關(guān)于樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)選型的一篇文章（Word）

1、關(guān)于樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)選型的一篇文章“廈門海滄嘉崧花園”基礎(chǔ)設(shè)計(jì)廈門“海滄花園”項(xiàng)目位于廈門市海滄區(qū)，南側(cè)為海滄大道，北側(cè)為已建住宅區(qū)，西臨濱湖北路，東側(cè)為揚(yáng)福濱海商住中心。擬建建筑主塔樓為5棟32層、高度99.9m的住宅樓，設(shè)有一層六級人防地下室。上部結(jié)構(gòu)為純剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式初定為樁基礎(chǔ)。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告，可供選擇的樁型有三種：1、 沖鉆孔灌注樁。2、 大直徑沉管灌注樁。3、 高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁。究竟采用哪一種樁型，設(shè)計(jì)單位和業(yè)主進(jìn)行了充分的討論，業(yè)主也邀請了工程界的專家進(jìn)行了論證，最終確定采用樁型為PHC500-125-A型的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁為樁基礎(chǔ)型式，施工方法為錘擊法。下面以主塔樓為對象，具

2、體介紹該項(xiàng)目樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容：（一）地質(zhì)情況：擬建場地位于海滄，原為灘涂地，后經(jīng)圍海填方整平，地面較平坦，地面高程4.58m6.05m；本工程的地質(zhì)勘探已由中建東北設(shè)計(jì)研究院完成；根據(jù)地質(zhì)報告，場地土層分布如下： 素填土：粘性土、中粗砂組成，厚2.809.40m，尚未完成自重固結(jié)，fak=80kpa，全場分布。 淤泥：飽和流塑，全場分布，厚6.9013.50m，fak=50。 粘土：可塑，均勻性一般，全場分布，厚0.6012.4m，fak=200kpa。 淤泥質(zhì)土：飽和、軟塑流塑，半數(shù)鉆孔有分布，層厚0.506.40m，fak=75kpa。 1花崗巖殘積土：可塑硬塑、以粘性土為主，工程性能

3、一般，場地中局部分布，層厚2.011.10m，fak=250kpa。 2輝綠巖殘積土：可塑硬塑，以粘性土為主，工程性能一般，場地大部分地區(qū)有分布，與1交互分布，層厚0.8011.40m，fak=250kpa。1全風(fēng)化花崗巖：巖芯呈土狀，主要成分為石英、長石及閃長石風(fēng)化物，為極軟巖，巖體基本質(zhì)量為V級，層厚1.7072 / 10.20m，fak=350kpa。2全風(fēng)化輝綠巖：主要成分為輝石及長石風(fēng)化物，為極軟巖，系巖脈穿插風(fēng)化而成，巖體基本質(zhì)量為V級，層厚0.8011.40m。1砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖：砂工狀結(jié)構(gòu)，主要成分為石英、長石、閃長石及其風(fēng)化殘留物，巖芯呈砂土狀，巖體結(jié)構(gòu)破碎，屬極軟巖軟巖，

4、巖體基本質(zhì)量為V級，工程性能良好，層厚1.809.10m。2砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化輝綠巖：巖性及組成與1稍有差別，層厚0.6012.4m，工程性能良好，與1類似的力學(xué)結(jié)構(gòu)。1碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。2碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化輝綠巖。1中風(fēng)化花崗巖。未鉆穿2中風(fēng)化輝綠巖。未鉆穿（二）地下水：勘察期間為雨季，對場地水位影響較大，場地初見水位埋深為0.203.30m，場地混合穩(wěn)定水位埋深0.603.60m，相當(dāng)于黃海高程1.864.85m。地下水位年變化幅度為1.02.0m，地質(zhì)報告建議年最高水位取室外設(shè)計(jì)地坪下0.5m考慮。場地地下水對弱（微）透水層中的混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，在長期浸水條件下，對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性

5、，在干濕交替條件下，對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具強(qiáng)腐蝕性；對鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。（三）地震效應(yīng)和場地土類別：擬建4、5樓場地為類，其系均取類。廈門海滄抗震設(shè)防裂度為七度，設(shè)計(jì)地震組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15s，設(shè)計(jì)特征周期4、5樓為0.45s，其余為0.35s。本場地?zé)o飽和和砂土和粘土分布，不考慮液化問題。（四）基礎(chǔ)選型分析：本工程地上三十二層，建筑高度為99.9m，地下一層為平線結(jié)合的地下室。按照地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB500072002，本工程地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級。依據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-94，樁基礎(chǔ)安全等級為一級，樁基重要性系數(shù)r01.1。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報告，可供選擇的樁

