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摘要：某房地产开发公司拟建的A区高层住宅楼采用沉管夯扩灌注桩．针对此工程试桩与工程桩同时施工能否可行进行了分析。
关键词：沉管灌注桩；施工
一、引言
某房地产开发公司拟建的A区高层住宅楼．设计层高11层．框架结构。基础形式采用沉管夯扩灌注桩，桩径d=400ram．夯扩直径d=700mm，夯扩高d=400mm，有效桩长13．00m。试桩单桩竖向极限承载力标准值Ouk=1340kN，相应工程桩单桩竖向承载力特征值Ra=670kN。桩基施工时应该先施工试桩．试桩检测结果符合设计要求时。方可进行工程桩施工。但开发单位提议：在保证工程质量的前提下，能不能试桩与工程桩同时施工。为此，监理单位、桩基施工单位、检测单位等有关技术人员多次论证分析．试桩与工程桩同时施工能否可行?初步探讨如下：
二、分析
1、夯扩桩的技术特点
夯扩桩是一种利用锤击式或振动式混凝土沉管灌注桩打桩机．在桩身底部利用内管挤扩或重锤夯扩，致使管底部的混凝土夯出管外形成扩大头．再浇灌桩身混凝土．最后形成底端带有扩大头的混凝土沉管灌注桩。它具有施工速度快、成本低、质量可靠、能适应不同条件场地土等特点。
夯扩桩根据其施工设备不同．夯扩方式不同．夯扩次数不同等不同工艺。可分为多种成桩工艺，但最终施工后的基桩工作原理是相同的：就是在成桩过程中．对相较好的桩端地基上强制锤击挤压．改善桩端土的密实度，利用扩大头增大桩端的截面积．尽可能增加桩在工作过程中桩端夯扩头的端承力。提高桩端承力与桩测摩擦力协调工作中的比例。正是由于夯扩桩通过夯扩．形成扩大头增大了桩端截面积．使单桩承载力较大幅度的提高．与同种参数相同的其它灌注桩相比．减少了单位承载能力的材料用量，从而较大幅度地降低工程造价。
2、工程地质条件分析
该场地属黄河冲积平原．做为建筑物地基土的构成主要为第四系全新统沉积物。在勘察揭露深度范围内的地层分布情况自上而下为：
(1)层：杂填土，杂色，松散，湿，含建筑垃圾，土质不均，力学性质较差。
(2)层：粘土，黄褐色，土质均匀．干强度低，韧性低。
(3)层：粘土。灰色，灰褐色，土质很软，干强度低，韧性低。
(3—1)层：粉质粘土，褐灰色，土质不均，上部土质较软，下部土质稍硬．属中偏高压缩性土。
(4)层：粉质粘土，灰色或棕黄色，颗粒较粗，局部为粉砂。
(5)层：粉土，褐黄色，湿，中密，干强度中等，韧性中等。
(6)层：粉细砂，浅灰．褐灰～黄褐色，砂粒含量较高，土质均匀．干强度中等．韧性中等。
依据岩土工程勘察报告提供的岩土工程地质条件以及桩基施工单位试成桩情况分析，(2)、(3)层粘土土质均匀、性质稳定、侧摩阻力变化小，(3—1)、(4)层粉质粘土性质稍差、土质较软，属中偏高压缩性土，(5)层粉土性质稳定、侧摩阻力较大，(6)层粉细砂是良好的持力层，均匀、稳定，虽在个别孔段存在粘土透镜体，但不影响该层土的稳定性。从上述各层土的物理性质分析．地基土的物理性质差异不大．如果同时施工．必须在施工工艺上采取有效措施．针对不同层位特点加以有效控制。
3、施工工艺分析
