樁基工程新進(jìn)展(高大釗)

1、樁基工程新進(jìn)展,同濟(jì)大學(xué) 高大釗2007年8月武漢,內(nèi) 容,一些樁基工程事故案例若干特殊樁型的承載性狀樁基設(shè)計(jì)的一些新進(jìn)展有關(guān)樁基技術(shù)的規(guī)范發(fā)展對比分析,樁基礎(chǔ)是應(yīng)用比較廣泛的一種基礎(chǔ)類型，也是最古老的基礎(chǔ)之一 。樁是將建筑物的荷載（豎向的和水平的）全部或部分傳遞給地基土（或巖層）的具有一定剛度和抗彎能力的傳力構(gòu)件， 樁基礎(chǔ)一般由承臺將若干根樁的頂部聯(lián)結(jié)成整體，以共同承受荷載的一種深基礎(chǔ)。,今天樁基礎(chǔ)已成為高層

2、建筑、大型橋梁、深水碼頭和海洋石油平臺等工程最常用的基礎(chǔ)形式。 在施工技術(shù)進(jìn)步、樁型開發(fā)應(yīng)用和設(shè)計(jì)理論研究等各方面至今仍然異?；钴S，顯示出樁基礎(chǔ)具有強(qiáng)大的生命力和非常廣闊的發(fā)展前景。,樁基礎(chǔ)分為高樁承臺和低樁承臺兩大類：,在框架結(jié)構(gòu)的柱下,通常在承臺下設(shè)置若干根樁，構(gòu)成獨(dú)立承臺的樁基礎(chǔ)或一柱一樁基礎(chǔ)； 當(dāng)荷載較大時(shí)，在框架柱列之間常聯(lián)以基礎(chǔ)梁，沿梁的軸線方向布置排樁，構(gòu)成梁式的承臺樁基礎(chǔ)； 上部為剪力墻結(jié)構(gòu)，則可在墻下設(shè)置排樁，但

3、因樁徑一般大于剪力墻厚度，故需要設(shè)置構(gòu)造性的過渡梁；,若在筏板承臺下布樁，如果樁數(shù)不多，可按柱網(wǎng)軸線布置，使板不承受樁的沖剪作用，只承受水的浮力和有限的土反力； 如荷載比較大需要布樁較多時(shí)，沿軸線布置樁可能有困難，則可以在筏板下滿堂布樁 ； 采用箱形基礎(chǔ)時(shí)，可滿堂布樁，或按柱網(wǎng)軸線布樁。,樁具有多種獨(dú)特的功能,通過樁的側(cè)面和土的接觸，將荷載傳遞給樁周土體；或者將荷載傳給深層的巖層、砂層或堅(jiān)硬的粘土層；從而獲得很大的承載能力以支承重型

4、建筑物； 對于液化的地基，為了在地震時(shí)仍保持建筑物的安全，通過樁穿過液化土層，將荷載傳給穩(wěn)定的不液化土層；,樁基具有很大的豎向剛度，因而采用樁基礎(chǔ)的建筑物，沉降比較小，而且比較均勻，可以滿足對沉降要求特別高的上部結(jié)構(gòu)的安全需要和使用要求; 樁具有很大的側(cè)向剛度和抗拔能力，能抵抗臺風(fēng)和地震引起的巨大水平力、上拔力和傾覆力矩，保持高聳結(jié)構(gòu)物和高層建筑的安全； 改變地基基礎(chǔ)的動力特性，提高地基基礎(chǔ)的自振頻率，減小振

5、幅，保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。,但樁并不是萬能的，各種樁型都有其適用條件，使用不當(dāng)，或者沒有掌握樁基設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，也會產(chǎn)生工程事故。 從下面的一些工程案例中，可以得到哪些教訓(xùn)呢？,一些樁基工程事故案例,某18層采用樁基礎(chǔ)的住宅樓，因群樁失穩(wěn)而爆破拆除的案例采用樁基的高層建筑傾斜超標(biāo)事故案例某高層建筑群的預(yù)制樁大比例浮樁、斷樁，采取注漿加固的案例某綜合樓管樁基礎(chǔ)，因持力層頂面標(biāo)高變化過大，造成沉樁困難或承載力不滿足設(shè)

6、計(jì)要求的案例,采用樁基的高層建筑整體爆破拆除,某棟新建的18層住宅樓，在結(jié)構(gòu)封頂以后由于建筑物樁基整體失穩(wěn)，導(dǎo)致該樓發(fā)生嚴(yán)重傾斜，其頂端傾斜的水平位移達(dá)2884mm。為根除工程質(zhì)量隱患，在采取工程補(bǔ)救措施無效后，對該樓實(shí)施整體定向爆破拆除。成為樁基嚴(yán)重事故的第一例。,建筑物體型為十字形的點(diǎn)式樓，基礎(chǔ)底面積約800m2，地上18層，地下1層，總高度56.6m，鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用夯擴(kuò)樁基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)樁徑480mm，施工樁長16～2

7、0m，樁端持力層粉細(xì)砂，樁端進(jìn)入持力層約0.8m。工程于1995年1月進(jìn)行樁基施工，共完成336根夯擴(kuò)樁。1995年4月初開始開挖基坑土方，9月中旬完成主體工程結(jié)構(gòu)封頂，11月底完成室外裝修和部分室內(nèi)裝修。,地貌屬長江一級階地，地勢平坦，表層填土，其下為9.4~14.4m的厚層淤泥及2.2～2.4m的淤泥質(zhì)粘土，再下為 稍密～中密的粉細(xì)砂。在這樣的地質(zhì)條件下，能否采用夯擴(kuò)樁呢？當(dāng)年，正是夯擴(kuò)樁風(fēng)行的年代，這個(gè)案例給了最好的說明。,事

8、故概況：1995年12月3日，突然發(fā)現(xiàn)建筑物向東北方向明顯傾斜。建筑物頂端的水平位移470mm，在東北方向的沉降量55mm，而西南方向僅沉5mm。,采取搶救措施，在沉降量小的一側(cè)加載500噸，在沉降量大的一側(cè)挖土卸載，還進(jìn)行了粉噴樁和注漿加固，并打了7根錨桿靜壓樁。建筑物在12月21日突然轉(zhuǎn)向西北方向傾斜，至12月25日，建筑物頂端的水平位移已達(dá)2884mm，整棟建筑物的重心偏移了1442mm。決定于12月26日爆破拆除。,事故原

