发布时间：2023-04-08 11:36:51
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的桩基础技术论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键词：水泥搅拌桩；地基处理
上世纪六十年代，瑞典岩土工程研究所（SwedishGeotechnicalInstitute）和日本运输省港湾技术研究所（PortandHarborResearchInstitute）分别研究出了一种采用石灰、水泥作为固化剂，通过专用的搅拌机械形成搅拌桩加固软土地基的一种深层搅拌方法。水泥搅拌桩技术经常被运用于地基处理中，对水泥搅拌桩技术的研究探索和不断更新改进很有实用价值。
我国于1978年开始对这种技术进行研究，20世纪80年代，开始将水泥搅拌桩技术应用于处理软土地基工程中，20世纪90年代水泥搅拌桩技术在我国迅速发展起来。本文就水泥搅拌桩技术在地基处理中的参数设计，施工流程，质量检测、及注意事项等四个方面进行了探索。
1水泥搅拌桩在地基基础处理中的参数设计
水泥搅拌桩复合地基主要由桩身、桩间土和褥垫层共同组成。水泥搅拌桩技术在运用之前主要要先确定水泥掺入量，桩径、桩长、加固范围、褥垫层、桩的承载力以及桩的布置形式等内容。
水泥掺入量：水泥掺入量为拟加固土体重量的15%。水泥搅拌桩固化剂建议采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。
桩径：根据《建筑地基处理技术法规》JGJ79-2002以及成桩施工机械等因素确定，工程水泥搅拌桩直径采用500mm为宜。
桩长：同样根据《法规》，水泥搅拌桩的长度宜穿透软弱土层道道承载力相对较高的土层。工程水泥搅拌桩有效桩长不小于9m，桩体必须进入第5层粉细沙层，不得少于0.5m。
加固范围：根据《法规》，水泥搅拌桩可只在基础平面范围内布桩。工程基础采用钢筋混凝土条形基础，水泥搅拌桩在条形基础宽度范围内布桩。
褥垫层：根据《法规》，水泥搅拌桩复合地基应用在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层厚度取300mm，其材料选用中粗砂。
桩土承载力：桩身材料强度确定的单桩承载力应大于或等于由桩土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。一般单桩承载力应大于或等于80KN，复合地基承载力应大于或等于150KN.
桩的布置形式：根据需要用小木桩定好制桩点。
2水泥搅拌桩在地基基础处理中的施工流程
2.1施工场地的选择和平整
水泥搅拌桩技术主要适合处理正常固结的淤泥与淤泥质土，素填土、泥性土，泥炭土，有机质土和含水较高地基承载力标准值不大于120kpa的粘性土、粉土等软土地基。
2.2对搅拌机械在施工前的检验
水泥搅拌机施工机械在所有钻机开机之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻，特别注意水泥搅拌桩管道是否有堵塞现象；水泥搅拌机施工机械必须保持好良好的稳定性能；检查水泥搅拌机施工前配电脑记录仪器和打印设备是否安装就序，以免不能随时了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度，从而引起地基质量不合要求。
2.3试桩
根据施工现场的实际情况，在现场需要进行软基处理的范围内，在地表，中间和桩底位置各取出若干土质，进行比较。选取土质最差材料用作施工配合材料，一般选取3-5组用作配合比的试验，在配合比试验时用各种土质与几种分量的水泥制成水泥、土混合料，制作成圆柱型试件后进行室内标准养护。
