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【摘 要】由于受土地和地块供应限制，高层建筑设计越来越多，其桩基工程桩类型选型显得尤为重要。本文对某小区的桩基工程桩类型的变更过程进行了概述，对桩类型变更进行了探讨，对桩类型变更后增加的投资及影响工期情况进行了分析，通过对桩基类型变更后得与失的剖析，提出了如何避免在施工过程中出现桩基类型变更的方法。
【关键词】桩基工程；桩类型；选型；变更
Selection of type of pile pile
Jiang Yong
(Zhejiang Southeast Construction Management Co., Ltd Huzhou Zhejiang 313000)
【Abstract】Due to land and land supply constraints, high-rise building design more and more, the pile pile type selection is very important. In this paper, a district of the pile during pile types of changes are outlined on the pile type of changes were discussed, after the change of the pile type and effect duration increased investment analysis carried out by the type of pile and after the change was loss analysis, the question of how to avoid the pile construction process to change the method type.
【Key words】Pile Foundation;Pile type;Selection;Changes
1.桩基施工情况
1.1 工程概况。
某住宅小区工程，地上A#商业楼建筑面积7336.2m2，B#商业楼建筑面积5097m2，住宅地上建筑面积57991.5m2，A#商业楼地下建筑面积2569.5m2，B#商业楼地下建筑面积1785.3m2，住宅区地下面积18229.1m2。工程用地面积33415.7m2。建筑为两幢三层、四层商业用房和一幢28层、三幢17层、三幢18层住宅楼。
本工程基坑围护四周均采用双排500沉管灌注桩挡土，沉管灌注桩之间采用水泥土搅拌桩，局部坑中坑位置采用水泥土搅拌桩做重力式挡墙的方案，西侧离用地红线较近，但地下车库位置开挖深度较小，故采用单排500沉管桩挡土，西南角距离居民较近，局部采用内支撑的形式，水泥搅拌桩在周边沉管灌注桩完成后施工；A#、B#楼桩基采用静压PC-A500（100）管桩，桩长27~32m；地下室桩基采用静压PC-A500（100）管桩，桩长15m，均为三桩承台；1~7#楼桩基采用600钻孔灌注桩，有效桩长40~43m。
1.2 桩基施工情况。
A#、B#商业楼桩基采用静压PC-A500（100）管桩，桩长27~32m，共346根；地下室桩基采用静压PC-A500（100）管桩，桩长15m，均为三桩承台，共515根；1~7#楼桩基采用600钻孔灌注桩，有效桩长40~43m，共786根。
2. 桩基变更过程
2.1 桩基原设计。
A#、B#商业楼桩基原设计为先张法预应力混凝土薄壁管桩，桩型PTC-500（65），桩长29~34m，共337根； 1~7#楼桩基原设计为预应力混凝土空心方桩，桩型PS-AB450（250），桩长42~45m，共728根；地下室桩基原设计为预应力混凝土空心方桩，桩型PS-AB450（250），桩长42m，共198根。详见表1。
2.2 地质条件。
本工程地质单元层性质特征按由新至老顺序叙述如下：
第①层杂填土：杂色，结构疏散，以粘性土为主，含较多建筑垃圾、生活垃圾，密实度差异性大、土性不均匀，层厚0.50~4.30m，全场地分布。不宜作基础持力层。
