复杂地基中桩基（精选7篇）
复杂地基中桩基 第1篇
关键词：地基处理,桩基础,沉桩
0引言
房地产开发行业蒸蒸日上,在国内外众多知名开发商争先恐后的开发项目的同时,房屋的质量和寿命便自然而然的成为了售房与购房方的关注焦点。而决定一个楼房的质量好坏,地基是起决定性作用的因素。所有的房屋建造都必须是从基础开始,并且所谓的基础就是从地基生根的,所以,在一个工程开始动工之前,地基的处理是非常重要的,是一个房屋开始建造之前不可或缺的重要起点。还有种可能就是在建造楼房的时候,会碰到很不满意,条件非常不好的地基,这种情况下,就必须要求我们了解对地基进行处理的各种方式和合适条件。做一个好的基础,需要在地基上耗费很多的心思和精力,要对所在位置的地基土层的年代远近,埋藏或深或浅,分布上的疏或密,范围上的大小观察,都需要进行分析和整理,只要从最细微的细节上注意,才能够更有效的从根本上避免可能会发生的各种隐患。
1地基处理的原则和方案选择
在对地基的处理过程中,首先需要做到对材料的节省和不浪费,并且还应该以保护环境为主,然后在对工程进行和需求的情况下来满足图纸上的众多条件和要求为前提,这才是在真正意义上的处理问题,并且能果断的避免图纸与工程进行不符的问题。在处理地基的过程中务必要严格要求,坚决杜绝和避免其下沉以及变形的状况发生。这也需要在地基的局部点上进行处理,这就是我们常见的将地基中可能会存在的对建筑不利的一些物件,岩体、软体等尽可能的全部挖出来,然后还需要将更多的与土质地面差不多成分和性质的材料填加回去,并且需要在这部分已经进行互调土质材料的部位进行碾压和踏实,这样处理的目的和原则是为了保证以后在这块地基上建造的楼房不会出现下沉或者拱起的现象,从底层保证楼房的质量。
地基处理完成之后,检查和记录也是需要进行的一个步骤。地基在挖至基底并且设计标杆标高之后,是需要及时通知勘察单位和设计部门会同验基的,只有在经过了检验处理合格之后签证,方能开始进行基础工程的施工。这也是确保工程质量和安全的关键点之一。
2地基的宏观特性和目的
在建筑过程中总是难免会遇到土质不理想,一些软弱地基,在这样的软弱地基上进行工程建造,一定要认真的进行地基处理。而对这些方面进行地基处理的目标就是有效的采取措施对地基的条件进行改善,其中就包括了下面的这几点:
1)改进剪切特性:地基土的剪切程度是直接影响地基的剪切破坏和在土压力作用下的稳定程度。所以,为了能够降低土压力以及预防剪切破坏,需要采纳必要的措施来增强地基土的抗剪能力。
2)改进压缩特性:是为了提高地基土的压缩模量而进行的一些措施,为了减轻地基土的沉降。另外,预防侧位流动(塑性流动)形成的剪切变形,这也算是改善剪切特性的目标之一。
3)改进透水特性:因为地下水的流动可能会引发地基上出现很多问题,所以,有必要采取相应的措施改善地基土形成不透水层和减轻水的压力。
4)改进动力特性:地震时一部分的饱和松散粉细砂(包含一些轻亚粘土)即会产生液化的现象。所以,需要改善它的振动特性以提高地基的抗震特性。需要采取必要的措施以预防地基土液化。
5)改进特殊土地不良地基特性:重要的是指要消除或降低黄土的膨胀性和湿陷性的这些特殊土质的不良地基特性。
一般意义上讲,处理地基的目标就是为了保证在施工过程中的安全保障和质量保障。
3地基的基础知识
地基就是指在楼房一些建筑体下位和支持、支撑基础的土体和石体。而建筑过程中使用的土层包括:岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土这些类别。而人工后填地基和天然形成地基是地基的宏观意义上分成的两大类。所谓的人工后填地基是需要人工进行加固加强处理,经常碰到的包括石屑垫层、砂体垫层、混合土质回填然后进行加固夯实等步骤。而天然形成地基是不用再次加工人为的再进行处理的天然固化土层。
但是在一定意义上不管是天然形成的还是人为后固化的地基,都必须要保证的是要有肯定的强度和稳定度,在承载重荷的情况下地基土不可以发生剪切破坏和丧失稳定的状况;不可以产生较大的下沉或者不均沉降导致的变形状况,只要保证上述的这些状况不会发生,才能够从根源上保障楼房或者其他建筑体的质量和使用人们的人身安全。而基础按细致划分在构造形式上还可以分为以下几种基础,其中包括满堂基础,独立基础,条形基础和桩基础。
满堂基础:就是用板梁墙柱进行组合浇筑形成的基础,就是上面提到的满堂基础。一般意义上来讲,我们常听到的筏形基础就是这个满堂基础,我们还可以称它为筏板型基础,而它的构造就是主要把柱下面的独立基础和条形基础全都用梁联地络起来,然后在底层整体的浇筑底板,由梁和底板共同构成的整体组成。
独立基础:在满堂基础中提到的独立基础基本上是放在柱下的,经常用到的断面形式包括踏步形的,锥形的和杯体形的。材质包括的常常都是采纳素混凝土和钢筋混凝土等。并且当柱为现浇的时候,独立基础和柱子是整体浇在一起的。然后当柱子在预制的状况之下,我们可以将基础做成杯体形状,再将柱子镶在其中,最后只要再将细石混凝土嵌固,这样完成之后的基础就被称为杯口基础。而实际上独立基础又被细分为3类:坡形基础、阶形基础、杯形基础。
条形基础:其实条形基础在通俗意义上解释就是一些长度大于宽度的最常见基础模式。如果按上部结构可以分为墙下条形基础和柱下条形基础。基础的长度在计算上是不小于基础的宽度。并且条形基础还有一个特点,就是放在一条轴线之上而且和两条或者更多的轴线相交,或者也有可能会和独立基础相连,可是截面的大小和钢筋却不会大小相同。然后这个横向钢筋会被当成是主体受力的钢筋,而纵向钢筋就将会被当成是次要受力钢筋或者是普遍分布钢筋,主要的一点是受力钢筋是肯定会被放在最下面的。
桩基础:这就是在建筑过程当中最经常、最普遍都会用到的基础。主要是在当地基的表层土质情况非常特殊,如果我们采纳了浅基础是无法保证地基的强度和变形情况或者一些稳定性和其他质量方面的要求,通常在选择地基的时候没有合适的处理措施,就会考虑到桩基础。按照制作材质又可以把桩基础细分为管形,圆柱状,三角形,正方形,十字体等。或者按照桩的竖向负荷的方向又可以列为抗压桩和抗拔桩,并且按照桩的传力或者作用性质进行区分,是可以分类为两种,一种可以称之为端承桩,另一种可以称之为摩擦桩,还有一种是按施工方式进行的分工,区分为两种:一种为灌注类桩;另一种为预制类桩。
4桩基础的分析
依据桩基础的荷载承受的原理可以分为以下几类:摩擦桩,嵌岩桩,柱状桩。按照施工不同区分为:钻孔和挖孔两种灌注桩。依据成桩的方式还可以把桩型分为沉入桩,灌注桩还有大直径桩。沉入桩又可以被称之为打入桩,是靠桩锤的打击力量把预制桩打击入土,再进行人工的固化压实,起到加强地基稳固的作用。沉入桩在遇到土质质量较差,持力土层埋藏较深的时候就需要对地基进行处理了,必要时采用深基础来满足对地基稳固、强度足够、不会变形这些重要需求。
4.1 施工工艺的流程
施工工艺流程如下:
施工开始的准备工作→安排、放置桩架和脚手架,并立桩架、摆置吊机等机器和工具→整理好各种沉桩的工具和设施→移桩架对→吊桩、插桩→桩位置和桩斜度检测→下沉→首次桩体斜度的检测→接桩→最后的捶打和振动→最后的桩质控制条件检查→结束。
4.2 沉入桩的注意事项
1)在准备进行沉桩前应处理好上空和平地上的不利于沉桩的一些物质,清理场地和搭好施工平台和支架,为施工前做好足够的准备工作。
