1、建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范JGJ94-2008应用过程中常见问题解析应用过程中常见问题解析 目录一、人工挖孔嵌岩桩 1、概述 2、竖向受压承载力性状 3、检测 4、工程案例解析 二、预应力混凝土管桩 三、地基整体稳定 四、两类共同作用 五、抗浮设计 六、剪力墙下布桩 七、桩基础的抗震设计1、概述、概述（1）.人工挖孔嵌岩桩适用及不适用范围 每种桩型都有其适用条件，没有一种万能的桩型可以供工程师使用。判断人工挖孔嵌岩桩是否合适，可以参考以下几个方面：1）地质土层分布：上覆土层较浅；有完整性较好及强度较高的基岩；回填土最好应压实以避免施工中护壁脱落；岩溶发育地区应谨慎嵌岩；2）水文地质条件：
2、如果是粉、砂类土，地下水埋藏应较深以保证施工安全；3）上部结构荷载：单桩承载力高，适合于荷载大的高层，以达到较高的 经济性；如果荷载较小，那么会造成浪费；4）施工设备条件：没有水源的山区，制备泥浆困难；落后地区或国家（非洲），没有先进设备5）在地下水位较高，有承压水的砂土层、滞水层、厚度较大的流塑状淤泥、淤泥质土层中，不得选用。一、人工挖孔嵌岩桩一、人工挖孔嵌岩桩（2）人工挖孔嵌岩桩的工程特性 释疑：摩擦型桩的桩间净距如何取用？人工挖孔的嵌岩桩，最小中心距2.5d中的d是否包含护壁尺寸？1）非挤土；2）嵌岩如图，新加坡港务局某10层仓库工程应用的一根嵌岩桩的桩顶荷载传递曲线。桩长l=10m，桩
3、径d=1.35m，l/d=7.85。桩中心距2d，群桩效应使得桩身上段摩阻力发生蠕变，导致阻力下移。端阻荷载比为14%。嵌岩段阻力比约40%。如何执行“倾斜度大于30%的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度”？地面附近基岩由于风化情况复杂，常常在一栋建筑物范围内形成坡度急剧变化的岩面，如图，当桩基础必须嵌岩时，应合理设置嵌岩深度，并注意以下要点：（1）嵌岩深度应从岩面下端起算。（2）嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d，且不应小于0.2m。（3）对于嵌入倾斜度不大于30%的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m。（4）倾斜度大于30%的中风化岩
4、，桩端至外侧岩面水平距离s不宜小于0.7d且不小于0.9m（仅供参考）。h1s1h2h4s3h3基岩2、竖向受压承载力性状、竖向受压承载力性状（1）竖向受压的极限破坏模式；上覆土层段的破坏可能在两个界面上，1）桩芯与护壁界面；2）护壁与土体界面。实际总是在第2）界面破坏。芯壁界面壁土界面P施工要求连续设计假定断开（破坏界面）H土对桩的作用(D)桩身强度(d)实测桩侧阻力分布模式（1）如图，为美国L.C.Reese等在1969年发表的一根埋设测量元件的嵌岩桩的桩顶荷载随深度传递的实测曲线。上覆坚硬黏土层5.5m，嵌入黏土页岩3.2m，d=0.76m，l/d=11.7，l/h=4.2。端阻比例系数
5、15%25%。嵌岩段阻力系数约80%。实测桩侧阻力分布模式（2）不管桩端是强风化还是微风化，桩端阻力都很小。嵌岩段提供了主要的侧阻力和总阻力，上覆土层提供的阻力约20%。嵌岩长桩和非嵌岩长桩的实测比较：上覆土层为黏性土和砂土二者竖向荷载下的桩身应力一致，说明长桩承载力性状与桩端持力层关系不大。上覆土层提供了主要的侧摩阻力。A3嵌入中风化泥岩2.2m60mA1未嵌岩55m端阻比例系数5%20%。8.5.5-3，当桩端嵌入完整及较完整的硬质岩中，可按下式估算单桩竖向承载力特征值：apapRqApaq为桩端岩石承载力特征值。parrkqfr折减系数此公式基于天然地基破坏模式，未考虑桩阻力传递机理，故
6、仅适用于埋藏极浅，置于岩体表面的（qpa试验即是置于岩体表面）情况。多数工程中采用的浅层扩底基础属于这类情况。一般的，有一定埋深、嵌入岩体一定深度的桩基础，均不宜用此公式。否则计算承载力极低，将导致桩端直径增大或者桩数增多。8.5.5-3与嵌岩桩的比较parrkqfr折减系数r与嵌岩桩的综合系数(/0)rrhd具有可比性。（1）嵌岩桩中的综合系数较地基基础中的折减系数大，0.450.6。极软岩、软岩的系数大得多些；较硬岩、坚硬岩在完整状态下比较接近，在较完整状态下差别可达50%。（2）嵌岩桩中的综合系数取值与岩石饱和单轴抗压强度有关。从试验数据统计结果看，嵌岩桩的承载力计算结果还是偏于安全的。