选用的水泥要经过检验合格才可使用，水泥用P032.5级及以上的普通硅酸盐水泥为好，严禁使用矿渣水泥或火山灰水泥，水灰比宜采用0.45~0.50，另可加少量的石膏粉和减水剂，用量分别为水泥用量0.5%~1%为合适，以保证搅拌桩的质量。在施工比配合完成后进行工艺性试桩，工艺性试桩可以采用二喷四搅的搅拌施工工艺，即第一次正循环钻进至设计深度后打开高压注浆泵，接着反循环提钻井喷水泥浆液，直至提升到工作基准面以下0.5米，第二次重复搅拌下钻井喷水泥浆至设计深度，最后反循环提钻至地表面。复搅的目的是使水泥浆和土体充分搅拌均匀。
2.4制浆打桩
用小木桩定好制桩点，调平钻机，保持钻杆垂直度小于或等于1%。启动搅拌钻机，控制好钻进速度，钻进速度不应大于1.2m/min；穿越粘土层时，钻进速度不应大于0.8m/min，在钻进50m后，开动空压机喷压缩空气，以防止钻进时堵塞喷浆口，同时可以借助压缩空气减少负载扭矩，使钻进顺利。制浆时，应按每根桩的需要，一次配足浆液，以保证每根桩的掺合比的稳定性和浆量充足，每根桩的正常成桩时间不应少于40min.喷浆压力不小于0.5mpa。
3在水泥搅拌桩施工过程中的注意事项
（1）派专人负责水泥搅拌桩的施工，对水泥搅拌桩实施全程监控。
（2）相关负责人重点检查水泥用量、水泥搅拌机压浆过程中是否有断浆现象，注意喷浆搅拌时间以及复搅次数是否正常。
（3）施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间，每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。
（4）施工过程中如果发现喷浆量不足，应按照监理工程师要求整桩复搅。复喷的浆量不小于设计用量。
（5）现场施工处应配备施工记录人员，对施工桩日期，天气、喷浆深度、停浆标高、钻机转速，浆液流量、复搅深度等进行详细记录。
4水泥搅拌桩在地基基础处理中的质量检测
（1）施工完成后3d内的N10轻便触探试验，主要是目的是检验水泥搅拌桩桩身水泥浆液的分布均匀性，轻便触探深度一般不大于4m，检测频率为施工总桩数的1%，且不少于三根。
（2）施工完成28d后进行的水泥搅拌桩承载力（静载）试验，可采用复合地基承载力试验和单桩承载力试验。主要目的是检验水泥搅拌桩完成后地基的承载力是否得到提高，检验桩身否达到设计和规范要求，检验数量为施工总桩数的0.5%~1.0%。且每项单体工程不应少于3根。
（3）经轻便触探和静载试验后对桩身质量有怀疑时，在成桩28d后，用抽芯机对桩体进行抽取芯杨，主要目的是检验桩身的强度、完整性桩土搅拌均匀度及桩身长度。检验桩身强度是要求抽取芯样送检测机构进行28d和90d的无侧限抗压强度试验。检验数量为施工总桩数的0.5%，且不少于3根。
对于深层搅拌法施工的水泥搅拌桩现场质量检测，除了根据国家规范JGJ790-2002建筑地基处理技术规范应在现场进行轻型动力触探，钻孔取芯，吊桩载荷试验，还可以建立现场强度与桩内混合强度的数据库，改进检测方法。例如，发明专利：基于混合均匀度的深层搅拌混合土的现场检测方法。
随着我国高速公路飞速发展，一、二级公路的扩建，基础设施的不断新增和改进，村、乡公路迫在眉睫；随着城区的交通道路网不断扩大和完善，城市道路网络逐渐辐射到了城市周边以前是耕地、鱼塘随和淤泥等地区。这些工程的地基处理都需要用水泥搅拌桩技术对泥土进行加固。水泥搅拌桩以其独在工程应用时采取特殊机械将水泥粉或水泥浆喷入软土中，并进行强制搅拌而形成复合地基或挡水结构，在高速公路软土地基处理、高层建筑坑支护、污染场地隔离等工程中得到了广泛应用。目前该技术还广泛地运用于我国铁路、公路、市政工程、港口码头和工业与民用建筑等行业的软基处理加固工程。水泥搅拌桩技术将在实践运用与科学研究中发挥越来越重大的作用。
关键词: 3m钢材 预处理 预热装置 技术规格
中图分类号: TU74 文献标识码: A文章编号: 1007-3973 (2010) 04-003-02
预热装置主要用途为与钢材预处理流水线配套,可独立安装在流水线的辊道上,对运动中的钢板、型钢及其他钢结构件进行预热处理,除去油污、积水,淡化钢材表面上的盐,并使其表面达到一定温度,在40℃~60℃范围内自动调节,为下道工序的预处理(抛丸、喷漆等)创造理想的条件。
