人工挖孔桩施工相关规范的应用

２００８年１２月 第３７卷　增刊 施　工　技　术 ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 人工挖孔灌注桩施工相关规范的应用 赵　刚 （重庆华宇物业集团有限公司，重庆　４０００３０） ［摘要］桩基础涉及的规范多，且出台时间不同，因此在实际 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 套用中会出现一些差异。结合各规范中的表述，从 桩位允许误差、桩顶标高、桩与承台的连接、桩笼钢筋的箍筋加密、桩基的检测以及桩孔基岩取样等方面介绍了人 工挖孔灌注桩施工中相关规范的应用。只有将这些规范融会贯通，才能正确地指导 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、施工、检测等工作。 ［关键词］人工挖孔灌注桩；规范；应用 ［中图分类号］ＴＵ７１１　　　　［文献标识码］Ａ　　　　［文章编号］１００２８４９８（２００８）Ｓ１０１７５０３ ＣｏｒｒｅｌａｔｉｖｅＳｔａｎｄａｒｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭａｎｕａｌＨｏｌｉｎｇＰｏｕｒｉｎｇＰｉｌｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＺｈａｏＧａｎｇ （ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＨｕａｙｕＰｒｏｐｅｒｔｙＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　４０００３０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｈａｓｍａｎｙｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅｓｔａｎｄａｒｄｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｎｖｅｉｌｉｎｇｔｉｍｅ，ｓｏｉｔｃａｎｉｎｄｕｃｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｉｆｆｅｒ ｅｎｃｅｓｉｎａｃｔｕａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｔｈｅｉｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｍａｎｕａｌｈｏｌｉｎｇｐｏｕｒｉｎｇ ｐｉｌｅａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｇｕｉｄｅｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｏｒｒｅｃｔｌｙ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅａｌｌｏｗａｂｌｅｅｒｒｏｒｏｆｐｉｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｅｌｅ ｖａｔｉｏｎｏｆｐｉｌｅｔｏｐ，ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｏｆｐｉｌｅａｎｄｐｉｌｅｃａｐ，ｓｔｉｒｒｕｐｄｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎａｎｄｂｅｄｒｏｃｋｓａｍｐｌｉｎｇ ｏｆｐｉｌｅｈｏｌｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｎｕａｌｈｏｌｉｎｇｐｏｕｒｉｎｇｐｉｌｅ；ｓｔａｎｄａｒｄ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ［收稿日期］２００８０８１４ ［作者简介］赵　刚，重庆华宇物业集团有限公司工程师，重庆 市沙坪坝区小新街（华宇龙泉大厦）２１１１１号　４０００３０，电话： （０２３）６７４７５５２５，Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｏｇｆｕｒｔｈｅｒ＠１６３．