老旧桩基再利用研究.pdf

2024 年第 1 期152中国高新科技土木建筑|CIVIL ENGINEERING 老旧桩基再利用研究顾颍慧上海建设管理职业技术学院，上海 200232摘要：在越来越多的拆迁建设项目中，不可避免地要面对旧桩基的再利用问题，而有效地解决旧桩基的再利用问题，可以节省工程成本，并有效地节省施工时间。文章以上海某工程为例，基于地基土工程性能表现和现有老桩情况，提出新旧设施的处理方案，并从造价、工期等多个角度对方案进行比较，选择合适的方案，为后续类似工程提供参考。关键词：老旧桩基；再利用；地基土文献标识码：A中图分类号：TU198文章编号：2096-4137（2024）01-152-03DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2024.01.46Study on reuse of old pile foundationGU YinghuiShanghai construction management vocational college,Shanghai 200232,ChinaAbstract:In more and more demolition and construction projects,it is inevitable to face the reuse problem of old pile foundation,and effectively solve the reuse problem of old pile foundation,can save the project cost,and effectively save the construction time.Taking a project in Shanghai as an example,based on the performance of the foundation soil engineering and the situation of the existing old piles,this paper puts forward the treatment scheme of the old and new facilities,compares the schemes from the perspectives of cost,construction period and so on,and chooses the appropriate scheme to provide reference for the subsequent similar projects.Keywords:old pile foundation;reuse;subsoil随着城市建设的快速发展，建筑用地日趋紧张，拆旧建新的情况越来越普遍。同时由于人们对居住要求的不断提升，很多建筑面临旧房改造。如何对原有建筑推陈出新，也在技术层面形成了新的挑战。而其中越来越受到关注的一个问题是对原有建筑的老桩基的再处理和利用。老旧桩基不仅清理难度大、成本高、工期长，而且清桩施工将严重扰动原生土体，造成其承载力丧失、新建建筑物变形或不均匀变形过大，影响新建建筑结构安全或正常使用。如不加清理，则旧桩的存在将对新建桩基的设计、施工造成不便。因此，废旧桩基的存在很大程度上影响着工程建设的进度、成本、工期，如何对旧桩基进行充分改造和利用，成为一个亟需解决的问题。本文依托上海地区某工程实例，基于地基土工程性能、既有老旧桩情况，提出新旧装处理方案，并基于造价、工期等多重角度对方案进行对比，选出适合的方案，以期为后续类似工程提供参考与借鉴。1工程概况本工程位于上海市，基地西临地铁站，南侧为某科技园用地，西侧为绿化用地。拟建总建筑面积215889m2，其中地上150518m2，由4栋高层塔楼、多栋多层裙房组成，设有 2 层大底盘地下室，裙房间由多道连廊相连。现有老桩情况如下：（1）上海位于长江三角洲入海口东南前缘，属三角洲冲积平原，地貌形态较单一。拟建场地位置根据上海市工程建设规范岩土工程勘察规范（DGJ 08-372012），本场地属滨海平原地貌类型。（2）拟建场地内原有 3 栋多层建筑，为办公楼和仓库，目前地面以上建筑已拆除，地面以下原老旧基础已经清除，但废旧桩基还在。（3）桩型为 PHC AB300 60，桩长 22m（2 节），桩端持力层为1层粉质黏土夹黏质粉土层。深度不少于 6.0m，持力层的极限端阻力标准值为 1100kPa，根据地勘报告，管桩的单桩竖向承载力设计值取 400kN，单位竖向承载力极限值为660kN。