超大面积桩基施工地坪桩检测结果承载力不足原因分析及解决方案

超大面积桩基施工地坪桩检测结果承载力不足原因分析及解决方案

作者：杨毅超

来源：《江苏商报·建筑界》2014年第02期

【摘要】：上海浦东科技创新园区项目施工面积约为20万平方米，属于超大面积桩基施工，在桩基施工阶段，共施工管桩3982套，方桩4543套，在满足规范要求龄期28天的条件下，进行桩基静载荷试验，结果部分桩未能满足承载力要求，故本文对大面积桩基施工未能达到承载力的各方面原因进行分析，并提供对应解决方案。

【关键词】：静载荷试验，软土地基，岩土勘察，设计承载力，桩靴，土塞效应 一、项目概况

上海浦东科技创新园区项目，占地总面积约830亩。其中，项目龙游港北侧拟建联合实验生产工房，东西长448m，南北宽439m，呈“凹”形布置。桩基工程于2013年3月22日正式开工，并与同年9月21日全部完成，根据规范龄期28天要求，检测单位于2013年9月12日开始对满足龄期的空心方桩做静载荷试验，地坪方桩检测总数22套，截止9月16日，静载荷试验共完成地坪方桩9套（桩长30m），其中2套，符合要求；7套未达设计要求试桩最大加载量，2根未到到最大加载量的80%，1根未达到最大加载量的60%。 二、原因分析

1、此次静荷载试验选取的方桩所在的回填土区域暗浜分布较多，可能对试验产生影响。此项目于2012年5月8日开始场地回填平整工程，由于现场河浜、鱼塘较多，加上龙游港改道工程，拟建场地内有多条明浜分布，刚于6个月前完成清淤、回填工作。对于30米长的地坪方桩，至少有4米是由回填土覆盖，大大降低其摩擦阻力，降低其极限承载力。

2、前期试桩的选取未具有普遍性。本项目地坪方桩设计面积较广（约70000m2），前期试桩由于受到试桩数量的限制，选取最不利情况做的试桩，主要在场地北侧、南侧和中部进行了18根试桩，试桩南北向间距约为185m。

选取最不利的情况，牺牲了试验整片场地的不均匀性。由于项目建设场地范围较广，持力层存在起伏，持力层物理力学性质存在一定差异，故前期试桩检测结果不能完全代表整个场地内设计地坪方桩的承载力。

3、桩基设计承载力取值影响：根据勘察单位提供的岩土工程勘察报告提供的桩侧极限摩阻力标准值fs与桩端极限端阻力标准值fp，计算得单桩承载力特征值：

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根据设计单位提供的桩基施工图，本桩型地坪桩单桩竖向抗压承载力设计值为730KN，桩端进入第⑤3-1层粉质粘土夹粉性土不小于5m，但根据岩土工程勘察报告提供的土层参数和地层剖面，局部计算结果未能达到730 KN这一设计要求，桩端进入第⑤3-1层粉质粘土夹粉性土也仅有3m左右。

5、未使用桩靴，对土体破坏加大。桩端采用桩靴可以减少预制桩锤击或压入土体过程中对土体结构的扰动和破坏，减少土体强度的损失，并减少土体恢复强度的时间和试桩休止期，对于粘性土地层效果更为明显，而对于砂性土地层除了上述优点外，桩靴还能提高沉桩的可行性和通过性，加快施工速度并减少施工工期。因此，本工程地坪方桩未使用桩靴，对土体结构的扰动和破坏加大，28天的龄期无法满足土体本身恢复的需求。

6、桩基土塞效应的影响。本工程使用的空心方桩是开口预制桩，在沉桩过程中，桩端土受挤压后有一部分进入桩内形成土塞，另一部分将被挤向桩周，随着沉桩的继续深入，涌入桩内的土芯不断增高，当到达一定高度后，由于桩内壁与土芯间的摩阻力作用，产生封闭效应，即形成了土塞，而桩端土的闭塞程度又直接影响桩的承载力。

7、休止期的影响。沉桩施工过程对原状土体强度的扰动和破坏影响较大，锤击法比静压法的影响范围更大，一般达2～3倍桩长。因此，对于本工程地坪方桩影响区域约在60米半径范围内。在次承载力检测期间，虽被检测的桩龄期已满28天，但周边60米半径范围内的方桩龄期仍未满28天，因此对试桩的桩周土产生扰动和破坏，从而影响了试桩的结果； 三、解决方案

1、休止期时间重新设定：考虑到本项目为超大面积桩基施工，且地基基础为软土地基，故将规范要求的28天休止期，调整为不少于40天。

2、检测范围重新设定：考虑到本项目地坪桩数量大，桩与桩之间沉桩存在相互影响，故将被检测桩满足龄期要求调整为被检测桩60米（约2倍桩长）半径范围内地坪桩皆满足龄期要求方可检测。

2、调整试桩加载量：根据上海市工程建设规范《地基基础设计规范》（DGJ08-11-2010）第7.2.3 条单桩竖向承载力设计值宜采用静载荷试验按下式确定： 四、经验与结论

本项目场地面积约20万平方米，方桩4543套，约70000多米，管桩3982套，整片场地面积大，桩数多，地基基础属于软土地基，场地地质条件复杂，对将来超大面积桩基施工具有一定借鉴意义。

（1） 由于项目建设场地范围超大，持力层存在较大起伏与变化，持力层物理力学性质存在一定差异，故前期试桩检测结果应尽量分散，尽可能代表整片场地地坪方桩的承载力。

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（2） 由于整片工程面积大，桩数多，在经济允许的条件下，地坪方桩桩端应使用桩靴，既保护土层结构又提高桩的承载力。

（4） 土塞高度对本工程地坪方桩的承载力有一定影响。对于土塞高度小于10m的桩基可采用灌入2～3m的素混凝土进行加固处理后再进行静载荷试验。

（5） 以试桩周围2-3倍桩长为半径范围，最后一根桩基施工结束的时间作为试桩休止期的起始时间。 【参考文献】：

[1] 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版） [2] 《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008

[3] 《建筑基桩检测技术规程》（DGJ08-218-2003） [4] 《HKFZ/KFZ先张法预应力混凝土空心方桩》

[5] 刘巧玲.基桩检测静载试验的质量控制[J].西部探矿工程，2007.（9）