導(dǎo)語：如何才能寫好一篇樁基礎(chǔ)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】樁基礎(chǔ);類型;承載性狀;設(shè)計(jì)

0.前言

隨著我國城鄉(xiāng)建設(shè)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了大量重型廠房、高層建筑、大型橋梁等；這些大型的建筑對(duì)地基承載力及變形都提成出了更高的高求，而淺層的天然地基一般無法滿足要求，往往就需要利用地基深層堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為地基承載力，采用深基礎(chǔ)方案。深基礎(chǔ)方案主要有樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、敦基礎(chǔ)和地下連續(xù)墻等，其中樁基因有效、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。

1.樁基類型及適用條件

樁基種類繁多，根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以劃分出不同樁型[1]。

⑴按使用功能分類，可劃分為豎向抗壓樁、豎向抗拔樁、水平荷載樁、復(fù)合受荷樁。

⑵按制樁材料可劃分為木樁、石樁、混凝土樁、鋼樁以及鋼筋混凝土樁等。目前工程中應(yīng)用最廣泛的是鋼筋混凝土樁。

⑶按承載性狀分類（抗壓樁），可劃分為摩擦樁、端承摩擦樁、端承樁、摩擦端承樁。

⑷按施工方法分類，可劃分為預(yù)制樁和灌注樁。

⑸按成樁方式對(duì)土層的影響分類，可劃分為擠土樁、部分?jǐn)D土樁、非擠土樁。

2.單樁與群樁豎向承載分析理論概述

隨著樁基的廣泛應(yīng)用，樁基理論的研究也在不斷深入，目前對(duì)樁基的承載機(jī)理有了比較深入的認(rèn)識(shí)，并且提出了一系列的計(jì)算分析理論和工程簡化計(jì)算。

2.1單樁豎向承載性狀分析[2]

單樁在豎向荷載作用下的承載性狀研究主要有理論分析、室內(nèi)模型試驗(yàn)與工程實(shí)測(cè)等方法。其中理論分析有荷載傳遞法、彈性理論法、有限元法等。主要介紹荷載傳遞法。

荷載傳遞法是由Seed和Reese提出的，他的基本概念是把樁視為由許多彈性單元組成，每一單元與土體之間用非線性彈簧聯(lián)系，以模擬樁-土之間的荷載傳遞關(guān)系。

在某一深度取一微樁段dz，其豎向平衡方程為（忽略自重）

N(z)+dN(z)+uq■(z)dz-N(z)=0 (2-1)

整理可得

q■(z)=-■?■ (2-2）

式中N(z)―z深度處樁身軸力，kN；

u―樁身斷面周長，m；

q■(z)―樁側(cè)分布摩阻力，kPa。

通過對(duì)式(2-2)積分可得

N(z)=Q-■uq■(z)dz (2-3)

式中Q―樁頂荷載，kN。

由式（6-3）可知，若L為樁長，當(dāng)樁z=0，N（0）=Q，為樁頂荷載；當(dāng)z=L，N（L）為樁側(cè)總摩擦力。任一深度的軸力由樁頂荷載減去該深度對(duì)應(yīng)的樁側(cè)摩擦力和。

上面提到的qs(z)為樁側(cè)摩阻力的傳遞函數(shù)，它是豎向坐標(biāo)以及樁周土的相對(duì)位移的函數(shù)。其形式有多種，可由Kezdi法、佐滕悟法、Gardner等確定。

因此，樁頂荷載由樁側(cè)摩阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，一般來說，靠近樁身上部上層的側(cè)阻力先于下部土層發(fā)揮出來，樁側(cè)阻力先于端阻力發(fā)揮出來。

2.2群樁豎向承載性狀分析[2]

群樁里的任一樁與孤立單樁的承載性狀不一樣(群樁效應(yīng))，這是由于樁與樁之間的力學(xué)作用和設(shè)樁導(dǎo)致的地基土體特性的變化。群樁的效應(yīng)受多種因素的影響，包括群樁自身的幾何特征、樁側(cè)與樁端的土性等。計(jì)算群樁豎向極限承載力主要有以單樁極限承載力為計(jì)算參數(shù)的群樁效率系數(shù)法和以土體強(qiáng)度為參數(shù)的極限平衡理論計(jì)算法。

① 群樁效率系數(shù)法

Q■=ηn■Q■ (2-5)

式中Qgu―群樁的豎向極限承載力，kN；

η―群樁豎向承載力效率系數(shù)；

n■―群樁中的樁數(shù)；

Q■―單樁的極限承載力，kN。

這一方法較為簡單，但是準(zhǔn)確合理的確定群樁系數(shù)并不容易?？刹捎肅onverce-Labrra公式和Seiler-Keenly公式。

② 極限平衡理論計(jì)算法

樁側(cè)阻呈樁土整體破壞

對(duì)于小樁距的擠土型承臺(tái)群樁，其側(cè)阻一般呈樁土整體破壞，可將群樁視為等代實(shí)體深基礎(chǔ)，計(jì)算模式如下。

Q■=Q■+Q■=2(A+B)■l■q■+ABq■ (2-6)

式中A―群樁中各樁所限定的假想實(shí)體深基礎(chǔ)長度，m；

B―群樁中各樁所限定的假想實(shí)體深基礎(chǔ)寬度，m；

l■―樁側(cè)第i層土內(nèi)樁段的長度，m；

q■―樁側(cè)第i層土內(nèi)實(shí)體深基礎(chǔ)的側(cè)摩阻力，kPa；

q■―假想實(shí)體深基礎(chǔ)底面上的地基承載力，kPa。

側(cè)阻呈樁土非整體破壞

改法可忽略群樁效應(yīng)，包括忽略承臺(tái)分擔(dān)荷載的作用，可表示為下式：

Q■=Q■+Q■=n■u■l■q■+n■A■q■ (2-7)

式中n■―群樁中的樁數(shù)；

u―樁的周長，m；

l■―樁側(cè)第i層土內(nèi)樁段的長度，m；

A■―樁端面積。

3.樁基的設(shè)計(jì)

樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)應(yīng)力求安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、選型恰當(dāng)，對(duì)樁和承臺(tái)有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性，對(duì)地基有足夠的承載力和不產(chǎn)生過量的變形。樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容如下：

3.1收集設(shè)計(jì)資料

在設(shè)計(jì)之前需要收集相關(guān)的原始資料，包括建筑類型、使用要求、荷載、工程地質(zhì)勘察資料、材料來源等情況，并盡力了解當(dāng)?shù)厥褂脴痘慕?jīng)驗(yàn)。

3.2樁型、樁長和截面尺寸選擇[3]

設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型、荷載情況、地層條件、施工能力及環(huán)境限制等因素，選擇預(yù)制樁或灌注樁的類別，樁的截面尺寸、長度及樁端持力層等。

一般而言，在場(chǎng)地土層分布較均勻、地層較易穿越的條件下，可考慮采用預(yù)制樁；若場(chǎng)地土層中存在卵石層、大量孤石、廢金屬殘?jiān)盎◢弾r積層等，不宜試驗(yàn)預(yù)制樁，可采用沖孔灌注樁；當(dāng)然還要充分考慮經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、施工條件等因素。

樁的長度主要取決于樁端持力層的選擇。樁長的設(shè)計(jì)需要考慮到樁承載力、沉降及穩(wěn)定性的要求，一般而言，對(duì)沉降要求較嚴(yán)格的建筑樁端最好進(jìn)入堅(jiān)硬土層或巖層；如果堅(jiān)硬土層埋藏較深時(shí)，宜采用摩擦樁基。

樁長及樁型初步確定后，可根據(jù)樁的選型定出樁（下轉(zhuǎn)第310頁）（上接第341頁）的截面尺寸。

3.3樁數(shù)及樁位布置

初步設(shè)計(jì)樁數(shù)時(shí)，可先不考慮群樁效應(yīng)，根據(jù)單樁豎向承載力設(shè)計(jì)之R，當(dāng)樁基為軸心受壓時(shí)，樁數(shù)n按下式估算：

n?叟■ (3-4)

式中F―作用在承臺(tái)上的軸向壓力設(shè)計(jì)值；

G―承臺(tái)及其上方填土的重力。

偏心受壓時(shí)計(jì)算方法不一樣，在此不做介紹。

樁位布置，應(yīng)盡可能使樁群承載力合力點(diǎn)與長期荷載重心重合，并使樁基受水平力和力矩較大的方向有較大的截面模量，以便樁基中各樁受力比較均勻和合理。樁在平面上可布置成方形、三角形和梅花形。

3.4承臺(tái)設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求

4.結(jié)論

⑴通過對(duì)樁基相關(guān)文獻(xiàn)的查閱，加深對(duì)樁基基本概念的理解，并總結(jié)了樁基的類型及其適用條件。

⑵隨著樁基的廣泛應(yīng)用，樁基理論的研究在不斷的加深，本文對(duì)樁基幾種理論進(jìn)行較為簡單的概述，并介紹了其在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以及在工程設(shè)計(jì)中采取的一些計(jì)算方法。

【參考文獻(xiàn)】

［1］王秀麗，白良，等.基礎(chǔ)工程.重慶：重慶大學(xué)出版社，2001,10.

［2］鄭剛，廖紅建，等.高等基礎(chǔ)工程學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007,1.

［3］陳仲頤，也書麟.基礎(chǔ)工程學(xué).北京：中國建筑工業(yè)出版社.

篇2

關(guān)鍵詞：地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 樁基礎(chǔ)后澆帶

一、基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎(chǔ)情況、施工條件和材料供應(yīng)以及地區(qū)抗震烈度等綜合考慮，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)型式。砌體結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用剛性條形基礎(chǔ)，如灰土條形基礎(chǔ)、Cl5素混凝土條形基礎(chǔ)、毛石混凝土條形基礎(chǔ)和四合土條形基礎(chǔ)等，當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于2.5m時(shí)，可采用鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)即柔性基礎(chǔ)。多層內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，如地基土較差時(shí)，中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，中柱宜用鋼筋混凝土柱。框架結(jié)構(gòu)、無地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨(dú)柱基，在抗震設(shè)防區(qū)可按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.1l條設(shè)柱基拉梁。無地下室、地基較差、荷載較大為增強(qiáng)整體性，減少不均勻沉降，可采用十字交叉梁條形基礎(chǔ)。如采用上述基礎(chǔ)不能滿足地基基礎(chǔ)強(qiáng)度和變形要求，又不宜采用樁基或人工地基時(shí)，可采用筏板基礎(chǔ)（有梁或無梁）?？蚣芙Y(jié)構(gòu)、有地下室、上部結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降要求嚴(yán)、防水要求高、柱網(wǎng)較均勻，可采用箱形基礎(chǔ)；柱網(wǎng)不均勻時(shí)，可采用筏板基礎(chǔ)。有地下室，無防水要求，柱網(wǎng)、荷載較均勻、地基較好，可采用獨(dú)立柱基，抗震設(shè)防區(qū)加柱基拉梁?；虿捎娩摻罨炷两徊鏃l形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。筏板基礎(chǔ)上的柱荷載不大、柱網(wǎng)較小且均勻，可采用板式筏形基礎(chǔ)。當(dāng)柱荷載不同、柱距較大時(shí)，宜采用梁板式筏基。無論采用何種基礎(chǔ)都要處理好基礎(chǔ)底板與地下室外墻的連結(jié)節(jié)點(diǎn)?？蚣艚Y(jié)構(gòu)無地下室、地基較好、荷載較均勻，可選用單獨(dú)柱基，墻下條基，抗震設(shè)防地區(qū)柱基下設(shè)拉梁并與墻下條基連結(jié)在一起。無地下室，地基較差，荷載較大，柱下可選用交叉條形基礎(chǔ)并與墻下條基連結(jié)在一起，以加強(qiáng)整體性，如還不能滿足地基承載力或變形要求，可采用筏板基礎(chǔ)。剪力墻結(jié)構(gòu)無地下室或有地下室，無防水要求，地基較好，宜選用交叉條形基礎(chǔ)。當(dāng)有防水要求時(shí)，可選用筏板基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。高層建筑一般都設(shè)有地下室，可采用筏板基礎(chǔ)；如地下室設(shè)置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時(shí)，采用箱形基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)鼗^差，為滿足地基強(qiáng)度和沉降要求，可采用樁基或人工處理地基。多棟高樓與裙房在地基較好（如卵石層等）、沉降差較小、基礎(chǔ)底標(biāo)高相等時(shí)基礎(chǔ)可不分縫（沉降縫）。當(dāng)?shù)鼗话?，通過計(jì)算或采取措施（如高層設(shè)混凝土樁等）控制高層和裙房間的沉降差，則高層和裙房基礎(chǔ)也可不設(shè)縫，建在同一箋基上。施工時(shí)可設(shè)后澆帶以調(diào)整高層與裙房的初期沉降差。 當(dāng)高層與裙房或地下車庫基礎(chǔ)為整塊筏板鋼筋混凝土基礎(chǔ)時(shí)，在高層基礎(chǔ)附近的裙房或地下車庫基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)后澆帶，以調(diào)整地基的初期不均勻沉降和混凝土初期收縮。

二、基礎(chǔ)類型的樁基礎(chǔ)和后澆帶的設(shè)計(jì)

1 當(dāng)天然地基或人工地基的地基承載力或變形不能滿足設(shè)計(jì)要求，或經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較采用淺基礎(chǔ)反而不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采用樁基礎(chǔ)。

2 樁平面布置原則： 1）力求使各樁樁頂受荷均勻，上部結(jié)構(gòu)的荷載重心與樁的重心相重合，并使群樁在承受水平力和彎矩方向有較大的抵抗矩。 2）在縱橫墻交叉處都應(yīng)布樁，橫墻較多的多層建筑可在橫墻兩側(cè)的縱墻上布樁，門洞口下面不宜布樁。 3）同一結(jié)構(gòu)單元不宜同時(shí)采用摩擦樁和端承樁。 4）大直徑樁宜采用一柱一樁；筒體采用群樁時(shí)，在滿足樁的最小中心距要求的前提下，樁宜盡量布置在筒體以內(nèi)或不超出筒體外緣1倍板厚范圍之內(nèi)。 5）在伸縮縫或防震縫處可采用兩柱共用同一承臺(tái)的布樁形式。 6）剪力墻下的布樁量要考慮剪力墻兩端應(yīng)力集中的影響，而剪力墻中和軸附近的樁可按受力均勻布置。

