第３７卷第３６期 ２ ０ ｌ １年１ ２月 山 西 建 筑 Ｖ０ｌ＿３７ Ｎｏ．３６ ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｄｅｅ．２０１１ ・５３・ 文章编号：１００９—６８２５（２０１ １）３６—００５３—０２ 谈如何控制人工挖孔扩底桩的设计和施工质量 舒文 摘要：结合人工挖孔桩特点和工作机理，探讨了如何控制其设计和施工质量，分别阐述了持力层为粘土时桩的沉降计 算原则，扩底桩端部处理、井圈护壁设计要点等内容，并提出了施工中应注意事项，以期指导实践。 关键词：人工挖孔桩，沉降量，井圈护壁，钢筋笼 中图分类号：ＴＵ７５３．３ 文献标识码：Ｂ 近年来，随着我国基本建设的步伐加快，人工挖孔桩具有直 否则无法施工。从施工实践可知，外径（包括护壁厚度在内） 径大，埋设深，单桩负载大，施工简便等特点。如何提高人工挖孔 １ ２００ ｍｌｎ和１ ４００ ｍｍ的桩，内径只有９００～１ ０００和１ １００～ 桩的施工质量，是建设管理部门必须重视的课题。 １ ２００，施工操作比较困难，故外径最小直径以１ ２００ ｒａｉｎ为宜。 目前，在我国有很多地方采用人工挖孔桩，这种桩的外径至 扩底桩的桩身和桩端截面不等，需要用扩大头来过渡，通常 少须为１ ２００ ｍｉｌｌ，埋设也较深，上部荷载又大。因而欲通过静载 扩大头的设计可按素混凝土基础考虑，但由于基底反力较普通刚 试验决定其单桩承载能力尚有一定困难，主要是试验设备及数百 性基础大，所以刚性角要适当调整，施工实践表明，扩底截面突然 吨，上千吨外荷的施加难于解决，所以在工程设计中，多根据工程 扩大时，很难对扩大端侧面进行支护，而该处土体的自重较大，当 地质资料，预定持力层和桩的长度并对其进行具体计算，也有一 土质较软或地下水量充裕时，往往易在扩大处塌方。 些工程是通过计算并参考就近已有工程桩的情况综合选定的。 将桩端底部作为锅底状可以提高一定的承载力。 在人工挖孔桩的设计中，一般假定桩身按轴向受压进行计 大直径人工挖孑Ｌ扩底桩，大多采用“一柱一桩”的布桩方式， 算，且一般不考虑纵向弯曲，其理由是桩是插在土中的压杆，且直 除特殊情形外，一般情况下，为节约建筑材料，可不设置桩基承 径大，有足够的刚度；土对桩侧向约束作用好等。桩基上部的柱 台，仅在桩顶加设桩帽即可，桩帽是桩与上部结构的连接体，除上 及承台梁，与桩基以及地基土，实际上是共同作用的，柱及承台梁 部荷载通过柱传至桩上外，还有地震水平力将通过桩传到地基土 所承受的各种水平荷载，必然部分传递给与其相连的桩基，特别 上，受力比较复杂，为加强其抵抗地震水平荷载能力及增强整体 是桩顶部位，加之从许多实测资料可知，受震害的桩基都是由于 作用，最好在桩顶布置拉梁，并应按下列不同情况考虑：当有地下 地基失稳一滑移或桩端支承于液化层引起的，故又加重了桩下段 室钢筋混凝土底板时，以底板代替，可不另设拉梁，但在底板内的 部位的水平荷载。因此，在地震设防区的人工挖孔桩应当考虑水 桩顶，另加双向拉筋，当地下室不设混凝土底板时，则必须于桩顶 平荷载下的抗震强度，加强桩身配筋。当桩端持力层为中、微风化 设置双向钢筋混凝土拉梁，当有基础梁时，可不另设拉梁。 岩层时，被视为“嵌岩桩”。桩端嵌入岩层的深度一般为５００ ｍｉｎ。 井圈护壁主要起挡土、挡水，围护桩身施工的作用，在设计井 但须注意的是，桩的入岩深度对桩的造价有直接影响，特别在微 圈时应考虑：井圈厚度太大，增加了桩身混凝土量和挖土量，很不 风化岩中，进展很慢，更是如此。当以桩身强度决定单桩承载能 经济；井圈厚度小了，井圈混凝土不容易捣好，对挡水、挡土不利。 力时，其混凝土的强度应乘以８０％的系数予以折减；桩身混凝土 １）护壁的断面形式，从目前的资料可知，大致有如下两种：一 标号一般不低于Ｃ２０。 种是护壁外表平滑垂直，内表呈锯齿形，另一种是内外表均呈锯 人工桩一般来说最理想的持力层为岩石、砂卵石层、粘性土， 齿形；我认为，后一种形式对桩侧摩阻力的提高有利。 包括轻亚粘土。硬塑状态的粘性土，一般来说压缩性较小，承载 ２）井圈护壁每节的高度应在６００ ｍｍ或９００ ｍｉｌｌ左右。当土 力高，亦可作持力层。砂类土，当在地面以下５ ｍ～６ １１１时，一般 质差、地下水浅、土体压力大时用６００ ｍｍ，由施工单位根据具体情 是比较密实的，其承载力比地基规范要大得多。因此，深层砂类 况决定。 土地基也适合作持力层。 ３）井圈通过赋有地下水砂层时，因地下水的影响，砂层容易 高层建筑及重要工程，一般对不均匀沉降控制较严，严格控 产生涌水流砂现象，使现浇井圈不易制作。