摘要：通过实际工程中桩型的选取，阐明桩型的选取原则，以及前期试桩对桩型选取的重要性。
关键词：预应力管桩;人工挖孔灌注桩
0前言
随着现代科学技术的发展，桩的种类和桩基形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法，都有了很大的演进。桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑，重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础形式。在实际工程设计中，桩型的确定应考虑的因素是多方面的。
1工程及地质概况
该厂房位于南京市江宁区横溪镇，一般跨度24m，最大跨度30m，最大12m柱距，最大吊车吨位50T，建筑面积约3万m2。屋面采用大型屋面板，钢屋架与柱顶铰接，刚架柱与基础固接，采用插入式基础，柱底最大弯矩标准值1600kN·m左右，柱底最大轴力标准值将近5000kN。地质资料中土层情况如下：
土层情况
1-1层杂填土：含有铁矿石渣、碎石、砖块、煤渣及生活垃圾，层厚0.3~3.3m;
1-2层素填土：软~可塑状态，层厚0.1~5.3m，填龄≥5年，承载力特征值fak=60kPa;
1-3层塘泥：层厚0.5~1.4m，该层挖除;
2-1层粉质粘土：软塑状态，层厚0.2~2.5m，承载力特征值fak=120kPa;
3-1层粉质粘土：可塑状态，层厚0.4~5.0m，承载力特征值fak=150kPa;
3-2层粉质粘土：硬塑状态，层厚0.5~5.7m，承载力特征值fak=230kPa;
3-3层粉质粘土夹砾石：可塑状态，层厚0.3~2.8m，承载力特征值fak=180kPa;
3-4层碎石土：中密状态，层厚0.4~6.3m，承载力特征值fak=270kPa;
4层碎残积土：硬塑状态，层厚0.5~5.6m，承载力特征值fak=210kPa;
5-1A层强风化泥岩：标贯大于40击，层厚1.1~3.2m，承载力特征值fak=300kPa;
5-1层强风化泥质粉砂岩~细砂岩：标贯大于50击，层厚0.6~3.2m，承载力特征值fak=350kPa;
5-2A层中风化泥岩：岩体较完整，为极软质岩，岩石天然单轴抗压强度标准值为1.314Mpa;
5-2层中风化泥质粉砂岩~细砂岩：岩体较完整，为极软质岩，岩石天然单轴抗压强度标准值为6.967Mpa。
地下水情况
拟建场地位于阶地与坳沟结合地段，覆盖层主要由填土和粘性土组成。地下水主要为潜水，赋存于1填土层中，水位及水量主要受大气降水影响。年平均地下水最高水位埋深位于场地整平后地面下0.50m。
2桩型的初步确定
从地质报告中可以看出地层起伏变化比较大，浅部无较好浅基础持力层，且填土较厚，根据结构上部荷载，天然地基无法满足承载力要求，因此采用桩基础。
根据当地经验以及地质报告建议，桩型可选用静压管桩或人工挖孔灌注桩。当采用静压管桩时，桩端持力层选用3-4层碎石土;选用人工挖孔灌注桩时，桩端持力层选用5-2A层中风化泥岩或5-2层中风化泥质粉砂岩~细砂岩。
预应力管桩优越性较高，表现在以下几个方面:
(1)、单桩承载力高，单位承载力价格便宜。桩身混凝土强度等级为C80，具有高强性能，φ500的PHC桩单桩竖向承载力特征值达到2300～2700KN。
(2)、抗弯性能好。预应力管桩选用高强度、低松驰的阴螺纹钢筋作为预应力主筋，使桩身具有较高的预压应力，其抗弯性能良好，PHC桩有卓绝的贯入性能，能穿透密实的砂层，能适应复杂的环境与地理条件。
(3)、质量稳定可靠。由于采用工厂预制的生产方式，能利用先进的工艺和设备，质量容易控制，产品质量容易保证。
(4)、应用范围广。工厂生产、商品供应，可以有不同的规格，长度供选择，使设计选用范围广，容易布桩，对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。
(5)、施工速度快，工期短。预应力桩在工厂商品化生产，能按施工要求及时供桩，施工前期准备时间短，一般能缩短工期一～二月。
(6)、施工现场文明。施工现场无砂石、水泥，无泥浆污染，对施工现场狭窄的工程特别有利。
挖孔桩与预制桩相比，主要有以下特点：
(1)、受力性能好
由于挖孔桩直径大，所以单桩承载力高。挖孔桩一般直径为0.8~2.4米，可承几千千牛至几万千牛的力，适用于上部传来的荷载大而集中的结构。由于其嵌入岩层一定深度，所以能承受较大的水平荷载，扩底挖孔桩还可抵抗很大的上拔力。其抗震性能好，沉降量小，能防止不均匀沉降。
(2)、施工方便，造价低
1、挖孔桩成孔大，容易检查桩底持力层情况及侧面土质情况，并易于混凝土浇注、振捣。
2、施工仅需轻型工具，不需大型施工机械，适于人工费较低的地区;各桩可分别同时施工，施工速度较快。
3、预制桩打桩时会造成相近的桩侧移或向上浮起，挖孔桩则无此问题，且无噪声污染。
4、在密实的砂层及卵石层或有孤石的地基中，打预制桩十分困难，而挖孔桩则易于施工。
5、持力层有一定倾斜时，预制桩会长短不齐，大量截桩、接桩，挖孔桩则无上述问题。
以钻孔J97为例，800mm直径的人工挖孔崁岩灌注桩有效桩长大约需要9.1m长，单桩承载力特征值估算Ra=1990kN,按1200元/m3，则一根为5486元，折合2.76元/kN。400直径的预应力管桩以3-4层持力层有效桩长大约5.0m，按120元/m，单桩承载力特征值估算Ra=622kN,则一根为600元，折合0.96元/kN。从经济上比较，人工挖孔崁岩灌注桩单位承载力需要的费用是静压管桩的2.875倍。因此从以上施工工艺及经济上两方面比较，优先选用预应力管桩。
3桩型的最终确定
通过对2种桩型比较后，设计决定采用预应力管桩并对甲方提出了试桩要求。通过现场试桩，施工方提出因3-3层土中砾石含量约为5%~25%，砾径为1~20cm不等，个别达20~30cm，桩体很难贯入，施工时垂直度易偏位、桩头易破碎，因此提出建议采用人工挖孔桩。
考虑到业主及施工方意见，现场施工困难，设计决定改用人工挖孔桩。
根据规范要求，桩径采用800mm,桩壁混凝土强度等级为C25，桩端持力层采用5-2层土，岩石天然单轴抗压强度标准值6.967Mpa，通过计算得出单桩竖向抗压承载力特征值为3000kN。因考虑到柱底弯矩均较大，采用每根柱底2根桩。对于轴力较小刚架柱，桩间距采用2400mm，对于轴力较大刚架柱，桩间距采用3000mm，均满足规范对于桩间距的构造要求。且单桩所受最大轴力Nmax=5000/2+1600/3=3033kN<1.2×3000=3600kN，单桩所受平均轴力N=5000/2=2500kN，均满足规范要求。
4结语
通过以上工程实例可以看出在选取桩型时，不仅要考虑建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、地下水位、制桩材料供应条件等因素，还要考虑到现场施工设备、施工环境、施工经验等施工方面的因素，做到安全适用、经济合理的选取原则。并且可以看出前期的试桩，对桩型的选取在当地是否可行起到决定性的因素。
参考文献
[1]建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