6、型有三種：a、 沖鉆孔灌注樁。b、 大直徑沉管灌注樁。c、 高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁。究竟采用哪一種樁型，設(shè)計(jì)單位和業(yè)主進(jìn)行了充分的討論，業(yè)主也邀請了工程界專家進(jìn)行了論證，最終確定采用樁型為PHC500-125-A型的高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁為樁基礎(chǔ)型式，施工方法為錘擊法。下面就樁基礎(chǔ)的選型過程進(jìn)行了總結(jié)。該樁型的選型綜合了設(shè)計(jì)、施工、檢測等各方面專家的意見，主要論證的內(nèi)容包含以下幾個方面： 地下水、土的腐蝕性。 基礎(chǔ)承臺下部有813m的淤泥層。 “擠土效應(yīng)”。 成樁質(zhì)量和施工的難易程度。 經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。下面分別從以上五個方面進(jìn)行論述。1、地下水、土的腐蝕性：根據(jù)地質(zhì)報告，本工程地下水地砼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性；在長期浸水

7、條件下對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性，在干濕交替條件下，對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具強(qiáng)腐蝕性；對鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。由于地下水對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具強(qiáng)腐蝕性的范圍在干濕交替條件，而樁頂標(biāo)高為設(shè)計(jì)標(biāo)高-7.000m左右，已避開干濕交替條件，進(jìn)入長期浸水條件。主要問題是長期浸水條件下的防腐蝕問題。設(shè)計(jì)單位認(rèn)為在防腐蝕方面，大直徑沉管灌注樁和沖鉆孔樁均具有優(yōu)勢，而高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁為空心成品管樁，施工過程中需要接樁。因地下水在長期浸水條件下對鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性，若采用鋼端板焊接接頭的話不利于樁的耐久性，接頭處焊縫受地下水腐蝕后，樁身水平承載力受影響。特別是樁身有傾斜的情況下，其豎向承載力也受影響。從這個角度出

8、發(fā)，設(shè)計(jì)單位提出應(yīng)優(yōu)先考慮采用大直徑沉管灌注樁。如果采用管樁，應(yīng)考慮如何處理接頭問題；考慮如何保證樁的抗壓和抗水平力的承載力均不受影響。2、基礎(chǔ)承臺底部為8m13m厚的淤泥層。根據(jù)地質(zhì)報告，本工程場地土內(nèi)全場分布8m13m厚的淤泥層?？紤]到淤泥土層為軟質(zhì)土層，上部結(jié)構(gòu)為三十二層的高層建筑，基礎(chǔ)承受荷載較大，在地震作用下，要求樁基礎(chǔ)具備較好的抗側(cè)剛度。而淤泥土層為軟弱土層，對樁基礎(chǔ)的約束較差。在這個定義上，采用沖鉆孔灌注樁和大直徑沉管灌注樁是較佳的選擇，而高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁本身直徑較小，且系空心管樁，抗側(cè)剛度較差，對抗震是不利的。3、“擠土效應(yīng)”。樁基礎(chǔ)布置較為密集時，對施工工藝為擠土類型的擠土樁，

9、往往會產(chǎn)生“擠土效應(yīng)”，其主要表現(xiàn)是使土體向上隆起并向側(cè)向擠壓，對已施工的工程樁產(chǎn)生擠壓影響，使樁身發(fā)生偏移和傾斜。“擠土效應(yīng)”嚴(yán)重時，可致工程樁上浮產(chǎn)生“浮樁”。對于本工程來說，主樓若采用擠土類型的“管樁”或“大直徑沉管灌注樁”時，必須考慮這方面的因素，尤其是“管樁”，施工時應(yīng)注意合理安排打樁的順序，對周邊環(huán)境和工程樁進(jìn)行及時監(jiān)測。而沖鉆孔灌注樁為非擠土樁，施工時不會產(chǎn)生“擠土效應(yīng)”。4、成樁質(zhì)量和施工難易程度。高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁為預(yù)制樁，其施工方法為錘擊法或靜壓法，無論采用哪一種方法，均具備施工安全快速、易于操作的特點(diǎn)，成樁質(zhì)量較容易保證。特別是“錘擊法”施工，即可以保證樁端進(jìn)入持力層一定深度

