由桩和连接桩顶的桩承台（简称承台）组成的深基础或由柱与桩基连接的单桩基础，简称桩基。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基础应用广泛。
桩基是一种古老的基础型式。桩工技术经历了几千年的发展过程。无论是桩基材料和桩类型，或者是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化基础工程体系。在某些情况下，采用桩基可以大量减少施工现场工作量和材料的消耗。
70年代，中国曾发生了几次大地震。以其中的唐山大地震为例，凡采用桩基的建筑物一般受害轻微。这说明桩基在地震力作用下的变形小，稳定性好，是解决地震区软弱地基和地震液化地基抗震问题的一种有效措施。
桩基中桩的数量和排列应根据上部结构和荷载情况确定。柱下桩基可以用一根也可用一群桩并排列成多边形；墙下桩基常成排布置，当建筑物荷载大和占地面积小时，则要成片布置成满堂桩。
桩基上作用的荷载以竖向荷载为主时,桩都是竖直的；如有较大的水平荷载,就要布置斜桩以抵抗水平力。
桩基检测的方法有几种？以下中国建筑网带来关于桩基检测的方法有几种，相关内容供以参考。（1）成桩的质量检验有两种基本方法：一种是静载试验法（或称破损试验）；另一种是动测法（或称无破损试验）。（2） 桩基施工验收应包括下列资料：1、工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单及材料代用通知单等。2、经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况。3、桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单。桩孔、钢筋、混凝土工程施工隐蔽记录及各分项工程质量检查验收单及施工记录。4、成桩质量检查报告。5、单桩承载力检测报告。6、基坑挖至设计标高的桩位竣工平面图及桩顶标高图。以上是建筑网为建筑人士收集整理的关于“桩基检测的方法有几种”等建筑相关的知识可以登入中国建筑网建设通进行查询。更多关于建筑行业独家信息，敬请实时关注建筑网微信号。关注手机建筑网（http://m.cbi360.net/），实时了解建筑行业最新动态。
锚桩法桩基检测？以下中国建筑网带来关于锚桩法桩基检测内容，相关供以参考。锚桩反力梁装置在具体的应用中又可根据反力锚的不同分为两种：将反力架与锚桩连接在一起提供反力的，俗称锚桩反力梁装置；将几只螺旋钻钻入地下使用地锚提供反力，俗称锚杆反力梁装置。锚桩反力梁装置就是将被测桩周围对称的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来，依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起，由被连接的锚桩提供反力。提供反力的大小由锚桩数量、反力架强度和被连接锚桩的抗拔力决定。锚桩反力梁装置一般不会受现场条件和加载吨位数的限制，当条件允许时采用工程桩作锚桩是最经济的，但在试验过程中需要观测锚桩的上拔量，以免拔量，以免拔断，造成工程损失。（1）各类桩、墩、桩墙竖向或横向承载力检测，包括单桩及群桩承载力检测；（2）墩底持力层承载力及变形性状的检测；（3）各类桩、墩及桩墙结构完整性检测；（4）考虑桩土共同作用或复合地基中桩土荷载分担比的检测，桩体及土体...
桩基自平衡检测？以下中国建筑网带来关于桩基自平衡检测的原理，相关内容供以参考。自平衡法与传统的堆载法和锚桩法不同,该技术是在施工过程中将按桩承载力参数要求定型制作的荷载箱置于桩身底部,连接施压油管及位移测量装置于桩顶部,待砼养护到标准龄期后,通过顶部高压油泵给底部荷载箱施压,得出桩端承载力及桩侧总摩阻力。根据现有可查证的档案记录，目前被国内冠之以”自平衡法“之名的桩内预埋加载设备进行桩基承载特性检测的方法，最早于1960年代有以色列AfarVasela公司提出并实施。根据专利资料，该法被称为”一种新的承载力测试方法“，俗称为“通莫静载法”。其检测原理是将一种特制的加载装置-----荷载箱，在混凝土浇筑之前和钢筋笼一起埋入桩内相应的位置，将加载箱的加压管以及所需的其他测试装置从桩体引到地面，然后灌注成桩。有加压泵在地面像荷载箱加压加载，使得桩体内部产生加载力，通过对加载力与这些参数之间的关系的计算和分析，我们不仅可...
桩基静载监理旁站记录？以下中国建筑网带来关于桩基静载监理旁站记录的基本条件检查和打桩以及处理，相关内容供以参考。(1)基本条件检查：a.施工机械合格证书是否符合要求；b.施工环境是否符合环保要求，外界环境、天气人为等原因对浇筑的影响和措施、冬雨季措施的落实；c.施工单位有关现场管理人员、工长质检人员各专业人员是否在岗，焊工是否是原审查的人员；(2)打(压)桩:a.成品桩质量：检查外观质量、桩身、桩帽等，运输后是否有无问题；b.打(压)桩顺序：应符合规范方案中的措施落实情况；c.设备运转是否正常，不能带病工作；d.打(压)桩过程中的桩身垂直度和打(压)桩深度满足规范要求；e接桩焊接：确保焊缝质量和设计尺寸，接桩后的中心垂直度应符合要求；f.停锤验收：控制贯入度、控制桩端设计标高、检查施工记录；（3）、打压桩在过程中发生问题应详细记录，经相关单位认定后进行处理。监理日记由责任监理员按日及时、客观、真实地填写，不得编造，必要时由...