3 樁端進(jìn)入持力層的最小深度：1）應(yīng)選擇較硬上層或巖層作為樁端持力層。樁端進(jìn)入持力層深度，對(duì)于粘性土、粉土不宜小于2d（d為樁徑）；砂土及強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖不宜小于1.5d；對(duì)于碎石土及強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖不宜小于1d，且不小于0.5m。2）樁端進(jìn)入中、微風(fēng)化巖的嵌巖樁，樁全斷面進(jìn)入巖層的深度不宜小于0.5m，嵌入灰?guī)r或其他未風(fēng)化硬質(zhì)巖時(shí)，嵌巖深度可適當(dāng)減少，但不宜小于0.2m。 3）當(dāng)場(chǎng)地有液化土層時(shí)，樁身應(yīng)穿過液化土層進(jìn)入液化土層以下的穩(wěn)定土層，進(jìn)入深度應(yīng)由計(jì)算確定，對(duì)碎石土、礫、粗中砂、堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土且不應(yīng)小于0.5m，對(duì)其他非巖石土且不宜小于1.5m。 4）當(dāng)場(chǎng)地有季節(jié)性凍土或膨脹土層時(shí)，樁身進(jìn)入上述土層以下的深度應(yīng)通過抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算確定，其深度不應(yīng)小于4倍樁徑，擴(kuò)大頭直徑及1.5m。

三、樁型選擇的分析

1）預(yù)制樁（包括混凝土方形樁及預(yù)應(yīng)力混凝土管樁）適宜用于持力層層面起伏不大的強(qiáng)風(fēng)化層、風(fēng)化殘積土層、砂層和碎石土層，且樁身穿過的土層主要為高、中壓縮性粘性土，穿越層中存在孤石等障礙物的石灰?guī)r地區(qū)、從軟塑層突變到特別堅(jiān)硬層的巖層地區(qū)均不適用。其施工方法有錘擊法和靜壓法兩種。

2）沉管灌注樁（包括小直徑D＜5O0mm，中直徑D＝500～600mm）適用持力層層面起伏較大、且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性粘性土；對(duì)于樁群密集，且為高靈敏度軟土?xí)r則不適用。由于該樁型的施工質(zhì)量很不穩(wěn)定，故宜限制使用。

3）在飽和粘性土中采用上述兩類擠土樁尚應(yīng)考慮擠土效應(yīng)對(duì)于環(huán)境和質(zhì)量的影響，必要時(shí)采取預(yù)鉆孔。設(shè)置消散超孔隙水壓力的砂井、塑料插板、隔離溝等措施。鉆孔灌注樁適用范圍最廣，通常適用于持力層層面起伏較大，樁身穿越各類上層以及夾層多、風(fēng)化不均、軟硬變化大的巖層；如持力層為硬質(zhì)巖層或地層中夾有大塊石等，則需采用沖孔灌注樁。無地下水的一般土層，可采用長短螺旋鉆機(jī)干作業(yè)成孔成樁。鉆（沖）孔時(shí)需泥漿護(hù)壁，故施工現(xiàn)場(chǎng)受限制或?qū)Νh(huán)境保護(hù)有特殊要求的，不宜采用。

4）人工挖孔樁適用于地下水水位較深，或能采用井點(diǎn)降水的地下水水位較淺而持力層較淺且持力層以上無流動(dòng)性淤泥質(zhì)土者。成孔過程可能出現(xiàn)流砂、涌水、涌泥的地層不宜采用。

5）鋼樁（包括H型鋼樁和鋼管樁）工程費(fèi)用昂貴，一般不宜采用。當(dāng)場(chǎng)地的硬持力層極深，只能采用超長摩擦樁時(shí)，若采用混凝土預(yù)制樁或灌注樁又因施工工藝難以保證質(zhì)量，或?yàn)榱艘s工期，此時(shí)可考慮采用鋼樁。鋼樁的持力層應(yīng)為較硬的土層或風(fēng)化巖層。

篇3

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)；檢測(cè)；質(zhì)量控制

在城市建筑工程中，尤為重要的樁基工程是隱蔽工程，支撐著地面上的構(gòu)筑物，它是建筑物的基礎(chǔ)，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響到這些建筑物的安全。因此在施工的過程中樁基檢測(cè)是一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)，它的準(zhǔn)確度和精密度直接關(guān)系著建筑工程的質(zhì)量。

1樁基檢測(cè)的方法

1.1 樁基的承載力的檢測(cè)

（1）單樁豎向抗壓靜載法：當(dāng)埋設(shè)有測(cè)量樁身應(yīng)力、應(yīng)變、樁底反力的傳感器或位移桿時(shí)，可測(cè)定樁的分層側(cè)阻力和端阻力或樁身截面的位移量。為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試驗(yàn)樁，應(yīng)加載至破壞樁抽樣；當(dāng)樁的承載力以樁身強(qiáng)度控制時(shí)，可按設(shè)計(jì)要求的加載量進(jìn)行。對(duì)工程檢測(cè)時(shí)，加載量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求的單樁承載力特征值的2.O倍。

（2）單樁豎向抗拔靜載法：當(dāng)埋設(shè)有樁身應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)量傳感器時(shí)，或樁端埋設(shè)有位移測(cè)量桿時(shí)，可直接測(cè)量樁側(cè)抗拔摩阻力，或樁端上拔量。為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試驗(yàn)樁應(yīng)加載至樁側(cè)土破壞或樁身材料達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度；對(duì)工程樁抽樣檢測(cè)時(shí)，可按設(shè)計(jì)要求確定最大加載量。

（3）單樁水平靜載法：推定地基土抗力系數(shù)的比例系數(shù)。當(dāng)埋設(shè)有樁身應(yīng)變測(cè)量傳感器時(shí)，可測(cè)量相應(yīng)水平荷載作用下的樁身應(yīng)力，并由此計(jì)算樁身彎矩。為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試驗(yàn)樁宜力I1載至樁頂出現(xiàn)較大水平位移或樁身結(jié)構(gòu)破壞；對(duì)工程樁抽樣檢測(cè)，可按設(shè)計(jì)要求的水平位移允許值控制加載。

1.2 樁基的完整性檢測(cè)

（1）鉆芯法：適用于檢測(cè)混凝土灌注樁的樁長、樁身混凝土強(qiáng)度、樁底沉渣厚度和樁身完整性，判定或鑒別樁端持力層巖土性狀。

（2）低應(yīng)變法：適用于檢測(cè)混凝土樁的樁身完整性，判定樁身缺陷的程度及位置。

（3）高應(yīng)變法：適用于檢測(cè)基樁的豎向抗壓承載力和樁身完整性；監(jiān)測(cè)預(yù)制樁打人時(shí)的樁身應(yīng)力和錘擊能量傳遞比，為沉樁工藝參數(shù)及樁長選擇提供依據(jù)。進(jìn)行灌注樁的豎向抗壓承載力檢測(cè)時(shí)，應(yīng)具有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)和本地區(qū)相近條件下的可靠對(duì)比驗(yàn)證資料。對(duì)于大直徑擴(kuò)底樁和Q-S曲線具有緩變型特征的大直徑灌注樁，不宜采用本方法進(jìn)行豎向抗壓承載力檢測(cè)。

（4）聲波透射法：適用于已預(yù)埋聲測(cè)管的混凝土灌注樁樁身完整性檢測(cè)，判定樁身缺陷的程度并確定其位置。

2、建筑工程樁基礎(chǔ)施工測(cè)量技術(shù)要求

設(shè)計(jì)和施工單位對(duì)建筑工程的尺寸精度要求不是按測(cè)量中誤差來要求的，而是按實(shí)際長度與設(shè)計(jì)長度之比的誤差來要求的，對(duì)長度尺寸精度要求分為2種：一是建筑物外廓主軸線對(duì)周圍建筑物相對(duì)位置的精度，即新建筑物的定位精度。二是建筑物樁位軸線對(duì)其主軸線的相對(duì)位置精度。

（1）建筑物軸線測(cè)設(shè)的主要技術(shù)要求。建筑物樁基礎(chǔ)定位測(cè)量，一般是根據(jù)建筑設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)單位所提供的測(cè)量控制點(diǎn)或基準(zhǔn)線與新建筑物的相關(guān)數(shù)據(jù)，首先測(cè)設(shè)建筑物定位矩形控制網(wǎng)，進(jìn)行建筑物定位測(cè)量，然后根據(jù)建筑物的定位矩形控制網(wǎng)，測(cè)設(shè)建筑物樁位軸線，最后再根據(jù)樁位軸線來測(cè)設(shè)承臺(tái)樁位。

（2）對(duì)高程測(cè)量的技術(shù)要求。樁基礎(chǔ)施工測(cè)量的高程應(yīng)以設(shè)計(jì)或建設(shè)單位所提供的水準(zhǔn)點(diǎn)作為基準(zhǔn)進(jìn)行引測(cè)。在高程引測(cè)前，應(yīng)對(duì)原水準(zhǔn)點(diǎn)高程進(jìn)行檢測(cè)。確認(rèn)無誤后才能使用，在擬建區(qū)附近設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)，其位置不應(yīng)受施工影響，便于使用和保存，數(shù)量一般不得少于 2-3 個(gè)，一般應(yīng)埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，或選用附近永久性的建筑物作為水準(zhǔn)點(diǎn)。高程測(cè)量可按四等水準(zhǔn)測(cè)量方法和要求進(jìn)行，其往返較差，附合或環(huán)線閉合差不應(yīng)大于±20L mm，L 為水準(zhǔn)路線長度，以 km 為單位。樁位點(diǎn)高程測(cè)量一般用普通水準(zhǔn)儀散點(diǎn)法施測(cè)，高程測(cè)量誤差不應(yīng)大于±1cm。

3樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制

3.1建筑物樁位軸線及承臺(tái)樁位測(cè)設(shè)

（1）樁位軸線測(cè)設(shè)的質(zhì)量控制

建筑物樁位軸線測(cè)設(shè)是在建筑物定位矩形網(wǎng)測(cè)設(shè)完成后進(jìn)行的，是以建筑物定位矩形網(wǎng)為基礎(chǔ)，采用內(nèi)分法用經(jīng)緯儀定線精密量距法進(jìn)行樁位軸線引樁的測(cè)設(shè)。對(duì)復(fù)雜建筑物圓心點(diǎn)的測(cè)設(shè)一般采用極坐標(biāo)法測(cè)設(shè)。對(duì)所測(cè)設(shè)的樁位軸線的引樁均要打入小木樁，木樁頂上應(yīng)釘小鐵釘作為樁位軸線引樁的中心點(diǎn)位。為了便于保存和使用，要求樁頂與地面齊平，并在引樁周圍撒上白灰。

在樁位軸線測(cè)設(shè)完成后，應(yīng)及時(shí)對(duì)樁位軸線間長度和樁位軸線的長度進(jìn)行檢測(cè)，要求實(shí)量距離與設(shè)計(jì)長度之差，對(duì)單排樁位不應(yīng)超過±1cm，對(duì)群樁不超過±2cm.在樁位軸線檢測(cè)滿足設(shè)計(jì)要求后才能進(jìn)行承臺(tái)樁位的測(cè)設(shè)。

（2）建筑物承臺(tái)樁位測(cè)設(shè)的質(zhì)量控制

建筑物承臺(tái)樁位的測(cè)設(shè)是以樁位軸線的引樁為基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)設(shè)的，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)根據(jù)地上建筑物的需要分群樁和單排樁。規(guī)范規(guī)定3～20根樁為一組的稱為群樁。1～2根為一組的稱為單排樁。群樁的平面幾何圖形分為正方形、長方形、三角形、圓形、多邊形和橢圓形等。測(cè)設(shè)時(shí)，可根據(jù)設(shè)計(jì)所給定的承臺(tái)樁位與軸線的相互關(guān)系，選用直角坐標(biāo)法、線交會(huì)法、極坐標(biāo)法等進(jìn)行測(cè)設(shè)。對(duì)于復(fù)雜建筑物承臺(tái)樁位的測(cè)設(shè)，往往設(shè)計(jì)所提供的數(shù)據(jù)不能直接利用，而是需要經(jīng)過換算后才能進(jìn)行測(cè)設(shè)。在承臺(tái)樁位測(cè)設(shè)后，應(yīng)打入小木樁作為樁位標(biāo)志，并撒上白灰，便于樁基礎(chǔ)施工。在承臺(tái)樁位測(cè)設(shè)后，應(yīng)及時(shí)檢測(cè)，對(duì)本承臺(tái)樁位間的實(shí)量距離與設(shè)計(jì)長度之差不應(yīng)大于±2cm，對(duì)相鄰承臺(tái)樁位間的實(shí)量距離與設(shè)計(jì)長度之差不應(yīng)大于±3cm.在樁點(diǎn)位經(jīng)檢測(cè)滿足設(shè)計(jì)要求后，才能移交給樁基礎(chǔ)施工單位進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工。

3.2樁基礎(chǔ)竣工測(cè)量質(zhì)量控制

樁基礎(chǔ)竣工測(cè)量成果圖是樁基礎(chǔ)竣工驗(yàn)收重要資料之一，其主要內(nèi)容：測(cè)出地面開挖后的樁位偏移量、樁頂標(biāo)高、樁的垂直度等，有時(shí)還要協(xié)助測(cè)試單位進(jìn)行單樁垂直靜載實(shí)驗(yàn)。

（1）恢復(fù)樁位軸線。在樁基礎(chǔ)施工中由于確定樁位軸線的引樁，往往因施工被破壞，不能滿足竣工測(cè)量要求，所以首先應(yīng)根據(jù)建筑物定位矩形網(wǎng)點(diǎn)恢復(fù)有關(guān)樁位軸線的引樁點(diǎn)，以滿足重新恢復(fù)建筑物縱、橫樁位軸線的要求?；謴?fù)引樁點(diǎn)的精度要求應(yīng)與建筑物定位測(cè)量時(shí)的作業(yè)方法和要求相同。

