复杂地质条件下桩基选型分析.pdf

2023年4月江西建材工程技术与应用复杂地质条件下桩基选型分析杨平中国冶金地质总局昆明地质勘查院，云南昆明650000摘要：文中以云南省蒙自经开区电子信息产业园建设项目（二期）为例，针对复杂地质条件下的桩基选型进行了分析，以期为类似建筑工程施工提供参考和借鉴。关键词：复杂地质条件；桩基选型；分析中图分类号：TU19文献标识码：B文章编号：1 0 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 333-0 3Foundation Selection Analysis Under Complex Geological ConditiorYang PingKunming Institute of Geological Exploration,General Administration of Metallurgical Geology of China,Kunming,Yunnan 650000Abstract:The article takes the construction project of the Electronic Information Industry Park in Mengzi Economic and TechnologicalDevelopment Zone,Yunnan Province(Phase II)as an example to analyze the pile foundation selection under complex geological conditions,inorder to provide reference and reference for similar construction projects.Key words:Construction engineering;Pile foundation construction;Application of technology1工程概况蒙自经开区电子信息产业园建设项目（二期）位于个旧市大屯镇个屯一级公路南侧，项目西侧与乡村道路连接，东侧为产业园一期（正在建设）。项目为新建建筑场地，拟建场地规划总用地面积约8 39 8 6.6 7 m，总建筑面积为1 5 8 4 2 8.1 8 m，2容积率为1.8 9，绿地率为2 1.5 7%。其中，5 厂房建筑面积为90187.79m、6 厂房建筑面积为30 8 6 6.1 6 m、7 厂房建筑面积为30 8 6 6.1 6 m,5、6#、7 厂房均未设地下室。5 厂房建筑形状为矩形，长2 0 7.2 4 m、宽1 5 3.4 4 m，层数为3层，建筑总高度2 1.0 5 m，预估单柱最大轴力标准值为5 1 0 0 kN；6#、7#厂房建筑形状为矩形，长2 0 8.2 4 m、宽36.2 4 m，层数均为4 层，建筑总高度1 9.1 0 m，预估单柱最大轴力标准值为4 6 0 0 kN，拟采用桩基础。2工程地质概况场地地层主要由第四系耕土（Q4Pd）、素填土（Q4ml）、第四系更新统冲洪积黏土、砾砂（Qal+pl）和上第三系（N）湖相沉积形成的泥灰岩等组成。根据现场勘察与钻探结果，对所取土样进行室内土工试验及原位测试，获得建筑物地基所在土层的物理力学性质。根据多种室内测试、试验结果，地基承载力设计值估算结果如表1 所示。