该区设计要求的施工工艺为沉管夯扩灌注桩．其作用原理属于挤土灌注桩范围。当这种挤土桩用于饱和粘性土地基或是可液化地基．特别是在大面积施工群桩时．极易发生缩径、断桩、砼离析等成桩缺陷。因饱和粘土的渗透系统很小．在瞬时的沉管挤土应力作用下．必然导致土内iL隙水压力的升高。在群桩条件下，桩沉的越多，孔隙水压力累积越高，且短时不易消散。因此土体改变只改变形状而不改变体积．引起桩周土沿桩身隆起变形，将会对相邻的桩产生向上的摩擦力。当其混凝土处于塑性状态时就会发生缩径现象．当处于初凝状态时．就会形成断桩。通过大量调查表明，对粉质粘土层来说．其含水率在20％以下时．对缩颈没有明显影响：含水率超过40％时就会出现桩缩径。且含水率越大。出现缩径、断桩越多。特别是拔管到接近地面时。桩管内砼量少，砼自重小．对土层压力减少，在桩管起拔后，容易将表层土拔起，再加上土层的挤压力。使得已打的桩被拉断。同时挤土效应产生较高的累计孔隙水压力．同样在可液化土层中．在桩管挤土及激振作用下，孔隙水压力迅速提高，地基土迅速发生液化。由于刚浇注的桩身混凝土处于塑性状态．阻力较小。因此孔隙水压力极易通过其桩身消散．引起桩顶出水、冒浆，导致桩身混凝土离析，使强度降低，严重时会使桩身混凝土中的水泥颗粒被冲跑，变成碎石桩。这种由沉打桩管引起的挤土效应．对沉管灌注桩的危害是十分严重的。在省内也曾有采用沉管灌注桩的工程．因发生成桩缺陷质量事故而延误工期，造成重大经济损失。缩径、断桩、离析成为该施工工艺的质量通病而成为困扰国内工程界的一大技术难题。因此．在没有试桩检测结果的情况下，同时施工是不可取的。
3、单桩竖向极限承载力计算
依据工程勘察报告提供的桩极限侧阻力标准值(qsik，qpk)和《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)推荐公式Quk=U∑qsikli+qpkAP计算．以勘探孔10#孔为倹我例．以变更后的桩长11．50m、桩径0．4m、夯扩直径0．70m为据．计算结果为1240kN。不能满足设计要求。
4、试成桩施工情况分析
在该区试桩施工时发现场地地层东西部存在较大差异。西部以粉细砂土层为主，厚度大、沉管困难。个别桩孔沉管至设计孔深时孔底出水、管内涌水。这种现象的发生．除了挤土效应和孔隙水压力因素外．另一个原因是由于内管桩头与外管之间有1cm的间隙．在沉管过程中．有一部分土沿着这一间隙被挤入管内．紧密地包裹在内管下端。当提内管时。管内形成很大的真空．当内管拔离外管上口时会听到较大的气流声，在这种吸力作用下泥水涌人管内。设计部门根据此种情况，确定以锤击数控制桩长的建议．并将原设计桩长13．00m变更为11．00m．避免厚大粉细砂层沉管困难和因锤击数过大(200击以上)导致粉细砂层液化而再进一步管内涌水。
东部粘性土层较厚、软塑，其压缩变形量大、压缩性强，容易形成缩径或断桩。如果在该段施工时拔管速度控制不当，缩径、瓶径质量事故将会发生。拔管速度过快亦可造成缩径、断桩或夹泥，在软塑状态的粘性土中尤为明显。
5、桩基施工队伍、技术装备等基本条件分析
目前，桩基施工队伍专业资质不一、技术装备不等。技术、质量管理水平均有差别。桩基施工队伍老幼不齐．业务知识、专业水平、质量管理能力、施工管理经验的不足．往往导致工程质量事故的发生。因此，人、财、物这一重要因素不能忽视。
三、结论
综上分析，A区地层变异性不可控制．以锤击数确定桩长存在不足．且施工工艺对地层结构又有较大改变．变更后的有效桩长理论计算、单桩竖向极限承载力比原设计值1340kN相差7％，施工队伍的专业水平等诸多方面．不可预见性因素较多。因此，实验桩与工程桩不能同时施工的理由较充分．应遵照设计要求先施工试桩．待取得真实有效的试桩检测数据后再施工工程。
