1、建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008應(yīng)用過程中常見問題解析中國(guó)建筑技術(shù)集團(tuán)有限公司2009.10中國(guó)建筑科學(xué)研究院邱明兵 目錄 一、人工挖孔嵌巖樁 1、概述 2、豎向受壓承載力性狀 3、檢測(cè) 4、工程案例解析 二、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁 三、地基整體穩(wěn)定 四、兩類共同作用 五、抗浮設(shè)計(jì) 六、剪力墻下布樁 七、樁基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)1、概述（1）.人工挖孔嵌巖樁適用及不適用范圍 每種樁型都有其適用條件，沒有一種萬能的樁型可以供工程師使用。判斷人工挖孔嵌巖樁是否合適，可以參考以下幾個(gè)方面：1）地質(zhì)土層分布：上覆土層較淺；有完整性較好及強(qiáng)度較高的基巖； 回填土最好應(yīng)壓實(shí)以避免施工中護(hù)壁脫落；巖溶發(fā)育地區(qū)應(yīng)謹(jǐn)慎嵌

2、巖；2）水文地質(zhì)條件：如果是粉、砂類土，地下水埋藏應(yīng)較深以保證施工安全；3）上部結(jié)構(gòu)荷載：?jiǎn)螛冻休d力高，適合于荷載大的高層，以達(dá)到較高的 經(jīng)濟(jì)性；如果荷載較小，那么會(huì)造成浪費(fèi)；4）施工設(shè)備條件：沒有水源的山區(qū)，制備泥漿困難； 落后地區(qū)或國(guó)家（非洲），沒有先進(jìn)設(shè)備5）在地下水位較高，有承壓水的砂土層、滯水層、厚度較大的流塑狀淤泥、淤泥質(zhì)土層中，不得選用。一、人工挖孔嵌巖樁（2）人工挖孔嵌巖樁的工程特性 釋疑：摩擦型樁的樁間凈距如何取用？人工挖孔的嵌巖樁，最小中心距2.5d中的d是否包含護(hù)壁尺寸？ 1）非擠土；2）嵌巖如圖，新加坡港務(wù)局某10層倉庫工程應(yīng)用的一根嵌巖樁的樁頂荷載傳遞曲線。樁長(zhǎng)l=1

3、0m，樁徑d=1.35m，l/d=7.85。樁中心距2d，群樁效應(yīng)使得樁身上段摩阻力發(fā)生蠕變，導(dǎo)致阻力下移。端阻荷載比為14%。嵌巖段阻力比約40%。 如何執(zhí)行“傾斜度大于30%的中風(fēng)化巖，宜根據(jù)傾斜度及巖石完整性適當(dāng)加大嵌巖深度”？ 地面附近基巖由于風(fēng)化情況復(fù)雜，常常在一棟建筑物范圍內(nèi)形成坡度急劇變化的巖面，如圖，當(dāng)樁基礎(chǔ)必須嵌巖時(shí)，應(yīng)合理設(shè)置嵌巖深度，并注意以下要點(diǎn)：（1）嵌巖深度應(yīng)從巖面下端起算。（2）嵌入平整、完整的堅(jiān)硬巖和較硬巖的深度不宜小于0.2d，且不應(yīng)小于0.2m。（3）對(duì)于嵌入傾斜度不大于30%的完整和較完整巖的全斷面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m。（4）傾斜度大于30

4、%的中風(fēng)化巖，樁端至外側(cè)巖面水平距離s不宜小于0.7d且不小于0.9m（僅供參考）。 2、豎向受壓承載力性狀（1）豎向受壓的極限破壞模式； 上覆土層段的破壞可能在兩個(gè)界面上，1）樁芯與護(hù)壁界面；2）護(hù)壁與土體界面。實(shí)際總是在第2）界面破壞。實(shí)測(cè)樁側(cè)阻力分布模式（1）如圖，為美國(guó)L.C.Reese等在1969年發(fā)表的一根埋設(shè)測(cè)量元件的嵌巖樁的樁頂荷載隨深度傳遞的實(shí)測(cè)曲線。上覆堅(jiān)硬黏土層5.5m，嵌入黏土頁巖3.2m，d=0.76m，l/d=11.7，l/h=4.2。端阻比例系數(shù)15%25%。嵌巖段阻力系數(shù)約80%。實(shí)測(cè)樁側(cè)阻力分布模式（2）不管樁端是強(qiáng)風(fēng)化還是微風(fēng)化，樁端阻力都很小。嵌巖段提供了

5、主要的側(cè)阻力和總阻力，上覆土層提供的阻力約20%。嵌巖長(zhǎng)樁和非嵌巖長(zhǎng)樁的實(shí)測(cè)比較：上覆土層為黏性土和砂土二者豎向荷載下的樁身應(yīng)力一致，說明長(zhǎng)樁承載力性狀與樁端持力層關(guān)系不大。上覆土層提供了主要的側(cè)摩阻力。A3嵌入中風(fēng)化泥巖2.2m60mA1未嵌巖55m端阻比例系數(shù)5%20%。8.5.5-3，當(dāng)樁端嵌入完整及較完整的硬質(zhì)巖中，可按下式估算單樁豎向承載力特征值：為樁端巖石承載力特征值。完整巖較完整巖較破碎巖0.50.20.50.10.2折減系數(shù)此公式基于天然地基破壞模式，未考慮樁阻力傳遞機(jī)理，故僅適用于埋藏極淺，置于巖體表面的（qpa試驗(yàn)即是置于巖體表面）情況。多數(shù)工程中采用的淺層擴(kuò)底基礎(chǔ)屬于這類

6、情況。一般的，有一定埋深、嵌入巖體一定深度的樁基礎(chǔ)，均不宜用此公式。否則計(jì)算承載力極低，將導(dǎo)致樁端直徑增大或者樁數(shù)增多。8.5.5-3與嵌巖樁的比較完整巖較完整巖較破碎巖0.50.20.50.10.2折減系數(shù)與嵌巖樁的綜合系數(shù)具有可比性。（1）嵌巖樁中的綜合系數(shù)較地基基礎(chǔ)中的折減系數(shù)大，0.450.6。極軟巖、軟巖的系數(shù)大得多些；較硬巖、堅(jiān)硬巖在完整狀態(tài)下比較接近，在較完整狀態(tài)下差別可達(dá)50%。（2）嵌巖樁中的綜合系數(shù)取值與巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度有關(guān)。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，嵌巖樁的承載力計(jì)算結(jié)果還是偏于安全的。特征值：釋疑：（1）人工挖孔嵌巖樁端承（型）樁 從上述表格中的數(shù)據(jù)來看，當(dāng)樁稍長(zhǎng)一些，

7、則嵌巖樁也是摩擦型樁。因此不應(yīng)當(dāng)作端承樁僅計(jì)算端阻力。但配筋時(shí)宜全長(zhǎng)配筋。（2）基樁有沒有最短長(zhǎng)度或最小長(zhǎng)徑比的要求？有人認(rèn)為基樁長(zhǎng)徑比很小的情況下，樁側(cè)阻力就可以不用考慮。下圖是美國(guó)費(fèi)城自由廣場(chǎng)一號(hào)塔樓下的一根嵌巖樁的長(zhǎng)期觀測(cè)資料。樁長(zhǎng)8.8m，樁身上段直徑3.0m，嵌巖段直徑2.6m。觀測(cè)數(shù)據(jù)表明始終有60%以上的荷載由樁側(cè)承擔(dān)?？梢娪米钚￠L(zhǎng)徑比的概念來控制樁長(zhǎng)并無意義。 右圖為某工程中長(zhǎng)度為3m的樁，嵌巖段長(zhǎng)2m，此樁按嵌巖樁設(shè)計(jì)而非端承樁，計(jì)入嵌巖段側(cè)阻力是必要的。 （3）計(jì)算公式令則為嵌巖段側(cè)阻和端阻綜合系數(shù)。釋疑：（1）嵌巖0.5米的樁按端承還是按嵌巖樁考慮？ 應(yīng)按嵌巖樁考慮。從試

