巖土工程不確定性的風險及控制三

巖土工程不確定性的風險及控制

（以樁的承載力

和變形為例）xx巖土工程勘察設計研究院有限公司

xx年xx月提綱引言沉樁因素對承載力影響二沉樁因素對變形的影響三結(jié)論與建議四五一施工控制措施一、引言巖土是自然地質(zhì)歷史的產(chǎn)物，具有其獨特性和變異性，巖土由三相組成，三相間的不同比例關系及其相互作用，使巖土形成了極其復雜的物理力學性質(zhì)，它的變異性、不連續(xù)性和多相性造成巖土的強度、變形和滲透三大工程問題。由于巖土材料表現(xiàn)出極大的不可知性，使巖土工程充滿了風險和挑戰(zhàn)；一、引言巖土具有以下的特殊性：土層與地下水分布的不確定性；現(xiàn)場與實驗室的巖土指標的不一致性；現(xiàn)場原位應力與孔隙水壓力的不確定性；外加荷載及其分布的不確定性；巖土材料性質(zhì)的復雜性計算理論和方法的不確定性。一、引言

巖土工程工作的原則

巖土是自然產(chǎn)物，不同與鋼筋砼，應采用工程地質(zhì)觀點對待巖土工程問題，必須掌握巖土的性狀，懂得巖土性質(zhì)指標的物理意義、用途和限制；能結(jié)合工程特點采用相應勘探測試技術揭示地層，以充分認識鉆探取樣和原位試驗試驗帶來土體的物理力學性質(zhì)方面的變化；提倡應用類似地質(zhì)條件的工程經(jīng)驗，判別數(shù)值計算結(jié)果的誤差和幅度，必須堅持因地制宜、就地取材、保護環(huán)境和節(jié)約資源的原則。

一、引言巖土工程師應具備的能力

(1)技術人員素質(zhì)提高，根據(jù)市場需求調(diào)整或增加專業(yè)設置，改變以往的單項、附屬性專業(yè)面，使其成為具有相當廣度和理論、深度和豐富實踐經(jīng)驗。

(2)在軟硬件條件上,計算機技術的飛速發(fā)展為復雜的巖土工程分析和檢測提供了強大的工具支持：模擬預測、信息化設計與施工、人工智能專家系統(tǒng)、檢測與物探測試發(fā)展，使巖土工程師有可能更加科學和可靠地對工程問題進行較深入的定量和定性分析判斷。

(3)樹立“為顧客增值”的產(chǎn)品質(zhì)量觀，并通過這一觀念增強企業(yè)的市場競爭能力，即巖土工程工作成果應該能夠盡快能使顧客在保障建設工程安全的前提下節(jié)約其投資。

一、引言巖土工程技術水平發(fā)展

巖土工程勘察、設計、施工與監(jiān)測是巖土工程的一個完整體系，不可分割。合格巖土勘察工程師必定是一個合格的巖土設計工程師；巖土施工對設計方案能否實現(xiàn)，其影響極大，至關重要。監(jiān)測手段是對巖土設計參數(shù)和結(jié)果的驗證，同時對重大和復雜工程信息化施工和調(diào)整設計參數(shù)的依據(jù)，并能有效及時采取相應措施以確保工程安全。因此，巖土工程師以勘察為實踐的根本（獲得巖土資料和認識土性），設計是實踐的基礎（使用這些資料），施工是實施結(jié)果，監(jiān)測是對以上驗證并獲得原型參數(shù)，重新認識巖土性狀的過程。通過四個階段實踐，是飛躍式的上升。

一、引言以樁的承載力和變形為例樁的承載力及變形特性隨工程經(jīng)驗和不斷認識，其尚未認識問題及其影響因素越來越復雜，需不斷地深入研究并重新認識；一、引言荷載特性

地基土特性

樁型及樁身強度

進入持力層深度

沉樁順序及速率

影響單樁承載力和樁基變形因素布樁面積系數(shù)

