对天津市软土地层桩基工程的分析

对天津市软土地层桩基工程的分析

王占功,王阳

中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司  陕西 西安710000

摘要：本文以天津市为例，通过八个工程实例，提出了一些对软土地区桩基工程粗浅的认识和体会，希望能为天津市及沿海地区的同行们提供一些参考。

关键词：桩基工程；桩基检测；软土；

引言：天津市地处于软土地区，浅部地层以黏性土（素土、黏土及粉质黏土）、淤泥、淤泥质土及粉土为主。天津市地下水基本为咸水，既不能灌溉更不能饮用，故浅层水基本没有开发利用（近十几年来地下热能电泵开发了少量地下水）。天津市区地下水位埋深约1.6m，给工程建设增加了难度。另外浅层淤泥、淤泥质土使天然地基、浅层地基处理难上加难。随着近十几年来多、高层建筑日益增多，桩基工程、基坑支护工程比比皆是。本文通过八个工程实例（详见表1），简述如下：

表1工程项目统计表

1 黏性土对桩基础上部地层稳定作用“非凡”

天津市地层中的黏土在天然地基中，曾发挥了巨大的作用，而今在桩基工程的基坑开挖过程中，对基坑的稳定同样最用“非凡”。

表1中工程五、六、七、八中，地下车库的面积均超过1.5万平方米，一般车库占总面积的20%左右。表1中前七项工程上部地层均属于黏性土，基坑埋深均超过3.5m，各工程主楼大部分采用桩基础。

施工（二～七）六项工程时，地库均在黏性土中开挖，而且坡可以放的很陡，详见表1中第⑤项。从表1中可以看出，坡几乎都近直立，而且地基土也是稳定的，其原因有三：第一，因为主楼均由桩基承重，桩对周围土有了阻隔作用，相当于简易帷幕；第二，原地基土是各行政区的工业所在地，原厂房与办公楼均不高，为天然地基，基础地基已压实多年，起到了稳定作用；第三，黏土对基坑稳定性作用“非凡”，这里说的“非凡”是指黏土是在承重和隔水方面起了决定性作用，它对坑壁稳定能起关键因素。

表1中的第一项工程分为二期，一期为7栋住宅楼，二期为1栋住宅楼，地下一层，车库四万平方米，主楼基础为高应力预制管桩。因顶部有3米以上的黏性土，给管桩施工提供了很好的作业面，也对基坑的稳定性起了主要作用。拟建物西侧8米处，有一栋六层住宅（三十年前建的），其采用天然地基，怕影响这栋楼，事先在楼角布置了2个沉降观测点，并且在西侧，施工返“凹”形止水帷幕，外边是格构式搅拌桩，里面是预制桩。帷幕长度是整楼的三分之一，基坑东、南、北三个方向为开放式抽水。基坑开挖深度4米，周围新老楼均为六层，天然地基。地库没有穿过这层黏土，也就是说基坑四周和底部都是稳定的黏土，像个方筒一样牢牢把基坑稳住。（地下水在黏土中流动速度约为1mm/昼夜）。

2 桩基参数的变化对沉降的影响很大

泰来项目二期（表1中第二项）各栋主楼的桩基础桩数均为80余根。设计桩基时，采用的侧摩阻力在勘察单位提供参数的基础上提高了5%。桩基工程结束后，桩基检测结果显示，三栋22层楼的单桩最大静载沉降值分别为：16.58mm、15.19mm、13.84mm；拟建物竣工后最大沉降值分别为23.8mm；23.4mm；22.1mm。周围附近两个工地（表1中三、四项），其单桩沉降值均在10mm左右，而本工程为15mm左右，差值5mm左右，其影响程度可达三分之一。

怡园里项目（表1中第一项），拟建物基础为预制桩，原设计桩径为500mm，试桩时改为400mm，桩长与桩数不变。三根试桩单桩静载沉降值均小于10mm，最大荷载1100kN，满足设计要求。工程竣工后主楼沉降最大值70.68mm，最小30.18mm，平均50.59mm，沉降量偏大。

千喜花园（表1中第六项），灌注桩基础，采用了后压浆施工，桩径600mm，桩长52m，这五栋楼桩基的单桩最大沉降平均值为19.56mm；另外一栋楼因临近地铁，施工时桩径变更700mm，桩长52m不变，其单桩最大沉降值为15.58mm，二者沉降相差3.98mm。基于对比分析，设计单位为了保证工程的整体性，防止不均匀沉降，将前者的桩数增加了10%，建筑物最终沉降在31.3～38.4mm之间，平均为34.14mm，而后者最终沉降为35.4mm，沉降相差1mm，达到了设计要求。

3 桩基设计及检测中两个“二倍关系”的探讨

表2沉降统计表

表2中的四个灌注桩工地（三～六项工程）的建筑物为18层至34层高层，一般来说，单桩静载值极限值的50%做为拟建物基桩设计承载力的依据，这是第一个“二倍关系”（指荷载）；拟建物的最终沉降值与单桩静载沉降值对比，即表2中③沉降比值，这是第二个“二倍关系”（指沉降）。

从表1中第一、四、七、八项工程，桩基础均采用了预制管桩。其中第四项盛泰嘉园的四栋多层采用的预制管桩桩长为14m及15m，桩经400mm。第七项喜峰嘉园5栋18层、2栋11层、4栋8层，管桩桩径400mm～600mm，桩长22m～35m，18层沉降比值为1.27；11层沉降比值为0.99：8层沉降值比为1.05；综合沉降算术平均值是1.04。第八项津贸公寓：新建7栋9层公寓楼、1栋4层公寓楼（7#楼），其中的四栋无地下室，三栋位于最南面，面临马路，中间一栋为4层（7#楼）。因场地地处飞机场附近，建筑高度控制在43.5m以内，复式结构，层高4.8米。另外四栋楼有地下两层车库，其地下车库面积为1.6万方米。本工程有5栋18层公寓楼采用了采用预制管桩基础，这在软土地区是比较少见的，一般天津软土地区经验：11层以下采用管桩为宜，12层以上采用灌注桩为宜。

原因是受静压桩设备配重的限制，预制管桩的直径及桩长均小于灌注桩，使得单桩承载力提供有限。

结语：通过以上工程的分析，在表2（③沉降比值）2.12～2.41的基础上，再减少工程桩的桩数，将比值提高到3.0左右，这样既不影响工程质量，还可以节省造价。