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文檔簡介

1、樁基工程講座樁基勘察、設計、施工與檢測的理念(1內(nèi) 容1. 樁基勘察2. 樁基設計3. 樁基施工4. 樁基監(jiān)測與檢測2樁基勘察如何進行巖土工程勘察?如何利用巖土工程勘察資料?3樁基工程勘察是樁基工程的重要組成部分,樁基工程的設計和施工需要了解場地的工程地質(zhì)條件和地基土的物理力學性質(zhì)。因此,巖土工程師在進行樁基設計前必須根據(jù)擬建工程的要求,提出勘察方案,確定勘探點的布置和勘探孔的深度,選定原位測試和土工試驗的項目、數(shù)量和技術要求。在現(xiàn)場工作和室內(nèi)試驗分析的基礎上進行樁基方案的論證和評價,包括選擇樁型、樁端持力層和樁的截面尺寸,預估單樁承載力,分析沉樁的可能性。 4與天然地基的勘察相比較,樁基工程

2、勘察的勘探點的布置要求比較高。由于對樁端持力層層面起伏的控制要求比較嚴格,因此勘探點的間距比較??;又由于樁基礎的影響深度比較深,因此勘探孔的深度也比淺基礎深。勘探的其他工作量都比淺基礎要求高,因此當擬建建筑物可能采用樁基礎時,應按樁基礎的要求布置勘探的內(nèi)容。 5樁基工程勘察的內(nèi)容 1. 查明場地各層巖土的類型、埋藏深度、巖土層的分布、巖土工程特性和變化規(guī)律;2. 當采用巖基作為樁端持力層時,應查明巖石的巖性、構造、巖面變化規(guī)律和風化程度,確定其堅硬程度、完整程度和基本質(zhì)量等級,判定有無洞穴、臨空面、破碎巖體或軟弱巖層;63. 查明水文地質(zhì)條件,評價地下水對樁基設計和施工的影響,判定水質(zhì)對建筑材

3、料是否具有腐蝕性;4. 查明不良地質(zhì)作用,可液化土層和特殊性巖土的分布及其對樁基的危害程度,并提出防治措施的建議;5. 評價成(沉)樁可能性,論證樁的施工條件及其對環(huán)境的影響。7勘探點的布置勘探點位的布置主要與建筑物的輪廓有關,一般將勘探孔沿建筑物邊線布置或沿柱網(wǎng)軸線布置,對寬度比較大的建筑物,在建筑物中部也應適當布置勘探點??刂菩钥碧近c數(shù)量一般為勘探點總數(shù)的1/31/2,對采用端承樁的工程可取下限。8對于設計等級為甲級的建筑樁基,場地至少應布置3個控制孔,設計等級為乙級的建筑樁基應布置不少于2個控制孔。對于在承臺下布樁或沿軸線布樁的工程,樁基的勘探點一般宜按柱列線布設;但對于復雜地基的一柱一

4、樁工程,則需每柱布設勘探點。對于滿堂布樁的工程,可沿建筑物的邊線布設勘探點,勘探點的數(shù)量視工程規(guī)模大小而定,對于寬度大于35m的建筑物,在建筑物的中部需布置勘探點。 91. 端承型樁的勘探點平面布設要求1) 勘探點間距應能控制樁端持力層層面和厚度的變化,一般宜為1224m。當相鄰勘探孔揭露的持力層層面坡度大于10或持力層起伏較大、地層分布復雜時,為了控制持力層層面的起伏,應根據(jù)具體工程條件適當加密勘探點。102) 如發(fā)現(xiàn)基巖中有斷層破碎帶,或樁端持力層為軟、硬互層,或相鄰勘探點所揭露的樁端持力層層面坡度超過10,且單向傾伏時,勘探點應適當加密;對荷載較大或復雜地基的一柱一樁工程,或每柱設置勘探

5、點。113) 在巖溶發(fā)育的場地當以基巖作為樁端持力層時,應按柱位布孔,同時應輔以各種有效的地球物理勘探手段,以查明擬建場地范圍及有影響地段的各種巖溶洞隙和土洞的位置、規(guī)模、埋深、巖溶堆積物的性狀和地下水特征。4) 控制性勘探點不應少于勘探點總數(shù)的1/3。121. 摩擦樁型樁的勘探點平面布設要求,1) 勘探點應按建筑物周邊或柱列線布設,宜按2035m布置勘探點。當相鄰勘探點揭露的主要樁端持力層或軟弱下臥層層位變化較大,影響到樁基方案選擇時,需適當加密勘探點。帶有裙房或外擴地下室的高層建筑,布設勘探點時應與主樓一同考慮。132) 樁基工程勘探點的數(shù)量應視工程規(guī)模的大小而定,勘察等級為甲級的單幢高層

6、建筑勘探點數(shù)量不宜少于5個;乙級不宜少于4個。對于寬度大于35m的高層建筑,其中心應布置勘探點。3) 控制性勘探點應占勘探點總數(shù)的1/31/2。141端承型樁的勘探深度1)當以可壓縮地層(包括全風化和強風化巖)作為樁端持力層時,勘探孔深度應能滿足沉降計算的要求,控制性勘探孔的深度應深入預計樁端持力層以下510m或6d10d(d為樁身直徑或方樁的換算直徑,直徑大的樁取小值),一般性勘探孔的深度宜達到預計樁端下35m或35d。152)對一般巖質(zhì)地基的嵌巖樁,勘探孔深度宜鉆入預計嵌巖面以下1d3d,控制性勘探孔宜鉆入預計嵌巖面以下3d5d。對質(zhì)量為III級以上的巖體,可適當放寬。3)對花崗巖地區(qū)的嵌

7、巖樁,一般性勘探孔宜進入預計嵌巖面以下35m,控制性勘探孔宜進入微風化巖58m。164)對于巖溶、斷層破碎帶地區(qū),勘探孔需穿過溶洞、或斷層破碎帶進入穩(wěn)定地層,進入深度宜需滿足3d,并不小于5m。5)具多韻律層狀的沉積巖或變質(zhì)巖,當基巖中強風化、中等風化、微風化巖呈互層出現(xiàn)時,對擬以微風化巖作為持力層的嵌巖樁,勘探孔進入微風化巖深度不宜小于5m。172摩擦型樁的勘探深度1) 一般性勘探孔的深度宜進入預計樁端持力層或預計最大樁端入土深度以下不小于3m。2) 控制性勘探孔的深度宜達到群樁基礎沉降計算深度以下12m。群樁基礎的沉降計算深度可取樁端平面以下附加壓力為上覆有效自重壓力20%的深度,或按樁端

8、平面以下(11.5)b的深度考慮,b為假想實體基礎寬度。3) 當可能有多種樁長方案時,宜根據(jù)最長樁方案確定勘探孔的深度。18樁基工程勘察應采用鉆探取土試驗和原位測試相結(jié)合的方法進行。特別是靜力觸探試驗能得到連續(xù)的貫入曲線,能夠比較正確地劃分土層的層面,對于持力層的選擇提供重要的依據(jù)。對軟土、粘性土、粉土和砂土的測試手段宜采用靜力觸探和標準貫入試驗;對碎石土宜采用重型或超重型圓錐動力觸探。對于地質(zhì)條件復雜的場地,還宜采用地球物理勘探的方法,以探明巖溶溶洞、裂隙、斷裂帶等深層的地層和地質(zhì)構造特征。19土工試驗一般認為,在樁所穿過的土層中,應多做一些抗剪強度試驗,而壓縮試驗可以少一些;在樁端以下的土

