南 京 地 区 桩 基 应 用 中 的 若 干 问 题

发布时间:2017-08-16 20:54:04

 
吴江 王翠英

摘 要 本文介绍了南京地区桩基应用的现状,探讨了桩基勘察设计、施工与监测、检测等方面的问题,提出了若干建议和想法,共参考。
关键词 桩基工程 勘察设计 施工 检测 监测

1 前言

南京地区工程地质复杂多变,涵盖了土质分类学中几乎所有的土质类别,因此各种新型的桩基型式应用的较广,从最原始的人工法到机械成孔作业法,有挖孔桩、大直径钻孔桩、予应力管桩等;有挤土型的,有置换型的等等。又因为桩基施工的隐蔽性,现代检测与监测技术在南京地区的发展也较快。桩基主要应用在工程桩和深基坑支护结构中,其勘察设计、施工与监测、检测、咨询顾问也日趋成熟,但也还存在一些问题有待研究。

2 桩基的勘察设计

南京地区的桩基勘察设计的依据是南京地区地基基础规范,但有关各土层的侧摩阻力及端阻力的给出多为经验值,尽管南京地区的几乎各个地盘中的桩基勘察设计、施工、检测都作了若干遍,但缺乏系统的研究,桩基承载、沉降变形的机理还没有得到很好的揭示,计算公式还是半经验半理论的。这就要求勘察方对桩基地质土层的进行全面钻探与测试,提供设计施工参数,要求设计方对桩基的适应性和物理力学性质进行全面的了解,并做到精心勘察、精心设计。

2.1 土质条件对桩基承载的影响

由于桩基的勘察方也仅能尽力提供出准确地地质土层的埋藏条件及物理力学性质指标,而提供设计施工参数也是依据规范经验值查表或公式的导出值。

2.2 土质状态的变化对桩基承载的影响

某些土质遇到诸如人工挖孔桩桩底持力岩土层受到地下水的侵泡而软化将严重影响桩基的所有承载与沉降性能:钻孔桩桩底的清孔及沉渣的存在也同样影响勘察报告提供的桩端阻力值,嵌岩桩的清孔及沉渣的处理尤为重要;桩基侧摩阻力及桩端阻力是组成桩基承载力的两个重要部分,两个承载阻力的承载机理是明显不同的,并且两者间是相互影响的,其影响是相互部分抵消的,这是后文介绍最新检测成果;还诸如填土的沉降、桩间土的压缩、地下水下降产生的固结沉降等引起的负侧摩阻力影响着单桩的承载力等等不确切影响。

2.3 即使是同一种土因不同的物理状态,其工程力学性质有着显著的差别,加之不同的桩型不同的施工工艺,因此桩基设计的依据多以单桩的现场试验得出的承载力为准,工程桩的承载力检验也以单桩的承载力为准,但这些单桩可能因群桩效应的影响实际并不完全能保证河西地区软厚淤泥质土层的摩擦桩基承载力及沉降,因为桩基的承载力及沉降还与桩端以下土层的承载与压缩特性有关,这些复杂的因素实际上是给桩基施工方、监理监督方一个很大的解脱。

2.4 设计人的桩基工程经验及对上部结构类型、桩型的选择与布置,荷载特征的把握等都影响着桩基承载力的要求,决定着桩基的工作性状。致使出现了在同样建筑区中会有多种不同的桩型。

3 桩基的施工与监测

桩基施工的监测是多方面的,包括静压桩的油压值监测、锤击或振动桩的贯入度监测、打桩分析中的应力监测及震(振)动监测、挤土型桩的地应力、变形及孔隙水压力等监测。还包括嵌岩人工挖孔桩的岩石点荷载监测、钻孔桩的岩性取样监测及沉渣清孔监测等等是广义概念上的监测。

3.1 挤土型桩的应用容易受到相邻桩的挤土效应的影响,也会带来周围土层环境的房屋、道路、管路管线等影响;

3.2 挤土桩引起土层中空隙水压力的提高,使其桩孔内灌注的流动混凝土成为高压水的渗流路径,俗称冒浆带走混凝土中水泥,影响桩身的强度;

