深厚软土地区大面积小桩距静压预制桩应用的思考

吴殿昌,朱文汇,石立国

（中国建筑第二工程局有限公司北京100054）

深厚软土地区大面积小桩距静压预制桩应用的思考

吴殿昌,朱文汇,石立国

（中国建筑第二工程局有限公司北京100054）

本文对深厚软土地区典型地层构造进行了简述,并就如何保证工程质量从详细地质勘察报告、合理选择桩长和桩端持力层、充分试桩试验和分析、周密的施工组织与合理施工方案、规范的质量验收、完善的质量管理制度、土方施工过程中对桩的保护等七个方面进行了阐述,对深厚软土地区灯似预制桩基工程应用有一定指导作用。

深厚软土；预制桩；应用；质量管理

前言

混凝土预制桩可在软土地区广泛应用,按施工方法分为打入式预制桩和液压式预制桩。和灌注桩相比预制桩具有如下特点：桩单方承载力高,桩预先制作,不占用工期,施工准备周期短,成桩不受地下水影响,生产效率高,施工质量易于控制,打设方便,施工速度快,工期短,无泥浆排放等问题。

鉴于上述特点,预制桩基的工程容易被忽视。在桩的施打过程中,由于土中孔隙水压力的急剧上升,造成沉桩阻力的增大,局部硬隔离层的存在使桩的沉入困难,甚至使桩达不到设计的桩尖标高；由于挤土效应的存在,如果措施不当,桩体倾斜和桩体上浮的现象就会发生,造成严重的质量事故。

因而加强预制桩基工程的质量管理,特别是软土地区小桩距大面积群桩的质量管理是十分重要的。

1 典型场地地层构造简述

本文仅依据具有代表性的某工程地质勘察结果对土层分布由上至下进行简单陈述如下：

吹填砂：以中粗砂为主,为新近填土,松散,层厚2.5～4.0m,均厚3.2m。

淤泥层,黑色、灰黑色,富含有机质,流塑状。层厚12.9～15.3m,均厚14.4m。

淤泥质粘土层,灰黄色～棕灰色,可塑状,层厚1.4～3.9m,均厚3.0m。

粘土层,上部为绿灰色,下部为棕黄色,含粉细砂,可塑～硬塑状,层厚2.5～6.0m,均厚4.5m。

中粗砂层,黄色、棕黄色,分选性差,大小混杂,铁、泥质胶结,中密～密状,层厚1.3～5.0m,均厚3.3m。

粘土层,暗灰色～灰黑色,可塑状,层厚4.2～7.9m,均厚6.1m。

细中砂层,灰白色,以中砂为主,分选性较差,中密状,层顶埋深37.0～40.6m,钻探未揭穿。

2 详细的地质勘察报告

由于工程地质勘察单位往往和工程的设计单位不是同一个单位,而且有的工程的地质勘察要早于工程项目的设计一到两年的时间,从而勘察和设计之间就很难有有效的沟通和衔接,这样就存在一个勘察报告的内容和深度能否满足进行桩基设计的要求的问题。在工程实践中,特别是高层建筑且地质复杂项目经常会出现勘察孔的间距过大数量少、勘察孔的深度不够、岩土工程参数太少不能满足设计计算的需要等问题,进而导致在工程实施中进行补充勘察。

雇用工程咨询公司或者监理公司,从工程勘察开始到工程设计和施工进行全过程全方位服务,由工程咨询公司对工程地质勘察技术方案和技术报告进行审查和审核,控制地质勘察的质量；

对于能够在地质勘察时就能确定设计单位的项目,应该由设计单位提出对地质勘察的要求,由业主组织勘察和设计单位进行有效的交流和沟通,使地质勘察能够更全面的满足设计的需要；

勘察单位提交的勘察报告,应由设计单位对其全面性进行核对,发现土工参数不全面或者是其它的不能满足设计需要,及时提出进行解决；

桩基的岩土工程勘察的要求,不同的规范都对此进行了规定,在进行岩土工程勘察时,可对照如下规范：《建筑桩基技术规范》、《岩土工程勘察规范》、《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2004)。

3 合理选择桩长和桩端持力层

对于端承桩和磨擦端承桩,持力层的选择是桩基工程设计成功与否的关键。应根据《建筑桩基技术规范》和《高层建筑结构设计规范》选择持力层。桩的类型和桩端持力层及其位置应明确在图纸上,以使施工、监理人员清楚。