关键词：沉管灌注桩；施工
一、引言
某房地产开发公司拟建的A区高层住宅楼．设计层高11层．框架结构。基础形式采用沉管夯扩灌注桩，桩径d=400ram．夯扩直径d=700mm，夯扩高d=400mm，有效桩长13．00m。试桩单桩竖向极限承载力标准值Ouk=1340kN，相应工程桩单桩竖向承载力特征值Ra=670kN。桩基施工时应该先施工试桩．试桩检测结果符合设计要求时。方可进行工程桩施工。但开发单位提议：在保证工程质量的前提下，能不能试桩与工程桩同时施工。为此，监理单位、桩基施工单位、检测单位等有关技术人员多次论证分析．试桩与工程桩同时施工能否可行?初步探讨如下：
二、分析
1、夯扩桩的技术特点
夯扩桩是一种利用锤击式或振动式混凝土沉管灌注桩打桩机．在桩身底部利用内管挤扩或重锤夯扩，致使管底部的混凝土夯出管外形成扩大头．再浇灌桩身混凝土．最后形成底端带有扩大头的混凝土沉管灌注桩。它具有施工速度快、成本低、质量可靠、能适应不同条件场地土等特点。
夯扩桩根据其施工设备不同．夯扩方式不同．夯扩次数不同等不同工艺。可分为多种成桩工艺，但最终施工后的基桩工作原理是相同的：就是在成桩过程中．对相较好的桩端地基上强制锤击挤压．改善桩端土的密实度，利用扩大头增大桩端的截面积．尽可能增加桩在工作过程中桩端夯扩头的端承力。提高桩端承力与桩测摩擦力协调工作中的比例。正是由于夯扩桩通过夯扩．形成扩大头增大了桩端截面积．使单桩承载力较大幅度的提高．与同种参数相同的其它灌注桩相比．减少了单位承载能力的材料用量，从而较大幅度地降低工程造价。
2、工程地质条件分析
该场地属黄河冲积平原．做为建筑物地基土的构成主要为第四系全新统沉积物。在勘察揭露深度范围内的地层分布情况自上而下为：
(1)层：杂填土，杂色，松散，湿，含建筑垃圾，土质不均，力学性质较差。
(2)层：粘土，黄褐色，土质均匀．干强度低，韧性低。
(3)层：粘土。灰色，灰褐色，土质很软，干强度低，韧性低。
(3—1)层：粉质粘土，褐灰色，土质不均，上部土质较软，下部土质稍硬．属中偏高压缩性土。
(4)层：粉质粘土，灰色或棕黄色，颗粒较粗，局部为粉砂。
(5)层：粉土，褐黄色，湿，中密，干强度中等，韧性中等。
(6)层：粉细砂，浅灰．褐灰～黄褐色，砂粒含量较高，土质均匀．干强度中等．韧性中等。
依据岩土工程勘察报告提供的岩土工程地质条件以及桩基施工单位试成桩情况分析，(2)、(3)层粘土土质均匀、性质稳定、侧摩阻力变化小，(3—1)、(4)层粉质粘土性质稍差、土质较软，属中偏高压缩性土，(5)层粉土性质稳定、侧摩阻力较大，(6)层粉细砂是良好的持力层，均匀、稳定，虽在个别孔段存在粘土透镜体，但不影响该层土的稳定性。从上述各层土的物理性质分析．地基土的物理性质差异不大．如果同时施工．必须在施工工艺上采取有效措施．针对不同层位特点加以有效控制。
3、施工工艺分析
