复核单桩竖向承载力特征值是项目经理在桩基施工前的首要任务

李 理

(广西柳州市众鑫建筑有限公司，广西柳州545005)

桩基施工完成后，按照桩基技术规范《建筑桩基技术规范》(JGJ 94－2008)规定，必须检测两个方面的内容，即单桩竖向承载力与桩身完整性［1］，作为桩基验收合格的前提。而单桩竖向承载力，是其中的强制性条文，由此可知单桩竖向承载力特征值在桩基施工中的重要性。

1 存在问题

这里存在一个隐蔽的薄弱环节，即风险问题。地勘部门提供土质的各种数据，设计根据上部荷载的大小和下部地质资料的数据，确定单桩竖向承载力特征值。施工根据设计文件和规范进行施工，有可能在施工完成后，施工过程中均满足设计和规范的要求，而单桩竖向承载力达不到原设计文件的要求，而这种风险通常由施工方承担。

2 问题的分析

按照规范，桩基分为端承型桩和摩擦型桩［2］，其分类原则是根据桩端承载力和表面摩擦力所占单桩竖向承载力的比率而定，端承力与摩擦力那种占主导地位就是那种类型的桩。因此，现阶段，设计单位经常用来确定单桩竖向承载力特征值用经验公式:Pa=∑fiFi+RiA，也直接用到地质资料的数据。除人工挖孔桩外，这种情况，有太多不确定因素的存在，导致单桩竖向承载力特征值的确定偏离最初的标准太多:(1)各个位置的各种土层厚度不一致，导致各段的表面摩擦力相差可能很大;(2)各个位置的各种桩端土层不一致，终孔压缩桩端土层程度也不一致，导致桩端承载力相差可能也很大。并且经验公式本身也混淆了各种类型的型桩之间的承载力差异(如直径400 mm管桩的单桩竖向承载力为直径426 mm的沉管灌注桩的3～4倍;采用钢桩头与采用混凝土桩头的沉管灌注桩的单桩竖向承载力也相差达到50%以上)，并且在达到一定承载力数据后出现的负摩阻力情况经验公式是反映不了的，最终所得出的结论是非常粗糙的。

3 案例

柳州某单位住宅楼砖混结构，地基在9～15 m为粉煤灰加淤泥杂填土，设计采用直径300 mm的沉管灌注桩，计算采用经验公式Pa=∑fiFi+RiA。桩端设计置于强风化基岩(为端承型桩)，设计单桩竖向承载力特征值为700 kN，未明确要求最后3阵锤的最后贯入度和桩长的关系。

实际施工中，采用直径325 mm钢管的沉管灌注桩，桩长在7～20 m之间，最后3阵锤的平均贯入度为2～4 cm，施工过程中均满足设计和规范的要求，最终检测出单桩竖向承载力特征值为350～400 kN。

可以看出实际情况单桩竖向承载力与设计单桩竖向承载力特征值相差较大。查施工过程，均满足设计与规范要求。

4 思考

由此，验证复核单桩竖向承载力特征值是否合理、是否可能，是施工单位桩基施工是否成功的一个重要前提，而项目经理在施工中负项目领导责任，责无旁贷成为这项工作的负责人，这也是在桩基施工前的首要任务。

作为项目经理，在施工前验证、复核单桩竖向承载力特征值是否合理、是否可能，必须做到心中有数。由于静载试验和静力触探试验是在打桩完成后进行的检测方法(静载试验很准确，相当于法定公式，静力触探试验偏差较大，最大偏差可能达到30%)，因此，在打桩前的预控复核单桩竖向承载力特征值，重点应该放在经验公式和打桩公式综合考虑。又由于经验公式结论的粗糙性(前述)，笔者认为重点应该放在打桩公式上。

5 问题的解决

要做到这一点，必须要对各种类型的桩基非常了解，即有型桩的概念，也就是定型桩。根据桩施工的方法与桩的尺寸大小来确定各种类型的桩基的应用范围和其一般承载力范围。总的来说只有预制桩和灌注桩(砂桩木桩等常用来改善地基承载力之用，不单独考虑单桩竖向承载力)需要进行复核。

