浅谈桩型的选择与最终确定

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浅谈桩型的选择与最终确定

在建筑工程中,桩基础作为重要的深基础形式,其桩型的选择与最终确定对工程的安全性、经济性及施工可行性具有关键作用。常见的桩型包括预制桩、灌注桩、钢管桩和搅拌桩等,各自适用于不同的地质条件和工程需求。

在初步选定桩型后,还需通过试桩、静载试验及数值模拟等手段进行验证和优化,以确保桩基的承载性能和沉降控制满足设计要求。最终,结合技术可行性、施工便利性与经济合理性,确定最优桩型方案,从而保障工程整体质量与安全。

目前,桩基的类型较多,常用的桩型有预制桩、沉管灌注桩、 钢管桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、嵌岩桩·各桩型都有其适用范 围和特点

预制桩是在现场或工厂预制的一种钢筋混凝土桩,根据沉 桩方式又可分为打入桩和静压桩。预制桩质量可靠,施工速度 快,工期短,单桩承载力较高,但它属于挤土桩,受周围环境限制, 易使周围地面隆起,并会产生噪音、振动等干扰,易对周围邻近建 筑、道路、地下管道产生一定的危害。

沉管灌注桩适宜于持力层表面起伏较大的情况,它可以根 据持力层深度的变化而取不同长度的桩,而预制桩是无法做到 这一点的。但沉管灌注桩也属于挤土桩,受周围环境所限,只适 用于人工填土、淤泥质土、一般粘性土及稍密的粉细砂等相对较 软土层,并且受成桩设备和场地的限制,桩长受限制,当持力层深

图2桩间企口式止水处理

度较大时该桩型不适用,

钢管桩穿透硬土层的性能较好,能有效地打人硬土层,获得 较高的承载力,有利于建筑物沉降控制,能承受较大的水平力,沉 桩接桩方便,桩长可以任意调节,但耗钢材量大,造价高,需进行 防腐蚀处理。

钻孔灌注桩属于非挤土桩,对周围环境要求很低,对邻近建 筑物及地下管线影响小,桩径、桩长容易控制,特别适用于持力层 层顶标高变化较大时。但由于孔底沉渣很难控制,在软土地层中 施工时会产生夹泥、缩颈现象,在穿过饱和易液化的砂土及粉土 层时易塌孔,所以成桩质量难以保证,容易出现断桩,另外钻孔废 泥浆易污染环境,且施工周期长

人工挖孔桩适用于场地狭小,不宜进行机械化施工,持力层 埋藏较浅的场地,不会产生噪音污染、振动、挤土等干扰单桩承载 力较高,可以全面开挖,工程造价低、但不适用于流砂、涌水、涌 泥、有有害气体及有承压水的地层,施工场地要求必须无地下水 或能有效降低地下水位,施工中存在不安全因素较多、如断绳、落 钩、塌方等,另外抽水降水时,还可引起附近地面沉降、房屋开裂 或倾斜等。

心对周边环境造成危害,又在人工挖孔桩墙后再打一排或二排高 压旋喷桩,从而大大增加了工程造价。 探索人工挖孔桩既是基坑挡土墙,又是围护墙的止水结构的 可行性和可靠性,具有很大的经济价值和实用意义。它不仅大大 节约了工程造价,缩短了施工工期.而且对于在旧城改造中·由于 环境条件限制·在选择深基坑围护墙的桩型时,拓宽了选择的途 径和范围。 随着工程技术界的不断探索,随着工程实际的不断积累,人 工挖孔桩既是基坑的挡土墙,又是可靠的防渗止水结构这个目标 是一定能够实现的

嵌岩钻孔灌注桩的垂直承载力由土的总侧阻力、嵌岩段总 侧阻力及桩端阻力三部分组成,一般来说单桩承载力使用的越 高,其经济效益就越好,通过嵌岩段的侧阻力和桩端阻力来获取 较高的单桩承载力是最好的方法,当上部结构传给桩基础的竖 向荷载较大时可采用此桩型。