ｃｏｍ 　　桩基础是工程结构中主要的基础类型，目前占 ７０％以上，其中钢筋混凝土灌注桩是工程实践中应用 最多的桩基类型。长期以来业内在大直径钢筋混凝土 灌注桩的设计、施工、检测工作中或多或少地存在对规 范理解不够透彻的问题，本文针对这些问题提出一些 见解。 １　桩位允许偏差 笔者在工作中发现，个别监理单位在桩基施工结 束后进行桩位验收时，要求人工挖孔桩的桩位允许偏 差不能大于１０ｍｍ。其实《建筑地基基础 工程施工 建筑工程施工承包1园林工程施工准备消防工程安全技术交底水电安装文明施工建筑工程施工成本控制 质 量验收规范》ＧＢ５０２０２－２００２（以下简称 ＧＢ５０２０２－ ２００２）中规定单排桩的桩位允许偏差是针对桩基放样 桩位的限制，虽然说桩位偏差越小工程质量就越高，但 人工挖孔桩直径大，小量偏差对桩基的承载能力是没 有影响的，桩位验收时用放样允许偏差来要求是不恰 当的，而应按ＧＢ５０２０２－２００２中表５．１．４规定来验收。 表中关于混凝土护壁人工挖孔桩是这样规定的：１～３ 根、单排桩基垂直于中心线方向和群桩基础的边桩允 许偏差５０ｍｍ；条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中 间桩允许偏差１５０ｍｍ。在套用该表时，个别施工单位 又将所有混凝土护壁人工挖孔桩的桩位允许偏差放大 到１５０ｍｍ。 ＧＢ５０２０２－２００２中没有桩基础的相关术语解释。 《建筑桩基 技术规范 歌舞娱乐场所消防安全技术规范高危儿管理技术规范特种设备安全技术规范低压电线电缆技术规范低压电缆技术规范书 》ＪＧＪ９４－９４（以下简称 ＪＧＪ９４－ ９４）规定：①桩基础　由基桩和连接于桩顶的承台共同 组成；②单桩基础　采用一根桩（通常为大直径桩）以 承受和传递上部结构（通常为柱）荷载的独立基础；③ 群桩基础　由２根以上基桩组成的桩基础。如果不仔 细分析，这３个术语会让人以为，一般桩基础工程中的 基桩数量都是几十根，肯定就是群桩基础，甚至认为根 本就不可能有单桩基础。因此在确定桩位允许偏差时 认为：在混凝土护壁人工挖孔桩基础工程中，凡是在建 筑平面周边的基桩桩位允许偏差５０ｍｍ；其余的基桩桩 位允许偏差１５０ｍｍ。 《建筑桩基技术规范》ＪＧＪ９４－２００８（以下简称 ＪＧＪ９４－２００８）中也没有单桩基础和群桩基础的术语解 释，但是关于桩基础的术语解释却与 ＪＧＪ９４－９４有很 大区别是桩基础：由设置于岩土中的桩和与桩顶连接 的承台共同组成的基础或由柱与桩直接连接的单桩基 础。这个术语里面涵盖了单桩基础和群桩基础。可以 ５７１ 这样理解：单桩基础是采用一根桩（通常为大直径桩） 支承一个或多个上部竖向构件的桩基础；群桩基础是 由２根以上基桩和承台共同支承一个或多个上部竖向 构件的桩基础。其实是不是群桩基础与由一个承台连 接几根基桩有关。工程实践中很多人工挖孔桩基础都 是采用由柱与桩直接联结的单桩基础，如果是短肢剪 力墙超出了挖孔桩断面范围，在单桩基础上增加一个 单桩承台，如果剪力墙太长就在基桩之间增加承台梁。 也有群桩基础采用人工挖孔桩的情况，但同一承台下 的桩数并不多。这样，很多基桩的桩位允许偏差就只 能是５０ｍｍ，而不是１５０ｍｍ。 ２　桩顶标高 ＧＢ５０２０２－２００２中规定灌注桩的桩顶标高至少要 比设计标高高出０．５ｍ。规范这样规定是考虑桩基混 凝土一次浇灌量大或者是水下浇灌混凝土基桩，混凝 土面浮浆较厚且强度较低，达不到设计要求，为了保证 桩头部分的混凝土强度，应该将浮浆部分剔除，它是一 种工艺，而不是验收状态，验收状态应该是实际桩顶标 高与设计标高一致。