（2）單樁垂直靜載實(shí)驗(yàn)。在整個(gè)樁基礎(chǔ)工程完成后，測(cè)量工作需要配合巖土工程測(cè)試單位進(jìn)行荷載沉降測(cè)量，對(duì)樁的荷載沉降量的測(cè)量一般采用百分表測(cè)量。

（3）樁位偏移量測(cè)定。樁位偏移量是指樁頂中心點(diǎn)在設(shè)計(jì)縱、橫樁位軸線上的偏移量。對(duì)樁位偏移量的允許值，不同類型的樁有不同要求。當(dāng)所有樁頂標(biāo)高差別不大時(shí)，樁位偏移量的測(cè)定方法可采用拉線法，即在原有或恢復(fù)后的縱、橫樁位軸線的引樁點(diǎn)間分別拉細(xì)尼綸繩各一條，然后用角尺分別量取每個(gè)樁頂中心點(diǎn)至細(xì)尼綸繩的垂直距離，即偏移量，并要標(biāo)明偏移方向；當(dāng)樁頂標(biāo)高相差較大時(shí)，可采用經(jīng)緯儀法。把縱、橫樁位軸線投影到樁頂上，然后再量取樁位偏移量，或采用極坐標(biāo)法測(cè)定每個(gè)樁頂中心點(diǎn)坐標(biāo)與理論坐標(biāo)之差計(jì)算其偏移量。

（4）樁頂標(biāo)高測(cè)量。采用普通水準(zhǔn)儀，以散點(diǎn)法施測(cè)每個(gè)樁頂標(biāo)高，施測(cè)時(shí)應(yīng)對(duì)所用水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)無誤后才進(jìn)行施測(cè)，樁頂標(biāo)高測(cè)量精度應(yīng)滿足±1cm要求。

（5）樁身垂直度測(cè)量。樁身垂直度一般以樁身傾斜角來表示的，傾斜角系指樁縱向中心線與鉛垂線間的夾角，樁身垂直度測(cè)定可以用自制簡單測(cè)斜儀直接測(cè)完其傾斜角，要求盤度半徑不少30cm，度盤刻度不低于10′。

（6）樁位竣工圖編繪。樁位竣工圖的比例尺一般與樁位測(cè)量放線圖一致，采用1：500或1：200，其主要包括內(nèi)容：建筑物定位矩形網(wǎng)點(diǎn)、建筑物縱、橫樁位軸線編號(hào)及其間距、承臺(tái)樁點(diǎn)實(shí)際位置及編號(hào)、角樁、引樁點(diǎn)位及編號(hào)。

4小結(jié)

近幾年，隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步加快，建筑工程也在日益崛起，樁基工程的施工質(zhì)量越來越受到工程技術(shù)人員的重視。但往往由于各種質(zhì)量因素的影響，使得成樁質(zhì)量不理想，為了保證施工質(zhì)量，采取正確的控制措施，采取先進(jìn)的樁體質(zhì)量檢測(cè)手段以確保樁基施工質(zhì)量就顯得極為重要。從而必須加大對(duì)樁基檢測(cè)內(nèi)容和檢測(cè)技術(shù)的研究，確保建筑工程安全使用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周炳和.淺析砌體工程施工及質(zhì)量控制[J].科技資訊,2010,(22) .

[2] 丁建楠.淺析高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工監(jiān)理[J].科技資訊,2010,(21) .

篇4

關(guān)鍵詞：群樁基礎(chǔ)；樁土相互作用；最小樁距；彈塑性分析

樁基是一種古老、傳統(tǒng)的基礎(chǔ)形式，又是一種應(yīng)用廣泛、生命力很強(qiáng)的基礎(chǔ)形式。最早使用的是木樁。隨著我國橋梁建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，大跨徑橋梁不斷涌現(xiàn)，對(duì)基礎(chǔ)承載能力的要求也越來越高，而樁基礎(chǔ)具有承載力高、沉降量小而均勻，且對(duì)地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使得樁基礎(chǔ)得到了廣泛的應(yīng)用。近二十年來，由于工程建設(shè)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，樁的類型和成樁工藝，樁的承載力與樁體結(jié)構(gòu)完整性的檢測(cè)，樁基的設(shè)計(jì)計(jì)算水平，都有較大提高。在實(shí)際工程中，設(shè)計(jì)采取樁基礎(chǔ)的原因不外乎有兩個(gè):或是因?yàn)樘烊坏鼗某休d力不夠，需要采取樁基礎(chǔ)將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳到深層土或支撐于堅(jiān)硬持力層上；或是因?yàn)樘烊坏鼗猎谏喜亢奢d作用下將發(fā)生較大的沉降變形，需要采取樁基礎(chǔ)來減少沉降。絕大多數(shù)情況下，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)采用的是承臺(tái)一樁群體系（即群樁基礎(chǔ)）。因此，群樁承載力及相應(yīng)沉降成為工程設(shè)計(jì)所關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 樁基礎(chǔ)數(shù)值優(yōu)化

在計(jì)算模型中，土體被簡化為理想均質(zhì)、各向同性體。土體的計(jì)算范圍取為:樁底下方選取一倍樁長，側(cè)向邊界也取一倍樁長?；炷翗洞怪痹O(shè)置于土體之中，樁與承臺(tái)之間采用剛性連接。承臺(tái)被簡化為絕對(duì)剛性體。樁土之間不設(shè)置接觸面，無相對(duì)滑動(dòng)，樁與土體共用節(jié)點(diǎn)，完全接觸。承臺(tái)、樁和土體均采用ANSYS程序中的八節(jié)點(diǎn)六面體等參單元來建模。荷載采用分級(jí)施加的方式，以模擬實(shí)際加載方式。

對(duì)于大多數(shù)群樁基礎(chǔ)來說，主要是由于樁周土體出現(xiàn)大片塑性區(qū)，使得群樁位移過大而影響結(jié)構(gòu)物的使用功能，此時(shí)樁與承臺(tái)仍處于彈性變形階段。混凝土樁垂直設(shè)置于土體之中，樁與土體采用共用節(jié)點(diǎn)的方法。上部結(jié)構(gòu)的自重荷載施加于承臺(tái)頂所有節(jié)點(diǎn)上，該荷載包括兩部分:上部結(jié)構(gòu)自重和橋墩自重。實(shí)際的計(jì)算模型進(jìn)行模擬分析時(shí)只考慮到一定的土體范圍，所以土體邊界采用對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行固定的方法:土體底面節(jié)點(diǎn)只固定沿樁長方向的位移，土體側(cè)面節(jié)點(diǎn)固定與樁長方向垂直的平面內(nèi)的兩個(gè)方向的位移。

2 單排群樁相互作用模擬設(shè)計(jì)優(yōu)化

對(duì)單樁進(jìn)行了模擬分析，用位移控制法得出了單樁的極限承載力；在極限承載力作用范圍內(nèi)，得出了單樁的荷載一位移曲線、軸力圖曲線、單樁土移云圖和單樁土體應(yīng)力云圖，并分析了剛度比的變化對(duì)單樁受力特性的影響，為與群樁的對(duì)比分析準(zhǔn)備了基礎(chǔ)資料。

單樁的模擬分析使用ANSYS有限元程序來進(jìn)行，因?yàn)闆]有實(shí)際的工程地質(zhì)資料可以借鑒所以采用資料上的土體參數(shù)進(jìn)行分析。單樁豎向承載力是指單樁所具有的承受豎向荷載的能力，其最大的承載能力稱為單樁極限承載力，可由單樁豎向靜載試驗(yàn)測(cè)定，也可用其他的方法（如規(guī)范經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法、靜力觸探法等）估算。單樁豎向承載力包括地基土對(duì)樁的承載能力和樁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度所允許的最大軸向荷載兩個(gè)方面的涵義，以最小值控制樁的承載性能。一般情況下，樁身材料強(qiáng)度計(jì)算單樁豎向承載力要遠(yuǎn)大于按土對(duì)樁的承載力確定的單樁豎向承載力。所以在一般情況下，樁的承載力主要受地基土的支承能力所控制，樁身材料強(qiáng)度往往不能充分發(fā)揮，只有在特殊情況下，樁身材料強(qiáng)度才起到控制作用。

極限荷載往往與樁的下沉量有聯(lián)系，因此常以規(guī)定樁頂下沉量的方法來確定極限荷載。在使用ANSYS建好有限元模型之后，對(duì)樁逐級(jí)施加豎向荷載，記錄單樁在各級(jí)荷載作用下的樁頂位移，求得樁的荷載一位移曲線關(guān)系，用以分析確定單樁的極限承載力。樁端持力層性質(zhì)不同的大直徑樁都具有相似的荷載一沉降特性，都屬于緩變型，不顯示明顯的破壞特征點(diǎn)。樁側(cè)阻力都在較小樁頂沉降下發(fā)揮出來，而端阻力隨沉降增大而逐漸發(fā)揮并不顯示極限特征點(diǎn)。因此，根據(jù)靜載試驗(yàn)曲線確定大直徑樁的承載力特征值時(shí)，通常取對(duì)應(yīng)的荷載為極限承載力。

在對(duì)單樁進(jìn)行逐級(jí)加載時(shí)，隨著荷載的增加，樁底周圍土始終產(chǎn)生豎向位移。這說明樁端土不發(fā)生整體剪切破壞，而由土的壓縮機(jī)理起主導(dǎo)作用。即隨著荷載的增加，樁底以下土體產(chǎn)生豎向和側(cè)向壓縮，由此排除的土體積足以容納樁端的下沉體積，而不會(huì)導(dǎo)致土體形成通向樁端平面以上的連續(xù)剪切滑動(dòng)面。這種以壓縮機(jī)理起主導(dǎo)作用的漸進(jìn)破壞，因此極限承載力或容許承載力的確定一般應(yīng)以位移控制。

3 多排群樁相互作用模擬設(shè)計(jì)優(yōu)化

本文用ANSYS有限元程序模擬分析方法分析兩種有代表性的樁型:六樁矩形承臺(tái)群樁和九樁方形承臺(tái)群樁。對(duì)于鉆孔灌注樁，規(guī)范規(guī)定其最小樁距為2.5d，故樁間距也采用1.5、2、2.5、3倍樁的直徑。

六樁的模擬分析同樣通過ANSYS有限元程序來進(jìn)行，其中樁的幾何尺寸和力學(xué)參數(shù)與單樁分析時(shí)相同，土的物理力學(xué)指標(biāo)仍按單樁分析時(shí)取值。對(duì)六樁矩形承臺(tái)群樁基礎(chǔ)所進(jìn)行的模擬計(jì)算同樣獲得樁頂?shù)暮奢d一沉降曲線和載荷為36000KN時(shí)四種不同樁距的各基樁軸力圖、樁間土體的位移和應(yīng)力云圖。

對(duì)九樁方形承臺(tái)群樁基礎(chǔ)所進(jìn)行的模擬計(jì)算同樣獲得樁頂?shù)暮奢d一沉降曲線和載荷為54000KN時(shí)四種不同樁距的各基樁軸力圖、樁間土體的位移和應(yīng)力云圖，。為了準(zhǔn)確分析樁距變化時(shí)相鄰樁之間的應(yīng)力重疊對(duì)樁間土的位移和變形的影響，故取A（z0時(shí)中樁與邊樁之間的中心點(diǎn)）、B（z0時(shí)邊樁與角樁之間的中心點(diǎn)）在不同荷載和不同樁距下的位移和應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比。

樁基的荷載一沉降關(guān)系是群樁基礎(chǔ)工作性能及群樁效應(yīng)的綜合反映。因此，不論排數(shù)和樁數(shù)的多少，群樁基礎(chǔ)的承載能力都隨著樁距和承臺(tái)的增大而提高。

4 結(jié)語

與單樁相比，群樁基礎(chǔ)中由于樁與樁之間的相互作用使樁的沉降和軸力、樁間土體的應(yīng)力位移都有所增大，且隨排數(shù)和樁數(shù)的增多而增大。剛度比對(duì)樁的沉降和軸力有較大影響，且隨其呈正比變化。隨著剛度比的減小，樁周土移減小，但是樁周土體應(yīng)力有增大的趨勢(shì)。隨著樁距的增大，群樁的沉降變小，樁間土體的應(yīng)力位移也減小，群樁的承載力明顯提高，各基樁的軸力逐漸增加。

篇5

【關(guān)鍵字】：樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、引言

樁基礎(chǔ)是由樁和承臺(tái)構(gòu)成的深基礎(chǔ)。由基樁和聯(lián)接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成。若樁身全部埋于土中，承臺(tái)底面與土體接觸，則稱為低承臺(tái)樁基；若樁身上部露出地面而承臺(tái)底位于地面以上，則稱為高承臺(tái)樁基。建筑樁基通常為低承臺(tái)樁基礎(chǔ)。高層建筑中，樁基礎(chǔ)應(yīng)用廣泛。

二、研究現(xiàn)狀

隨著我市市政建設(shè)工程規(guī)模的急速擴(kuò)大，市政工程從地下往空間發(fā)展，房屋保護(hù)的要求也越來越高，大直徑鉆孔灌注樁因其具有較高的承載力、無擠土、無震動(dòng)、能貼近建筑物施工，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在市政工程中得到廣泛應(yīng)用。但是，由于樁基施工為隱蔽工程，地下地質(zhì)情況千變?nèi)f化，錯(cuò)綜復(fù)雜，施工質(zhì)量控制難度大，經(jīng)常遇到意想不到的情況和突發(fā)事件，大直徑灌注樁的質(zhì)量事故時(shí)常發(fā)生，影響其功效的發(fā)揮。