9、層中則相反,抗剪強度試驗可以少一些。但由于我國的規(guī)范主要采用按照土層的經(jīng)驗參數(shù)估算單樁承載力的方法,而很少規(guī)定按土的抗剪強度指標確定樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的方法,因此勘察報告中提出各土層的抗剪強度指標對于確定單樁承載力其實并沒有太多的用處。 20壓縮試驗主要用于沉降計算,但由于用作樁端持力層的砂土、碎石土很難取得質(zhì)量合格的土樣,因此得不到符合要求的壓縮模量的數(shù)據(jù),或者得到的變形參數(shù)過小,使沉降計算的結(jié)果偏大。在很多情況下,只能采用原位測試來估算變形模量的經(jīng)驗數(shù)據(jù),或者用深層載荷試驗求得變形模量進行沉降計算。21當樁端持力層為基巖時,應采取巖樣進行飽和單軸抗壓強度試驗,必要時尚應進行軟化試驗;對軟

10、巖和極軟巖,風干和浸水都可以使土樣破壞,無法試驗,因此應封樣保持天然濕度,做天然濕度的單軸抗壓強度試驗。22樁基工程的設計與施工所需要的有些參數(shù),單靠鉆探取土試驗是無法取得的,原位測試有其獨特的適應性。我國幅員廣闊,各地地質(zhì)條件不同,難以統(tǒng)一規(guī)定原位測試的手段。在樁基工程勘察中,靜力觸探試驗、標準貫入試驗和動力觸探試驗都可以用于判別土層的均勻性和劃分土層,選擇樁端持力層,估算單樁承載力以及判斷沉樁可能性。但這三種方法各適用于不同的地質(zhì)條件。23在碎石類土和風化巖石中應選用重型的或超重型的動力觸探試驗。在砂土中應優(yōu)先采用標準貫入試驗,在粘性土中應優(yōu)先采用靜力觸探試驗。24劃分土層和選擇樁端持力層

11、,靜力觸探試驗具有獨特的優(yōu)勢。由于靜力觸探試驗能得到連續(xù)貫入的曲線,土層的分層界線非常清楚,相鄰土層軟硬的變化也非常明確,可以確定樁端持力層的層頂標高和樁端的標高。由于靜力觸探的貫入機理和沉樁的機理比較相似,用靜力觸探試驗結(jié)果預估單樁承載力的方法建立在一定理論依據(jù)的基礎上,比較符合實際情況,因此使用比較廣泛。25對無法取樣的破碎和極破碎的巖石,對于難以取得合格土樣的砂土、碎石土,必須采用原位測試的方法提供這些巖土層的強度和變形參數(shù)。對于這種類型的土,比較適合于采用標準貫入試驗或動力觸探試驗。以不同風化帶作樁端持力層的樁基工程時,控制孔宜進行壓縮波波速測試,按完整性指數(shù)或波速比定量劃分巖體完整程

12、度和風化程度。26土的原位測試手段由于能直接提供較可靠的指標而常常被用以確定樁的承載力,例如標準貫入試驗之用于砂土中的樁,十字板剪切試驗之用于軟粘土中的樁。當然,最直接用于確定樁端阻力的原位測試莫過于深層載荷試驗,通過深度載荷試驗可以測定樁端阻力值,也可用以確定樁端持力層的變形模量,提供大直徑樁沉降計算的變形參數(shù)。27樁基評價與樁基方案建議 樁基工程分析評價在下列條件下才可以進行:1) 充分了解工程結(jié)構的類型、特點、荷載情況和變形控制的要求等;2) 掌握場地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,考慮巖土體的非均質(zhì)性和土性參數(shù)的不確定性;3) 充分考慮地區(qū)經(jīng)驗和類似工程的經(jīng)驗;4) 缺乏經(jīng)驗地區(qū)應通過設計參

13、數(shù)檢測和施工監(jiān)測取得實測數(shù)據(jù),以調(diào)整修改設計和施工方案。28在勘察報告中的樁基工程評價應包括以下基本內(nèi)容:1) 在不同方案分析比較的基礎上推薦經(jīng)濟合理的樁型及與其相適應的樁端持力層,對于地層中存在多個硬土層或砂層時,應作樁端持力層的比較,以供設計選用;2) 對可能采用的樁型、規(guī)格及相應的樁端入土深度提出建議,可根據(jù)當?shù)氐墓こ淌┕そ?jīng)驗,對不同樁型的可行性和適宜性進行技術經(jīng)濟的分析比較,并提出建議;293) 提供所建議樁型的側(cè)阻力、端阻力、持力層和下臥層的壓縮模量以及樁基設計施工所需的其他巖土參數(shù);4) 對沉(成)樁可能性、樁基施工對環(huán)境影響的評價和對策以及其他設計、施工應注意事項提出建議。 30

14、樁基勘察案例31碳酸鹽巖地區(qū)鉆孔灌注樁工程勘察實例昆明三聚磷酸鈉廠 在巖溶地區(qū)采用樁基礎工業(yè)建筑的工程實例,巖溶地區(qū)的地質(zhì)條件復雜,故樁基勘察有其特殊的內(nèi)容和要求。 32 昆明三聚磷酸鈉廠廠址位于巖溶洼地內(nèi),覆蓋層為紅粘土,層厚1040m,基巖為巖溶化的白云巖。主要車間引進德國成套設備,廠房高50余米,車間內(nèi)配置許多重型設備和管道,按工藝要求,沉降差不得大于0.001。鉆孔灌注樁能嵌入基巖,穩(wěn)定性好,沉降量小,沉降差能滿足工程要求,是比較適合于本工程要求的基礎型式。主要車間柱基礎采用單樁,設備基礎采用群樁基礎 。33“勘察要有針對性,那種遍地開花、普遍探查,試圖用某種方法完全查清整個場地巖溶地

15、基內(nèi)巖溶的大小和位置以及巖面的起伏情況,都是沒有實際意義的,也是徒勞的?!?34勘察重點在勘察過程中,要著重解決與樁體穩(wěn)定有關的問題:1) 樁端的整個環(huán)形斷面是否已經(jīng)深入到基巖內(nèi)部;2) 樁端持力面以下應力影響范圍內(nèi),是否存在對樁基穩(wěn)定不利的洞穴,以及樁位側(cè)面是否存在對樁基穩(wěn)定不利的臨空面。35勘察手段在巖溶地區(qū)勘察,鉆探是必不可少的直接探查手段,鉆探的同時應考慮采用孔內(nèi)攝影、測井、無線電波透視、聲波等物探技術輔助了解巖溶情況。但是,這些輔助技術的探查結(jié)果必須用直接的手段加以證實。36勘察布孔的理念對大口徑嵌巖灌注樁基礎,無論對巖面起伏的研究或者是對樁底洞穴的探查,都要求對具體樁位進行工作,鉆

