在上海地区地基土多半为第四纪沉积物，主要含粘性土、粉性土和砂土。⑦层砂土在上海地区分布广泛，埋深适中，密实，承载力较高为上海地区18-33层高层桩基础的较好持力层。

 

　　而在上海外环三林地区则存在⑦层粉砂被细分为7-1层砂质粉土和7-2层粉砂，同时7-1层土层厚薄变化剧烈，故以7-2层粉砂为持力层好但预制桩沉桩可行性则非常重要。

 

　　山林地区某项目场地，位于上海地区滨海平原型古河道沉积地段，按地层沉积时代、成因类型及物理力学性质指标的差异，自上而下可分为8个主要层次，其中⑤层划分为3个亚层、⑦层划分为2个亚层。(各土层主要特性见表1)。

 

　　1)预制桩可行性与施工控制

 

　　本场地内拟建13栋24-33层高层住宅，适应的桩基持力层为⑦1和⑦2层，而各栋号地基范围内⑦1厚度由0到18m厚，起伏非常大，单栋楼号则存在一侧缺失一侧数米厚的情况，故从工程性能和经济性考虑最佳持力层则为⑦2层，而以⑦2层持力层最大问题则是穿越厚且较密实的⑤2粉砂和⑦1层砂质粉土。(场地中某孔位静力触探成果图详见图1)

 

　　为验证沉桩可行性，故设置三组工程前试桩，含锚桩共15根，选用PHC500管桩、桩长为43-44m，分别选择三个有代表性孔点附近。经过试打，一组桩可顺利沉到设计设计标高，而另二组均进入持力层，未达设计标高约0.2-0.5m；施工单位选用10.0t柴油锤，各桩总击数为388-1133击，桩身低应变检测合格，静载荷试验满足设计估算值。虽然由此可基本确定PHC预制混凝土管桩以⑦2层持力层的设计方案基本可行，但同时也表明场地土差异性较大，不排除在个别区域施工较困难的可能。

 

　　设计完成后，桩基础施工之初就出现了分化的情况，有楼号沉桩顺利，也有楼号起始数根桩就沉桩困难；由勘察报告来看已开始施工而沉桩困难的区域尚不属预估最困难区域。后现场了解到施工方更换为6.2t柴油锤，已施工桩的总击数约为1000-1500击与施工前情况差异较大，另参考一般情况下柴油锤冲击体重量不小于成桩桩重比不小于0.5经验公式须选择8.0t锤，故要求调整为8.0t柴油锤。更换锤后，施工情况改善明显。

 

　　建设方为确保施工质量和可靠性，特邀请有关专家组织会议研讨优化方案，议定：a.鉴于场地特性，持力层为粉砂层，桩端阻力占总承载力约30%-35%，以设计标高为主控制指标，同时参考勘察报告土层剖面以最后贯入度为参考性指标：b.考虑选用锤重大，冲击能量大，沉桩击数多的情况要求严格控制桩身质量，加强桩厂养护以及出厂时间控制，而针对个别特别困难区域则调整最上截桩壁厚由100改为120；c.施工过程中加强控制送桩垂直度，增加桩垫等施工措施。

 

　　桩基施工完成后，单栋建筑下未达标高(含个别碎桩头情况)占总桩数的比例最高为18%，整片场地未达标高(含个别碎桩头情况)占总桩数的比例在5%以内。低应变检测合格率为100%，1类桩比率约为93%。

 

　　2)桩基础经济性比选

 

　　关于建筑物基础方案的经济性比较，应将桩基础与筏板基础同时考虑。在预制桩可行的情况下可剔除钻孔灌注桩方案。预制桩则可分为预制钢筋混凝土方桩、预应力混凝土空心管桩以及预应力混凝土空心方桩。考虑本工程所采用桩长在40m左右且预制方桩(实心)挤土效应较空心桩严重，故只将预应力混凝土空心管桩和空心方桩纳入进一步比选范围。本工程系住宅楼，开间尺寸为2.8m和3.3m且为33层高层住宅。在初步验算各开问仅在角部布置桩时无法满足承载力情况下可剔除φ600预应力管桩，因其必然有部分桩须布置在各开间中间位置而导致筏板经济性不佳。因此重点针对500直径预应力空心管桩PHC500与450边长预应力空心方桩HKFZ450的比较。以3号楼为例，第一方案若选用预应力混凝土空心方桩时，工程桩为HKFZ-AB450(250).42，桩端标高为-42.5m，持力层为7-2粉砂层，工程桩竖向抗压承载力设计值为2800KN；总桩数为169根。最小布桩间距为1.35m，墙下轴线桩。筏板面积约为600m，筏板厚度取为1000mm，钢筋量估算为92t。第二方案选用预应力混凝土管桩时，工程桩桩型为PHCAB50010042，桩端标高为-42.5m，持力层为7-2粉砂层，试桩竖向抗压承载力设计值为2500KN；总桩数为177根。最小布桩间距为1，5m，墙下轴线桩。筏板面积约为600mz，筏板厚度取为1400mm，钢筋量估算为100t。由此方案经济性主要由桩型总计算：HKFZ450，169×42×150=106.47万和PHC500177×42×115=85.49万；由此可确定最合理桩型应为PHC(φ500)管桩。

 

　　3)项目后评价

 

　　在该项目的基础设计施工完成后，回顾总结本项目设计经验如下：

 

　　a.上海因地质情况普勘工作较好且上海一般场地土层起伏小故99版上海规范在勘探孔间距较国标宽松。DGJ08-11-1999第3.3.3条，“建筑工程勘探孔应按建筑物周遍或柱列线布置，间距应为20-35m；对宽度大于35m的高层建筑，其中心宜有勘探孔”，而高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-2004第4.1.2.条，“单栋高层建筑的勘探点数量，对勘察等级为甲级的不应少于5个，乙级不应少于4个”。但三林外环线场地起伏较大，且沉桩困难更须持力层层面标高较准确可协助确定桩基的施工中异常桩的处理措施，本工程采用之字形布孔导致施工过程数次进场补勘故对于高层建筑在此区域应严格执行高层建筑岩土工程勘察规程的要求。

 

　　b.场地建筑间距小且中部布置一个地下车库，整片场地布置36.5-40m左右长桩2305根，24m短桩1077根，整片场地挤密较多。由工程前工程后试桩情况也可表明，见表2。

 

　　对于持力层为粉砂的情况，整片场地加密效应明显，预估实际沉降量应比计算沉降量小不少。在日常工作中应注重收集相关工程的沉降资料，以便其他类似工程设计中修正沉浆经验系数使用。

 

　　c.对于须穿越Ps在10MPa以上厚土层时，须选用锤击施工法，若采用静压桩则会出现很多无法压到标高的桩。在本次施工过程中，1#楼前期采用锤击法，施工过程正常，桩可沉至设计标高，但因社会原因完成部分桩后须修改为静压法，经过数次试压，最终修改桩长将持力层由⑦2粉砂层改为⑦1粉土层，即使修改后未达标高桩比率仍偏高。(参见图2)

 

　　1#楼锤击桩(37.0m)共26根，未到标高桩数为零，而静压桩(34.0m)共164根，未到标高桩数为38根，压机油压表读数为5000KN左右，由此表明压桩方法对施工可行性影响重大。同时施工过程中须采取跳打、控制打桩间歇、预钻孔等多种措施来保证沉桩到位。

 

　　参考文献：

 

　　[1]史佩栋主编，实用桩基工程手册，中国建筑工业出版社，2003