三、研究目的和意義

鉆孔灌注樁作為一種樁基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)形式之一,其用途十分廣泛,可以在各種基礎(chǔ)施工中用到。同時(shí)它的特點(diǎn)也是顯而易見的，比如:施工速度較快、施工占用面積較小,對(duì)于周圍的其他施工影響較小等等。鉆孔灌注樁的相關(guān)施工所涉及的內(nèi)容很多,其中有測(cè)量方面的工作、還有機(jī)械相關(guān)操作方面的工作以及鋼筋的加工、混凝土的攪拌等等多種工作。這些工作的種類相對(duì)較多,工作中的技術(shù)含量也較多,因此所受到的制約方面也很多。這樣就會(huì)給施工過程帶來一些問題。如果這些問題的出現(xiàn)必然會(huì)對(duì)整體施工的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響,如果不對(duì)這些問題進(jìn)行關(guān)注的話,這些質(zhì)量問題必然會(huì)使成樁難以滿足設(shè)計(jì)要求,如果進(jìn)行相關(guān)補(bǔ)救也存在一定的難度。所以在施工過程中,要加強(qiáng)施工準(zhǔn)備、成孔等各環(huán)節(jié)的質(zhì)量技術(shù),確保鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量，同時(shí)樁基礎(chǔ)質(zhì)量直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)及施工人員的安全性。

四、樁基礎(chǔ)分類

1按承臺(tái)高低分

a.高承臺(tái)樁基礎(chǔ)：指承臺(tái)底與地面不接觸（在沖刷線以上）的樁基。b.低承臺(tái)樁基礎(chǔ)：指承臺(tái)底在地面以下，與地基土（沖刷線）接觸的樁基。

2按樁身材料分a.木樁b.鋼樁c.混凝土樁d.鋼筋混凝土樁

3按作用機(jī)理分a.摩擦樁b.端承樁c.端承―摩擦樁d.摩擦―端承樁e.嵌巖樁

4按樁徑大小分a.小樁：d≤250mm

b.中等直徑樁：250mm

c.大直徑樁：d≥800mm

5按施工方法分a.預(yù)制樁

b.灌注樁

五、樁基施工新技術(shù)

在明確了樁基礎(chǔ)概念之后，我們向大家介紹幾種成功應(yīng)用的樁基礎(chǔ)施工新技術(shù)。

(一)靜力壓樁

1.靜力壓樁的含義

用靜力壓樁機(jī)或錨桿將預(yù)制鋼筋混凝土樁分節(jié)壓入地基土中的一種沉樁施工工藝。靜力壓樁包括錨桿靜壓樁及其他各種非沖擊力沉樁。

2.適用范圍

靜力壓樁適用于軟土、填土及一般粘性土層中應(yīng)用，特別適合于居民稠密及危房附近環(huán)境要求嚴(yán)格的地區(qū)沉樁，但不宜用于地下有較多孤石、障礙物或有厚度大于2m的中密以上砂夾層的情況，以及單樁承載力超過1600kN的情況。

（二）泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁

1.泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁的含義

（1）灌注樁：先用機(jī)械或人工成孔，然后再下鋼筋籠、灌注混凝土的基樁。

（2）泥漿護(hù)壁：用機(jī)械進(jìn)行灌注樁成孔時(shí)，為防止塌孔，在孔內(nèi)用相對(duì)密度大于1的泥漿進(jìn)行護(hù)壁的一種成孔施工工藝。

2.適用范圍

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁按成孔工藝和成孔機(jī)械的不同，可分為如下幾種，其適用范圍如下：

（1）沖擊成孔灌注樁：適用于黃土、粘性土或粉質(zhì)粘土和人工雜填土層中應(yīng)用，特別適合于有孤石的砂礫石層、漂石層、堅(jiān)硬土層、巖層中使用，對(duì)流砂層亦可克服，但對(duì)淤泥及淤泥質(zhì)土，則應(yīng)慎重使用。

（2）沖抓成孔灌注樁：適用于一般較松軟粘土、粉質(zhì)粘土、砂土、砂礫層以及軟質(zhì)巖層應(yīng)用，孔深在20m內(nèi)。

（3）回轉(zhuǎn)鉆成孔灌注樁：適用于地下水位較高的軟、硬土層，如淤泥、粘性土、砂土、軟質(zhì)巖層。

（4）旋挖鉆成孔灌注樁：適用于一般粘性土、砂土、砂礫層以及中等密實(shí)度的卵石地層應(yīng)用，孔深在80m內(nèi)。

（5）潛水鉆成孔灌注樁：適用于地下水位較高的軟、硬土層，如淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土、粉質(zhì)粘土、砂土、砂夾卵石及風(fēng)化頁巖層中使用，不得用于漂石。

（三）人工成孔灌注樁

1.人工成孔灌注樁的含義

人工成孔灌注樁，又稱人工挖孔灌注樁，即是采用人工挖土成孔、灌注混凝土成樁的一種基樁。

2.適用范圍

人工成孔灌注樁適用于樁直徑800mm以上，無地下水或地下水較少的粘土、粉質(zhì)粘土，含少量的砂、砂卵石、姜結(jié)石的粘土層采用，特別適于黃土地層中使用，深度一般20m左右?？捎糜诟邔咏ㄖ?、公用建筑、水工結(jié)構(gòu)（如泵站、橋墩作支承、抗滑、擋土、錨拉樁之用。）對(duì)有流砂、地下水位較高、涌水量大的沖積地層及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質(zhì)土層不宜使用。

（四）螺旋鉆成孔灌注樁

1.螺旋鉆成孔灌注樁的含義

（1）干作業(yè)成孔灌注樁：是指不用泥漿或套管護(hù)壁的情況下用人工或鉆機(jī)成孔，下鋼筋籠、澆灌混凝土的基樁。

（2）螺旋鉆成孔灌注樁：是干作業(yè)成孔灌注樁的一種，是利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶有螺旋葉片的鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使鉆頭螺旋葉片旋轉(zhuǎn)削土，土塊隨螺旋葉片上升排出孔口，至設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)行孔底清理，然后下鋼筋籠、澆灌混凝土成樁。

2.適用范圍

螺旋鉆成孔灌注樁適用于地下水位以上的一般粘性土、粉土、黃土，以及密實(shí)的粘性土、砂土層中使用。

六、結(jié)論

本文通過對(duì)當(dāng)今普遍采用的鉆孔灌注樁施工工藝的分析，參照大量施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的資料，認(rèn)真總結(jié)得出的主要結(jié)論如下：在施工前的施工組織設(shè)計(jì)中應(yīng)按地質(zhì)情況以及設(shè)計(jì)要求去綜合考慮，選擇方案時(shí)，應(yīng)以選擇對(duì)樁基質(zhì)量有利的方案為原則。鉆孔灌注樁的這一技術(shù)的發(fā)明，實(shí)際上就是因?yàn)槭褂昧四酀{，因此，可見泥漿在鉆孔灌注樁中的重要性。結(jié)合工程實(shí)踐，通過實(shí)驗(yàn)探討泥漿的護(hù)壁性能，提出了合適的泥漿配合比。一旦出現(xiàn)樁基施工和質(zhì)量事故，就應(yīng)仔細(xì)分析其原因，找出正確的措施進(jìn)行解決，要做到對(duì)癥下藥。對(duì)付事故的最好辦法還是以預(yù)防為主，在施工之前，就應(yīng)做足一切必要的防患措施，盡量做到少出事故

參考文獻(xiàn)

1、《樁基工程手冊(cè)》沈保漢

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關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ) 分類 聲波檢測(cè)

1 樁基檢測(cè)分類

樁的測(cè)試方法分為靜載荷試驗(yàn)和動(dòng)力測(cè)樁兩大類，還有抽芯法和靜力、動(dòng)力觸探以及埋設(shè)傳感器法等輔助類方法。目前樁的靜載荷試驗(yàn)主要采用堆載平臺(tái)法、錨樁法、地錨法、錨樁和堆載聯(lián)合法以及孔底預(yù)埋頂壓法等?，F(xiàn)我國已有幾家擁有1×104kN級(jí)以上的樁基靜載設(shè)備，最大加載能力達(dá)2×104kN。樁的動(dòng)測(cè)技術(shù)起步較晚，目前已擁有CE系列、RS、RSM系列、PDA、EFI系列動(dòng)力設(shè)備，用高應(yīng)變法檢測(cè)樁的承載力和樁的完整性，用低應(yīng)變法檢測(cè)樁的完整性。高應(yīng)變法試樁一般用CASE法、CAPWAP法。低應(yīng)變檢測(cè)常用應(yīng)力波反射法（錘擊波動(dòng)法）、聲波透射法。

2 樁基檢測(cè)方法與討論

2.1 由散體材料樁或低粘結(jié)強(qiáng)度樁和土組成的復(fù)合地基（碎石樁、石灰樁等），采用靜載荷試驗(yàn)也可采用靜力觸探分別對(duì)樁和土進(jìn)行檢測(cè)，確定復(fù)合地基承載力。

2.2 大直徑樁宜采用聲波透射法或鉆芯法檢測(cè)。各類樁、墩及樁墻結(jié)構(gòu)完整性檢測(cè)，一般采用低應(yīng)變或高應(yīng)變動(dòng)力試樁法檢測(cè)。

2.3 采用靜載荷試驗(yàn)檢測(cè)由高粘結(jié)強(qiáng)度樁和土組成的復(fù)合地基（水泥土樁、CFG樁、低標(biāo)號(hào)混凝土樁等）的豎向承載力。單樁承載力的檢測(cè)同其它剛性樁。

2.4 一般采用質(zhì)點(diǎn)速度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或加速度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)施工中由于震動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行測(cè)試，也可用地震儀檢測(cè)。

2.5 一般采用鋼弦或壓力盒通過靜載荷試驗(yàn)復(fù)合地基中，樁、土荷載分擔(dān)比進(jìn)行測(cè)定，也可采用特制的應(yīng)力傳感器測(cè)試。

2.6 施工中用變形傳感器（測(cè)斜儀）對(duì)由于擠土效應(yīng)對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也可用沉降變形標(biāo)配合水平儀，經(jīng)緯儀檢測(cè)。

2.7 使用階段樁體應(yīng)力-應(yīng)變的測(cè)試，使用混凝土應(yīng)力計(jì)，鋼筋應(yīng)力計(jì)或特制的傳感器。

2.8 可以采用分貝計(jì)對(duì)施工中噪音的測(cè)試加以判定。

2.9 當(dāng)樁長大于30m，用其它檢測(cè)手段難以準(zhǔn)確判定樁完整性時(shí)，可采用抽芯的方法，抽芯還可以較準(zhǔn)確地判斷樁體混凝土的強(qiáng)度。也可采用聲波透射法進(jìn)行檢測(cè)。

3 結(jié)合工程實(shí)例談樁基礎(chǔ)的檢測(cè)

3.1 工程概況。本工程主橋、引橋及梯道共有樁基礎(chǔ)46根，其中主橋8根，樁徑2.2m；引橋共34根，其中2.0m樁徑18根，1.2m樁徑16根；梯道共4根，樁徑為1.5m。1#-8#墩為嵌巖樁，持力層為弱風(fēng)化花崗巖，要求嵌巖深度不小于1.5D，樁底沉渣不大于5cm。其余均為摩擦樁，樁底沉渣不大于15cm。樁身除主墩及梯道為C30水下砼外，其余均為C25水下砼。工程樁分批檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)確保樁身混凝土強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，且留置混凝土試塊單軸極限抗壓強(qiáng)度不低于15Mpa；鉆芯法檢測(cè)時(shí)基樁樁身混凝土齡期不小于28天。

3.2 樁基檢測(cè)數(shù)量。本工程總樁數(shù)為46根，均為鉆孔灌注樁，工程基樁成樁質(zhì)量進(jìn)行100%檢測(cè)?！?.0m樁徑超聲波檢測(cè)測(cè)26根，其他樁基礎(chǔ)按不少于30%進(jìn)行超聲波透射法的檢測(cè)共6根；其他樁基礎(chǔ)進(jìn)行基樁反射波法檢測(cè)，共20根。鉆芯檢測(cè)法檢測(cè)按樁數(shù)為總樁數(shù)的10%，共5根。

3.3 樁基檢測(cè)方法和目的 ①基樁反射波法檢測(cè)執(zhí)行《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》。試驗(yàn)?zāi)康模浩詹闃渡斫Y(jié)構(gòu)完整性，判定樁身結(jié)構(gòu)完整性質(zhì)量等級(jí)。為靜載試驗(yàn)、高應(yīng)變動(dòng)力試驗(yàn)、鉆孔抽芯試驗(yàn)等確定樁位提供依據(jù)。檢測(cè)方法：檢測(cè)前鑿去樁頂浮漿、松散或破損部分，漏出堅(jiān)硬的混凝土表面，在樁頂均布四個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，用手砂輪將樁頂混凝土打磨平整，平面與基樁軸線基本垂直，檢測(cè)時(shí)保證打磨區(qū)域干凈無積水。檢測(cè)人員用動(dòng)測(cè)儀和小錘進(jìn)行檢測(cè)。②鉆芯檢測(cè)法執(zhí)行《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》，其檢測(cè)按下列規(guī)定進(jìn)行。a設(shè)備安裝、操作參照國家地質(zhì)礦產(chǎn)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鉆孔灌注樁施工規(guī)程》DZ/T0155附錄D（抽芯取樣）；應(yīng)采用高轉(zhuǎn)速的油壓鉆機(jī)、單動(dòng)雙管鉆具、直徑101mm以上的鉆頭進(jìn)行抽芯。b芯樣試件制作、試驗(yàn)、混凝土強(qiáng)度換算值的計(jì)算參照中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》CECS：03-2007。如果試件內(nèi)骨料的最大粒徑大于試件半徑，則該試體的強(qiáng)度值無效。c每孔按上、中、下三個(gè)部位各取1組有代表性的芯樣試件，每組芯樣3個(gè)試件，每組芯樣的強(qiáng)度代表值的確定參照《混凝土強(qiáng)度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GBJ107-87。當(dāng)缺陷位置能取樣試驗(yàn)時(shí)，必須取樣進(jìn)行混凝土抗壓試驗(yàn)。持力層取材應(yīng)靠近樁底部。d樁端持力層巖土分類參照《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）或《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D63-2007）或廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DBJ 15-31-2003）。e沉渣厚度的判別標(biāo)準(zhǔn)按設(shè)計(jì)施工圖要求并參照《地基與基礎(chǔ)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50202-2002）和《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（CJJ2 -2008）。f對(duì)樁底持力層的鉆探，每樁應(yīng)不少于1孔且鉆探深度不小于設(shè)計(jì)要求值；當(dāng)無設(shè)計(jì)要求值時(shí)；應(yīng)執(zhí)行《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范及《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，一般應(yīng)不小于3倍樁徑且不小于5m。g各種樁徑的樁其每樁鉆孔數(shù)分別規(guī)定為：1.2～1.6m的鉆2孔，大于1.6m的鉆3孔。對(duì)于無法保證鉆至樁底的超長樁，在保證總鉆孔數(shù)的前提下，可減少每樁的鉆孔數(shù)，而相應(yīng)增加檢測(cè)樁數(shù)。單孔開孔位置宜偏離樁中心10～15cm。檢測(cè)試驗(yàn)?zāi)康模簷z驗(yàn)樁底沉渣是否符合設(shè)計(jì)及施工驗(yàn)收規(guī)范要求；灌注樁樁身混凝土質(zhì)量、樁身混凝土強(qiáng)度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求；極端持力層的強(qiáng)度和厚度是否符合設(shè)計(jì)要求；施工記錄樁長是否屬實(shí)等。③超聲波透射法檢測(cè)參照?qǐng)?zhí)行《建筑地基基礎(chǔ)檢測(cè)規(guī)范》。各種樁徑的樁其每樁的聲測(cè)管埋設(shè)數(shù)量分別規(guī)定為：樁徑小于0.8m的對(duì)稱埋設(shè)兩根管，0.8

