黄河三角洲地区桩基选型与设计

张云海 张新鑫 周 清

山东省滨州市滨城区位于黄河三角洲腹地，黄河冲积平原的上缘。随着经济的发展，城市中各类高层、小高层、多层建筑拔地而起，作为建筑物的基础部分往往在整个建筑物投资中占据了很大的比例。

由于滨州的地质特点，高层、小高层、多层建筑的基础往往采用桩基础，因此，如何选择合理的桩基础形式，对于保证安全，节约投资、降低造价起着举足轻重的作用。这就要求我们设计人员对每个建筑物的勘察报告进行仔细分析，选择一个最优化的基础方案。

表1 桩的侧阻力和端阻力极限值

滨州市格林春天住宅小区是一个有高层、小高层、多层住宅的小区而且是滨州的第一个高档、模范小区。其中1号、5号、7号楼为17层剪力墙结构住宅;2号、3号楼为7层框架异型柱—剪力墙结构住宅;4号楼为6层砌体结构住宅;6号楼为8层短肢剪力墙结构住宅;8号、9号楼为11层剪力墙结构住宅。

该小区住宅结构形式多样，如果采用同一种桩型，势必会造成浪费。我们结合地质资料以及结合我市实际，通过比较造价，对这几种结构形式分别选取了不同的桩型。根据地质资料提供桩的侧阻力和端阻力极限值见表1。

对于1号、5号、7号楼剪力墙结构住宅，根据勘察报告采用桩径为500mm的预制管桩，可选桩长有:以第⑨层土(粉土)为桩端持力层桩长21.5 m，单桩承载力特征值Ra=920 kN;以第○11层土(粉土)为桩端持力层桩长27 m，单桩承载力特征值 Ra=1140 kN，以1号楼为例:采用21.5 m桩，约需要桩数225根;而采用27 m桩，则需要工程桩182根。从桩本身而言，两种方案总的工程桩总米数量相当，但我们分析一下，采用21.5 m桩为需布置承台，所布承台厚约为1200mm，并且配筋较大。而采用27 m桩为墙下布桩，很多仅需构造配筋，造价能降低不少，因此，我们选用27 m桩。

另外如采用400mm×400mm的预制方桩，单桩竖向承载力特征值为1160 kN;通过比较两者的造价来对比:预制方桩(选用省标图集04G361)价格为1000元/m3(即160元/m);而预制管桩(选用省标图集06G407)为141元/m(以上价格均包括压桩)。对于单桩承载力相差不多的情况下，管桩是经济的。

对于8号、9号楼剪力墙结构住宅，根据地质资料，以第⑦层土(粉土)为桩端持力层桩长16.5 m，如采用350mm×350mm的预制方桩，单桩竖向承载力特征值为600 kN;如采用桩径为500mm的预制管桩，单桩竖向承载力特征值为690 kN;如采用桩径为426mm的静压扩底灌注桩，两次夯扩(H1=4 m，h1=2 m，C1=0.2 m;H2=3 m，h2=1.5 m，C2=0.2 m)单桩竖向承载力特征值为710 kN，通过倒荷计算，预制方桩承载力太小，不满足要求。只有在预制管桩和静扩灌注桩中选择。两种桩型的承载力相差不多，通过比较两者的造价来对比:静扩灌注桩价格为660元/m3(即每根桩为(16.5+4+3)×3.14 ×0.2132×660=2210 元/根)，而预制管桩(选用省标图集06G407)为141元/m(即每根桩为16.5×141=2326.5元/根)。对于单桩承载力相差不多的情况下，静扩灌注桩是经济的。

对于6号楼短肢剪力墙结构住宅，根据地质资料，以第⑦层土(粉土)为桩端持力层桩长16.5 m，如采用350mm×350mm的预制方桩，单桩竖向承载力特征值为600 kN;如采用桩径为400mm的预制管桩，单桩竖向承载力特征值为520 kN;如采用桩径为426mm的静压扩底灌注桩，两次夯扩(H1=3 m，h1=1.4 m，C1=0.2 m;H2=3 m，h2=1.4 m，C2=0.2 m)单桩竖向承载力特征值为620 kN，通过倒荷计算，预制管桩承载力小，不满足要求。只有在预制方桩和静扩灌注桩中选择。通过比较两者的造价来对比:静扩灌注桩价格为660元/m3(即每根桩为(16.5+3+3)×3.14×0.2132× 660=2115.5 元/根)，而预制方桩(选用省标图集04G361)为141 元/m(即每根桩为 16.5 ×141=2326.5 元/根)。对于单桩承载力相差不多的情况下，静扩灌注桩是经济的。

对于2号、3号、4号楼，根据地质资料，以第⑤层土(粉土)为桩端持力层桩长11 m，如采用300mm×300mm的预制方桩，单桩竖向承载力特征值为310 kN;如采用桩径为400mm的预制管桩，单桩竖向承载力特征值为330 kN;如采用桩径为377mm的静压沉管扩底灌注桩，两次夯扩(H1=2.8 m，h1=1.4 m，C1=0.2 m;H2=2.2 m，h2=1.0 m，C2=0.2 m)单桩竖向承载力特征值为330 kN，通过比较两者的造价来对比:静扩灌注桩价格为660元/m3(即每根桩为(11+2.8+2.2)×3.14 ×0.2132×660=1504.3 元/根)，而预制管桩(选用省标图集06G407)为95元/m(即每根桩为11×95=1045元/根);预制方桩(选用省标图集04G361)为820元/m3(820×0.3 ×0.3×11=811.8元/根)，并且如果采用预制方桩，承台梁可以减小。所以采用预制方桩是经济的。

通过以上不同桩型的设计，我们节约了造价，得到了甲方的好评。桩基设计是一个复杂的过程，对于不同结构的建筑，我们设计人员一定要考虑到每一个环节，统筹兼顾，从各方面使之合理化。好的设计不仅仅是要保证建筑物安全，更要使设计经济合理。

［1］ 刘金波.建筑设计桩基技术规范理解与应用［M］.北京:中国建筑工业出版社，2006.

［2］ 杨 星.《PKPM》结构软件从入门到精通［M］.北京:中国建筑工业出版社，2005.

［3］ JGJ-2008，建筑桩基设计规范［S］.

［4］ 梁 力，李 鑫，李 明，等.预制混凝土桩体抗扭设计及试验［J］.建筑科学与工程学报，2009，26(2):87-91.

［5］ 贾志杰.新型预制螺旋桩受力特性数值分析研究［D］.沈阳:东北大学资源与土木工程学院，2006.