（4）桩型为 PHC AB400 80，桩长 22m（2 节），桩端持力层为1层粉质黏土夹黏质粉土层。深度不少于 6.0m，持力层的极限端阻力标准值为 1100kPa，根据地图1场地局部工程地质剖面图2024 年第 1 期153中国高新科技CIVIL ENGINEERING|土木建筑勘报告，管桩的单桩竖向承载力设计值取 600kN，单位竖向承载力极限值为 960kN。（5）桩型为 PHC AB500 100，桩长 35m（3 节），桩端持力层为3层粉质黏土层。深度不少于 6.0m，持力层的极限端阻力标准值为 1100kPa，根据地勘报告，管桩的单桩竖向承载力设计值取 620kN，单位竖向承载力极限值为1240kN。场地局部工程地质剖面图如图 1 所示。2地基土的工程性能第1-1层杂填土，含碎石、砖块等建筑垃圾，混夹黏性土，局部区域地表为水泥地坪。土质不均匀。第1-2层素填土，以黏性土为主，含植物根茎及碎贝壳，土质松散不均。第2层灰黑色浜填土，含多量有机质及腐植物，有臭味，土质软弱。第层灰黄色黏土，含氧化铁斑点及铁锰质结核，土质自上而下渐软，呈可塑软塑状态，属中等压缩性。第层灰色淤泥质粉质黏土，含云母、有机质，夹薄层粉土，土质不均，呈流塑状态，属高等压缩性。第1层灰色淤泥质黏土，含云母、有机质，局部夹薄层粉土，土质均匀，呈流塑状态，属高等压缩性。该层在场地内遍布。第2层灰色含黏性土粉砂，含云母、有机质，夹黏性土及粉土，土质不均，呈稍密中密状态，属中等压缩性。该层在场地南侧缺失。第1-1层灰色粉质黏土，含云母、有机质，夹少量薄层粉土，土质不均，呈流塑软塑状态，属高等压缩性。该层在场地内遍布。第1-2层灰色粉质黏土，含云母、有机质，夹薄层粉土，土质不均，呈软塑状态，属高等压缩性。该层在场地内遍布。第3-1层灰色粉质黏土，含云母、有机质，夹薄层粉土，土质不均，呈软塑可塑状态，属中等压缩性。该层在场地内遍布。第3-2层灰色黏质粉土夹粉质黏土，含云母、有机质，局部粉质黏土、粉土呈互层状分布，土质不均。第3-3层灰色粉质黏土，含云母、有机质，局部夹粉土，土质不均。呈软塑可塑状态，属中等压缩性。第3-4层灰色黏质粉土与粉质黏土互层，含云母、有机质，局部以粉土为主，土质不均。呈中密/可塑状态，属中等压缩性。第2-1层灰色粉砂夹粉质黏土，含云母，颗粒成分以石英、长石为主，夹多量薄层黏性土，土质不均。密实状态，属中等压缩性。第2夹层灰色粉质黏土，含云母，有机质，局部夹层状粉性土，土质不均，呈可塑状态，属中等压缩性。第2-2层灰色粉砂，含云母，颗粒成分以石英、长石为主，局部夹薄层黏性土，土质不均，呈密实状态，属中等低等压缩性。3老桩的利用综述城市建设要以绿色发展为主，在这一理念贯彻的过程中要改变传统城市建设理念，倡导用新的建造方式进行城市的建设。对于老桩一味地采用直接拆除这种方式容易造成巨大的资源浪费和重复建设，充分发挥遗留的可利用的桩基的价值，贯彻可持续性发展将为城市建设提供更多路径。因此，本工程对于老桩的利用处理从一开始就秉持以下原则：能利用尽量利用、不能利用采取避让设计，避免采取清桩措施。由于受限于旧建筑的使用功能、设计要求、施工技术等，老旧桩普遍存在打入土层较浅，桩基总的承载力不能满足新建建筑物的承载力，以及老旧桩基抗力形心与新建建筑物结构荷载形心有较大偏差等问题。通常情况下需要通过加固老旧桩基、拔出部分位置旧桩再补充新桩、调整基础形式等措施以补足承载力，并调整抗力形心。结合实际情况和规范要求，在本文实例中，大底盘地下室，主楼下靠近地铁保护线侧的主楼 1#采用钻孔灌注桩，其余号楼及地下室部分考虑到经济因素均采用预应力混凝土管桩，局部设置抗拔实心桩，而根据旧图纸和地勘报告，老旧桩主要分布在群房部分。以5#楼PHC（500100）桩计算为例，桩单价200元/m，结果见表 1。表1PHC（500100）桩计算结果持力层长度（m）抗压承载力特征值（kPa）抗压拔承载力特征值（kPa）控制抗压工况桩数（个）桩间距（m）单位长度效率（kN/m）总价（万元）3-1粉质黏土236003905511.726.1253.53-2砂质粉土夹粉质黏土288105404082.028.9228.63-3砂质粉土夹粉土3511407602902.432.6203.03-4砂质粉土夹粉质黏土44174010501902.939.5167.2桩顶标高 9.50m，抗浮水位标高 0.5m，筏板厚度 2024 年第 1 期154中国高新科技土木建筑|CIVIL ENGINEERING h=700。