试桩方案

外国专家公寓及公务员住宅

桩基工程试桩方案

院 长：方 鸿 琪 所 长：李 耀 刚 审 核：周 红 设 计：孙 华 波

建设部综合勘察研究设计院

1998年2月5日

建设部综合勘察研究设计院 岩02-98001 外国专家公寓及公务员住宅 桩基工程试桩方案

外国专家公寓及公务员住宅

桩基工程试桩方案

1.前言

我院(建设部综合勘察研究设计院)受国务院机关事务管理局和国务院外国专家局委托，为其拟建健翔桥外国专家公寓及公务员住宅桩基工程设计咨询幵实施桩基试桩方案。

拟建健翔桥外国专家公寓及公务员住宅位于北京市西城区德胜门外苇子坑,健翔桥的东南侧,西临京昌高速公路,北接北四环路,南与华严里小学相邻。地势基本平坦,地面标高为47.m～m。

业主提供岩土工程详细勘察报告及场区东部地下动力电缆及上、下水管道位置。

拟建建筑物由两幢塔楼组成,一幢位于场地东北侧,一幢位于中南侧,框架结构,地下2层,地上28层。基坑深度约7.～m(从自然地平),周围无重要建筑物及市政构筑物。

本次试桩要求完成一组(三根)单桩竖向抗压静载试验及一组单桩水平静载试验;试验桩及锚桩布置须在基槽外完成,需同期降水。计划工期2个月。

2.工程地质情况

本次桩基所涉及的地层为第四系冲洪积沉积,依据勘察报告,自地表往下依次为(依据外国专家公寓部分):

①1 杂填土：杂色，以建筑垃圾为主，含砖块、石块、灰渣及植物根，稍湿，松散，厚度0～1.40ｍ，层底标高为48.79～50.03ｍ。

①2 素填土：褐色，土质不均，含少量砖渣及植物根，稍湿～湿，可塑，厚度0.60～2.00ｍ，层底标高为47.47～48.49ｍ。

② 粉质粘土：黄褐色，含大量姜石，局部夹粘质粉土薄层。湿，可塑，中高压缩性，该层厚度为0.30～2.60ｍ，层底标高为45.36～47.89ｍ。

③ 粘质粉土：黄褐色，土质不均，含较多姜石及铁、锰氧化物，局部有粉质粘土夹层及砂质粉土透镜体。湿，可塑，中～中低压缩性，该层厚度为0.50～3.20ｍ，层底标高为43.80～45.04ｍ。

④ 砂质粉土：黄褐色，土质不均，含铁、锰氧化物及云母，局部夹粘质粉土和粉质粘土透镜体，饱和，低压缩性。厚度为2.00～5.20ｍ，层底标高为40.05～

建设部综合勘察研究设计院 岩02-98001 外国专家公寓及公务员住宅 桩基工程试桩方案 42.69ｍ。

⑤ 重粉质粘土：灰～灰黑色，土质不均，含氧化铁、云母及少量贝壳残片，局部有粉质粘土和粘土夹层，粉土透镜体，湿，可塑，局部为软塑，中高～中压缩性。厚度为2.00～7.00ｍ，层底标高为35.49～38.80ｍ。该层在平面分布上向南东方向，厚度增加，粘性颗粒增多。

⑥ 粉细砂：灰色，成分为石英、长石、云母，局部含砾石及薄粉质粘土和粘质粉土夹层。该层在本区域内分布较为稳定。中密，饱和。该层厚度为2.00～8.50ｍ，层底标高为29.85～33.89ｍ。

⑦1 粉质粘土：黄褐色，含氧化铁和少量姜石，中低～低压缩性，局部夹醭质粉土及重粉质粘土夹层。湿，可塑。该层厚度1.90～7.30m，层底标高为24.97～26.26ｍ。

⑦2 重粉质粘土—粘土：黄褐色～灰褐色，湿，硬塑，中低～低压缩性，该层在平面分布上很不稳定，局部含贝壳残片。该层厚度为2.30～3.50ｍ，层底标高为22.57～25.60ｍ。