7、特征值：释疑：（1）人工挖孔嵌岩桩端承（型）桩 从上述表格中的数据来看，当桩稍长一些，则嵌岩桩也是摩擦型桩。因此不应当作端承桩仅计算端阻力。但配筋时宜全长配筋。（2）基桩有没有最短长度或最小长径比的要求？有人认为基桩长径比很小的情况下，桩侧阻力就可以不用考虑。下图是美国费城自由广场一号塔楼下的一根嵌岩桩的长期观测资料。桩长8.8m，桩身上段直径3.0m，嵌岩段直径2.6m。观测数据表明始终有60%以上的荷载由桩侧承担。可见用最小长径比的概念来控制桩长并无意义。柱2m1m承台基桩基岩右图为某工程中长度为3m的桩，嵌岩段长2m，此桩按嵌岩桩设计而非端承桩，计入嵌岩段侧阻力是必要的。rprsrkQQ
8、Q24dfdhfrkprrks244dfdhrkrprsrrprsdh424dfQrkrrkr令则ukskrkpkQQQQisiksklquQisiksklquQ 有限尺度半无限空间1.354.05bclcclAfffA 吴其芳等通过孔底载荷板（d=0.3m）试验得到增大系数1.384.50，相应的岩石frk=1.25.2MPa，载荷板在岩石中埋深0.54m。ukskrkpkQQQQsksiski siQuq lrkrrkrQuf hpkprkQf ApukskrkpkQQQQskski siQuq lrkrrkrQuf hpkprkQf Apsi极软岩、软岩frk15MPaspspsprsp
9、r00.51.02.03.04.05.06.07.08.0极软岩软岩0.00.0520.0560.0560.0540.0510.0480.0450.0420.040.600.700.730.730.700.660.610.550.480.420.600.800.951.181.351.481.571.631.661.70较硬岩坚硬岩0.00.0500.0520.0500.0450.0400.450.550.600.500.460.400.450.650.810.901.001.044rrsphd0.5500.6200.8600.980港口工程灌注桩基础设计与施工规程综合修正系数1.0001.3
10、081.4761.5081.52008规范极软岩、软岩0.600.800.951.181.351.481.57较硬岩、坚硬岩0.450.650.810.901.001.04完整、较完整较破碎破碎、极破碎0.100.080.061.201.00.8地基规范GB50007-2002完整较完整较破碎1.00.41.00.20.4spspspp式中 d桩身直径；m 经验指数，对于粘性土、粉土，m=1/5；对于砂土、碎石土，m=1/3。对于嵌岩段侧阻，不需要考虑折减。（2）端阻在基岩上，也不需考虑端阻的尺寸效应系数。msd)8.0(中值02864150100150357D(m)q(kPa)sk人工挖孔嵌
11、岩桩扩大头人工挖孔嵌岩桩扩大头ppkpisiksipkskukAqlquQQQ 扩底桩变截面以上2d长度范围内不计侧阻力。原因有二：（1）施工中土壁应力松弛；（2）受荷后扩大头下沉导致与斜壁托空，使得斜壁附近土体应力松弛。实测结果表明，按94规范计算的扩底桩承载力偏高。人工挖孔嵌岩扩底桩承载力，几乎不会在桩端土发生整体剪切破坏。总是以变形控制。人工挖孔桩的桩身强度：人工挖孔桩的桩身强度：1）因假定护壁不连续，故不考虑护壁强度，仅计算桩芯面积。2）因护壁施工可见，桩基质量能有效控制，故成桩工艺系数较其他桩型高，取0.9。3）人工挖孔嵌岩桩通常全长配筋，当桩较短且粗时，箍筋加密区未设置5d，故就不
12、利用纵筋强度；当桩较长时，可考虑利用纵筋强度。9.0sypsccAfAfN0.9c释疑：（1）JGJ94-2008第6.6.6条 护壁配筋直径不应小于8，是否可据土质情况好坏酌减？可以。比如北京地区一般土质较好，最小直径取6mm。北京地标（2）护壁砼标号与桩填心同一标号，护壁施工每段进行振捣密度变困难，且形成大量施工缝，按施工缝处理达不到要求，不能整体起共同作用，是否不考虑护壁参加计算，即可降低护壁砼标号?桩身承载力计算取内径而不包括护壁厚度，那么设计可要求护壁混凝土按C30C40配料，施工后护壁混凝土取芯强度达到C15也是允许的。（3）为何竖向承载力计算时有时用桩身直径，有时用护壁外直径？计