16、孔的布置應消除網(wǎng)度的概念,而應一樁一孔,個別地質(zhì)條件復雜的部位應適當增加。37鉆孔需要鉆入完整巖體一定深度,查明持力層頂面標高和厚度。1) 對于直接建造在基巖上的重大建筑物一柱一樁基礎和重大設備基礎,只要持力面以下有5m厚的連續(xù)完整巖體,且溶洞頂板的厚度為洞徑2倍以上時,其安全是可以保證的。因此,對于不存在大廳式溶洞的場地,鉆入持力面以下5m深度的完整巖體可以作為重大建筑物勘察鉆孔深度的控制基數(shù)。本工程在持力面以上一般存在溶蝕顯著的石牙起伏帶和強風化帶,因此鉆孔深度取為巖面以下8.0m。382) 若持力面以下5.0m范圍內(nèi)遇有小型溶洞,溶孔密集帶,強風化夾層等強度較低的軟弱夾層,鉆孔深度視具體

17、情況適當加深。若巖面平坦,且表部強風化層厚度不大,鉆孔深度可適當減小。3) 當樁位于溶槽、溶溝或豎向溶蝕裂隙近旁,樁側(cè)存在臨空面時,勘探孔的深度應能查明出露溝底以上的傾斜軟弱結(jié)構面。39確定嵌巖標高的幾個原則:1) 樁位勘探孔未發(fā)現(xiàn)洞隙,基巖面起伏不大,巖石堅硬完整,是可靠的樁位,樁端應穿過強風化帶,保證持力面置于完整的基巖上。2) 樁位勘探孔未發(fā)現(xiàn)洞隙,巖面起伏不大,但巖體內(nèi)存在強風化夾層、泥化夾層、溶孔密集帶、節(jié)理密集帶等軟弱夾層,則樁端不能置于這些軟弱夾層上,而應視夾層的特征,對樁端標高進行調(diào)整。403) 樁位位于寬度小于樁徑的豎向溶蝕裂隙中,樁端務必穿過強烈溶蝕帶,嵌入完整的基巖。4)

18、 樁位勘探孔穿過單層或多層溶洞時,應按頂板巖層的不同性狀分別進行溶洞頂板穩(wěn)定性驗算,按驗算結(jié)果確定嵌巖標高。當溶洞頂板具有5.0m以上厚度的連續(xù)完整巖體,且場地又不存在大廳式溶洞時,可直接將樁端置于溶洞頂板之上,不需要進行穩(wěn)定性驗算。415) 樁位位于豎向溶蝕裂隙、溶槽、溶溝近旁,地基巖體側(cè)向存在臨空面,若地基巖體中具有傾向臨空面方向的軟弱結(jié)構面,應進行地基抗滑穩(wěn)定性驗算。42 溶洞頂板穩(wěn)定性評價溶洞頂板穩(wěn)定性評價可分為定性評價和定量評價兩種。定性評價完全取決于工程師的經(jīng)驗。定量評價目前尚無完備的方法,可以運用一些簡化的力學方法,如視頂板為梁板、無鉸拱等假定的基礎上的近似計算。也可以用彈性理論

19、的方法求溶洞周邊的應力場,計算孔邊切向應力,并于巖石的強度進行比較的方法計算穩(wěn)定性系數(shù)。43花崗巖地區(qū)人工挖孔樁工程勘察實例 深圳福星大廈 花崗巖的風化帶具有厚度大,巖性變化劇烈的特點,過去一般都將樁端置于中等風化或微風化巖層中。但這個工程卻采用了以強風化巖作為樁端持力層的擴底樁方案,既避免了微風化基巖頂板標高差異過大產(chǎn)生的工程問題,又減短了樁長,節(jié)省了造價。 441)第四系松散土層可分為填土、沉積層和殘積土3個層次。(1)人工雜填土,除局部外大部分地段均有分布,厚度0.503.70m。(2)全新世、上更新世海陸交互相沉積層,上部為透鏡體狀的軟塑淤泥質(zhì)土或可塑的粉質(zhì)粘土,下部為稍密中密的礫砂混

20、粘土,總厚度3.06.5m。(3)殘積礫質(zhì)粉質(zhì)粘土,褐黃、桔黃、灰褐色,由粗?;◢弾r或細粒花崗巖風化殘積而成,由上而下為可塑堅硬狀態(tài),分布于整個場地,厚度11.2023.00m。452)基巖:場地下覆基巖為中生代燕山期侵入花崗巖,沿北北西向斷裂后期侵入細粒花崗巖及煌斑巖脈。花崗巖遭受不同程度的風化,按風化程度可分為強、中、微三個帶。(1)強風化帶,褐黃、桔紅、灰褐色,除鉀長石保留原晶形、手捏成砂狀外,其他礦物已風化成粘性土,換算后的標準貫入擊數(shù)大于50擊,頂板埋深17.029.5m,標高-9.46-21.38m,厚度0.6015.1m。46(2)中等風化巖帶,淺黃、灰黃色,裂隙發(fā)育、裂隙面氧化

21、鐵浸染,巖芯呈塊狀,巖塊手折不斷,錘擊聲脆難碎。頂板埋深17.643.1m,標高-10.06-35.92m,厚度0.36.8m。(3)微風化巖帶,肉紅、桔紅色,粗拉結(jié)構,塊狀構造,有少量裂隙發(fā)育,裂隙面有淺鐵銹色,巖石致密堅硬,需鋼?;蚪饎偸@進,頂板埋深17.946.0m,標高10.3638.32m。47樁基方案的建議福星大廈由28層塔樓和4層裙房組成,均設1層地下室,埋深45m。在基底標高處,大部分軟弱土層已被挖除,局部地段殘留小部分軟弱土層可采取換填法處理。持力層礫砂混粘性土層的壓縮性小,承載力高,經(jīng)沉降驗算,最大沉降量為32.5mm,符合規(guī)范要求。因此,裙樓可以采用天然地基,以礫砂混粘

22、土作持力層。如果考慮采用短樁基礎,以強風化花崗巖為持力層。48建議采用人工挖孔樁方案。但能否采用人工挖孔樁的關鍵是采用強風化基巖作為樁端持力層,單樁承載力能否滿足要求,以及建筑物的不同部位的樁分別置于強風化、中等風化和微風化基巖上的沉降差是否滿足要求。 49經(jīng)過分析采取了擴大樁的端面積的措施以提高承載力。兩座塔樓各布置了52根直徑1.4m,擴大頭直徑2.02.6m,一柱一樁,單樁承載力7800kN13200kN。裙房布置了46根直徑1.2m,擴大頭直徑1.61.m,單樁承載力5000kN6300kN。樁端支承在強風化基巖上時,計算的最大沉降量19.1mm,支承在中等風化和微風化基巖上的樁,沉降