2)地面打桩的时候,需要在打桩设备工作的区域内将地面修平,夯实,然后准备好垫木,钢轨和一些动工需要的脚手架。
3)在进行打桩工作之前还需要做好打桩先后顺序的准备工作,合理安排,并且需要考虑到几个问题。首先是尽可能的降低桩架的挪移差距,然后是要知道,土层被挤紧会隆突,接下来就会使后面的工作不好进行下去,严重时桩的数量排列紧密,两桩之间靠的太近,这样会使后果更严重。所以,如果出现地基的坑不大,土层太过紧密的现象,要从中间往两侧推进,而出现地基的坑过大的现象时,桩的数量很多,就应该分阶段开始了。
4)桩架的组成通常往往是先在地面平台上拼接组成,然后使用吊车和扒杆还有桩架的自身上吊部分将其直立,竖立起来之后要依据规定来平衡重量,然后拽起缆风绳,使其桩架更加坚固稳定。
4.3 需要关注的一些施工紧急情况
在建筑工程中质量是不可或缺的,但是安全更是重中之重,沉桩的过程中,也有可能会出现很多种紧急状况,一旦施工的过程出现了这些状况,应坚决停止施工,这是避免危险发生的最有效措施。
1)沉入下去的深度突然产生了强烈的变动。
2)桩的本身,有移动位置和向旁倾斜的现象。
3)下桩困难,不下沉,并且敲击下去有回弹的现象。
4)桩的顶端位置和桩体本身有性状发生变化和有裂纹或者直接爆裂开的现象。
5)下桩的地面或者桩的下位旁边的地面有鼓开或者松动的现象。
5结语
一个建筑物的基础位置是承接着地面之上可以眼见的和地层下面不可见的重要枢纽,同时也是对这幢建筑物的经济和质量的两方面体现,因此提出的地基处理是建筑的精髓和重点。每个建筑是否在时间的推进下和外力的活动中都能够承载负荷,耐震等一系列打击下仍能保持稳定,不变形,都取决于工程开始之初对地基的处理,只要将地基做好,才会有好的建筑物,才能使建成的建筑有放心的质量和更高的性价比,才会发展成为开发商安心,购买者放心的最佳目标。
参考文献
[1]《建筑工程施工质量验收规范》编写组.建筑工程施工质量验收规范汇编[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[2]《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.
[3]郭利民,方承训.建筑施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
[4]赵明华.基础工程[M].第5版.北京:高等教育出版社,2006:11.
复杂地基中桩基 第2篇
关键词：路桥施工；软土地基施工技术；换填管理；粉喷桩加固
1软土地基的概述
所谓“软土地基”，在我国公路行业规范中是指，强度低且压缩量较高的软弱土层，并且多数软土层含有一定的有机物质这种软土地基的特点是：土质疏松、薪土和粉土等细微颗粒含量较多、空隙大、压缩性高以及含水量多等。这使得其强度与刚度均无法满足公路桥梁施工的要求，从而成为公路桥梁施工中的一个技术难点。同时，由于软土地基的土质较差，使得其容易出现沉降、滑动以及坍塌等问题，从而对公路桥梁的建设造成严重的影响。公路桥梁施工单位在进行施工之前，必须综合考虑多方面因素并根据施工现场的具体实际情况，采取行之有效的措施对软土路基进行处理，提高该段公路桥梁路基的稳定性和承载性，从而确保公路桥梁的施工质量和施工人员的生命财产安全。
2软土地基在桥梁施土中的影响
1）施工环境对软土地基施工的影响。环境因素本身就会对软土地基造成影响，对桥梁工程来说，这种影响更为显著，视地质环境的不同，施工技术的适用性会有根本上的区别。常见的桥梁软土地基环境有两种：第一种是粘性地基，适合选择实压技术，以巩固路基结构，避免内部扰动；第一种是砂性地基，适合选择挤密技术，以应对过于松散的路基结构。此外，具体的施工措施还与土层厚度有关，土层厚度小的桥梁软土地基应把施工重点集中在表层处理上，土层厚度较人的桥梁软土地基应把施工重点集中在沉降、排水上。
2）桥梁等级对软土地基施工的影响。我国对不同等级的桥梁有明确的质量规定，而软土地基的施工对桥梁质量有直接影响，因此桥梁等级会间接反向影响软土地基的施工。具体来说，桥梁等级越高，对软土地基施工的要求越严格，常见的软土地基沉降等现象越应在施工阶段严格控制，因此往往使用排水固结等施工技术，以期在路而铺设之前尽量抑制沉降现象的发生。桥梁等级较低的工程则不必使用这种耗时耗力的方法，只需先进行简单路而的铺设，软土地基的沉降完成后再重新开始正式铺设桥梁即可。
3）工程设计对软土地基施工的影响。软土地基的诸多问题是可以通过工程设计予以削弱或规避的，因此工程设计也会影响软土地基的施工。对桥梁工程来说，这种影响在缓和过渡段的设计上体现得最为明显。因为桥梁工程具有分段性，不同施工段的土质在强度、密度、稳定性上都存在差异，所以路基强度也有所差异，不同强度的路基想要顺利连接，设计缓和过渡段是必须的。但过渡段的路基在设计上比较困难，一旦沉降量过人，桥梁有发生开裂甚至坍塌的危险，因此相关设计要格外注意，必须结合实际的质量要求和环境特性设计。
4）现场施工对软土地基施工的影响。软土地基施工只是桥梁施工的一个模块，因此其施工一方面会受到自身施工措施的影响，另一方面也会受到其他施工模块的影响。具体来说，软土地基施工中有部分施工措施受周围环境影响比较人，如果不能在施工现场对这些措施进行微调，施工设计就无法得到落实，软土地基最终的施工质量自然会受到影响。此外，桥梁施工中需要用到人量的工程机械，这些机械人多具有人体积、人质量的特征，无论是运输还是使用都有可能破坏软土结构，因此在实际施工中要注意抑制这种现象。
3软土地基在桥梁施土中的施土技术
1）桥梁施工中针对软土地基的表层排水技术。
对软土结构来说，含水量过高是导致其结构强度低下的主要原因之一，因此在软土地基施工中，表层排水技术是一种最常见的基础技术，通过该技术令含水量降低后，地基的应力承受能力、渗透能力、稳定性都会大幅提升。这种技术的施工比较简单，只需挖掘排水沟将地基内位于土地表层的地表水排出，排水完成之后再进行填埋即可。近年来，也有部分工程使用孔管完成软土地基的表层排水，施工效率更高，排水效果也更好，但需要注意，這种排水技术必须辅以过滤材料的保护才行。
2）桥梁施工中针对软土地基的排水固结技术。
软土地基具有排水固结特性，因此我们可以在其施工中使用排水固结技术，同时满足排水和加固两方面的需求。这种技术需要在桥梁的建设开始前使用，通过在软土地基上施加预加荷载来碾压软土结构，这样一来不仅可以将部分水分排除出去，而且粘土的内部微粒也会在荷载的作用下人幅增加密度而固结。需要注意的是，这种技术的排水效率相对低下，所以往往通过增设垂直排水柱来加快排水固结，进而令软土地基提高强度。虽然该技术与均质粘性软土地基有非常好的适用性，但单独使用能效有限，所以通常会和加载法、填土法配合使用。
3）桥梁施工中针对软土地基的混合剂技术。
混合剂技术在软土地基施工上的应用比较简便，能效也比较好，但是应用领域受到较人的限制：自一先，该技术基本只能用于表层软土的施工；其次，软土必须是粘性土质；最后，粘土需要具有足够的粘度。在以上三个条件都满足的情况下，就可以在软土地基中添加混合剂以进一步加人粘度，这样一来表层密度就可以得到提高，软土地基在抗压缩方面的能效也能相应得到补强。通常情况下，我们选用石灰或水泥来作为混合剂，近年来也有部分有机混合剂得到了应用。
