扩底尺寸为1.6m，单桩承载力特征值经计算为6000kN。总共需要人工挖孔桩数为：205X2700÷6000=92根桩，考虑到至少15%的桩不需要扩底，桩总数为1.15X92=105。初步估算桩的造价为494，550元，还不包括施工过程中的降水费用。工期按照每天施工5根桩，工期需要21d，施工完成后28d后才能进行静载和桩身动测试验。
由于柱（墙）底内力比较大，可不考虑采用夯扩桩。
案例二：长沙某小区A区2栋(18层)
长沙某小区A区2栋住宅楼，地上18层，地下一层，标准层层高3m，建筑高度56m，结构形式采用框架-剪力墙结构，基础形式均采用预应力高强混凝土管桩。
基础形式采用预应力高强混凝土管桩，型号有2种，其一为PHC-AB-500-125，外径500mm，壁厚125mm，单桩承载力特征值取2500kN；其二为PHC-AB-400－95，外径400mm，壁厚95mm，单桩承载力特征值取1500kN。桩长为8－15m左右，持力层为强风化砾岩，桩端土的承载力特征值3500 kPa。
总桩数为PHC-AB-500-12585个，PHC-AB-400-95 342个。按照桩长为12m，初步估算桩的造价（不包括承台）为85X12X190＋342X12X140＝768，360元。工期按照两台捶击打桩机，每天施工40根桩，工期只要11d，施工完成后即可进行静载和桩身动测试验。
如果采用人工挖孔桩，桩径为1.0m，扩底尺寸为1.5m，单桩承载力特征值经计算为6000kN。总共需要人工挖孔桩数为：(85X2500+342X1500)÷6000=121根桩，考虑到至少30%的桩不需要扩底，桩总数为1.3X121=157。初步估算桩的造价为887，365元，还不包括施工过程中的降水费用。工期按照每天施工5根桩，工期需要27d，施工完成后28d后才能进行静载和桩身动测试验。
由于柱（墙）底内力比较大，不考虑采用夯扩桩。
案例三：长沙某房地产小区F3栋(10层)
长沙某房地产小区F3栋，地上10层，标准层层高3m，建筑高度32m，结构形式采用剪力墙结构，基础形式采用预应力高强混凝土管桩。
基础形式采用预应力高强混凝土管桩，型号PHC-AB400-95，外径400mm，壁厚95mm。桩长为7－12m左右，单桩承载力特征值取1400kN。持力层为强风化砾岩，桩端土的承载力特征值3000 KPa。
总桩数为111个，按照桩长为10m，初步估算桩的造价（不包括承台）为111X10X160＝177，600元。工期按照一台捶击打桩机，每天施工20根桩，工期只要5.5d，施工完成后即可进行静载和桩身动测试验。
如果采用人工挖孔桩，桩径为0.9m，扩底尺寸为1.4m，单桩承载力特征值经计算为4600kN。总共需要人工挖孔桩数为：111X1400÷4600=34根桩，考虑到至少30％的桩不需要扩底，则桩总数估算为1.3X34＝45，初步估算桩的造价为171，680元，还不包括施工工程中的降水费用。工期按照每天施工5根桩，工期需要9d，施工完成后28d后才能进行静载和桩身动测试验。
如果采用夯扩桩，桩径为0.38m，单桩承载力特征值为600kN。总共需要夯扩桩数为：111X1400÷600=259根桩。初步估算桩的造价为：259X10X85=220，150元。工期按照每天施工18根桩，工期需要15d，施工完成后20d后才能进行静载和桩身动测试验。
5关于预应力管桩在中高层建筑中的应用
通过对预应力管桩的考察和市场案例分析可以得知：
5.1对于7－10层的多层建筑，采用高强预应力管桩可以大幅度的缩短施工工期，管桩成桩后即可作静载和桩身动测试验，而夯扩桩成桩后20多天后方可作检测。
5.2对于11－18的高层建筑，采用高强预应力管桩和人工挖孔桩在经济比较上，可以降低土建的工程造价10-15%。对于19以上的高层建筑，采用高强预应力管桩和人工挖孔桩在经济比较上，可以降低土建的工程15-30%。
综上所述，预应力管桩在技术上是一种相当成熟的桩基型式，可以给业主方带来良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1] 先张法预应力混凝土管桩.GB13476 - 92.
[2] 国家建筑标准设计图集.03SG409.
[3] 中南地区建筑标准设计.预应力混凝土管桩.04ZG207.
