发布时间：2022-10-05 10:06 热度：
摘要: 重点论述利用人工挖孔桩及静压管桩各自的优点，并且混合在同一个单位工程中使用，为用地紧张的城区提供一条探索的思路。
关键词： 静压管桩, 人工挖孔桩, 压力泡, 持力层, 阻力
Abstract: The paper focuses on the use of artificial dig-hole pile and static pressure pipe piles of their respective advantages, and mixes in the same unit used in engineering, for land, the city of nervous provides an exploration of thought.
Key Words: static pressure pipe pile, artificial dig-hole pile, pressure bubble, bearing resistance
中图分类号： U443 文献标识码：A 文章编号：
1工程简介
现以海珠区某楼盘为例，现场售楼部为单层,采用天然基础，其中一栋12层的住宅楼与售楼部之间的水平距离分别为20cm和51cm。整个楼盘经过试桩后确定基础选用静压管桩;而住宅楼与售楼部水平距离最小处原设计却简单采用了边桩及承台偏心设计，而忽略了施工时压桩机的施工距离以及挤土效应对售楼部天然基础的影响。最后笔者大胆提出了自己的构想：局部边桩采用人工挖孔桩，其余仍采用静压管桩。公司经研究采用了该方案并付诸实施，从而确认了既保证质量工期又不偏离原节约
投资成本的思路。下面分析研究该方案的实施可行性：
2方案分析
2.1场地地质简单描述(从上至下按柱状图顺序)：
本场地的地形地貌简单，地下水不丰富，场地内未发现液化砂土层，以下为土质的构成：
(1)素填土：紫红色、松散，由粘性土组成;厚度为1.2m，N=8.0。
(2)粉质粘土：灰黄色、可塑，含中细砂;厚度为3.3m，N=11，qs=20~25kPa。
(3)粉质粘土：砖红色、可塑，厚度为1.1m， qs=20~25kPa。
(4)粉质粘土：红色、硬塑，为泥岩风化土，厚度为5.8m，N=22，qs=20~25kPa。
(5)全风化粗砂岩：砖红色，岩石已风化成土状，厚度为3.5m，N=37， qs=30~40kPa ，Es=30kPa 。
(6) 强风化粗砂岩：砖红色，岩芯呈岩夹土状，地状及柱状，质软一稍软，下部夹中风化岩厚
度为6.5m，N=39，qs=50~60kPa，qp=1200kPa, P0=600kPa, Es=100kPa 。风化细砂岩：砖红色，岩芯呈
饼状，短柱状，质较硬，夹微风化岩，厚度3.5m。
2.2场地内建筑物结构特性及相邻建筑物情况：
新建的售楼部与将建住宅大楼的施工间歇时间为45天，该售楼部与大楼相接处实际与售楼部天然基础承台边相距最窄处为2.2m(因该处为外飘2m的大梁承托售楼部半地下室外墙，将建大楼为钢
筋砼框架结构总层数为12层首层架空4.5m高，静压桩单桩承载力设计值为1700kN，挖孔桩的单桩承
载力4000 kN，将建12层大楼与售楼部相连处设有半地下室，埋深一侧为5m，另一侧与道路平。
另外，场地内其它不受影响的大楼的静压桩，桩长一般在12~15m左右，结合地质资料粗略分析大部份桩已压入强风化岩层2/3。
2.3分析采用不同桩种的可行性：
第一种情况，先从桩基沉降量及沉降差计算分析：根据该场地地质情况，人工挖孔桩及静压管
桩的桩端持力层均在同一强风化层上。桩周和嵌固的潜力很大，不容忽视。由于人工挖孔桩端直接座
落在岩层上，且面积较大，故沉降值一般较小。静压管桩从施工记录中知，多落在强风化岩层产生端
承力;同时静压管桩身周围的土层也对桩产生摩阻力，而在实施压桩过程中这种摩阻力便已产生，并