8、驗(yàn)來看，嵌巖段樁側(cè)阻力占比較大，不宜忽略。（2）樁端進(jìn)入較破碎巖時(shí)能否按嵌巖樁計(jì)算單樁豎向極限承載力？答：宜按碎石類土提供參數(shù)并計(jì)算。（3）利用frk計(jì)算的單樁豎向極限承載力極高以至當(dāng)?shù)貨]有條件進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)時(shí)，能否用檢測(cè)frk來代替單樁靜載荷試驗(yàn)？ 答：不能。（4）嵌巖樁通過直徑為0.3m巖基平板載荷試驗(yàn)確定極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值Quk，與采用飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值frk計(jì)算的結(jié)果差異較大時(shí)，用哪個(gè)結(jié)果更為合理？宜以巖基平板載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)為主。但此時(shí)承載力極高，故可參考frk進(jìn)行綜合經(jīng)驗(yàn)選取。從工程經(jīng)驗(yàn)來看取用任何一個(gè)參數(shù)，結(jié)果均是以樁身強(qiáng)度控制。（5）巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度frk與混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值有

9、何對(duì)應(yīng)關(guān)系？巖樣為圓柱體50X100mm，混凝土立方體為150mm3，一般的圓柱體150X300mm的frk1=0.8fcu 50X100mm的frk對(duì)150X300mmfrk1，尺寸效應(yīng)系數(shù)約為1.15 那么 frk=fcufrk與fcu，不同的工程意義，這是因?yàn)椋海?）frk要根據(jù)結(jié)構(gòu)面開展情況（即完整程度），折減一定的系數(shù)（0.10.5）才能使用；而混凝土是不開裂的，故沒有折減系數(shù)。（2） 當(dāng)前frk僅用于抗壓，并且要除以2后使用，其對(duì)應(yīng)的荷載效應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)值?；炷翉?qiáng)度則有多項(xiàng)指標(biāo)。（3）巖石受壓后，同時(shí)是三向巨大側(cè)限（圍壓）下工作；而混凝土的側(cè)限是有限的。鋼筋混凝土試件的抗壓試驗(yàn)表明，圍

10、壓能極大提高混凝土強(qiáng)度；而基巖應(yīng)當(dāng)同樣如此，但目前的設(shè)計(jì)方法中還沒有考慮此有利因素。當(dāng)前的試驗(yàn)成果發(fā)現(xiàn)：基巖受壓很難破壞，總是以變形控制為主。因此樁身強(qiáng)度常常成為控制因素。載荷板試驗(yàn)，等同于在半無限空間中的測(cè)試，有類似局壓的效果，因此可以推測(cè)的是，其承載力要提高。這大概是載荷板試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏高的原因?；炷辆謮簭?qiáng)度完整巖試驗(yàn)巖體結(jié)構(gòu)面 吳其芳等通過孔底載荷板（d=0.3m）試驗(yàn)得到增大系數(shù)1.384.50，相應(yīng)的巖石frk=1.25.2MPa，載荷板在巖石中埋深0.54m。 與94規(guī)范的比較第i層土的側(cè)阻力發(fā)揮系數(shù)，當(dāng)樁的長(zhǎng)徑比不大(l/d1.0，偏于保守的取1.0。（1）取消側(cè)阻力發(fā)揮系數(shù)（2）

11、調(diào)高嵌巖承載力綜合系數(shù)，尤其是極軟巖、軟巖frk15MPahr/d00.512345側(cè)阻修正系數(shù)0.0000.0250.0550.0700.0650.0620.050端阻修正系數(shù)0.5000.5000.4000.3000.2000.1000.000綜合修正系數(shù)0.5000.5500.6200.8600.9801.0921.000hr/d00.51.02.03.04.05.06.07.08.0極軟巖軟巖0.00.0520.0560.0560.0540.0510.0480.0450.0420.040.600.700.730.730.700.660.610.550.480.420.600.800.9

12、51.181.351.481.571.631.661.70較硬巖堅(jiān)硬巖0.00.0500.0520.0500.0450.0400.450.550.600.500.460.400.450.650.810.901.001.04綜合系數(shù)：清底干凈的人工挖孔嵌巖樁，還應(yīng)乘以增大系數(shù)1.2。嵌巖承載力綜合系數(shù)比較hr/d00.51234594規(guī)范綜合修正系數(shù)0.5000.5500.6200.8600.9801.0921.000港口工程灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程綜合修正系數(shù)1.0001.3081.4761.5081.52008規(guī)范極軟巖、軟巖0.600.800.951.181.351.481.57較硬巖、堅(jiān)

13、硬巖0.450.650.810.901.001.04公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D63-2007完整、較完整較破碎破碎、極破碎0.100.080.061.201.00.8地基規(guī)范GB50007-2002完整較完整較破碎1.00.41.00.20.408規(guī)范的嵌巖段綜合系數(shù)較94規(guī)范有所提高，但總體相對(duì)偏于安全。（3）對(duì)于泥巖，不能用飽和單軸抗壓強(qiáng)度，應(yīng)取用天然濕度下的單軸抗壓強(qiáng)度。（4）94規(guī)范以微風(fēng)化、中風(fēng)化對(duì)巖體分類； 08規(guī)范以完整、較完整對(duì)巖石分類。結(jié)構(gòu)面愈密，強(qiáng)度愈低。 （實(shí)際應(yīng)為“微風(fēng)化、中風(fēng)化”的完整巖、較完整巖）（5）08規(guī)范：清底干凈的人工挖孔嵌巖樁，還應(yīng)乘以增大系數(shù)1

14、.2。 94規(guī)范：無。（6）94規(guī)范：當(dāng)嵌巖段為中風(fēng)化巖時(shí)，表中數(shù)字乘以0.9折減。 08規(guī)范：無。人工挖孔大直徑樁（d800mm）極限側(cè)阻和端阻的尺寸效應(yīng) （1）人工挖孔樁上覆土層端，在樁成孔后產(chǎn)生應(yīng)力釋放，孔壁出現(xiàn)松弛變形，導(dǎo)致側(cè)阻力有所降低，側(cè)阻力隨樁徑增大呈雙曲線型減?。℉.Brand1.1988）。本規(guī)范建議采用如下表達(dá)式進(jìn)行側(cè)阻尺寸效應(yīng)計(jì)算。式中 d樁身直徑； m 經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，對(duì)于粘性土、粉土，m=1/5；對(duì)于砂土、碎石土，m=1/3。對(duì)于嵌巖段側(cè)阻，不需要考慮折減。（2）端阻在基巖上，也不需考慮端阻的尺寸效應(yīng)系數(shù)。人工挖孔嵌巖樁擴(kuò)大頭 擴(kuò)底樁變截面以上2d長(zhǎng)度范圍內(nèi)不計(jì)側(cè)阻力。原因

15、有二：（1）施工中土壁應(yīng)力松弛；（2）受荷后擴(kuò)大頭下沉導(dǎo)致與斜壁托空，使得斜壁附近土體應(yīng)力松弛。 實(shí)測(cè)結(jié)果表明，按94規(guī)范計(jì)算的擴(kuò)底樁承載力偏高。 人工挖孔嵌巖擴(kuò)底樁承載力，幾乎不會(huì)在樁端土發(fā)生整體剪切破壞?？偸且宰冃慰刂啤?人工挖孔樁的樁身強(qiáng)度：1）因假定護(hù)壁不連續(xù)，故不考慮護(hù)壁強(qiáng)度，僅計(jì)算樁芯面積。2）因護(hù)壁施工可見，樁基質(zhì)量能有效控制，故成樁工藝系數(shù)較其他樁型高，取0.9。3）人工挖孔嵌巖樁通常全長(zhǎng)配筋，當(dāng)樁較短且粗時(shí)，箍筋加密區(qū)未設(shè)置5d，故就不利用縱筋強(qiáng)度；當(dāng)樁較長(zhǎng)時(shí)，可考慮利用縱筋強(qiáng)度。釋疑：（1）JGJ94-2008第6.6.6條 護(hù)壁配筋直徑不應(yīng)小于8，是否可據(jù)土質(zhì)情況好壞酌減