9、因分析：1. 樁型用錯(cuò)了，在厚層淤泥中不能采用夯擴(kuò)樁，把土層的結(jié)構(gòu)都破壞了，將工程樁擠歪了。2. 基坑開挖時(shí)，樁發(fā)生偏移。3. 樁的傾斜檢測數(shù)據(jù)錯(cuò)了，小數(shù)點(diǎn)錯(cuò)了一位。4. 底板的標(biāo)高抬高，在傾斜的樁上接長，形成偏心的樁軸力。5. 形成了不穩(wěn)定的機(jī)動體系。,采用樁基的高層建筑傾斜超標(biāo)事故,建筑物基本資料,兩幢24層的辦公大樓，共用一個(gè)筏板基礎(chǔ)，筏板基礎(chǔ)平面面積1692m2，筏板厚2m，埋深5m，選用0.45m×0.45

10、m×28m預(yù)制鋼筋混凝土方樁。樁端持力層為砂質(zhì)粉土夾粉砂，Es＝11MPa。1#樓平面面積為27m×24m，樁數(shù)256根；2#樓平面面積為37m×21m，樁數(shù)248根。,,,1993年12月開始壓樁，到1994年6月完成504根樁的壓樁，其中141根樁未壓到設(shè)計(jì)標(biāo)高而截短0.5m～1.5m。其中，1#樓截樁61根，占23.8％；2#樓截樁80根，占32.2％。1995年11月結(jié)構(gòu)封頂，沉降基本保持均勻沉

11、降，平均沉降速率1#樓0.170mm/d，2#樓0.201mm/d；1996年6月，沉降大增，平均沉降速率1#樓0.358mm/d，2#樓0.415mm/d，,傾斜：1#樓1.5‰，2#樓1.9‰，沉降已為結(jié)構(gòu)到頂時(shí)的2~3倍；其間，屋頂水箱注水，地下室澆注0.8m厚的混凝土， 1#樓從1.5‰ 發(fā)展至1.8‰、2.2‰； 2#樓從1.9‰發(fā)展至2.3‰、2.9‰。至1999年1月，觀測到最大沉降達(dá)305.4mm，最大沉降速

12、率為0.177mm/d，最大傾斜為4.20‰。,,,,,,原因分析,1. 分別計(jì)算沉降，1#樓最終沉降304mm，2#樓最終沉降266mm；2. 共用樁筏基礎(chǔ)計(jì)算沉降，最終沉降480mm；3. 截樁的影響。,高層建筑群大比例浮樁事故,軟土地區(qū)的一個(gè)住宅小區(qū)，有7幢高層建筑的預(yù)制樁產(chǎn)生浮樁，在接樁部位拉斷，拉斷的比例很高。復(fù)打時(shí)的下沉量很大。,,,本項(xiàng)目的斷樁具有如下特點(diǎn)：（1）斷樁的比例高，而且呈集中成片地出現(xiàn)；（2）每幢建筑物

13、最后一批施工的樁基本上都沒有出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象；（3）邊樁在較大的擠壓力作用下，向外側(cè)發(fā)生較大偏位；（4）3＃、9＃、13＃樓樁基采用同樣的施工方法，但為了保護(hù)河岸而采取較慢的施工速度，結(jié)果未出現(xiàn)斷樁問題。,采用注漿補(bǔ)強(qiáng)措施，在已經(jīng)澆筑的底板上鉆了1800個(gè)注漿孔。注漿材料采用32.5級普通硅酸鹽水泥漿，水灰比0.5，摻入0.2％的木質(zhì)素磺酸鈣，使?jié){液具有早強(qiáng)性能。注漿壓力取0.3Mpa，上部注漿壓力取0.2Mpa，流量控制在15L/m

14、in左右。注漿時(shí)應(yīng)對邊同時(shí)以相同的壓力，相同的提升速度對稱注漿。化了200萬處理的費(fèi)用，工期延長了半年。,用靜力觸探檢測加固效果，要求比貫入阻力提高50％。,,,原因分析：1. 設(shè)計(jì)方面的問題：采用400?400mm的預(yù)制樁，樁的截面過大，樁的截面面積之和與基底面積之比大于3.0％，擠土效應(yīng)嚴(yán)重。2. 施工的問題：打樁速度過快，一天沉樁數(shù)量大于15套，最多時(shí)到20套，接頭焊接時(shí)間過短。3. 樁的質(zhì)量問題：接頭處的連接鋼板采用舊鋼

15、板，型號不一，與焊條型號無法配合。4. 建設(shè)方在選擇設(shè)計(jì)單位、工程管理和采購方面的過失。,綜合樓樁基工程施工質(zhì)量事故,綜合樓為框架結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)，主體建筑地上八層，地下一層，建筑面積8000m2。設(shè)計(jì)樁型為預(yù)應(yīng)力管樁。地下室部位的樁徑采用?600mm，單樁承載力設(shè)計(jì)值為1100kN；邊跨的樁徑采用?400mm，單樁承載力設(shè)計(jì)值為600kN。?600mm的樁長分別采用11m、13m和15m。,預(yù)制樁用于持力層起伏很大地質(zhì)條件的問題,承載

16、力不滿足設(shè)計(jì)要求,樁打不到設(shè)計(jì)標(biāo)高,樁布置于獨(dú)立承臺下，承臺下的樁數(shù)一般為五～七樁。壓樁施工過程中由施工單位提出，經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意，改變了61根樁的長度，其中30根樁增加1m，22根減少2m，9根減少3m。經(jīng)檢測單位檢測了3根樁，其中，?600mm直徑的樁檢測了2根，109#符合設(shè)計(jì)要求；88#樁不符合要求；?400mm直徑的樁檢測了181#樁不符合設(shè)計(jì)要求。,認(rèn)為是浮樁，采取復(fù)打措施。對復(fù)打以后的樁檢測了2根，其中70#樁符合設(shè)

17、計(jì)要求，92#樁不符合要求。復(fù)打以后在樁身發(fā)現(xiàn)裂縫，對裂縫進(jìn)行了處理。 采用補(bǔ)樁的措施，補(bǔ)了9根沖抓樁。樁基工程自2001年6月27日開始至2002年5月17日最后一次檢測結(jié)束，歷時(shí)350天，接近一整年。,引發(fā)本案的主要原因是樁基工程的施工時(shí)間從一個(gè)月左右拖到接近一年的時(shí)間，影響了這個(gè)建筑物的后續(xù)施工和整個(gè)工期。,靜壓法施工中，最終壓力與入土深度的關(guān)系，不同位置的樁的實(shí)際樁頂標(biāo)高的起伏與持力層頂面標(biāo)高起伏的密切相關(guān)性，說明達(dá)不到設(shè)