第②层粉质粘土：灰黄色，可塑性，饱和，中高压性缩性。层厚0.50~3.20m，顶板埋深0.5~2.60m，局部缺失。不宜作基础持力层。
第③层淤泥质粉质粘土夹粉土：灰色，流塑状，饱和，局部夹粉土、粉砂，高压缩性。层厚9.00~14.40m，顶板埋深0.90~4.30m，全场地分布。不宜作基础持力层。不宜作基础持力层。
第④-1亚层粉质粘土：灰褐色，软可塑性，饱和，高压缩性。层厚0.70~2.10m，顶板埋深11.50~14.80m，局部缺失。不宜作建筑物桩端持力层。
第④-2亚层粘土：灰黄色，硬塑状，饱和，中压缩性。揭露厚度3.7~8.10m，顶板埋深11.50~14.80m，局部缺失。可作一般多层建筑物基础持力层。
第⑤-1亚层粉质粘土夹粉土：灰黄色、灰色，软塑状，饱和，中压缩性。揭露厚度0.8~23.00m，顶板埋深18.00~23.80m，全场地分布。可作一般建筑物基础持力层。
第⑤-2亚层粉土夹粉砂：灰色，中密状，以粉土、粉砂为主，中压缩性。揭露厚度1.20~12.30m，顶板埋深30.50~44.30m，局部缺失。
第⑥层粘土：灰黄、灰绿色，硬可塑状，饱和，局部夹砂，中高压缩性。层厚2.10~5.10m，顶板埋深33.70~35.80m，局部分布。
第⑦层粉质粘土：灰色，软可塑状，饱和，局部夹砂，中高压缩性。揭露厚度1.80~12.20m，顶板埋深32.60~41.70m，全场地分布。不宜作建筑物基础持力层。
第⑧层粘土灰黄、灰绿色，硬塑状，饱和，中压缩性。揭露厚度0.80~14.20m，顶板埋深39.20~48.00m，主要高层部位钻孔有揭露。可作为较重要建筑物基础桩端持力层。
第⑨层 细砂：浅灰、灰白色，中密状，以中细砂为主，另含较多粉砂、粘性土，中压缩性。揭露厚度揭露厚度1.80~12.60m，顶板埋深54.00~57.30m。可作为较重要建筑物基础桩端持力层。
2.3 桩基变更。
2.3.1 A#、B#商业楼：
采用先张法预应力混凝土薄壁管桩，桩型PTC-500（65），桩长30m，进行打试桩试验，结果一根爆桩，另一根试桩压至2520KN欠送2.5m，设计修改桩型为PC-A500（100），桩长均相应减少2m，后打试桩3根，满足设计要求。
2.3.2 1~7#楼：
桩基原设计为预应力混凝土空心方桩，桩型PS-AB450（250），桩长42~45m，经多方采购咨询，因市场供应量较少，需提前预定，且试桩无法采购到位，设计直接修改为先张法预应力混凝土管桩，桩型PHC-A500(100)-15,15,14a（单桩承载力特征值1850KN），电梯井部位为PHC-AB600(100)-15,15,14a（单桩承载力特征值2100KN），桩基持力层为8#粘土层，桩端全截面进入持力层不小于1.0m。选择在3#楼打了三根试桩进行试验，试验结果为：一根桩压桩力达到3400KN时，无法压入，第二天增加配重至390T，对其进行复压，压桩力为3800KN但桩仍无法打入，桩身进入7#粉质粘土层，欠送3.88m；一根桩压桩力达到3920KN时无法压入，桩身进入7#粉质粘土层，离8#粘土层还差2.93m，欠送4.75m；另一根桩桩身进入7#粉质粘土层离8#粘土层3.18m时，压桩力从3340KN突降至2500KN，继续压桩，压桩力又从2700KN下降至1400KN，最后压至设计标高，终压值为1400KN。由于3根试桩均未达到设计要求，后设计又将桩型修改为600钻孔灌注桩，桩长40~43m，共计786根。经过15根工程试桩的试验，钻孔灌注桩桩型满足了设计要求。
2.3.3 地下室：
桩基原设计为预应力混凝土空心方桩，桩型PS-AB450（250），桩长42m，共198根。后变更为PC-A500(100)-15a，共计515根，原单桩承台改为三桩承台。经过6根试桩试验，先张法预应力管桩桩型满足设计要求。
各种桩型变更详见表2。
3. 桩基变更后增加投资及影响工期情况
3.1 桩基变更后增加投资分析。
桩基变更后，直接导致工程增加投资近600万元，再加上其它方面的间接费用增加，桩型变更最终导致工程增加投资近1000万元。其中变更影响最大的部分为1~7#楼桩基部分：原合同1~7#楼桩与地基基础工程造价为：9280590.00元。变更后钻孔灌注桩造价为：15334.56元/根×786根=12052964.00元；预制钢筋混凝土桩造价为：2512.89元/根×515根=1294138.35元，累计增加工程造价：1294138.35+12052964.00-9280590.00=4066512.35元。