16、？可以。比如北京地區(qū)一般土質(zhì)較好，最小直徑取6mm。北京地標(biāo) （2）護(hù)壁砼標(biāo)號(hào)與樁填心同一標(biāo)號(hào)，護(hù)壁施工每段進(jìn)行振搗密度變困難，且形成大量施工縫，按施工縫處理達(dá)不到要求，不能整體起共同作用，是否不考慮護(hù)壁參加計(jì)算，即可降低護(hù)壁砼標(biāo)號(hào)? 樁身承載力計(jì)算取內(nèi)徑而不包括護(hù)壁厚度，那么設(shè)計(jì)可要求護(hù)壁混凝土按C30C40配料，施工后護(hù)壁混凝土取芯強(qiáng)度達(dá)到C15也是允許的。 （3）為何豎向承載力計(jì)算時(shí)有時(shí)用樁身直徑，有時(shí)用護(hù)壁外直徑？ 計(jì)算樁身強(qiáng)度用樁芯直徑；計(jì)算土對(duì)樁的支撐力用護(hù)壁外直徑。（4）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中樁身強(qiáng)度計(jì)算，工作條件系數(shù)灌注樁取0.60.7，是強(qiáng)規(guī)；樁基中5.8.2條，灌注樁取0.9，

17、應(yīng)按哪條取值？ 按樁基取值。人工挖孔嵌巖樁的檢測(cè) （1）工程樁應(yīng)進(jìn)行承載力和樁身質(zhì)量檢驗(yàn)。 當(dāng)豎向承載力過大時(shí)，并不適合做靜載荷試驗(yàn)（堆載平衡或錨樁平衡）。（2）單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值、極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下列規(guī)定確定： 1）對(duì)于大直徑端承型樁（樁端為非基巖時(shí)，如卵石層），也可通過深層平板（平板直徑應(yīng)與孔徑一致）載荷試驗(yàn)確定極限端阻力； 某些情況下，平板直徑可能不與孔徑一致，其實(shí)測(cè)值較實(shí)際值偏低，等于說偏于安全。2）對(duì)于嵌巖樁，當(dāng)樁端置于基巖頂面時(shí)，可通過直徑為0.3m巖基平板載荷試驗(yàn)確定極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（qpk）；當(dāng)樁端進(jìn)入巖層一定深度時(shí)，宜通過直徑為0.3m嵌巖短墩載荷

18、試驗(yàn)確定嵌巖段極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值； （見地基規(guī)范附錄H），對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)方法應(yīng)為：3）用其他方法（如自平衡法）測(cè)得樁側(cè)摩阻力。1、工程概況貴州某住宅樓，26981m2，為1+301+32層，采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)間距7.6x8.5m，主樓單柱最大軸力為30000KN/柱（設(shè)計(jì)值），裙樓單柱最大軸力為4500KN/柱（設(shè)計(jì)值）。注：如果該設(shè)計(jì)值取自SETWE“底層柱墻內(nèi)力” ，則應(yīng)/1.25，作為與樁基承載力特征值Ra對(duì)應(yīng)的荷載參數(shù)。2、場(chǎng)地特性該項(xiàng)目場(chǎng)地由于受附近斷層活動(dòng)影響，巖體差異變化較大，所在地塊同時(shí)存在中風(fēng)化泥巖（fak=1200Kpa）、強(qiáng)風(fēng)化泥巖(fak=500Kpa

19、)和中風(fēng)化灰?guī)r(fak=5000Kpa)幾種承載力差異較大的巖體。通過自平衡法在泥質(zhì)單元進(jìn)行基樁靜荷載試驗(yàn)，得出各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)：強(qiáng)風(fēng)化泥巖端阻力特征值795Kpa,側(cè)阻力特征值335Kpa，變形模量43.2Mpa; 中風(fēng)化泥巖端阻力特征值1650Kpa,側(cè)阻力特征值450Kpa，變形模量79.7Mpa。工程案例貴州某住宅樓挖孔樁設(shè)計(jì)剖析3、承載力計(jì)算（剖析）對(duì)樁芯直徑2m和1.5m的樁（護(hù)壁150mm）進(jìn)行計(jì)算。2m單樁承載力特征值，按非嵌巖樁公式計(jì)算：說明（1）上述方法為按護(hù)壁外側(cè)計(jì)算樁側(cè)摩阻力，應(yīng)改為計(jì)算承載力至少應(yīng)提高50%。（2）是按干作業(yè)鉆孔工藝提供的參數(shù)（有沉渣）實(shí)際宜按“預(yù)制樁”提

20、供參數(shù)或者通過載荷板試驗(yàn)確定。如果土名稱狀態(tài)黏性土0.25IL0.750IL0.25IL 080018001800240024003000粉土0.75e0.9e0.751000150015002000砂土碎石類土稍密中密密實(shí)粉砂500700800110012002000細(xì)砂70011001200180020002500中砂100020002200320035005000粗砂120022002500350040005500礫砂140024002600400050007000圓礫、角礫160030003200500060009000卵石、碎石2000300033005000700011000干作業(yè)

21、挖孔樁（清底干凈，D=800mm） 極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值 缺軟質(zhì)巖參數(shù)，可參考表5.3.5-2“混凝土預(yù)制樁”參數(shù)。1.5m單樁承載力特征值，按非嵌巖樁公式計(jì)算：說明（1）上述方法為按護(hù)壁外側(cè)計(jì)算樁側(cè)摩阻力，應(yīng)改為計(jì)算承載力至少應(yīng)提高15%。因不是按嵌巖樁公式計(jì)算，故不能乘以清底系數(shù)1.2。計(jì)算承載力至少應(yīng)提高46%。如果（2）是按干作業(yè)鉆孔工藝提供的參數(shù)（有沉渣）實(shí)際宜按“預(yù)制樁”提供參數(shù)或者通過載荷板試驗(yàn)確定。4、樁基布置（1）見樁基平面布置圖（2）見基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)平面圖優(yōu)化建議：鑒于嵌巖樁承載力潛力較高，變形極小，建議提高樁基承載力，使得樁基在柱下、墻下布置，那么承臺(tái)高度可以降低，或者承臺(tái)取消。理

22、論上講，人工挖孔嵌巖樁，總是可以做到柱下、墻下布樁。這是因?yàn)椋荷喜拷Y(jié)構(gòu)柱截面由軸壓比控制，Ns傳遞到樁頂，作用到樁身，那么一般而言，只要（1）樁基承載力由樁身強(qiáng)度控制；（2）人工挖孔嵌巖樁的樁芯面積大于柱截面面積（一般都很容易滿足，抗震等級(jí)高的構(gòu)件，樁芯面積要求大一些），那么一柱一樁就夠了。所以問題的關(guān)鍵在于：如何使得樁基承載力由樁身強(qiáng)度控制？這就要求：（1）充分發(fā)揮上覆土層的側(cè)摩阻力，計(jì)算時(shí)應(yīng)取護(hù)壁外徑；（2）充分發(fā)揮嵌巖端側(cè)摩阻力，嵌巖深徑比，較硬巖、堅(jiān)硬巖在1.0左右經(jīng)濟(jì)效益比較好；對(duì)于較軟巖則在13左右，極軟巖、軟巖則可能在4左右較為經(jīng)濟(jì)。當(dāng)承載力需要時(shí)，也可加深，但嵌巖段承載力提高有

23、限。（3）樁芯混凝土強(qiáng)度可用到C40。工程結(jié)構(gòu)柱常用C50混凝土，相應(yīng)的樁芯混凝土強(qiáng)度提高，可有效提高樁身承載力。（4）計(jì)入清底干凈的提高系數(shù)1.2，同時(shí)對(duì)施工單位提出相應(yīng)的要求。重點(diǎn)：按樁芯強(qiáng)度控制的設(shè)計(jì)過程（1）按最小施工樁芯直徑計(jì)算承載力，一般取C40混凝土記憶如樁芯800如樁芯900如樁芯1000如樁芯1500（2）根據(jù)樁身強(qiáng)度設(shè)計(jì)相應(yīng)的嵌巖深度，一般的，較硬、堅(jiān)硬巖hr/d=1可滿足；極軟、軟巖，hr/d大于3.5；較軟巖1hr/d30MPa。這說明（a）從某種程度上講，較硬、堅(jiān)硬巖嵌巖深徑比大于1幾乎是沒有效果的。（b）那些在較硬、堅(jiān)硬巖中的擴(kuò)底樁，如果進(jìn)入巖層達(dá)到1d的，并無必要