此时，一般可采用预 制这类建筑物的绝对沉降值是很必要的，当桩的持力层为粘性土 制沉井，通过砂层插入不透水层内５００ ｍｍ。但沉井下沉时，容易 时，桩的沉降计算应按下述原则进行： 产生水平偏差，故在预制沉井时，应将尺寸加大５０ ｍｍ一１００ ｍｍ， １）从经济效果出发，应当选择较浅的持力层。一般不宜深于 对沉井要有具体的设计。 １５ ｍ～２０ ｍ，最好在１０ ｉｎ之内。但从桩的沉降量来看，桩底埋深 ４）井圈整个深度应由土质情况来决定，由于强风化岩较破 越大，土的变形模量越大，压缩性越小，则桩的沉降量也小。故应 碎，裂隙水多，在开挖过程中，尤其放爆时容易产生塌方，故一般 结合土层分布情况，选择一个深浅适宜的良好持力层，以满足桩 情况下强风化岩层须加井圈。 承载力和沉降量要求。 ５）井圈护壁的混凝土标号应与桩身材料一致。 ２）桩的沉降量计算仍采用分层综合法。支承于岩层上的人 ６）第一节井圈要高出地面１５０ ｍｍ～２００ ｍｍ；上下井圈搭接 工大直径挖孔桩，清底有保证，故受荷后的沉降量很小，大都满足 长度不小于５０ ｍｍ。 要求。挖孔桩挖土时，由１人～２人下井用镐、锹等工具将土装入 桩顶部１ ｍ范围内的钢箍要加密，以提高桩的抗剪强度，预 直径为６００ ｍｍ一８００ ｍｍ特制的翻斗桶内，故桩的内径不宜太小， 防桩周土体可能震陷引起的弯剪破坏，多用￣ｂ８００＠１００。 收稿日期：２０１１・０ｒ７＿２９ 作者简介：舒文（１９６７一），男，高级工程师，黄冈市正兴建设工程质量检测有限责任公司，湖北黄冈４３８０００ ・５４・ 第３７卷第３６期 ２ ０ １ １年１ ２月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖｏｌ＿３７ Ｎｏ．３６ Ｄｅｃ． ２０１１ 文章编号：１００９—６８２５（２０１ １）３６—００５４—０２ 泥岩持力层中管桩的应用 许剑锋 摘要：针对某工程在泥岩地区采用管桩遇到的问题，通过分析原因提出了解决措施，对桩身阻力、侧阻力、桩身变形进 行了进一步的了解，得出泥岩桩侧阻力值很大，是嵌泥岩桩承载力中不容忽视的重要组成部分，桩身沉降值中不可忽略 桩身的塑性变形。 关键词：泥岩，预应力混凝土空心管桩，端阻力，侧阻力 中图分类号：ＴＵ４７３ 文献标识码：Ａ 表１工程地质情况 岩土名称 ① 素填土 预应力高强混凝土管桩（简称ＰＨＣ桩）采用预应力技术和离 心技术相结合的工艺，经高温高压蒸养制作成型，桩身混凝土强 ②一１ 粉质粘土 ② 粉质粘土 ③ 粉质粘土 ④强风化 砂质泥岩 度超过Ｃ８０。该桩由于生产周期短、桩身质量有保证、单桩承载力 高、施工速度快、穿透能力强、能适应多种地质条件。因此ＰＨＣ桩 在越来越多的工程中得到推广应用。根据ＤＧＪ ３２／ＴＪ １０９—２０１０预 厚度／ｍ ０．６０—５．７０ ０．５Ｏ～７．４０ ０．７０—８．８Ｏ ０．７０～７．ｏｏ 未揭穿 依据区域地质资料，该市位于宁镇山脉中段与茅山山脉北段 构造上属于句容凹陷盆地，对本区有较大影响的 应力混凝土管桩基础技术规程，ＰＨＣ桩适用于桩端持力层较厚的 相交接的部位，强风化岩或全风化岩、坚硬粘性土层、密实碎石层、砂土层和粉土 断裂构造主要有三大构造，即近东西向的沿江断裂、北北东向茅 该市 层场地。若持力层为泥岩时，采用管桩作为桩基础时，应采取一 山断裂和北西向南京一上兴断裂，而在此三大断裂构造中，属于区域构造较稳定的地带。 定的措施，消除隐患。泥岩是含粘土成分丰富的沉积岩，泥岩按 地区均位于各构造带的下盘，工程的地质情况见表１，第④层强风化砂质泥岩的特征是岩 岩体质量等级为Ｖ类。干钻 水化反应，将使泥岩的强度发生显著的下降。在实际工程中若采 芯风化呈中密一密实土状或砂土状，遇水软化，暴露后具膨胀崩解特性。根据地质条件选用 用ＰＨＣ桩，持力层为泥岩时，这时需要采取有效的措施消除隐患。 较困难，预应力混凝土管桩作为桩基础，以④强风化砂质泥岩为桩基持力 １ 工程概况 硬度来分，分为软泥岩和硬泥岩。泥岩的显著特性就是遇水发生 某市住宅楼工程，１１层，框架一剪力墙结构，基础采用预应力 厚９５ ｍｍ，单桩承载力极限值１ ６４０ ｋＮ。 层。根据地质情况工程的桩基础平面布置见图１。 管桩基础。工程中采用预应力混凝土空心方桩，边长４００ ｍｍ，壁 ２ 问题出现 根据《建筑桩基技术规范》７．４．