不同桩型在高层建筑同一结构单元桩基施工的应用

喻敏波

（厦门市湖里区建设服务中心）

0 引言

静压预应力高强管桩在高层建筑施工中已得以广泛应用，但在城市建筑密集区因新建项目紧邻既有建筑，存在局部静压桩基施工受作业面限制难以施工的情况。以厦门市湖里区仑后花园安置房项目的桩基施工为实例，简要介绍了不同桩型在同一结构单元内桩基施工的应用，提出桩基设计、施工、检测方案及基坑监测等工作思路。

1 项目概况

仑后花园安置房位于五缘湾道与钟鸣路交叉口西北侧，总用地面积2.0万㎡，总建筑面积9.9万㎡，建设有5栋100m以下高层剪力墙住宅、商业及两层地下室等，总投资4.3亿元。该项目的抗震设防烈度为7度，建筑桩基设计等级为甲级。

2 不同桩型的应用实践

2.1 场地地质水文情况

该项目地勘报告显示，场地地基岩土层按时代、成因等自上而下主要由杂填土①1、素填土②2、粉质黏土②、残积砂质粘性土③、全风化花岗岩④、散体状强风化花岗岩⑤1、碎裂状强风化花岗岩⑤2、碎块状强风化花岗岩⑤3、中风化花岗岩⑥、中风化辉绿岩⑦等组成。场地环境类型为II类，混合稳定地下水位埋深2.80～8.20m，稳定水位标高5.52～10.30m，地下水对钢结构具弱腐蚀性。

2.2 桩基选型及静压管桩施工要点

该项目地勘报告建议高层建筑可选用预应力静压管桩或灌注桩，综合考虑基础岩层、结构类型、荷载、经济性、工期等要求，选用桩型为静压预应力高强管桩。经试压桩确定，抗压桩为PHC500-125-A型管桩，单桩竖向抗压承载力特征值2150KN，压桩力按5000KN控制；抗压抗拔桩为PHC500-125-AB型管桩，单桩竖向抗压承载力特征值1100KN，压桩力按4000KN控制。压桩时以压桩力控制为主，压桩力达到设计压桩力后停止压桩，持力层为全风化花岗岩④及以下土层且桩端进入持力层不小于1m。抗压桩有效桩长≥6m，接桩采用焊接方式（二氧化碳保护焊）；抗压抗拔桩有效桩长≥11m，接桩采用机械啮合接头方式+焊接方式（二氧化碳保护焊）。沉桩时应在接桩处钢构件表面涂刷或注入环氧沥青涂料。静压管桩施工时加设封口锥形钢桩尖，钢桩尖与桩端头板应满焊，接桩焊接冷却时间均不少于5分钟。静压管桩沉桩时应合理控制施打顺序、沉桩速率，通过设置应力释放孔、减震沟等措施来减少桩的挤土效应。基坑施工应分层开挖并合理组织土方车运行路线，避免不平衡土体侧压力及土方车碾压造成管桩倾斜偏位或断裂。

2.3 局部桩型变更为旋挖灌注桩

高层住宅1#楼西北侧局部外墙贴临用地红线仅1.5m，紧邻既有小区建筑物地下室，边桩施工时静压桩机施工无作业面。如采用边桩器，则压桩力不满足设计要求；如采用锤击桩工艺，则施工引起的震动导致邻近小区的地下室及上部主体建筑结构安全存在隐患。经充分的方案比选，将1#楼西北侧局部桩基由预应力静压管桩变更为旋挖灌注桩。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）8.5.2条及条文解释规定，为避免在地震等荷载作用下产生较大不均匀沉降而导致建筑物构件开裂或倾斜，同一结构单元内的桩基不宜采用部分摩擦桩和部分端承桩。因此，局部静压管桩变更为旋挖灌注桩后需对桩基设计及施工方案重新优化，规避不同桩型引起的较大不均匀沉降问题。剪力墙结构体系因上部结构整体刚度大，对基础差异沉降的影响较大，根据桩基的变刚度调平设计原则，考虑上部结构与桩、土、承台共同工作，通过调整桩、土支承刚度分布，使之与上部荷载分布和相互作用效应匹配，是减少或消除沉降差异的有效途径。因此，对上部结构荷载集度高的电梯井、楼梯间等核心区域的设计通过强化布桩来调整桩支承刚度分布，实现抗力与荷载局部平衡、整体协调，减少承台所受的冲切力、剪切力与整体弯矩，不仅有效减少了沉降差异，还避免了承台底板因冲切、剪切而产生裂缝。

按照变刚度调平设计原则，1#楼西北侧原设计的56根静压预应力高强管桩（管径500mm，C80）变更为20根旋挖灌注桩（桩径1100mm，C35），另在1#楼上部荷载集度较高的剪力墙下等位置增补16根静压管桩，对局部承台的厚度与配筋同步调整，用以平衡主楼下不同桩型导致的不均匀沉降（详见图1）。经对变更优化后的桩基承载力与沉降进行复核验算，可满足相关规范要求。

图1 1#楼桩基平面布置图

2.4 旋挖灌注桩的施工要点

1#楼旋挖灌注桩的单桩竖向承载力特征值7900KN，持力层为中风化花岗岩⑥，入岩深度不小于1倍桩径，有效桩长≥6m。旋挖钻机成孔采用隔桩跳挖方式，施工时需待桩身混凝土终凝后再进行邻桩施工。注意加强对定位放线、泥浆制备、成孔检查、沉渣厚度、钢筋笼制作、混凝土灌注的质量控制。旋挖钻孔时应控制提钻速度，做好泥浆制备的比重、黏度等检查，合理控制清孔时间，并采取措施严格控制沉渣厚度不大于30mm，以避免钻头下部形成负压而造成塌孔、缩颈等问题；混凝土浇筑时应控制导管埋入深度与浇筑时间，还需注意成孔与混凝土浇筑的衔接，避免空孔放置时间过长及水下浇筑时混凝土离析；采用桩端、桩侧后高压注浆工艺，有效提高单桩承载力和减少桩沉降，确保灌注桩成桩质量。加强施工期间与后期对灌注桩及邻近静压管桩的沉降观测。

2.5 旋挖灌注桩桩基检测

该项目桩基设计等级为甲级，旋挖灌注桩受场地限制，单桩竖向抗压承载力无法采用静载试验。根据《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2014）等相关规定，并组织专家论证，进行以下非静载试验检测方案：选取5根旋挖灌注桩，采用高应变法检测单桩竖向抗压承载力，在邻近具备作业面位置试桩2根旋挖灌注桩进行静载试验，与高应变法检测进行比对验证；全数桩基采用低应变法，并选取10根桩基采用声波透射法或钻芯法进行桩身完整性检测。

2.6 基坑及周边环境监测

该项目基坑设计安全等级为一级，因紧邻周边既有建筑，在监测工作开始前，对周边环境现状开展详尽的调查、记录和公证；在基坑开挖过程中，除对基坑的沉降、水平位移、水位、应力进行全面系统监测外，还要加强对基坑深度1～3倍范围内的周边建筑物、地表、管线等的沉降和裂缝的监测布点与监测频率，加强周边巡视检查，做好监测数据分析与总结，制定基坑监测应急预案，保障基坑施工和周边环境的安全。

3 结语

仑后花园安置房桩基局部采用不同桩型施工，有效解决了作业面受限下的桩基施工和不均匀沉降问题，产生了良好的综合经济、社会效益，为城市建筑密集区等复杂条件下的桩基施工提供了可供参考的解决思路，具有良好的借鉴意义。