桩型的选择首先要能满足设计要求,然后在能满足设计要 求的桩型中考虑工程造价、施工工期、施工条件及场地周围环境 制约等因素,最终确定桩型。在同一工程项目中,根据拟建物的 结构特点和场地工程地质条件可同时采用多种桩型。

东晟花园城工程项目位于南京市区内,东面是一条马路(城 区次干道),西面和北面都有20世纪80年代建造的住宅楼,南面 紧靠汉中西路(城区主干道),主要由A楼(35层)、B楼(35层) 及C楼(15层主楼及4层裙房)组成,带满堂2层地下室,主楼的 单桩轴向压力设计为70000kN

2.2场地工程地质条件

竖向空间受限条件下的桥梁支架设计及施工方案(职称论文)2.3桩型的选择及最终确定

Jul.2005 增刊

的特点及拟建物的结构及载荷不同,而应考虑采取不同的桩基 础。拟建工程A、B、C均为独立主楼,C楼由4层裙房与15层主 楼组成。A、B、C主楼其基础在承受上部结构体系特大轴向荷载 的同时,还要承受侧向风力引起的偏心荷载:C楼4层裙房主要 是上部结构体系作用于基础较小的轴向荷载。这两部分荷载对 基础持力层的强度,特别是单桩承载力,具有不同的要求。对( 楼而言,因工程性质相对较好的③一1层粉细砂埋深较大,又因 场地周围邻近马路和住宅楼,若用人工挖孔桩,须长时间抽水降 低水位,这样会污染周围环境和引起周围建筑沉降,而且要挖很 深,施工时间长;若考虑沉管灌注桩,因主楼为15层,上部荷载相 对较大,再加上持力层埋藏较深,因此沉管灌注桩在技术上可能 难以满足设计要求;若采用嵌岩钻孔灌注桩,从经济指标看将不 太合算。在此种情况下,C楼的主楼采用预制桩,以③一1粉细 砂层为桩端持力层将较为合适,并且上部土层主要为软土,成桩 相对较容易。对于C楼的裙楼(4层),虽然荷载不大,但因整个 拟建物有满堂两层地下室,建议与主楼采用同样的桩基形式,以 免因差异沉降而造成拟建物结构的破坏。需要注意的是,场地北 面的邻近建筑物间距较小,东面为马路,预制桩施工时,需防止振 动、扰动或周围地面隆起而造成周围建筑物及附近管线的破坏。 对于A、B主楼(35层),上部荷载比C楼的主楼(15层)相对 要大得多,如采用预制桩,仍以③一1粉细砂为持力层,将难以满 足设计要求;若以④一1强风化基岩为持力层,则上部③一1及 ③一2秒层为中密一密实状态,厚度也较大,尤其是③一2层厚度 4~8m,卵砾石含量5%~10%,卵石最大粒径7~9cm,桩身要穿 透③层将较为困难。此时如采用嵌岩钻孔灌注桩,以④一2中风 化基岩为桩端持力层,经单桩承载力估算后能满足设计要求,且 施工时对周围环境干扰不大,此种桩型是切实可行的。需注意的 是,在成桩过程中③砂层易坍孔,一定要做好泥浆护壁,以保证成 桩质量。 因此,就本工程而言A、B楼采用嵌岩钻孔灌注桩、C楼采用 预制桩是一个经济合理的基础方案。

桩型的选择及最终确定在基础设计中至关重要,最终选型 的正确与否,决定着整个基础设计的成败。对某一个具体工程项 目来说,要确定其基础方案,首先要考虑上部结构的特点、荷载大 小及地基土层的工程性质来选择能满足设计要求的桩型,在此 基础上再综合考虑各桩型的施工条件、对周围环境的干扰程度、 工程造价、工期长短等因素来最终确定经济、合理、可行的基础设 计方案。

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