补桩原则及补桩后桩及承台的设计验算方法.pdf

补桩原则及补桩后桩及承台的设计验算方法 一．断桩现象发生的通常原因及应对办法 采用预应力管桩的工程常常会出现断桩的现象，工程实践中常见的断桩原因及应对办 法如下： 1.软硬突变且岩面倾斜 持力层为坚硬的基岩，桩端进入持力层时存在软硬突变现象，且岩面倾斜较为严重， 无论是锤击桩还是静压桩，这类场地的断桩率都很高，通常达 30％以上，应尽可能避免采 用预应力管桩基础。典型的场地为岩溶地区，即石灰岩地区，其特点为石灰岩基本无风化现 象，即没有全风化、强风化、中风化之分，直接为微风化状，强度达 40～50MPa 以上；但存 在严重的地下水溶蚀现象，故常见较多的溶洞、土洞发育；由于基岩处通常有较为丰富的地 下水冲蚀，故上部土层愈接近岩面则愈软，承载力也愈低，甚至存在空洞 （土洞）。因此， 基岩面以上没有渐变的缓冲土层，“软硬突变”现象严重，且岩面非常陡峭 （可以类比一下 云南的石林），故会产生高的断桩率是不难理解的。我司设计的工程属该类场地的有：时代 的白云永泰倚云小镇项目，中海的南海千灯湖项目，中海的金沙洲项目等。 2．软硬突变 持力层以上无硬度渐变的缓冲土层，如普通的土层直接进入中风化，淤泥、松散砂层 直接进入强风化等，则容易发生断桩现象。应对措施应因地制宜，不同情况区别对待，如顺 德的粤鸿基项目，淤泥质土直接进入强风化，锤击桩断桩较严重，改为静压后则明显改善； 时代狮山项目，山地建筑，采用锤击预应力管桩，设计要求收锤标准为最后三阵平均贯入度 3 公分左右，施工时 300 管桩用 50 锤，局部地段断桩率较高，施工单位反映桩到达持力层 后贯入度急速下降，如前 1 阵 （10 锤）贯入度为 50mm，第 2 阵贯入度马上减为 10mm 以下， 第 3 阵则已发生断桩，这时，可将收锤标准改为最后一阵的贯入度达到 20mm 即可，可尽量 避免断桩，且桩承载力也基本不会影响，当然采用 400 的管桩也可减少断桩的几率，桩长较 短的情况下对造价也不会有大的影响，另尚应注意采用较重锤时要 “重锤低击”。若采取措 施也不能避免高断桩率，则应考虑其他的基础形式；若采取措施后已将断桩控制在非常有限 的范围，则对个别的断桩的位置采用补桩处理。 3．存在孤石或硬夹层、硬块体等 当孤石或硬夹层、硬块体较多较普遍时，易造成较高的断桩率，不宜采用预应力管桩 基础，我司设计的工程属该类场地有：保利的科学城 P2P3 项目 （科学城地质普遍存在较多 的孤石），南湖桃源山庄项目的采石坑部位 （回填土中存在大量的块石），中海金沙洲的部分 位置 （在石灰岩与砂质岩交接处可能因两种地质相互交错挤入，致使地质中可能含坚硬的石 灰岩块体）；注意，当含块石的回填土较为松散时，也可能因块石较易挤开而不会断桩，如 惠州的珠江湾项目；仅个别部位存在孤石或硬夹层、硬块体，而不会导致较高的断桩率时， 则可对断桩部位采用补桩处理。 4．锤击过度 进入或接近坚硬的持力层后仍过度锤击，不注意控制锤高或贯入度控制过严，而同时 桩身质量又不是太好时，容易发生断桩。这种情况要注意要求接近收锤时需 “低锤密击”， 并将贯入度适当放宽，以尽量减少断桩率，对个别的断桩部位则采用补桩处理。 二．补桩的原则 1．保证新补的桩不与断桩相碰 如当补桩与断桩净距为 200mm 时，在满足规范不大于 1%倾斜率的前提下，可保证 20m 以内的新补桩与断桩不相碰，其余可依此类推，但一般最小净距不宜小于 200mm。注意一般 1 不再考虑断桩的承载力贡献。 2．尽量减少补桩后桩承载力中心与竖向构件重力荷载中心的偏心 因大多情况下都很难保证补桩后桩承载力中心与竖向构件重力荷载中心完全重合，故 只能说是尽量减少偏心，当偏心较大时，离重力荷载中心较远桩的利用率较低，这时须保证 受力最大的桩仍能满足规范要求。 三．补桩后桩承载力的验算 按广东省标准 《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）式 （10.2.1-2）计算偏心 竖向力作用下的最大单桩轴力，按广东省标准 《广东省实施高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ3-2002)补充规定》第 11.0.5 条验算其分别在竖向荷载效应标准组合、竖向荷载与风 荷载效应标准组合及竖向荷载与地震作用效应标准组合下，单桩承载力是否符合相关的规 定。举例如下： 某 4 桩台补桩的情况如图 1 所示，假定单桩承载力特征值为