3.2 影响工期分析。
桩型变更导致工期延期将近3个半月。原设计为预应力混凝土空心方桩，共计728根，按进场3台静压桩机，每天每台桩机压桩15根计，需728/3/15=16.2天；但变更为钻孔灌注桩后，按供电负荷最多配9台桩机，每天每台完成1根，需施工时间为：786/9/1=87.3天，多出工期71天。另外，由于变更过程中设计出图，等待变更桩位图，打试桩等等也造成延期1个多月，因此累计延期三个半月左右。
4. 桩基变更后的得与失
4.1 桩基变更后的得分析。
1#~7#楼住宅小区工程桩变更为600钻孔灌注桩后，桩基础质量得到了保障，对于高层建筑来说，桩基础的质量等级有所提高。同时避免了预应力管桩施工时因特殊地质条件因素导致欠送等造成的质量隐患问题，解决了在预应力管桩不适应特殊地质条件的情况下采取何种桩型的问题。
4.2 桩基变更后的失分析。
1#~7#楼住宅小区工程桩变更为600钻孔灌注桩后，工程投资增加近1000万元，工期延期三个半月，导致了巨大的经济损失。
4.2.1 分析原因为以下三个方面：（1）地质勘察单位为本地企业，对本地的地质情况非常了解，但与设计单位之间沟通不够；（2）本工程设计单位为外地企业，对本工程区域附近已完成类似工程的地质情况及桩基设计类型不了解；（3）在打预应力管桩试桩时，静压桩机型号选型有误。本工程选用DBYZY600H静压桩机，最大压桩力为6000KN，系统额定压力为23.2MPa，电机功率为（3×37+30）KW，压桩速度为0.8m/min。根据桩身允许抱压力公式计算PHC-A500(100)-15,15,14a的最大允许抱压力为：
PHC桩Pmax≤0.45（fcu,k-σpc）A=0.45(80-4.11) ×0.125664=4291.15KN。
Pmax—— 桩身允许抱压压力；fcu,k ——桩身混凝土立方体抗压强度标准值；
σpc=桩身混凝土有效预压应力；A=桩身横截面面积。
顶压式桩机的最大施压力或抱压式桩机送桩时的施压力可按此公式计算的桩身允许抱压力增大10%进行控制，即4720.27KN。在压桩时，配重仅达到390T，压桩力达到3920KN就无法压入，主要是7#粉质粘土层夹有粉细砂，由于砂层的挤密效应，难以穿透，应再增加一些配重，只要在安全允许范围值之内。但实际上这种型号的桩机最大压桩力仅能达到机械设计压桩力的70~80%，即4200~4800KN，故再增加配重机械承受不了，可能导致发生安全事故，应选用更大压桩力型号的静压桩机。另一方面运到工地的预应力管桩龄期一般都比较短，一般都在生产出来10天之内就出厂，有的都不到5天，其砼强度是否完全达到设计值也要考虑，也不敢施加太大的压桩力。
4.2.2 为防止这种现象发生，我们应在工程前期做好充分的准备工作： （1）做好地质勘探工作，详细了解施工区域内的地质情况，尤其是特殊的地质条件，为桩型设计选型提供准确的数据和参数；（2）充分了解本工程区域附近已完成类似工程的地质情况及桩基设计类型，在设计时就加以充分考虑；（3）在打预应力管桩试桩时静压桩机选型要特别注意，考虑到其最大压桩力的安全系数，根据预应力管桩桩型和地质条件，选择合适的桩机型号，确保能够提供足够的压桩力，以保证压桩的顺利实施，并取得可靠的试验数据和参数。
5. 结语
目前由于受土地和地块供应限制，高层建筑设计越来越多，其桩基工程桩类型选型显得尤为重要。为避免在施工过程中出现桩基类型频繁变更的现象，首先应做好地质勘探工作，详细了解施工区域内的地质情况，尤其是特殊的地质条件，其次应充分了解本工程区域附近已完成类似工程的地质情况及桩基设计类型，在设计时加以充分考虑；最后静压桩机选型也应特别注意，要充分考虑机械本身最大压桩力的安全系数，根据预应力管桩桩型和地质条件，通过计算选择合适的桩机型号，确保能够提供足够的压桩力，以保证压桩的顺利实施。
参考文献
［1］段德飞.预应力混凝土管桩在高层建筑中的应用［D］.湖北荆州；荆州市城市规划设计研究院，2010.