3.4 樁基檢測(cè)明細(xì)表。為了保證樁基聲測(cè)數(shù)量和檢測(cè)準(zhǔn)確性，主橋以外的其他基樁聲測(cè)管的預(yù)埋數(shù)量按總樁數(shù)的100%預(yù)埋。本方案提供的鉆芯法檢測(cè)的樁位為暫定樁位，具體抽芯檢測(cè)樁位將根據(jù)反射波和超聲波投射法檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。下列表中：標(biāo)有“√”符號(hào)為需預(yù)埋聲測(cè)管，標(biāo)有“”符號(hào)的為樁基聲測(cè)，標(biāo)有“”符號(hào)的為樁基動(dòng)測(cè)，標(biāo)有“”符號(hào)為樁基鉆芯法檢測(cè)。

4 結(jié)束語

隨著社會(huì)的發(fā)展，工程部門對(duì)基樁的樁長和樁徑都提出了更高的要求，目前我國用于橋梁中的最大基樁的樁徑已經(jīng)達(dá)到5m以上，最大樁長也已超過100m。確定樁基礎(chǔ)承載力的理論和方法也不斷涌現(xiàn)，當(dāng)前樁基檢測(cè)使用的方法有靜載法、動(dòng)測(cè)法、靜動(dòng)結(jié)合法、聲波檢測(cè)法以及自平衡測(cè)試法等。樁基工程是隱蔽工程，必須在質(zhì)量上防患于未然，樁基必須做好試驗(yàn)及檢測(cè)工作，針對(duì)不同類型的樁，采取相應(yīng)的檢測(cè)方法，保證樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁小文.淺談樁基檢測(cè)技術(shù)的分類[J].山西建筑，2011（30）.

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【關(guān)鍵詞】樁基礎(chǔ)；分類；問題

隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，這就給基礎(chǔ)建設(shè)帶來的前所未有的時(shí)機(jī)，在對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行施工的時(shí)候，為了能達(dá)到其使用正常并且能具有一定的使用年限，通常采用的是樁基礎(chǔ)。對(duì)樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)質(zhì)量要非常重視，因?yàn)槠浜艽蟪潭壬蠜Q定著這個(gè)工程的質(zhì)量，所以對(duì)其設(shè)計(jì)是個(gè)非常重要的方面。

1 樁基礎(chǔ)工作特點(diǎn)

樁基礎(chǔ)由基樁和聯(lián)接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成。其作用是將上部結(jié)構(gòu)較大的荷載通過樁穿過軟弱土層傳遞到較深的堅(jiān)硬土層上，以解決淺基礎(chǔ)承載力不足和變形較大的地基問題。樁基礎(chǔ)具有承載力高，沉降量小而均勻，沉降速率緩慢等特點(diǎn)。它能承受垂直荷載、水平荷載、上拔力以及機(jī)器的振動(dòng)或動(dòng)力作用，已廣泛用于房屋地基、橋梁、水利等工程中。其更適用于高承載力土層埋藏較深，當(dāng)基礎(chǔ)上部為堅(jiān)實(shí)土層而下部為軟弱土層時(shí)則不宜采用樁基礎(chǔ)。

2 樁基礎(chǔ)分類

樁基礎(chǔ)按承載性質(zhì)不同分類可以分為摩擦型樁和端承型樁。摩擦型樁又可以分為端承摩擦樁和摩擦樁。端承摩擦樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載主要由樁側(cè)摩擦阻力承受。即在外荷載作用下，樁的端阻力和側(cè)壁摩擦力都同時(shí)發(fā)揮作用，但樁側(cè)摩擦阻力大于樁尖阻力。如穿過軟弱地層嵌入較堅(jiān)實(shí)的硬粘土的樁。摩擦樁：豎向荷載下，基樁的承載力以樁側(cè)摩阻力為主，外部荷載主要通過樁身側(cè)表面與土層之間的摩擦阻力傳遞給周圍的土層，樁尖部分承受的荷載很小。主要用于巖層埋置很深的地基。這類樁基的沉降較大，穩(wěn)定時(shí)間也較長。端承型樁又可以分為摩擦端承樁和端承樁。摩擦端承樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載主要由樁端阻力承受的樁。如通過軟弱土層樁尖嵌入基巖的樁，由于樁的細(xì)長比很大，在外部荷載作用下，樁身被壓縮，使樁側(cè)摩擦阻力得到部分地發(fā)揮。端承樁：在極限荷載作用狀態(tài)下，樁頂荷載由樁端阻力承受的樁。如通過軟弱土層樁尖嵌入基巖的樁，外部荷載通過樁身直接傳給基巖，樁的承載力由樁的端部提供，不考慮樁側(cè)摩擦阻力的作用。

按成孔方法可以分為擠土樁、非擠土樁和部分?jǐn)D土樁。擠土樁就是在成樁過程中，樁周圍的土被擠密或擠開，使樁周圍的土受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)，土的原始結(jié)構(gòu)遭到破壞，土的工程性質(zhì)發(fā)生很大變化。擠土樁主要有打入或壓入的混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力管樁、鋼管樁和木樁。部分?jǐn)D土樁是樁在設(shè)置過程中，由于擠土作用輕微。故樁周土的工程性質(zhì)變化不大。這類樁主要有打入的截面厚度不大的工字型和H型鋼樁、開口鋼管樁和螺旋鉆成孔樁等。非擠土樁是指成樁過程中樁周土體基本不受擠壓的樁。在成樁過程中。將與樁體積相同的土挖出。因而樁周圍的土很少受到擾動(dòng)。這類樁主要有干作業(yè)法、泥漿護(hù)法和套管護(hù)壁法鉆挖孔灌注樁。

按制作方法可以分為鉆孔灌注樁和預(yù)制樁。鉆孔灌注樁則適用于各類土層、巖層，但在軟土或可能發(fā)生流沙的土層施工則應(yīng)注意防止塌孔，而挖孔灌注樁則適用于無地下水或地下水量少的地質(zhì)情況下。預(yù)制樁一般適用于中密、稍松砂類土或可塑性粘性土、碎石類土等，其是靠打入、震八、壓入或旋轉(zhuǎn)進(jìn)入土中。

3 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

3.1 高層帶裙房樁筏基礎(chǔ)

現(xiàn)階段設(shè)計(jì)出來的很多項(xiàng)目是高層帶裙房及同一大面積地下室上有多棟高層和裙房，按照樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，建筑物基礎(chǔ)都得設(shè)計(jì)為一級(jí)，樁基設(shè)計(jì)不宜采用不同樁型和不同持力層。而大多數(shù)設(shè)計(jì)單位未按原規(guī)范建議設(shè)計(jì)考慮荷載和樁的承載力水平，采用不同持力層、不同樁型或不同布樁密度，使樁的承載力水平接近的原則。實(shí)際上主樓與裙房荷載差異懸殊，反映在樁的承載力水平也相差懸殊，采用相同持力層，裙房樁的承載力水平過高，制約裙房的變形，致使梁上出現(xiàn)裂縫。對(duì)于這方面應(yīng)適當(dāng)考慮引起建筑物變形地基土的壓縮性及厚度因素，在承載力水平上予以增減，建筑物建成多年未發(fā)現(xiàn)過大的差異沉降致使梁出現(xiàn)裂縫，為了能達(dá)到變形協(xié)調(diào)的效果，必須對(duì)主樓的樁基進(jìn)行強(qiáng)化，裙房的樁基也要適當(dāng)?shù)娜趸?/p>

3.2 樁筏基礎(chǔ)變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)

在高層中心集荷部位，通過樁頂反力分布，可以樁的直徑增大或者長度變長，提高中心部位的樁土剛度，則筏板下的樁頂反力分布發(fā)生變化，成為外小內(nèi)大狀態(tài)，筏板的變形隨之趨于平緩。變剛調(diào)平的概念設(shè)計(jì)基本思路為樁、土與上部結(jié)構(gòu)共同作用，對(duì)其沉降變形的主導(dǎo)因素是對(duì)樁土支承剛度分布進(jìn)行調(diào)整，使其沉降變形均勻，一般可以將中心部位樁的樁徑加大、布樁加密處理或者適當(dāng)加長，這三種方法可以單獨(dú)使用也可以重復(fù)使用，從而加強(qiáng)中心部位樁土剛度，達(dá)到剛度平衡的效果，概念設(shè)計(jì)只可以通過變剛度設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)際存在的欠缺進(jìn)行彌補(bǔ)的設(shè)計(jì)理念，而不能成熟分析軟件或者精確計(jì)算表達(dá)式。

3.3 地基士質(zhì)與樁基礎(chǔ)的關(guān)系

對(duì)于樁底標(biāo)高和土質(zhì)之間的關(guān)系的分析，大部分時(shí)候樁長決定著柱底的標(biāo)高。如果土質(zhì)在一定范圍內(nèi)較好的情況下的樁底，為了保證樁尖落入承載力較高的土層來提高樁基礎(chǔ)承載力就需要適當(dāng)加大樁長以保證樁尖落入承載力較高的土層，而對(duì)由于鉆探不是逐墩鉆探而不能提供全面的鉆探資料時(shí)則應(yīng)根據(jù)相鄰處樁長進(jìn)行確定，一般為安全起見取相鄰樁長較大值。對(duì)沉渣段與土質(zhì)兩者之間的分析，當(dāng)樁尤其是樁端落于具有粗顆粒的砂礫、卵石等土層時(shí)，因?yàn)闃抖藭?huì)有較大粒徑的卵石等，這時(shí)候?yàn)榱吮ＷC樁基礎(chǔ)的承載力以及灌注混凝土質(zhì)量，就必須在施工時(shí)應(yīng)必須給予清除。

3.4 同基礎(chǔ)相鄰樁底高差

若樁底標(biāo)高相差過大，對(duì)于樁基礎(chǔ)尤其是摩擦樁來說則會(huì)導(dǎo)致單樁的豎向承載力相差較大而造成樁基礎(chǔ)整體失穩(wěn)問題，所以對(duì)于同一建筑物尤其是坐落在同一土層的樁基礎(chǔ)樁長長度及樁底標(biāo)高差不宜超過樁長度的1/10；但若樁基礎(chǔ)坐落于強(qiáng)度及穩(wěn)定性較好的基巖上的端承樁則該限值可適當(dāng)放寬；而樁端落于非巖石類土上則相鄰樁高差不宜大于樁的中心距來避免將樁長較小的樁所受荷載傳到相鄰樁上增加臨樁所受的側(cè)向推力。

3.5 工程地質(zhì)勘察

對(duì)于高層建筑的工程地質(zhì)勘探的工作，勘探部門一般都比較重視，并且有個(gè)完整的報(bào)告內(nèi)容，但是在多層建筑物工程地質(zhì)勘探的時(shí)候，各方面的參數(shù)很難達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。這種情況表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：變形計(jì)算的主要指標(biāo)土的壓縮模量，未按工程設(shè)計(jì)所需深度土的自重壓力與附加壓力之和進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)和提供分層指標(biāo)、e―P曲線；勘探手段單一，無控制性勘探孔或數(shù)量不足，鉆探深度不能滿足變形計(jì)算的要求，甚至存在樁長超過鉆孔深度現(xiàn)象，控制樁端下壓縮層深度不夠，多層建筑未提供第二樁端持力層土性指標(biāo)等。不能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)樁長變剛度設(shè)計(jì)。上面的這些情況與地質(zhì)勘探人員對(duì)設(shè)計(jì)荷載情況了解程度有關(guān)，也與勘察單位的資質(zhì)有關(guān)。對(duì)于概念的設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員和勘探部門之間相互配合得到的勘察報(bào)告才能符合設(shè)計(jì)的要求。

4 結(jié)束語

樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)是個(gè)復(fù)雜的問題，它要求設(shè)計(jì)人員對(duì)場(chǎng)地類型，土質(zhì)土層情況，工程造價(jià)和施工工藝都要有較高的了解。設(shè)計(jì)人員要謹(jǐn)慎的把握每個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)各方面都要有綜合的分析和判斷。努力達(dá)到在保證工程質(zhì)量的情況下，盡可能的降低成本降低造價(jià)。

參考文獻(xiàn)

[1]建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBS0007―2002)[M].中國建筑工業(yè)出版社 2002.

[2]鄭建. 輝論樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的心得 [J] 廣東科技.2007(8).

篇8

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)動(dòng)力特性試驗(yàn)數(shù)值模擬

中圖分類號(hào)：0313文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

Analysis of dynamic behavior of pile foundation

Abstract: The experimental of dynamic loading test is introduced. The research development and achievements of dynamic behavior of pile foundation are discussed in domestic and foreign and some problems exist now are put forward.