笔者在参加海洋石油工程(青岛)有限公司青岛制造基地一、二期项目的过程中,对3m钢材预处理流水线的预热装置有比较深入的了解,遂在此拟对其技术规格及要求方面的问题展开讨论,以期能引起对它的重视和更进一步的研究。
1 设备基本要求
按技术规格书中有关要求,并按照ISO9001质量保证体系运作负责设备的设计、相关装置的制作、运输到指定地点、现场装卸、安装(含现场安装调试配合的吊/铲等机械、安装材料等)及安装期间的现场保管、调试、协调系统联调、验收、直至交付使用。除此之外,还包括设备现场土建施工及电气、动力系统接入、冷却系统安装。要提供设备的制造标准及相关验收标准,并提供设备原理、组成、性能、特性计算、维护等主要介绍。制造厂需具有5年以上的生产经验,最近3年制造并销售了10套以上预热系统且无事故和投诉记录。
2 设计条件
2.1 自然条件
温度: -20℃～+40℃;湿度:平均相对湿度80% ,最大相对湿度95%;地震:基本地震烈度为七级。
2.2 能源供应
电:380V±10%,50Hz±1Hz;压缩空气:压力:～0.6Mpa;目前为丙烯:压力为0.03～0.07Mpa,今后将通天然气。
3 主要规格参数及技术要求
3.1 主要规格参数
(1)可预热3m线上的所有钢材规格型号(宽度≤3000mm,高度≤500mm,包括侧立面)。
(2)钢材运行速度:0-6m/min。
(3)火线分线形式:上两组,下一组共三条火线,每条火线分为三段。
(4)工作环境应为全天候(如大雾、雨天、雪天等潮湿天气)。
3.2 其它技术要求
(1)预热装置采用双层隔热板,单层隔热板厚度不低于3mm,中间满铺100mm的保温棉,外形美观,结构件均一次加工成型,可以有效隔绝室内温度的扩散。
(2)采用高压传输气体,火焰燃烧器的火焰高度控制在不低于300mm,气路系统配备合理,采用耐用质优的电磁阀,并配备安全可靠耐用质优的气体泄漏报警装置,此装置要求采用性能优异、安全可靠、价格适中、按国家标准制造的名牌产品,确保安全生产。
(3)通过上下火线同时对钢材表面进行加热,火线的总长度满足用户使用的钢材的最大宽度,根据用户的每次处理钢材宽度变化与配套的测宽装置以及轨道运行速度自动或手动调整火线,且火线长度也可随时进行调整。
(4)需具备钢材高度测量装置、测宽控制装置、视频监控装置,要求控制精准、可靠、耐高温及粉尘冲刷的要求。
(5)电控部分留有与相配套的设备上的接口,能与相配套的测宽装置自动或手动实行两段式控制;能与相配套的测高装置自动或手动实现当钢材进入预热室时,火焰自动点燃,钢材离开预热或辊道停止时,火焰自动熄灭;装置上点火失败或偶然熄灭时,可自动切断燃气气管气源。
(6)箱式顶部采用无动力排风除尘,依靠燃烧产生的热量形成抽力,烟囱配备烟尘防回流器,需配置独立的废气排放烟筒,不能同除尘烟筒共用。
(7)电器控制采用欧姆龙或三菱PLC,稳压阀和节气电子阀需选择耐用质优、安全可靠的产品,一旦探测器检测出有漏气现象,保证管道与燃烧火焰中很快切断气源。
(8)前后分别安装吹扫器。
(9)燃气燃烧系统需采用耐用质优、安全可靠的产品,确保运行的稳定性。提供工艺设计图纸、技术说明及动力要求,须达到国家节能减排要求及环保要求,同时需配置燃气流量计和稳压装置。
(10)燃气燃烧器采用耐热不锈钢材质,烧嘴采用电脉冲打双排微孔(需意大利或德国等知名品牌),为节能型,原装进口阀组:防止压力过高,保证火焰的稳定,同时对其他部件起到了保护作用。采用鼓风空气配风,利用氧气为助燃剂的燃烧形式,绝对不回火,鼓风机应为防爆型风机。
(11)燃烧器上两组、下一组,均自动点火,且可单段独立控制点火。保证100%点火成功。
(12)点火时间控制准确,在2秒之内全部点火成功,不会在点火阶段产生烟尘,燃气和助氧混合充分,比例准确,燃烧完全,不熄火,对环境污染小,符合国家环保排放要求。