23、量為4.5mm,東西部的沉降差14.6mm,傾斜0.9均在允許范圍內(nèi)。50樁基設計51樁基礎設計的目的是為了使建筑物安全、可靠地使用,設計時通過下表所示的控制達到這一目的,分別按承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩種極限狀態(tài)驗算。承載力極限狀態(tài)控制包括地基土對樁的支承作用和下臥層對樁基礎的支承作用的承載力驗算、樁基礎穩(wěn)定性驗算、樁身和承臺的結(jié)構強度的驗算;而正常使用極限狀態(tài)包括樁基礎沉降量和水平位移的驗算、樁身裂縫驗算等。52承載力極限狀態(tài)驗算1. 根據(jù)樁基的使用功能和受力特征進行樁基的豎向抗壓或抗拔承載力的計算和水平承載力的計算;對于某些條件下的群樁基礎還需要考慮由樁群、土和承臺相互作用產(chǎn)生的

24、承載力群樁效應;532. 對樁身強度和承臺的承載力進行驗算;對于樁側(cè)土不排水抗剪強度小于10kPa且長徑比大于50樁應進行樁身壓屈驗算;對于混凝土預制樁應按吊裝、運輸和錘擊作用進行樁身承載力驗算;對于鋼管樁應進行局部壓屈驗算;3. 當樁端平面以下存在軟弱下臥層時,應驗算軟弱下臥層的承載力;544. 對位于斜坡、岸邊的樁基需要驗算整體穩(wěn)定性;5. 在地震區(qū),按建筑抗震設計規(guī)范規(guī)定應進行抗震驗算的樁基,應驗算抗震承載力。55正常使用極限狀態(tài)驗算1. 設計等級為甲級的非嵌巖樁和非深厚的堅硬持力層的建筑樁基;2. 設計等級為乙級的體型復雜、荷載分布顯著不均勻或樁端平面下存在軟弱土層的建筑樁基;563.

25、 受水平荷載較大或?qū)λ阶兾灰髧栏竦墓こ虘炈闼轿灰疲?. 根據(jù)使用條件,要求混凝土不得出現(xiàn)裂縫的樁基應進行抗裂驗算;對使用上需限制裂縫寬度的樁基應進行裂縫寬度驗算。57樁基礎設計方法我國樁基礎的設計方法正處在多變時期,在不同的設計規(guī)范中,可以看到不同的設計規(guī)定,有容許承載力設計方法、總安全系數(shù)設計方法和分項系數(shù)設計方法。58以往的設計規(guī)范一般采用安全系數(shù)法設計樁基;大多數(shù)的規(guī)范實際上采用的是確定性的設計方法,其表達方式有的出現(xiàn)安全系數(shù),有的不出現(xiàn)安全系數(shù)。建筑地基基礎設計規(guī)范(GB5007-2002)實質(zhì)上恢復了在設計表達式中不出現(xiàn)安全系數(shù)的容許承載力設計方法。 59樁基設計的另一個重要

26、問題是設計荷載,荷載必須與承載力的確定方法配套,且與設計狀況保持一致。 如果荷載和抗力的取值不配套,則在樁基承載力設計時會造成很大的浪費,在樁基承臺結(jié)構設計時會造成隱患,對此務必充分注意。 60樁基承載力計算時應采用荷載的基本組合和地震作用效應的組合;沉降驗算時應采用荷載的長期效應組合;驗算樁基的水平變位、抗裂或裂縫寬度時,應根據(jù)使用要求和裂縫的控制等級分別采用短期效應組合或短期效應組合考慮長期荷載的影響。61地下水浮力樁基設計時應注意地下水浮力的影響,計算基礎底面壓力時,基礎底面以上的總荷載應扣除基底水浮力,如不扣除水的浮力則造成浪費;樁基沉降計算時,樁端平面處的附加壓力應扣除水的浮力,否則

27、計算沉降過大;設計基礎底板時應考慮水浮力的作用,不考慮浮力是偏于危險的。62幾本主要規(guī)范的設計方法63建筑地基基礎設計規(guī)范的設計方法建筑地基基礎設計規(guī)范對樁基承載力驗算和結(jié)構強度驗算采用了不同的設計原則,對樁基承載力的驗算采用了隱含安全系數(shù)的容許承載力設計方法,而對結(jié)構強度驗算則采用概率極限狀態(tài)設計方法,用分項系數(shù)描述的設計表達式。64按單樁承載力確定樁數(shù)時,傳至承臺底面上的荷載效應應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的標準組合,在設計表達式中,作用項為按上述荷載計算的軸心豎向力作用下任一單樁的豎向力Qk;抗力項為單樁承載力特征值Ra。對于偏心荷載的設計狀況,作用項為按上述荷載計算的邊緣樁的單樁最大

28、豎向力Qikmax??沽棡?.2倍的單樁承載力特征值Ra。65在確定承臺高度、承臺配筋和驗算樁身截面強度時,上部結(jié)構傳來荷載效應組合應按承載力極限狀態(tài)下荷載效應的基本組合,采用相應的分項系數(shù)。作用項分別為按上述荷載計算的驗算截面處的沖切力設計值、彎矩設計值和單樁豎向力設計值??沽椃謩e為相應截面的混凝土抗拉或抗壓強度設計值。66建筑樁基技術規(guī)范的設計方法94版規(guī)范對樁基承載力的驗算采用了以分項系數(shù)描述的極限狀態(tài)設計表達式,對結(jié)構強度驗算則采用概率極限狀態(tài)設計方法,用分項系數(shù)描述極限狀態(tài)的設計表達式。新版建筑樁基技術規(guī)范對基樁承載力的驗算采用以安全系數(shù)描述的設計表達式,安全系數(shù)取2.0,抗力項

29、由單樁豎向極限承載力除以安全系數(shù),作用項按荷載效應標準組合軸心豎向力作用下的基樁或復合基樁的平均豎向力。67對于偏心荷載的設計狀況,作用項為按上述荷載計算的邊緣樁的單樁最大豎向力Nkmax??沽棡?.2倍的基樁或復合基樁承載力特征值R。 68在計算基樁結(jié)構承載力、確定尺寸和配筋時,采用傳至承臺頂面的荷載效應基本組合。當進行承臺驗算時,采用荷載效應標準組合。作用項分別為按上述荷載計算的驗算截面處的單樁豎向力設計值、沖切力設計值和彎矩設計值,抗力項分別為相應截面的混凝土抗壓或抗拉強度設計值。69關于荷載組合的規(guī)定,這兩本規(guī)范之間仍存在一些差別,建筑地基基礎設計規(guī)范強調(diào)的是“荷載效應應按正常使用極

30、限狀態(tài)下荷載效應的標準組合”,而在新版建筑樁基技術規(guī)范中,只說明是“荷載效應的標準組合”,沒有規(guī)定究竟是按承載力極限狀態(tài)荷載效應呢還是按正常使用極限狀態(tài)的荷載效應,顯然這兩種極限狀態(tài)是不相同的。 70 群樁承載力的計算原則建筑地基基礎設計規(guī)范經(jīng)歷了三個版本,即74規(guī)范、89規(guī)范和2002規(guī)范。對于群樁承載力的計算原則,前兩個版本都不考慮群樁效應,也不考慮承臺效應,2002規(guī)范也不考慮群樁效應,除了以控制沉降為目的的樁基需要考慮樁土荷載的分配外,一般的樁基計算都不考慮承臺效應。 71建筑樁基技術規(guī)范的計算原則建筑樁基技術規(guī)范經(jīng)歷了兩個版本,即94規(guī)范和新版本的規(guī)范。94規(guī)范對于群樁承載力的計算,