６条的规定，当桩端位于一般 桩的上端应刚性嵌固于承台（桩帽、水平拉梁）之中，桩的竖 完成时才允许留施工缝，但应留在有钢筋笼的位置处，并在施工 向钢筋伸人承台内的长度不小于３５倍钢筋直径，桩的顶端嵌入 缝面上加入适量（约１５％）８ ｃｍ～１０ ｃｍ毛石以增强缝口的连接 承台内要有一定尺寸，一般取７０ ｍｍ。 性。在浇灌钢筋笼以下混凝土时，如遇停电等原因，可在混凝土 施工中应切实注意扩大端的土层变异情况，保证不得有积 里面加插适量的短钢筋，在浇灌新混凝土前，缝面必须清理干净， 水。设计深度仅仅是一个参考数据，可根据实际土层（岩层）决 不得有积水和隔离层。定。局部软弱夹层应予清除，其面积超过桩端截面１０％时，必须 大直径挖孔桩的应用日趋增多，但在设计及施工等方面，尚 继续掘进。当挖到比较完整的岩面后，应确定其下是否还有软弱 有许多问题未予解决或处理方式各不相同，我们期望通过试验和 层，可采用小型钻机再向下钻深５ ｍ，并取样鉴别，查清确无软弱 众多工程实践的不断总结，有关领导部门对此予以重视，并根据 下卧层时才能终孔。 其特点要求，制定统一的技术条件，使其有章可循，得以提高质 钢筋笼在制作、运输、吊装过程中，应采取措施防止变形。吊 量，降低成本，保证安全并加快建设进度。 放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁。灌注混凝土时，应将其固定在 参考文献： 设计要求标高处。 ［１］段秋莲．人工挖孔扩底钢筋混凝土灌注桩施工技术［Ｊ］．山 西建筑，２０１０，３６（３１）：９４—９５． 桩体混凝土要求从桩底到桩顶一次完成，特殊情况不能一次 Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｈｏｗ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ａｒｔｉｉｃｉａｌｆ ｄｉｇ－ｈｏｌｅ ｐｉｌｅ ＳＨＵ Ｗｅｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｄｉｇ—ｈｏｌｅ ｐｉｌｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｈｏｗ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｔｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃ— ｔｉｏｎ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ，ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｔｈｅ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｌａｙｅｒ ｃｌａｙ ｐｉｌｅ，ｂｏｔｔｏｍ ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ｐｉｌｅ ｅｎｄ ｔｒｅａｔ— ｍｅｎｔ，ｗｅｌｌ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｉｒｃｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔｓ，ａｎｄ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｍａｔｔｅｒｓ ｎｅｅｄｉｎｇ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｉｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔＯ ｇｕｉｄｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａａｉｉｆｃｉｌ ｄｉｇ—ｈｏｌａｅ ｐｉｌｅ，ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ，ｗｅｌｌ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｉｒｃｌｅ，ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｃａｇｅ 收稿日期：２０１１—１０—１９ 作者简介：许剑锋（１９７７一），男，工程师，扬州大学工程设计研究院，江苏扬州 ２２５０００