［2］ 朱建舟.节能型预应力混凝土空心方桩的特性与应用. 交流平台［J］，2006.
［3］ 王广宇. 预应力混凝土空心方桩成套技术研究. 中国建筑科学研究院博士学位论文，2007.
［4］ (2002浙G22)《先张法预应力混凝土管桩》［S］.浙江：浙江省标准设计站，2002.
［文章编号］1006-7619（2011）06-28-650
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【关键词】桩基工程；桩类型；选型；变更
Selection of type of pile pile
Jiang Yong
(Zhejiang Southeast Construction Management Co., Ltd Huzhou Zhejiang 313000)
【Abstract】Due to land and land supply constraints, high-rise building design more and more, the pile pile type selection is very important. In this paper, a district of the pile during pile types of changes are outlined on the pile type of changes were discussed, after the change of the pile type and effect duration increased investment analysis carried out by the type of pile and after the change was loss analysis, the question of how to avoid the pile construction process to change the method type.
【Key words】Pile Foundation;Pile type;Selection;Changes
1.桩基施工情况
1.1 工程概况。
某住宅小区工程，地上A#商业楼建筑面积7336.2m2，B#商业楼建筑面积5097m2，住宅地上建筑面积57991.5m2，A#商业楼地下建筑面积2569.5m2，B#商业楼地下建筑面积1785.3m2，住宅区地下面积18229.1m2。工程用地面积33415.7m2。建筑为两幢三层、四层商业用房和一幢28层、三幢17层、三幢18层住宅楼。
本工程基坑围护四周均采用双排500沉管灌注桩挡土，沉管灌注桩之间采用水泥土搅拌桩，局部坑中坑位置采用水泥土搅拌桩做重力式挡墙的方案，西侧离用地红线较近，但地下车库位置开挖深度较小，故采用单排500沉管桩挡土，西南角距离居民较近，局部采用内支撑的形式，水泥搅拌桩在周边沉管灌注桩完成后施工；A#、B#楼桩基采用静压PC-A500（100）管桩，桩长27~32m；地下室桩基采用静压PC-A500（100）管桩，桩长15m，均为三桩承台；1~7#楼桩基采用600钻孔灌注桩，有效桩长40~43m。
1.2 桩基施工情况。
A#、B#商业楼桩基采用静压PC-A500（100）管桩，桩长27~32m，共346根；地下室桩基采用静压PC-A500（100）管桩，桩长15m，均为三桩承台，共515根；1~7#楼桩基采用600钻孔灌注桩，有效桩长40~43m，共786根。
2. 桩基变更过程
2.1 桩基原设计。
A#、B#商业楼桩基原设计为先张法预应力混凝土薄壁管桩，桩型PTC-500（65），桩长29~34m，共337根； 1~7#楼桩基原设计为预应力混凝土空心方桩，桩型PS-AB450（250），桩长42~45m，共728根；地下室桩基原设计为预应力混凝土空心方桩，桩型PS-AB450（250），桩长42m，共198根。详见表1。
2.2 地质条件。
本工程地质单元层性质特征按由新至老顺序叙述如下：
第①层杂填土：杂色，结构疏散，以粘性土为主，含较多建筑垃圾、生活垃圾，密实度差异性大、土性不均匀，层厚0.50~4.30m，全场地分布。不宜作基础持力层。
第②层粉质粘土：灰黄色，可塑性，饱和，中高压性缩性。层厚0.50~3.20m，顶板埋深0.5~2.60m，局部缺失。不宜作基础持力层。