24、擴(kuò)底。（3）上部結(jié)構(gòu)荷載用標(biāo)準(zhǔn)值，與樁基承載力特征值對(duì)應(yīng)，選擇合適的樁徑。通常一個(gè)項(xiàng)目中，23個(gè)樁徑即可滿足工程需要。 假設(shè)無上覆土層的極軟巖、軟巖，僅用嵌巖段阻力，那么用C40混凝土， hr/d=4，那么因極軟巖、軟巖 ，故深徑比應(yīng)大于3.5方能使得樁身強(qiáng)度充分發(fā)揮。這要求對(duì)于極軟巖、軟巖應(yīng)充分發(fā)揮上覆土層側(cè)摩阻力。對(duì)于較軟巖(15frk30)，深徑比13之間就足夠了。較硬、堅(jiān)硬巖較軟巖極軟巖、軟巖hr/d3.0無上覆土層的最大嵌巖深度：當(dāng)上覆土層的有一定厚度時(shí)，需要的嵌巖深度會(huì)更淺，所以務(wù)必計(jì)入上覆土層提供的側(cè)摩阻力。二、預(yù)應(yīng)力管樁的擠土效應(yīng)及有關(guān)問題 隨著施工技術(shù)發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)積累，近些年管

25、樁從沿海軟土地區(qū)向內(nèi)陸非軟土地區(qū)蔓延，由低烈度區(qū)向高烈度區(qū)蔓延。同時(shí)也出現(xiàn)了不少工程事故，設(shè)計(jì)及施工應(yīng)掌握其中原理并積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)以有利于該樁型的發(fā)展。1、按擠土程度分類 與混凝土灌注樁比較，預(yù)應(yīng)力管樁無泥皮、沉渣，從這個(gè)角度講，其單樁豎向承載力應(yīng)比灌注樁高，但管樁是擠土施工，不可避免的擾動(dòng)原狀土、使地下水滲流變化、破壞整個(gè)場(chǎng)地原有的應(yīng)力場(chǎng)，使之失衡，從而導(dǎo)致諸多工程問題。由于擠土效應(yīng)這是管樁工程事故較多的原因之一。因此有必要根據(jù)擠土程度分類：（1）擠土樁：閉口管樁（2）部分?jǐn)D土樁：開口管樁，引孔施工的管樁（3）非擠土樁一般而言，（1）如果選擇管樁，那么在有條件的場(chǎng)地（地區(qū)）應(yīng)使用部分?jǐn)D土樁（2

26、）用大口徑空心樁（3）長(zhǎng)樁，這能較大程度上減少擠土效應(yīng)；同時(shí)在一定程度上保留了管樁側(cè)摩阻力和端阻力較灌注樁高的優(yōu)點(diǎn)。擠土量的比較 2、擠土施工場(chǎng)地土的影響 擠土施工將在引發(fā)場(chǎng)地土在施工期間發(fā)生以下變化：（1）擾動(dòng)原狀土體。對(duì)于對(duì)于高靈敏度的軟土，可能破壞土體結(jié)構(gòu)；（2）飽和軟粘土中引起較高超孔隙水壓力，對(duì)周圍設(shè)施產(chǎn)生不利影響；（3）改變場(chǎng)地滲流規(guī)律。大面積擠土施工當(dāng)沉樁速率過快將改變?cè)袧B流規(guī)律，使得水壓力發(fā)生變化。（4）土體偏離原位，朝場(chǎng)地外擴(kuò)展，同時(shí)場(chǎng)地隆起。土體位移及引發(fā)的破壞3、場(chǎng)地土變化對(duì)樁基礎(chǔ)沉降及承載力的影響 樁基礎(chǔ)工程中是通過考察樁基承載力、沉降量以及施工期間土體位移來評(píng)價(jià)樁型

27、選擇的合理性，因此可以將場(chǎng)地土變化對(duì)樁基礎(chǔ)沉降、承載力及施工期間對(duì)周圍環(huán)境的影響稱為擠土效應(yīng)。（1）擠土對(duì)樁基試樁承載力的影響突變型（樁端脫空）陡降型 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的靜載荷試驗(yàn)Q-s曲線多數(shù)（除樁端嵌巖以外）呈現(xiàn)陡降型的特征，這與（1）預(yù)應(yīng)力管樁應(yīng)用的場(chǎng)地特性有關(guān)（2）可能與樁直徑較小有關(guān)。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁豎向抗壓承載力的計(jì)算及說明 當(dāng)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定敞口預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，可按下列公式計(jì)算： 此公式計(jì)算基于以下假定（1）土體未擾動(dòng)，樁與土體緊密接觸，故側(cè)摩阻力較泥漿護(hù)壁的高。（2）樁端與持力層緊密接觸，土塞效應(yīng)方能發(fā)揮。（3）未計(jì)入

28、土體再固結(jié)形成的側(cè)摩阻力增強(qiáng)效果。擠土恢復(fù)的時(shí)效性是雙刃劍。隨著時(shí)間推移，場(chǎng)地土恢復(fù)穩(wěn)定，但這個(gè)時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)年。在這個(gè)過程中雖然側(cè)摩阻力增加，但是沉降也在增加，所以如果增加了承載力那么樁數(shù)將減少，可能總沉降將增加；同時(shí)由于再固結(jié)可能導(dǎo)致承臺(tái)底脫空，那么荷載全部由樁承擔(dān)，也可能額外增加沉降。土的名稱土的狀態(tài)qskqpkl99 l161630(壓實(shí))填土2230淤泥1420淤泥質(zhì)土2230黏性土流塑IL12440軟塑0.75 IL1405521085065014001200180013001900可塑0.50 IL0.7555708501700140022001900280023003600硬可

29、塑0.25 IL0.50708615002300230033002700360036004400硬塑0 IL0.25869825003800380055005500600060006800堅(jiān)硬IL098105紅黏土0 aw1133200.92646中密0.75e0.946669501700140021001900270025003400密實(shí)e0.75668815002600210030002700360036004400粉砂稍密10N15244810001600150023001900270021003000中密15306688預(yù)應(yīng)力混凝土管樁qsk,qpk土的名稱土的狀態(tài)qskqpkl99

30、l161630細(xì)砂稍密10N152448中密15306688中砂中密15307495粗砂中密153095116礫砂稍密51511613860009500900010500圓礫、角礫中密、密實(shí)N63.510160200700010000950011500碎石、卵石中密、密實(shí)N63.5102003008000110001050013000全風(fēng)化軟質(zhì)巖30N5010012040006000全風(fēng)化硬質(zhì)巖301016024060009000強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖N63.510220300700011000（2）擠土對(duì)樁基沉降的影響 建筑物關(guān)注的是樁基長(zhǎng)期沉降量。沉樁結(jié)束后，孔隙水壓力逐漸消散，土體再固結(jié)，建筑物隨

31、之下沉；對(duì)于土層分布比較均勻的場(chǎng)地，再固結(jié)在平面內(nèi)較均勻，將不增加建筑物兩點(diǎn)間差異沉降，但對(duì)建筑物總沉降產(chǎn)生較大影響。 飽和土中采用預(yù)制樁（不含復(fù)打、復(fù)壓、引孔沉樁）時(shí)，應(yīng)根據(jù)樁距、土質(zhì)、沉樁速率和順序等因素，對(duì)按等效作用分層綜合法計(jì)算的沉降乘以1.31.8擠土效應(yīng)系數(shù)，土的滲透性低，樁距小，樁數(shù)多，沉樁速率快時(shí)取大值。 天津某工程沉降實(shí)測(cè)資料住宅，地下1層，地上9層，異形柱剪力墻結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力管樁。上圖為竣工時(shí)沉降。Smax=39mm住宅，地下2層，地上27層，剪力墻結(jié)構(gòu)，灌注樁后注漿。上圖為竣工時(shí)沉降。Smax=17mm 上面兩棟樓位于同一小區(qū)。雖然樁基礎(chǔ)提供了等效的承載力上，但沉降差別相當(dāng)