4）桥梁施工中针对软土地基的加载技术。
加载技术是控制软土地基沉降的一种有效手段，这种技术是通过提前对软土地基施以预加载荷令地基沉降提前发生，以此规避桥梁施工中地基沉降带来的危害。对软土地基进行加载的方式有两种，一种是增加总压法，另一种是降低间隙水压法。前者是通过铺垫密质土壤，令土壤重力直接压迫地基来加载，后者是通过人气压提高软土结构的固结速度来加载。需要注意的是，这种技术并不能完全消除施工中的软土地基沉降，只能人幅降低沉降幅度，但依然对总体施工有非常重要的意义。
5）桥梁施工中针对软土地基的挤密技术。
桥梁工程的地基地质往往较为恶劣，其中有相当一部分是湿陷性黄土或厚度极人的软土，在这种情况下，普通的施工技术较难适用，而且造价也比较高。因此，我们针对这些地质的软土地基使用挤密技术，当桩孔形成时，对其施加侧向挤压，这样一来其密度就会增大，之后再把灰土、素土分层次装填进去，形成密实桩，灰土、素土也可以使用碎石、砂石等代替，做成直径更人的密实桩，但是在施工上难度更大一些。这种技术的原材料基本都可以就地获得，而且挤密效果非常好，在工程上的应用性很高。
6）桥梁施工中针对软土地基的加固技术。
桥梁工程对地基稳定性和坚固性的要求往往更高，因此其软土地基施工除了要包括常规施工外，还往往要进行后续加固。后续加固技术可以直接在软土地基结构上进行，也可以适当添加辅助结构，但需要注意，不能对其他工程模块产生不良影响。
4结束语
软土地基极大的影响了桥梁工程的质量，是桥梁工程建设的基础。在目前桥梁工程建设的发展中，软土地基技术还存在一定问题，属于桥梁工程建设的难点，相关工作人员必须在不断探索实践中完善软土地基技术，保证软土地基的稳定性，从而保证桥梁工程的质量。
参考文献：
[1]孟小勇.论路桥施工中的软上地基施工技术[J].中华民居：下旬刊，2014.7（5）：354一355.
[2]宋叶群.分析路桥施工中的软上地基施工技术[J].人科技，2014 .18（31）：262一263.
[3]王江锋.软上地基施工技术在路桥施工中的应用[J].中华民居，2014.7（27）：261.
复杂地基中桩基 第3篇
关键词：桩基础施工,地基土影响因素,分析应用研究
1 桩基础的分类
桩基础大致可以根据以下四种类型进行分类。第一、根据桩身的材料进行分类。它可以分为以下四种, 混凝土桩、钢桩、木桩、组合桩。其中的混凝土桩是当下使用最为广泛的。第二、根据相关的使用功能, 也可以把桩分为以下四类, 即端承摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩、摩擦桩。第三、按照桩据成的方法, 可以把它分为以下三类。即灌注桩、打入桩、静压桩或者压入式的桩。第四、根据对应场地的效应, 也可以分为三类, 挤土桩、部分挤土桩、非挤土桩。第五, 还可以根据桩径来进行分类。首先, 小桩或者是微型桩。还可以把它称之为树根桩。它的桩径小于或者等于250mm。其次, 中等口径的桩。它的径口在250mm和800mm之间, 且不包含250mm、800mm。最后, 是关于大口径桩。它的径口大于或者等于800mm。可见, 桩基础的种类又很多, 并不是单一的。同时, 它径口也不具有统一的大小。
2 桩基础施工中地基土的影响因素分析
在桩基础的施工中, 有很多因素都会对基础土造成一定的影响。比如, 水文条件、地质条件、地基条件。很明显, 每个环节中的细节之处显得尤为重要。这是因为它不仅会影响桩基础的施工, 也会对整个工程的施工质量造成影响。下面是桩基础施工中地基土一些影响因素的相关分析。
2.1 地下水位的变化影响因素的分析
地下水位会对施工的很多方面直接产生一定的影响。在相应的施工中, 联系最为密切的是钻、冲孔灌注桩的埋设工作。首先, 在施工的过程分中, 灌注桩非常容易产生大量的泥浆, 造成一定的踏孔。而在这种情况下, 底部所形成的泥夹层, 非常容易造成事故的发生。其次, 在施工的过程中, 运用反循环钻孔法, 其中护筒顶端的相应高度一定要高出最高水位2米以上才行。最后, 在施工过的过程中, 还需要注意到地下水过多的情况。因为地下水过多, 便会使桩基础的浇筑质量达不到应有的标准。
2.2 持力层相关深度、强度和其它特性的影响
首先, 持力层的深度方面, 主要是对其深度的把握度不够。它的深度太深, 就会使人工的挖孔桩很难操作。同时, 通风的成本很高, 排水的难度很大, 预应力管桩的经济优势也很难发挥。更重要的是, 施工工人的生命安全也会受到威胁。其次, 持力层的特性方面, 也有些影响因素。比如, 一些岩石风化物具有这样的特点, 被水浸湿后, 很容易软化。最后, 在持力层强度方面, 其强度最强的是硬度岩嵌岩桩。在相关施工过程中, 一定要借助冲击钻。
2.3 地层结构的影响因素
在施工中, 地层结构的影响体现在这两个方面, 即决定桩的类型和成桩方式两个方面。不同地层之间会造成不同的影响, 就需要采取相应的桩基础施工工艺技术。比如, 在持力层以上软弱土层方面, 如果其中有厚度较大的软弱层, 将会对人工挖空造成一定的影响;在是否有流砂层方面, 流沙层将会对挖孔桩带来不利的影响。当然, 被水浸湿后, 它们很容易产生潜蚀流变的土层也会对此造成影响。
3 桩基础施工中相关工艺的施工指导
3.1 钻、孔灌注桩的施工应用技术
对于钻、孔灌注桩, 它具有很强的适应性。换句话说, 它几乎可以适应各种地质条件。但是, 如果在施工中存在较高水头值的承压水或者是动水的情况下, 相应工程的施工难度将会增加很多。如果没有及时采取相应的措施, 那么, 施工将无法顺利进行。因此, 在施工之前, 需要对相应的持力层进行确认。主要是根据标准的岩土层表, 对钻进去后所获取的渣成分进行相应的对比。在工程施工中, 需要和地质的相关剖面图以及柱状图进行有机的结合。通过这样的方式保证施工前对持力层的对比是正确的。在工程的后期施工中, 遇到不同类型的石头需要采取不同的方法来钻进去。比如, 如果遇到的是卵石, 则需要采取回转的方式钻进;对于卵石以外的其它硬石头, 则需要采用反循环来钻。在施工的过程中, 如果遇到嵌岩的深度比较大的, 则需要便需要采用冲击钻施工。由此可见, 对于钻、孔灌注桩的施工应用技术, 需要根据施工中的具体情况, 采取适合的应用技术, 来保证工程施工安全的同时, 也能保证工期的顺利完成。下面是关于反循环钻进的工艺原图。
3.2 预应力管桩的施工应用分析
预应力管桩比较适合应用在这些方面。即桩端的持力层比较厚的情况。它能够很好地对抗强度风化岩石、全风化岩石、粘土性土层。这些都属于基础土类型。主要是因为这些土层的管桩能够很容易进入到一定的深度, 进而, 成为摩擦端承桩或者端承摩桩。可以充分发挥预应力管桩强度高的特点, 以此在提高桩的承载力的同时, 也提高相应工程的经济效益。但是, 对于预应力管桩来说, 也有它不适合的地质条件。比如, 相应岩面埋藏很浅, 而且倾斜度又大, 上面覆盖的土层比较松散。因此, 在施工中, 一定要对其地质条件进行充分的考虑。同时, 在对工程进行排桩施工的时候, 最好从两头进行施工。也可以采用分段施工的方法。而在进行相应的群桩进行施工的时候, 最好从种中央向四周进行扩散式的施工方。如果在施工的过程中, 遇到高大的建筑物, 则需要考虑从建筑的侧面向没有建筑物的地方施工。在对工程进行施工的时候, 重点在与浅基坑的施工。对于它, 需要先进行打桩, 再挖相应的基坑。通过这样的方式来确保基坑施工安全的同同时, 也不会对施工造成浪费。