18、計(jì)深度的原因是地層的起伏；勘察單位沒有加密勘探孔，沒有采用靜力觸探探明持力層頂面標(biāo)高的起伏；在這樣的地層條件下，采用預(yù)制樁的方案是錯(cuò)誤的，必然造成壓樁施工時(shí)樁頂標(biāo)高的失控；,場地下臥基巖面起伏很大，采用了PHC樁，盡管按照勘察報(bào)告的剖面采用了幾種不同的樁長，但還是發(fā)生很多樁打不到設(shè)計(jì)標(biāo)高，有的樁承載力達(dá)不到要求的數(shù)值，耽擱了工期，造成了爛尾的工程和法律訴訟。教訓(xùn)：沒有根據(jù)地質(zhì)條件選擇合適的樁型，PHC樁用得不是地方。,若干特殊樁型的

19、承載性狀,灌注樁的后注漿技術(shù)嵌巖樁靜力壓樁鋼管混凝土樁,灌注樁的后注漿技術(shù),,后注漿技術(shù)是在灌注樁澆注混凝土以后，通過預(yù)埋的管子將水泥砂漿注入樁端以下，以擠壓樁底的沉渣，壓密樁端土層，從而提高端承力，也可以將水泥砂漿注入樁側(cè)土層中以提高樁側(cè)摩阻力的一種技術(shù)。,根據(jù)注漿的目的，可以分成如下不同的注漿類型：1）樁端注漿2）樁側(cè)注漿3）復(fù)式注漿4) 壓漿修補(bǔ)樁的缺損部位新版《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》將灌注樁后注漿納入規(guī)范，規(guī)定了施工

20、的要求和設(shè)計(jì)參數(shù)的取法。,規(guī)范關(guān)于后注漿工藝的規(guī)定,后注漿裝置的設(shè)置漿液水灰比注漿終止壓力單樁注漿量注漿順序終止注漿的條件,后注漿裝置的設(shè)置：1.后注漿導(dǎo)管應(yīng)采用鋼管，與鋼筋籠加勁筋綁扎固定或焊接；2.注漿導(dǎo)管數(shù)量，直徑小于1200mm的用2根，1200～2500mm的用3根；3.樁長超過15m，且對承載力增幅要求較高時(shí)，采用樁端樁側(cè)復(fù)式注漿；4.樁側(cè)后注漿管閥的設(shè)置應(yīng)結(jié)合地層情況、樁長和承載力增幅要求等因素確定，可在

21、樁端5~15m以上，樁頂8m以下，每隔6~12m設(shè)置一道注漿閥。,漿液水灰比根據(jù)飽和度和滲透性確定：飽和土：0.45~0.65非飽和土：0.7~0.9松散碎石土、砂礫：0.5~0.6注漿終止壓力根據(jù)土層性質(zhì)及注漿點(diǎn)的深度確定：風(fēng)化巖、非飽和粘性土、粉土：3～10MPa；飽和土層：1.2~4MPa。,單樁注漿量設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮樁徑、樁長、樁端樁側(cè)土層性質(zhì)、單樁承載力增幅及是否復(fù)式注漿等因素確定：?－注漿量經(jīng)驗(yàn)系數(shù)n－樁側(cè)注

22、漿斷面數(shù)注漿量以水泥質(zhì)量計(jì)（t）,注漿順序：飽和土中，先樁側(cè)后樁端；非飽和土中，先樁端后樁側(cè)；樁側(cè)樁端注漿間隔時(shí)間不宜小于2小時(shí)。成樁后兩天才可以注漿；注漿作業(yè)點(diǎn)距其他成孔作業(yè)點(diǎn)的距離不宜小于8~10m。,終止注漿的條件：1.注漿總量和注漿壓力已達(dá)到設(shè)計(jì)要求；2.注漿總量已達(dá)到設(shè)計(jì)值的75％，且注漿壓力超過設(shè)計(jì)值；檢測條件：在注漿后20天進(jìn)行；摻入早強(qiáng)劑的可在注漿后15天進(jìn)行檢測。,后壓漿具有如下的作用：1）膠結(jié)

23、孔底沉渣，提高單樁承載力，消除樁的過大沉降；2）增強(qiáng)樁身混凝土與樁側(cè)土的結(jié)合，提高側(cè)摩阻力；3）修補(bǔ)樁身缺陷部位，保證設(shè)計(jì)承載力；減少樁基的不均勻沉降。,根據(jù)一些試驗(yàn)的結(jié)果，認(rèn)為后壓漿處理后可以達(dá)到比較好的效果，對細(xì)粒土中的樁，單樁承載力可提高30％～70％；對粗粒土中的樁，增幅可達(dá)60％～120％。 壓漿后的側(cè)摩阻效應(yīng)表現(xiàn)為側(cè)摩阻力提高和樁側(cè)土的剪切剛度提高；從而使摩阻力充分發(fā)揮時(shí)的位移值移后，這就意味著樁的韌性增大。,樁端

24、條件對試樁曲線的影響,壓漿對側(cè)摩阻力的影響,常規(guī)樁的曲線,壓漿樁的曲線,1）在事故處理、補(bǔ)強(qiáng)中的應(yīng)用；單樁承載力不足時(shí)的補(bǔ)強(qiáng)；此時(shí)只能在樁體外下管注漿。2）設(shè)計(jì)時(shí)承載力不能滿足要求，事先在樁體中預(yù)設(shè)壓漿管的加強(qiáng)措施。 后壓漿技術(shù)推廣應(yīng)用中的問題主要是如何控制壓漿的均勻性和如何實(shí)現(xiàn)注漿的技術(shù)要求。壓漿后單樁承載力的提高幅度與壓漿工藝密切相關(guān)，而均勻性和穩(wěn)定性是在工程中應(yīng)用的關(guān)鍵；,后壓漿技術(shù)推廣應(yīng)用中的問題主要是如何控制壓漿的均

25、勻性和如何實(shí)現(xiàn)注漿的技術(shù)要求。壓漿后單樁承載力的提高幅度與壓漿工藝密切相關(guān)，而均勻性和穩(wěn)定性是在工程中應(yīng)用的關(guān)鍵；標(biāo)準(zhǔn)化將有助于這一技術(shù)的推廣應(yīng)用。,后注漿增強(qiáng)系數(shù),后注漿增強(qiáng)系數(shù)系通過數(shù)十根不同土層中的后注漿樁與普通樁的靜載對比試驗(yàn)求得。其側(cè)阻和端阻增強(qiáng)系數(shù)不同，而且變化很大?？偟淖兓?guī)律是：端阻的增幅高于側(cè)阻，粗拉土的增幅高于細(xì)粒土，樁端、樁側(cè)復(fù)式注漿高于單一注漿。根據(jù)北京、上海、天津、河南、山東、西安、武漢、福州等地106份