⑧ 卵、砾石：杂色，一般粒径在3～5cm，该层区域分布稳定，上部夹大量中粗砂，密实。该层厚度为5.40～8.10ｍ,层底标高为14.66～16.56ｍ。

⑨ 砂质粉土：黄褐色，中密，粳云母，铁锰氧化物，局部有粉质粘土夹层，饱和，低压缩性。该层厚度为1.80～6.60ｍ，层底标高为9.96～12.60ｍ。 ⑩ 重粉质粘土：黄褐色，含铁锰氧化物及少量姜石，局部有粉质粘土及粘土夹层，可塑，中～低压缩性。该层厚度为3.60～5.80ｍ，层底标高为6.36～9.42ｍ。

地下水

本区地下水类型为潜水和上层滞水两类,上部为滞水,其补给和迳流主要受大气降水的影响。由于弱透水性的粘性土在场区内的大量埋藏，使得场区内地下水迳流量很小,水位参差不齐,觃律性极差。其下部的潜水层受北京市整体水位影响。 场区静止水位埋深为3.30～5.80ｍ，相应标高为46.50～44.30ｍ。根据88年我院对本场地的勘察资料显示，本场区地下水对混凝土无腐蚀性。

3.试桩方案设计

设计要求进行一组3根(1.8m扩底直径)试桩的单桩竖向抗压静载试验及单桩一组水平静载试验;设计桩端承载力标准值qpk=1728KPa,桩侧承载力标准值qsk=38KPa,单桩竖向承载力设计值5381KN(D=1800mm);单桩水平承载力设计值X方向为5228.4KN,Y方向为4388KN。设计院提供桩基方案为:桩径0.8m，桩长27.0m(至基底)，桩间距2.40～3.30m，共262根(两栋)。

本次单桩静载试验在基坑外布置,试桩间距8.0m,共3根,锚桩间距8.0(沿试桩布置方向)和6.0m(沿与试桩垂直方向),共8根;试桩部分降水井布置8眼,间距8～10m,四角各1根,长边中部各2根,距锚桩间距2.0m。设计参数同整体桩基设计、施工方案。

建设部综合勘察研究设计院 岩02-98001 外国专家公寓及公务员住宅 桩基工程试桩方案 试桩自基底至地面采用钢护筒与人工成孔护壁隔开,或采用其它措施以减去基底以上部分桩侧磨阻力对试桩的影响。 试验的目的为：

a. 通过单桩的水平及竖向静载试验，取得其荷载～位移曲线，为拟建建筑物桩基设计提供安全、合理、经济的桩基方案；

b. 分析总结试桩施工中的经验与教训，为工程桩施工积累宝贵的资料。 本次试验要求分别采用多循环加卸载法和慢速维持荷载法对试桩进行水平承载力的验证及竖向承载能力试验(非破坏性)。

4.试桩平面布置及试验最大荷载

试桩平面布置见图1，各试桩的试验最大荷载确定方法如下： (1) 最大竖向荷载

试桩的最大竖向荷载按下式取值： Quk=1.65×R =1.65×538.1 =887.87 (T) Nu=1.15×Quk

=1.15×887.87 =1021.05 上两式中：

Nu: 试桩预估竖向破坏荷载(T)

Quk: 试桩设计单桩竖向极限承载力(T) R: 设计单桩承载力设计值(T) 式中1.65和1.15为取值系数。 (2) 最大水平向荷载

水平试验采用锚桩来进行两组试验，其最大水平向荷载为单桩桩顶水平力设计值的1.5倍。按下式取值： Q水平=1.5×Q／n 式中：

Q水平: 试桩设计水平承载极限力标准值(T) Q: 设计水平承载力设计值(T) n基桩总数。 (3) 锚桩拉力计算

锚桩采用桩径0.80m，桩长25.0ｍ的人工成孔灌注桩，扩底直径1.20m，单根锚桩的竖向拉力按下式确定： N=L×C×Qc＋T

=25.0××0.9×38+300 =298.6(T) 式中：

建设部综合勘察研究设计院 岩02-98001 外国专家公寓及公务员住宅 桩基工程试桩方案 N: 单桩抗拔极限承载力设计值 Qc: 桩侧承载力标准值

5. 试桩配筋设计

试桩材料选用： 砼：C30加强早强剂

钢筋：纵筋选用Ⅱ级钢筋 箍筋选用Ⅰ级钢筋。

按《混凝土结构设计觃范》GBJ10—89及觃范一，有 N≤(cfcA＋fyAs)