但是不同的成桩工艺、基桩直径 以及单桩混凝土量，其浮浆厚度是不一样的。ＪＧＪ９４－ ２００８中就分别对不同成桩工艺的基桩超灌高度作了 规定，显得比验收规范要合理一些。笔者以为，由于大 直径人工挖孔灌注桩相对其他成桩工艺（比如水下浇 筑混凝土的泥浆护壁灌注桩）的孔内集水、桩身直径、 混凝土坍落度等作业条件较好，只要桩身混凝土量不 是太大，其浮浆厚度一般≤０．５ｍ，较多情况下剔凿 ０．１５～０．２ｍ后做回弹显示，混凝土强度能达到设计要 求。另外，对于没有承台的单桩基础，因为上部构件插 筋的锚固问题，混凝土一般分两次浇筑，第１次浇筑到 基础梁下口或插筋锚固区下口，浮浆厚度最大的地方 不是在设计的桩顶标高处，而是在第１次浇筑混凝土 顶面。对于有承台的桩基顶标高（特别是低承台桩 基），由于承台与桩身混凝土不能一次性浇筑，个别施 工单位在浇筑桩身混凝土时，浇灌高度比设计桩顶标 高略低（有的比承台底标高还低），浮浆剔凿后桩顶标 高比设计顶标高低很多，这一部分与承台混凝土一起 浇筑。承台与桩头连接处必然产生断面突变，连接不 好就会产生应力集中现象。规范要求大直径灌注桩顶 嵌入承台内的长度≥１００ｍｍ，这个嵌固构造非常重要， 不但能够有效抵抗桩与承台之间的水平剪切，而且还 能避免桩基在承台以下出现薄弱环节。所以在确定有 承台的基桩顶标高时，应考虑浮浆剔除后比承台底高 １００ｍｍ。 ３　桩与承台的连接 桩顶嵌入承台是桩与承台连接构造的一部分，桩 与承台连接构造的另一个要求是桩身主筋在承台中的 锚固长度。早期对这方面的规定有一点混乱。但随着 钢筋混凝土理论的发展，目前对这方面的规定逐渐统 一：《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和 构造详图》０６Ｇ１０１－６中规定，桩顶钢筋伸入承台的长 度取Ｌａｅ与３５ｄ的较大值；ＪＧＪ９４－２００８中规定，混凝土 桩的桩顶纵向主筋应锚入承台内，其锚入长度不宜小 于３５ｄ；对于抗拔桩，桩顶纵向主筋的锚固长度应按现 行国家标准《混凝土结构设计规范》ＧＢ５００１０－２００２确 定。可以看出０６Ｇ１０１－６与 ＪＧＪ９４－２００８的规定基本 没有出入。 ４　桩笼钢筋的箍筋加密 影响端承型大直径灌注桩竖向承载力的一大因素 是桩身的配箍条件。ＪＧＪ９４－９４中规定，受水平荷载较 大的桩基和抗震桩基，桩顶（３～５）ｄ范围内箍筋应适 当加密。ＪＧＪ９４－２００８中规定，受水平荷载较大桩基、 承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身 受压承载力时，桩顶以下５ｄ范围内的箍筋应加密，间 距应≤１００ｍｍ。笔者发现有相当一部分的大直径人工 挖孔桩基的配箍设计不规范，比如某工程无承台的桩 基桩顶２ｍ范围箍筋加密，有承台的桩基在承台以下 １．５ｍ范围箍筋加密。分析该工程，裙楼地下车库部分 的桩基，桩身长度４～６ｍ，从其计算上审查仅需构造配 筋即可，桩顶２ｍ（没有承台）箍筋加密就是浪费；而３３ 层的塔楼，桩身长度１０～１６ｍ，桩身直径１．０～１．４ｍ， 桩顶１．５ｍ（有承台）箍筋加密就不满足规范要求。 ５　桩基的检测 凡是与桩基有关的规范，都规定了基桩在施工前 和施工后应进行确定竖向承载力的试验。ＧＢ５０００７－ ２００２中规定，当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载 力类似的土层时，对单桩承载力很高的大直径端承型 桩，可采用深层平板载荷试验确定桩端土的承载力特 征值；另外，施工完成后的工程桩应进行竖向承载力检 验，……，大直径嵌岩桩的承载力可根据终孔时桩端持 力层岩性报告，结合桩身质量检验报告核验的规定，很 多施工单位就仅以低应变动测或声波透射法检测。 