26、資料驗(yàn)證。,嵌 巖 樁,嵌巖樁是在端承樁的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在基巖埋藏深度不深的地區(qū)，常將樁嵌入基巖一定的深度，在計(jì)算嵌巖樁承載力時(shí)，過去常忽略覆蓋層的側(cè)阻力，將嵌巖樁作為直接傳遞荷載給基巖的受壓柱看待，荷載全部由樁端承擔(dān)。但是，大量實(shí)測資料表明，嵌巖樁的端阻力與側(cè)阻力之比并不接近于1.0，如嵌巖樁端超過5倍樁徑后，端阻力反而趨近于零，但嵌巖樁又顯然不同于摩擦樁。,嵌巖樁可采用機(jī)械鉆孔或人工挖孔方法成孔，將樁嵌入巖體內(nèi)一定的深度。嵌

27、巖部分的嵌固力是嵌巖樁的承載力高于端承樁的主要原因，是研究嵌巖樁的核心問題。嵌入基巖部分的樁與基巖的相互作用比較復(fù)雜，嵌巖段的嵌固力與底部的端阻力發(fā)揮的過程是不同的。實(shí)測資料說明，當(dāng)嵌巖深度為3倍樁徑時(shí)，樁的嵌固力與端阻力可以得到很好的配合，嵌固力占總承載力的75%以上，可以用最少的工程量獲得最佳的承載效果，因此稱為最佳嵌巖深度。,在嵌巖樁承載力計(jì)算時(shí)，如何考慮樁側(cè)摩阻力是一個(gè)有爭議的問題。一種意見認(rèn)為嵌巖樁的端阻力很小，構(gòu)成嵌巖樁承載

28、力的主要是側(cè)摩阻力，認(rèn)為嵌巖樁是摩擦樁；另一種意見認(rèn)為樁側(cè)土的摩阻力在總承載力中所占的比例較小，一般不超過10%左右，在大約10m厚的土層中，樁側(cè)土的摩阻力所占的比例更低，因此沒有必要計(jì)入。,上述分歧的主要原因一是所依據(jù)的資料代表性不同，二是對樁側(cè)摩阻力的理解不同，如將嵌巖部分的阻力定義為嵌固力而不是摩阻力，則將摩阻力限制在覆蓋層土的作用，則土的摩阻力所占的比例就不一定很高，也不會將嵌巖樁作為摩擦樁來研究，兩種意見也就可以統(tǒng)一。,嵌巖樁

29、的端阻力在總承載力中所占的比例不高這是已為大量實(shí)測阻力所證明了的，也是得到公認(rèn)的事實(shí)。但分析的角度不同，得到的觀點(diǎn)也會有差異。根據(jù)國內(nèi)外150根嵌巖樁的實(shí)測資料（其中國內(nèi)39根，國外111根；無覆蓋層20根，有覆蓋層130根，長度L=3.0～55.0m，直徑d=0.5～8.0m，L/d =1～63.7），給出了嵌巖樁在豎向荷載下端阻分擔(dān)荷載比與樁的長徑比之間的關(guān)系。,當(dāng)L/d從1增加至20時(shí)，Qp/Qu自100%隨L/d增大而遞減至大約

30、30%；當(dāng)L/d從20增大至 63.7時(shí)，Qp/Qu一般不會超過30％，其中大部分樁的Qp/Qu在20％以下，不少樁在5％以下。與此相對應(yīng)，樁的側(cè)阻力（嚴(yán)格地說應(yīng)包括側(cè)阻力和嵌固力）大約在L/d ?10～20時(shí)開始起主要作用，隨L/d增大而增大， Qs/Qu一般保持在70％以上，大部分在以上80%，不少樁在95%以上。,嵌巖樁的長度也越來越長，長徑比越來越大，嵌巖樁的性狀離端承樁也越來越遠(yuǎn)； 嵌入基巖部分的樁與基巖的相

31、互作用比較復(fù)雜，嵌巖段的側(cè)阻力與底部的端阻力發(fā)揮的過程是不同的。 嵌巖樁的端阻力在總承載力中所占的比例不高這是已為大量實(shí)測阻力所證明了的，也是得到公認(rèn)的事實(shí)。,包括嵌固力在內(nèi)的側(cè)阻力占很大比例的原因有三點(diǎn):1)  較長的樁受荷后樁身的彈性壓縮量比較大，樁土之間相對位移也比較大，足以使側(cè)阻得以發(fā)揮；2)  由于施工工藝的限制，樁底沉渣很難清除干凈，樁愈長，沉渣愈難清除，沉渣的壓實(shí)使樁身

32、位移，提供了側(cè)阻發(fā)揮的條件；3)  由于巖石與樁的連接是脆性的，在比較小的位移條件下嵌固段的阻力就可以達(dá)到峰值，而且先于土的側(cè)阻力得到發(fā)揮，嵌固深度愈深，端阻力的比例愈低。,嵌巖樁的承載性狀,通過對比試驗(yàn)和對樁端阻力所占比例的分析可以得到嵌巖樁不一定是端承樁的概念，從而改變了人們對嵌巖樁承載性狀的認(rèn)識； 其實(shí)質(zhì)是認(rèn)識嵌巖樁的側(cè)阻力的存在和作用的問題，也是研究側(cè)阻力的發(fā)揮條件的問題。,嵌巖樁與非嵌巖樁

33、的試驗(yàn)結(jié)果,A2和A3進(jìn)入中風(fēng)化泥巖2.2m，B3和B4進(jìn)入中風(fēng)化泥巖0.4m。,樁身軸力隨深度變化曲線比較,嵌巖與非嵌巖樁的荷載傳遞規(guī)律驚人地相似,增加了樁長，嵌入了巖石，但承載力并沒有顯著提高； 樁身軸力隨深度明顯地減??； 說明側(cè)摩阻力得到了比較充分地發(fā)揮； 嵌巖與不嵌巖的條件并不影響側(cè)阻力的發(fā)揮；,進(jìn)入新鮮巖石和強(qiáng)風(fēng)化巖的比較,,嵌入新鮮巖石和強(qiáng)風(fēng)化巖石的樁的荷載傳遞規(guī)律也驚人地相