31、同時考慮了群樁效應和承臺效應。新版的建筑樁基技術規(guī)范不再考慮群樁效應,但仍然考慮承臺效應,不但在減沉疏樁復合樁基的群樁計算中考慮承臺效應,而且對一般的樁基群樁承載力計算也可以計及承臺底地基土的分擔作用。72我國軟土地區(qū)的樁基設計經(jīng)驗 7320世紀30年代至50年代,早期按經(jīng)驗方法設計階段作用于基礎上的計算荷載包括:上部結(jié)構的靜載與活載,及基礎的自重,但不計回填土的重量;樁基(群樁)容許承載力取單樁容許承載力之和,并計入基礎(承臺)底面的地基承載力;單樁容許承載力僅計樁周摩阻力,不計樁端承載力,樁周摩阻力取7KPa(靜載)、10kPa(靜載加活載);承臺底面的地基承載力取80100 kPa,計算

32、時可考慮承臺底面的全部面積,亦可扣除樁的載面積,僅計承臺底面的凈面積。 7420世紀60年代至90年代,樁基設計進入規(guī)范化和不斷改進的階段1963年編制了地方性設計標準上海市地基基礎設計規(guī)范(試行草案)(以下簡稱63規(guī)范),樁基設計開始進入規(guī)范化階段;1975年修改為上海市地基基礎設計規(guī)范(試行)(以下簡稱75規(guī)范);1989年第二次修改為上海市標準地基基礎設計規(guī)范(DBJ08-11-89)(以下簡稱89規(guī)范);1999年第三次修訂為上海市工程建設規(guī)范地基基礎設計規(guī)范(DGJ08-11-1999)(以下簡稱99規(guī)范)。75樁基設計和樁基(群樁)承載力的確定,在歷次編制和修訂的各版規(guī)范中都有具體

33、的規(guī)定,在各版規(guī)范中所包括的上海地區(qū)工程經(jīng)驗可歸納為以下幾方面:1)首先是以63規(guī)范開始,就強調(diào)了樁基設計要進行變形驗算的必要性,規(guī)定了樁基沉降計算圖式和計算方法,這一精神始終貫穿在以后歷次修訂的各版規(guī)范中;762)其次是要重視持力層的選擇,原則上是宜選擇壓縮性較低的粘性土、粉性土、中密或中密狀態(tài)以上的砂土作為持力層,同時對樁端進入持力層的深度以及當樁端土層下存在軟弱下臥層時樁端下的持力層應留有的厚度等也提出了原則性要求。此外,在89規(guī)范中還對一般建(構)筑物和荷重特別大的高、重建(構)筑物的樁基持力層選擇,分別提出了具體建議。合理選擇樁基持力層可為樁基(群樁)承載力的確定提供基本保證;773

34、)關于單樁承載力的確定,在重視根據(jù)大量試樁資料分析得到的上海地區(qū)單樁承載力經(jīng)驗公式的同時,75規(guī)范、89規(guī)范和99規(guī)范均逐次強調(diào)了單樁承載力要通過試驗方法確定或驗證以及樁身質(zhì)量及其結(jié)構強度對確定單樁承載力的重要性的認識,為樁基(群樁)承載力的確定提供可靠依據(jù);784)關于群樁承載力的確定,在全面貫徹以上三方面經(jīng)驗基礎上,上海地區(qū)常規(guī)樁距的低承臺樁基承載力可認為等于樁基中各單樁承載力之和,不考慮承臺下地基土對樁基承載力的貢獻,也不考慮群樁效應產(chǎn)生的承載力折減系數(shù),同時在樁基沉降量驗算滿足容許沉降量要求前提下,一般可不強調(diào)樁基整體強度以及軟弱下臥層承載力的驗算。 79上海地區(qū)執(zhí)行上述各版規(guī)范的時間

35、總計已有四十余年,建造在樁基礎上的各種建(構)筑物已不計其數(shù),荷載大而集中的高爐、筒倉和煙囪,大型橋梁的橋墩和橋臺以及數(shù)千幢高層超高層建筑等都是建造在密集群樁基礎上的,至今尚未發(fā)生過樁基整體失穩(wěn)的情況。這一客觀事實從實踐上說明,從工程應用角度出發(fā),執(zhí)行已綜合包括上述四方面經(jīng)驗的上海市地基基礎設計規(guī)范,原則上能保證上海地區(qū)的樁基礎的整體穩(wěn)定要求的。 8099版規(guī)范對樁基設計及其承載力計算作了較大的修改和進一步規(guī)定 :1)樁基應同時按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進行設計計算:按承載能力極限狀態(tài)進行設計計算的內(nèi)容應包括樁基的豎向承載力設計計算;按正常使用極限狀態(tài)極限設計計算的內(nèi)容應包括樁基的最

36、終沉降量驗算。81為使樁基沉降量計算更加合理,在長期實踐的基礎上,首次在規(guī)范中采用以Geddes單樁荷載應力公式為依據(jù)的單向壓縮分層總和法計算樁基最終沉降量,并給出了與樁端入土深度有關的沉降計算經(jīng)驗系數(shù)。2)對樁基持力層的選擇做出了進一步的規(guī)定:總原則仍是樁基宜選擇壓縮性較低的粘性土、粉性土、中密或密實的砂土作為持力層,同時明確指出不宜將樁端懸在淤泥質(zhì)土層中。823)對單樁承載力的確定做出了進一步的規(guī)定:明確指出單樁極限承載力宜通過靜載荷試驗確定;為確保樁身質(zhì)量,明確和完善了樁身質(zhì)量檢測方法和標準;改進和完善了按樁身結(jié)構強度確定單樁豎向承載力設計值的地區(qū)性經(jīng)驗公式。4)在常規(guī)樁距下,群樁承載力

37、設計值等于群樁中各單樁承載力設計值之和,不考慮承臺下地基土對樁基承載力的貢獻,也不考慮群樁效應產(chǎn)生的承載力折減系數(shù)。83可能出現(xiàn)負摩阻力的樁基設計原則84根據(jù)引起負摩阻力的不同原因,采用不同的設計原則。對于由填土引起的負摩阻力,宜在樁基施工前先進行填土,并保證填土的密實性,應根據(jù)填料及下臥層的性質(zhì)采取不同的措施,對低水位的場地應采用分層填土分層輾壓或分層強夯,壓實系數(shù)不小于0.94;為加速固結(jié),對軟土場地在填土前應預設塑料排水板等排水措施,待填土的場地基本穩(wěn)定以后再成樁。85引起負摩阻力的室內(nèi)的大面積堆載常見于倉庫、煉鋼、軋鋼車間,為防止堆載對樁基產(chǎn)生負摩阻力,可對堆載地基進行加固處理,或?qū)Χ?/p>