反射波桩基检测试验报告？以下中国建筑网带来关于反射波桩基检测试验报告的注意事项，相关内容供以参考。（1）被检测桩应凿去浮浆，使桩头平整。（2）检测前对仪器设备检查调试，仪器工作性能正常方可测试。（3）每个检测工地均应进行激励方式和接收条件的选择试验，确定最佳激励方式和接收条件。（4）激振点宜选择在桩头中心部位，传感器稳固地安置在桩头上，对于大直径的桩可安置两个或多个传感器。（5）当随机干扰较大时，可采用信号增强方式，进行多次重复激振与接收。（6）为提高分辨率，应使用小能量激振，并选用高截止频率传感器和放大器。（7）断别桩身浅部缺陷，可同时采用横向激振和水平速度型传感器接收，进行辅助判定。（8）每根被检测单桩均应进行三次以上重复测试。出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试不良因素再重复测试。（9）每隔一定的冻融循环次数，详细检查各试件有无剥落、裂缝、分层及掉角等现象，并记录检查情况。（10）称量冻融...
桩基开工报告范本？以下中国建筑网带来关于桩基开工报告范本的说明，相关内容供以参考。1.施工场地已平整，供电供水已完成，进场道路通畅，材料堆放场地符合要求。2.测量控制点已复核，偏差在允许范围之内。轴线控制点已经建立并采取了保护措施，桩位定位已经完成，偏差在允许范围之内。
3.图纸会审和技术交底工作已经完成。4.施工组织设计上报并得到批准实施。
5. 现场已进10台JZK-5型冲锤桩机，且安装调试完备；安全条件认证及桩机检测已经完成，且符合要求。以上是建筑网为建筑人士收集整理的关于“桩基开工报告范本”等建筑相关的知识可以登入中国建筑网建设通进行查询。更多关于建筑行业独家信息，敬请实时关注建筑网微信号。关注手机建筑网（http://m.cbi360.net/），实时了解建筑行业最新动态。
桩基荷载沉降曲线？以下中国建筑网带来关于桩基荷载沉降曲线的摘要，相关内容供以参考。桩基荷载沉降曲线的竖向承载单桩的荷载，沉降特性是桩基设计中所要考虑的重要因素。工程上通常通过静载荷试验来测取桩的荷载——沉降曲线,耗资巨大。本文对现有荷载传递分析法模型进行改进,考虑了土层深度对计算参数的影响,并利用&桩尖位移等值法&来计算竖向受荷单桩的荷载——沉降曲线,同时编制了计算机程序,并将由该法计算而得的荷载——沉降曲线与现场实测的数据进行拟合分析,结果比较吻合。另外,本文分析了桩长、桩径、桩身混凝土弹性模量等参数对桩荷载——沉降曲线的影响,得出了一些较有意义的结果。以上是建筑网为建筑人士收集整理的关于“桩基荷载沉降曲线”等建筑相关的知识可以登入中国建筑网建设通进行查询。更多关于建筑行业独家信息，敬请实时关注建筑网微信号。关注手机建筑网（http://m.cbi360.net/），实时了解建筑行业最新动态。
桩基完工报告？以下中国建筑网带来关于桩基完工报告的施工中质量控制，相关内容供以参考。1、施工测量放样控制工程开工时，对甲方给出的各主要控制点一引测到场地周围，不受施工影响且不受破坏的建筑物、地面等部位，并加以妥善保护，经建设单位代表及监理工程师复核验收合格后，再进行工程桩桩位施放。施工前全面放线，并与总图核对无误后在分块放线施工。工程桩位定位采用长度30-50㎝直径8钢筋钉入地下，并用红色袋带绑扎好标记，经监理工程师复核验收，误差控制在规范允许范围内后，方可进行冲孔桩施工工作。2、工程桩位施工质量控制
桩机就位前由测量员复核桩位，并在桩位附近打两对称的四个引测点，以便在施工过程中复核工程桩是否偏位。桩身垂直度采用双向吊线控制。3、桩端进入持力层深度控制及有效桩长控制
记录每根桩开孔后的孔口顶标高，项目部会同监理单位安排专人测定桩锤冲击深度、入岩标高、终孔标高；判别持力层岩样，确保桩端进入持力层的...
桩基实验报告？以下中国建筑网带来关于桩基实验报告的基本原理，相关内容供以参考。超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是:由超声脉冲发射源在砼内激发高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特性；当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面，波到达该界面时，产生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明显降低；当砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内砼的密实度参数。测试记录不同侧面、不同高度上的超声波动特征，经过处理分析就能判别测区内部存在缺陷的性质、大小及空间位置。在基桩施工前，根据桩直径的大小预埋一定数量的声测管，作为换能器的通道。测试的每两根声测管为一组，通过水的耦合，超声脉冲信号从一根声测管中的换能器中发射出去，在另一根声测管中的换能器接收信...
桩基质量评估报告？以下中国建筑网带来关于桩基质量评估报告，相关内容供以参考。一、桩基质量评估报告的工程特点1、本工程体量大、质量标准高，工期紧，任务重，对总承包商的管理、协调、组织能力要求较高，监理协调工作量大，对监理单位的综合服务水平要求较高。2、冲孔灌注桩施工时基本低噪音、无地面隆起或侧移，因此对环境和周边建筑物危害小；3、冲孔灌注桩直径大、入土深；4、扩底钻孔灌注桩能更好地发挥桩端承载力；5、冲孔灌注桩通常布桩间距大，群桩效应小；6、冲孔灌注桩可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩；7、施工设备简单轻便，能在较低的净空条件下设桩；8、旋挖、冲孔孔灌注桩在施工中，影响成桩质量的因素较多，土体不够稳定时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象，桩侧阻力和桩端阻力的发挥随着工艺而变化，且又在较大程度上受施工操作影响。二、桩基质量评估报告的质量评估依据1、施工合同约定的质量标准；2、设计图纸及相关文件；3、现行国家法...