《建筑基桩检测技术 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 》ＪＧＪ１０６－２００３（以下简称 ＪＧＪ１０６－２００３）中规定，对于端承型大直径灌注桩，当 受设备或现场条件限制无法检测单桩竖向抗压承载力 时，可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力 层岩土芯样检验桩端持力层，抽检数量不应少于总桩 数的１０％，且不应少于１０根。规范用“可采用”这个 词，并不是指“也可以不采用”，而是表示在没有办法 做单桩竖向抗压承载力静载检测的情况下，必须采用 其他手段从其他角度检验桩基承载力。从目前的检测 ６７１ 施工技术 ２００８增刊 理论和检测能力出发，推荐采用钻芯法检测。所以当 基桩无法作单桩竖向抗压承载力静载检测时，应抽检 数量不应少于总桩数的１０％，且不应少于１０根基桩。 首先利用钻芯法测定桩底沉渣厚度，并钻取桩端持力 层岩土芯样检验桩端持力层；然后根据终孔时桩端持 力层岩性报告，结合桩身质量检验报告核验单桩竖向 抗压承载力。 ６　桩孔基岩取样 某工程人工挖孔桩设计持力层为中风化砂岩，嵌 岩深度为１倍桩径（０．９～１．３ｍ）。在桩成孔验收会议 上，施工单位提供的基岩饱和单轴抗压强度试验报告 共１２份，其中７份报告中反映基岩取样部位位于桩端 底面，另外５份报告反映基岩取样部位位于桩端底面 以上３００～５００ｍｍ。质监单位提出在人工挖孔桩成孔 开挖过程中，应该在目测判别开挖至中风化砂岩强度 值满足设计要求值时，开始基岩取样。根据检测结果 与设计要求值比较，大于设计值时开始计算嵌岩深度， 小于设计值时应继续下挖再次取样，直至满足要求为 止。地勘单位证实，由于岩层的形成过程以及风化过 程中的诸多原因一般存在如下规律：中风化砂岩接近 表层的强度较低，越往下强度越高，但进入一定深度后 强度提高不再明显，因此不能保证在桩端底面取样，满 足设计要求强度的桩孔从孔底往上１倍桩径的基岩也 满足设计要求强度。会议决定应扩大基岩取样检测范 围，并在基岩取样检测达到设计要求强度时再下挖一 个嵌岩深度后重新验收。 国家规范对桩基岩石的取样数量、位置一直没有 明确、统一的规定，设计、施工、监理、质监等部门难以 取得一致意见，所以最终多以质监单位意见或共同认 为较为妥当的方法确定。 根据ＧＢ５０００７－２００２中规定的“人工挖孔桩终孔 时，应进行桩端持力层检验”和“施工完成后的工程桩 应进行竖向承载力检验，……，大直径嵌岩桩的承载力 可根据终孔时桩端持力层岩性报告结合桩身质量检验 报告核验”，基岩取样位置应该是在终孔时的桩端。 ＪＧＪ９４－２００８将嵌岩桩承载力划分成３部分，其中最大 的一个值是总端阻力Ｑｐｋ＝ζｐｆｒｋＡｐ，式中 ｆｒｋ就是桩端岩 石饱和单轴抗压强度值，因此桩端底面基岩强度是决 定嵌岩桩承载力的主要因素。ＪＧＪ１０６－２００３规定对于 端承型大直径灌注桩，当受设备或现场条件限制无法 检测单桩竖向抗压承载力时，可采用钻芯法测定桩底 沉渣厚度，并钻取桩端持力层岩土芯样检验桩端持力 层，而持力层岩土芯样也必定是桩端底面的基岩，而不 是嵌岩段的基岩。《重庆地基基础设计规范》ＤＢＪ５０ ０４７２００６规定，采用岩石的单轴抗压强度检验桩基础 地基的承载力时，抽（取）芯的位置应在桩端底面。 将以上４套规范的规定全面理解会发现，关于桩 基岩石的取样位置的规定，并非不明确不统一。笔者 举例中提到的“在基岩取样检测达到设计要求强度时 再下挖一个嵌岩深度后重新验收”的确定方式是很浪 费和没有必要的。 ７　结语 桩基础牵涉到的相关规范多，规范出台的时间前 后距离大，虽然有些问题在不同规范中都有规定，但因 为各套规范的侧重点不一样，文字表述上难免有一些 差异，在套用这些规范时，容易造成理解规范的片面 性，只有将这些规范融会贯通，才能正确运用规范来指 导设计、施工、检测等相关工作。 ７７１２００８增刊 赵　刚：人工挖孔灌注桩施工相关规范的应用