建筑地基处理方法选用(沈励操)2014.11

建筑地基处理方法选用

沈励操

（中国建筑西北设计研究院）

（二O一四年十一月）

1、地基处理方法选用依据

2、天然地基

3、桩基

4、CFG桩复合地基

5、湿陷性黄土场地高层建筑地基处理

方法的选用

6、结语

建筑地基处理方法选用

沈励操

（中国建筑西北设计研究院）

1、地基处理方法选用依据

1.1岩土工程勘察报告

1.2建筑传于地基压力大小

多层、小高层、高层、超高层、单层工业厂房、多层厂房、影剧院、多层高层连为整体。

1.3对沉降变形要求

高低层基础连为一体时、边上有已建相邻建筑时。要求差异沉降小，主要控制高层的总沉降量不超过50~60mm。

1.4材料和施工机械的情况

1.5环境要求

噪音、振动

根据以上条件选用安全、可靠、经济合理，符合环境要求的地基处理方法。

2、桩基

2.1预应力管桩，预制方桩

一般采用静压沉桩；西安已有锤击沉桩设备（当环境允许，采

用锤击沉桩可穿过2~3米稍密、中密砂层）。

适用条件：

静压桩适用于上部无砂层场地。氵皂河一、二级阶地砂土互层，不应采用预制桩。

北二环两侧地表下20m左右有一厚6-10m密实砂层，是采用预制桩理想场地，可达到较好技术经济指标（30元/m2建筑面积；15元/t 承载力）。十年前200~300t压桩机、桩极限承载力2000~3000KN，目前采用600t压桩机，极限承载力可达4500~5000KN。

上层土为软塑流塑状土：如西安兴庆湖周围地区，采用锅锥、机械旋挖钻孔灌注桩，极易塌孔。宜采用预制桩，桩距适当放大，可避免采用污染环境、施工周期长、造价高的泥浆护壁钻孔灌注桩。

2.2机械旋挖成孔钻孔灌注桩

特点：施工速度快、场地干净、桩质量较高、桩承载力高，一般是勘察报告估算值的1.50倍左右。

适用条件：

除砂土互层氵皂河一、二级阶地、兴庆湖四周上部有软塑、流塑状饱和黄土、3m以上厚度较厚砂层外均可采用机械旋挖钻孔灌注桩。

对于稍厚砂层，当采用泥浆护壁也可采用机械旋挖成孔。

2.3锅锥成孔钻孔灌注桩

适用条件同机械旋挖，但其质量不如机械旋挖钻孔灌注桩。承载力是勘察报告的1.25倍左右。

2.4泥浆护壁正循环成孔钻孔灌注桩（水冲桩）

适用于砂土互层的氵皂河一、二级价地及有较厚砂层时。其单方造价较低，相当于锅锥的单方造价。

缺点是泥皮厚、沉渣厚，施工速度慢，承载力低，是勘察报告估算值的0.80倍左右。

一般采用桩侧，桩端复式压浆，改善泥皮厚，沉渣厚、承载力低的缺点。在氵皂河一、二级阶地，经复式压浆后承载力大幅提高，单位承载力造价较低。

氵皂河一、二级阶地：

Φ600 L =25m，Q u=6000~7000KN

Φ700 L=25m，Q u=8000~9000KN

2.5泥浆护壁泵吸反循环成孔钻孔灌注桩

适用于超长桩，桩长50~80m，施工质量较好，成孔速度较快，泥皮薄、沉渣少，试桩值是勘察报告估算值的1.0倍左右。

缺点：单方造价较高，有泥浆排放污染环境。除高层、超高层建筑外，一般情况下不宜采用。

2.6沉管夯扩桩（载体桩）

采用双套管成孔，柴油锤或电动锤夯击内套管，外套管跟进沉管，达到设计标高后，移出内管，在外管中浇灌干硬性砼、夯成扩大头。当不要求有扩大头时，直接放钢筋笼浇灌砼，拔出外套管。

当下部有较好持力层，如中偏低压缩性粘土，粉质粘土，中密密实砂、园砾、卵石层时，单桩承载力较高，能取得较好技术经济

效果。20世纪末刚引进时，存在扩大头与桩身接触处缩颈、断桩缺点，该施工问题现基本解决。

2.7探讨的若干问题

1、中密、密实砂层中预制桩桩端阻力的取值问题

目前勘察报告所提砂层桩端阻力偏低较多，一般均按砂层密实程度、入土深度查国家规范的表提端阻力，如北郊中密、密实中粗砂的极限端阻力约为5000~7000kpa。笔者按试桩报告单桩极限承载力反求桩的端阻力，桩径0.5m，桩长15m，静荷载试桩极限承载力为5000KN，反求桩端极限端阻力为15000~17000kpa，约是勘察报告值的3倍。应该按实测资料提还是按国家规范提？我认为应按实测资料提，现在有一种说法，我是按规范提的，没有错，合法。我个人观点：那个勘察单位提的侧阻、端阻与试桩报告越接近，误差越小，技术水平越高，这样才有指导设计、施工的实际意义。如果实测承载力是勘察报告估算值的1.50~2.00倍，该勘察单位的勘察报告的作用就大打折扣。

2、砂层较薄时的端阻力取值问题

有的工程在30~35m深度有一厚约2~3m密实砂层，若采用预制桩，静压沉桩穿不过该砂层。能否用这薄砂层作持力层，桩端阻力如何取值？

有的勘察报告认为不能作为桩的持力层，有的仅提供该薄砂层下粉质粘土的端承力。试桩表明，砂层的存在提高了桩的承载力，桩的端承力介于砂层与粉质粘土端阻力之间，该值取多少合适，搞

岩土工程的技术人员可作深入研究。

3、关于试桩

用工程桩作试桩关键问题是桩的预估承载力要与试桩结果接近，如误差太大，特别是试桩承载力不满足设计要求则补桩困难。勘察报告提供的侧阻、端阻误差要小，这是能否用工程桩作试桩的前提。

试桩应压至破坏。试桩破坏有两种模式：一是桩身强度不足，桩头压碎；二是桩侧阻、端阻破坏，桩变形超过规范规定值。前者设计时桩身强度应留有一定储备；后者，一般一个月后侧阻、端阻可恢复，桩的承载力随时间有一定增长。

试桩荷载Q应是按勘察报告预估极限承载力的1.20倍，并应乘成孔工艺系数，如前述机械旋挖成孔、锅锥成孔、泥浆护壁正循环成孔、泥浆护壁泵吸反循环成孔，工艺系数分别为1.50、1.25、0.80、1.0。试桩桩身强度和锚桩钢筋应按此荷载计算确定。当用该值确定试桩桩身强度时，由于试桩为短期临时荷载，可降低总安全系数。作者统计了西安地区6根桩身强度破坏的试桩，可采用下式验算试桩桩身强度；

Q≤0.80f cu A p

式中：Q——预估试桩荷载，为按勘察报告提供的设计参数估算极限承载力的1.20倍，并乘以不同成孔工艺系数；

f cu——混凝土立方体抗压强度平均值，如混凝土C40，f cu = 40Mpa；