34、似； 嵌入強(qiáng)風(fēng)化巖5d，d＝0.6m； 嵌入風(fēng)化泥質(zhì)砂巖3.7m、新鮮泥質(zhì)砂巖2.0m，d＝1.0m； 兩者的軸力都隨深度遞減； 其端阻力都比較?。?,,嵌巖樁荷載傳遞的特點(diǎn),1. 大量資料表明，樁的側(cè)阻力和端阻力之比都超過了60％，大部分在80％以上；2. 樁側(cè)阻力的分擔(dān)比例隨長徑比（l/d）的增大而增大；3. 當(dāng)樁的長徑比較大（ l/d ?35），而覆蓋層又不太軟弱

35、的情況下，端阻力分擔(dān)荷載的比例很?。?lt;5％），且樁的破壞常因樁身破壞而引起。,嵌巖樁側(cè)阻力的發(fā)揮,側(cè)摩阻力在幾個(gè)毫米時(shí)就可以發(fā)揮； 樁身的壓縮量很容易達(dá)到毫米級，就足以發(fā)揮側(cè)摩阻力； 因此，荷載是從樁頂依次向下傳遞； 樁頂?shù)暮奢d大部分被側(cè)阻力所平衡； 傳給樁端的荷載就剩下不多了。,嵌巖段的側(cè)阻力,嵌巖段的側(cè)阻力是構(gòu)成嵌巖樁豎向承載力的重要因素； 嵌巖段

36、的側(cè)阻力在很小的相對位移時(shí)就能被調(diào)動起來； 嵌巖段的側(cè)阻力與樁－嵌巖段巖石之間的粗糙程度有關(guān)。,嵌巖段粗糙程度比較,A3樁，直徑315mm，砂巖，7.5mm槽；S3樁，直徑1170mm，泥巖，粗糙嵌巖段；S12樁，直徑335mm，泥巖，3mm蝕坑；C2樁，直徑160mm，砂巖，光滑嵌巖段。,嵌巖段粗糙程度對側(cè)阻的影響,嵌巖段側(cè)阻發(fā)揮的相對位移條件,嵌巖深度與端阻的關(guān)系,嵌巖樁的端阻與樁的極限承載力之比隨嵌巖深度與樁

37、的半徑之比增大而急劇減??； 樁嵌巖越深，端阻的貢獻(xiàn)越小； 與一般的觀念正好相反。,嵌巖樁承載力的組成,嵌巖樁的承載力由3個(gè)部分組成，即土層的側(cè)阻力、端阻力和嵌巖段的側(cè)阻力；,端阻力和嵌巖段的側(cè)阻力都和巖石的飽和單軸抗壓強(qiáng)度建立聯(lián)系，用經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算系數(shù)表示。,深徑比的影響,94版《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》側(cè)阻力與深徑比的關(guān)系不大；隨著深徑比的增大，端阻力急劇地減小。,新版《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》：按巖石的軟硬分別

38、給出系數(shù)；側(cè)阻力與深徑比的關(guān)系不大；隨著深徑比的增大，端阻力減??；比較兩本規(guī)范的數(shù)值，存在較大的差別。,嵌巖樁突然破壞的原因,灌注型的嵌巖樁在靜載荷試驗(yàn)時(shí)，有時(shí)發(fā)生突然破壞的現(xiàn)象； 其原因主要是由于嵌巖段側(cè)阻的脆性破壞所引起的；,嵌巖樁的設(shè)置,灌注樁和預(yù)制樁都可以嵌巖； 但不同的樁型，嵌巖的工藝是不同的； 在基巖起伏比較大的場地，用預(yù)制樁作嵌巖樁，很難控制樁長； 尤其

39、是預(yù)應(yīng)力管樁，截樁會造成預(yù)應(yīng)力的破壞，需要加以處理。,灌注型嵌巖樁,預(yù)制型嵌巖樁,,,,靜 力 壓 樁,靜力壓樁法是以設(shè)備本身自重（包括配重）作反力，液壓驅(qū)動，用靜壓力將樁壓入地基土中的一種沉樁工藝。這種施工工藝具有無震動、無噪聲、無污染、無沖擊力和施工應(yīng)力小等特點(diǎn)。有利于沉樁震動對鄰近建筑物和精密設(shè)備的影響，避免對樁頭的沖擊損壞，降低用鋼量。在沉樁過程中還可以測定沉樁阻力，為設(shè)計(jì)和施工提供參數(shù)，預(yù)估和驗(yàn)證單樁極限承載力，檢驗(yàn)樁的

40、工程質(zhì)量。,近年來，由于大噸位壓樁機(jī)的出現(xiàn)，提高了靜力壓樁法施工的適用范圍，能將長樁壓入砂層，可適用于對單樁極限承載力設(shè)計(jì)要求超過5000kN的超高層建筑。例如在上海地區(qū)，曾使用800 t 壓樁機(jī)，將0.50m×0.50 m×38.5m的預(yù)制方樁壓進(jìn)中密砂層（此層的靜力觸探比貫入阻力為12.5MPa）2.4m，至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)的壓樁阻力為4778kN～5868kN，靜載荷試驗(yàn)測定的單樁極限承載力為6750kN。,壓樁的

41、優(yōu)缺點(diǎn),靜力壓樁的優(yōu)點(diǎn)是沒有噪聲、沒有震動，不會對環(huán)境造成危害； 但靜力壓樁需要大量的配重，對場地的要求比較高，如果場地土非常軟弱，無法承受配重的過大壓力，就不能采用； 靜力壓樁的擠土作用還是相當(dāng)大的，孔隙水壓力比較高，采用靜力壓樁的建筑物，其沉降一般偏大。,壓樁的適用條件,1. 土層的性質(zhì)高壓縮性土和砂性較輕的軟粘土層2. 設(shè)備能力樁的極限承載力與壓樁阻力之間的關(guān)系3. 周邊的環(huán)境條件,靜力壓樁方案成立的前提,

42、能否將樁壓到預(yù)定的深度？關(guān)注壓樁阻力與設(shè)備的能力； 壓樁阻力與單樁承載力之間存在什么樣的關(guān)系？ 能否用壓樁阻力來估計(jì)承載力？ 能否用地層的靜力觸探數(shù)據(jù)來估計(jì)壓樁阻力以選擇壓樁設(shè)備？,壓樁阻力的性質(zhì),靜力壓樁施工過程中可以得到每根樁的壓樁阻力，對判定樁的承載力和樁身質(zhì)量是最直接的依據(jù)； 但是，壓樁阻力不等于樁的承載力；壓樁阻力所反映的是樁體壓入土中所需要克服的動阻力； 是樁尖貫穿端