表1地基承载力设计值估算表重度含水量“压缩模量压缩系数内聚力C内摩擦角承载力特征岩层名称孔隙比e液性指数L/(kN/ma）1%Esi-2/MPaai-2/MPa/kPa中/值fa/kPa粉质黏土18.10.7423.840.128.850.2342.312.6170黏土18.60.8427.360.246.070.3332.310.7150砾砂19.00.836.070.34530130全风化碎屑泥灰岩19.10.8227.720.159.960.2643.211.9230全风化泥灰岩19.00.9130.410.148.820.2646.712.62253基础形式分析评价3.1基础形式3.1.1天然基础根据拟建场地工程地质、水文地质特征，结合拟建建筑物结构特点，进行分析如下：层耕土及，层素填土，结构松散，未压实，承载力较低，不能用于基础持力层；层粉质黏土及层黏土物理性质一般，厚度变化较大，且局部具弱膨胀性，作者简介：杨平（1 9 8 6-），男，云南禄丰人，本科，工程师，主要研究方向为水文地质、工程地质及岩土工程勘察。不宜作为厂房的基础持力层；层砾砂具中等压缩性，中等一严重液化，层位分布不稳定，厚度变化大，局部缺失，物理力学强度一般，不宜作为厂房区建筑基础持力层；因而，拟建厂房不宜采用天然基础方案 。3.1.2桩基础根据拟建场地工程地质、水文地质特征，结合拟建建筑物结构特点分析可得，拟建场地不宜采用天然基础方案，且场地内层砾砂具有中等一严重液化，采用桩基础可消除软土震陷及砂土液化的影响。因此，拟建项目适宜采用桩基础。3.2桩基选型分析及桩基参数建议334：2023年4 月工程技术与应用江西建材3.2.1成桩工艺分析场地地下水水位较浅，持力层在地下水位以下，挖孔具有一定风险，一旦塌孔会造成严重后果，且浪费大量劳动力。场地内层流沙难以预防且局部深度较大，不宜采用人工挖孔方式，宜选择旋挖钻孔灌注桩、长螺旋钻孔灌注桩、混凝土预制桩 2 3.2.2旋挖钻孔灌注桩旋挖钻孔灌注桩适用于填土、黏性土、砂性土，也适应强度不高的风化岩，属非挤土成桩工艺，不需要较大空间即可施工，具有成孔速度快、精度高、劳动强度低、移动方便、钻头种类多、灌注桩承载力强、泥浆用量少、施工速度快等特点。然而，由于前期投人大，对场地要求比较严格，地基承载力应当在1 0 0 kPa左右，在地表水比较丰富或雨季施工条件下需要慎重考虑；同时，孔壁护壁差，填土地层容易发生塌孔和缩径，需要机械设备配合作业。3.2.3长螺旋钻孔灌注桩长螺旋钻孔灌注桩优点为适用范围广，能穿越地下水位上下的各类复杂地层，形成较大的单桩承载力，成桩质量较好，造价适中。由于混凝土是从钻杆中心压人孔中，因此，对桩孔周围土体有渗透、挤密作用，可有效提高桩周土的侧摩阻力，使桩基具有较强的承载力。同时，该种桩型存在桩基质量受施工因素影响较大及大量排土等问题，但只要施工措施得当，可得到有效控制。该种桩型对穿越场地中、下部第层砾砂地层，有较好的适应性；缺点为施工工艺虽然成熟，但施工速度稍慢，容易产生大量弃土，对施工场地环境有一定影响 3。3.2.4混凝土预制桩混凝土预制桩地层条件适宜性相对较强，施工效率较高，对环境无污染，缺点是施工设备庞大，施工成本高。该桩型在穿越厚大砂砾土层时，存在沉桩困难及砂土挤密效应。经对比分析，建议选用长螺旋钻孔灌注桩，也可根据工程地质、环境条件及两种桩型的优缺点综合分析，从桩的适应性、成桩质量、成本、工期、单桩承载力、安全、环保等方面进行综合比较，选择合理桩型3.2.5桩基参数建议根据场地岩土层特征，参照JGJ94-2008建筑桩基技术规范的有关经验参数，桩基设计的有关参数如表2 所示，供桩基设计选用。表2桩基设计参数建议值表桩径桩的极限侧阻力标准值桩的极限端阻力桩型/mmqsik/kPa标准值qpk/kPa粉质黏土67黏土62一旋挖钻孔灌800砾砂60一注桩全风化碎屑泥灰岩771550全风化泥灰岩721450粉质黏土70一黏土65一长螺旋钻孔800砾砂62灌注桩一全风化碎屑泥灰岩801600全风化泥灰岩751500粉质黏土80一黏土75一混凝土预800砾砂65制桩全风化碎屑泥灰岩853200全风化泥灰岩803000备注：层为液化土，该表提供的数值未考虑折减影响，如采用加密法后，再采用桩基础时，可采用上表数值；若直接采用桩基础，应考虑液化土对桩周摩阻力的折减影响，折减系数参考GB50011-2010建筑抗震设计规范（2 0 1 6 版）表4.4.3。