38、載的相鄰樁基采用剛性排樁隔離,或?qū)κ茇撃ψ枇τ绊懙念A制樁采取表面涂層措施以隔離負摩阻力的作用。對于由濕陷性產(chǎn)生的負摩阻力,可采用強夯、擠密土樁等措施處理,以消除土層的濕陷性,有效防止產(chǎn)生負摩阻力。86對于擠土沉樁,應采取消減超孔隙水壓力、控制沉樁速率等措施,減少工后孔隙水壓力消散所產(chǎn)生的負摩阻力。87建筑物樁基設計88樁的類型、截面尺寸和樁長選擇 一旦確定采用樁基礎方案后,樁基礎設計的重要環(huán)節(jié)就是合理地選擇樁型和樁端持力層。選擇樁型包括選擇樁的材料、成樁或沉樁的工藝、樁的長度(結(jié)合持力層選擇)、樁的截面尺寸(與樁長結(jié)合考慮)等內(nèi)容,選擇樁型時應考慮上部結(jié)構的要求、地質(zhì)條件、環(huán)境要求、施工條件及

39、質(zhì)量控制以及工程造價等因素。89樁基設計首先要把握住總體方案。樁基方案擬定的主要內(nèi)容則是樁型和樁基礎類型的選擇。樁型是指基樁采用什么材料、什么施工方法成樁或沉樁的工藝;而樁基礎類型是指承臺的選型、樁的布置以及樁基礎作為整體的剛度要求。這兩者雖有關系但側(cè)重面是不相同的,需要通過多種方案的技術經(jīng)濟分析來進行。90樁基礎的類型則主要根據(jù)地質(zhì)條件、上部結(jié)構的型式和對基礎剛度的要求來決定。例如對沉降敏感的框架結(jié)構,當由摩擦樁支承時,則應采用剛度較大的筏板將樁群連成一個剛度較大的基礎,甚至采用箱型承臺來彌補上部結(jié)構剛度的不足;若上部為剛度很大的剪力墻結(jié)構,則筏板的厚度可適當減?。划斢啥顺袠吨С袝r,則基礎承

40、臺可簡化為由連系梁拉結(jié)的獨立承臺,甚至可采用一柱一樁亦能滿足要求??傊?,必須綜合全面考慮地質(zhì)條件、上部結(jié)構類型及對基礎剛度的要求,選擇最佳的樁基礎。91樁型選擇的一些失敗案例92某18層采用樁基礎的住宅樓,因群樁失穩(wěn)而爆破拆除的案例某綜合樓管樁基礎,因持力層頂面標高變化過大,造成沉樁困難或承載力不滿足設計要求的案例93采用樁基的高層建筑整體爆破拆除94某棟新建的18層住宅樓,在結(jié)構封頂以后由于建筑物樁基整體失穩(wěn),導致該樓發(fā)生嚴重傾斜,其頂端傾斜的水平位移達2884mm。為根除工程質(zhì)量隱患,在采取工程補救措施無效后,對該樓實施整體定向爆破拆除。成為樁基嚴重事故的第一例。95建筑物體型為十字形的點

41、式樓,基礎底面積約800m2,地上18層,地下1層,總高度56.6m,鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構,基礎采用夯擴樁基礎,設計樁徑480mm,施工樁長1620m,樁端持力層粉細砂,樁端進入持力層約0.8m。工程于1995年1月進行樁基施工,共完成336根夯擴樁。1995年4月初開始開挖基坑土方,9月中旬完成主體工程結(jié)構封頂,11月底完成室外裝修和部分室內(nèi)裝修。96地貌屬長江一級階地,地勢平坦,表層填土,其下為9.414.4m的厚層淤泥及2.22.4m的淤泥質(zhì)粘土,有機質(zhì)含量達30,再下為 稍密中密的粉細砂。在這樣的地質(zhì)條件下,能否采用夯擴樁呢?當年,正是夯擴樁風行的年代,這個案例給了最好的說明。9798

42、事故概況:1995年12月3日,突然發(fā)現(xiàn)建筑物向東北方向明顯傾斜。建筑物頂端的水平位移470mm,在東北方向的沉降量55mm,而西南方向僅沉5mm。99采取搶救措施,在沉降量小的一側(cè)加載500噸,在沉降量大的一側(cè)挖土卸載,還進行了粉噴樁和注漿加固,并打了7根錨桿靜壓樁。建筑物在12月21日突然轉(zhuǎn)向西北方向傾斜,至12月25日,建筑物頂端的水平位移已達2884mm,整棟建筑物的重心偏移了1442mm。決定于12月26日爆破拆除。100事故原因分析:1. 樁型用錯了,在厚層淤泥中不能采用夯擴樁,把土層的結(jié)構都破壞了,將工程樁擠歪了。2. 基坑開挖時未分層挖土,樁發(fā)生偏移。3. 172根樁的偏位超過

43、允許偏差,最大偏位達1700mm。4. 底板的標高抬高2m,在傾斜的樁上接長,形成偏心的樁軸力。5. 形成了不穩(wěn)定的機動體系。101綜合樓樁基工程施工質(zhì)量事故102綜合樓為框架結(jié)構,樁基礎,主體建筑地上八層,地下一層,建筑面積8000m2。設計樁型為預應力管樁。地下室部位的樁徑采用600mm,單樁承載力設計值為1100kN;邊跨的樁徑采用400mm,單樁承載力設計值為600kN。600mm的樁長分別采用11m、13m和15m。103預制樁用于持力層起伏很大地質(zhì)條件的問題承載力不滿足設計要求樁打不到設計標高104樁布置于獨立承臺下,承臺下的樁數(shù)一般為五七樁。壓樁施工過程中由施工單位提出,經(jīng)設計單

44、位同意,改變了61根樁的長度,其中30根樁增加1m,22根減少2m,9根減少3m。經(jīng)檢測單位檢測了3根樁,其中,600mm直徑的樁檢測了2根,109#符合設計要求;88#樁不符合要求;400mm直徑的樁檢測了181#樁不符合設計要求。 105認為是浮樁,采取復打措施。對復打以后的樁檢測了2根,其中70#樁符合設計要求,92#樁不符合要求。復打以后在樁身發(fā)現(xiàn)裂縫,對裂縫進行了處理。 采用補樁的措施,補了9根沖抓樁。樁基工程自2001年6月27日開始至2002年5月17日最后一次檢測結(jié)束,歷時350天,接近一整年。 106引發(fā)本案的主要原因是樁基工程的施工時間從一個月左右拖到接近一年的時間,影響了

45、這個建筑物的后續(xù)施工和整個工期。 107靜壓法施工中,最終壓力與入土深度的關系,不同位置的樁的實際樁頂標高的起伏與持力層頂面標高起伏的密切相關性,說明達不到設計深度的原因是地層的起伏;勘察單位沒有加密勘探孔,沒有采用靜力觸探探明持力層頂面標高的起伏;在這樣的地層條件下,采用預制樁的方案是錯誤的,必然造成壓樁施工時樁頂標高的失控;108場地下臥基巖面起伏很大,采用了PHC樁,盡管按照勘察報告的剖面采用了幾種不同的樁長,但還是發(fā)生很多樁打不到設計標高,有的樁承載力達不到要求的數(shù)值,耽擱了工期,造成了爛尾的工程和法律訴訟。教訓:沒有根據(jù)地質(zhì)條件選擇合適的樁型,PHC樁用得不是地方。109樁基方案的經(jīng)