复杂地基中桩基 第4篇
1 工程概况
拟建场地位于省干线通向市区道路交叉口西北侧、拟建新开发工业区西南角,该工程为一栋地下1层、地上33层的综合大楼,工程重要性等级为一级,抗震设防烈度为7度,该高层建筑的结构形式采用短肢剪力墙-筒体结构。
2 地质条件
场地岩土层由第四层系素填土、冲坡积土、残积土及燕山期侵入的花岗岩类组成,根据地质勘察报告,场地钻探揭示如下。
①杂填土:
杂色,深灰色,松散～稍密,稍湿～湿,上部主要成分为碎砖块、碎石、瓦片和混凝土等建筑垃圾。全场均有分布,厚度为0.40～1.60m。
②粉质粘土:
灰黄、灰色、可塑,主要成分为粘粒、粉粒及石英砂粒,无摇振反应,切面稍光滑,干强度中等,厚度为1.50～3.40m,冲洪积形成。
③淤泥:
深灰色、流塑,饱和,含较多有机质,易污手,滑腻,具腥臭味,局部底部含较多中细砂;厚度为1.7～13.0m,海积形成。
④淤泥夹砂:
深灰色,流塑,饱和,可见较多有机质,滑腻,具腥臭味,沙层呈薄饼状夹于淤泥层内,厚度为0.60～1.60m,海积形成。
⑤残积砂质粘土:
灰褐色,可塑～硬塑,属花岗岩风化残留,含石英、砾砂及中粗砂,手搓有粘感,浸水易崩解软化,厚度为1.7～3.6m。
⑥中砂:
灰黄、灰色、松散,局部稍密,饱和,以石英为主,局部夹较多砾砂,级配差,标贯在30击左右,厚度为1.1～5.1m。
⑦强风化:
灰白色,褐黄色,中粗粒结构,散体～碎块状构造,其强度大体随深度加深而渐强,岩芯由散体土状渐变为碎块状,完整性差,工程性能较好,岩面埋深起伏较大。
⑧中风化:
灰黄色,褐黄色,中粗粒结构,块状构造矿物成分主要由长石、石英和云母等矿物组成,裂隙甚发育,岩芯呈块状～柱状,完整性较好,采取率为68%～97%,岩质性能良好,岩面埋深起伏较大。
综述场地土层结构,岩面埋深起伏较大,最浅岩面由7～10m不等,最深达28.5m,多个风化岩层厚薄不均,且性状相差较大,地表土层为新近填土,堆填时间较短尚未完成自重固结,其下的淤泥层较厚,且不均匀,含水量大,压缩性高,呈流塑状。这对桩基施工是极为不利条件。
3 基础选型
根据场地各岩土工程分析与评估,天然浅基础不能满足工程结构要求,须采用桩基,地质钻探提供冲、钻孔灌注桩与预应力管桩方案可供选择,若采用钻孔灌注桩,入土深度可根据地质岩层起伏变化采用不同桩径和桩长,刚度大,可多孔同时施工,效率高,钻孔桩无挤土作用,单方混凝土价格低。但影响钻孔灌注桩施工质量的因素较多,对其施工过程中每一环节,如钻孔工艺、泥浆护壁配制、钢筋笼的上浮、水下混凝土的配制和浇筑都须严格管理,稍有不慎往往造成孔底沉渣过厚影响承载力的发挥。由于钻孔桩设计成单桩单柱,当发生桩基质量事故时,加固起来较困难,承担风险也大,由于上述种种原因,限制了它的使用范围。若采用静压管桩对穿透中砂层较困难,而锤击预应力管桩(PHC桩)基础则能充分发挥该桩型强度高(C80混凝土)、桩身质量可靠稳定、桩的锤击贯入能力强、单桩承载高和施工速度快等优点,拟建场地四周广阔采用锤击PHC桩是较为合理而经济的选择。
4 锤击预应力管桩的设计与施工
福建省2002年编制出版《先张法预应力高强混凝土管桩》(DBJT12-57)和《建筑预应力混凝土管桩基础技术规程》(DBJ13-59-2004),对该省推广应用PHC桩起了很大的推动作用,同时也积累丰富的实践经验,本工程基础采用锤击PHC桩结合上部结构荷载和地质构造特点,着重对设计施工方面的问题进行分析探讨。
4.1 单桩竖向承载力的取值
单桩竖向承载力的确定是设计与建设业主最为关心的问题,因为单桩竖向承载力的高低直接影响建筑物的布桩数量与造价。
单桩竖向承载力的决定方法很多,如静载试验、大应变动力试验、原位静力触探和标准贯入等,但建筑桩基技术规范规定一级建筑桩基应采用现场静载荷试验决定单桩竖向承载力,其他方法仅供参考,对于淤泥层很厚的软土地基,单桩承载力很大部分受制于持力层的选择,锤击PHC桩较理想的桩端持力层为强风化岩,这种地质构造能充分发挥锤击管桩桩身强度高而耐打性强的优点,入岩深度和最后贯入度易控制,方便施工。但复杂的地质构造特点,当管桩桩尖穿过软弱覆盖层直接进入某些软硬变化较大的强风化层,这种情况尤其发生在桩位持力层坡度起伏变化较大的位置时会产生打桩滑移,同时也很容易产生桩的倾斜。为了保证锤击管桩成桩质量,增强桩尖的破岩和嵌岩能力,本工程针对该复杂地质构造采用瓜形桩尖(图1)。
(a)立面;(b)剖面
目前泉州地区基础工程采用PHC桩时一般采用试打桩与工程桩相结合的试桩方法,具体做法是把工程桩平面放样好,先打几根有代表性的工程桩作试桩,将试桩结果(包括选桩径、桩长、承载力等)提供给设计院,设计院根据试打桩的结果进行图纸修正,待全部工程桩打完后再抽几根进行验桩(视工程桩数量而定)。这样做不增加额外试桩费用,很受业主欢迎。预应力管桩给设计人员带来很大方便,因为管桩工厂化生产,桩长可根据埋深组合确定,设计人员选好桩径、桩长后从工厂拉运工地试打,再不需像预制方桩要在工地预制后需养护28d而拖延工期,打桩7d后即可试桩。
4.2 锤击管桩的施工质量控制
锤击管桩施工最困难的是碰到复杂岩土地基,因为勘探地质资料只能通过少量几个勘察孔来分析土层分布情况,与实际施工时会有相当大的差距,对于复杂岩土地基采用锤击法施工时桩锤选择尽量选用重锤低击,本工程采用6 t柴油锤,试打时由设计施工部门会同建设方、监理等有关单位在现场共同确定,最后三阵贯入度在20～30 mm/10击时即可收锤,总锤击数控制在1000～2000击。本工程所选桩型为PHC500～125AB型,设计要求单桩竖向极限承载力达到4600 kN。本工程地表填土以下平均10 m淤泥层受锤击沉桩挤压时排水不易,造成土体产生过大的超孔隙水压力不能及时消散,加剧挤土现象会把原先打到位的邻桩上抬,因此一幢建设物的打桩顺序应先打中间的桩、后打周边的桩,先打持力层较深的桩、后打持力层较浅的桩,沉桩速率要求严格控制,不宜在相近地段或同一桩台连续沉桩超过8根,速度过快同样会使土体产生很大的孔隙水压,致使土体隆起带动桩体上浮,易导致倾斜偏位,打桩初应采用重锤低击,开始落距较低,待桩能正常入土、桩尖不易偏斜后,再增加落距,另外锤击管桩施工时要求对桩身的垂直度、桩位及桩顶标高进行监控,发现问题及时采取相应措施予以调整,沉桩应连续进行避免中途停歇。
5 工程桩的质量检测
静载试验检测曲线见图2～4。桩的静载试验有两个目的:一是为设计提供单桩承载力的依据,二是为了检测工程桩的质量,为以后工程验收时提供依据。根据国家规范规定试桩数不宜少于总桩数的1%,本工程检测结果桩基施工质量都能满足设计要求。
6 结束语
(1)锤击预应力管桩具有桩身质量稳定可靠、强度高、耐施打、穿透能力强和施工快捷等优点,特别适宜在复杂岩土地基工程中应用。
(2)锤击预应力管桩施工时的最后贯入度和总锤击数是收锤标准中的两个主要指标,应根据不同地质构造条件通过试打桩确定。
(3)预应力管桩接头的焊接与桩身垂直度的控制是保证成桩质量、避免桩身缺陷的重要环节。
参考文献
[1]JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S].