第③层淤泥质粉质粘土夹粉土：灰色，流塑状，饱和，局部夹粉土、粉砂，高压缩性。层厚9.00~14.40m，顶板埋深0.90~4.30m，全场地分布。不宜作基础持力层。不宜作基础持力层。
第④-1亚层粉质粘土：灰褐色，软可塑性，饱和，高压缩性。层厚0.70~2.10m，顶板埋深11.50~14.80m，局部缺失。不宜作建筑物桩端持力层。
第④-2亚层粘土：灰黄色，硬塑状，饱和，中压缩性。揭露厚度3.7~8.10m，顶板埋深11.50~14.80m，局部缺失。可作一般多层建筑物基础持力层。
第⑤-1亚层粉质粘土夹粉土：灰黄色、灰色，软塑状，饱和，中压缩性。揭露厚度0.8~23.00m，顶板埋深18.00~23.80m，全场地分布。可作一般建筑物基础持力层。
第⑤-2亚层粉土夹粉砂：灰色，中密状，以粉土、粉砂为主，中压缩性。揭露厚度1.20~12.30m，顶板埋深30.50~44.30m，局部缺失。
第⑥层粘土：灰黄、灰绿色，硬可塑状，饱和，局部夹砂，中高压缩性。层厚2.10~5.10m，顶板埋深33.70~35.80m，局部分布。
第⑦层粉质粘土：灰色，软可塑状，饱和，局部夹砂，中高压缩性。揭露厚度1.80~12.20m，顶板埋深32.60~41.70m，全场地分布。不宜作建筑物基础持力层。
第⑧层粘土灰黄、灰绿色，硬塑状，饱和，中压缩性。揭露厚度0.80~14.20m，顶板埋深39.20~48.00m，主要高层部位钻孔有揭露。可作为较重要建筑物基础桩端持力层。
第⑨层 细砂：浅灰、灰白色，中密状，以中细砂为主，另含较多粉砂、粘性土，中压缩性。揭露厚度揭露厚度1.80~12.60m，顶板埋深54.00~57.30m。可作为较重要建筑物基础桩端持力层。
2.3 桩基变更。
2.3.1 A#、B#商业楼：
采用先张法预应力混凝土薄壁管桩，桩型PTC-500（65），桩长30m，进行打试桩试验，结果一根爆桩，另一根试桩压至2520KN欠送2.5m，设计修改桩型为PC-A500（100），桩长均相应减少2m，后打试桩3根，满足设计要求。
2.3.2 1~7#楼：
桩基原设计为预应力混凝土空心方桩，桩型PS-AB450（250），桩长42~45m，经多方采购咨询，因市场供应量较少，需提前预定，且试桩无法采购到位，设计直接修改为先张法预应力混凝土管桩，桩型PHC-A500(100)-15,15,14a（单桩承载力特征值1850KN），电梯井部位为PHC-AB600(100)-15,15,14a（单桩承载力特征值2100KN），桩基持力层为8#粘土层，桩端全截面进入持力层不小于1.0m。选择在3#楼打了三根试桩进行试验，试验结果为：一根桩压桩力达到3400KN时，无法压入，第二天增加配重至390T，对其进行复压，压桩力为3800KN但桩仍无法打入，桩身进入7#粉质粘土层，欠送3.88m；一根桩压桩力达到3920KN时无法压入，桩身进入7#粉质粘土层，离8#粘土层还差2.93m，欠送4.75m；另一根桩桩身进入7#粉质粘土层离8#粘土层3.18m时，压桩力从3340KN突降至2500KN，继续压桩，压桩力又从2700KN下降至1400KN，最后压至设计标高，终压值为1400KN。由于3根试桩均未达到设计要求，后设计又将桩型修改为600钻孔灌注桩，桩长40~43m，共计786根。经过15根工程试桩的试验，钻孔灌注桩桩型满足了设计要求。
2.3.3 地下室：
桩基原设计为预应力混凝土空心方桩，桩型PS-AB450（250），桩长42m，共198根。后变更为PC-A500(100)-15a，共计515根，原单桩承台改为三桩承台。经过6根试桩试验，先张法预应力管桩桩型满足设计要求。
各种桩型变更详见表2。
3. 桩基变更后增加投资及影响工期情况
3.1 桩基变更后增加投资分析。
桩基变更后，直接导致工程增加投资近600万元，再加上其它方面的间接费用增加，桩型变更最终导致工程增加投资近1000万元。其中变更影响最大的部分为1~7#楼桩基部分：原合同1~7#楼桩与地基基础工程造价为：9280590.00元。变更后钻孔灌注桩造价为：15334.56元/根×786根=12052964.00元；预制钢筋混凝土桩造价为：2512.89元/根×515根=1294138.35元，累计增加工程造价：1294138.35+12052964.00-9280590.00=4066512.35元。