3.3 桩基容易受到基坑土方开挖过程中机械开挖、锤击桩头或边坡滑动等横向力引起桩身开裂、偏位等,会给后续施工带来无穷的烦恼[1]。

3.4 横向承载力的支护桩受到基坑土方开挖后坑外土压力的作用,支护桩受到水平力的作用向坑内位移,坑外地面也跟着向坑内位移并下沉,有可能带来周围土层环境中的房屋、道路、管路管线等影响;

工程实例1:南京河西地区某大型住宅区某栋予应力管桩工程,桩长40多米、桩径500毫米,占地面积可达100米见方(含地下车库),工程桩施工过程中的挤土引起该工程附近的20米宽道路整体位移约20厘米,该道路路面为混凝土刚性面层,表面看不到裂缝,也可能该道路的基层处理好整体性较强,预计的滑动面在路面下1.2米深的基层底,道路下暂无各种管线,否则该工程的桩基挤土效应不堪设想。按理论设计该桩型的设计人应预测到如此大的挤土效果,并在施工说明中注明监测要求,或者桩基施工方应做到防患于未然。又例如南京河西地区应用的予制方桩、沉管灌注桩存在的挤土偏位(大的可达30-100厘米)、冒浆引起的桩身完整性严重缺陷。

工程实例2:南京河西地区某大型住宅区另一栋予应力管桩工程,桩型、基坑情况基本同上。在开挖地下室土方时,未按规范进行分层开挖出现大面积土方滑动,带动桩身位移,桩身多处开裂,严重影响了桩基的承载力,不得已挖除淤泥质软土换填好土,重新进设备补桩,前后延误工期2-3个月,土方施工单位、建设方承担了巨大的风险,因此设计方应谨慎地选择好桩型,施工方应十分小心地按设计及规范要求施工。

4 桩基的检测

桩基设计及承载力检验的依据均是以单桩的承载力为准,桩身的结构完整性的检验是基桩低应变检测以及钻芯法取样检测。

工程桩的检测实例1:南京城南地区某大市场人工挖孔桩工程,桩基低应变完整性检测、取芯检测均基本合格,但静载测试得到的单桩承载力不到设计极限单桩承载力的一半,究其原因是桩底土层未及时进行封底处理,土层经过地下水的侵泡而软化,端阻力降低引起了整个桩基承载力的不足。

试验桩的检测实例2:某钻孔试验桩的承载力检测及桩侧端阻的相互影响研究

该试验桩是一桩径1.2米的长嵌岩桩,事先在桩的两个不同深度处各埋设了一个智能装置,这两个智能装置把整个嵌岩桩分成了三段,当利用下部智能装置把下段桩打开10厘米后,再逐步打开上部智能装置的过程中发现下部智能装置竟然测到了桩身内力及下段桩的位移,这就证明了桩侧阻力对桩端阻力的相互影响,即桩侧阻力对桩端阻力的相互部分抵消作用。

5 几点体会

5.1 南京河西地区的非嵌岩桩基承载力及沉降主要与桩端以下软厚淤泥质土层的承载与压缩特性有关,实际上是给桩基施工方、监理监督方一个很大的解脱。

5.2 桩基设计的依据是以单桩的现场检测得出的承载力为准,工程桩的承载力检验也以单桩的现场检测得出的承载力为准,但这些单桩承载力实际并不完全能保证河西地区软厚淤泥质土层的摩擦桩基承载力及沉降。



参考文献

1 地矿部勘察技术司.JGJ/T93-95基桩低应变动力检测规程.北京:中国建筑工业出版社,95.
2 高峰,胡晓泉,黄粤.桩基工程动测技术与方法.武汉:中国地质大学出版社,1997.5
3 汪小刚,孔宪军.土工构筑物、边坡与环境土工发展综合报告.见:中国土木工程学会土力学及岩土工程学会编.
第八届土力学及岩土工程学会论文集.北京:万国学术出版社,1999.10
4 袁宝远,任青文,扬志法,等. 边坡变形监测信息分析系统.见:中国土木工程学会土力学及岩土工程学会编.第

第八届土力学及岩土工程学术会议论文集.北京:万国学术出版社,1999.10
5 吴江,王翠英.圆形桩的抗弯性能研究:南京市建安工程见证员地基基础检测培训讲义,1999
6 吴江.桩的阻抗发挥特性研究:硕士学位论文.成都:西南交通大学岩土所,1991
7 吴江.低应变在南京等工程的应用.南京:江苏工程质量期刊 2000年第4期。
8 基础工程.人民交通出版社 1999年第8月。