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天津大学岩土工程研究所,
通过桩土相互作用的振动台模型试验，获得了不同相对密度的砂土在振动液化过程中桩身弯矩随土层振动累积孔压的变化关系。进而通过拟静力方法，确定了土层液化过程中的衰化p-y曲线，并计算出桩身弯矩的分布。计算结果与实测结果的比较分析表明：若土层的振动累积孔压比ru≤0．2时，桩的水平承载能力没有明显降低。当土层的振动累积孔压比ru≥0．8时，若土层的相对密度Dr≤40％，桩的水平承载能力降低90％；若土层的相对密度Dr≥50％，桩的水平承载能力降低75％。>>>>论文详细
作者：张冬冬
导师：刘红军
学科专业：&
文献出处：中国海洋大学 2014年
关键词：&&&&&&&&&&
摘要：海上风电作为一种新型清洁能源，在21世纪越来越受到人们的青睐。黄河三角洲作为中国第二大中国石油基地，又具有丰富的海上风能资源，因此在黄河三角洲地区粉质土的地质概况下桩基础的稳定性越来越受到关注。由于桩基础所受荷载的复杂性，以有机玻璃管模拟桩体，在饱和粉质土地基中进行了单桩水平静力和单向循环加载室内模型试验，通过应变采集系统和位移计测得两种设桩方式和加载方式下的桩身应变和桩身位移。并通过数学运算推出静力加载和单向循环加载下单桩的桩身弯矩、桩体位移、桩周土反力等数据。通过分析得到如下成果：（1）水平静力加载下，对于两种不同的设桩方式，随着荷载的增大，桩周土的变形和桩身弯矩都增大。由于桩周土体开始产生塑性屈服，从而对桩的侧向约束能力下降，最大桩身弯矩位置有所下降，始终处于距离泥面3至6倍桩径，而打入桩最大桩身弯矩值较预埋桩大。（2）水平静力加载下，设桩方式对桩周土反力的的主要影响是，通过改变原土体应力状态在深度上的分布，降低了土抗力零点位置，这种效应随着深度的增大而减小，因此对于Y50修正值是随着深度增大呈增大的趋势。（3）通过预埋桩和打入桩在静力加载下推算的p-y曲线发现，对于接近泥面处的桩土综合刚度，打入桩较预埋桩小，这种现象随着深度的增大而减弱。（4）API中软粘土的p-y曲线模型并不适用于粉质土，由于其对极限土抗力的计算偏保守，因此文中Y50相对于文献中的取值较大。（5）单向循环加载下，对于两种设桩方式，通过拟合发现，幅值和峰值应变下最大桩身弯矩之间都呈线性增大关系，而其斜率又与周期的大小相关。因此峰值应变下最大桩身弯矩是与幅值和周期相关的函数。桩身最大弯矩的位置随着幅值的增大向下移动，并一直处于距离泥面4至5倍桩径处。循环荷载的幅值与最大桩周土反力和测点位移之间依然呈正相关，随着幅值的增大，桩周上部土体变形增大，荷载向更深层的土体传递，因此土抗力零点位置也向下移动。（6）预埋桩和打入桩的单向循环加载下，循环周期对最大弯矩、土反力最大值、测点位移的影响是复杂多变的。（7）对于两种设桩方式，循环次数与峰值应变下桩身最大弯矩、土体位移之间都呈正相关，并通过拟合给出了两种设桩方式下函数中相关参数建议值。其次由于循环弱化作用，循环次数与最大桩周土反力之间呈负相关性，并通过拟合也给出了两种设桩方式下相关参数的取值。（8）由两种设桩方式下动力p-y曲线峰值变化趋势显示，桩周最大土抗力与循环次数之间的关系取决于一个临界深度，在临界深度以上最大桩周土抗力与循环次数呈负相关，而在临界深度下两者呈正相关。
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静压管桩抗压承载力特征值与终压力关系的探讨
核心提示：以开封东汇名城发展项目为例通过静载试验，依据施工记录及检测结果Q-S曲线，阐述单桩承载力特征值与终压力之间的数理关系，同时结合单桩承载力特征值的理论计算及管桩材料允许最大抱压值，为开封乃至黄河冲击平原地区，以砂层为持力层的管桩设计、施工提供了一定的理论支撑。　　1、引言
　　近年来，静压管桩以其单桩承载力高、质量可靠、施工方便、施工周期短、单位承载力造价低、噪音小、施工场地文明整洁等优点，深得业主和设计人员青睐，被广泛用于工业与民用建筑、铁路、公路、桥梁、码头、港口等工程中。该项技术成熟于日本，在广东等沿海城市基础工程中，管桩使用率已达到80%，自此项技术进入河南市场以来，对传统的桩基工程形成了很大的冲击，尤其是在郑州、开封、洛阳、新乡等地市的工业与民用建筑中，管桩已成为基桩施工的首选。
　　相关规范中均没有明确规定管桩静压施工终压力如何选定，在东南沿海地区已有较为成熟的经验数据，但河南因引进管桩技术较晚，对静压管桩施工终压力与单桩承载力特征值的关系一直没有一个统一的观点。笔者以开封东汇名城发展项目为例，探讨黄河冲击平原地区静压管桩以砂性土为持力层的静压管桩单桩承载力特征值和终压力之间的关系，为静压管桩在该地区的使用提供一定的依据。
　　2、静压管桩单桩承载力特征值与终压力之间的关系
　　静压法施工预应力管桩属于挤土类型，沉桩时桩体表面存在桩土间的接触、滑移和摩擦效应，桩周土体受到剧烈的扰动，相当于桩身体积的土体被压缩并向四周排挤，改变了土体的应力状态，产生挤土效应。终压力是沉桩过程中强迫桩贯入土层中所需的静压力，主要来自压桩机克服桩端土体的抗冲剪阻力，是土层破坏时的极限荷载；单桩极限承载力是沉桩完成后该桩能保持正常使用时可承受的最大荷载，主要来自桩侧土的摩阻力和桩端土的支撑力，单位工程同一条件下单桩竖向承载力特征值Ra=1/2Quk（Quk为单桩极限承载力）。
　　以砂层为持力层时，在终压力作用下，砂颗粒之间的咬合和摩擦作用提供的反作用力使桩处于动态平衡状态，卸载一定时期后，砂粒之间会产生部分错动，颗粒重新排列，桩端阻力和桩侧摩阻力会有所降低，桩的2倍承载力特征值比压桩的终压力小。
　　3、工程实例
　　开封东汇名城发展项目住宅1期规划建筑面积约为m2，建筑占地总面积约为。其中4栋18层、6栋12层住宅楼均为预应力混凝土管桩基础，管桩型号PHC400AB95，平均桩长约14米。该桩基以第11层粉砂为持力层，设计要求进入持力层不小于1m。根据地质报告，场地地貌单元为黄河冲积平原，具体土层地质特性祥见表1.