(13)火焰全部成蓝色或黄白色,燃烧充分,刚性强,呈不小于80mm厚火墙,高速喷射在钢板表面除去钢板水迹、油污、淡化盐层。
(14)多重安全保护监测措施,确保点火及燃烧各个过程的安全。关键执行元器件均采用耐用质优、安全可靠的产品,点火器完成点火后用作长明灯,保证预热室安全。如意外熄火,如燃气压力过低,会立即切断点火燃气管路和主燃气管路。点火前、熄火后吹扫。如空气压力过低,启动时不能启动点火程序,运行中将立即切断燃气管路。在预热室上部和底部装有燃气泄漏检测报警装置和过热保护装置。
(15)火焰处辊道设有水冷却装置,通过可调节流量的循环冷却泵使该处辊道温度保护在100℃左右,需配备防泄漏、防冻装置。
(16)安全检测保护装置主要包括:设多处温度检测,确保预热效果;升降机构、测高装置双重限位;燃气及助氧安全压力检测;燃气泄漏检测;点火失败、偶然熄火监测控制等。
(17)凡是压力容器上的仪表属强制检定范围必须由有法定强制检定资质的计量所检定,其它仪表可有一般性计量所检定并出具检定证书即可。
4 制造和监造
(1)预热装置在制造过程中,采用全面的质量控制和进度跟踪监控。
(2)监控依据为:制造合同、技术协议、投标文件(含澄清文件)、国家有关标准。
(3)使用方有权根据双方签定的技术文件和规定以及质检部门的检验记录,对被监控对象提出异议,并要求重新检验直至报废。
(4)制造方应与使用方在设备制造过程中进行协作与配合,并允许使用方查阅相关的技术资料和检验记录。
5 设备的零备件、工具及技术资料
5.1 预热装置的零配件及工具
包括预热装置运行1年所需的维修保养备件,随机标准工具(包括专用和特殊工具),设备质保期后运行1年所需的备品备件、易损件,质保期以后2年使用的备品备件清单供购方选择。预热装置所有备品备件保证供应10年。
5.2 提供以下必要的技术资料
(1)制造方应该提供设备主要设计图纸(基础布置系统图、工艺布置图、结构布置图、电气原理图、技术说明及动力要求等)等资料交使用方审查,通过审查认可后方能组织生产,同时提供主要零部件、配套件的型号规格和生产厂家供使用方确定后方可实施。在建造过程中,不得擅自修改或变更。
(2)预热装置使用操作手册、维修保养手册、备件手册。
(3)预热装置总体介绍(相关图纸及说明等)、主要特性及计算书、设备的常见故障及解决方案。
(4)提供预热装置外购件的使用说明书和制造商的名称、地址和定货号。
(5)所有文件资料共提供5套,其中1套为电子版资料。
6 技术服务和培训要求
(1)预热装置的培训在使用方施工现场进行,使用方负责提供培训场地和其他便利条件。
(2)设备到达使用方施工现场后,制造方售后服务工程师也应及时到达施工现场进行使用前的准备并免费对使用方操作人员进行不少于1周的技术培训,对培训合格的操作人员签发“操作合格证书”。
(3)制造方应编制并提供5套培训教材,并于合同签订后2个月内将培训教材提交给使用方。
(4)制造方应编制详细的培训计划,并于合同签订后2个月内将培训计划提交给购货方。
(5)设备验收后,免费保修18个月。售后服务应及时有效,在接到使用方故障信息后4小时内响应,3天内到现场解决问题。在接到使用方的故障通知后,若制造方未能在3天内到达现场,使用方有权要求制造方给予赔偿,其计算方法是:从接到使用方故障通知3天后,每晚24小时(不足24小时按24小时计),制造方赔偿使用方质保金的5%。
(6)质保期内,对由于产品质量问题造成的损坏,制造方将到现场免费维修更换损坏的产品。由于使用方操作不当原因造成的器件损坏,制造方有义务对损坏的产品进行有偿更换。对于产品在验收和使用中无法发现的内在质量缺陷,无论是否在质量保证期内,制造方均免费更换相应部件或修复,并承担相应责任,对重新更换的部件重新计算质保期。
(7)质保期内如同一外购件或零部件连续两次出现质量问题,制造方同意免费为使用方更换,品牌由使用方指定,所坏零部件质保期将重新计算。
7 设备的验收标准及验收程序