3.2 影响工期分析。
桩型变更导致工期延期将近3个半月。原设计为预应力混凝土空心方桩，共计728根，按进场3台静压桩机，每天每台桩机压桩15根计，需728/3/15=16.2天；但变更为钻孔灌注桩后，按供电负荷最多配9台桩机，每天每台完成1根，需施工时间为：786/9/1=87.3天，多出工期71天。另外，由于变更过程中设计出图，等待变更桩位图，打试桩等等也造成延期1个多月，因此累计延期三个半月左右。
4. 桩基变更后的得与失
4.1 桩基变更后的得分析。
1#~7#楼住宅小区工程桩变更为600钻孔灌注桩后，桩基础质量得到了保障，对于高层建筑来说，桩基础的质量等级有所提高。同时避免了预应力管桩施工时因特殊地质条件因素导致欠送等造成的质量隐患问题，解决了在预应力管桩不适应特殊地质条件的情况下采取何种桩型的问题。
4.2 桩基变更后的失分析。
1#~7#楼住宅小区工程桩变更为600钻孔灌注桩后，工程投资增加近1000万元，工期延期三个半月，导致了巨大的经济损失。
4.2.1 分析原因为以下三个方面：（1）地质勘察单位为本地企业，对本地的地质情况非常了解，但与设计单位之间沟通不够；（2）本工程设计单位为外地企业，对本工程区域附近已完成类似工程的地质情况及桩基设计类型不了解；（3）在打预应力管桩试桩时，静压桩机型号选型有误。本工程选用DBYZY600H静压桩机，最大压桩力为6000KN，系统额定压力为23.2MPa，电机功率为（3×37+30）KW，压桩速度为0.8m/min。根据桩身允许抱压力公式计算PHC-A500(100)-15,15,14a的最大允许抱压力为：
PHC桩Pmax≤0.45（fcu,k-σpc）A=0.45(80-4.11) ×0.125664=4291.15KN。
Pmax—— 桩身允许抱压压力；fcu,k ——桩身混凝土立方体抗压强度标准值；
σpc=桩身混凝土有效预压应力；A=桩身横截面面积。
顶压式桩机的最大施压力或抱压式桩机送桩时的施压力可按此公式计算的桩身允许抱压力增大10%进行控制，即4720.27KN。在压桩时，配重仅达到390T，压桩力达到3920KN就无法压入，主要是7#粉质粘土层夹有粉细砂，由于砂层的挤密效应，难以穿透，应再增加一些配重，只要在安全允许范围值之内。但实际上这种型号的桩机最大压桩力仅能达到机械设计压桩力的70~80%，即4200~4800KN，故再增加配重机械承受不了，可能导致发生安全事故，应选用更大压桩力型号的静压桩机。另一方面运到工地的预应力管桩龄期一般都比较短，一般都在生产出来10天之内就出厂，有的都不到5天，其砼强度是否完全达到设计值也要考虑，也不敢施加太大的压桩力。
4.2.2 为防止这种现象发生，我们应在工程前期做好充分的准备工作： （1）做好地质勘探工作，详细了解施工区域内的地质情况，尤其是特殊的地质条件，为桩型设计选型提供准确的数据和参数；（2）充分了解本工程区域附近已完成类似工程的地质情况及桩基设计类型，在设计时就加以充分考虑；（3）在打预应力管桩试桩时静压桩机选型要特别注意，考虑到其最大压桩力的安全系数，根据预应力管桩桩型和地质条件，选择合适的桩机型号，确保能够提供足够的压桩力，以保证压桩的顺利实施，并取得可靠的试验数据和参数。
5. 结语
目前由于受土地和地块供应限制，高层建筑设计越来越多，其桩基工程桩类型选型显得尤为重要。为避免在施工过程中出现桩基类型频繁变更的现象，首先应做好地质勘探工作，详细了解施工区域内的地质情况，尤其是特殊的地质条件，其次应充分了解本工程区域附近已完成类似工程的地质情况及桩基设计类型，在设计时加以充分考虑；最后静压桩机选型也应特别注意，要充分考虑机械本身最大压桩力的安全系数，根据预应力管桩桩型和地质条件，通过计算选择合适的桩机型号，确保能够提供足够的压桩力，以保证压桩的顺利实施。
参考文献
［1］段德飞.预应力混凝土管桩在高层建筑中的应用［D］.湖北荆州；荆州市城市规划设计研究院，2010.
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［文章编号］1006-7619（2011）06-28-650
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