关键词：建筑工程 地基基础 选型
1工程地质概况
拟建建筑场地地貌属于冲积平原，现场地标高为33.08-35.15m（黄海高程），根据勘察报告场地岩土层自上而下分布0.00-4.00m素填土，承载力为60KPa；4.00-9.00m粉质粘土，承载力为170KPa；9.00-18.35m中砂，承载力为200KPa；18.35-22.95m中风化泥质粉砂岩，场区内地下水由大气降水补给，水量较丰富.初见水位埋深14.55-16.35m，稳定水位埋深13.85-15.90m，水位标高为17.47-18.60m属潜水类型.地下室地下水抗浮设计标高为23.00m，基坑开挖不需进行地下水降水.地下水对钢结构有弱腐蚀性；对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性.
2选择地基基础类型原则
基础类型选择不仅与地基土埋藏情况和物理力学性质、上部结构形式、建筑物的荷载大小情况、使用功能上的要求，地下水位高低等因素有关，与场地施工条件、工期要求和投资造价有关.进行必要技术和经济方案比较，合理选择地基基础方案确定基础类型.
选择地基基础方案优先考虑采用浅基础，持力层设置在天然土层上.基础埋置不深，无需复杂施工设备，用料较省，开挖基坑排水疏干后和支护坑壁，地基不加处理即可修建，故工期短，造价低.当浅基础难以适应较差地基条件时考虑采用大型或复杂浅基础、深基础或人工处理地基等造价较高、施工技术较特殊地基基础方案.
选择地基基础形式考虑上部结构层数与荷载情况是选择基础形式重要因素.层数越多，荷载越大，要求基础承载能力和总体刚度越大.上部结构结构形式和结构体系直接影响基础形式；不同上部结构对地基不均匀，变形敏感程度不同.上部结构对地基不均匀变形越敏感，越尽可能提高基础总体刚度；地基条件是选择基础形式最根本依据.高度与荷载情况相同房屋，由于地基条件不同可以选用完全不同基础形式.当软弱土层厚度不深时采用箱形基础直接坐落在较好土层，；当较弱土层很深时采用摩擦桩或桩-箱基础较为合理；基础工程工程量、材料消耗和造价上在建筑中占很大比例，在经济上合理，技术上可行和便于施工是选择基础形式时重视因素.
基础型式选用，慎重综合考虑各方面因素，通过方案比较后确定，选取技术上可行、经济上合理地基基础方案，收到技术和经济上最大效益.本工程根据建筑物上部结构及荷载情况及工程地质勘察报告，综合考虑承载能力、安全性、施工可行性以及施工速度等各方面因素，采用桩基础.
3桩基础方案确定
3.1桩基础类型
高强混凝土预应力管桩适用于持力层深度大，施工工期短.持力层深度超过15m时相对造价最低.缺点是锤击沉桩引起噪音，在居民区一般不具备施工条件，采用静压沉桩时遇有较厚砂夹层时无法穿过.持力层太浅时由于总摩阻力小，承载力较小，桩身混凝土强度得不到充分发挥造成浪费；人工挖孔桩，适用于持力层较浅地基条件，持力层深度不宜太深，相对造价最低.该桩型有较厚淤泥时禁止使用，在人工开挖过程中深度太深或是有淤泥场地容易缺氧造成安全事故.人工挖孔桩宜在地下水位以上施工，开挖时有水容易塌孔，人在水中作业无法完成开挖；机械钻孔灌注桩，机械钻孔灌注桩通常为一种非挤土桩，桩径大且桩端不可扩大，单桩承载力高，机械钻孔灌注桩按成桩工艺可以分为干作业法钻孔灌注桩、泥浆护壁法钻孔灌注桩和套管护壁法钻孔灌注桩；夯扩桩，施工工艺简便，使用范围广，承载力较大，成桩质量好.适用于上部有软弱土层或杂填土较深而下部有存在一定厚度土质较好持力层地基.
3.2选择桩基础类型原则
上部结构传递给基础荷载大小决定单桩承载力要求；根据建筑物场地工程地质条件、持力层承载力、桩端持力层深度和地下水位状况等情况，通过比较各种不同类型桩基础技术指标、经济效益和承载力大小，选择桩类型；考虑工程所在地桩基施工单位机械设备条件，选择桩基础类型本地区没有施工过，桩施工所用机械设备需外地区引进，桩经济性需重新评估；考虑采用造价应比较低廉而承载力性能比较好桩型；成桩过程中对环境影响；在施工场地周边环境允许情况下，当工期紧迫时采用打入式预制桩，施工速度快，地质条件比较好情况下采用人工挖孔桩，该桩型可增多施工作业面，施工进程也较快.