(1)提供一份设备出厂合格证明。
(2)执行相关技术要求和合同条款及相关标准进行验收。
(3)验收工作分为预验收和最终验收。预验收是最终验收的一部分,预验收在生产厂进行,按照双方确定的验收方式、验收大纲及调试表格执行,最终验收在招标方施工现场进行。
(4)使用方有权派专业工程师到投标方监督设备的生产过程及检验和试验过程,制造方应提供一切便利条件。
[关键词]减沉桩；复合桩基；沉降计算
0前言
舟山群岛存在大面积的海积、冲海积和山前冲海积平原,地基土存在厚10～50m的高压缩性、低强度、大孔隙比和高含水量的淤泥质粘土层。在其顶部大多存在厚1～2m的粉质粘土(俗称硬壳层),当量大面广的多层住宅等建筑采用浅基础时以该层为持力层,一般情况下地基承载力和软弱下卧层承载力均能满足要求。但由于软土层太厚,将产生过大的沉降,不满足使用要求,因此该地区1～6层建筑大部分均采用桩基础,且多数采用预应力管桩,桩长达40～60m,甚至某公园一单层厕所也打了6根直径0.4m、桩长30m的预应力管桩[1],因此基础造价相对较高。和常规桩基相比,减沉桩的复合桩基可以减小沉降和降低造价,所以在上海、天津等软土地区已有较多的应用,但在舟山还未曾用过。某3层办公楼减沉复合疏桩基础设计工程在舟山是首例,可为这项技术的推广使用积累经验。
1、减沉复合疏桩基础工作机理
减沉复合疏桩基础是在软土天然地基承载力基本满足要求的情况下,为了减小建筑物沉降采用疏布桩(桩距>6d,d为桩径)的复合桩基础,外荷载由桩和桩间同承担,桩的截面较小,桩间距较大,以保证桩间土的荷载分担足够大。随着上部结构荷载增加,荷载开始主要由桩承担,桩、土间的变形以受基础底压力作用影响为主,受桩土相互作用影响次之,基础底的桩和土沉降是相等的,而承载力的可靠度主要由浅基础承载力作保证。
减沉桩设计为变形控制设计方法,主要对存在深厚软土层的多层建筑的绝对沉降和整体倾斜、挠曲和结构支点间的差异沉降进行控制。减沉桩的工作机理很复杂,其受力性状与常规桩距的桩基础有明显的不同,对此目前还研究得不够,尤其现场足尺试验资料不多,学术上有不同的观点,争论焦点之一是在正常使用条件下,减沉桩是在承载力特征值还是在极限承载力下工作或在两者之间工作。本文[2]通过减沉桩模型试验和有限元分析认为,桩在80%～90%的单桩极限承载力下工作;文[3],[4]建议桩承载力按0.9Qu设计(Qu为单桩极限承载力),按单桩极限承载力设计复合桩基可为充分发挥承台底地基土的直接承载作用创造条件;文[5]认为,当浅基础(承台)产生一定沉降时,桩能充分发挥并始终保持其全部极限承载力,即有足够的“韧性”;文[6]提出上海地区可令桩发挥极限承载力的桩与承台摩擦桩基础的设计建议;上海规范[7]规定,复合桩基、桩和同作用,当荷载达群桩极限状态时,荷载全部由桩承担,地基土不承受荷载,当荷载超过极限承载力时,超过的部分由基底地基土承担。文中工程减沉桩复合桩基设计采用《建筑桩基技术规范》(JGJ94―2008)[8]中的设计方法,基底附加压力按总荷载扣除单桩承载力特征值进行计算。
2工程概况
六横沙浦一3层办公楼,建筑面积1600m2,框架结构,上部结构荷载效应基本组合设计值32442kN,基础埋深0.9m,地下水位0.9m,采用梁板式筏型基础,平面尺寸39.24m×17.4m,板厚250mm,纵向地基梁500mm×650mm和500mm×800mm,横向地基梁400mm×600mm,基础平面见图1,承台构造见图2。
3、天然地基沉降计算
(1)基底平均压力为:
pk=Fk+Gk
A=32442P1135+68218×019×2068218=5312kPa
(2)软弱下卧层承载力按下式验算:
pz+pcz≤fazpz=lb(pk-pc)(b+2Ztanθ)(l+2Ztanθ)式中:pz为软弱下卧层顶面附加压力;pcz为软弱下卧层顶面自重压力,pcz=2413kPa;faz为经深度修正软弱下卧层承载力特征值,faz=6216kPa;pc为基础底面处自重压力,pc=1711kPa;Z为基础底面至软弱下卧层顶面距离,Z=018m;θ为扩散角,由ZPb=018P1714=0105,Es1