……二、沉樁因素對承載力影響

1.不同沉樁方式（預制樁300×300

L＝24m，飽和粘性土地基）－靜力壓入法S1－振動法S2

R1/R2=1.67二、沉樁因素對承載力影響

2.不同樁尖設置（PHCAB400，L＝39m飽和粘性土地基,休止期40天）－靜力壓入法R1/R2=1.66二、沉樁因素對承載力影響

3.不同鋼靴（PHCAB600）－靜力壓入法R1/R2=1.57二、沉樁因素對承載力影響4.試樁邊界條件不同（松江）鋼筋混凝土方樁:250×250L=24mRk=720KN(工程前試樁）300×300L=24mRk=420KN(工程樁試樁）－靜力壓入法R1/R2=1.71二、沉樁因素對承載力影響

5.樁身質(zhì)量（PHCAB600)－錘擊法R1/R2=2.50二、沉樁因素對承載力影響

6.樁身質(zhì)量（鋼筋混凝土方樁200×200，L＝8m）－錘擊法R1/R2=1.63二、沉樁因素對承載力影響

7.擠土引起樁頂回彈（PHC

AB600，硬粘性土地基）－靜力壓入法二、沉樁因素對承載力影響

8.沉樁速度過快（PHC

AB400

95

36m)三節(jié)樁，節(jié)頭脫節(jié)－靜力壓入法二、沉樁因素對承載力影響

9.連續(xù)沉樁，沉樁過快（PHC

AB600

110

68m5節(jié)樁，軟粘性土地基）－錘擊法施工D800

1.3cm/10擊二、沉樁因素對承載力影響

9.沉樁休止期不同土質(zhì)、不同樁型、不同尺寸的樁承載力時效試驗觀測結(jié)果，得到單樁極限承載力比初始值增長約為40～400%，達到穩(wěn)定值所需要的時間由幾十天到數(shù)百天不等,在軟飽和粘性土地基中尤為明顯。二、基沉檔樁因巾素對亮承載餐力影通響9.沉樁塞休止災期對于左樁周痕的土有體，頃根據(jù)莖擾動剖程度診的不奔同可辯分為泉三個搶區(qū)域偶：緊薯貼于蘋樁身規(guī)表面搬的結(jié)徹構(gòu)完齡全破貴壞的舉第Ⅰ區(qū)（烤完全痛擾動嬸區(qū)）碼、?？ǔ衷疇畹耐┑冖髤^(qū)（熱未擾套動區(qū)妖）和呼界于肺二者板之間圍的第Ⅱ區(qū)（晝部分胞擾動錄區(qū)）樁打趣（壓棋）入圈粘性嫩土中予，主兼要在鵝兩方處面改殲變了梯地基銹土的霞狀態(tài)績：一舒是破暴壞了蘋地基漲土的吧天然委結(jié)構(gòu)短；二跪是使聚土受辨到急揮速擠妖壓，厚造成桌孔隙工水壓較力急阿劇上借升，賠有效帆應力糠減小而。兩賓種作存用都贊使得冶樁周溝土（望包括泥樁端羊土）匪的強鐘度大銹為降聽低，顆因而顯樁周我摩阻永力和杏樁端行阻力寶都處戚于較互低的喘應力役水平病。隨監(jiān)著時烏間的鋒推移俊，這辣兩者申的情大況都溉在不喜斷地著變化評，樁階的承捧載力潮也隨只之增可長。大量腳的靜失載試衡樁資醫(yī)料表紀明，xx地區(qū)膛軟粘堪土中曲鋼筋藏混凝瞧土預拜制樁策在沉磨樁后存，隨鳴著時悅間的商推移量，其賄極限盈承載絹力有吐大幅拍度的州提高肥。單螺樁極寸限承鹿載力真增長酒的速蠅度和停幅度碎受土炮層條孝件及綱有效先樁長挨等的鵲影響惹很大黎。根據(jù)盲研究祝，可杠采用逼迭代奧法回躬歸分扁析能予充分篩考慮膊同一往工程悄樁在湯不同撐的休璃止期脹靜載衫試樁襯極限薦承載慚力間觀的內(nèi)復在聯(lián)悉系對絞單樁療極限話承載允力增盾長規(guī)益律的災代表騎性；熄也可原采用畝根據(jù)季不同鬧土層投單樁樸后期杠極限鍵承載笑力的跨變化門規(guī)律扇預測固，預種測精鋸度可聞以滿倘足工斑程要針求。三、績沉厚樁因銜素對碎樁基五沉降伍量影澆響1.不同幫加荷反速率集影響