32、大。可見荷載并不是產(chǎn)生大沉降量的主要因素，合理的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能較好的控制建筑物沉降。4、減小擠土效應(yīng)的措施（1）設(shè)計(jì)措施：增大基樁的最小中心距土類與成樁工藝排數(shù)不少于3排且樁數(shù)不少于9根的摩擦型樁樁基其他情況非擠土灌注樁3.0d3.0d部分?jǐn)D土樁3.5d3.0d擠土樁非飽和土4.0d3.5d飽和黏性土4.5d4.0d鉆、挖孔擴(kuò)底樁2D或D+2.0m(當(dāng)D2m)1.5 D或D+1.5m(當(dāng)D2m)沉管夯擴(kuò)、鉆孔擠擴(kuò)樁非飽和土2.2D且4.0d2.0D且3.5d飽和黏性土2.5D且4.5d2.2D且4.0d（2）施工措施：1）可用預(yù)鉆孔來減少排土量。預(yù)鉆孔孔徑可比樁徑（或方樁對(duì)角線）小50100mm

33、，深度可根據(jù)樁距和土的密實(shí)度、滲透性確定，宜為樁長(zhǎng)的1/31/2； 通常預(yù)鉆孔深度范圍內(nèi)地基圖體內(nèi)的超孔隙水壓力可減小40%50%，地基變位可減小30%50%。 2）應(yīng)設(shè)置排水措施，如袋裝砂井或塑料排水板，可提高土的在施工期間的壓縮性。袋裝砂井直徑宜為7080mm，間距宜為1.01.5m，深度宜為1012m；塑料排水板的深度、間距與袋裝砂井相同； 其目的是改善地基土的排水特性，加快孔隙水壓力的消散，防止砂土液化。3）可在沉樁區(qū)內(nèi)外開挖地面防震溝或應(yīng)力釋放孔，并可與其他措施結(jié)合使用。防震溝溝寬可取0.50.8m，深度按土質(zhì)情況決定； 可減小淺層土體的擠土效應(yīng)，對(duì)于深基坑效果有限。4）管樁施工不能

34、搶工期。應(yīng)限制每天的沉樁數(shù)量（即打樁速率），合理安排沉樁流程，使得超孔隙水壓力能及時(shí)消散； 在軟黏性土中，沉樁速度過快，不但顯著增加水壓力、地基土變位，還可使得鄰近土體剪切破壞。施工順利則影響水力梯度的大小和方向。實(shí)測(cè)表明，地基變位方向與沉樁施工方向一致。5）沉樁結(jié)束后，宜普遍實(shí)施一次復(fù)打，使樁端置于持力層上，能充分發(fā)揮樁端土體承載力，還可隨時(shí)間增長(zhǎng)；（3）基坑開挖1）基坑開挖前應(yīng)對(duì)邊坡支護(hù)型式、降水措施、挖土方案、運(yùn)土路線及堆土位置編制施工方案，若樁基施工引起超孔隙水壓力，宜待超孔隙水壓力大部分消散后開挖。2）基坑施工順序宜先深后淺。場(chǎng)地土允許的地區(qū)應(yīng)先開挖基坑，后沉樁。3）挖土應(yīng)均衡分層進(jìn)

35、行，對(duì)流塑狀軟土的基坑開挖，高差不應(yīng)超過1m。4）挖出的土方不得堆置在基坑附近。5）機(jī)械挖土?xí)r須避開樁位，行進(jìn)路線須避開樁位且距離樁位一定距離，否則應(yīng)采取其他措施確保基坑內(nèi)的樁體不受損壞。（4）施工監(jiān)測(cè)1）對(duì)于擠土預(yù)制樁和擠土灌注樁，施工過程均應(yīng)對(duì)樁頂和地面土體的豎向和水平位移進(jìn)行系統(tǒng)觀測(cè)；若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)采取復(fù)打、復(fù)壓、引孔、設(shè)置排水措施及調(diào)整沉樁速率等措施。2）沉樁過程中應(yīng)加強(qiáng)鄰近建筑物、地下管線等的觀測(cè)、監(jiān)護(hù)。（5）預(yù)應(yīng)力管樁施工常見問題及處理措施1）平面偏位，樁身完整性為I、II類。措施：處理承臺(tái)。尤其對(duì)一柱一樁和二樁的情況。（見武漢某工程實(shí)例）2）樁身開裂，對(duì)水平承載力有影響。措施：（

36、a）灌芯（b）補(bǔ)樁。（見唐山某項(xiàng)目）3）樁端未到設(shè)計(jì)標(biāo)高（樁長(zhǎng)未滿足設(shè)計(jì)要求）。措施（a）預(yù)鉆孔（b）保留該持力層。處理類似問題應(yīng)著眼于對(duì)承臺(tái)和上部結(jié)構(gòu)的影響。（a）承臺(tái)內(nèi)力不同原設(shè)計(jì)；（b）建筑物沉降可能不均勻。4）沉樁終壓力與設(shè)計(jì)不符（沉樁終壓力Rsm與極限承載力Quk關(guān)系按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)較為真實(shí)）。終止壓力與土層分布特性密切相關(guān)，應(yīng)注意當(dāng)?shù)赝翆臃植继攸c(diǎn)。（a）（b）（c） 最大壓樁力不宜小于設(shè)計(jì)的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，必要時(shí)可由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。建議根據(jù)地區(qū)靜壓確定 5、樁端封口的必要性 預(yù)應(yīng)力管樁樁端持力層土體可能因滲水而影響承載力：(1)原為非飽和土，因含水量增加而降低承載力。當(dāng)樁較長(zhǎng)時(shí)承

37、載力以樁側(cè)摩阻力為主的，這種不利效應(yīng)影響較小。(2)樁側(cè)持力層為粉、細(xì)砂時(shí)，可能因水頭壓力而使之流失，局部掏空。(3)樁端嵌入遇水易軟化的強(qiáng)風(fēng)化巖、全風(fēng)化巖，則會(huì)極大的損失承載力。 為避免地下水對(duì)樁端持力層的影響，應(yīng)用閉口樁且填芯。在施工第一節(jié)樁時(shí)即對(duì)樁端以上2m左右范圍內(nèi)灌入微膨脹細(xì)石混凝土，封閉以防止?jié)B水。 鑒于當(dāng)前預(yù)應(yīng)力混凝土管樁擠土產(chǎn)生的一系列問題的復(fù)雜性，故應(yīng)強(qiáng)調(diào)在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的重要性。1、偏心荷載下的承載力理論的基本圖示主應(yīng)力線整體失穩(wěn)示意三、地基整體穩(wěn)定2、整體失穩(wěn)（1）實(shí)例1巴西某十一層大廈。 1955年始建的巴西某十一層大廈長(zhǎng)25m，寬12m，支承在99根21

38、m長(zhǎng)的鋼筋混凝土樁上。 1958年大廈建成后，發(fā)現(xiàn)其背后明顯下沉。1月30日，該建筑物的沉降速度高達(dá)每小時(shí)4mm，晚8時(shí)許，大廈在20s內(nèi)倒塌。 后查明該大廈下有25m厚的沼澤土，而其下的樁長(zhǎng)僅有21m，未深入其下的堅(jiān)固土層，倒塌是由于地基產(chǎn)生整體剪切破壞所致。 （2）實(shí)例2加拿大特朗斯康谷倉 。 建于1914年。該谷倉由65個(gè)圓柱形筒倉構(gòu)成，高31m，寬23.5m，其下為鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，由于事前不了解基礎(chǔ)下埋藏有厚達(dá)16m的軟粘土層，谷倉建成后初次貯存谷物達(dá)27000t后，發(fā)現(xiàn)谷倉明顯下沉，結(jié)果谷倉西側(cè)突然陷入土中7.3m，東側(cè)上抬1.5m，倉身傾斜近27o。后查明谷倉基礎(chǔ)底面單位面積壓