10、，又可以減弱擠土效應(yīng)，其承載能力比靜壓法施工的管樁要高。大直徑沉管灌注樁也是一種施工方便、工期較短的樁型。但由于樁身砼為現(xiàn)場沉管灌注，樁身質(zhì)量控制不直觀，受場地淤泥土質(zhì)和較大地下水量的影響，可產(chǎn)生現(xiàn)樁身“縮徑”、“露筋”等現(xiàn)象。要求施工隊(duì)伍經(jīng)驗(yàn)豐富，管理先進(jìn)。對于“沖鉆孔灌注樁”，采用泥漿護(hù)壁成孔，水下澆灌砼，且要求設(shè)計(jì)成“嵌巖樁”，樁端嵌巖深度為1米左右。該樁型施工質(zhì)量難以抗制，主要表現(xiàn)在施工時“塌孔”，樁身“縮徑”，樁身砼膠接不良，發(fā)生“離析”現(xiàn)象，特別是對嵌巖樁，樁底部“沉渣”難以清理干凈，往往造成樁在荷載作用下變形較大，單樁承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求。該類型樁其成樁質(zhì)量不容樂觀，施工過程中

11、的意外事故較多，要求施工隊(duì)伍管理先進(jìn)，施工經(jīng)驗(yàn)豐富。5、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。下面以3樓為例，計(jì)算分析該三種樁型的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：、沖（鉆）孔樁：樁端持力層為中風(fēng)化花崗巖或輝綠巖，該巖層的飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為57.17Mpa，擬設(shè)計(jì)成嵌巖樁，根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-94第5.2.11條。QukQsk+Qrk+Qpk UqsikLi+Us frc·hr+pfrcAp frc=58.17MpaA、單樁承載力估算。以3樓7-7剖面中2k24為例：取樁徑d1.2m，嵌巖深度Ld1.0m。樁長L28.5m。Quk×1.2×(15×4.8450×9.615&

12、#215;4.150×0.860×2.075×2.54.1×120)3.14×1.2×0.045×58.17×103×1.0000.433×58.17×103××1.224 547898632847243813KNhr/d1.0/1.20.833 線性插值s0.025(0.0550.025)(1.00.5)×(0.8330.5)0.045p0.5（0.40.5）（1.0-0.5）×（0.833-0.5）0.433B、樁身承載力計(jì)算：按地規(guī)8.5.

13、9條，樁身強(qiáng)度應(yīng)滿足以下要求：Apfc·c 取c0.6樁身砼強(qiáng)度等級為C350.6×16.7×（×1.2w2）÷411300KN顯然單樁承載力由樁身強(qiáng)度控制，因此取單樁承載力設(shè)計(jì)值R10000KNC、樁數(shù)估算：以重力荷載作用下的1.2恒1.4活組合作為樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載進(jìn)行估算。以3樓為例，上部荷載（不合筏板自重）N363300KN。總樁數(shù)n363300÷1000036.3336根、工程量及造價估算：按目前廈門地區(qū)沖鉆孔樁費(fèi)用1000元/m3計(jì)算。平均樁長35.0m。造價Q36×（×1.22÷4×3

14、5）×1000142.4萬元、大直徑沉管灌注樁。擬采用樁徑700的大直徑沉管灌注樁，樁身砼強(qiáng)度等級為C35，樁工作條件系數(shù)取0.6。A、 樁身強(qiáng)度計(jì)算：按地規(guī)8.5.9條。Ap·fc·c 0.6×（×7002）÷4×16.73854KNB、 單樁承載力估算：樁端持力層為砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖或輝綠巖，進(jìn)入持力層深度取3d，以3樓鉆孔2k24為例，樁長約26.0m，Raqpa ApUpqsiaLi （-6.8×5.0455×9.620×4.155×0.865×2.085×