43、部土層時(shí)的沖剪力。,壓樁阻力與樁端土的類別和性質(zhì)直接有關(guān)； 又與樁長、樁距及樁群大小等因素有關(guān)； 在粘性土中，壓樁過程中的阻力最小，經(jīng)過休息，土的強(qiáng)度逐漸恢復(fù)與增長，因此，承載力通常顯著地高于壓樁阻力； 粉砂就相反，壓樁時(shí)急劇升高的孔隙水壓力夸大了樁的阻力，經(jīng)過休息，孔隙水壓力消散，端阻力下降，樁的承載力常會低于壓樁阻力。,壓樁經(jīng)驗(yàn)的地方性特別強(qiáng)； 各地的經(jīng)驗(yàn)大致的趨勢是相

44、似的； 但存在許多差別，與各地的地質(zhì)條件及技術(shù)條件的不同有關(guān)； 還缺少地方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)； 更沒有全國性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。,廣東的經(jīng)驗(yàn),利用終止壓力估計(jì)極限承載力?值的范圍樁長小于14m，0.60～0.8014m至21m，0.80～1.00大于21m，1.00～1.20,上海的經(jīng)驗(yàn),根據(jù)已有的估計(jì)單樁承載力來估計(jì)壓樁阻力研究壓樁阻力與承載力的關(guān)系,側(cè)阻力,靈敏度對壓樁阻力的影響,靈敏度越大的

45、土，壓樁阻力越??； 這是因?yàn)殪`敏度越大，土的結(jié)構(gòu)性越強(qiáng)，壓樁時(shí)土的強(qiáng)度降低得越多； 從靈敏度來估計(jì)壓樁的側(cè)阻力。,側(cè)阻力修正系數(shù),研究深度的影響粘性土：?＝1.0砂土：,端阻力修正系數(shù),西安的經(jīng)驗(yàn),利用靜力觸探估計(jì)壓樁終止阻力Pe－kNPs－MPa適用于20m以內(nèi),利用壓樁終止阻力Pe估計(jì)單樁極限承載力：,根據(jù)沉樁能量估計(jì)容許承載力,壓樁所需的能量為樁的有效長度與每米終壓力的平均值乘積,終壓力值

46、與容許承載力,?＝0.511～0.696,管樁壓樁阻力的研究,1. 靜力觸探貫入過程與壓樁貫入過程的比擬研究；2. 從土塞的高度研究壓樁阻力的有關(guān)信息。,管樁的土塞,上海寶山鋼鐵總廠于1978年做過7組鋼筋混凝土管樁和3組鋼管樁的的靜載荷試驗(yàn)，研究了樁徑、樁端的閉塞效應(yīng)、土塞效應(yīng)對管樁承載機(jī)理的影響。,管樁壓樁阻力與土塞高度,管樁在壓樁過程中，內(nèi)部形成土塞并逐步升高，壓樁阻力隨之增大； 土塞所形成的“閉塞效應(yīng)”是影響

47、壓樁阻力的重要因素； 通過對土塞形成機(jī)理的研究，了解壓樁阻力形成與變化的規(guī)律。,PHC樁沉樁時(shí)與土體的相互作用,開口管樁沉樁時(shí)產(chǎn)生土塞，減少了向外的擠土，土塞上升過程中與內(nèi)壁的摩擦使土塞壓縮，最終平衡而終止上升，土塞對擠土作用和最終的承載力有重要的影響。,當(dāng)最終平衡而土塞停止上升時(shí)，土塞對管壁的摩阻力保持不變，土塞下土體進(jìn)入極限塑性狀態(tài)，土塞和管樁壁構(gòu)成一個(gè)整體，可以看作實(shí)心樁。 此時(shí)的壓樁阻力為：,管樁與實(shí)心樁阻力之

48、差,從圖中可以看到，隨著壓樁深度增加，管樁與實(shí)心樁壓樁力差異逐漸減小，且這個(gè)差異呈非線性發(fā)展，這表明隨著壓樁過程進(jìn)行，管樁逐漸趨近于實(shí)心樁壓樁性狀。,將樁壓入土體的過程作為土體在外荷載作用下處于極限平衡狀態(tài)。因此，對樁端壓入土體過程進(jìn)行靜力極限平衡分析得到的解可以看作樁端壓樁力的下限荷載。可以將根據(jù)極限平衡分析得到的解作為樁端的壓樁抗力。,土塞最終高度與壓樁阻力,土塞的高度及其閉塞效果與土性、管徑、壁厚、樁入土深度、以及進(jìn)入持力層深度等

49、諸多因素相關(guān)。,PHC樁長61m，外徑600mm，內(nèi)徑400mm，壁厚100mm，剔除變異性大的2號樁，考察入土深度為61m的樁，平均土塞高度20.6m。土塞的測量資料見下表。 根據(jù)施工實(shí)測壓樁的最終阻力：在40m深度處，約100t，50m處約200t，都比較集中；但壓至最后深度時(shí)壓樁阻力比較分散，壓樁阻力400～570t。,土塞高度的實(shí)測資料,樁體壓到61m深度之前土塞高度就已經(jīng)穩(wěn)定，此時(shí)可以根據(jù)已知的土塞最終高度和靜力觸探

50、得到的比貫入阻力平均值，反算管樁內(nèi)壁與土塞之間的平均摩阻力為19.4kPa 利用這個(gè)內(nèi)摩阻力值可以預(yù)測進(jìn)一步施工時(shí)其他樁需要的壓樁力。 這種情況下壓樁到61m深度時(shí)壓樁力計(jì)算值為P＝4796kN。與上述實(shí)測值非常接近。,鋼 管 混 凝 土 樁,鋼管混凝土樁的承載特性,在軟土覆蓋層很厚的地區(qū)建造超高層建筑，常采用60～70m長的超長樁。但實(shí)踐表明，超長樁的承載能力常常由樁身強(qiáng)度控制的，地基對樁的承載能力沒有充分得

51、到發(fā)揮。為了充分發(fā)揮超長的鋼管樁的承載能力，開發(fā)了一種新型的樁—鋼管混凝土樁，簡稱為SCP樁。,鋼管混凝土樁的施工步驟是先將鋼管樁沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后用拋灌方法灌注微膨脹的混凝土直至灌滿為止。 由于鋼管混凝土樁具有足夠的樁身強(qiáng)度，可以獲得較高的承載能力，樁徑愈大，提高承載力的比例愈大。,樁基設(shè)計(jì)的一些新進(jìn)展,與《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》94年的版本比較，新版的樁基規(guī)范中吸收了十年來樁基設(shè)計(jì)的新進(jìn)展和變化。樁的設(shè)計(jì)參數(shù)表的完善群樁效應(yīng)