地基基础工程施工时，可根据拟建物的具体荷载，选择适宜的桩端持力层和桩长，且单桩承载力应通过试桩确定，也可借鉴本地区同类桩型试桩资料，结合公式和经验参数估算综合确定。现根据场地内一般情况，选择不同地段（钻孔），按JGJ94-2008建筑桩基技术规范第5.3.5 条公式（5.3.5）估算单桩承载力。Quk=Qsk+Qpk=Zqsikl,+qpkAp(1)式中，qsik：桩侧第i层土极限侧阻力标准值（kPa）；q p k:桩径为8 0 0 mm的极限端阻力标准值（kPa）；l:i 层土层厚度（m）；u:桩身周长（m），其余可参考按JGJ94-2008建筑桩基技术规范。估算结果见表3。表3单桩竖向抗压极限承载力估算表单桩竖向抗压极限预计桩长建（构）筑物桩端持力层承载力标准值Quk/kN/mABC5#厂房ZK0520.0全风化碎屑泥灰岩3003.03130.24162.35#厂房ZK2915.0全风化碎屑泥灰岩2 5 4 3.9 2 6 5 0.4 36 1 7.85#厂房ZK7513.0全风化碎屑泥灰岩2 2 5 8.0 2 34 7.2 32 9 0.76#厂房ZK10019.0全风化碎屑泥灰岩30 8 5.0 32 1 8.1 4 2 8 1.76#厂房ZK11716.0全风化碎屑泥灰岩2 39 3.4 2 4 9 3.4 34 4 2.77#厂房ZK13917.0全风化碎屑泥灰岩2973.73099.04186.27厂房ZK15820.0全风化泥灰岩2932.73062.14063.1（1）表中桩径极限端阻力标准值适用条件为桩底干净、桩径D=800mm，当D800mm时，应按JGJ94-2008建筑桩基技术规范中表5.3.6-2 进行侧阻力、端阻力尺寸效应系数修正，并最终以试桩资料作为单桩承载力设计依据。（2）表中桩长为有效桩长（自0.0 0 m标高以下起算）。（3）表中“A”代表旋挖钻孔灌注桩；“B”代表长螺旋钻孔灌注桩；“C”代表混凝土预制桩。（4）表中单桩竖向抗压极限承载力标准值估算未考虑折减影响；若直接采取桩基础，应考虑液化土对桩周摩阻力的折减影响，折减系数应满足GB50011-2010建筑抗震设计规范（2 0 1 6 版）第4.4.3条的要求。上述预估单桩承载力标准值仅供设计参考使用，桩基设计时，应根据场地工程地质与水文地质条件、基础埋置深度、上部荷载大小、结构形式、沉降敏感性、使用功能、施工技术条件与环境情况等做进一步的优化计算并论证。为确保拟建项目的安全，应按设计要求进行工程试桩试验。根据试桩试验结果，调整桩长、桩径、持力层、单桩承载力、桩的施工工艺等，确保本工程采用的桩基经济合理、质量可靠、安全适用 4-6 。另外，后期建设时存在回填土，为防止填土层沉降不均匀对拟建物产生威胁，建议对填土层进行分层夯实，并进行击实试验，测定含水率、最大干密度等值，填土压实度不小于9 5%。同时，重视不均匀沉降对建筑物产生的危害，切实做好建筑排水工作 4（下转第337 页）337行业资讯上接第334 页）.上接第332 页）江西建材2023年4 月工程技术与应用在管道施工中逐渐趋于成熟，有利于保证施工质量，延长管道的使用寿命。参考文献【1】姜春兰.泥水平衡顶管机在雨污分流工程中的应用J】.区域治理,2 0 1 7(9):1 1 5-1 1 6,1 1 8.2王浩，翟超.顶管施工对下卧地铁隧道的影响分析C./2 0 2 0年全国土木工程施工技术交流会，2 0 2 0.3胡戈昌.顶管施工过程中的五大要点分析【C_/2 0 2 0 年5 月建筑科技与管理学术交流会，2 0 2 0.43王明谦，黄欣.