　　表1工程地质特性表
　　施工采用TYY-800型抱压式液压静力压桩机，达到终压力后控制复压3次，且稳定压桩力不小于终压力，稳定压桩的时间控制在5~10s。中南标《预应力混凝土管桩》（12ZG207）图集可查得PHC400AB95管桩的桩身允许压桩力3337KN。施工终压力取3300KN，略低于桩身最大允许压桩力。桩基检测做3根试桩，每栋楼抽检1%且不小于3根工程桩做静载试验。试验设备选用RS-JYB型桩基静载荷测试系统，检测前使用洛阳铲掏出设计桩顶以上桩间土以消除非有效桩长部分与土体间摩擦力影响。检测遵照《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）执行，持力层为砂层，检测时管桩休止期不得小于7天。检测结果Q-S曲线为缓变型，总沉降量s=40mm的对应荷载值为单桩极限承载力，图1、2、3、4分别为5#楼4根桩单桩承载力检测Q-S曲线。东汇名城1期住宅试桩及所有工程桩检测结果及数据分析见表2静载试验统计分析表。
　　表2静载试验统计分析表
　　由表2数据可以看出，该场地单桩承载力特征值Ra与终压力Pu之间的关系约为：Pu=（2.3~2.5）Ra。因施工单位的施工水平参差不齐，笔者认为实际施工过程中为提高工程质量保证率，终压力Pu不应小于2.5倍单桩承载力特征值Ra。通过这个关系我们不妨延伸一下，PHC400AB95型管桩施工时终压力值不应超过3337KN，这也就要求设计方在确定单桩承载力特征值时考虑管桩本身的允许压桩力，就该项目来说设计单桩承载力特征值不应超过=1335KN。
　　设计时根据国标《建筑地基基础设计规范》(GB)提供的以下公式进行估算单桩竖向承载力特征值，最后通过现场静荷载试验确定。
　　Ra=qpaAp+up&qsiali
　　式中Ra为单桩竖向承载力特征值（kN）；qpa为桩端端阻力特征值（kN/m2）；Ap为桩底端横截面积（m2）；up为桩身周长（m）；qsia为桩侧阻力特征值（kN/m2）；li为各土层划分的各段桩长（m）。该工程持力层砂层的qpa=5000KN。设计桩顶在第3层粉土层顶部，桩底为进入第11层约1m。结合表1中数据可得初设单桩承载力特征值估算值为：
　　Ra=+1.256*（22*1.35+17*1.96+&&+40*1）=950KN
　　因挤土效应等原因估算值较现场实际值小的多，所以设计方应充分结合试桩情况确定设计单桩承载力特征值，使单位承载力得到最大化的利用，进而节约造价。
　　4、结语
　　开封以及周边同属黄河冲击平原地区，砂层埋深一般在10m~30m位置，厚度约5~10m比较适合做静压管桩持力层，通过管桩单桩承载力特征值与终压力间关系的研究，为该地区静压管桩施工终压力的选值提供了依据，一般不小于2.5倍设计单桩承载力特征值，同时也不应超过桩自身允许最大压桩力。
　　参考文献：
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　　[6]王俊林.静压管桩单桩极限承载力与终压力关系的探讨[J]，岩土力学，1-634.
　　[7]孙文怀.郑州地区静压管桩单桩极限承载力与终压力关系[J]，水文地质工程地质，0-101.
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　　[9]李炳海.静压管桩挤土效应实例分析[J]，山西建筑，）：136-137.论文发表、论文指导
周一至周五
9：00&22：00
确定软岩地基桩基承载力参数的方法与应用
　　摘要：南水北调中线一期工程输水总干渠第三系软岩地基占线路总长的68%，桩基数量为国内外土建工程之最。由于软岩具有易扰动性的显著特征，软岩地基和桩基力学参数获取的手段单一并存在欠陷，导致参数取值的不确定性，在此情况下，带来设计指标估计有较大富余，对工程投资影响巨大。因此现阶段研究软岩地基桩基承载力特性工作显得尤为迫切。文章介绍了采用模拟桩极限侧阻力试验、自平衡试桩法等获取参数的新方法以及其成功应用工程的实例；并简要介绍了离心机模拟试验、计算机数值仿真技术、桩基动力检测方法以及提高桩基承载力的新方法。建议不失时机地将这些新方法应用于设计和施工方案的优化，控制基础的不均匀变形，缩短工程周期，减少设计变更。 中国论文网 /8/view-9092941.htm　　关键词：南水北调中线；软岩地基；桩基；承载力 　　中图分类号：TU471 　　文献标识码：A 　　文章编号：08)01-0120-04 　　 　　New Methods for Determination Bearing Capacity Parameter of Pile Foundation in Soft Rocks and Its Application 　　BIAN Zhi-hua，WEN Song-lin，PANG Zheng-jiang，ZHANG Li-jie 　　(Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of the Ministry of Water Resources，Wuhan 430010，China) 　　Abstract：Soft rock foundation length of the water distribution main channel in Mid-Route of the South-to-North Water Diversion is 68% of the total.Number of pile foundation is the largest in domestic and overseas civil engineering field.Mechanical