15、2.5125×2.1）×3.14×0.7（×0.82）÷4×85006954KN顯然，其單樁承載力由樁身承載力控制，因此取單樁承載力設(shè)計(jì)值R3500KN。C、樁數(shù)估算：以重力荷載作用下的組合1.241.4活作為樁基礎(chǔ)荷載進(jìn)行估算。以3樓為例：上部荷載N36330KN總樁數(shù)n363300÷3500104根D、工程量及造價估算：按照廈門地區(qū)大直徑沉管灌注樁費(fèi)用約1100元/m3計(jì)算。平均樁長28m。造價Q104×（×0.72÷4×28）×1100123萬元、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁。樁端持

16、力層同大直徑沉管灌注樁PHC500-125-A型錘擊法施工，焊接接樁，采用帶砼樁尖的成品管樁，地下水對鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性，接頭處采用C35細(xì)石砼灌芯。A、單樁承載力結(jié)算：以3樓2K24為例，樁長約25m，按地規(guī)第8.5.9條Raqpa ApUpqsiaLi2020KN入巖0.5mB、樁身承載力查圖集閩02G119先張法預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼管樁，該樁的樁身強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為3300KN因此設(shè)計(jì)取Ra2000KN，即設(shè)計(jì)值RQuk/1.64000/1.62500KN。C、樁數(shù)估算：以重力荷載作用下的組合1.24恒1.4活作為樁基礎(chǔ)荷載進(jìn)行估算。總樁數(shù)n363300÷2500145根D、工程量及造價估算

17、（不合灌芯和樁頂插筋）造價Q145×180×2873萬元從以上經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析來看，采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁的優(yōu)勢還是較明顯的。（五）基礎(chǔ)型式確定：綜合以上分析數(shù)據(jù)，經(jīng)討論決定，本工程主塔樓之基礎(chǔ)型式為錘擊預(yù)應(yīng)力管樁，樁型為PHC500-125-A型。不采用大直徑沉管灌注樁和沖（鉆）孔灌注樁主要原因是：、目前，廈門地區(qū)大直徑沉管灌注樁的施工機(jī)械較少。據(jù)了解，近期廈門僅有的5臺大直徑沉管灌注樁的施工機(jī)械都在會展中心和五緣灣一帶進(jìn)行施工作業(yè)，短期內(nèi)無法在本工程場地進(jìn)場施工。因此，設(shè)計(jì)選用大直徑沉管灌注樁的條件不具備。、沖（鉆）孔灌注樁固然具備單樁承載力高的優(yōu)點(diǎn)，但考慮到該樁型造價高、工

18、期長、施工難度較大和成樁質(zhì)量難以控制，特別是對“嵌巖樁”，樁底“沉渣”難以清除干凈，直接影響樁的承載能力。而預(yù)應(yīng)力管樁施工機(jī)械較多，施工速度快，工期短，造價低，施工質(zhì)量直觀，在三十層左右、100米以下的建筑工程里應(yīng)用優(yōu)勢明顯。當(dāng)然，預(yù)應(yīng)力管樁受其自身的特點(diǎn)的限制，抵抗水平荷載能力比大直徑沉管灌注樁和沖（鉆）孔灌注樁差，接樁方法必須考慮地下水腐蝕性的影響，施工時還應(yīng)注意解決“擠土效應(yīng)”的影響。采用錘擊預(yù)應(yīng)力管樁必須解決這些問題。針對以上幾個因素，設(shè)計(jì)單位提出如下措施：1、 接樁方法為鋼端頭板焊接接樁，樁型為PHC500-125-AB，要求管樁端頭板焊縫坡口高度、寬度按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸加大1mm；要求采用15米定長的管樁與其他定長的管樁焊接，以保證接頭數(shù)不超過1個；此外，打樁前應(yīng)將樁頂用4mm厚、直徑360mm的鋼板封口。在樁管內(nèi)采用C35細(xì)石混凝土通長由下往上壓力灌芯。2、 管樁采用防腐蝕管樁，而且要求采用帶混凝土樁尖的成品管樁(福建省大地管樁有限公司生產(chǎn))。要求管樁混凝土采用鋁酸三鈣含量不大于5%的普通硅酸鹽水泥，且要求加入鋼筋阻銹劑。3、 采用大厚板群樁樁筏基礎(chǔ)，增大基礎(chǔ)剛度，提高管樁基礎(chǔ)的水平承載力。4、 施工時應(yīng)選擇合理的打樁路線