[2]刘金砺.桩基础设计与计算[M].北京:中国建筑工业出版社,1990
复杂地基中桩基 第5篇
预应力管桩是一种细长空心的高强混凝土预制基桩, 由专业厂家采用先张法预应力工艺, 经离心成型和蒸汽养护而成, 具有规格众多、质量可靠、单桩承载力较高、造价经济、施工快速等明显优势。经过多年的推广应用预应力管桩已成为工程设计首选的比较成熟的基桩, 也越来越受到工程界技术人员和建设业主的欢迎, 特别是静压预应力管桩, 减少了锤击沉桩的动应力, 又能消除打桩噪音, 改善城市施工中的环保因素, 现有实际工程中, 已经大量替代了灌注桩的使用。但是, 在复杂岩土地基中若对静压预应力管桩的应用条件认识不清, 对使用方法掌握不当, 盲目的使用也将带来较多问题和工程隐患。本文就复杂岩土地基中静压预应力管桩的若干设计问题、施工常见问题及对策等工程应用中的若干问题进行了探讨。
2 复杂岩土地基中静压预应力管桩的若干设计问题
2.1 设计规定
我省静压预应力管桩的设计依据主要有《建筑桩基技术规范》JGJ94、《建筑地基基础设计规范》GB50007、《建筑地基基础设计规范》DBJ13-07、图集《预应力混凝土管桩》03SG409、图集《先张法预应力高强混凝土管桩》DBJ13-77、闽建科【2012】37号文《福建省建筑结构设计暂行规定》等。《福建省建筑结构设计暂行规定》中对管桩在强腐蚀性场地、存在液化土层的场地、存在软弱土层的场地等特殊场地的应用及相应措施作了较为明确的规定。按照桩身有效预压应力由小到大, 预应力管桩可分为A、AB和B型, 竖向承载力Ra由小渐大, 抗裂弯矩及极限弯矩Mcr和Mu亦由小渐大, 桩的耐打性由弱变强。预应力管桩一般为摩擦端承桩或端承摩擦桩, 常使用锤击法或静压法施工, 静压法沉桩分为顶压式和抱压式, 宜优先采用顶压式。持力层宜选在强风化或全风化岩层、坚硬的粘性土层、密实的碎石 (砂、粉) 土层。预应力管桩长径比不宜大于80, 若桩周多为松软或为软弱土层时, 则其长径比控制应更为严格, “最佳长径比区间”以30~60为宜。
2.2 基桩竖向承载力的确定:
(1) 经验参数法
根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系, 确定预应力管桩单桩竖向抗压极限承载力标准值, 依据《建筑桩基技术规范》 (JGJ94-2008) 中5.3.5等条文中的有关公式进行, 计算公式如下:
式中:qsik:桩侧第i层土的极限侧阻力标准值;
qpk:桩端土极限端阻力标准值;
u:桩身周长;
Ap:桩端面积;
lsi:桩身穿越第i层土厚度。
基桩竖向承载力特征值:
(2) 负摩阻力的不利影响
依据《建筑桩基技术规范》 (JGJ94-2008) 中5.4.2条文规定, 桩周存在软弱土层, 邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载, 或地面大面积堆载 (包括填土) 时, 桩周一定深度范围内的土层沉降将超过基桩的沉降, 在计算基桩的竖向承载力时应计入桩侧负摩阻力的不利影响。首先应根据桩侧土层分布特点, 按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算中性点深度ln, 在基桩竖向承载力特征值Ra的计算中应只计及中性点以下部分的侧阻力及端阻力。
对于端承型基桩尚应考虑负摩阻力引起的下拉荷载Qgn, 当不考虑群桩效应时, 第i层土负摩阻力标准值可按以下公式计算:
ξni—桩周第i层的负摩阻力系数,
σ'i—桩周第i层平均竖向有效应力。
(3) 最小压桩力
(1) 正常情况下, 最小压桩力N一般不小于2Ra。
(2) 桩周存在负摩阻力时
对于摩擦型基桩, 最小压桩力N=2Ra+2Qgn;
对于端承型基桩, 一般要求最小压桩力
(4) 单桩竖向静载荷试验
《建筑桩基技术规范》规定一级建筑桩基应采用现场静载荷试验决定单桩竖向承载力。
(1) 正常情况下, 将单桩竖向极限承载力Qu除以安全系数2作为单桩竖向承载力特征值, 即Ra=Qu/2。
(2) 桩周存在负摩阻力时, 由于试验时的Q-S曲线中计入桩周中性点深度ln以上桩周土层的正摩阻力, 在计算单桩竖向承载力特征值时应扣除该部分摩阻力, 即Ra=Qu/2-Qgn。
2.3 合理的布桩原则
由于静压预应力管桩的挤土效应比较明显, 因此布桩密度应当严格控制。在满足相关规范要求的前提下, 建议相邻桩间中心距不宜小于3.5D, 而对于桩数多且密的高层建筑核心筒部分, 桩距不宜小于4.0D。施工中应制定合理的打桩顺序, 而采取原位引孔、在场地周边设置防挤沟和泄压孔等措施也可有效地削弱挤土效应。
3 复杂岩土地基中管桩的施工常见问题及对策
3.1 浮桩
管桩施工过程中产生的地基应力以及压桩过程桩体对土体的挤密作用, 使得地基中产生了较大的超孔隙水压力u。管桩分布密集的地方, 压桩过程桩体对土体的挤密作用就越激烈, 产生的超孔隙水压力u就越大。当场地分布有较厚的透水性差的淤泥、粘土、粉质粘土等土层时, 超孔隙水压力u的消散速度慢, 将产生桩周土体的竖向隆起和水平位移;挤土效应对桩周土体的扰动和重塑, 桩周土体的结构性受到破坏, 土体的工程性质发生变化, 桩侧摩阻力下降;从而出现邻近桩产生上浮、偏位和桩身断裂等现象, 给基础安全带来隐患。静压预应力管桩的浮桩现象与场地地质条件、桩型选择不妥、布桩太密、施工速度太快等因数直接相关。
目前, 对可能产生浮桩的静压预应力管桩一般可采用以下几种技术措施:
(1) 加强监测, 调整压桩顺序和进度。通过对地基侧向位移、地面和桩的隆起、孔隙水压力和邻近建构筑物变位、裂缝的观察结果来控制和调整压桩顺序和进度。