parameters can not be gained exactly because the means gaining them is defective.It makes project investment increase greatly.New methods of ultimate pile side resistance simulation test and self regulation test pile are demonstrated in the paper.And application of the new methods is introduced.Centrifuge simulation experiment，the computer simulation technology，the pile foundation power examination method and new construction methods improving bearing capacity are demonstrated.It is suggested that all the above new methods are applied in design and in optimizing construction scheme to control unequal foundation settlement，shorten project time and cut down design alteration. 　　Key words：South-to-Route Water Diversion Midline；soft rock foundation；pile foundation；bearing capacity；new method 　　 　　1 前 言 　　 　　南水北调中线一期工程输水总干渠软岩分布广泛，涉及软岩地基的区段长度达968.97 km，占线路总长68%，主要分布在陶岔至古运河沿线，主要由第三系黏土岩、砂岩、砾岩和泥灰岩等软弱岩体组成。总干渠交叉建筑物众多，分为左岸排水建筑物、河渠交叉建筑物、公路交叉建筑物、铁路交叉建筑物和控制建筑物以及隧洞泵站等，共1 796座。排洪(水)渡槽、梁式渡槽、公路桥和铁路桥基础大部分采用桩基，排洪(水)渡槽、梁式渡槽、公路桥和铁路桥基础大部分采用桩基，共用桩约70万根，桩基数量为国内外基建工程之最。根据工程地层结构的复杂性，将本工程地层划分为岩体、土/岩体、土体3大结构类型。其中岩体结构类型，又进一步分为块状结构、层状结构两个类别；土/岩体结构类型主要为双层结构类别；土体结构类型进一步分为土体均一结构、双层结构和多层结构3个类别。对于工程荷载高的桩基，主要依靠岩石地基作持力层，软岩因其具有特殊的工程特性，如何合理地评价软岩地基条件下桩基的承载力，关系到全线交叉建筑物的安全和设计优化，对整个基础工程的投资影响重大。 　　 　　2 主要问题的提出 　　 　　2.1 软岩的力学特性问题 　　各种定义的软岩都强调软、弱、松、散等低强度的特点。具有亲水性强、膨胀性、崩解性、季节性冻胀性、流变性等易扰动性的特征。勘探时普遍存在取芯过程中岩芯受到扰动而破碎导致取芯率低，仅能获取完整性较好硬度较高的岩芯，即使取到完整的芯样，岩芯样经过卸荷、风化及取样、运输等过程的扰动，试验得到的力学参数已大大降低。一般的软岩因为成岩时代近，较少经历地质史上各期大的构造运动，岩体比较完整，构造裂隙不发育，软岩岩芯的强度和变形指标大大低于原位状态下岩体的强度和变形指标，因此软岩的岩体完整性指数可大于1。硬岩力学特性恰恰相反，由于小尺寸范围的岩芯以完整岩石为主，岩石硬度高而不易扰动，岩体由于包含构造裂隙的影响，岩体的强度和变形指标小于岩石(芯)的强度和变形指标，因此硬岩的岩体完整性指数一般小于1。软岩芯样试验的力学指标经折减后应用于工程设计的合理性存在一定问题，特别是极软岩的力学指标经不起再减折。 　　2.2 研究手段单一性和欠陷 　　在本工程可行性研究勘察设计工作中，软岩的力学参数仅限于取钻孔岩芯样进行试验来获取，主要依据岩石单轴抗压强度标准值确定，在利用岩块的单轴抗压强度计算地基承载力时按其坚硬程度、风化程度、完整程度作了不同程度的折减，以使其符合岩体不甚完整时的情况。对于桩侧极限摩阻力几乎未进行任何试验，通常采用估计和经验提出设计指标。无论是国家规范还是行业规范仅给出了土层桩基极限侧阻力参数推荐值，而岩石地基桩基极限侧阻力参数推荐值尚为空白。 　　在工程施工中进行试桩往往与勘察设计工作脱离，一般仅能达到验证设计指标的目的。传统静载试验的装置停留在承重平台或锚桩反力架之类的形式上，大吨位桩试验往往无法进行，静载试桩得到的P～S曲线往往达不到极限阶段，以至许多大吨位桩基得不到准确的承载力数据，桩基的潜力不能充分发挥。 　　目前的勘察设计工作是按现行规范的要求进行的，对于超出常规的工作，缺乏必要的科研投入和创新，在已开工的工程项目中存在桩基工程设计变更，导致增加工程投资，影响了工程进度。