39、力超過300kPa，而地基中的軟粘土層極限承載力才約250kPa，因此造成地基產(chǎn)生整體破壞并引發(fā)谷倉嚴(yán)重傾斜。該谷倉由于整體剛度極大，因此雖傾斜極為嚴(yán)重，但谷倉本身卻完好無損。后于土倉基礎(chǔ)之下做了七十多個(gè)支承于下部基巖上的混凝土墩，使用了388個(gè)50t千斤頂以及支撐系統(tǒng)才把倉體逐漸扶正，單其位置比原來降低了近4.0m。 （3）實(shí)例3上海蓮花河畔景苑 7號(hào)樓鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。地上13層，地下一層?；诪橛倌嗤粒休d力約6t。條形基礎(chǔ)+預(yù)應(yīng)力混凝土管樁。樁長(zhǎng)約30m，樁數(shù)112根。傾覆后樁完全折斷。事故原因：3、檢視規(guī)范規(guī)定（1）非巖石地基的基礎(chǔ)：最小埋深0.5m，應(yīng)滿足承載力、變形、穩(wěn)定性要

40、求。筏基則大于1/15H，樁筏則大于1/181/20 H。需要指出的是：非巖石地基的基礎(chǔ)埋深，應(yīng)與抗震設(shè)防烈度，地基土性質(zhì)相關(guān)。當(dāng)設(shè)防烈度高且場(chǎng)地土為四類時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加深。對(duì)于樁基礎(chǔ)不宜小于1/15H。（2）巖石地基：無最小埋深要求，承載力、變形、穩(wěn)定性容易滿足。當(dāng)基礎(chǔ)置于巖面時(shí)，僅需滿足抗滑移要求。在非巖石地基土上，高層建筑應(yīng)設(shè)置地下室。高層建筑無地下室，通常基礎(chǔ)擱置在基巖上，從以上闡述可見，抗滑移總是滿足要求，故不管有沒有樁，均不存在滑移問題。也不需要加厚樁頂承臺(tái)。大直徑樁設(shè)計(jì)只要考慮其承載力即可。抗滑移驗(yàn)算示意圖四、兩類的共同作用（一）豎向荷載作用的的共同作用（第一類共同作用）豎向荷載作用

41、下建筑結(jié)構(gòu)中的參與共同作用有三個(gè)要件：上部結(jié)構(gòu)、筏形承臺(tái)和樁土體系。其中上部結(jié)構(gòu)靠整體抗彎剛度參與工作，筏形承臺(tái)靠自身截面抗彎剛度參與工作，樁土體系靠樁-土相互作用提供的豎向支撐剛度參與工作，三者共同作用，協(xié)調(diào)變形。第一類共同作用示意（1）框架結(jié)構(gòu)整體抗彎剛度（a）梁彎曲變形引起的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)（b）梁彎曲變形引起的層間轉(zhuǎn)動(dòng)（c）柱彎曲變形引起的層間轉(zhuǎn)動(dòng)（2）鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)整體抗彎剛度引用上述框架結(jié)構(gòu)整體抗彎剛度計(jì)算方法，因墻肢線剛度較連梁大的多，故可忽略墻肢彎曲變形引起的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)和跨間轉(zhuǎn)動(dòng)，僅計(jì)算連梁彎曲引起的跨間轉(zhuǎn)動(dòng)， （3）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（筏板）整體抗彎剛度均勻布樁或天然地基時(shí)，中心沉降是角點(diǎn)

42、的3.03.7倍。剛度則是1/3.03.7（4）樁土體系豎向支撐剛度（5）整體抗彎剛度比較1）從計(jì)算結(jié)果可以看出，厚1.5m的筏形承臺(tái)，其整體抗彎能力是一層單跨框架的70倍；2）厚1.5m的筏形承臺(tái)，其整體抗彎能力與二層單跨剪力墻相當(dāng)；3）當(dāng)筏形承臺(tái)跨數(shù)更多時(shí)，其等效整體抗彎剛度將隨計(jì)算長(zhǎng)度的約三次方冪趨勢(shì)降低； 4）剪力墻結(jié)構(gòu)整體抗彎剛度極大，抵抗差異變形的能力極強(qiáng)。建筑物名稱層數(shù)/基礎(chǔ)埋深（m）建筑面積（m）高度（m）平均沉降（mm）基礎(chǔ)撓度（萬分之一）上?？禈仿饭し?2/6.567.58x11.6536.61193.56上海華盛路工房12/5.6555.8x12.537.01781.0上

43、海北站旅館8/3.1522x16.427.0421.23上海國(guó)際婦幼保健院7/2.455x4329.052892.78江蘇瀏河冷庫5/4.850 x3626.11200.69北京外交公寓16/7.2036x1654.74490.12北京中醫(yī)醫(yī)院9/5.3586x12.634.217北京前三門604工程10/110.60交通部水規(guī)院住宅9/4.2063x12.927.4220.80保定冷庫5/3.0155x4333.0470.37水平力作用下的共同作用擬靜力m法手工計(jì)算復(fù)雜，過程冗長(zhǎng)，作者根據(jù)規(guī)范附錄C編制程序，需要明確的是，附錄C中是將承臺(tái)（地下室）-側(cè)壁土樁樁側(cè)土作為整體分析的。（二）水平荷

44、載下的共同作用（第二類共同作用）二種分析模式的比較 此外現(xiàn)為廣大工程師所熟悉的SETWE軟件，引入了地下室側(cè)壁土體的水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m，來考慮結(jié)構(gòu)物與土體的共同作用；程序在“地下室”參數(shù)對(duì)話框中提供了側(cè)壁回填土的m值的輸入接口。需要明確的是，這里是將結(jié)構(gòu)地下室側(cè)壁土作為整體分析的，與規(guī)范附錄C的區(qū)別見下圖。二者的共同點(diǎn)是均利用了巖土工程中的重要參數(shù)m來考慮的承臺(tái)側(cè)壁土對(duì)水平地震作用的分擔(dān)效果。 五、抗浮設(shè)計(jì)（1）抗浮設(shè)防水位如何取值比較合理？ 基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)時(shí)當(dāng)?shù)叵滤惠^高時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。近年來由于對(duì)抗浮水位的確定不合理以及抗浮樁設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致的建筑物上浮事故已有多起，造成極大的經(jīng)濟(jì)

45、損失；此外抗浮水位設(shè)置過高，對(duì)工程造價(jià)有重大影響，因此合理確定抗浮水位是個(gè)重要的問題。 抗浮設(shè)防水位是巖土工程師綜合建筑基礎(chǔ)埋置深度、場(chǎng)地巖土工程條件、地下水類型及賦存狀態(tài)、含水層分布、區(qū)域性氣候資料、地下水補(bǔ)給排泄條件等等，提出的合理化建議。需要明確的是，在有滲流時(shí)，地下水的水頭宜通過滲流計(jì)算進(jìn)行分析評(píng)價(jià)；對(duì)節(jié)理不發(fā)育的巖體宜通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定，有確切經(jīng)驗(yàn)時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。有工程師認(rèn)為將歷年最高水位作為抗浮設(shè)防水位是安全的，并不竟然。 徐州某地下水泵房建于山腰基巖上，山頂人工湖面距水泵房基底高差大于7m，勘察期間未見地下水，工程師未按抗浮設(shè)計(jì)。建成后局部浮起，造成泵房整體傾斜。究其原因是因?yàn)槭?/p>

46、工爆破基巖，造成基巖裂隙，形成貫通的地下水，對(duì)基底產(chǎn)生巨大壓力。對(duì)于此類工程在施工中發(fā)現(xiàn)地下水，即應(yīng)砌筑水井以觀測(cè)水位，并以穩(wěn)定水位作為抗浮設(shè)防水位。 當(dāng)前抗浮設(shè)計(jì)，習(xí)慣將水頭壓力直接作用于基礎(chǔ)底板作為抗浮設(shè)計(jì)水位，這是不合理的。為使抗浮設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)，應(yīng)區(qū)別對(duì)待水頭壓力。當(dāng)基礎(chǔ)埋置在分布穩(wěn)定且連續(xù)的含水層土中時(shí)，基礎(chǔ)底板承受水頭高度為h的水浮力（圖（a）；當(dāng)埋置在非飽和隔水層中，且采取措施保障地基土工作期間始終處于不飽和狀態(tài)，則認(rèn)為基礎(chǔ)底板不受上層水的浮力作用（圖（b）；若隔水層飽和則應(yīng)考慮浮力作用，但宜計(jì)入滲流作用，對(duì)水浮力進(jìn)行折減（圖（c），折減水頭應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的勘察單位確定。 （a）置于透水