该区设计要求的施工工艺为沉管夯扩灌注桩．其作用原理属于挤土灌注桩范围。当这种挤土桩用于饱和粘性土地基或是可液化地基．特别是在大面积施工群桩时．极易发生缩径、断桩、砼离析等成桩缺陷。因饱和粘土的渗透系统很小．在瞬时的沉管挤土应力作用下．必然导致土内iL隙水压力的升高。在群桩条件下，桩沉的越多，孔隙水压力累积越高，且短时不易消散。因此土体改变只改变形状而不改变体积．引起桩周土沿桩身隆起变形，将会对相邻的桩产生向上的摩擦力。当其混凝土处于塑性状态时就会发生缩径现象．当处于初凝状态时．就会形成断桩。通过大量调查表明，对粉质粘土层来说．其含水率在20％以下时．对缩颈没有明显影响：含水率超过40％时就会出现桩缩径。且含水率越大。出现缩径、断桩越多。特别是拔管到接近地面时。桩管内砼量少，砼自重小．对土层压力减少，在桩管起拔后，容易将表层土拔起，再加上土层的挤压力。使得已打的桩被拉断。同时挤土效应产生较高的累计孔隙水压力．同样在可液化土层中．在桩管挤土及激振作用下，孔隙水压力迅速提高，地基土迅速发生液化。由于刚浇注的桩身混凝土处于塑性状态．阻力较小。因此孔隙水压力极易通过其桩身消散．引起桩顶出水、冒浆，导致桩身混凝土离析，使强度降低，严重时会使桩身混凝土中的水泥颗粒被冲跑，变成碎石桩。这种由沉打桩管引起的挤土效应．对沉管灌注桩的危害是十分严重的。在省内也曾有采用沉管灌注桩的工程．因发生成桩缺陷质量事故而延误工期，造成重大经济损失。缩径、断桩、离析成为该施工工艺的质量通病而成为困扰国内工程界的一大技术难题。因此．在没有试桩检测结果的情况下，同时施工是不可取的。
3、单桩竖向极限承载力计算
依据工程勘察报告提供的桩极限侧阻力标准值(qsik，qpk)和《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)推荐公式Quk=U∑qsikli+qpkAP计算．以勘探孔10#孔为倹我例．以变更后的桩长11．50m、桩径0．4m、夯扩直径0．70m为据．计算结果为1240kN。不能满足设计要求。
4、试成桩施工情况分析
在该区试桩施工时发现场地地层东西部存在较大差异。西部以粉细砂土层为主，厚度大、沉管困难。个别桩孔沉管至设计孔深时孔底出水、管内涌水。这种现象的发生．除了挤土效应和孔隙水压力因素外．另一个原因是由于内管桩头与外管之间有1cm的间隙．在沉管过程中．有一部分土沿着这一间隙被挤入管内．紧密地包裹在内管下端。当提内管时。管内形成很大的真空．当内管拔离外管上口时会听到较大的气流声，在这种吸力作用下泥水涌人管内。设计部门根据此种情况，确定以锤击数控制桩长的建议．并将原设计桩长13．00m变更为11．00m．避免厚大粉细砂层沉管困难和因锤击数过大(200击以上)导致粉细砂层液化而再进一步管内涌水。
东部粘性土层较厚、软塑，其压缩变形量大、压缩性强，容易形成缩径或断桩。如果在该段施工时拔管速度控制不当，缩径、瓶径质量事故将会发生。拔管速度过快亦可造成缩径、断桩或夹泥，在软塑状态的粘性土中尤为明显。
5、桩基施工队伍、技术装备等基本条件分析
目前，桩基施工队伍专业资质不一、技术装备不等。技术、质量管理水平均有差别。桩基施工队伍老幼不齐．业务知识、专业水平、质量管理能力、施工管理经验的不足．往往导致工程质量事故的发生。因此，人、财、物这一重要因素不能忽视。
三、结论
综上分析，A区地层变异性不可控制．以锤击数确定桩长存在不足．且施工工艺对地层结构又有较大改变．变更后的有效桩长理论计算、单桩竖向极限承载力比原设计值1340kN相差7％，施工队伍的专业水平等诸多方面．不可预见性因素较多。因此，实验桩与工程桩不能同时施工的理由较充分．应遵照设计要求先施工试桩．待取得真实有效的试桩检测数据后再施工工程。