13、算桩身强度用桩芯直径；计算土对桩的支撑力用护壁外直径。（4）地基基础设计规范中桩身强度计算，工作条件系数灌注桩取0.60.7，是强规；桩基中5.8.2条，灌注桩取0.9，应按哪条取值？按桩基取值。人工挖孔嵌岩桩的检测（1）工程桩应进行承载力和桩身质量检验。工程桩应进行承载力和桩身质量检验。当竖向承载力过大时，并不适合做静载荷试验（堆载平衡或锚桩平衡）。（2）单桩竖向极限承载力标准值、极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值应按下列规定确定：1）对于大直径端承型桩（桩端为非基岩时，如卵石层），也可通过深层平板（平板直径应与孔径一致）载荷试验确定极限端阻力；某些情况下，平板直径可能不与孔径一致，其实测值
14、较实际值偏低，等于说偏于安全。2）对于嵌岩桩，当桩端置于基岩顶面时，可通过直径为0.3m岩基平板载荷试验确定极限端阻力标准值（qpk）；当桩端进入岩层一定深度时，宜通过直径为0.3m嵌岩短墩载荷试验确定嵌岩段极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值；（见地基规范附录H），对应的设计方法应为：3）用其他方法（如自平衡法）测得桩侧摩阻力。uk,s sik i sr sik i rrkpQuqluqlq A1、工程概况贵州某住宅楼，26981m2，为1+301+32层，采用框支剪力墙结构，柱网间距7.6x8.5m，主楼单柱最大轴力为30000KN/柱（设计值），裙楼单柱最大轴力为4500KN/柱（设计值）
15、。注：如果该设计值取自SETWE“底层柱墙内力”，则应/1.25，作为与桩基承载力特征值Ra对应的荷载参数。2、场地特性该项目场地由于受附近断层活动影响，岩体差异变化较大，所在地块同时存在中风化泥岩（fak=1200Kpa）、强风化泥岩(fak=500Kpa)和中风化灰岩(fak=5000Kpa)几种承载力差异较大的岩体。通过自平衡法在泥质单元进行基桩静荷载试验，得出各项力学指标：强风化泥岩端阻力特征值795Kpa,侧阻力特征值335Kpa，变形模量43.2Mpa;中风化泥岩端阻力特征值1650Kpa,侧阻力特征值450Kpa，变形模量79.7Mpa。工程案例工程案例贵州某住宅楼挖孔桩设计贵州
16、某住宅楼挖孔桩设计剖析剖析8栋裙楼3、承载力计算（剖析）对桩芯直径2m和1.5m的桩（护壁150mm）进行计算。1asiapapRdlqqA2m单桩承载力特征值，按非嵌岩桩公式计算：320.9/1.350.9 16.7 3.142 10/1.3534983accRf AkN213.142 2 10 2253.142 11650141395184.319323aR 说明（1）上述方法为按护壁外侧计算桩侧摩阻力，应改为213.142 2.3 10 2253.142 11650162605184.321444aR计算承载力至少应提高50%。225,1650siapaqq1650paq（2）是按干作业
17、钻孔工艺提供的参数（有沉渣）实际宜按“预制桩”提供参数或者通过载荷板试验确定。4000paq如果213.142 2.3 10 2253.142 1400016260 1256828828aR土名称状态黏性土0.25IL0.750IL0.25IL 080018001800240024003000粉土0.75e0.9e0.751000150015002000砂土碎石类土稍密中密密实粉砂500700800110012002000细砂70011001200180020002500中砂100020002200320035005000粗砂120022002500350040005500砾砂14002400
18、2600400050007000圆砾、角砾160030003200500060009000卵石、碎石2000300033005000700011000干作业挖孔桩（清底干净，干作业挖孔桩（清底干净，D=800mm）极限端阻力标准值极限端阻力标准值 缺软质岩参数，可参考表缺软质岩参数，可参考表5.3.5-2“混凝土预制桩混凝土预制桩”参数。参数。1asiapapRdlqqA1.5m单桩承载力特征值，按非嵌岩桩公式计算：3220.9/1.350.9 16.7 3.142 100.7519676accRf AkN213.142 1.5 10 2253.142 0.751650106042916135