与端承力组合，储备足够应付满荷的承载力，其变形在压桩时便基本稳定，实际荷载比压桩荷载小，故在使用过程中也不会产生大的沉降。为了分析人工挖孔桩与静压管桩之间的沉降差，选取7#挖孔桩与8#管桩的沉降差分析。具体计算如下：
(1) 计算等效作用平均附加应力：
P土(土的平均附加应力)=γh=1.7╳1.2+1.9╳3.3+1.9╳1.1+1.95╳5.8+2.05╳3.5=28.89 kN/m2
P0挖(挖孔桩平均附加应力)=340/(1.4╳1.4)+P土=202.36 kN/m2
P0压(静压桩平均附加应力)=340/(2.2╳1)+P土=183.44 kN/m2
(2)挖孔桩采用中点沉降计算公式：S= 4·ψ·ψe·P0[Σ(Ziαi-Zi-1αi-1)/ ESi]= 0.15mm。
8#管桩中点沉降计算：S= 4·ψ·ψe·P0[Σ(Ziαi-Zi-1αi-1)/ ESi]=0.32mm。
式中：S—桩基最终沉降量(mm); ψ—桩基沉降计算经验系数; ψe—桩基等效沉降系数;
P0—平均附加压力; αi、αi-1—根据矩形长宽比a/b及深宽Zi/b=2Zi/Bc ,
Zi-1/b= 2Zi-1/ Bc查附录G 。
静压桩：a/b=2.2/1=2.2, Zi/b=20查附录G得αi=0.03805;Zi-1/b=13查附录G得αi-1=0.0557;
人工挖孔桩：a/b=1.4/1.4=1, Zi/b=14.3查附录G得αi=0.0367;Zi-1/b=9.3查附录G得αi-1=0.0554;
取nb=1;查附录H得：人工挖孔桩ψe=0.093，静压桩ψe=0.082 ， 取ψ=1 。
7#人工挖孔桩与管桩之间的沉降差为0.17mm，根据《建筑桩基技术规范》，相邻桩基的沉降差
为：0.002ι0=0.002×2300=4.6mm>0.17mm。所以两种不同桩基的沉降差不会对建筑物造成沉降不均
匀的影响。通过上述分析静压管桩与人工挖孔桩混用有其可行性。
第二种情况，据施工方面分析：若全部采用静压桩，即使将与售楼部相接处的边柱桩改为按偏心
考虑，则实际桩边与天然基础相距最窄处为2m左右，并且由于边柱按偏心考虑，桩数必增加在施工
过程势必加大挤土效应对天然基础产生影响，(由于该场地土质空隙较小，所以挤土效应必然大)。同时由于按偏心考虑后，实际的施工距离只有0.6m左右，即使采用边桩机也无法施压管桩，再者承台
必然要加大造价增加，因此全部采用静压桩是不可能的;而挖孔桩边桩可采用1m桩径，施工操作范
围相对不需太大而且对天然基础的售楼部地基影响十分小。所以，可以采用静压管桩和人工挖孔桩混
用，但要注意应先挖桩浇捣桩芯砼待其达到90%以上强度后才能压桩，以防挖孔桩开挖时对静压桩的
持力层产生影响。
第三种情况，从静压管桩与人工挖孔桩之间相互影响分析，本来按上述施工顺序先施工人工挖孔
桩再做压桩，但由于实际施工时考虑挖孔桩问题及桩机在人工挖孔桩面行走的不利，故施工单位采取
了先压桩后挖桩的施工顺序，因而有必要考虑后挖的人工挖孔桩是否对先施工的静压桩的持力层有所
扰动及影响。关于这一问题，我们分为两方面进行分析：即第一方面，7#、28#、40#三根人工挖孔桩的
施工后，在没有受荷载作用下对附近管桩承载力与沉降的影响;第二方面，为7#、28#、40#三根人工
挖孔桩在上部结构开始施工到竣工(即三根人工挖孔桩从零荷载逐步到全部承受荷载)时对附近管桩
承载力与沉降的影响。结合以上两个方面为简化论述，我们不妨抽取7#人工挖孔桩与8#管桩的影响进
行分析(因两桩桩芯距离为2.26m最小，桩端的桩边实际桩距仅0.86m，8#管桩的入土深度比7#人
工挖孔桩深0.27m)。
1、 由于7#人工挖孔桩是全部管桩静压施工以后进行人工开挖的桩，施工过程中，桩端岩土层