　　2.3 参数取值的现状 　　从本工程可研总报告[1]可见，工程区采用软岩的力学参数指标为：承载力标准值( fk )为150～470 kPa，软岩地基条件下桩基允许承载力参数取值很低，桩端极限阻力一般小于1 000 kPa，桩侧极限摩阻力一般小于100 kPa。典型代表建筑物湍河梁式渡槽设计采用指标：桩基极限侧阻力( qqk )为70～120 kPa ，桩基极限端阻力( q??sk)880～1 700 kPa。鉴于目前的研究现状，对于软岩地基与桩基力学参数取值缺乏依据，存在较大的不确定性，造成设计极大的保守，由于本工程桩基工程量巨大，桩长等设计指标估计大大的富余，工程投资也成相应规模的增加。 　　 　　3 新方法的应用 　　 　　3.1 模拟桩极限侧阻力试验 　　该方法由长江科学院首创，根据岩石力学原理，以研究桩基础主要持力层的岩体力学性质来科学评价桩基础的承载力特性，这种方法实际上是水工建筑物基础岩石力学性质研究方法的延伸，试验的目的为获取主要持力层介质的力学参数。该方法已在四座长江公路大桥第三系软岩地基桩基工程优化设计中得到成功应用。试验原理见图1，由于目前设计中软岩桩侧极限摩阻力取值存在较大潜力，试验段岩层拟选择桩基持力层中性状最差或较差的岩层为主，试验成果确定桩侧某部分或主要持力层的桩极限侧阻力参数。实践证明，这种简化虽然保守，但可以较准确得到桩极限侧阻力特征值。试验时模拟桩侧岩体的受力均匀分布，参数取值依据压力(P)与桩体沉陷位移(S)曲线(P～S)得到极限强度、屈服强度、比例界限值，以地质单元相同的1组试点中比例界限的最小值为桩极限侧阻力特征值。 　　 　　图1 模拟桩极限侧阻力试验安装示意图 　　the setting sketch plan of simulation pile limit side resistance experiment 　　计算公式如下： 　　 　　该试验方法本身的原理简单明了，直接获取桩侧极限摩阻力参数。试验成本低，不到静力试桩费用的10%～20%。研究方法具有前瞻性，试验可提前在可行性研究、初设、施工图设计前开展，而不必等到施工阶段才进行，与勘探设计工作互为一体。取得试验成果后，不必再进行现场静载试桩。该方法应用于工程实例如下。 　　(1)1990年，铜陵长江公路大桥，机钻桩孔，泥浆护壁，??3 m灌注桩，初设桩长90 m，基础为疏松砂砾岩等第三系软岩，岩芯天然单轴抗压强度小于1 MPa，因基岩条件差，市区桥址一直不能确定，工程前期开展现场静载试桩(锚桩方案)失败，应用本试验方法，对模拟桩进行泥浆护壁进行模拟桩极限侧阻力试验，提出如下试验成果(建议值)[2]：桩基极限端阻力8.5～9.5 MPa；桩极限侧阻力0.15～0.45 MPa。采用试验成果显著优化了初设指标，在市区最佳位置选定桥址而不受基础地质条件的影响。 　　(2)1997年，南京长江第二大桥南汊桥，主孔跨径628 m，机钻桩孔， ?? 3 m清水灌注桩，设计桩深最长90 m，桩侧摩阻力承受90%工程荷载，设计单桩最大承载力达120 000 kN。基础为砾岩、砂砾岩(极软岩)，由于是深水中超长桩，现场无条件进行静载试桩。应用该方法得到如下试验成果[3]：桩基极限端阻力0.6～2.4 MPa(分不同风化带)；桩极限侧阻力0.25～0.45 MPa(分岩性和不同风化带)。以此试验成果为依据确定利用弱风化带为主要持力层，桩尖嵌入微风化带5 m。2个墩基共48根桩，每根缩短10～15 m长，缩短桩长总量为646 m，直接减少建设费约1 300万元，节省静载桩试验经费100多万元，且减少了施工的难度和风险，单桩施工工期提前30 d。 　　(3)1998年，夷陵长江大桥，主跨348 m，是目前国内最大跨度的三塔斜拉桥，砂岩和黏土质粉砂岩占桩周面积的47.2%和62%，对性状差的黏土质粉砂岩进行试验[4]，桩基极限端阻力为8～16 MPa，桩基极限侧阻力0.8～1.2 MPa。根据试验成果，施工期未进行静载试桩。 　　(4)2002年，安庆长江公路大桥，主孔跨径510 m， ?? 3 m清水灌注桩，设计单桩最大承载力达80 000 kN，嵌入基岩的桩长65 m，2个墩共36根桩，总桩长2 340 m，基础为泥钙质胶结―紫红色细粉砂岩。由于是深水中超长桩，采用自平衡试桩法静载试桩费和配套土建费用较高，在工程已开工时间紧迫的情况下，业主选择模拟桩周极限侧阻力试验等岩石力学试验方法，试验用了45 d，保证了施工工期不误。应用试验成果[5]：承载力标准值(允许承载力)2.5～3.0 MPa(分不同风化带)，桩侧极限摩阻力特征值0.25～0.30 MPa；3号和4号主桥墩桩基每根桩长优化设计比施工图设计减短15 m，36根桩共减短540 m，计节省建安费864万元。 　　针对长江公路大桥桩基持力层为极软岩，由于深水中超长桩静载试桩无法实施，长江科学院采用岩石力学试验研究方法，进行了岩体变形、载荷试验和岩体三轴试验等较为系统的岩体的力学性质研究，通过试验直接获取力学参数指标[6]。试验中配套进行现场和岩块声波测试、岩石物理力学性质室内试验，混凝土与岩石接触面试验，与勘探阶段现场声波测井与岩芯试验成果进行对比分析，对试验段的地质代表性进行评价，揭示了极软岩在不同状态下的工程力学特征，为优化设计提供了科学依据。 　　该方法应用存在的问题如下。 　　(1)适用于嵌岩为主的桩基，尚未在土层中应用，由于土层介质的特性与岩体差异较大，其方法和原理的运用尚待尝试。 　　(2)必须找到桩基础主要持力地层出露部位，地层上有一定厚度覆盖。否则较难实施，且成本和代价提高。 　　(3)在嵌岩桩的承载力计算时，必须考虑侧阻力、嵌固力、桩端承载力三部分的发挥程度是不同步的力学效应。但本试验的目的仅为获取主要持力层介质的力学参数，无法考虑地基应力水平对侧阻力、端阻力的影响， 　　3.2 自平衡试桩法 　　美国于20世纪80年代中期开展了桩承载力自平衡的试验方法，称为Osterberg试桩法，也称为桩端加载试桩法。该法是在桩端埋设荷载箱，沿垂直方向加载，即可求得桩极限承载力。自平衡试桩法巧妙地利用测桩自身反力来平衡施加荷载，省去了静压试验方法中庞大笨重的加载装置，显著提高了测试的效率和精度，有一定程度突破了加载及试验条件限制，提高了加载的吨位。近几年欧洲及日本、加拿大等国也广泛使用该方法。美国加里福利亚大桥试桩的桩径2.7 m，桩长54 m，嵌岩27 m，测得极限承载力达133 MN，为世界之最。1996年后，参考国外经验，东南大学土木工程学院引进了“自平衡试桩法”[7-8]，1999年江苏省制定了地方标准《桩承载力自平衡试桩法技术规程》(DB32/T291-1999)。近5年来在国内桥梁桩基检测中广泛应用，包括润扬长江大桥、苏通长江大桥、杭州湾跨海大桥、南京长江三桥等国家重点工程。润扬长江大桥南汊桥南塔试桩被捡桩最大桩径为2.8 m。最大桩长59 m，嵌岩2.5 m，测得极限承载力达120 MN，为世界第二，中国第一。检测结果用于工程设计中，充分发挥了大直径超长桩基的承载潜能。值得指出的是，国内开展自平衡试验时，将荷载箱放置的位置从桩端拓宽到桩身，测定两个以上土层、嵌岩桩的桩―土―岩共同作用承载力特性的试验方法比较新颖。