建

筑

物

性

質(zhì)

層數(shù)與高度基礎尺寸(m)結(jié)構(gòu)類型基底有效附加壓力（kPa）28層34×21Be=26.5剪力墻386樁型及規(guī)格(予制樁）（m)樁尖入土深度(m)單樁容許承載力（kN）樁數(shù)0.50×0.50×3540.21900162根三、慶沉懶樁因窮素對純樁基販沉降詞量影底響1.不同激加荷抱速率月影響布樁截面積洞系數(shù)a=麗5.籃8%12號房倦：平均訊沉樁郵速率K＝7根/日竣工市時間t=淡1.童9年沉樁男后約2月基蚊礎施薪工13號房冊：平均彼沉樁編速率K＝8根/日竣工當時間t=斯1.旅2年沉樁盞后約1.艇5月基眉礎施占工結(jié)果易：S1夸3/箭S1侄2=吵1.科5三、停沉穴樁因物素對獨樁基牢沉降畢量影寧響2.沉樁虜后的肢不同嬌休止霞期影塔響

3.建

筑

物

性

質(zhì)

層數(shù)與高度基礎尺寸(m)結(jié)構(gòu)類型基底有效附加壓力（kPa）18層33×17.5Be=24剪力墻243樁型及規(guī)格(予制樁）（m)樁尖入土深度(m)單樁容許承載力（kN）樁數(shù)0.45×0.45×30.231.251000230根三、竿沉叉樁因硬素對賢樁基悄沉降尿量影稍響2.沉樁準后的槐不同穗休止勿期影等響布樁裹面積筒系數(shù)a=林8.狂1%10號房得：平均皂沉樁摔速率K＝8根/日竣工學時間t=或1.憐3年沉樁耐后約2月基牙礎施細工13號房燃：平均枯沉樁冤速率K＝8.振5根/日竣工筑時間t=校0.萍8年沉樁番后約11月基秋礎施討工結(jié)果專：S1投0/禮S1向3=槳1.賴53三、偽沉預樁因天素對治樁基忍沉降尊量影組響3.不同已沉樁鬼速率曬影響實例A層數(shù)與高度基礎尺寸(m)結(jié)構(gòu)類型基底有效附加壓力（kPa）15層30×18Be=23.5剪力墻218樁型及規(guī)格(予制樁）（m)樁尖入土深度(m)單樁容許承載力（kN）樁數(shù)0.45×0.45×25.527.4850194根三、焦沉探樁因譜素對勉樁基百沉降避量影菜響3.不同辦沉樁現(xiàn)速率男影響實例A布樁堆面積云系數(shù)a=抵7.矩1%12號房莖：平均太沉樁啦速率K＝13根/日竣工高時間t=裳1.頑88年沉樁肯后約1.唉5月基徐礎施貴工15號房鼓：平均跌沉樁拾速率K＝5.霉5根/日竣工悼時間t=垃1.散22年沉樁醫(yī)后約1.貍5月基島礎施餐工結(jié)果們：S1胞2/捏S1名5=雄1.販54三、苗沉訓樁因工素對被樁基智沉降籠量影絞響3.不同迅沉樁相速率秧影響實例B

3.建

筑

物

性

質(zhì)

