某项目人工挖孔桩设计疑问

徐珂,2010年5月3日

   1、 根据国家现行各类结构规范中总则的第一条要求,结构设计应遵循“技术先进、安全适用、经济合理、确保质量”原则,基础设计应以此原则为基准,在同样可以实现上部结构安全的前提下,应选择经济造价较低的设计方案。

   2、 《建筑地基基础设计规范》中总则除上述原则外,还包括“保护环境和节约资源,根据岩土工程勘察资料,综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素,精心进行基础设计”。从节约角度出发,不宜将已有的填料挖出进行二次填埋工作。

   3、 如果采用附件所述第一种基础方案,在分类上属于换填垫层法,其适用于浅层地基置换,常用于轻型建筑或建筑物局部存在松软土层时,换填深度一般控制在3米以内较为经济,超过3米时应考虑其它地基处理方案或加深基础埋深。换填垫层法在施工时需要严格质量控制才能保证换填土层的质量,而本工程换填深度最大达30米,如何控制施工质量难以预料,建成后30米换填层的自然土层沉降也会影响上部建筑物主体结构安全。

   4、 如采用附件所述第一种方案中的桩基础存在一定安全隐患,前述第3点的换填层土层自然沉降会对桩基础产生负摩阻,即土层对桩产生向下拉力,增加桩身承载能力要求,这在设计中是否予以考虑,按照以往经验,回填土的负摩阻系数约为10kPa,30米桩长0.8米桩径的下拉力约为750kN,由于近30米换填层的沉降是个长期作用,没有较为成熟的计算经验可以借鉴,如何确定负摩阻不能简单套用规范或其它工程经验。

   5、 规范中虽然提到人工挖孔桩的深度可以达到30米,但应结合场地土质特点看是否可以实施,因为人工挖孔桩需要人员进入孔内进行施工,深度较深时存在较大的安全隐患,首先是塌孔危险,其次是落石伤人危险,当深度较深时还需要提供换气设备提供氧气,在北京地区的情况是,人工挖孔桩宜控制在10米以内,超过10米时应报相关部门批准并加强安全措施后方可实施,由于北京机械化程度较高,除特殊情况外,现已较少采用人工挖孔桩施工方案。

   6、 人工挖孔桩施工对地下水位有较高要求,而本工程换填层处于深沟范围内,可以汇集周边场地雨水进入深沟内,人员难以在较深孔内作业,而项目位于我国南方多雨地区,施工可行性有待商讨。如果换填层质量不能达到压实要求时,填土层内可能存在较多土层颗粒淘空现象,在浇筑混凝土时可能导致浇筑水泥流失,影响桩身质量,不能保证基础承载力要求。

   7、 桩基础设计时应注意桩端持力层选择,根据附件所述,沟深28米,桩长30米,则桩端进入原天然土层仅2米,不符合桩基础设计原则,桩基不能起到相应效果,原则上应增加桩长。