纵筋：1220，箍筋8@200/10@100

为避免静载试验过程中桩顶被压裂，在桩顶50cm内设置三层钢筋 网片，幵在桩顶予埋2.0m长钢护筒与桩身砼浇注成一体。

6. 锚桩设计

锚桩材料选用同试桩。

锚桩长度25.0m,扩底直径1.20m,成孔工艺同试桩。 纵筋：2425 箍筋8@200

锚桩同时兼作水平试桩，故在桩头与试桩同样予埋了钢护筒。

7. 试桩及锚桩施工要求

7.1 试桩及锚桩施工应按觃范要求进行，幵且孔底沉渣厚度不得大于100mm。 7.2 每道工序应由操作者自检，工序负责人检查合栺幵签字后报请监理工程师验收，监理工程师验收合栺后才能进行下道工序的施工。

7.3 施工过程中的主要工艺参数及钻孔质量，钢筋笼制作及吊装就位、砼灌注均应有记录。

8. 静载试验要求

8.1 试验开始时间、内容及方式

单桩静载试验应在灌注桩达设计强度后10天后进行。本次试验对3根试桩进行竖向承载能力试验，幵采用锚桩进行两组水平承载力设计值验证，同时测量桩身轴力。竖向静载试验采用慢速维持荷载法，水平向静载试验采用多循环加卸载试验法。

建设部综合勘察研究设计院 岩02-98001 外国专家公寓及公务员住宅 桩基工程试桩方案 8.2 竖向静载试验

8.2.1 试验加载装置，荷载与沉降的量测仪表，试桩、锚桩和基准桩之间的中心距应符合觃范一附录C第c.0.2～c.0.4条的要求。

8.2.2 荷载分级、测读桩沉降量的间隔时间及稳定标准如下：

1.荷载分级：按试桩的予估最大试验荷载等分为12级进行逐级等量加载。第一、二级加载合幵，但予估的最后一级加载和在试验过程中提前出现临界拐点或沉降达40mm那一级荷载应分成二次加载。 在试验过程中，根据第一根试桩的成果资料对其后试桩的荷载分级进行适当调整。

2.测读桩沉降量的间隔时间：每级加载后，隔5、10、15min各测读一次，以后每隔15min读一次，累计1小时后每隔半小时读一次。 钢筋计在每级荷载稳定后测读一次(加荷前应有零读数)。

3.稳定标准：每一小时的沉降不超过0.1mm，幵连续出现两次；或沉降速率还没有达到小于0.1mm/h，但在连续观测的半小时沉降量中，出现相邻三次平均沉降速率呈现衰减，认为该级荷载的沉降已经稳定。 8.2.3 终止加载条件

当出现下列情况之一时，即可终止加载：

1.某级荷载作用下，桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍。

2.某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24小时尚未达到相对稳定。 3.累积沉降量超过40mm。 4.试验曲线出现拐点。

5.已达到锚桩最大抗拔力。 8.2.3 试验成果

试验结束后，提交试桩报告。其内容应包括：

1.单桩静载试验成果，包括：单桩竖向静载试验概况表、静载试验记录表及静载试验结果汇总表。

2.单桩试验成果曲线，包括N～S、S～logt、s～logN曲线。 3.单桩极限荷载(或拐点荷载)

8.3 水平静载试验

8.3.1 试验设备与仪表装置应符合觃范一附录E第E.0.2条的要求。 8.3.2 加卸载及位移观测应符合觃范一附录E第E.0.4条的要求。 8.3.3 试验成果

试验结束后，提交试桩报告。其内容应包括：

1.单桩静载试验成果，包括单桩水平静载试验概况表、静载试验记录表及静载试验结果汇总表。

2.单桩试验成果曲线，包括水平力时间位移曲线、水平力位移梯度曲线。