19、20aRkN说明（1）上述方法为按护壁外侧计算桩侧摩阻力，应改为计算承载力至少应提高15%。因不是按嵌岩桩公式计算，故不能乘以清底系数1.2。213.142 1.8 10 2253.142 0.75165012724291615640aRkN计算承载力至少应提高46%。4000paq如果1650paq（2）是按干作业钻孔工艺提供的参数（有沉渣）实际宜按“预制桩”提供参数或者通过载荷板试验确定。213.142 1.8 10 2253.142 0.75400012724706919793aRkN4、桩基布置（1）见桩基平面布置图（2）见基础结构平面图优化建议：鉴于嵌岩桩承载力潜力较高，变形极小，建
20、议提高桩基承载力，使得桩基在柱下、墙下布置，那么承台高度可以降低，或者承台取消。理论上讲，人工挖孔嵌岩桩，总是可以做到柱下、墙下布桩。理论上讲，人工挖孔嵌岩桩，总是可以做到柱下、墙下布桩。这是因为：上部结构柱截面由轴压比控制，Ns传递到桩顶，作用到桩身，那么一般而言，只要（1）桩基承载力由桩身强度控制；（2）人工挖孔嵌岩桩的桩芯面积大于柱截面面积（一般都很容易满足，抗震等级高的构件，桩芯面积要求大一些），那么一柱一桩就够了。,(0.6 0.95)sc ccNfA,0.90sc ppNfA所以问题的关键在于：如何使得桩基承载力由桩身强度控制？这就要求：（1）充分发挥上覆土层的侧摩阻力，计算时应取
21、护壁外径；）充分发挥上覆土层的侧摩阻力，计算时应取护壁外径；（2）充分发挥嵌岩端侧摩阻力，嵌岩深径比，较硬岩、坚硬岩在）充分发挥嵌岩端侧摩阻力，嵌岩深径比，较硬岩、坚硬岩在1.0左右左右经济效益比较好；对于较软岩则在经济效益比较好；对于较软岩则在13左右，极软岩、软岩则可能在左右，极软岩、软岩则可能在4左右左右较为经济较为经济。当承载力需要时，也可加深，但嵌岩段承载力提高有限。当承载力需要时，也可加深，但嵌岩段承载力提高有限。（3）桩芯混凝土强度可用到）桩芯混凝土强度可用到C40。工程结构柱常用。工程结构柱常用C50混凝土，相应的桩芯混凝土，相应的桩芯混凝土强度提高，可有效提高桩身承载力。混凝
22、土强度提高，可有效提高桩身承载力。（4）计入清底干净的提高系数）计入清底干净的提高系数1.2，同时对施工单位提出相应的要求。，同时对施工单位提出相应的要求。重点：按桩芯强度控制的设计过程重点：按桩芯强度控制的设计过程（1）按最小施工桩芯直径计算承载力，一般取C40混凝土,0.90/1.356400ac ppRfAkN记忆80 806400kN如桩芯800,0.90/1.358100ac ppRfAkN80 808100kN如桩芯900,0.90/1.3510000ac ppRfAkN80 8010000kN如桩芯1000,0.90/1.3522500ac ppRfAkN80 8022500kN
23、如桩芯1500（2）根据桩身强度设计相应的嵌岩深度，一般的，较硬、坚硬岩hr/d=1可满足；极软、软岩，hr/d大于3.5；较软岩1hr/d30MPa。这说明（a）从某种程度上讲，较硬、坚硬岩嵌岩深径比大于1几乎是没有效果的。（b）那些在较硬、坚硬岩中的扩底桩，如果进入岩层达到1d的，并无必要扩底。,1.2/2 0.90/1.35rrkpc ppf AfA,1.11/1.37526.3(0.81)rkc prc prfffMPa26.3rkfMPa（3）上部结构荷载用标准值，与桩基承载力特征值对应，选择合适的桩径。通常一个项目中，23个桩径即可满足工程需要。假设无上覆土层的极软岩、软岩，仅用嵌
24、岩段阻力，那么用C40混凝土，hr/d=4，那么因极软岩、软岩 ，故深径比应大于3.5方能使得桩身强度充分发挥。这要求对于极软岩、软岩应充分发挥上覆土层侧摩阻力。对于较软岩(15frk30)，深径比13之间就足够了。,1.2/20.90/1.35rrkpc ppf AfA,1.11/0.7514.3(1.48)rkc prc prfffMPa15rkfMPa基桩hr基岩d柱承台较硬、坚硬岩极软岩、软岩无上覆土层的最大嵌岩深度：当上覆土层的有一定厚度时，需要的嵌岩深度会更浅，所以务必计入上覆土层提供的侧摩阻力。二、预应力管桩的挤土效应及有关问题二、预应力管桩的挤土效应及有关问题 随着施工技术发展