(2) 设置泄压孔, 加快超孔隙水压力u的消散速度。泄压孔一般可采用塑料排水板、竖向砂井等。
(3) 加大最小压桩力, 提高静压预应力管桩的竖向抗拔力, 使得超孔隙水压力及地下水对管桩产生的浮力P的作用小于单桩抗浮极限承载力标准值及管桩自重之和, 防止管桩上浮。
(4) 复打或者复压。对已产生的浮桩进行复打或复压, 复压时的压桩力取极限承载力的1.2~1.3倍。
(5) 对已产生的浮桩也可采用桩底注浆、补桩的加固方案。
3.2 露桩、短桩
复杂岩土地基中, 若静压预应力管桩的持力层高低起伏较大、桩身的土层分布不均匀, 而且设计有地下室的工程中还存在送桩的施工工艺。当施工组织设计不够完善、场地地层的区划标高不够准确、配桩不够精细时, 工程实践中难免出现露桩或短桩的现象, 造成极大的浪费, 同时可能亦会影响工程质量。
相应的对策:
(1) 查清持力层起伏变化情况和持力层性质, 必要时应补充施工勘察, 细化各主要典型土层的等高线图及“持力层等深线图”。
(2) 在不同的典型地层多做现场试桩试验, 并根据试桩情况确定终止成桩的标准和配桩方式, 尽量避免露桩、短桩。
3.3 挤土和振动影响
管桩沉桩过程中, 由于挤土影响使周边道路路面壅高、地下管线破裂, 或者使邻近建筑物产生裂缝甚至偏斜的事故屡有发生, 尽管管桩是空心桩, 但对它的挤土效应影响决不能忽视。同样, 若采用锤击法施工时, 振动对附近建筑物也会造成不同程度的影响, 必须采取防护措施。
相应的对策:
(1) 控制布桩密度 (Ws) , 一般来讲Ws不宜大于5%, 桩与桩中心距不宜小于4D (D为桩径) 。当Ws>5%时, 对桩距较密的管桩可采用预先钻孔取土 (深度一般10m左右, 孔径略小于管桩外径) 的植桩法沉桩工艺。
(2) 控制沉桩速度, 制定有效的沉桩流水线路, 控制每日成桩量, 如采用Ф500管桩, 桩长30米左右, 日沉桩量以不超过15根为宜。沉桩顺序先中间、后两边, 必要时应采取间隔跳打的方法。
(3) 开挖防挤 (震) 沟, 沟的深度一般按超过地下管线埋置深度或邻近建筑物基础埋置深度1米为宜, 宽度为0.8~1.0m;如地下水位较高, 沟内可填松砂。如开挖浅层防挤沟无效时可在桩位与已建建筑物之间打1—2排应力释放孔, 钻机成孔, 孔径可取Ф300-400, 孔深10m, 孔距1.5-3.0m。
4 工程实践
4.1 工程概况及地质条件
拟建工程为地下1层, 地上21层综合大楼, 建筑总用地面积为32600㎡, 采用框架-剪力墙结构。根据地质勘察报告, 场地土层的分布自上而下为:
(1) 杂填土:上部主要为碎砖块、碎石、瓦片和混凝土块等建筑垃圾。下部粉质粘土为主, 松散-稍密, 稍湿-湿, 厚度为0.30-1.60m。
(2) 淤泥层:厚度为1.50-10.40m。
(3) 粉质粘土:有流塑状粉质粘土薄层, 层厚为3.70-5.80m。
(4) 砂层:中砂颗粒, 厚度为1.60-5.60m。
(5) 残积粉质粘土:可塑-软塑, 局部有高压缩性土, 厚为0.50-3.60m。
(6) 强风化花岗岩:厚度为6.50-12.50m, 岩面埋深起伏较大。
场地地基土的设计计算参数建议值及主要的土层物理力学指标如下表:
4.2 设计与施工
本工程所选桩型为PHC500-125AB型和PHC400-95AB型, 设计要求单桩竖向极限承载力Qu达到4600k N和3600k N。采用开口桩尖, 可使桩端土会不断地被挤入桩腔内, 上挤力与腔壁磨擦力达到平衡后形成土塞效应。由于地表填土以下约2~10m左右淤泥层, 受静压桩挤压影响, 土体产生的孔隙水将使土体隆起带动桩体上浮, 为了控制挤土抬桩效应现象的不利影响, 打桩顺序按先打中间、后周边的顺序, 先长桩、后短桩的原则, 并严格控制成桩数量, 相近地段连续沉桩不超过12根。
4.3 工程桩的质量检测
桩的静载试验的目的, 是验证土层物理力学参数及设计的单桩承载力的合理性, 检验工程桩的施工质量。根据国家规范规定及设计图纸要求试桩数不宜少于总桩数的1%, 本工程检测结果桩基施工质量全部满足设计要求, 静载试验检测Q-S曲线详见图1。
5 结语
(1) 与其他传统桩型相比, 静压预应力管桩具有桩身质量可靠、设计简洁、适应性强、造价经济、施工速度快、符合环保等明显优势。
(2) 静压预应力管桩单桩承载力的估算依据勘探报告、《建筑桩基技术规范》等进行, 结果宜结合当地经验进行适当调整, 设计承载力的选用应进行试桩并通过静力荷载试验来确定;对于桩侧存在负摩阻力的工程, 在单桩竖向承载力的计算、静力荷载试验、桩基设计中应充分考虑负摩阻力的不利影响。在结构灵敏度较高的深厚软土地基中进行静压预制高强管桩设计时, 应适当提高规范挤土预制桩最小中心间距的要求, 建议最小桩中心间距不小于4D。
(3) 复杂岩土地基中静压预应力管桩基础工程的质量控制是一个系统工程, 除正确的勘察设计、严格控制桩身质量、合理选择沉桩形式外, 施工工艺的控制也是一个非常关键的环节, 施工中应采取制定合理的打桩顺序、原位引孔、复压技术、设置防挤沟和泄压孔等措施来有效地削弱挤土、浮桩等不良效应影响。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院等.JGJ94-2008建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
[2]张雁, 刘金波.桩基手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2009.