Keywords: pile foundation; dynamic behavior; experiment; numerical simulation

1 前言

樁基礎(chǔ)在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是一種主要選擇形式。當(dāng)基礎(chǔ)持力層埋藏深度較深，上部建筑承載力要求較高時(shí)，結(jié)構(gòu)沉降控制較嚴(yán)時(shí)，樁基礎(chǔ)往往是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的優(yōu)選方案。樁基礎(chǔ)實(shí)際是把上部結(jié)構(gòu)荷載直接傳遞到較深土層的一種直接、易于工業(yè)化生產(chǎn)、機(jī)械化施工的基礎(chǔ)形式[1-3]。

大量工程項(xiàng)目實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)證明，采用樁基方案的結(jié)構(gòu)，往往具有較小的沉降量，當(dāng)在結(jié)構(gòu)外側(cè)布置一定數(shù)量樁基是，即可獲得較大的抗傾覆能力。在地震加速度影響下，樁土之間的傳力機(jī)理可以提供結(jié)構(gòu)更長的自振周期，當(dāng)這個(gè)自振周期與場(chǎng)地特征周期因此而加大間距時(shí)，必然帶來結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的減弱。此外，樁基結(jié)構(gòu)在地震作用下的水平位移也會(huì)被樁基與土體之間的阻尼、微位移、以及相應(yīng)的耗能摩擦作用削弱，破壞能量相應(yīng)減小，從而形成天然的 “隔震墊”。

樁基礎(chǔ)作為一種重要基礎(chǔ)形式，從十九世紀(jì)即開始了理論分析。但是，進(jìn)行樁基礎(chǔ)的動(dòng)力特性研究，開始于二十世紀(jì)七零年代。在此之前，大部分研究人員認(rèn)為樁基礎(chǔ)的主要受力特征來自于上部建筑荷載向下的傳遞。通過樁基礎(chǔ)的動(dòng)力特性研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)結(jié)構(gòu)處于颶風(fēng)、地震、潮汐等特殊工況作用下，樁基往往由于這些偶然荷載作用導(dǎo)致較大的水平作用。而如果在設(shè)計(jì)階段對(duì)這些水平作用不提起足夠的重視，將對(duì)樁基結(jié)構(gòu)帶來重大破壞，甚至帶來上部結(jié)構(gòu)倒塌。上部結(jié)構(gòu)水平作用在承臺(tái)與樁基頂部直接的連接部位，當(dāng)這些部位發(fā)生機(jī)械振動(dòng)時(shí)，樁基即有可能發(fā)生破壞，由于樁基往往深埋于地底，對(duì)其的破壞情況進(jìn)行判定已是非常復(fù)雜，對(duì)其進(jìn)行修復(fù)更是困難重重。由于樁基破壞而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)無法使用甚至破壞倒塌也是有較多案例。

2 樁基的震害特點(diǎn)

雖然長期地震震中及震后災(zāi)害評(píng)估及觀測(cè)累積的數(shù)據(jù)及實(shí)際情況表明：采用樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)往往具備相對(duì)其他形式基礎(chǔ)更好的抗震表現(xiàn)及受力特性。在多次大地震的觀測(cè)中，仍出現(xiàn)大量樁基礎(chǔ)的損傷及破壞情況，如日本1948年的福井地震，1952年的十勝?zèng)_地震，1964年的新瀉地震，1964年美國Alaska地震，1985年Mexieo city地震，1995年的Kobe地震，我國1975年海城地震，1976唐山地震等強(qiáng)震，均觀察到大量樁基礎(chǔ)損傷及破壞。

根據(jù)現(xiàn)有的震后數(shù)據(jù)整理及現(xiàn)象觀察，地震作用于主體結(jié)構(gòu)，主要的破壞形式是由于土層斷裂，隆起帶來的巨大的土層運(yùn)動(dòng)，通過樁基傳遞至主體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)由于自身質(zhì)量帶來的慣性，產(chǎn)生與土體間的加速度互相作用，該作用的直接媒介就是埋藏在土中的樁基、承臺(tái)及地下室的外墻。作為土層短期高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)與原有不動(dòng)上部結(jié)構(gòu)間的主要作用媒介，樁基承擔(dān)了大量主體結(jié)構(gòu)與土體直接相互作用力，其破壞原因主要是樁身承擔(dān)的巨大的加速度、慣性力以及土層的液化。地下土層由氣、液、砂土顆粒三相構(gòu)成，平時(shí)為一個(gè)穩(wěn)定的平衡體，當(dāng)土層產(chǎn)生大量運(yùn)動(dòng)時(shí)，該平衡打破，尤其是粘聚力差、液體滲流迅速的砂性土壤，土體中液體大量瞬時(shí)分離，直接導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)破壞，土壤液化。土體液化往往導(dǎo)致樁基失去側(cè)限或樁端突然刺入下部持力層導(dǎo)致結(jié)構(gòu)傾覆、沉陷。

具體破壞主要體現(xiàn)在圖1的幾種情況，a、b、f歸因于樁基與承臺(tái)連接、樁身強(qiáng)度、承臺(tái)自身強(qiáng)度儲(chǔ)備不足；c往往是因?yàn)閳?chǎng)地軟弱土層交界處土剛度突變也容易引起樁身的水平剪切破壞。d、e的成因也是往往因?yàn)橥翆觽?cè)向?qū)痘俺信_(tái)的支承作用削弱導(dǎo)致的樁基大幅變形。通過對(duì)震害的觀察與調(diào)查表明，樁基破壞主要是由于地基大幅度運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致作用在樁上巨大的運(yùn)動(dòng)和慣性力或土體的液化所引起的。地下砂層液化是樁基礎(chǔ)破壞的重要原因之一，地基液化可能導(dǎo)致整移過大或傾覆，液化砂層界面是出現(xiàn)較大彎矩與剪力的危險(xiǎn)部位，液化層在中部則彎曲破壞的危險(xiǎn)較大。群樁與樁帽的連接處也是群樁基礎(chǔ)的薄弱處，樁帽脫落或在連接處被剪壞也是常見的樁基震害現(xiàn)象。常見的樁基破壞形式如圖1所示。

圖1 地震作用下樁基的破壞形式

地震作用下土體與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力相互作用是一個(gè)普遍存在的問題。土體與結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用，是一個(gè)涉及到土動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、非線性振動(dòng)理論、地震工程學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等眾多學(xué)科的交叉性研究課題，也是一個(gè)涉及到非線性、大變形、接觸面、局部不連續(xù)等當(dāng)代力學(xué)領(lǐng)域眾多理論與技術(shù)熱點(diǎn)的前沿性研究課題，同時(shí)又是一個(gè)與土木、水利、建筑、市政、交通等眾多生產(chǎn)部門的工業(yè)建設(shè)質(zhì)量和安全性密切相關(guān)的實(shí)際性研究課題，因而，數(shù)十年來引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[4]。

3 樁的動(dòng)力特性研究現(xiàn)狀

p-y曲線是在水平荷載作用下，泥面以下深度x處的土反力p與該點(diǎn)樁的撓度y之間的關(guān)系曲線。它綜合反映了樁周土的非線性、樁的剛度和外荷載作用性質(zhì)等特點(diǎn)。Matlock于1970年對(duì)水下飽和軟粘土中的鋼管樁進(jìn)行了側(cè)向荷載試驗(yàn)，提出了短期靜荷載與循環(huán)荷載作用下樁的p-y曲線，（如圖2所示）[5]。

圖2 軟粘土的p-y曲線（Matlock，1970）

Reese與Cox于1974年對(duì)沙土中的樁進(jìn)行了側(cè)向荷載試驗(yàn)，并對(duì)打入水下的樁也作了試驗(yàn)，提出了短期靜荷載與循環(huán)荷載作用下樁的p-y曲線[6~7]。上述成果為美國石油協(xié)會(huì)1975年制定的《固定式海上平臺(tái)設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)范》（API-RP2A）[8]采納，我國制定的《港口工程樁基規(guī)范》（JTJ254-98）局部修訂（樁的水平承載力設(shè)計(jì)）[9]和《樁基工程手冊(cè)》[3]也采用了這條曲線。

先計(jì)算出樁側(cè)單位樁長的極限水平土抗力pu和樁周土達(dá)極限水平抗力之半時(shí)，相應(yīng)樁的側(cè)向水平變形yu，將上述兩者代入靜荷載和循環(huán)荷載下的p/pu-y/yu關(guān)系式中，即可得到軟粘土中的p-y曲線。此外，硬粘土和砂土也存在不同的計(jì)算方法。

4 試驗(yàn)方法

李永波[10]等提出的凍土-樁動(dòng)力模型試驗(yàn)系統(tǒng)，在多年凍土區(qū)進(jìn)行選土，在試驗(yàn)中采用代表性的粉質(zhì)黏土，將模型鋼管樁基埋設(shè)在該實(shí)驗(yàn)室代表性土層中，對(duì)樁基實(shí)施水平動(dòng)力加載，對(duì)3 ℃、5℃及其上層融化的多年凍土進(jìn)行研究，得到試驗(yàn)樁基的動(dòng)力響應(yīng)特性。分析了凍融條件下樁頭位移-荷載關(guān)系（如圖3示）和凍融作用對(duì)樁頭最大位移的影響。

圖3 不同凍土環(huán)境下樁頭荷載-位移關(guān)系曲線

武思宇等[11]使用振動(dòng)臺(tái)，進(jìn)行了剛性樁復(fù)合地基1:10比尺的試驗(yàn)。使用柔性容器來擬合大范圍地基在地震作用下的動(dòng)力特性?；贐ockingham 定理進(jìn)行了試驗(yàn)?zāi)Ｐ透黜?xiàng)相似比設(shè)計(jì)，綜合考慮振動(dòng)臺(tái)性能、自重失真不能過大等因素設(shè)定長度相似比為1:10，彈性模量相似比為1:4，質(zhì)量密度相似比為1:1，進(jìn)而推出其他物理量的相似比。由此給出加速度的相似比為2.5:1，由于結(jié)構(gòu)豎向的重力加速度難以參照這一組相似關(guān)系進(jìn)行模擬。如不能較好解決這一問題，試驗(yàn)結(jié)果將直接帶來基底壓力和土體圍壓的失真，，武思宇等通過在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面和基礎(chǔ)之間布置拉索，直接對(duì)基礎(chǔ)底板上預(yù)加豎向壓力，來擬合實(shí)際工程中的基底壓力。

試驗(yàn)中將模型每層質(zhì)量設(shè)定為90 kg和175 kg的兩組，來模擬剛性樁復(fù)合地基在不同類型上部結(jié)構(gòu)情況下的動(dòng)力性能，分級(jí)對(duì)兩組結(jié)構(gòu)輸入加速度峰值，設(shè)定輸入最大加速度峰值為1.5g。為擬合抗震規(guī)范中定義的7度、8度和9度地震動(dòng)加速度，設(shè)定了0.25g，0.5g，1.0g等多個(gè)加速度峰值點(diǎn)。圖4為傳感器布置圖。

圖4 傳感器布置圖

通過試驗(yàn)，剛性樁復(fù)合地基表現(xiàn)出一定的抗震能力，小震狀態(tài)下，樁身彎曲、剪切應(yīng)變表現(xiàn)出一定規(guī)律，試驗(yàn)中，樁身軸向應(yīng)變變化不大，樁身彎曲應(yīng)變和剪切應(yīng)變均未達(dá)到極限值，樁身最大彎曲應(yīng)變發(fā)生在樁頂以下20 cm處，最大剪切應(yīng)變發(fā)生在樁頂，在地震作用下，基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)的土體對(duì)抵抗結(jié)構(gòu)傾覆和滑移起到了重要的作用；中震后，樁基周圍土體與樁身脫開，對(duì)樁身約束大大削弱，中震和大震下，樁頭處樁土出現(xiàn)分離現(xiàn)象，但振動(dòng)結(jié)束后，土體對(duì)樁頭的約束可以恢復(fù)，甚至有所增強(qiáng)。地震動(dòng)作用加大，土體軟化、約束削弱效應(yīng)明顯，地震作用終止后，土體仍能在一定程度上恢復(fù)到震前狀態(tài)。

馮士倫[12]進(jìn)行了液化土層中樁基抗震性能振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，試驗(yàn)布置簡圖如圖6所示。在試驗(yàn)箱中填筑均勻級(jí)配的河砂，控制砂的相對(duì)密度為30%。采用外直徑D=19.9 mm，壁厚t=1.8mm的鋁管樁，于樁頂放置2.45kg的配重。沿振動(dòng)方向成對(duì)布置應(yīng)變片，如圖所示。

圖5 試驗(yàn)布置簡圖

圖6 為模型樁不同位置處的動(dòng)力p-y曲線與API推薦做法得到的靜力p-y曲線的比較圖。

從這些圖中看到，在動(dòng)力荷載作用下，由于砂土液化，土層橫向承載能力的削弱，在生相同的樁土位移時(shí)，砂土液化后的側(cè)向土反力比靜力荷載條件下的側(cè)向土反力??；但液化后的砂土還是有一定的橫向承載能力的，即土反力并不是完全喪失了。

（a）距樁底0.2m處（b）距樁底0.3m處

（c）距樁底0.4m處 （d）距樁底0.5m處

圖6 不同位置的p-y曲線

通過振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，初步研究了飽和砂土中樁基的振動(dòng)特性，通過對(duì)振動(dòng)過程中樁身不同深度處的彎矩以及砂土中不同深度處孔壓的測(cè)量以及對(duì)得到的動(dòng)力p-y曲線的分析，對(duì)樁土振動(dòng)過程中的動(dòng)力相互作用有了初步的認(rèn)識(shí)。從數(shù)值上，說明了飽和砂土液化降低了模型樁的橫向承載能力，但并沒有使模型樁的橫向承載能力完全喪失。考慮到砂土液化對(duì)上部結(jié)構(gòu)的減震作用，工程設(shè)計(jì)人員完全不考慮液化砂土的側(cè)面承載力是保守的。通過該試驗(yàn)研究，初步嘗試了試驗(yàn)研究樁土動(dòng)力相互作用這一課題，為進(jìn)一步定量分析砂土液化對(duì)樁基礎(chǔ)橫向承載能力的影響奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 單樁動(dòng)力特性的數(shù)值模擬