47、層中（b）置于非飽和隔水層中（c）置于飽和隔水層中 基底土質(zhì)不同對(duì)抗浮設(shè)防水位的影響 （2）解決抗浮的幾中措施 降低抗浮水位：結(jié)構(gòu)用無梁樓板；用機(jī)械停車替代兩層地下車庫。 增加配重：素填土，素混凝土，鋼渣混凝土 其中素填土具有良好的經(jīng)濟(jì)效益?？拱螛叮盒≈睆蕉虡?，后注漿長(zhǎng)樁，擴(kuò)底樁抗浮錨桿：用于基巖較淺場(chǎng)地。工程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇其中一種或兩種組合的抗浮方案。不要拘泥于一種方式。通常一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的抗浮方案均是采取多項(xiàng)措施的結(jié)果。（3）抗浮的安全度問題 長(zhǎng)久以來抗浮的安全度并未得到足夠重視，常常引發(fā)工程事故。 首先，荷載分項(xiàng)系數(shù)以前取0.9，現(xiàn)在取1.0，導(dǎo)致荷載項(xiàng)沒有安全儲(chǔ)備。 再者，結(jié)構(gòu)自重

48、取值偏大，某些地下車庫工程每層結(jié)構(gòu)自重取13kN/m2，實(shí)際上，結(jié)構(gòu)自重僅有梁板及面層，往往達(dá)不到。 抗浮水位雖然取得較勘察水位高，但一般也就高12m，當(dāng)豐水期水位達(dá)到地面時(shí)，水浮力往往大于結(jié)構(gòu)自重。需要指出的是：用配重抗浮的設(shè)計(jì)，其安全系數(shù)僅為1.0。 而采用抗浮樁或者抗浮錨桿的，其安全系數(shù)才為2.0。這是工程師要重點(diǎn)重視的。 此外，基底土層的隔水性相當(dāng)關(guān)鍵。如果基底土層為非隔水層（如粗砂等），那么實(shí)際水頭浮力則與靜水壓力相當(dāng)，如果還是用配重抗浮，那么安全系數(shù)僅為1.0，如果還沒有其他措施，那么一旦豐水期使得地下水上升，這是非常危險(xiǎn)的。（4）抗拔樁（錨桿）布置應(yīng)注意的問題！ 抗浮樁的設(shè)計(jì)關(guān)鍵

49、在于布樁。工程實(shí)踐中，根據(jù)單樁抗拔承載力特征值與浮力超重部分相平衡的原則，舉例，設(shè)荷載標(biāo)準(zhǔn)值換算的均布荷載為40kN/m2，水浮力90 kN/m2，那么布樁所需抵抗的浮力為50 kN/m2，由此可能出現(xiàn)圖（a）、（b）兩種布樁模式。在假定基礎(chǔ)筏板剛度極大的情況下，樁頂反力均勻分布，這兩種方式并無不妥之處。 通常筏板厚度在設(shè)計(jì)時(shí)并不是根據(jù)剛度來確定板厚，基礎(chǔ)筏板剛度并不足以調(diào)整樁頂作用的均勻分布。雖然按樁頂承擔(dān)均勻的拉力來設(shè)計(jì)，但用于筏板受到極大的浮力上拱，使得靠近柱的基樁分擔(dān)的浮力較小，而遠(yuǎn)離柱的基樁分擔(dān)的浮力偏大。（b）均布于筏板下 （a）集中于柱下抗浮樁布樁模式 筏板剛度愈小，這種不均勻分

50、布的趨勢(shì)則更為劇烈；極端的，當(dāng)筏板抗彎剛度為0時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)柱以外的基樁所平衡的水浮力并不是計(jì)算的50 kN/m2，而是90 kN/m2。 工程實(shí)踐中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)因?yàn)椴缓侠聿紭对O(shè)計(jì)導(dǎo)致的工程事故。某些工程采用預(yù)應(yīng)力管樁抗浮，少數(shù)基樁遠(yuǎn)離柱布置，那么這些基樁則率先破壞，從而余下的基樁被各個(gè)擊破，導(dǎo)致抗浮樁設(shè)計(jì)失敗。 因此應(yīng)避免采?。╞）方案，而應(yīng)盡量將樁布置在柱下、基礎(chǔ)梁下。（5）主裙相連的建筑物，裙房采用樁基礎(chǔ)抗浮時(shí)，應(yīng)用短樁。六、剪力墻下布樁1、剪力墻下布樁與承臺(tái)設(shè)計(jì) 對(duì)于鋼筋混凝土剪力墻下是否設(shè)置條形承臺(tái)梁的問題，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際確定；因剪力墻自身剛度很大，如果是墻下布樁且筏板本身具備一定厚度，則

51、可不設(shè)置承臺(tái)梁，當(dāng)板較薄且樁直徑較大時(shí)，則可設(shè)置承臺(tái)梁，此時(shí)承臺(tái)梁箍筋、縱筋滿足構(gòu)造即可。對(duì)于鋼筋混凝土剪力墻下布樁的問題，應(yīng)重點(diǎn)把握以下幾點(diǎn)： 1）應(yīng)盡量做到剪力墻下布樁，此時(shí)由于剪力墻自身具備極大的剛度，即可視為承臺(tái)；2）地震作用下剪力墻承受巨大的傾覆彎矩，因此在較長(zhǎng)的墻肢兩端應(yīng)布置基樁，如圖；此時(shí)上部結(jié)構(gòu)豎向荷載通過拱效應(yīng)傳遞給基樁。由于剪力墻通常高達(dá)數(shù)十米而樁距僅約3倍樁徑，經(jīng)分析表明此三角區(qū)下部鋼筋所受拉力極小，而底層墻體由于抗震需要配置較多的水平分布筋，故能滿足需要，并不需要特別設(shè)置承臺(tái)梁來承受拉力。 3）多層剪力墻結(jié)構(gòu)未設(shè)置地下室時(shí)，考慮鋼筋錨固和施工方便以及局部受壓的問題，宜設(shè)

52、置條形承臺(tái)梁。 4）多層剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)置地下室時(shí)，若采用墻下布樁，則抗水板常取200250mm，此時(shí)應(yīng)按圖（a）設(shè)置條形承臺(tái)梁；當(dāng)抗水板厚達(dá)400mm時(shí)，則可在墻下設(shè)置暗梁。5）高層剪力墻結(jié)構(gòu)，常因基礎(chǔ)埋深要求設(shè)置地下室且由于要承受基底反力，筏板厚度不小于400mm，此時(shí)按圖（b）設(shè)置暗梁即可。（a）（b）剪力墻下條形承臺(tái)梁構(gòu)造 2、短肢剪力墻下布樁的合理化建議 上部結(jié)構(gòu)采用短肢剪力墻而又不能墻下布樁，按荷載重心與樁群形心重合的原則，工程中常常形成類似圖（a）的布樁模式，致使承臺(tái)的抗沖切承載力、抗剪切承載力以及彎矩計(jì)算都極為困難。 （a）未優(yōu)化設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)即應(yīng)當(dāng)預(yù)見到這種情況，從而

53、采取有效措施。（1）可以選擇承載力更大的樁型。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)上述不利情況的多數(shù)采用預(yù)應(yīng)力管樁，管樁樁長(zhǎng)有限，承載力低，需要樁數(shù)多，樁距要求也大，自然無法做到墻下布樁。因此選擇灌注樁，增加樁長(zhǎng)，再用后注漿提高承載力，自然能墻下布樁，如圖（b），嚴(yán)格的說此時(shí)荷載重心與樁群形心并不重合，但由于結(jié)構(gòu)剛度參與及承臺(tái)基樁變形協(xié)調(diào)后，會(huì)重新獲得平衡。實(shí)踐證明，這種方式也具有更好的經(jīng)濟(jì)性。（2）按復(fù)合樁基設(shè)計(jì)。當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較好，可考慮按復(fù)合樁基設(shè)計(jì)（c），如15層的剪力墻結(jié)構(gòu)，總荷載225kPa，地基土承載力特征值140kPa，承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)取0.6，那么可減少樁數(shù)37%，原5樁承臺(tái)可按3樁承臺(tái)設(shè)計(jì)即可，此時(shí)