25、和经验积累，近些年管桩从沿海软土地区向内陆非软土地区蔓延，由低烈度区向高烈度区蔓延。同时也出现了不少工程事故，设计及施工应掌握其中原理并积累相关经验以有利于该桩型的发展。1、按挤土程度分类 与混凝土灌注桩比较，预应力管桩无泥皮、沉渣，从这个角度讲，其单桩竖向承载力应比灌注桩高，但管桩是挤土施工，不可避免的扰动原状土、使地下水渗流变化、破坏整个场地原有的应力场，使之失衡，从而导致诸多工程问题。由于挤土效应这是管桩工程事故较多的原因之一。因此有必要根据挤土程度分类：（1）挤土桩：闭口管桩（2）部分挤土桩：开口管桩，引孔施工的管桩（3）非挤土桩一般而言，（1）如果选择管桩，那么在有条件的场地（地区）
26、应使用部分挤土桩（2）用大口径空心桩（3）长桩，这能较大程度上减少挤土效应；同时在一定程度上保留了管桩侧摩阻力和端阻力较灌注桩高的优点。挤土量的比较 2、挤土施工场地土的影响 挤土施工将在引发场地土在施工期间发生以下变化：（1）扰动原状土体。对于对于高灵敏度的软土，可能破坏土体结构；（2）饱和软粘土中引起较高超孔隙水压力，对周围设施产生不利影响；（3）改变场地渗流规律。大面积挤土施工当沉桩速率过快将改变原有渗流规律，使得水压力发生变化。（4）土体偏离原位，朝场地外扩展，同时场地隆起。断桩脱空开裂移位切断土体位移及引发的破坏10m10m5m5m淤泥质粉质黏土淤泥质黏土灰色粉质黏土粉质黏土夹细砂3
27、、场地土变化对桩基础沉降及承载力的影响 桩基础工程中是通过考察桩基承载力、沉降量以及施工期间土体位移来评价桩型选择的合理性，因此可以将场地土变化对桩基础沉降、承载力及施工期间对周围环境的影响称为挤土效应。（1）挤土对桩基试桩承载力的影响psp1s1s2psp1s1突变型（桩端脱空）陡降型 预应力混凝土管桩的静载荷试验Q-s曲线多数（除桩端嵌岩以外）呈现陡降型的特征，这与（1）预应力管桩应用的场地特性有关（2）可能与桩直径较小有关。预应力混凝土管桩竖向抗压承载力的计算及说明预应力混凝土管桩竖向抗压承载力的计算及说明 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定敞口预应力混凝土空心桩单桩竖向极
28、限承载力标准值时，可按下列公式计算：)(1ppjpkisikpkskukAAqlquQQQ此公式计算基于以下假定此公式计算基于以下假定（1）土体未扰动，桩与土体紧密接触，故侧摩阻力较泥浆护壁的高。）土体未扰动，桩与土体紧密接触，故侧摩阻力较泥浆护壁的高。（2）桩端与持力层紧密接触，土塞效应方能发挥。）桩端与持力层紧密接触，土塞效应方能发挥。（3）未计入土体再固结形成的侧摩阻力增强效果。）未计入土体再固结形成的侧摩阻力增强效果。挤土恢复的时效性是双刃剑。随着时间推移，场地土恢复稳定，但这个时间可能长达数年。在这个过程中虽然侧摩阻力增加，但是沉降也在增加，所以如果增加了承载力那么桩数将减少，可能总
29、沉降将增加；同时由于再固结可能导致承台底脱空，那么荷载全部由桩承担，也可能额外增加沉降。土的名称土的状态qskqpkl99 l161630(压实)填土2230淤泥1420淤泥质土2230黏性土流塑IL12440软塑0.75 IL1405521085065014001200180013001900可塑0.50 IL0.7555708501700140022001900280023003600硬可塑0.25 IL0.50708615002300230033002700360036004400硬塑0 IL0.25869825003800380055005500600060006800坚硬IL0981
30、05红黏土0 aw1133200.92646中密0.75e0.946669501700140021001900270025003400密实e0.75668815002600210030002700360036004400粉砂稍密10N15244810001600150023001900270021003000中密15306688预应力混凝土管桩预应力混凝土管桩qsk,qpk土的名称土的状态qskqpkl99 l161630细砂稍密10N152448中密15306688中砂中密15307495粗砂中密153095116砾砂稍密51511613860009500900010500圆砾、角砾中密、密
31、实N63.510160200700010000950011500碎石、卵石中密、密实N63.5102003008000110001050013000全风化软质岩30N5010012040006000全风化硬质岩301016024060009000强风化硬质岩N63.510220300700011000（2）挤土对桩基沉降的影响 原场地扰动后场地受荷沉降再固结沉降 建筑物关注的是桩基长期沉降量。沉桩结束后，孔隙水压力逐渐消散，土体再固结，建筑物随之下沉；对于土层分布比较均匀的场地，再固结在平面内较均匀，将不增加建筑物两点间差异沉降，但对建筑物总沉降产生较大影响。饱和土中采用预制桩（不含复打、复压