46、濟分析110樁的豎向承載力計算111樁的豎向承載力計算的目的是為了確定用樁的數(shù)量,以便進行樁的布置。樁的豎向承載力計算包括單樁豎向承載力的確定、樁頂作用效應計算和樁基豎向承載力計算等內(nèi)容。樁的豎向承載力計算包括抗壓承載力和抗拔承載力兩種設計狀況的計算。根據(jù)建筑物性質(zhì)、地質(zhì)條件和上部結(jié)構所承受的荷載性質(zhì),樁基主要承受不同性質(zhì)的軸力,不同設計狀況的控制性計算內(nèi)容是不同的,需要加以區(qū)別對待。112結(jié)構自重比較輕而水平荷載比較大的高聳結(jié)構物,則可能出現(xiàn)部分樁承受壓力而另一部分樁承受拔力,并隨著水平荷載方向的變化,基樁可能交替地承受壓力和拔力,則對基樁必須同時滿足抗壓承載力和抗拔承載力的計算。對于地下水

47、位較高的純地下室,或超補償?shù)慕ㄖ?,樁基設計可能受抗拔承載力控制,即在抗拔承載力滿足設計要求的條件下,抗壓承載力的計算比較容易滿足。113結(jié)構自重比較大,而水平荷載相對不大的建筑物,樁基設計一般受抗壓承載力控制,很少出現(xiàn)抗拔承載力控制的設計狀況。在進行樁的豎向承載力計算以前,根據(jù)上部結(jié)構和使用功能的要求可以確定承臺底面的埋置深度,在選定了樁端持力層以后,樁的有效長度便可以確定。按照單樁承載力的確定方法,可以求得單樁極限承載力或單樁容許承載力,然后根據(jù)作用于樁基承臺頂面的豎向力和樁基承臺及承臺上土的自重,按不同規(guī)范所規(guī)定的設計原則選用有關公式計算樁數(shù)。 114單樁承載力的確定方法1. 靜載荷試驗

48、的結(jié)果單樁極限承載力除以安全系數(shù)得單樁容許承載力(單樁承載力特征值);2. 用靜力觸探方法預估單樁極限承載力;3. 用樁端阻力和樁側(cè)摩阻力的經(jīng)驗值預估有極限值(極限端阻力和極限樁側(cè)摩阻力)和容許值(端阻力特征值和樁側(cè)摩阻力特征值)之分。115兩本規(guī)范的比較地基規(guī)范樁基規(guī)范116工作狀態(tài)的安全度如果要用安全系數(shù)來分別表示的樁端阻力和樁側(cè)摩阻力的話,兩個安全系數(shù)是否相等?按照荷載傳遞機理的理念,樁端阻力的安全系數(shù)Kb必然大于2,而樁側(cè)摩阻力的安全系數(shù)Kf則必然小于2。 117荷載傳遞機理的實踐意義與工程應用荷載傳遞機理反映了樁土體系通過樁側(cè)剪切作用傳遞豎向荷載,而樁身的壓縮變形是形成荷載自上而下逐

49、步傳遞過程的主要因素。樁是建筑物的傳力構件,但不能將樁作為一個單純的結(jié)構構件來設計。118揭示荷載傳遞機理對于分析樁在不同階段的承載力構成提供了正確的方法,是樁土體系的共同作用將建筑物的荷載傳遞給地基。對于長樁和超長樁的設計,荷載傳遞機理是非常重要的設計理念。對于嵌巖樁的承載性能的正確認識也具有重要的意義。119地基土對樁的支承能力由兩部分組成:樁端阻力和樁側(cè)摩阻力。如果認為兩者是同步增大的,那么對任何的荷載階段,這個表達式都是正確的:120而實際上,樁側(cè)摩阻力和樁端阻力不是同步發(fā)揮的。其基本原因是樁身壓縮量是從樁端累加到樁頂,埋深越淺的部位,壓縮量越大,因而即使是均勻土,摩阻力也不是均勻分布

50、的。豎向荷載施加于樁頂時,樁身的上部首先受到壓縮而發(fā)生相對于土的向下位移,于是樁周土在樁側(cè)界面上產(chǎn)生向上的摩阻力;荷載克服了摩阻力的剩余部分才往下傳遞,荷載沿樁身向下傳遞的過程就是不斷克服已發(fā)揮的摩阻力并向土中擴散的過程 ,使下部土層乃至樁端土層逐步承受上部傳來的荷載。121對10根樁長為2746m的大直徑灌注樁的荷載傳遞性能的足尺試驗結(jié)果。試驗表明,樁側(cè)發(fā)揮極限摩阻力所需要的位移很小,粘性土為13mm,無粘性土為57mm;除兩根支承于巖石的樁外,其余各樁(樁端持力層為卵石、礫石、粗砂或殘積粉質(zhì)粘土)在設計工作荷載下,端承力都小于樁頂荷載的10。 122不同荷載下軸力沿深度的變化123 設樁身

51、軸力為Q,樁身軸力是樁頂荷載N與深度Z的函數(shù),Qf(N、Z)124樁的長徑比L/d是影響荷載傳遞的主要因素之一,隨著長徑比L/d增大,樁端土的性質(zhì)對承載力的影響減小,當長徑比L/d接近100時,樁端土性質(zhì)的影響幾乎等于零。 發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的重要意義在于糾正了“樁越長,承載力越高”的片面認識。希望通過加大樁長,將樁端支承在很深的硬土層上以獲得高的端阻力的方法是很不經(jīng)濟的,增加了工程造價但并不能提高很多的承載力。 125樁越長,端阻力所占的比例越低126樁端、樁側(cè)的不同安全系數(shù)1984年,同濟大學洪毓康教授根據(jù)17根樁長為862m的試樁資料和5根模型樁的試驗結(jié)果,通過分析研究,提出了“考慮到樁側(cè)摩阻

52、力和樁尖抵抗力發(fā)揮的過程不同,在確定樁的軸向容許承載力時,應該采用兩個承載力安全系數(shù)Kb與Kf的結(jié)論”并給出了樁端阻力和樁側(cè)摩阻力取用不同安全系數(shù)的建議如表所示。 127超長樁的試驗 90年代末,陜西省建筑科學研究院等單位在陜西信息大廈進行了超長樁的試驗研究,陜西信息大廈地上51層,總高度191m,地下3層,深17.6m,基礎采用樁筏基礎,樁為泥漿護壁鉆孔灌注樁,直徑1.0m。 128場地內(nèi)第四系土層厚度700800m,勘探深度150m,在地面下30m范圍內(nèi)為黃土和古土壤,在30m至54m范圍內(nèi)為可塑狀態(tài)的粉質(zhì)粘土,在54m以下為含鈣質(zhì)結(jié)核的硬塑粉質(zhì)粘土層。試樁直徑1.0m,樁長82.2m,進