复合地基桩基础新技术 第6篇
关键词：软土地基,桩基础,复合地基,地基加固,抗震性能
软基中的桩基础, 为确保所需水平抵抗力和支承力, 一般多采用密集的桩基, 基础和下部结构规模较大, 如在地震区, 按抗震要求设计, 还须确保其安全性、使用性和修复性。为此, 今后的结构物基础的设计方法, 在减少建设费用的同时, 非常重要的是应适时地采用既安全又合理的新技术。
作为软基结构物基础的一项施工方法, 经研究在桥梁桩头周边兼用了一种复合地基, 使桩有关参数和下部结构缩小, 并提高了基础的抗震性能。这是一种有效利用地基加固的新技术, 称为复合地基桩基础, 桩与地基加固法相结合, 按设计施工并形成体系。本文将就复合地基桩基础的设计概述如下。
1 复合地基桩基础的有效性
为验证复合地基桩基础能降低工程费用, 作为一项施工实例, 是在泥炭软基承建箱式桥台的现浇混凝土桩基础。在同一设计条件下, 对未采取措施的以往做法与复合地基桩基础进行了对比 (图1, 2) 。
以往的基础形式, 为确保泥炭性软基道桥桩的容许水平位移y=15mm, 对减轻桥台背面回填土的特殊施工法不加限制, 按桥梁预备设计结果, 桩的数量为n=14×5=70根 (图1) 。这样的规模是不现实的。相反, 如在桩的周边兼用加固地基形成复合地基, 构成复合地基桩基础, 为确保复合地基的反力效果及其桩的水平阻力, 桩的根数如图2所示。n=2×2根, 大幅度地减少了桩的用量, 桥台基础显然也随之缩小。复合地基桩基础按现场施工条件, 经确认, 建设费用可减少10%~45%。
2 复合地基桩基础的基本设计方法
桩的周边为加固体的复合地基的必要领域, 应考虑到土的极限状态的平衡, 须设定被动破坏范围, 即必要领域的水平阻力的影响。复合地基的范围如图1所示, 由桩的特性长度1/β的厚度, 沿被动滑动面坡度, θ= (45°+φ/2) (φ为土的剪切阻力角) 形成倒锥形三维四方体设定在桩的周边。其依据主要涉及极限地基反力法与楔形理论等有关的工程力学方面的问题。
一般软基加固方法, 按以往的加固体, 其单轴抗压强度qu为200~500 k N/m2, 并已由以往的数值分析呈现基土构成所判断。为此, 对于地基桩基础, 作为固化体 (复合) 地基, 就应以现行桩的设计方法为前提。按弹性地基反力法, 桩的水平地基反力系数k, 即可由复合地基的变形系数E通过公式 (1) 进行计算。
式中k——桩的水平地基反力系数;
E——复合地基的变形系数 (k N/m2) ;
α——反力推断系数;
D——桩的直径 (m) ;
β——桩的特性值 (m-1) ;
桩的弯曲刚度 (k N·m2) 。
固结法的剪切强度S, 由原地基强度与加固体强度按加固率αP组合公式 (2) 进行计算。
式中S——复合地基的剪切强度;
Sp——加固体的剪切强度 (k N/m2) ;
So——原地基的剪切强度;
αP——复合地基的加固率;
qu——加固体的单轴抗压强度 (k N/m2) ;
go——原地基的单轴抗压强度 (k N/m2) ;
Ap——加固体断面积 (m2) ;
A——加固体的分布面积 (m2) ;
α0——相对qu破坏变形qo强度降低率。
加固体的单轴抗压强度qu与变形系数Ep, 使用水泥系固化材料加固粘土系软基时, 推出的关系式是, 加固原地基的不同性状, 被认为是以相应的比例关系表示。
关于复合地基桩基础的基本设计方法是以加固体的剪切强度Sp与单轴抗压强度qu以及单轴抗压强度qu与变形系数Ep的关系, 有关复合地基的变形系数E由公式 (3) 设定。
式中E——复合地基变形系数 (k N/m2) ;
Ep——加固体变形系数 (k N/m2) ;
Eo——原地基变形系数 (k N/m2) 。
按以上方法, 欲计算复合地基变形系数E, 须设定反映剪切强度增加的桩的水平地基反力系数k, 以确保比原地基具有的较大的桩反力。这一基本设计方法已经过现场荷载试验, 结果表明该方法是稳妥的。
3 技术上待解决的问题
复合地基桩基础的基本设计方法是以工程学为依据。但要建立复合地基桩基础的设计方法, 不仅要改善单桩水平阻力, 而且有必要确保现行设计方法所规定的桩基础所要求的性能和抗震性。为此, 作为对复合地基桩基础的静、动态安全评价, 要解决的还有以下两点。
(1) 确保加固体健全性;
(2) 桩基础的抗震评价。
为此, 通过以下试验和数据分析进行考察。
4 大规模的模型试验
桩与加固体两者兼用的复合地基桩基础, 为把握问题之一的有关加固体健全性进行大规模的模型试验。
大规模模型试验使用的是剪切土槽 (宽1 2 0 0 m m×进深8 0 0 m m×高1 0 0 0 m m) 。利用加固体进行复合地基中桩的静态水平交变荷载试验。试验地基设定为复合地基桩基础, 上层为加固体, 下层为天然地基。试验桩为足尺规模钢管单桩 (桩径D=101.6mm, 桩厚t=4.2mm, 长L=1110mm) , 属桩端支承桩, 静态水平交变荷载试验。由变位控制的正负交变反复荷载实施。大规模试验方案有4。
方案1:未进行加固的天然地基 (N=10) 。
方案2:上层为加固体, 单轴抗压强度qu=200k N/m2 (实际强度223k N/m2) , 加固深度按复合地基桩基础的基本设计方法, 1/β=50cm, 是双层系地基方案。
方案3:上层为加固体, 加固深度1/β=50cm, 单轴抗压强度为方案2的5倍实际强度为1 440 k N/m2, 也属双层系地基方案。
方案4:上层为加固体, 单轴抗压强度qu与方案2相同 (实际强度205 k N/m2) , 加固深度1/2β=25 cm, 因为地基系地基方案。
此外, 设计水平地基反力系数k', 由上述加固体的地基变形系数E计算。设计水平地基反力度PHU由加固体复合地基的被动土压强度水平地基反力度的上限值以公式 (4) 进行计算。
式中:as为修正系数, 加固体复合地基修正系数as, 考虑到物理特性, 同样按粘土地基取值as=1.5。
现就试验结果考察如下:首先, 由规模试验所得的实测水平地基反力系数k与加固体上层复合地基的设计水平地基反力系数k', 整个土层的N=10的天然土地方案1, 按现行设计法, 由一般桩的容许水平位移设定桩径为1%, 实测的k与设计的k'大体一致, 而加固深度为1/β, 单轴抗压强度qu为标准强度的方案2, 桩径0.5% (y=0.5mm) 的桩地基表面位移实测的k与设计k'则比较近似。但是, 桩径1%以上的桩地表面位移实测值k, 都不能满足设计k'。此外, 加固深度为1/2β的方案4, 相同位移, 实测值k, 确保了设计值k', 但在深处位置, 不能期待加固体可具有的约束效果, 加固体下层桩的变位大, 对桩的实测弯矩有过小评价倾向。方案3加固体的单轴抗压强度qu较大, 各位移实测k, 都不能确保设计k'。即:加固体在高强度下不能期待有一定的反力效果, 桩的设计法随之不能成立。为建立所需复合地基桩基础的基本法, 作为适用标准, 加固深度应以1/β为基本, 加固体的单轴抗压强度应与qu=200 k N/m2相当。同时, 复合地基桩基础中桩的容许水平位移应考虑设定在桩径0.5%以下。
在试验中, 为对方案2, 3, 4的实测水平地基反力度PH与设计水平地基反力度PHU进行比较和验证。方案2, 3, 4的实测PH, 以达到桩径2.5% (y=2.5mm) 的桩地面位移, 确保了设计PHU。这是以桩位移损伤情况判断加固体的极限状态 (桩径2.5%左右变形) 为依据, 加固体的健合性和反力持续效果, 应由复合地基的水平地基反力度以被动土压强度的极限状态以下进行设计核实和判断为妥。但是方案3的实例水平地基反力度PH均在设计水平地基反力度PHU50%以下, 这与水平地基反力系数的考察相同, 在加固高强度下, 则意味着桩的设计法不成立。
5 复合地基桩基础的抗震性能评价
5.1 动态非线性有限元法分析