金偉良和宋志剛[13]力并考慮到樁體動(dòng)平衡條件,可得到樁-土體系的動(dòng)力相互作用控制微分方程:

其中:[M]是樁體質(zhì)量矩陣；[K]為樁體剛度矩陣；{f(t)}為激振力向量；[C]是阻尼矩陣，主要考慮土壤本身的材料阻尼，與對(duì)角形式的土體彈簧剛度[Ks]有關(guān)。根據(jù)Kagawa和Gazates等人的研究，土壤動(dòng)抵抗力可以表示為：

其中：pd為土動(dòng)抗力集度，ksd為土體彈簧靜剛度，Dp為樁直徑，阻尼系數(shù)取值在0.02~0.1之間。因此[C]可以表達(dá)為如下形式：

采用了Newmark算法計(jì)算樁的動(dòng)力響應(yīng)，利用修正p-y曲線，再根據(jù)修正后的p-y曲線確定迭代過程土體彈簧的切線剛度。為了進(jìn)一步說明問題，分析了MUQ[14]平臺(tái)樁基礎(chǔ)在樁頂水平激勵(lì)下的動(dòng)力反應(yīng)，確定了樁-土的脫開區(qū)域，并分析了樁-土脫開效應(yīng)對(duì)樁基動(dòng)力響應(yīng)的影響。圖8為不同計(jì)算條件下樁土脫開情況。

(a) (b) (c)

圖7 不同計(jì)算條件下樁土脫開狀況

研究表明：時(shí)程最大位移的分布形式與樁基礎(chǔ)振動(dòng)的一階振動(dòng)形態(tài)基本一致；在樁基土體脫開效應(yīng)下，樁頂水平力作用出現(xiàn)動(dòng)力放大效應(yīng)，響應(yīng)的脫開范圍也相應(yīng)加大；由于阻尼作用，樁頂?shù)乃轿灰坪退搅Πl(fā)展之間有滯后效應(yīng)，對(duì)模型進(jìn)行荷載循環(huán)作用下，相應(yīng)可以繪制出樁頂水平力和水平位移之間關(guān)系的滯回環(huán)。

6 結(jié)論與展望

對(duì)國內(nèi)外樁基礎(chǔ)的動(dòng)力特性進(jìn)行了歸納總結(jié)，介紹了樁基礎(chǔ)的動(dòng)力性能的相關(guān)試驗(yàn)和數(shù)值模擬的研究成果。在此基礎(chǔ)上，認(rèn)為還存在一些深入的問題值得思考：

（1）由于試驗(yàn)條件的限制，目前大多數(shù)采用的都是縮尺試驗(yàn)，與框架結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)，特別是公路橋梁樁基礎(chǔ)相比相差很大，因此，必須考慮尺寸效應(yīng)的影響，為現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)中柱構(gòu)件的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

（2）現(xiàn)有的大部分工作結(jié)果都是由試驗(yàn)測(cè)試而得，而試驗(yàn)的結(jié)果是具有一定的離散性的，還沒有統(tǒng)一的計(jì)算理論，因此，建立一套合理有效的理論計(jì)算模型是非常有必要的。

（3）目前關(guān)于群樁動(dòng)力特性的研究還比較少。

參考文獻(xiàn)

Poulos H.G., Davis E.H.. Pile foundation analysis and design. New York: John Wiley and Sons, 1980

殷萬壽. 水下地基與基礎(chǔ). 北京: 中國鐵道出版社, 1994

史佩棟. 使用樁基工程手冊(cè). 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 1999

律文田. 靜動(dòng)荷載作用下鐵路橋梁樁基的動(dòng)力特性研究[D]. 中南大學(xué), 2005

Matiock, H.. Correlations for design of laterally loaded piles in soft clay[J], Proc., 2nd Offshore Tech. Conf, (OTC1204). Vol. 1, 577-594, 1970

Reese, L.C., Cox, W.R., Koop, F.D.. Analysis of laterally loaded piles in sand[J]. Proc., 6th Offshore Tech. Conf. (OTC2080): 473-485, 1974

Reese, L.C., R.C. Welch. Lateral loading of deep foundations in stiff clay[J]. J. of the Geotechnical Engineering Div., ASCE, 101(GT7): 633-649, 1975

API “Recommended Practice for Planning，Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms” ，API RP2A fifteenth edition，October 22 ,1984

第三航務(wù)工程局等．港口工程樁基規(guī)范（JTJ254-98）局部修訂（樁的水平承載力設(shè)計(jì)）[S]．北京：人民交通出版社，2001

李永波, 張鴻儒, 全克江, 馬中華. 凍融條件下模型樁基水平動(dòng)力試驗(yàn)研究[J]. 巖土力學(xué), 33(2): 433-438, 2012剛性單樁豎向循環(huán)加載模型試驗(yàn)研究

武思宇, 宋二祥, 劉華北, 王宗綱. 剛性樁復(fù)合地基抗震性能的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究[J]. 巖土力學(xué), 28(1): 77-82, 2007

篇9

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ)；質(zhì)量控制；建筑施工

中圖分類號(hào)：O213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

我國當(dāng)前處在社會(huì)主義建設(shè)的重要時(shí)期，經(jīng)濟(jì)在高速的發(fā)展，建筑行業(yè)空前的蓬勃，各種建筑每天都在拔地而起，其中建高層已成為當(dāng)前社會(huì)中的主要趨勢(shì)。高層建筑所采用的基礎(chǔ)多數(shù)是樁基礎(chǔ)，因?yàn)殡S著高度的增加，上部荷載也在增加，而普通的天然地基不能滿足承載力的要求。樁基礎(chǔ)已經(jīng)在現(xiàn)代社會(huì)的建設(shè)中起著相當(dāng)重要的作用，它給社會(huì)帶來了越來越明顯的經(jīng)濟(jì)效果。

一、樁的分類

樁基礎(chǔ)是廣義的深基礎(chǔ)的一種結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)使用材料、構(gòu)造形式和施工技術(shù)等條件的差異，有著不同的分類方法。

1、按承載性能分

摩擦型。這種樁是在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載全部或主要由樁側(cè)阻力來承受。摩擦型樁又可分為純摩擦樁和端承摩擦樁兩類。前者樁尖部分荷載很小，一般不超過整個(gè)荷載的10%。后者是樁頂荷載主要由樁側(cè)阻力來承受，即在外荷載作用下，樁端阻力和側(cè)壁摩擦力都同時(shí)發(fā)揮各自的作用；

端承型。端承樁分端承樁和摩擦端承樁。端承樁是指在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁端阻力承受的樁，它不考慮樁側(cè)摩擦阻力的作用。摩擦端承樁是指在極限承載力條件下，樁頂荷載主要由樁端阻力承受的樁。

2、按樁身材料分

按照樁身的使用材料，樁基礎(chǔ)可分為鋼筋混凝土樁、鋼樁和組合材料樁。按制作工藝分，樁基礎(chǔ)可分為預(yù)制樁、灌注樁、攪拌樁。

二、樁基礎(chǔ)施工中常見的質(zhì)量問題及原因分析

1、樁基礎(chǔ)出現(xiàn)的缺陷

1.1樁基礎(chǔ)中部缺陷

實(shí)際施工過程中，可能會(huì)由于勘探失誤，引起混凝土澆灌時(shí)突發(fā)局部塌孔，阻礙混凝土翻漿，從而造成樁基礎(chǔ)的樁身表現(xiàn)出局部缺陷。施工，很多工人由于用力不均勻，拆管時(shí)使混凝土受到連續(xù)性的擾動(dòng)，影響到混凝土的質(zhì)量。導(dǎo)管氣密性如果較差，則水下灌注混凝土的導(dǎo)管在進(jìn)入泥漿后，導(dǎo)管內(nèi)外壓強(qiáng)值會(huì)不相等，情況嚴(yán)重時(shí)會(huì)阻礙混凝土連續(xù)下料，影響到正常翻漿工序，進(jìn)而發(fā)生斷樁。

1.2樁基礎(chǔ)頂部缺陷。

影響樁基頂部質(zhì)量的主要原因是混凝土的質(zhì)量問題。首先，水下澆筑混凝土?xí)谐恋砟酀{出現(xiàn)，而沉淀泥漿厚度難以較為準(zhǔn)確地測(cè)定，但是若超灌樁頂?shù)幕炷寥狈^高的強(qiáng)度，則既有可能表現(xiàn)出夾泥現(xiàn)象，從而進(jìn)一步影響到混凝土質(zhì)量；其次，在混凝土澆筑工序完成后，施工人員由于用力不均勻，導(dǎo)致對(duì)鋼護(hù)筒的預(yù)埋和拆拔工作較為粗糙，以此對(duì)樁頂?shù)幕炷廉a(chǎn)生了干擾，影響到混凝土的質(zhì)量；最后，由于鑿除混凝土樁頭的風(fēng)鎬功率較大，會(huì)在一定程度上對(duì)聲測(cè)管附近的混凝土產(chǎn)生擾動(dòng)，從而影響混凝土的質(zhì)量。

2、斷樁、縮徑

造成斷樁的主要原因來自于復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造。管樁的持力層通常會(huì)選在強(qiáng)風(fēng)化巖層中。當(dāng)淤泥層或軟塑層直接覆蓋在基巖上,并且基巖表面強(qiáng)風(fēng)化層和中風(fēng)化巖層都較薄,有的甚至缺失。在這種“上軟下硬,軟硬突變”的地質(zhì)構(gòu)造下打樁,管樁迅速穿過軟覆蓋層遇到堅(jiān)硬的巖層,阻力加大,使貫入度突然降低,同時(shí)由于軟覆蓋層對(duì)管樁的阻力較小,錘沖擊力直接作用于樁身,致使樁身容易斷裂。而其他如樁體傾斜度過大、樁堆放、運(yùn)輸、起吊的支點(diǎn)或吊點(diǎn)位置不得當(dāng)、沉樁過程中樁身彎曲較大,錘擊產(chǎn)生的彎曲，樁細(xì)長且遇到的土層較硬等都可能造成樁的斷裂。

3、樁接頭斷離

由于設(shè)計(jì)的樁長度比較長，在施工工藝上不可能直接的沉入，這時(shí)會(huì)在預(yù)制時(shí)分成幾段，然后再分段沉入，各段直接用鋼制焊接連接件連接。在施工時(shí)，由于沉入預(yù)制樁時(shí)傾斜過大，樁和樁的連接頭會(huì)出現(xiàn)大的縫隙，還有在施工時(shí)各段樁的中心線不在一條直線上，樁接頭施工的技術(shù)不達(dá)標(biāo)，質(zhì)量差使樁接頭斷裂。

基樁檢測(cè)問題?；鶚稒z測(cè)理論不完善、檢測(cè)人員素質(zhì)差、檢測(cè)方法選用不合適、檢測(cè)工作不規(guī)范等，均有可能對(duì)樁基完整性普查及樁基承載力確定給出錯(cuò)誤結(jié)論與評(píng)價(jià)。

三、常用處理方法

如果打樁工序中出現(xiàn)了相關(guān)的質(zhì)量問題，施工單位切不可自行進(jìn)行處理。處理時(shí)，需通知有關(guān)部門，在經(jīng)設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位以及相關(guān)專業(yè)技術(shù)部門共同斟酌后在采取針對(duì)性的解決辦法。出現(xiàn)上述問題，常見的處理方法主要有接樁法、補(bǔ)樁法、糾偏法、補(bǔ)送結(jié)合法、鉆孔補(bǔ)強(qiáng)法、擴(kuò)大承臺(tái)（梁）法和復(fù)合地基基礎(chǔ)法。由于灌注樁對(duì)復(fù)雜多變的地質(zhì)條件要求有很高的應(yīng)對(duì)能力，因此，如果該類型樁出現(xiàn)問題，一般采用原位破除，重新澆灌。先對(duì)預(yù)制樁常用的處理方法作進(jìn)一步討論。

1、接樁法

開挖接樁。挖出樁頭，鑿去混凝土浮漿及松散層，并鑿出鋼筋，整理與沖洗干凈后用鋼筋接長，再澆混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

嵌入式接樁。當(dāng)成樁中出現(xiàn)混凝土停澆事故后，清除已澆混凝土有困難時(shí)，可采用此法。

2、補(bǔ)樁法

樁基承臺(tái)前補(bǔ)樁。當(dāng)樁距較小時(shí)，可采用先鉆孔，后植樁，再沉樁的方法。在樁基承臺(tái)以及地下室的施工完成后，打上靜壓樁。打靜壓樁時(shí)會(huì)讓土層的摩擦阻力和樁尖阻力產(chǎn)生結(jié)構(gòu)反力，產(chǎn)生的這些力全部由地下室和承臺(tái)去承受，不需要再采取其他的相關(guān)措施。這種方式的特點(diǎn)是噪聲很小，設(shè)施過程簡單，容易操作，同時(shí)還不影響其他工期的正常進(jìn)行。因此，實(shí)際施工中，如果出現(xiàn)斷樁和樁承載力不足情況，均可采取該方法加以解決。

3、糾偏法

糾偏法主要是針對(duì)樁身傾斜的情況下使用的,使用正確合理的糾偏方法,可使各種原因造成的樁身傾向復(fù)位,避免繼續(xù)施工造成樁身斷裂。需要注意的是,糾偏只能是在樁身傾斜,但未斷裂,且樁長較短的情況下進(jìn)行,可采用局部開挖后用千斤頂糾偏復(fù)位。如果樁身已經(jīng)斷裂,則不能采取糾偏方法來處理。嚴(yán)禁采用機(jī)械方式進(jìn)行強(qiáng)行糾偏,以免造成樁身斷裂。

4、鉆孔補(bǔ)強(qiáng)法

此法適應(yīng)條件是基身混凝土嚴(yán)重蜂窩，離析，松散，強(qiáng)度不夠及樁長不足，樁底沉渣過厚等事故，常用高壓注漿法來處理，但此法一般不宜采用。樁身混凝土局部有離析，蜂窩時(shí)，可用鉆機(jī)鉆到質(zhì)量缺陷下一倍樁徑處，進(jìn)行清洗后高壓注漿。樁長不足時(shí)，采用鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)持力層標(biāo)高；對(duì)樁長不足部分注漿加固。