预制桩常用的有一般预制桩，如350 mm×350 mm方桩;预应力预制方桩，如300 mm×300 mm预应力预制方桩。当要求承载力更高时，有预应力管桩，如D400预应力管桩;以及承载力更高的钢管桩。在正常情况下，他们有各自不同的承载力范围。总的来说，预制桩承载力比较高，且长细比不受限制，但造价高一些。

灌注桩有锤击式、振动式和旋转式而以锤击式最为常用。经验丰富的设计师在选择锤击式时用语为选择管外径而不说选择桩径(锤击式即沉管灌注桩)，如常用的D325、D426的沉管灌注桩。锤击式灌注桩为了保证质量在不同的土质情况下有不同的拔管控制速度和其他要求。振动式大抵与锤击式相同。旋转式选择型号是选择桩径成孔尺寸的大小的，其桩径一般较大一些，承载力一般可以和一般预制桩相比，但造价也需要高出一般灌注桩一些。振动式和旋转式不存在最后贯入度的问题。对于锤击式复打灌注桩，桩径可以达到1.4倍，承载力相应大一些。

但项目经理复核单桩竖向承载力时必须清楚，各种型桩的应用范围和其一般承载力范围是一定的，不可能出入较大，如直径400 mm管桩尺寸比D426的沉管灌注桩的尺寸小，但单桩竖向承载力却是它的3～4倍。广东省设计院和广州市设计院对该地区的常用桩型汇编了灌注桩基础竖向力计算表和桩台统一大样，列出了单桩竖向承载力与桩长和最后贯入度的函数关系，在不同的锤重的情况下，不同的桩长和不同的最后贯入度有不同的单桩竖向承载力(如图1)。这些常用数据，是项目经理复核单桩竖向承载力时必须掌握的。

项目经理必须掌握的还有各种类型的桩基的应用范围，如，流塑状态采用灌注桩是不宜的，单桩下打密集的小管径桩来增大表面摩擦力是不可取的，因为这会引起群桩效应，从而传力复杂。而且要清醒知道，房屋建筑如果重要，应该选用管径大承载力高一些的型桩，因为这样质量也更可靠一些。

笔者在广东珠三角地区的几个项目就印证了复核单桩竖向承载力特征值的重要性。如某综合楼，单柱轴力最大达到1 000 t以上，原设计为普通一般预制350 mm×350 nm方桩，单桩竖向承载力特征值80 t，经过复核印证，采用D400预应力管桩，单桩竖向承载力特征值140 t，这是端承型桩之间不同类型的型桩的复核印证。又如某3～4层商业楼，原设计为普通锤击式沉管灌注桩D325，单桩竖向承载力特征值25 t，经过复核印证，采用D426的沉管灌注桩，单桩竖向承载力特征值45 t，这是摩擦型桩的复核印证不满足后转为采用端承型桩，等等。所有这些，都是为了保证达到各种不同的设计要求，保证单桩竖向承载力，保证质量。

图1 锤重、桩长、最后贯入度与单桩竖向承载力

需要说明的情况，通过复核单桩竖向承载力特征值，各方意见不统一时，有时必须打试验桩做静载试验，来确定单桩竖向承载力特征值。项目经理必须重视这种处理实际情况的做法，以保证整个桩基施工顺利，完成时达到设计与规范的要求。

6 结束语

桩基施工前，作为项目经理必须知道:施工中能否达到设计与规范要求，桩基技术规范《建筑桩基技术规范》(JGJ94－2008)规定的强制性条文单桩竖向承载力与单桩桩身完整性的要求，以及单桩竖向承载力特征值是否合理、是否可能的情况下，必须做到内心有数。这是桩基施工合格的前提，也是项目经理在桩基全面施工前的首要任务。

［1］JGJ 94－2008建筑桩基技术规范［S］

［2］《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册(第3版)［M］.中国建筑工业出版社，2011