　　该方法的特点如下。 　　(1)装置较简单，不占用场地，不需运入数百吨或数千吨物料，不需构筑笨重的反力架可多根桩同时测试，试桩准备工作省时、省力、安全； 　　(2)该法利用桩的侧阻与端阻互为反力，因而可清楚的分出侧阻力与端阻力分布和各自的荷载―位移曲线； 　　(3)试验费用省，尽管荷载箱为一次性投入器件，但与传统方法相比较可节省试验总费用的30%～60%，具体比例视桩吨位与地质条件而定； 　　(4)由于试验方便，费用低，时间省，该法有利于增加试桩的数量，扩大检测面； 　　(5)试验后试桩仍可作为工程桩使用，必要时可利用预埋管对荷载箱进行压力灌浆； 　　(6)在下列情况下或当设置传统的堆载平台或锚桩反力架特别困难或特别花钱时，该法更显示其优势，如水上试桩、坡地试桩、基坑底试桩、狭窄场地试桩、斜桩、嵌岩桩、杭拔桩等，这些都是传统试桩法难以做到的。 　　该方法应用存在如下问题。 　　(1)试桩必须在施工时利用工程桩进行，与勘探设计阶段工作脱节，未摆脱沿袭工业民用建筑1∶1原型桩试验的研究模式，在以嵌岩为主的摩擦桩使用该方法，与水利水电工程广泛地采用岩石力学试验研究方法相比显然不足。 　　(2)试验时上段桩由于施加荷载的方向与实际工程载荷方向相反，上段桩阻力将使岩(土)层减压松散而不是使岩(土)层压密，试验值为抗拔桩承载力必须换算成抗压桩承载力。 　　(3)工程实际中，桩周岩(土)受力机理并不是均匀分布，从地表向下工程应力不断衰减，上部岩(土)层持力大，下部持力小，或两头大中间小；由于介质的不均匀性和差异，土(岩)层排序不同，极限桩侧阻力的发挥变化较大。试验结果可能反应不到真实状态，必须进行分析计算来转换。 　　3.3 其它方法综述 　　桩基动力法检测目前主要有高应变检测法，低应变检测法和超声波检测法，国外最新试桩技术有静动法(Statnamic)[9]，确定桩基承载力主要采用高应变检测法，静动法。动力检测法属于无损检测技术，以振动理论、应力波理论为基础。低应变动力法是通过桩的动刚度和动静对比系数来计算桩的承载力，可以进行大面积检测，但必须依赖静载试验以求取动静对比系数，计算精度较低。高应变动力法要求较大的激振力，使桩相对与桩周土能够产生较大的位移量，激振设备重量一般为桩基设计承载力的5%～10%。同时高应变法计算结果受测试质量、桩土相互作用机理等因素的影响较大[10-11]。近10年来，荷兰TNO公司结合动力法和静力法试验的优点，开发了静动法(Statnamic)，已在欧美、加拿大、日本、韩国、马来西亚及新加坡应用，得到国家政府工程部门承认。该方法是将高应变动测法的荷载脉冲作用时间增大，这样可以不考虑复杂的应力波作用，桩体的应力和位移都与应力波的传播无关，不需要许多假定和一系列参数。目前可以测试的最大承载力量级已达到70MN。该方法对桩基承载力检测技术有很大推动作用，可以说静动法是桩基高应变检测方法的一个进步。结合动、静法的优点，寻求一种快速、简便易行、检测成果可靠的桩基承载力检测方法将是桩基检测未来的发展方向。我国应用高应变动力法较普遍，静动法未采用。 　　针对现场静载试验存在的一些问题，人们找到了一种有效的手段――离心机模拟试验；大量的试验资料表明：岩土的力学性质呈非线性，且取决于应力水平，即不同的应力水平条件下岩土体的力学特性不同。因此，在进行模型试验时，满足模型应力水平与原型应力水平相等是至关重要的。而只有离心模型试验才能满足这一要求。在离心模型试验中，如果选用原状土制模并使其密度与原型相同，可以使模型几何尺寸缩小n倍.场加速度增大n倍(n为模型比尺)，确保模型每一点应力与原型相同，从而实现用模型表现原型的目的。在桩基工程研究方面，文献[12-14]在离心机上进行了横向受荷桩试验的尝试，并获得较好的效果，从理论和实践上证明离心试验可较真实地模拟现场复杂情况。并准确地预测现场不同桩的反应特性。文献[15]通过离心模型试验对竖向荷载嵌岩桩进行研究，认为现行各种极限侧阻力估算方法均过于保守。文献[16]在离心机上进行桩的横轴向荷载试验研究，分析了单桩和排桩在递增荷载和循环荷载条件下的荷载位移特性和荷载传递特性，以及桩周土体反应。 　　计算机数值仿真技术已经开始成为岩土工程领域十分重要、甚至是不可缺少的有效工具，具有独特的作用与优势，它不仅精度高、重复性好、通用性强，而且成本低、工期短、工况多、不受场地设备施工条件限制，对于处于地下平时难以直接观察的岩土内部力学状态，有时只有采用数值仿真才能予以详尽展现，对于诸如破坏倒塌失稳灾害之类的特殊分析也只有采用计算机模拟才能进行大量分析尽可能地避免直接实验。对于大直径桩、嵌岩桩直接获得桩的承载力非常困难，而且费用庞大，迫切需要数值模拟加载(仿真)手段替代部分静力试桩。文献[17]基于可视化仿真原理开发编制了竖向荷载与水平荷载作用下单桩性状分析的可视化仿真程序，模拟加载过程中桩身各处位移轴力剪力弯矩以及桩侧摩阻力和桩端阻力的实时动态变化过程。 　　