52、設(shè)計(jì)方法退出規(guī)范設(shè)計(jì)原則退回到安全系數(shù)設(shè)計(jì)方法承臺效應(yīng)的有條件應(yīng)用變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)樁基結(jié)構(gòu)的耐久性,樁的設(shè)計(jì)參數(shù)表的完善,94規(guī)范的試樁資料229根；本次修訂增加資料416根；樁的極限端阻力增加了全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化等土類；樁的側(cè)摩阻力增加了角礫和碎石的側(cè)阻力。,群樁效應(yīng)設(shè)計(jì)方法退出規(guī)范,群樁效應(yīng)及其工程意義《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》考慮群樁效應(yīng)的設(shè)計(jì)方法的定量依據(jù)是群樁試驗(yàn)的結(jié)果。規(guī)范方法過于復(fù)雜，與樁基設(shè)計(jì)的誤差水平不一致。具

53、體計(jì)算方法退出規(guī)范不等于群樁效應(yīng)不存在。,群樁效應(yīng)的工程意義,1. 樁的平面布置對于單樁承載力發(fā)揮的作用，樁的中心距的影響；2. 載荷試驗(yàn)的沉降在什么條件下才具有工程意義？3. 有沒有變形控制的單樁承載力？,群樁在豎向荷載作用下，由于承臺、樁、土之間相互影響和共同作用，群樁的工作性狀趨于復(fù)雜，樁群中任一根樁即基樁的工作性狀都不同于孤立的單樁，群樁承載力將不等于各單樁承載力之和，群樁沉降也明顯地大于單樁，這種現(xiàn)象就是群樁效應(yīng)。群

54、樁效應(yīng)可用群樁效率系數(shù)η和沉降比?表示。,群樁效率η和沉降比?,由端承樁組成的群樁，通過承臺分配到各樁樁頂?shù)暮奢d，其大部或全部由樁身直接傳遞到樁端。因而通過承臺土反力、樁側(cè)摩阻力傳遞到土層中的應(yīng)力較小，樁群中各樁之間以及承臺、樁、土之間的相互影響較小，其工作性狀與獨(dú)立單樁相近。因而端承型群樁的承載力可近似取為各單樁承載力之和，即群樁效率η和沉降比? 可近似取為1。,由摩擦樁組成的群樁，樁頂荷載主要通過樁側(cè)摩阻力傳遞到樁周和樁端土層中，在

55、樁端平面處產(chǎn)生應(yīng)力重疊。承臺土反力也傳遞到承臺以下一定范圍內(nèi)的土層中，從而使樁側(cè)阻力和樁端阻力受到干擾。就一般情況而言，在常規(guī)樁距（3~4d）下，粘性土中的群樁，隨著樁數(shù)的增加，群樁效率明顯下降，且η1；而沉降比則除了端承樁? =1外，均為? >1；同時(shí)承臺下土反力分擔(dān)上部荷載可使群樁承載力增加。,設(shè)計(jì)原則,樁基設(shè)計(jì)是按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)單樁極限承載力除以安全系數(shù)得單樁容許承載力－單樁承載力特征值我國對樁基設(shè)計(jì)的安全系數(shù)取2對應(yīng)的

56、荷載采用標(biāo)準(zhǔn)值94規(guī)范采用的是分項(xiàng)系數(shù)描述的設(shè)計(jì)表達(dá)式，荷載用設(shè)計(jì)值,1. 確定樁數(shù)和布樁時(shí)，應(yīng)采用傳至承臺底面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合；相應(yīng)的抗力應(yīng)采用基樁或復(fù)合基樁承載力特征值；2. 計(jì)算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時(shí)，應(yīng)采用荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合；計(jì)算水平地震作用，風(fēng)荷載作用下的樁基水平位移時(shí)，應(yīng)采用水平地震作用、風(fēng)載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合；,3. 在計(jì)算樁基結(jié)構(gòu)承載力、確定尺寸和配筋時(shí)，應(yīng)采用傳至承臺頂面的荷載效應(yīng)基本組合；當(dāng)進(jìn)行承臺和

57、樁身裂縫控制驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)分別采用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合；4. 驗(yàn)算坡地、岸邊建筑樁基的整體穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合；抗震設(shè)防區(qū)應(yīng)采用地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。,,94規(guī)范這個(gè)設(shè)計(jì)表達(dá)式有3個(gè)特點(diǎn)：1. 用分項(xiàng)系數(shù)描述的設(shè)計(jì)表達(dá)式；2. 用群樁效應(yīng)系數(shù)反應(yīng)群樁效應(yīng)的作用；3. 將承臺底面土的反力分配給每根樁上。,新版規(guī)范有4個(gè)變化：群樁效應(yīng)－退出承臺效應(yīng)－有條件地保留荷載設(shè)計(jì)值－標(biāo)準(zhǔn)值分項(xiàng)系數(shù)－

58、改為安全系數(shù),承臺效應(yīng),1. 樁距越大，承臺下土反力越大；樁周土受樁側(cè)剪應(yīng)力作用而產(chǎn)生的豎向位移為：位移隨樁側(cè)剪應(yīng)力及樁徑的增大而增大，隨樁中心距增大而呈自然對數(shù)關(guān)系減小。當(dāng)中心距達(dá)到nd時(shí)，位移為零。,2. 承臺分擔(dān)荷載比隨承臺寬度與樁長之比增大而增大。,3. 承臺分擔(dān)荷載比隨樁數(shù)增加而降低；,4. 承臺分擔(dān)荷載比隨荷載的變化，一種是趨于穩(wěn)定，另一種是持續(xù)增大。,考慮承臺效應(yīng)的四種情況,1.上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好、體型簡單的建（構(gòu)

59、）筑物；2.對差異沉降適應(yīng)性較強(qiáng)的排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物；3.按變剛度調(diào)平原則設(shè)計(jì)的樁基剛度相對弱化區(qū)；4.軟土地基的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。,變剛度調(diào)平設(shè)計(jì),傳統(tǒng)樁基設(shè)計(jì)的原則，同一建筑物下采用相同截面、相同長度的樁，一般等距離布樁，樁基的剛度是等剛度的。,基本概念：等剛度的樁基，按等樁長、等樁徑、等間距的布樁，其結(jié)果是：沉降是中間大，四周小，形成碟形沉降盆；樁的反力是中間小，四周大，形成馬鞍形反力分布。,,,變樁距、變樁徑或變樁