桩与固化体同时兼用的复合地基桩基础的抗震性能, 它已由动态非线性有限元法所验证。分析模型为现场的桥台基础, 经系列动态非线性分析, 进深以底脚宽进行简便的二维有限元法分析。分析使用地震波按有关标准分别为1级地震, 最大加速度为136.9gal和2级地震, 最大加速度为749.6gal波形。在进行动态分析时, 取波形的主要动态部分 (12s间) , 由Newmark的β法 (β=0.36) 进行直接积分。分析模型考虑到了桩与地基两者非线性构成的法则。在进行全应力分析时, 有关剪切弹性系数Go与剪切强度SU等均由地基柱状图和标准贯入试验结果设定。
经所作分析, 已取得了种种成果, 但令人注目的是有关加固地基桩的抗震性能。图3和图4为复合地基有无地基加固的1级和2级设定的震动情况, 图中标有位移的时刻 (秒) 数。此时的位移相对于桩下编底脚下面中心的位移。设定的1级地震, 无加固地基前最大位移为21.7mm, 加固后为11.1mm (约减少50%) ;设定的2级地震, 无加固地基时桥台前侧最大位移为172.9 mm, 加固后为127.6mm (减少约70%) 。
据动态非线性有限元法分析结果, 对于有加固体的复合地基, 在桩的周边与静态反应相同, 对于非复合地基, 为抑制地震时桩的变形, 应通过提高抗震性能加以验证。
5.2 离心力加振试验
对于高震级地震时桩与加固体的完整性, 可通过离心力加振实阶进行验证。
在进行离心力加振试验时, 以50G离心加速度, 最大振幅约800gal的正弦波, 作为输入波进行动态的加振试验。模型桩为钢管桩, 外径为10mm, 厚0.2m, 桩长400mm。原地基设想为泥炭型软基, 由泥炭苔和高岭土粘土, 按干燥重量1∶1混合构成, 初期含水比w=300%, 相当于饱和地基。桩周边的加固体qu=200k N/m2。经相当于2级高震级地震加振前后桩与加固体的实况和验证, 大规模加振下桩的特殊变形和加固体的损伤均未发生, 说明是安全的。据此可认为, 地震后新开发的复合地基施工方法具有所需的水平地基反力。通过以上动态的非线性有限元法分析和离心力加振试验结果可以断定, 复合地基桩基础在结构上不存在抗震性能问题。
6 结束语
利用地基加固方法开发的一项新的施工方法, 将加固体和桩构成的复合地基桩基础, 本文就相关的设计方法和试验认证结果作了介绍。
关于岩土地基的桩基检测问题探究 第7篇
通过对大量桩基检测工程进行调查研究发现, 检测中存在的问题主要体现在以下几个方面上:其一, 有些检测单位的检测人员专业水平偏低, 从而导致检测工作不到位, 常常会留下一些质量隐患;其二, 检测仪器和设备陈旧, 无法满足桩基检测相关规范和标准的要求, 如有些检测单位在进行低应变完整性检测时采用速度计, 这在一定程度上影响了检测波形的质量。此外, 有些检测仪器上没有准用标签, 并且仪器周期检定的执行情况也不到位;其三, 检测报告方面的问题也非常明显, 如有些单位采用非规范规定的检测方法出具报告、检测报告无编号、符号格式不规范、报告结论的随意性较大等等;其四, 规范之间的协调问题。目前, 虽然我国桩基检测技术标准已基本完善, 但是各标准和规范之间严重缺乏协调性和衔接性, 并且适用范围也不明确, 还存在重复、矛盾和遗漏等问题, 这为实际工程应用标准和规范带来了一定的困扰;其五, 由于我国对检测市场缺乏规范, 致使常常会出现片面压价的情况, 有些检测单位在承接工程后, 为了获取更大的经济效益, 在检测过程中偷工减料, 更有一些单位将自己的资质出卖给其他不具备检测能力的单位从中获利, 这都严重影响了检测质量。综上所述, 为了有效提高桩基检测工程的整体质量, 必须针对当前存在的问题, 采取切实可行的措施加以解决。
2 提高岩土地基桩基检测质量的有效途径
想要进一步确保桩基检测的整体质量, 应当从技术和管理两方面着手, 下面就此展开详细论述。
2.1 检测技术方面的提高措施
1) 桩基检测应以JGJ106-2003作为主要依据。我国现行的JGJ106-2003规范整合了设计规范、验收规范以及各类检测标准中的有关内容, 并对检测数量、复检规则、评价依据等进行了统一, 同时还明确给出了各类检测方法之间的关系及其具体适用范围, 这使得桩基检测技术更加规范化和标准化。为此, 各单位在进行桩基检测的过程中, 必须以该规范作为依据;
2) 桩基承载力检测应严格按照JGJ106-2003中的有关规定进行。桩基承载力设计等级为下列情况时, 承载力验收应采用静荷载试验, 具体包括复杂地质条件、成桩可靠性低、新桩型新工艺、产生挤土效应等。由于大直径灌注桩会受到设备以及现场条件等方面的限制, 因而很难实现静载荷试验, 针对这一情况可以采取钻芯取样法对桩底沉渣的厚度进行测定, 并通过钻取桩端持力层的岩土芯样来检验桩端持力层。此外, 大直径预制桩、摩擦桩和嵌岩桩, 可以采用高应变法对桩基的竖向承载力进行检测, 需要特别注意的是, 采用该方法对灌注桩进行检测时, 必须有较为可靠的对比验证资料, 而扩底桩的检测不得采用该方法;
3) 采用桩端持力层岩性报告代替静载荷试验必须具备严格的条件。目前, 有些施工单位在进行人工挖孔嵌岩桩施工时, 为了降低工程造价和赶工期, 常常将桩端持力层中的岩芯加工成试块, 并以此为试验对象进行强度测试, 将静载荷试验省去。这种做法的可行性与否是一个值得商榷的问题。现行的JGJ06-2003中并没有这种提法, GB50202-2002中也没有明确规定, 所以这种做法必须谨慎采用或是不用, 并在实际操作中, 以JGJ106-2003中的相关规定为准;
4) 大直径嵌岩桩的检测。按照JGJ106-2003和GB50007-2002中的有关规定, 对端承型大直径嵌岩桩的检测方法有以下两种:其一, 钻芯法检测。采用该方法时, 钻芯取样的桩基数量应不少于总桩基的10%且最低不得少于10根。钻芯过程中应当钻取桩端持力层岩土芯样, 并且应对沉渣厚度进行检测。同时, 一般工程还应另外抽取10%的桩, 用小应变法对桩基的完整性进行检测, 若是重要工程则应当抽取20%的桩进行检测, 并确保每一柱下的检测根数不少于1根;其二, 声波透射法。该方法主要是对桩基的完整性进行检测, 实际过程中抽取数量不得少于10%。
2.2 管理措施
1) 各级地方政府及建设行政主管部门应当进一步加强对桩基检测的质量监督, 尤其是应当加强对各单位强制性标准执行情况的检查。同时, 应当严格执行国家以及各省的相关规定, 所有桩基工程在检测过程中必须严格执行国家现行的规范标准, 否则一律不予验收。此外, 对于未经验收或是验收不合格的桩基工程, 严禁进行上部结构施工;
2) 有关部门应加大对桩基检测市场的管理和规范力度, 加快推行桩基检测合同审查备案制度和季度报告制。为了进一步规范桩基检测市场, 应在有切实证据的基础上吊销一部分严重扰乱市场秩序的检测单位, 并对采用不正当手段进行竞争的单位和个人进行严惩。同时, 建议物价局应对当前桩基检测的收费标准进行适当调整, 借此来使各个检测单位的责任与利益相一致, 这有助于促进检测质量的提升。此外, 应打破垄断经营, 构建起一个公正、公平、开放的检测市场, 这有利于确保桩基检测行业健康、稳定、持续发展;
3) 提高检测从业人员的职业素质和技术水平。应适当加大对桩基检测人员的培训力度, 使他们了解并掌握现行的法律、法规和规范标准, 并通过强化教育, 提高他们的质量和责任意识, 把好检测质量关, 这对于提高桩基检测质量意义重大。
摘要：近年来, 随着我国经济的迅猛发展和城市化建设进程的不断加快, 各类建设工程项目随之与日俱增。桩基是所有建设工程的基础, 一旦桩基出现质量问题, 其后果非常严重, 这使得桩基检测的重要性随之突显。然而, 由于种种原因的影响, 导致桩基检测中存在很多问题, 这在一定程度上影响了检测工作的整体质量。为此, 应对桩基检测中存在的问题进行认真分析, 并采取科学合理、行之有效地的措施加以解决, 这对于提高桩基检测个相关工程的质量具有非常重要的现实意义。基于此点, 本文就岩土地基的桩基检测问题展开探究。
关键词：桩基,检测,质量
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