热力管道穿越高速公路施工技术要求及控制要点玉带路及上游污水的转输及排放问题，有效解决了西河的水环问题，具有良好的环境效益。参考文献1范寿山在市政工程给排水管道施工中的质量控制对策研究：江西建材，2 0 2 2（2）：1 9 1-1 9 2，1 9 7.2齐小茵.试析在市政工程给排水管道施工中质量的控制【J.中国住宅设施，2 0 2 1（9）：1 38-1 39.4结语综上所述，作为桩基工程的基础，相关人员应对桩基选型加以重视。在实际工作中，严格依据工程实际情况展开分析，从桩的适应性、成桩工期、质量、成本、安全环保等方面人手，进行综合考虑，选择更适应施工需求的桩型，确保施工作业顺利进行。参考文献【1 张明亮，江波，黎志明，等.复杂地质条件下桩基选型及施工技术可“替代”混凝土的无废地面新技术细胞锁盘技术是一种特殊的基础稳定技术，主要用于解决由水带来的基础稳定问题。在澳大利亚、美国、欧洲、东南亚等地的基础建设及维护管理方面发挥了很大的作用，近年来也被我国用于解决低碳、无废基础建设遇到的相应问题，成为可替代混凝土做低碳无废铺装基础或透水路基的材料和技术。细胞锁盘技术具有多种优势，其整体为三维立体板状骨架结构，原材料由改性塑料与特殊添加剂复配而成，有较好的通透性，整体具有9 5%的孔隙度；有较高的承压能力，5 0 毫米厚【C】.I/2 0 2 2 供热工程建设与高效运行研讨会，2 0 2 2.5 诊许国春，石光辉，陈霞，等.特长供热隧道内热力管道设计关键问题J.区域供热，2 0 2 1（6）：1 5 4-1 5 8.6女姚红.某工程综合管廊热力管道设计探讨J】.山西建筑，2 0 2 2(11):170-171.77凌兴安.城市道路下超长距离曲线顶管技术优化和保障措施J】。工程质量，2 0 2 0（2）：1 9.【8 白旭峰，孟昭辉，刘洪波，等.隧道内大水平推力热力管道固定支架设计研究J】.煤气与热力，2 0 1 5，35（5）：4-9.3走赵小军.市政工程给排水管道施工质量控制措施研究【J.黑龙江交通科技，2 0 2 0，4 3（7）：2 2-2 3.4贺启华.市政给排水工程施工技术探析【J】.科技创新与应用，2022,12(24):158-161.5 草靳晓瑜.市政给排水设计中常见问题与对策探讨J.中国高新区,2 0 1 8（5）：1 5 9.6薛哲.市政室外给水管道工程的设计J】.科技风，2 0 1 9（1 8）：133-134.探讨J.建筑技术，2 0 1 8，4 9（8）：8 0 3-8 0 6.2邓绍超，肖玉明，唐光暹，等.复杂地质条件下桩基施工问题分析及基础选型J.建筑施工，2 0 1 5（6）：6 6 0-6 6 1.3季李红领.建筑工程冲孔灌注桩基础施工技术分析J.住宅与房地产，2 0 2 0（30）：1 7 9-1 8 0.4阮小强.基于高层建筑工程施工中桩基础施工技术分析【J】.居舍,2 0 2 0（1 3)：4 4.5杨军基于大粒径卵石层深长桩基础施工技术分析J.科技创新导报，2 0 1 9，1 5（32）：1 9-2 0.6 日时雅雯.新建桥梁桩基础施工对邻近既有隧道变形影响研究D.济南：山东建筑大学，2 0 2 0度的细胞锁盘空板可承压超过1 0 0 吨；耐老化性能较好，室外正常使用寿命2 0 年以上，无紫外线情况下可使用1 0 0 年；耐腐蚀性较好，土壤化学物质、螺旋藻、蓝藻、真菌及其他微生物对其腐蚀作用很小；还具有可完全回收性能，细胞锁盘损坏以后可以完全回收，进行回炉融化和再加工。目前，细胞锁盘技术主要应用于建筑及工程排水，可减少积水腐蚀材料，从而减少对结构安全的影响。在铺装基础、路基应用方面，主要用于杜绝局部沉降，由于其不产生积水，可以摆脱混凝土、石灰、沥青等材料限制；还可以保护草坪安全，细胞锁盘铺设在草坪上面，可供人车通行，多应用于停车场的建设。在生态地面建设方面，细胞锁盘内填充沙石可做为沙石道路，形成“清?”地面。来源：中国建材报