60、長都可以達(dá)到變剛度的目的,變剛度調(diào)平概念設(shè)計(jì),變剛度調(diào)平概念設(shè)計(jì)的目的為了減小差異變形、降低承臺內(nèi)力和上部結(jié)構(gòu)次應(yīng)力，以節(jié)約資源，提高建筑物使用壽命，確保正常使用功能。,對于主群樓連體建筑，當(dāng)高層主體采用樁基時(shí)，裙房（含純地下室）的地基或樁基的剛度宜相對弱化，可采用天然地基、復(fù)合地基、疏樁或短樁基礎(chǔ)；,對于框架－核心筒結(jié)構(gòu)高層建筑樁基，應(yīng)加強(qiáng)核心筒區(qū)域樁基剛度（如適當(dāng)增加樁長、樁徑、樁數(shù)、采用后注漿等措施），適當(dāng)弱化核心筒外圍樁基剛度

61、；,,對于框架－核心筒結(jié)構(gòu)高層建筑天然地基滿足要求的情況下，宜于核心筒區(qū)域設(shè)置增強(qiáng)剛度、減小沉降的摩擦型樁；,對于大體量筒倉、儲罐的摩擦型樁基，宜按內(nèi)強(qiáng)外弱原則布樁；,軟土地基減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ),軟土地基上多層建筑，地基承載力基本滿足要求時(shí)，以減小沉降為目的，可設(shè)置穿越軟土層進(jìn)入相對較好的疏布摩擦樁型，由樁和樁間土共同分擔(dān)荷載，稱為減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。,減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則,一是樁和樁間土在受荷變形過程中始終確保兩者共同分擔(dān)荷載；樁端

62、的變形條件二是樁距大于5～6倍樁徑。,確定承臺底面積和樁數(shù)?－承臺面積控制系數(shù)，取大于等于0.60,沉降計(jì)算：s0－承臺底附加應(yīng)力產(chǎn)生中點(diǎn)的沉降；ssp －樁土相互作用產(chǎn)生的中點(diǎn)沉降；qsu－厚度加權(quán)平均的樁側(cè)摩阻力：?p－刺入變形影響系數(shù)，砂土1.0，粉土1.15，粘土1.3,樁側(cè)阻力引起樁周土的沉降，按樁側(cè)剪切位移法計(jì)算；樁周碟形位移體積：再除以環(huán)形面積后得沉降公式,,疏樁基礎(chǔ)的沉降由兩部分構(gòu)成；樁

63、端下土層，由承臺底面的壓力產(chǎn)生的壓縮變形，按實(shí)體基礎(chǔ)假定計(jì)算s0 ；樁身部分，樁身壓縮加刺入變形與樁土相互作用產(chǎn)生的土體壓縮變形應(yīng)當(dāng)是相等的；由于刺入變形難以計(jì)算，故規(guī)范計(jì)算樁土相互作用產(chǎn)生的土體壓縮變形ssp 。,樁基結(jié)構(gòu)的耐久性,結(jié)構(gòu)的耐久性在設(shè)計(jì)確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的期限內(nèi)保持其適用性和安全性的能力。設(shè)計(jì)使用年限在設(shè)計(jì)確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，作為結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)依據(jù)并具有一定保證率的目

64、標(biāo)使用年限。,環(huán)境類別,,影響混凝土耐久性的機(jī)理分析,二類環(huán)境：主要指碳化引起的鋼筋銹蝕環(huán)境，不存在凍融和鹽、酸等化學(xué)物質(zhì)的作用，主要考慮的環(huán)境因素是濕度、溫度和CO2與O2的供給程度。如果相對濕度較高，混凝土始終處于濕潤的飽水狀態(tài)，則空氣中的CO2難以擴(kuò)散到混凝土體內(nèi)，碳化就不能進(jìn)行或非常緩慢地進(jìn)行。,如果相對濕度很低，混凝土比較干燥，雖然CO2能夠比較順利地通過孔隙向混凝土內(nèi)部遷移，但混凝土因缺水而缺少氫氧化鈣，這是發(fā)生碳化反應(yīng)

65、的必要物質(zhì)，故碳化很難進(jìn)行。鋼筋銹蝕是一種電化學(xué)過程，要求混凝土有一定的電導(dǎo)率。當(dāng)混凝土內(nèi)部的相對濕度低于70％時(shí)，碳化引起的鋼筋銹蝕就會因混凝土的電導(dǎo)率太低而很難進(jìn)行。,鋼筋銹蝕的電化學(xué)過程需要有水和O2的參與。當(dāng)混凝土處于水下或接近飽和時(shí)， O2難以擴(kuò)散到鋼筋的表面，銹蝕因缺氧而難以發(fā)生。所以，最易發(fā)生鋼筋碳化銹蝕的環(huán)境是干濕交替，在這種環(huán)境條件下，我國現(xiàn)行混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的保護(hù)層最小厚度和最大水膠比，都難以滿足設(shè)計(jì)使用年限

66、50年的適用性要求。,低水膠比的混凝土保護(hù)層甚為密實(shí)，水、 CO2與O2都不易從混凝土表面滲透或擴(kuò)散到內(nèi)部，內(nèi)部的混凝土也處于比較干燥的狀態(tài)，相應(yīng)的電導(dǎo)率比較低，所以能有效地保護(hù)鋼筋免受銹蝕。,設(shè)計(jì)使用年限50年的樁基結(jié)構(gòu)混凝土耐久性要求,,樁身裂縫控制,,有關(guān)樁基技術(shù)規(guī)范發(fā)展的對比分析,比較兩本主要的地基基礎(chǔ)規(guī)范：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》,樁基礎(chǔ)的承載力,單樁承載力的確定是樁基設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，而要正確地確定單樁

67、承載力又必須了解樁－土體系的荷載傳遞，包括樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮性狀與破壞機(jī)理。 單樁承載力同時(shí)還需滿足樁身強(qiáng)度的要求。,單樁豎向承載力 確定單樁豎向承載力是樁基勘察的最主要的內(nèi)容，單樁豎向承載力是樁基設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。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，可由單樁豎向靜載荷試驗(yàn)測定，也可用其它的方法（如規(guī)范經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法、靜力觸探法等）估算。,《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)

68、定，初步設(shè)計(jì)時(shí)單樁豎向承載力特征值可按下式估算： 式中 Ra－單樁豎向承載力特征值；qpa、qsia－樁端阻力、樁側(cè)阻力特征值，由當(dāng)?shù)仂o載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析算得；Ap－樁底端橫截面面積；up－樁身周邊長度；li－第i層巖土厚度。,《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，單樁豎向承載力特征值應(yīng)由下式確定： 式中