在选择桩基础类型时对建筑物的特征、地形地貌、工程地质条件、水文地质条件、施工技术水平、施工场地环境、施工经验、各种桩施工方法特征、原材料供应条件、机械设备、工程造价及工期等进行综合性研究分析并进行技术经济分析比较，最后选择经济合理、安全适用基础类型.
3.3桩基础类型确定
本工程场地持力层较深且持力层以上砂层厚，地下水位较浅，水量较丰富，降水费用高，挖孔难度大，施工安全难以保证，本工程不宜采用人工挖孔桩.高强混凝土预应力管桩刚度较大，抗裂性能好，施工速度快，静压管桩施工时对周边环境影响小，成桩费用按包工包料计比人工挖孔桩贵一些，桩持力层在砾沙层难以达到岩层，由于桩挤土效应部分桩很难穿透厚砂层难于到达持力层，将静压改为捶击容易出现断桩现象，根据该地区地质构造情况不采用此桩型.采用反循环机械钻孔灌注桩.根据基础受力情况，持力层采用微风化泥质粉砂岩；桩径采用￠800和￠1000mm，C30混凝土，桩长约22m.单桩竖向承载力特征值须通过单桩竖向静载试验确定，试桩数量须满足国家有关规范要求.
4 经济分析
从经济分析结果看，每承载1000KN荷载造价属机械钻孔灌注桩低，钻孔灌注桩施工技术比较成熟，桩身质量比较容易保证，综合各种因素选用钻孔灌注桩是合适.
关键词:地基基础工程; 静压桩; 场地处理; 土方核算
Abstract: this paper discussed with an engineering example static pile foundation construction technology, through the calculate and determine the filled soil and thickness and transported into the TuFangLiang, for academic reference.
Keywords: foundation engineering; Static pile; The processing; Earthwork calculation
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
静压桩具有单桩承载力高,施工进度快,污染少等优点,但由于静压桩机自重加配重总重量大,施工时要求场地平整,地耐力较高,否则沉桩过程中桩机容易产生“陷机”现象,导致桩位偏移,甚至桩身断裂。所以在所以在软土地基沉桩时,桩机进场前应对场地进行加填土处理,以满足地基承载力要求。但目前对加填土厚度确定尚无统一规范可循,大多只是凭借经验,并且在基础施工过程中又很难做到进出土方量的平衡,导致工期延长成本增加。本文对某工程静压桩基础施工过程中场地加填土处理及土方平衡核算进行研究,首次根据计算确定加填土厚度和运入土方量,通过工程案例证明方案可行性。
1工程概括
某工程共三栋,为3～5层框架结构,基础埋深-1.5m。采用静压管桩基础,桩径400mm,桩长约25m,单桩承载力特征值为1150kN,基础承台大部分为二桩和三桩承台。三栋楼其中1号楼底层建筑面积1333m2,2号楼底层建筑面积1493m2,3号楼底层建筑面积1103m2,整个建筑场地总面积9892m2,室内外高差0.6m。结合该项目岩土工程勘察报告,建筑场地平坦,为中软场地土类型,场地表层土的承载力较低(见表1)。如果桩机直接进场,则在压桩过程中容易发生下陷,导致桩机无法移动,甚至挤压破坏已经施工完成的桩。场地首先进行桩基础施工的是1号楼,为防止发生“陷机”,根据经验在桩机进场前场地加填了60cm厚土,但是在压桩过程中,桩机发生明显沉陷,经测量复核发现已压桩均发生不同程度的偏移,最大达到12cm。
2场地处理
规范规定,采用静压沉桩时,场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍。该桩机自重加配重共计300吨,因其移动时横向和纵向行走机构并非同时着地,基于安全考虑,桩机较小接地面积应取其横向行走机构面积。经现场实测,横向行走机构宽度b=3m,长度l=6m,较小接地面积为3×6×2=36m2,则桩机接地最大压强为3000÷36=83.3kPa。为保证施工安全和质量,经相关单位共同协商,决定对表层进行加填土方处理。由于本工程自然地面标高比设计室内标高低1.3m左右,加填土方开挖后亦可作回填用,对工程总造价影响不大。