不像静压施工或锤击施工过程而出现对桩端持力层产生冲压造成持力层受到扰动。因此，虽然人工挖
孔桩的桩端持力层仅为比较软弱的强风化岩层，但在没有受荷载作用下，桩端持力层由于没有受荷载
作用而产生受压变形，从而不会使8#管桩的持力层产生扰动，因而对8#管桩亦未产生影响。另外，其余的人工挖桩与管桩桩心相距达7m以上，其桩心距大于3D，因此，这些管桩完全不受人工挖孔
桩施工的影响。
2、 当7#人工挖孔桩完全承受上部设计要求的荷载4000KN的情况下对8#管桩的影响分析：
⑴ 由于7#人工挖孔桩和8#管桩的桩底高差不多，其两桩的实际桩芯距为2.26m，桩底的桩
边距也仅为0.86m，其最小桩距小于规范所规定的人工挖孔桩扩底端最小桩中心距为1.5D+1m=4m
的标准(D为扩大头直径)单位m，本工程经设计确定人工挖孔桩直径为1m，桩护壁为0.1m厚，
扩大头直径为2m。
⑵ 对于7#人工挖孔当持力层出现压力荷载(即当桩侧阻力出现极限值后，桩端阻力产生)，其
压力深度影响范围一般达3倍D(扩大头直径)，扩散角为450，此时由于两桩中心距太近，7#人工挖
孔桩的压力泡范围势必会对8#管桩持力层产生影响，当7#人工挖孔桩持力层出现较大的端压力荷载
时，会干扰到8#管桩的持力层，从而带动8#管桩的持力层产生下沉，降低了8#管桩的端承力。
⑶若7#人工挖孔桩在桩侧阻力没有被克服的情况下，桩端阻力便没有出现或者出现的端阻力较小，
此时桩端持力层出现的受压变形较小或不出现，因此在桩端出现的压力泡范围也不大，对于8#管桩桩
端持力层产生的干扰也较小。同时，我们不妨对7#人工挖孔桩的桩侧阻力计算：根据JGJ94-94《建筑
桩基技术规范》混凝土护壁大直径挖孔桩单桩竖向极限承载力标准值：
Quk=Qsk+Qpk=uåψsiqsik lsi+ψpqpkAp
参照前面场地描述中qs的两个极限值(最低与最高)结合查找JGJ94-94规范中粘性土ψsi=1，全风
化岩(参照表中碎石类土)ψsi=(0.8/d)1/3=(0.8/1.2)1/3=0.987，ψp=(0.8/D)1/3=(0.8/2)1/3=0.737。
① 当qs取qs(粘性土)=20 kPa 、qs(全风化)=30 kPa时，Quk=3943.3 kN
② 当qs取qs(粘性土)=20 kPa、qs(全风化)=40 kPa时，Quk=4248.19 kN
根据上述计算，当7#人工挖孔桩日后承受的荷载不大于4000kN的情况下，则7#人工挖孔桩的端阻力
不会出现很大，从而对于8#管桩的桩端持力层不会产生较大的扰动和对承载力产生影响。
本工程类似这一情况的其它桩基，由于7#人工挖孔桩与8#管桩的桩 距为最小，其它桩的桩距相对都比它大，因此对于距7#、28#、40#三根人工挖孔桩10m范围内的其它管桩，人工挖孔桩的施工不会对其承载力和沉降产生影响。
3桩检测结果评述及总结：
最后，经过对人工挖孔桩的超声波和抽芯试验以及管桩的小应变和静载试验，检测结果表明，
人工挖孔桩完整性和强度均符合要求达I类桩，管桩已均为I、Ⅱ类桩，而且经静载的8#桩的总沉降
量只为2mm，I类桩。同时经过定期的沉降观测所得该大楼的沉降较小。运用以上经验，在公司番禺
某新城的江边滩涂地与山岗结合地，采取了类似做法也收到良好的效果。
综合上述的理论及检测结果，笔者认为采用不同桩种的桩基时，只要在对各类桩基的优缺点能
做到充分掌握和了解，结合现场实际地质情况还是可行的。但本文所评述的将静压管桩改人工挖孔桩
也只是基于现场土质较好而且所改的挖孔桩均为边桩(承受的荷载不大)，故而存在一定的局限性，混合桩基础的使用还要根据具体情况采取不同的控制措施。
参考文献
[1] 中国建筑科学研究院主编的《建筑桩基技术规范》，JGJ 94-94中国建筑工业出版社。
[2] 陈富生著《建筑结构设计新规范综合应用手册》，中国建筑工业出版社。