在桩基设计时应考虑静压施工的难易程度,考虑局部硬夹层对静压施工的影响,对于因硬夹层的存在而使桩难以压入的情况应建议改进施工方法。

对于高层建筑,应考虑持力层下的软弱下卧层产生的附加沉降影响,应进行软弱下卧层的验算。上部荷载差异显著的组合建筑,因建筑上的考虑未设置沉降缝的,桩基设计时应考虑差异沉降对建筑结构的影响。

4 充分的试桩试验及分析

试桩即是对初步设计的参数进行检验,为大面积的压桩提供依据和经验,又可以为正确选择持力层提供依据。

试桩所用的仪器设备要进行检定和标定,试验人员要有相应的岗位和资格证书,要有试验方案。

试桩应该有代表性,采用现场静载荷试验确定单桩竖向极限承载力标准值时,在同一条件下的试桩数量不宜小于总桩数的1%,且不应小于3根,工程总桩数在50根以内时不应小于两根。

对于在试桩过程中发现的试桩桩长比设计桩长明显变短,或是桩的静压过程中在接近设计桩时而压桩力逐渐变小等现象都应引起足够的重视,分析原因。

试桩试验得出的承载力的极限值或特征值没有反映负摩阻力的影响。在建筑物的长期使用过程中,当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时,应考虑桩侧负摩阻力,桩周土沉降可能引起的桩侧负摩阻力,应根据工程具体情况考虑其对桩基承载力和沉降的影响；当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时,尚应将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降。

5 周密的施工组织和合理的施工方案

在软土地区进行大面积小桩距的静压桩施工,如果施工组织不当，施工方案不合理，就会产生挤桩、浮桩、断桩、偏桩,从而造成质量问题或质量事故,影响工程进度，造成工程费用的增加。

要有专职的专业技术人员负责桩基施工,选用合理的压桩设备及压桩工艺参数、压桩顺序、压桩控制标准和终压力。

应评估静压施工是否会对周围建筑物或地下管线造成影响,可能造成影响的应采取必要的措施：如当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施打；预钻孔沉桩法；设置袋装砂井或塑料排水板,以消除部分超孔隙水压力,减少挤土现象；限制打桩速率；沉桩过程应加强邻近建筑物,地下管线等的观测、监护等。

对于地质条件复杂项目,应在静压施工前,根据工程地质勘察报告和设计图纸中对持力层的要求,绘制施工桩长、桩尖位置控制图,预先确定每一根桩的施工桩长。若在施工过程中的实际施工桩长和预先确定的施工桩长有很大的差异,应及时汇报设计和监理,查明原因,确定对策。必要时可进行补充勘察,提供更加详细的资料供设计和施工进行下一步的决策。

静压过程中的最大压桩力和终压力,如果设计有要求的,应严格按设计要求执行。若设计无要求,施工单位自行确定最大压桩力和终压力时,应考虑桩本身的承受能力。且在静压过程中要控制最大压桩力的持续时间,以免对桩身造成损坏。

6 规范的质量验收

桩基工程质量验收是质量控制的重要环节,静压预制桩工程应按下列要求进行验收：

质量验收应在施工单位自行检查评定的基础上进行。

施工质量应符合质量验收规范的规定,应按“静力压桩检验批质量验收记录表”的检验项目进行验收,该表中主控项目为桩体质量检验、桩位偏差、承载力,一般项目为成品桩质量外观外形尺寸、硫磺胶泥质量（半成品）、接桩、电焊条质量、压桩压力（设计有要求时）、接桩时上下节平面偏差和接桩时节点弯曲矢高、桩顶标高,表列应检项目必须全部进行检查验收，不得缺漏,主控项目必须全部符合专业规范的规定,不充许不符合规范要求的检验结果,一般项目应有80%以上的抽检处符合规范规定或偏差值在其允许偏差范围内。

静压桩施工应符合工程勘察、设计文件的要求。

参加质量验收的各方人员应具备规定的资格,应由总监理工程师（建设单位项目专业负责人）组织施工单位项目负责人,有关勘察设计单位项目负责人进行验收,因为桩基工程关系到整个工程的安全,因而规定施工单位技术、质量部门负责人也应参加验收。

7 完善的质量管理制度

静压预制桩施工现场质量管理应有相应的施工技术标准、健全的质量管理体系、施工质量检测制度和综合施工质量水平评价考核制度。监理工程师应对现场管理制度、质量责任制、主要工种操作上岗证书情况、施工图审查情况、地质勘察资料、施工组织设计（方案）及审批、技术标准和质量检验制度等进行检查,并做好施工现场质量管理检查记录。