(1)选择计算条件。由表1可知,该场地最不利情况为第一层素填土,第二层土为淤泥。若对该场区进行新填土,则原有素填土为新填土的软弱下卧层,而淤泥又作为原有素填土的软弱下卧层,故需进行两次软弱下卧层验算。第三层土承载力较高,可不验算其作为软弱下卧层的承载力。
(2)计算过程。根据现场条件,新填土采用粉质黏土夹少量碎砖,出于节约造价的目的,初步假定其厚度z=1.5m,根据规范,粉质黏土压力扩散角偏安全考虑可取23°,验算其软弱下卧层承载力步骤如下。
压实填土地基的容许承载力,
基底附加应力设计值,符合要求。
② 验算素填土作为新填土软弱下卧层的承载力
因,则素填土作为新填土的下卧层满足承载力要求。
③验算淤泥作为素填土软弱下卧层的承载力
式中;
基底附加应力值;
压力扩散角,由于
进行插值计算可得。
代入可得:
因=51.31+55.5=106.81kPa =110.25kPa,则淤泥作为素填土的下卧层满足承载力要求。
(3)方案确定。考虑经济因素,取z=1.4m进行验算,不满足要求,故按z=1.5m进行加填。因场地桩机进场前已加填0.6m,故只需再加填0.9m。加填后采用桩机试走的方式进行检验,当发现桩机仍有明显下陷处,则进行局部换填。要求换填厚度为3m,压实系数不小于0.95。按该方案对地表进行填土并压实后,检验发现2处桩机明显下陷状况,经局部换填后问题得以解决。总换填面积约50m2,占场地总面积的4%左右。静压桩施工完毕,对所有桩按规范要求进行检验,其位移、垂直度、桩身完整性及承载力等均满足要求。
表1各层土的物理力学性质指标
3土方核算
在基础施工过程中,从场地加填土处理到基础开挖和回填、场地平整全过程中,都涉及到土方的调运、转运和外运问题,特别是在工程量比较大的项目中土方施工能直接影响工程进度和成本。因此,在土方施工前进行核算,确定合理施工方案,以缩短工期、降低成本显得尤为重要。
(1)土方计算。对建筑场地进行10m×10m方格划分,对各方格标高进行测量,计算得知场地标高平均值为-1.339m,场地基本平整,最大高差为0.35m。如果考虑场区内总土方量平衡,则所需土方量计算如下。
①室内部分(相对标高±0.000m)面积为1333+1493+1103=3929m2,室外部分(相对标高-0.600m)面积为9892-3929=5963m2。
②扣除场地硬化体积(加权平均厚度为0.1m)、室内地面面层体积(加权平均厚度为0.15m)后,需要从场外运进土方总量为:3929′(1.339-0.15)+5963 (1.339-0.6-0.1)=8482mm3计算所得土方量为夯实后体积。
③若考虑只利用②中计算所得土方量来对全场按统一厚度进行加填,以保证静压桩机正常施工,则场地平均填土约8482÷9892=0.857m,远远小于前面计算得出所需的1.5m。故全场加填无法实现土方自平衡(即无余土外运)。
(2)方案选择。为尽量实现无余土外运,并综合权衡工期、造价以及可行性等因素,决定先加填1号楼,然后开始1号楼静压桩施工,并加填2号楼,完成后在2号楼压桩的同时将1号楼部分土方转运至3号楼,逐步完成所有静压桩的施工,最后平整场地。具体步骤如下。
①对1号楼施工场地加填土1.5m厚,总填土面积考虑静压桩机工作面约2000m2,总填土方量考虑放坡约3300m3。
②1号楼静压桩施工,同时对2号楼施工场地加填土1.5m厚,总填土面积约2300m2,总填土方量约3800m3。
③1号楼桩基础开挖,2号楼静压桩施工,同时对3号楼施工场地进行加填土,总填土面积约1800m2,所需总填土方量约3000m3。如果要实现无余土外运,根据前面计算,场地需从场外调运总土方量为8482m3,1号楼和2号楼加填完成后尚可从场外调运土方量为8482-3300-3800=1382m3。若将调运土方量全部用于3号楼加填,则尚缺土方量为3000-1382=1618m3,剩余土方量从1号楼开挖土方转运。故3号楼加填土方由场外调运和1号楼转运两部分组成。
④3栋楼多余土方均转运至周边空地集中存放,待基础施工完毕,用于回填和场地平整。
(3)经济分析。施工单位对该方案进一步优化,合理安排工期,并编制了专项土方施工方案。该工程最后进行场地平整的时候,又从场外调运土方120m3,与原定方案稍有出入,可能是因转运损耗和压实密度所致。在土方施工过程中充分利用三个施工段进行流水施工,占用独立工期少,且无余土外运,大大降低了成本,受到建设单位高度评价。