32、、引孔沉桩）时，应根据桩距、土质、沉桩速率和顺序等因素，对按等效作用分层综合法计算的沉降乘以1.31.8挤土效应系数，土的渗透性低，桩距小，桩数多，沉桩速率快时取大值。05010015020025030035040010305070桩长(m)实测最终沉降(mm)灌注桩预制桩天津某工程沉降实测资料住宅，地下1层，地上9层，异形柱剪力墙结构，预应力管桩。上图为竣工时沉降。Smax=39mm住宅，地下2层，地上27层，剪力墙结构，灌注桩后注浆。上图为竣工时沉降。Smax=17mm 上面两栋楼位于同一小区。虽然桩基础提供了等效的承载力上，但沉降差别相当大。可见荷载并不是产生大沉降量的主要因素，合理的桩
33、基础设计能较好的控制建筑物沉降。4、减小挤土效应的措施（1）设计措施：增大基桩的最小中心距）设计措施：增大基桩的最小中心距土类与成桩工艺排数不少于3排且桩数不少于9根的摩擦型桩桩基其他情况非挤土灌注桩3.0d3.0d部分挤土桩3.5d3.0d挤土桩非饱和土4.0d3.5d饱和黏性土4.5d4.0d钻、挖孔扩底桩2D或D+2.0m(当D2m)1.5 D或D+1.5m(当D2m)沉管夯扩、钻孔挤扩桩非饱和土2.2D且4.0d2.0D且3.5d饱和黏性土2.5D且4.5d2.2D且4.0d（2）施工措施：）施工措施：1）可用预钻孔来减少排土量。预钻孔孔径可比桩径（或方桩对角线）小50100mm，深度
34、可根据桩距和土的密实度、渗透性确定，宜为桩长的1/31/2；通常预钻孔深度范围内地基图体内的超孔隙水压力可减小40%50%，地基变位可减小30%50%。2）应设置排水措施，如袋装砂井或塑料排水板，可提高土的在施工期间的压缩性。袋装砂井直径宜为7080mm，间距宜为1.01.5m，深度宜为1012m；塑料排水板的深度、间距与袋装砂井相同；其目的是改善地基土的排水特性，加快孔隙水压力的消散，防止砂土液化。3）可在沉桩区内外开挖地面防震沟或应力释放孔，并可与其他措施结合使用。防震沟沟宽可取0.50.8m，深度按土质情况决定；可减小浅层土体的挤土效应，对于深基坑效果有限。4）管桩施工不能抢工期。应限制
35、每天的沉桩数量（即打桩速率），合理安排沉桩流程，使得超孔隙水压力能及时消散；在软黏性土中，沉桩速度过快，不但显著增加水压力、地基土变位，还可使得邻近土体剪切破坏。施工顺利则影响水力梯度的大小和方向。实测表明，地基变位方向与沉桩施工方向一致。5）沉桩结束后，宜普遍实施一次复打，使桩端置于持力层上，能充分发挥桩端土体承载力，还可随时间增长；（3）基坑开挖）基坑开挖1）基坑开挖前应对边坡支护型式、降水措施、挖土方案、运土路线及堆土位置编制施工方案，若桩基施工引起超孔隙水压力，宜待超孔隙水压力大部分消散后开挖。2）基坑施工顺序宜先深后浅。场地土允许的地区应先开挖基坑，后沉桩。3）挖土应均衡分层进行，对
36、流塑状软土的基坑开挖，高差不应超过）挖土应均衡分层进行，对流塑状软土的基坑开挖，高差不应超过1m。4）挖出的土方不得堆置在基坑附近。5）机械挖土时须避开桩位，行进路线须避开桩位且距离桩位一定距离，否则应采取其他措施确保基坑内的桩体不受损坏。（4）施工监测）施工监测1）对于挤土预制桩和挤土灌注桩，施工过程均应对桩顶和地面土体的竖向和水平位移进行系统观测；若发现异常，应采取复打、复压、引孔、设置排水措施及调整沉桩速率等措施。2）沉桩过程中应加强邻近建筑物、地下管线等的观测、监护。（5）预应力管桩施工常见问题及处理措施1）平面偏位，桩身完整性为I、II类。措施：处理承台。尤其对一柱一桩和二桩的情况。
37、（见武汉某工程实例）2）桩身开裂，对水平承载力有影响。措施：（a）灌芯（b）补桩。（见唐山某项目）3）桩端未到设计标高（桩长未满足设计要求）。措施（a）预钻孔（b）保留该持力层。中砂细砂中砂黏土粉质黏土粉质黏土处理类似问题应着眼于对承台和上部结构的影响。（a）承台内力不同原设计；（b）建筑物沉降可能不均匀。4）沉桩终压力与设计不符（沉桩终压力Rsm与极限承载力Quk关系按地区经验较为真实）。终止压力与土层分布特性密切相关，应注意当地土层分布特点。2030m淤泥质黏土粉质黏土510m细砂黏土细砂23m23m23m23m23m黏土细砂黏土710m粉质黏土510m细砂细砂（a）（b）（c）最大压桩力