中国建筑科学研究院地基所于1992年起先后研究开发成功简便可行的桩底、桩侧后注浆技术。该技术不仅可消除沉渣、泥皮影响，而且可使桩侧桩端一定范围的土体得到加固，单桩承载力提高了80%。提高单桩承载力的工程措施除后处理的注浆技术外，最近日本提出了一种GRF工法，对于大直径桩，通过注浆锚杆将桩侧土体与桩体连成一体，使单桩承载力显著提高，同时减小了桩径、桩长，节约了大量混凝土。 　　 　　4 应用于南水北调中线一期工程的建议 　　 　　(1)针对软岩原状特性好于扰动岩石的显著特点，通过岩体现场试验研究，直接获取桩基主要持力层桩侧极限摩阻力(qqk)、桩端极限端阻力(q??sk )、地基承载力特征值(f??ak)、变形特性指标等力学参数。与当前勘察设计工作紧密结合，合理进行参数取值，从而优化结构形式减少桩长和数量，显著减少工程投资。由于各勘察设计单位的经验和采用的研究方法的差异，参数取值缺乏统一的评估、统一的方法、统一的标准，有必要在本工程中进行工程岩体分类，规范和优化参数取值方法，依据典型软岩地层现场试验成果，补充适当的试验工作，建立设计采用软岩力学参数分类取值的推荐表。 　　(2)通过采用先进的测试方法和研究方法减少静载试桩数量、降低试桩成本、缩短试桩周期。减少工程静载试桩等测试费，节省大量工程建设投资和避免社会资源的浪费，加快工程建设进度。 　　(3)软岩地基及桩基础试验检测技术发展应与时俱进，南水北调中线一期输水总干渠工程面临难得的机遇，有条件整合资源，通过国内外现行的试验检测方法对比试验研究，创新试验方法，引进先进测试技术，寻找提高测试效率和精度的方法，突破工业民用建筑和交通等行业长期沿袭的研究模式，创新适用于水利行业和本工程的科学及有效的方法，为现行技术标准填补空白和科学技术进步奠定基础。 　　(4)研究软岩地基桩基础的承载特性，包括荷载传递性状，桩侧、桩端阻力的发挥过程，桩侧摩阻力的分布及发挥机理，通过离心机模拟等特殊试验，结合现场试验资料，研究桩基承载力特性和机理，为工程桩基的设计提供理论依据。建立不同地质结构地层的P～S关系模型库，给不同工程提供用于承载力评价和优化设计的可靠参数。 　　(5)研究提高桩基承载力的新工法，适应地基施工处理技术快速发展的趋势，针对南水北调中线一期工程线路较长，沿线地质情况复杂的特点，应用最新的桩基基础处理技术，创新性的提出桩基承载力的新工法，通过新工法的现场试验，得到成熟的经验，以指导工程施工应对复杂多变地质条件。控制基础不均匀沉陷，提高桩基基础处理的技术能力和水平。
　　 　　参考文献： 　　[1] 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院.南水北调中线一期工程可行性研究总报告[R].武汉：长江水利委员会长江勘测规划设计研究院，2005. 　　[2] 童克强.安徽铜陵长江公路大桥桩基承载力现场试验研究报告[R].武汉：长江科学院，1990. 　　[3] 边智华，李维树.南京长江二桥基岩的工程力学性质试验研究[J].长江科学院院报，)：42-44。 　　[4] 李维树，边智华.夷陵长江大桥桥基工程力学性质试验研究报告[R].武汉：长江科学院，1998. 　　[5] 边智华，王复兴，李维树.特大型桩基及锚碇工程中的岩石力学性质研究[J].岩石力学与工程学报，2001，20(增)：. 　　[6] 喻 勇.安庆长江公路大桥桩基承载力现场试验研究报告[R].武汉：长江科学院，2002. 　　[7] 戴国亮.桥梁大吨位桩基新静载试验方法的工程应用[J].东南大学学报(自然科学版)，). 　　[8] 黄生耕.苏通大桥一期超长大直径试桩承载力特性分析[J].岩石力学与工程学报，)：. 　　[9] 张树鹏.桩基检测技术的现状与发展[J].桩基检测技术的现状与发展，-7。 　　[10] 陈彦百，梁海勇.桩基础动力检测技术的现状及发展趋势[J].山西建筑，)：9. 　　[11] 邱 畅.桩基动测技术存在的问题和发展趋势[J].住宅科技，2002，2. 　　[12] Nunez I L，et a1.Modeling Laterally Loaded Piles in Calcareous Sand Centrifuge [J].Paris：1988. 　　[13] Scott R K.Pile Testing in a Centrifuge[J]，ICSMFE，198l，10(2). 　　[14] Barton Y O，Craig W H.Response of Pile Groups to Lateral Loading in the Centrifuge，Application of Centrifuge Modeling to Geotechnical Design[J].England：1984. 　　[15] Dykeman Eand，Valsangkar A J.Model studies of socketed caissons in soft rock[J].Can：Geotech，1996. 　　[16] Zhang Si-ping.Investigation of load transfer properties and failure mechanism of rock socketed piles by model test[J].ICSEC，l990. 　　[17] 黄 雨，叶勇庚，叶为民，等.单桩性状的可视化仿真[J].水利学报，2004. 　　 　　注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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