监理单位应根据工程的规模和性质等,具有针对性地设置质量控制点。如下质量控制点可供施工过程中选用或参考：成品桩的质量、桩位偏差和倾斜、上下节桩接头质量、截桩的方法、施工桩长、终压力、最大压桩力、桩尖或持力层的位置、承载力等。在静压施工过程中进行严格质量检查和控制。

对于地质条件复杂、上部结构形体复杂和上部结构荷载差异大的静压桩基工程,应由建设单位组织专家进行技术论证,并将施工图设计文件报图纸审查机构进行审查。从而在源头上控制预制桩基工程的质量,避免持力层不明确、桩基和软弱下卧层未进行沉降计算或验算、压桩控制标准不明确或是不可行而造成的质量问题的事故。

8 土方施工过程中对桩的保护

由于预制桩在施工过程中对桩周土产生挤压作用,特别是在软土地区进行大面积小桩距预制桩的施工,这种挤土效应尢为明显,从而产生很大的超孔隙水压力,而这种很大的超孔隙水压力在短时间内又无法消散,在建设工期很紧的情况下,桩基施工完成后的很短时间内即进行上部结构的施工,开始进行基坑土方开挖,若不采取措施或采取措施不当，将会造成桩体倾斜,影响桩基质量。

另外,由于不正确的土方开挖产生过大的土压力或者是挖土机械对桩身的碰撞,也会导致桩身的倾斜、偏转、断裂或者移位。因而土方开挖的顺序、方法、土方运输车的行走路线等必须要考虑其对预制桩的影响。

基坑开挖,基坑内土面高度应保持均匀,高差不宜超过1m,挖出的土方不得堆置在基坑附近,机械挖土时必须确保基坑内的桩体不受损坏。

9 结语

在深厚软土地区,特别是地质情况复杂且上部结构是高层建筑的情况下,应用静压预制桩基础对于业主、设计单位、施工单位和监理单位都是一个必须面对的课题。在工程实践中总会有新的问题产生,在解决问题的同时及时进行经验教训的总结，对于进一步提高质量水平是十分有益的,希望本文能起到抛砖引玉的作用。

[1]JGJ 94-2008,建筑桩基技术规范[S].

[2]JGJ 72-2004,高层建筑岩土工程勘察规程[S].

[3]GB50021-2001,岩土工程勘察规范[S].

责任编辑：余咏梅

施工经验

柱梁交界处的箍筋加密方法

监理人员在验收框架结构楼板钢筋时,感到最棘手的问题是：柱梁交界处的箍筋加密不到位。我们知道，该部位属于核心加密区,在框架结构中是受力的核心部位,如果箍筋加密不到位,将影响整个工程的结构质量。

但在实际施工中，由于施工单位操作方法不当,尽管在绑扎中花了很大力气,但箍筋加密质量往往达不到规范要求。

最近,我们在负责某家施工单位的监理工作时，该施工单位采用箍筋焊接的办法,解决了这一施工难题。具体施工方法如下。

(1)按照梁的高度,配置柱的加密箍筋,一般间距为10cm,如果该梁为80cm高,可以按70cm配制,共有8个箍筋,然后用空10钢筋进行竖向焊接,箍筋每边一根,共焊4根。

(2)在框架底模上,按该梁所设计的底筋套上设计所需的梁箍筋。

(3)将焊接好的框架柱加密筋从框架柱筋上套下去,直至框架梁底筋面。

(4)在框架梁箍筋中穿入腰筋或构造筋，最后是框架梁上部钢筋。

(5)将柱梁钢筋绑扎牢固。

（摘自：《建筑工人》）

On Application of Small Pile Spacing Static Pressure Precast Piles in Deep Soft Soil Areas

This article has briefly introduced the typical stratum structure in deep soft soil areas and elaborated the ways to ensure the quality of the project from the following 7 aspects:detailed geological survey report,reasonable choice of pile length and pile bearing stratum,full test and analysis of the test pile,careful construction organization and reasonable construction plan,standard quality acceptance,perfect quality management system and the protection of piles during the earthworks process.It is therefore strongly believed that this article will offer practical guidance to the precast pile engineering application in deep soft soil areas for the relevant technical personnel.

deep soft soil;precast pile;application;quality management

TU473.1+3

A

1671-9107（2011）11-0014-03

10.3969 ／ j.issn.1671-9107.2011.11.014

2011-09-30

吴殿昌（1967-）,男,中国建筑第二工程有限公司西南分公司副总经理,高级工程师,主要从事施工项目管理工作。