38、不宜小于设计的单桩竖向极限承载力标准值，必要时可由现场试验确定。建议根据地区静压确定 5、桩端封口的必要性 预应力管桩桩端持力层土体可能因渗水而影响承载力：(1)原为非饱和土，因含水量增加而降低承载力。当桩较长时承载力以桩侧摩阻力为主的，这种不利效应影响较小。(2)桩侧持力层为粉、细砂时，可能因水头压力而使之流失，局部掏空。(3)桩端嵌入遇水易软化的强风化岩、全风化岩，则会极大的损失承载力。为避免地下水对桩端持力层的影响，应用闭口桩且填芯。在施工第一节桩时即对桩端以上2m左右范围内灌入微膨胀细石混凝土，封闭以防止渗水。鉴于当前预应力混凝土管桩挤土产生的一系列问题的复杂性，故应强调在实践中总结经
39、验，强调地区经验强调地区经验的重要性。1、偏心荷载下的承载力理论的基本图示（1）偏心受荷（2）软土（3）土质不均整体失稳主应力线整体失稳示意三、地基整体稳定三、地基整体稳定2、整体失稳（1）实例121m25m沼泽土十一层巴西某十一层大厦。1955年始建的巴西某十一层大厦长25m，宽12m，支承在99根21m长的钢筋混凝土桩上。1958年大厦建成后，发现其背后明显下沉。1月30日，该建筑物的沉降速度高达每小时4mm，晚8时许，大厦在20s内倒塌。后查明该大厦下有25m厚的沼泽土，而其下的桩长仅有21m，未深入其下的坚固土层，倒塌是由于地基产生整体剪切破坏所致。（2）实例2加拿大特朗斯康谷仓。建于
40、1914年。该谷仓由65个圆柱形筒仓构成，高31m，宽23.5m，其下为钢筋混凝土筏板基础，由于事前不了解基础下埋藏有厚达16m的软粘土层，谷仓建成后初次贮存谷物达27000t后，发现谷仓明显下沉，结果谷仓西侧突然陷入土中7.3m，东侧上抬1.5m，仓身倾斜近27o。后查明谷仓基础底面单位面积压力超过300kPa，而地基中的软粘土层极限承载力才约250kPa，因此造成地基产生整体破坏并引发谷仓严重倾斜。该谷仓由于整体刚度极大，因此虽倾斜极为严重，但谷仓本身却完好无损。后于土仓基础之下做了七十多个支承于下部基岩上的混凝土墩，使用了388个50t千斤顶以及支撑系统才把仓体逐渐扶正，单其位置比原来降
41、低了近4.0m。（3）实例3上海莲花河畔景苑 7号楼钢筋混凝土剪力墙结构。地上13层，地下一层。基底为淤泥土，承载力约6t。条形基础+预应力混凝土管桩。桩长约30m，桩数112根。倾覆后桩完全折断。事故原因：3、检视规范规定（1）非岩石地基的基础：最小埋深0.5m，应满足承载力、变形、稳定性要求。筏基则大于1/15H，桩筏则大于1/181/20 H。需要指出的是：非岩石地基的基础埋深，应与抗震设防烈度，地基土性质相关。当设防烈度高且场地土为四类时，应适当加深。对于桩基础不宜小于1/15H。（2）岩石地基：无最小埋深要求，承载力、变形、稳定性容易满足。当基础置于岩面时，仅需满足抗滑移要求。在非岩
42、石地基土上，高层建筑应设置地下室。高层建筑无地下室，通常基础搁置在基岩上，从以上阐述可见，抗滑移总是满足要求，故不管有没有桩，均不存在滑移问题。也不需要加厚桩顶承台。大直径桩设计只要考虑其承载力即可。PH=uPV=vPv=320%u=4075%抗滑移验算示意图抗滑移验算示意图四、两类的共同作用四、两类的共同作用（一）竖向荷载作用的的共同作用（第一类共同作用）竖向荷载作用下建筑结构中的参与共同作用有三个要件：上部结构、筏形承台和桩土体系。其中上部结构靠整体抗弯刚度参与工作，筏形承台靠自身截面抗弯刚度参与工作，桩土体系靠桩-土相互作用提供的竖向支撑刚度参与工作，三者共同作用，协调变形。第一类共同作
43、用示意（1）框架结构整体抗弯刚度（a）梁弯曲变形引起的节点转动）梁弯曲变形引起的节点转动（b）梁弯曲变形引起的层间转动）梁弯曲变形引起的层间转动（c）柱弯曲变形引起的层间转动）柱弯曲变形引起的层间转动212()1bist kii iIElkQl（2）钢筋混凝土剪力墙结构整体抗弯刚度212()1bist wii iIElkQl引用上述框架结构整体抗弯刚度计算方法，因墙肢线刚度较连梁大的多，故可忽略墙肢弯曲变形引起的节点转动和跨间转动，仅计算连梁弯曲引起的跨间转动，（3）基础结构（筏板）整体抗弯刚度均匀布桩或天然地基时，中心沉降是角点的3.03.7倍。刚度则是1/3.03.733fFEIkQl3.
