周口市某工程桩基方案比较研究

马艳 王荷林

【摘要】以周口市某辅楼建设为例，探讨了如何结合当地地质情况、施工工艺、施工设备、周围环境，合理的选取桩基方案，从施工难易程度、确保成桩质量、环境保护及施工工期等方面进行分析，分析表明本工程采用预应力管桩是最优方案，为周口地区类似工程提供了經验与参考依据。

【关键词】工程桩基；方案；研究

1、工程概况

拟建的工程位于周口市文昌大道东段，与已建成的艺术楼相连。主楼地上2层，局部4层，无地下室，主体结构为框架结构，建筑高度为22.15米，室内外高差为2.25米，基础埋深1.5米，经计算单柱荷载标准值4800KN。

场地地形较为平坦，地貌单元属黄、淮河冲积平原。由该工程岩土工程勘察报告可知，该地下水埋深3.60～3.80m，属第四系松散土类孔隙潜水类型，地下水位的变化，主要接受大气降水入渗、地下侧向径流补给，消耗于蒸发、地下侧向径流排泄及人工开采地下水，随季节变化而变化，年变幅2.50m左右。历史最高水位-1.00m，近5年最高水位-1.20m，抗浮水位-1.00m。场地土自下而下各土层的力学特征如表1、表2：

由表2得知，第②、③层为中等偏高压缩性土，第④层为中等压缩性土，第⑤层为低压缩性土。

2、桩基承载力计算及桩基选择分析

拟建建筑基础埋深-1.5米，根据建筑物上部荷载情况及场地岩土工程条件，大部分基础底面坐落在第①层杂填土上，该层均匀性差，结构性差，未经处理不宜直接作为地基持力层，需进行处理。由于本工程施工场地狭小，且与已建成的艺术楼相连，考虑到周围建筑基础稳定性、施工方便、噪音及环境污染等综合因素，本工程可采用CFE桩复合地基和预应力管桩。

2.1 CFG桩复合地基承载力计算

若采用CFG桩复合地基，可选第④层粉土层作为地基持力层。CFG桩复合地基单桩承载力及复合地基承载力特征值由载荷试验确定。初步设计时单桩竖向承载力估算参数列于表3。

依据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012），第7.1.5-2条及第7.1.5-3条公式 ，基础埋深按-1.50m，桩径按400mm，有效桩长按10.00m，以第④层粉土层作为桩端持力层。估算单桩竖向承载力特征值Ra=280.5kN，fcu≥4× =4× =8040kPa。按1.5×1.5m布桩，面积置换率m=0.055，CFG桩复合地基承载力特征值： spk=

fspk=0.8×0.055× +0.9（1-0.055）×100=183.3kPa。采用CFG桩复合地基承载力能满足4F局部2F建筑物上部荷载的要求。

CFG桩复合地基各土层的压缩模量为：第②层Esp=12.28MPa；第③层Esp=8.71MPa；第④层Esp=19.14MPa。

2.2预应力管桩承载力计算

采用预应力管桩可选第④层粉土层作为桩端持力层。预应力管桩单桩竖向极限承载力标准值由载荷试验确定，初步设计时单桩竖向极限承载力标准值，估算参数列于表4。

2. 2. 1单桩竖向极限承载力标准值估算

依据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第5.3.5公式： ，静压桩有效桩长采用10.00m，桩径采用400mm，计算单桩竖向极限承载力标准值为812 kN。

2.3桩基选择分析

CFG桩是排土桩，在成桩时如果提升过快、施工过程控制不好，容易出现缩径、断桩、夹芯等现象，对周围建筑物、道路、管线造成不利影响，另外CFG桩在施工完成28天后才能进行承载力检测，不利于缩短工期。预应力管桩施工，无振动，无噪音，对周围环境无污染，且施工10天后即可进行承载力检测，大大缩短了施工工期。

通过上面的计算分析，CFG桩及预应力管桩均可作为本工程地基处理方案，但该工程为已建成投入教学的艺术楼的辅楼，施工时不能影响正常教学，且艺术楼下埋有满足教学的弱电管线及给排水管道，所以从施工难易程度、确保成桩质量、环境保护及施工工期来讲预应力管桩更适合。

结论

以上从施工难易程度、确保成桩质量、环境保护及施工工期等方面进行了比较分析，分析表明预应力管桩、CFG桩复合地基均可应用于本工程，但是考虑到周围建筑物及教学，建议优先采用预应力管桩，施工过程中对艺术楼基础沉降进行观测确保工程在最大限度保护教学正常进行的前提下安全施工。