G恒=221484，水浮力 N=155185，G恒+活=300600，基础面积=1640。桩基间距=面积/桩数开平方，桩数整体由抗压工况控制。根据造价、工期、审批等综合评价，本项目给出了 4 套桩基方案。老桩全利用+新桩。老旧桩总数为 2759 根，其中根据检测可利用根数为 1882 根，需要新增桩数为 2663 根。仅利用直径 400mm、500mm 老桩+新桩。老旧桩总数为2759 根，其中根据检测可利用根数为 614 根，需要新增桩数为 2921 根。仅利用直径 500mm 老桩+新桩。老旧桩总数为 2759 根，其中根据检测可利用根数为 447 根，需要新增桩数为 2964 根。老桩全不利用+新桩。新桩总数为 3411 根。通过对整个项目进行计算，4 种方案的造价对比见表 2。表24种方案的造价对比方案旧桩增加桩头费用+新桩费用（万元）方案一1242.3方案二1338.9方案三1351.2方案四1533.2结合 4 种方案的桩基布置图，最终根据评定原 300mm直径及 400mm 直径桩因桩长较短，可提供的承载力低，间距过密、保护性土方开挖、原桩各种检测费用较高，施工困难，工期延长且存在土方开挖后不合格需补桩风险，经各方合议认为该部分旧桩无再利用价值。原 500mm 直径桩有一定的承载力，且分布较疏，对新桩布置影响小，经设计单位测算有一定的再利用价值，但需结合保护性土方开挖（增加工效）费用、原桩检测费用、施工难度、工期、施工图审核验算、专项论证等因素，以及实际施工开挖的风险因素再做进一步论证。4结语对于老旧桩的处理和利用是一个综合性问题，不同的项目应因地制宜选择合适方案。随着城镇化发展进入一个新的阶段，工程人员也在不断推陈出新，探索新的方案。随着老旧桩处理问题越来越得到重视，相关案例逐渐累积，如何给老旧桩提供新的生命，使其可以焕发新的生命力并更好地融入城市可持续发展，将成为今后建筑施工研究中的一大课题。作者简介：顾颍慧（1988-），女，江苏扬州人，上海建设管理职业技术学院讲师，研究方向：建筑结构设计及施工。参考文献1 于清泉，龚维明，黄安永旧城改造中老桩基再利用研究 J城市建设，2019（5）：129-1322 裘国荣，孙永明，余永志温州中银大厦原桩再利用技术 J施工技术，2013（4）：76-783 孙浩钰，蔺泓瑞.上海地区废旧桩基础的利用与改造综述 J中国水运，2017（9）：233-234（责任编辑：肖央然）全管理工作。（2）安全管理考核与奖惩机制。建立科学的安全管理考核与奖惩机制，对高风险区域的安全管理绩效进行评估和激励。根据事故发生率、安全培训合格率、安全检查合格率等指标，对管理人员和从业人员进行综合评价，并根据评价结果进行奖励或处罚。优秀的管理人员和从业人员可以获得奖金、荣誉称号等激励措施，而安全管理不善者将受到相应处罚。安全管理考核与奖惩机制的运用可以使高风险区域事故率降低 15%以上。（3）安全监督与检查。建立定期的安全监督与检查制度，对高风险区域的安全管理情况进行检查和评估。监督部门可以对施工现场进行不定期的检查，发现安全隐患及时通报整改。同时，可以邀请第三方安全专家进行评估，对施工工地的安全状况进行独立评价。定期的安全监督与检查可以使高风险区域事故率降低 10%以上。5结语建筑工地高风险区域的安全管理与控制策略是确保施工过程安全的关键措施。通过对高风险区域进行分类与特点分析，采用有效的识别与评估方法，实施预防性措施和应急响应措施，以及合理的人员管理、工程控制和管理制度，可以最大限度地降低事故发生概率，保障建筑工地施工过程的安全可靠进行。作者简介：盛鹏轩（1994-），男，河南许昌人，中国建筑第七工程局有限公司土木工程公司助理工程师，研究方向：安全管理。参考文献1 陈晓芳，周延清，袁宏福基于 FMEA 和改进 TOPSIS法的建筑工程高风险区域风险评估 J安全与环境学报，2019，19（6）：2175-21802 胡克，刘军，陈文彬建筑工地高风险区域安全管理现状及措施研究 J现代建筑，2017，47（19）：135-1393 黄俊杰，钱立峰，徐慧基于熵值法和层次分析法的建筑工地高风险区域风险评估 J中国安全科学学报，2018，28（8）：51-564 姚伟，杨洋基于 RPN 法和安全评分法的建筑工地高风险区域风险评估 J建筑施工，2020，41（5）：101-1055 李翔宇，陈文彬，邱德宽基于模糊综合评判的建筑工地高风险区域风险评估 J中国安全科学学报，2019，29（4）：52-57（责任编辑：肖央然）（上接第151页）