53、行了單樁豎向承載力及樁身荷載傳遞機理的測試與研究,還作了壓漿前后的承載性狀的對比試驗研究。 129研究成果不僅對黃土地區(qū)的樁基礎設計有指導的意義,而且對其他地區(qū)的樁也有參考作用。實測荷載傳遞資料表明,黃土地區(qū)的超長樁沒有測到樁端阻力,在樁長6070m處樁身軸力已經(jīng)趨于零,說明在這個深度以下的樁側(cè)阻力也得不到發(fā)揮;在壓漿以后,由于提高了淺層土的側(cè)摩阻力,軸力為零的深度明顯減小。 130后注漿對單樁承載力的提高作用131后壓漿具有如下的作用:1)膠結(jié)孔底沉渣,提高單樁承載力,消除樁的過大沉降;2)增強樁身混凝土與樁側(cè)土的結(jié)合,提高側(cè)摩阻力;3)修補樁身缺陷部位,保證設計承載力;減少樁基的不均勻沉降

54、。 132 根據(jù)一些試驗的結(jié)果,認為后壓漿處理后可以達到比較好的效果,對細粒土中的樁,單樁承載力可提高3070;對粗粒土中的樁,增幅可達60120。 壓漿后的側(cè)摩阻效應表現(xiàn)為側(cè)摩阻力提高和樁側(cè)土的剪切剛度提高;從而使摩阻力充分發(fā)揮時的位移值移后,這就意味著樁的韌性增大。133樁端條件對試樁曲線的影響134壓漿對側(cè)摩阻力的影響135常規(guī)樁的曲線136壓漿樁的曲線1371)在事故處理、補強中的應用;單樁承載力不足時的補強;此時只能在樁體外下管注漿。2)設計時承載力不能滿足要求,事先在樁體中預設壓漿管的加強措施。 后壓漿技術推廣應用中的問題主要是如何控制壓漿的均勻性和如何實現(xiàn)注漿的技術要求。壓漿后單

55、樁承載力的提高幅度與壓漿工藝密切相關,而均勻性和穩(wěn)定性是在工程中應用的關鍵;138后壓漿技術推廣應用中的問題主要是如何控制壓漿的均勻性和如何實現(xiàn)注漿的技術要求。壓漿后單樁承載力的提高幅度與壓漿工藝密切相關,而均勻性和穩(wěn)定性是在工程中應用的關鍵;標準化將有助于這一技術的推廣應用。139后注漿增強系數(shù)140后注漿增強系數(shù)系通過數(shù)十根不同土層中的后注漿樁與普通樁的靜載對比試驗求得。其側(cè)阻和端阻增強系數(shù)不同,而且變化很大??偟淖兓?guī)律是:端阻的增幅高于側(cè)阻,粗拉土的增幅高于細粒土,樁端、樁側(cè)復式注漿高于單一注漿。根據(jù)北京、上海、天津、河南、山東、西安、武漢、福州等地106份資料驗證。141142群樁效

56、應和承臺效應143關于群樁效應和承臺效應的考慮 建筑地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2002)不考慮群樁對承載力的影響,即群樁的承載力等于單樁承載力之和,也不考慮承臺與土的相互作用,即承臺下的土不分擔荷載,荷載全部由樁承擔。144上海市工程建設標準地基基礎設計規(guī)范也不考慮群樁效應,除沉降控制復合樁基設計外,對常規(guī)樁基設計也不考慮承臺與土的相互作用。145建筑樁基技術規(guī)范在建筑樁基技術規(guī)范94版中,考慮了群樁效應對樁基承載力的影響,也考慮了承臺效應的影響。在新版的報批稿中,群樁效應退出規(guī)范,對承臺效應的適用條件更嚴格地控制。146群樁效應設計方法退出規(guī)范群樁效應及其工程意義建筑樁基技術規(guī)范考慮

57、群樁效應的設計方法的定量依據(jù)是群樁試驗的結(jié)果。規(guī)范方法過于復雜,與樁基設計的誤差水平不一致。具體計算方法退出規(guī)范不等于群樁效應不存在。147群樁效應的工程意義1. 樁的平面布置對于單樁承載力發(fā)揮的作用,樁的中心距的影響;2. 載荷試驗的沉降在什么條件下才具有工程意義?3. 有沒有變形控制的單樁承載力?148 群樁在豎向荷載作用下,由于承臺、樁、土之間相互影響和共同作用,群樁的工作性狀趨于復雜,樁群中任一根樁即基樁的工作性狀都不同于孤立的單樁,群樁承載力將不等于各單樁承載力之和,群樁沉降也明顯地大于單樁,這種現(xiàn)象就是群樁效應。群樁效應可用群樁效率系數(shù)和沉降比表示。 149群樁效率和沉降比150由

58、端承樁組成的群樁,通過承臺分配到各樁樁頂?shù)暮奢d,其大部或全部由樁身直接傳遞到樁端。因而通過承臺土反力、樁側(cè)摩阻力傳遞到土層中的應力較小,樁群中各樁之間以及承臺、樁、土之間的相互影響較小,其工作性狀與獨立單樁相近。因而端承型群樁的承載力可近似取為各單樁承載力之和,即群樁效率和沉降比 可近似取為1。 151由摩擦樁組成的群樁,樁頂荷載主要通過樁側(cè)摩阻力傳遞到樁周和樁端土層中,在樁端平面處產(chǎn)生應力重疊。承臺土反力也傳遞到承臺以下一定范圍內(nèi)的土層中,從而使樁側(cè)阻力和樁端阻力受到干擾。152就一般情況而言,在常規(guī)樁距(34d)下,粘性土中的群樁,隨著樁數(shù)的增加,群樁效率明顯下降,且1;而沉降比則除了端承

59、樁 =1外,均為 1;同時承臺下土反力分擔上部荷載可使群樁承載力增加。153群樁應力的重疊作用154建筑樁基技術規(guī)范兩個版本的比較:1. 群樁效應退出規(guī)范;2. 承臺效應有條件地考慮;3. 分項系數(shù)改為安全系數(shù);4. 荷載采用標準值。155樁基沉降計算156樁基沉降計算樁端持力層為軟弱土的一、二級建筑樁基以及樁端持力層為粘性土、粉土或存在軟弱下臥層的一級建筑樁基,應驗算沉降,其樁基計算變形值不應大于樁基變形允許值。樁基沉降計算是比較復雜的,各種沉降計算方法都作了一定的假定,其計算結(jié)果和實測的建筑物沉降之間存在一定的差別,在樁基設計時要根據(jù)建筑經(jīng)驗對計算結(jié)果的可靠性進行判別,并加以經(jīng)驗修正。15

60、7建筑樁基規(guī)范的方法 將附加壓力作用面的位置放在樁端標高處,附加壓力的分布不擴散,即直接按群樁外圍面積分布附加壓力。 采用按Boussinesq理論計算應力 158按壓縮模量取用的修正系數(shù),取用方法改變了,94版規(guī)范是根據(jù)樁長取用的。e樁基等效修正系數(shù),與94版規(guī)范一樣,沒有變化。159按壓縮模量取用修正系數(shù)時,分別考慮不同樁型的影響。采用后注漿工藝,將修正系數(shù)再乘以0.8的折減系數(shù);軟土中的擠土樁,乘以1.31.8的擠土效應系數(shù)。160建筑地基基礎設計規(guī)范的方法1. 基底壓力分布同時采用兩種假定,分別采用擴散壓力和扣除側(cè)摩阻力;1612. 附加應力計算也同時采用兩種假定,分別按Boussin

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