5、擴(kuò)大承臺(tái)法

擴(kuò)大承臺(tái)（梁）法即擴(kuò)大承臺(tái)截面的尺寸以滿足規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求和承載力要求。以下兩方面原因的出現(xiàn)需要擴(kuò)大承臺(tái)的尺寸來處理。

樁位偏差過大，原設(shè)計(jì)的承臺(tái)（梁）斷面寬滿足不了規(guī)范要求，此時(shí)采用擴(kuò)大承臺(tái)（梁）來處理。

考慮樁同作用，當(dāng)單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可用擴(kuò)大承臺(tái)（梁）并考慮樁與天然地基共同分組上部結(jié)構(gòu)荷載的方法。需要注意的是在擴(kuò)大承臺(tái)（梁）斷面寬度的同時(shí)，適當(dāng)加大承臺(tái)（梁）的配筋。

6、復(fù)合地基基礎(chǔ)法

承臺(tái)下做換土地基。在樁基承臺(tái)施工前，挖除一定深度的土，分層夯填砂、石墊層，然后再在人工地基和樁基上施工承臺(tái)。樁間加水泥土樁。當(dāng)樁實(shí)際承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)值時(shí)，可采用在樁間土中干噴水泥形成水泥土樁的方法組成復(fù)合地基基礎(chǔ)。大同市某教學(xué)樓(6層一7層框架)樁基事故就采用此法處理，取得了較好的效果。樁與擠密樁合成復(fù)合地基?？稍跇堕g用石灰等材料做擠密樁，提高地基承載力，也可適當(dāng)提高樁周摩阻力。承臺(tái)周邊加做石灰樁。某(7層一9層框架)建筑，灌注樁身混凝土完好率很低，采用此法處理后，取得良好效果，施工也較方便。

結(jié)束語

總之，樁基工程是一繁重而復(fù)雜的過程，施工人員一定要考慮到每一個(gè)環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌兼顧，從各方面使之合理化。好的樁基礎(chǔ)不僅僅是能保證建筑物安全，而且能不斷地提高施工質(zhì)量保障和施工進(jìn)度。

參考文獻(xiàn)

[1]何樂生.樁基工程施工中的常見質(zhì)量問題及處理技術(shù)[J].江西建材,2013.04

[2]郭斌.談樁基礎(chǔ)施工常見的質(zhì)量問題及處理[J].山西建筑,2013.01

[3]劉來賢.淺析樁基施工中的常見質(zhì)量問題及控制措施[J].2013.01

[4]潘磊,高文君.建筑施工中樁基礎(chǔ)質(zhì)量控制措施探討[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2012.11

說明：

基金項(xiàng)目：銀川能源學(xué)院校級(jí)科研基金資助項(xiàng)目

篇10

關(guān)鍵詞∶灌注樁基礎(chǔ);自然接地;雷電流

Abstract: This paper mainly discusses the pile foundation of natural ground in overhead power line design in practical application.

Key words: pile foundation; natural grounding; lightning current

中圖分類號(hào)：TU473.1+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1 架空線路桿塔接地裝置的作用

架空線路桿塔接地裝置的主要作用是，能迅速將雷電流在大地中擴(kuò)散泄導(dǎo)，以保持線路有一定的耐雷水平。桿塔接地電阻值愈小，其耐雷水平就愈高，所以降低桿塔接地電阻是提高線路耐雷水平、減少線路雷擊跳閘的主要措施。筆者認(rèn)為，由于灌注樁基礎(chǔ)的主筋和縱向箍筋相互焊接成一個(gè)整體，形成一個(gè)龐大的等電位體法拉第籠，這個(gè)法拉第籠的接地電阻往往很小，完全可以作為桿塔的自然接地體來利用。

2利用自然接地的理論根據(jù)

根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，完全可以利用灌注樁基礎(chǔ)的鋼筋籠作為自然接地體，當(dāng)自然接地體滿足規(guī)程規(guī)定時(shí)，完全可以不敷設(shè)人工接地裝置。

2.1根據(jù)《110～750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》

根據(jù)《110～750kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50545-2010第7.0.16條的規(guī)定，土壤電阻率較低的地區(qū)，如桿塔的自然接地電阻不大于表1所列數(shù)值，可不裝人工接地體。

表1有地線的線路桿塔的工頻接地電阻

土壤電阻率變化范圍很大，通常從小到十幾歐米，大到上萬歐米。至于什么地區(qū)才算是土壤電阻率較低的地區(qū)，筆者認(rèn)為這只是一個(gè)相對(duì)數(shù)，佛山市除北部三水區(qū)和西部高明區(qū)外，其它大部分地區(qū)屬于三角洲沖積平原，地下水較豐富，松散狀軟塑淤泥質(zhì)土較厚，這些地區(qū)，就算干燥季節(jié)，其土壤電阻率也往往在100Ω·m以下，所以這些地區(qū)應(yīng)當(dāng)算是土壤電阻率較低的地區(qū)。

另外，《交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合》DL/T 620-1997第6.1.7條也規(guī)定，鋼筋混凝土桿和鐵塔應(yīng)充分利用其自然接地作用，在土壤電阻率不超過100Ω·m或有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，可不另設(shè)人工接地裝置。

2.2根據(jù)《交流電氣裝置的接地》

根據(jù)《交流電氣裝置的接地》DL/T 621-1997第3.1條的規(guī)定，電力系統(tǒng)中電氣裝置、設(shè)施的某些可導(dǎo)電部分應(yīng)接地。接地裝置應(yīng)充分利用自然接地極接地，但應(yīng)校驗(yàn)自然接地極的熱穩(wěn)定。

第6.3.1條規(guī)定，高壓架空線路桿塔的接地裝置，在土壤電阻率ρ≤100Ω·m的潮濕地區(qū)，可利用鐵塔和鋼筋混凝土桿自然接地。在居民區(qū)，當(dāng)自然接地電阻符合要求時(shí)，可不設(shè)人工接地裝置。

第7.2.7條規(guī)定，土壤電阻率在200Ω·m及以下地區(qū)的鐵橫擔(dān)鋼筋混凝土桿線路，可不另設(shè)人工接地裝置。

另外，《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》也有相同的條文。

以上的規(guī)定可理解為，只要灌注樁基礎(chǔ)的自然接地極滿足熱穩(wěn)定要求，對(duì)于土壤電阻率較低的地區(qū)，可以不另外敷設(shè)人工接地裝置。

2.3其它行業(yè)接地規(guī)定

地鐵、工業(yè)與民用建筑等亦涉及到接地問題，且這些接地設(shè)施更直接地關(guān)系到人們的生命安全，所以應(yīng)比電力設(shè)施的接地要求更為苛刻。而查閱《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》、《城市軌道交通設(shè)計(jì)規(guī)范》和《工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范，無一例外地主張充分利用自然接地，且在自然接地體滿足要求時(shí)，亦可不裝設(shè)人工接地裝置。

3自然接地的熱穩(wěn)定驗(yàn)算

3.1雷電流的熱效應(yīng)

在架空線路桿塔遭受雷擊時(shí)，極大的雷電流將使導(dǎo)體溫度迅速升高，稱之為雷電流的熱效應(yīng)。文獻(xiàn)[1]指出，鋼筋流過大電流，因發(fā)熱而溫度升高，能使水泥和鋼筋的結(jié)合力顯著減小。鋼筋溫度達(dá)到350～400℃時(shí)，結(jié)合力將全部破壞，并使混凝土保護(hù)層產(chǎn)生橫向和縱向裂紋。因此，鋼筋的溫度不應(yīng)大于100℃。

為此，必須驗(yàn)算，當(dāng)采用灌注樁基礎(chǔ)的鋼筋籠作為自然接地體時(shí)，鋼筋截面是否滿足熱效應(yīng)的要求。根據(jù)文獻(xiàn)[1]，熱效應(yīng)的鋼筋截面A，可按公式（1）計(jì)算。

（1）

式中：A——鋼筋總面積，mm2；

Ik——接地短路電流，kA；

T——短路時(shí)間，s；

P——鋼筋20℃電阻系數(shù)，0.145，（Ω·mm2）/m；

C——鋼筋比熱，取0.5W·s/g℃；

r——鋼筋密度，取7.85g/cm3；

——溫升，≤60℃；

k1——集膚效應(yīng)系數(shù)，取1.05；

k2——鋼電阻溫度系數(shù)。

由公式（1），當(dāng)雷電流108kA、持續(xù)時(shí)間為0.62s時(shí)（根據(jù)文獻(xiàn)[9]，大于108kA的雷電流僅占10%，一次雷電放電的總持續(xù)時(shí)間大于0.62s的僅占5%，所以這樣取值能夠包含90%以上的情況），驗(yàn)算鋼筋的溫度不大于60℃時(shí)對(duì)應(yīng)的鋼筋截面積為2371mm2。 相當(dāng)于8根Φ20的圓鋼，如果分配至鐵塔的四個(gè)灌注樁上去的話，那么僅需要2根Φ20的圓鋼就足夠了，而灌注樁基礎(chǔ)的主筋截面都超過該數(shù)值。但是，對(duì)于整個(gè)基礎(chǔ)混凝土內(nèi)的通流通道來說，鋼筋截面最薄弱處為地腳螺栓與基礎(chǔ)主筋之間的連接筋，所以設(shè)計(jì)接地連接筋時(shí)應(yīng)滿足這點(diǎn)要求。換言之，對(duì)于鋼管桿灌注樁基礎(chǔ)，接地連接筋應(yīng)不少于8根Φ20的圓鋼或總截面不小于2371mm2；對(duì)于四腿灌注樁基礎(chǔ)，每腿接地連接筋應(yīng)不少于2根Φ20的圓鋼或總截面不小于593mm2。

值得一提的是，由于架空地線~桿塔系統(tǒng)的阻抗(電阻)小于桿塔的接地阻抗，因此，在雷電流泄放時(shí)，架空地線可以分擔(dān)一部分雷電流。所以以上計(jì)算結(jié)果偏于安全。

從以上分析可知，由于雷電流波形是一瞬態(tài)波，沖擊電流持續(xù)時(shí)間很短，在接地電阻較小的情況下，接地體鋼筋的溫升是有限的。所以，只要灌注樁基礎(chǔ)主筋和接地連接筋滿足上述要求，那么，雷電流導(dǎo)致基礎(chǔ)混凝土結(jié)合力的破壞的可能性幾乎為零。

驗(yàn)算結(jié)論為：目前的灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)滿足雷電流的熱效應(yīng)要求。

3.2雷電流的沖擊效應(yīng)

雷電流的沖擊效應(yīng)是由于雷擊于樹木或建筑物構(gòu)件時(shí)，被擊物體內(nèi)部瞬時(shí)產(chǎn)生大量的熱量，使內(nèi)部水分瞬間蒸發(fā)并膨脹，產(chǎn)生巨大的內(nèi)壓力而爆炸，曾有記載雷電劈開百年大樹和將鋼筋混凝土擊出一個(gè)大洞的現(xiàn)象。那么，雷電流流過灌注樁基礎(chǔ)時(shí)，其沖擊效應(yīng)會(huì)不會(huì)將混凝土擊碎呢？根據(jù)文獻(xiàn)[1]，只要鋼筋與混凝土接觸面的電流密度滿足熱穩(wěn)定要求，就不會(huì)產(chǎn)生火花，不會(huì)將混凝土擊碎?；炷恋臒岱€(wěn)定的最大允許電流密度Jy，可按公式（2）計(jì)算。

（2）

式中：Jy——最大允許電流密度，A；

γ——1.5×106J/(m3·℃)；

τm——穩(wěn)定溫升，℃；

ρ——接地電阻率，Ω·m；

t ——短路時(shí)間，s。

根據(jù)公式（2），當(dāng)穩(wěn)定溫升60℃、混凝土接地電阻率100Ω·m、短路時(shí)間為0.62s時(shí)，Jy為1205A/m2，即0.1205 A/mm2。文獻(xiàn)[1]指出，根據(jù)模型試驗(yàn)結(jié)果，潮濕狀態(tài)的混凝土，電流密度的極限值為4.2~15.7 A/mm2，同時(shí)，雷電流流過混凝土?xí)r，無累積的破壞效應(yīng)。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，雷電流流過基礎(chǔ)混凝土?xí)r鋼筋與混凝土接觸面的電流密度滿足要求。

驗(yàn)算結(jié)論為：目前的灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)滿足雷電流的沖擊效應(yīng)要求。

4利用鐵塔自然接地的工程實(shí)例

已建成投運(yùn)的220kV湛江霞山站至東山島站過海線路。 2 已建成投運(yùn)的深圳前灣電廠至平安站220kV送電線路。 3 廣州電力設(shè)計(jì)新設(shè)計(jì)的110kV振興線、110kV公益線和110kV石馬線。這些線路均未設(shè)置人工接地裝置，工程由于充分利用灌注樁基礎(chǔ)自然接地，節(jié)省了資金，也省去了運(yùn)行部分對(duì)人工接地裝置的運(yùn)行維護(hù)工作，節(jié)省了人力物力。對(duì)于規(guī)劃區(qū)、水田河網(wǎng)區(qū)、海底腐蝕嚴(yán)重區(qū)，敷設(shè)、運(yùn)行維護(hù)接地網(wǎng)都存在較大的困難和較高的費(fèi)用，所以，充分利用灌注樁基礎(chǔ)自然接地，具有重要意義。

5結(jié)論

(1)利用灌注樁基礎(chǔ)的鋼筋籠作為自然接地體，是有理論根據(jù)的，實(shí)踐證明也是切實(shí)可行的。在新建和大修、技改工程中，應(yīng)充分利用灌注樁基礎(chǔ)的鋼筋籠作為自然接地體，且在測(cè)量自然接地電阻滿足規(guī)程規(guī)定時(shí)，可以取消人工接地裝置。這個(gè)不僅可以降低工程造價(jià)，還可以減化施工程序，無疑對(duì)電力建設(shè)是非常有利的。