54、筏板厚度應(yīng)滿足沖切承載力要求。（b）加大基樁承載力（c）按復(fù)合樁基設(shè)計(jì)（3）補(bǔ)充墻肢，使原結(jié)構(gòu)墻肢加長(zhǎng)，便于墻下布樁。對(duì)于無地下室的短肢剪力墻結(jié)構(gòu)，可以在地面以下至承臺(tái)底面高度范圍加設(shè)墻體，將獨(dú)立墻肢聯(lián)系起來如圖（d），兼具承臺(tái)梁的作用，由于這類梁高通常達(dá)1.52m，具有較大剛度，完全可以作為承臺(tái)使用，按連續(xù)深梁計(jì)算即可，一般此類深梁按構(gòu)造配筋均可滿足要求。多數(shù)情況下短肢剪力墻結(jié)構(gòu)會(huì)設(shè)置地下室，則可延長(zhǎng)墻肢，留出洞口如圖（e），仍然可以墻下布樁，一般地下室高約2.53m，而懸臂部分1.21.5m，按懸臂深梁分析；多數(shù)按構(gòu)造配筋即可。（d）連接墻肢（無地下室） （e）延伸墻肢（有地下室） 短肢剪

55、力墻的布樁釋疑：（1）大直徑樁需要在樁頂以下5d范圍內(nèi)箍筋加密么？ 規(guī)范規(guī)定一般在樁頂以下5d范圍內(nèi)加密箍筋，當(dāng)不需要計(jì)入鋼筋強(qiáng)度時(shí)，可僅加密至3d范圍。特別的，對(duì)于人工挖孔嵌巖的大直徑樁，一般直徑在1.22.5m，當(dāng)位于6度區(qū)時(shí)，確實(shí)沒有必要將箍筋加密至3d，一般加密1.52m即可。 （2）當(dāng)設(shè)計(jì)中不滿足“邊樁中心至承臺(tái)邊緣的距離不應(yīng)小于樁的直徑或邊長(zhǎng)，且樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣的距離不應(yīng)小于150mm”？ 邊樁中心至承臺(tái)邊緣的距離不應(yīng)小于樁的直徑或邊長(zhǎng)，是一種歷史沿襲的做法；正是在這種做法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了若干試件的試驗(yàn)，其經(jīng)驗(yàn)系數(shù)也是與此構(gòu)造密切相關(guān)，所以沒有特殊情況，宜滿足此要求。 當(dāng)新建建

56、筑緊鄰舊建筑，承臺(tái)邊緣寬度無法滿足上述構(gòu)造時(shí)，則應(yīng)驗(yàn)算角樁抗沖切承載力滿足；當(dāng)抗沖切承載力不滿足時(shí)，則應(yīng)加厚承臺(tái)。（3）此外對(duì)大直徑樁是否必須滿足“邊樁中心至承臺(tái)邊緣的距離不應(yīng)小于樁的直徑或邊長(zhǎng)”？ 大直徑樁承載力高，一般為柱下一樁或者二樁，此時(shí)樁的外邊緣至承臺(tái)梁邊緣的距離不應(yīng)小于75mm；對(duì)于二樁承臺(tái)應(yīng)注意驗(yàn)算抗剪切承載力。當(dāng)為三樁承臺(tái)時(shí)，樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣的距離不應(yīng)小于150mm，并注意驗(yàn)算角樁抗沖切承載力。 七、樁基礎(chǔ)抗震 樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)破壞、地基土失效以及樁基整體失穩(wěn)，常常引起上部結(jié)構(gòu)的整體性破壞；地震引發(fā)樁基沉降、傾斜、樁基結(jié)構(gòu)輕度受損，將影響正常使用和使用壽命。因此樁基礎(chǔ)的抗震，應(yīng)從

57、建筑物整體抗震的角度出發(fā)，確定相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)原則，采取響應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，進(jìn)行相應(yīng)的抗震計(jì)算，以達(dá)到抗震設(shè)防目標(biāo)。 從1976年唐山地震建筑震害的調(diào)查結(jié)果表明，樁基建筑與其他基礎(chǔ)形式的建筑物相比，前者震害明顯較后者為輕。換言之，樁基對(duì)于降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)起到明顯的消減作用。樁基礎(chǔ)自身的震害也較淺埋的獨(dú)立基礎(chǔ)、條基為輕。但是從我國(guó)和其他多地震國(guó)家特別是1995年日本阪神地震震害調(diào)查分析表明，樁基的震害仍然不少。樁基震害與地質(zhì)條件特點(diǎn)密切關(guān)聯(lián)，上部結(jié)構(gòu)形式與荷載特點(diǎn)、樁基抗震設(shè)計(jì)的合理性也是重要的影響因素。就地質(zhì)因素而言，大體可以分別按非液化土和液化土兩大類土中的樁基進(jìn)行闡述和分析。 （一）震

58、害特征1、非液化土中樁基的震害 （1）軟土中樁基的震陷設(shè)置于深厚軟土中且樁端未進(jìn)入良好持力層的基樁，地震時(shí)因軟土觸變樁側(cè)阻力降低，樁端發(fā)生刺入式破壞，樁基發(fā)生突陷。如1975年墨西哥城地震時(shí)一座16層高的樁基大廈產(chǎn)生34m的震陷。該建筑打入火山灰沉積軟土層，土的壓縮性和含水量極高，樁側(cè)、樁端持力層相近，從而導(dǎo)致在地震作用下引起外部荷載增加、基樁抗力降低的雙重不利因素下發(fā)生突陷。我國(guó)1976年唐山地震，發(fā)生過望海樓軟土地基上34層住宅筏形基礎(chǔ)的1050cm的震陷。主要是由于該住宅區(qū)場(chǎng)地軟土地基容許承載力為3040kPa，而實(shí)際采用57kPa進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成地基土較大的塑性區(qū)，震前沉降達(dá)2585cm

59、，傾斜最大達(dá)19.8%，地震時(shí)在靜荷載與地震作用力共同作用下，引起塑性區(qū)進(jìn)一步開展，土體震陷。1976年唐山地震時(shí)，天津市樁基建筑震陷量一般不超過1cm，其主要原因是天津軟土層性質(zhì)相對(duì)較好，樁端進(jìn)入較好持力層所致。 （2）軟硬土層交界面處基樁的破壞 唐山地震中，采煤井多在810m處開裂。經(jīng)調(diào)查在該地區(qū)，地層上下均為砂層，811m間有一層粉質(zhì)粘土層，據(jù)華北勘察院資料，砂的波速實(shí)測(cè)為330525m/s，粉質(zhì)粘土的波速實(shí)測(cè)為245293m/s，二者相差較大，在地面運(yùn)動(dòng)過程中，會(huì)對(duì)井筒產(chǎn)生反復(fù)作用，致使井筒局部開裂。如圖，為新瀉地震中開挖調(diào)查的基樁破壞之一。該承臺(tái)埋深約1.7m，樁長(zhǎng)約11m，樁端持力

60、層在中密的砂層上，在距承臺(tái)下3m左右的松散砂層中夾著一層稍密砂，距承臺(tái)下8m左右的稍密砂層中夾著一側(cè)松散砂，震害表明，在這些N值突變的地方，基樁發(fā)生了彎剪破壞?；鶚稑渡砥茐?根據(jù)基樁在分層土體中地震響應(yīng)的初步研究，在土層水平剛度突變處，樁身彎、剪應(yīng)力加大，因此在這些部位應(yīng)加強(qiáng)箍筋和縱筋的配置。日本阪神地震后集中對(duì)施工中的基樁震害進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，那些還沒有施工承臺(tái)的基樁，其樁身也有震害，如圖，顯然，樁身的裂縫是由于土層位移所致，與上部結(jié)構(gòu)慣性力無關(guān)。 尚未施工承臺(tái)的樁身破壞 （3）樁頂破壞樁頂與承臺(tái)連接形式一般為樁頂嵌入承臺(tái)深度510cm，樁頂鋼筋錨入承臺(tái)35倍鋼筋直徑，這種連接呈非理想嵌固