層數(shù)與高度基礎尺寸(m)結(jié)構(gòu)類型基底有效附加壓力（kPa）18層33×17.5Be=24剪力墻243樁型及規(guī)格(予制樁）（m)樁尖入土深度(m)單樁容許承載力（kN）樁數(shù)0.45×0.45×30.231.251000231根三、蠻沉齡樁因線素對肚樁基色沉降塵量影喇響3.不同煎沉樁抵速率堤影響實例B布樁也面積惱系數(shù)a=華8.證1%40臨5號房起：平均端沉樁瘡速率K＝22根/日竣工砌時間t=河1.昨36年沉樁饒后約9月基視礎施忍工40旦6號房倚：平均俯沉樁鍋速率K＝5根/日竣工幻玉時間t=戚1.丈0年沉樁賀后約3月基精礎施盜工結(jié)果眨：S40撥5/S40狀6=2明.5尾2(接頭勞脫節(jié)址等）1樁材躍控制就要點PH爆C、PC樁型糟號腰壁厚的單蓮節(jié)長須度選花擇更管樁還樁身趣結(jié)構(gòu)禁豎向局承載示力設蹦計值Rp樁尖熱造型(開口干鋼管孟、十袋字型卡鋼、紹混凝紋土樁騰頭)沉樁底方式仍：靜全壓(有效族壓力)、錘喜擊(錘型)常壓息養(yǎng)護聾時間雀宜大苗于14天襪端板嗎坡口棍高度境焊書接方至式及君冷卻雨時間服沉或樁速妖率、跪布樁莊間距四、統(tǒng)施止工控歪制措借施（體以PH羅C樁為微例）2施工搜方面(1芬)施工當前剝成品叨樁應攤按選州定的攏標準擦圖或幟設計枝制作磨圖，戒對其種外觀辜質(zhì)量臭進行求檢驗(有否回樁身瀉合縫真漏漿奧、露然筋、幫表面昆裂縫灶、端鐮板平膽整度削及坡批口高蹦度、刊樁端飾空洞)；岡對接姑樁用刮焊條嘆、沉閘樁等出材料稍和設旨備進跪行檢肅驗。四、非施績工控交制措禿施（掀以PH解C樁為論例）(2免)施工疼過程孝打摩入(靜壓)深度截、停島錘(沉樁湊阻力)控制加標準宇及樁嫂身(架)垂直抽度檢巷查；董接辣樁質(zhì)讓量、膚接樁件間歇泥時間陸及樁挨頂完頁整狀酬況；揮每偷米進嚷尺錘俗擊數(shù)(沉樁醋阻力)、最坦后1m錘擊無數(shù)(沉樁去動阻墻力)、最擱后三墨陣貫欲入度乘及樁簡尖標霧高等橋。(3此)施工示后價通過皆樁孔嗎照明盤直觀終檢查草沉樁跑后樁偏身質(zhì)澆量及贈焊接老質(zhì)量斗；移樁位躁偏差駝、樁茅頂標雖高、脖貫入能度、析低應抹變動庫測、代靜載座荷試腔驗。四、捐施役工控灘制措淚施（便以PH由C樁為雁例）3沉樁孫對環(huán)換境的糟影響郊及防量治措月施管順樁屬往于擠狼土樁烏，在占飽和層粘性隙土地切基，畏會產(chǎn)鞠生很極高超邪孔隙烘水壓削力引稀起土俘體位亭移，她影響砌周邊食環(huán)境繞。防治觀措施(1冤)設計元上選伴擇合亭理的加樁徑(盡可摸能與怖樁身帝強度編匹配)，布訂樁面菊積系慮數(shù)控用制在3%以內(nèi)你；(2姨)合理蠟控制胸沉樁亮順序心及沉億樁速隱率；(3蘭)設置慨豎向徑排水潑通道態(tài)；(4邁)設置德防擠紀溝；(5廊)在樁輪位或爺沉樁幸區(qū)外陷鉆孔釀取土懸。四、授施熄工控伸制措派施（商以PH精C樁為鴉例）四、敬施吧工控酒制措退施（閃以PH域C樁為銷例）是（試樁拴結(jié)果廈分析）四、往施亭工控舌制措抽施（惑以PH封C樁為狡例）(質(zhì)量虧問題脖之一稱樁身工偏斜)四、滋施氧工控羞制措耕施（沖以PH教C樁為掙例）(質(zhì)量秀問題葛之二定樁身愈斷裂)四、雁施建工控碰制措限施（算以PH帥C樁為呀例）(質(zhì)量贏問題瓣之三無樁尖柏未達期標高)工程盒實例1-(3計3層)