44、03.71.01.01.01.0（4）桩土体系竖向支撑刚度（5）整体抗弯刚度比较1）从计算结果可以看出，厚1.5m的筏形承台，其整体抗弯能力是一层单跨框架的70倍；2）厚1.5m的筏形承台，其整体抗弯能力与二层单跨剪力墙相当；3）当筏形承台跨数更多时，其等效整体抗弯刚度将随计算长度的约三次方幂趋势降低；4）剪力墙结构整体抗弯刚度极大，抵抗差异变形的能力极强。建筑物名称层数/基础埋深（m）建筑面积（m）高度（m）平均沉降（mm）基础挠度（万分之一）上海康乐路工房12/6.567.58x11.6536.61193.56上海华盛路工房12/5.6555.8x12.537.01781.0上海北站旅馆8
45、/3.1522x16.427.0421.23上海国际妇幼保健院7/2.455x4329.052892.78江苏浏河冷库5/4.850 x3626.11200.69北京外交公寓16/7.2036x1654.74490.12北京中医医院9/5.3586x12.634.217北京前三门604工程10/110.60交通部水规院住宅9/4.2063x12.927.4220.80保定冷库5/3.0155x4333.0470.37VMN水平力作用下的共同作用拟静力m法手工计算复杂，过程冗长，作者根据规范附录C编制程序，需要明确的是，附录C中是将承台（地下室）-侧壁土桩桩侧土作为整体分析的。（二）水平荷载下的
46、共同作用（第二类共同作用）VMNSETWE软件整体分析范围规范附录C整体分析范围二种分析模式的比较二种分析模式的比较 此外现为广大工程师所熟悉的SETWE软件，引入了地下室侧壁土体的水平抗力系数的比例系数m，来考虑结构物与土体的共同作用；程序在“地下室”参数对话框中提供了侧壁回填土的m值的输入接口。需要明确的是，这里是将结构地下室侧壁土作为整体分析的，与规范附录C的区别见下图。二者的共同点是均利用了岩土工程中的重要参数m来考虑的承台侧壁土对水平地震作用的分担效果。五、抗浮设计五、抗浮设计（1）抗浮设防水位如何取值比较合理？基础工程设计时当地下水位较高时，应进行抗浮验算。近年来由于对抗浮水位的确
47、定不合理以及抗浮桩设计不合理而导致的建筑物上浮事故已有多起，造成极大的经济损失；此外抗浮水位设置过高，对工程造价有重大影响，因此合理确定抗浮水位是个重要的问题。抗浮设防水位是岩土工程师综合建筑基础埋置深度、场地岩土工程条件、地下水类型及赋存状态、含水层分布、区域性气候资料、地下水补给排泄条件等等，提出的合理化建议。需要明确的是，在有渗流时，地下水的水头宜通过渗流计算进行分析评价；对节理不发育的岩体宜通过实测数据确定，有确切经验时可根据经验确定。有工程师认为将历年最高水位作为抗浮设防水位是安全的，并不竟然。徐州某地下水泵房建于山腰基岩上，山顶人工湖面距水泵房基底高差大于7m，勘察期间未见地下水，
48、工程师未按抗浮设计。建成后局部浮起，造成泵房整体倾斜。究其原因是因为施工爆破基岩，造成基岩裂隙，形成贯通的地下水，对基底产生巨大压力。对于此类工程在施工中发现地下水，即应砌筑水井以观测水位，并以稳定水位作为抗浮设防水位。当前抗浮设计，习惯将水头压力直接作用于基础底板作为抗浮设计水位，这是不合理的。为使抗浮设计更经济，应区别对待水头压力。当基础埋置在分布稳定且连续的含水层土中时，基础底板承受水头高度为h的水浮力（图（a）；当埋置在非饱和隔水层中，且采取措施保障地基土工作期间始终处于不饱和状态，则认为基础底板不受上层水的浮力作用（图（b）；若隔水层饱和则应考虑浮力作用，但宜计入渗流作用，对水浮力进
49、行折减（图（c），折减水头应由有经验的勘察单位确定。水位标高隔水层h水位标高非饱和隔水层不透水材料回填水位标高饱和隔水层不透水材料回填（a）置于透水层中（）置于透水层中（b）置于非饱和隔水层中（）置于非饱和隔水层中（c）置于饱和隔水层中）置于饱和隔水层中 基底土质不同对抗浮设防水位的影响基底土质不同对抗浮设防水位的影响（2）解决抗浮的几中措施 降低抗浮水位：结构用无梁楼板；用机械停车替代两层地下车库。增加配重：素填土，素混凝土，钢渣混凝土 其中素填土具有良好的经济效益。抗拔桩：小直径短桩，后注浆长桩，扩底桩抗浮锚杆：用于基岩较浅场地。工程中应根据实际情况选择其中一种或两种组合的抗浮方案。不要拘
50、泥于一种方式。通常一个经济合理的抗浮方案均是采取多项措施的结果。（3）抗浮的安全度问题 长久以来抗浮的安全度并未得到足够重视，常常引发工程事故。首先，荷载分项系数以前取0.9，现在取1.0，导致荷载项没有安全储备。再者，结构自重取值偏大，某些地下车库工程每层结构自重取13kN/m2，实际上，结构自重仅有梁板及面层，往往达不到。抗浮水位虽然取得较勘察水位高，但一般也就高12m，当丰水期水位达到地面时，水浮力往往大于结构自重。需要指出的是：用配重抗浮的设计，其安全系数仅为1.0。而采用抗浮桩或者抗浮锚杆的，其安全系数才为2.0。这是工程师要重点重视的。此外，基底土层的隔水性相当关键。如果基底土层为