PEs2=811P212=317,故θ=0°。计算得:
pz=39124×1714×(5312-1711)(1714+2×018×tan0°)(3914+2×018×tan0°)
=3611kPapz+pcz=3611+2413=6014kPa≤faz=6216kPa满足要求。
(3)按分层总和法计算筏板基础沉降:
s=ψsΣn1p0Esi(zi.αi-zi-1.αi-1)式中:ψs为沉降计算经验系数,根据地基规范[13]由.Es=2146MPa查表得ψs=111;p0为荷载效应准永久组合的平均附加压力,p0=33kPa;Esi为基底下第i层土压缩模量;.αi,.αi-1为承台等效面积角点平均附加应力系数;zi,zi-1为承台底至第i,i-1层土底面距离。最终计算得出s=25414mm。
4、减沉桩复合疏桩基础设计和沉降计算
由上述计算结果可知,采用天然地基的筏板基础的基底压力和软弱下卧层承载力验算均满足要求,但沉降s=254.4mm,已超过各地规范[7,9,12]规定的地基变形容许值:上海规范[7]规定,多层框架结构天然地基筏板基础中心点容许沉降为15～20cm;天津规范[9]规定,多层建筑容许沉降值为10～15cm;北京规范[12]规定,多层建筑框架结构长期最大容许沉降量为3～12cm。
为减少筏基沉降,采用减沉复合疏桩基础,即在每一根柱下各布设一根预制桩,桩截面250×250,桩长21m,桩端持力层为层③含角砾粉质粘土,总桩数44根。
根据表1中的参数,单桩承载力特征值为:
Ra=uqsiaLi+qpaAp=376.5kN
减沉复合疏桩基础底板中点最终沉降由两部分组成:一是基础底面土在附加压力作用下的压缩变形的沉降ss,二是桩对土影响产生的沉降ssp。
s=ψ(ss+ssp)(1)
式中ψ为沉降计算经验系数,无当地经验ψ取1.0。
由于基础底面桩和土的沉降是相等的,式(1)是通过计算桩间土沉降的方法计算基底中点最终沉降量。
4.1基底地基土附加压力产生的沉降ss
基底地基土附加压力产生的沉降ss,是按Bouissinesg解计算土中附加应力,由单向压缩分层总和法计算:
ss=Σui=1p0Esi(zi.αi-zi-1.αi-1)(2)承台等效宽度为:
Bc=BAcPL(3)
式中:Ac为承台底净面积;B,L分别为承台基础平面的宽度和长度。经计算Ac=680m2,B=17.4m,L=39.24m,Bc=11.56m。
根据荷载效应准永久组合计算假想天然地基平均附加压力p0
p0=ηp(F-nRa)/Ac(4)
式中:ηp为基桩刺入变形影响系数,取1.2；F为荷载效应准永久组合荷载值,F=33918kN；n为桩数,n=44。计算得出p0=30.6kPa。
基底附加压力作用下的沉降计算见表2。
满足σz=011σc确定的沉降计算深度zn=15m,由基底地基土附加压力作用下产生的筏板基础中点沉降ss=131.3mm。
4.2桩对土影响产生的沉降ssp
因减沉桩端阻力相对较小,同时l/d=84(d为桩径),单桩沉降受桩端持力层性状影响不大,所以忽略端阻力对基底地基土沉降的影响,仅考虑桩侧阻力引起桩周土的沉降。按剪切位移传递法计算,当软土层桩侧剪切位移影响半径按8d考虑时,可得到ssp的简化公式:
ssp=280.qsu.Esi×d(SdPd)2(5)
式中:.qsu,.Es分别为桩身范围内按厚度加权极限侧阻力和平均压缩模量；d为桩身直径,方桩d=1.25b(b为单桩截面边长)；Sd/d为等效距径比,方桩Sd/d=0.886A/(nb)。经计算.qsu=2318kPa,.Es=2179MPa,SdPd=14,ssp=318mm。
故减沉复合疏桩筏基中点沉降为:
s=ψ(ss+ssp)=1.0×(131.8+3.8)=135.6mm所以减沉复合疏桩筏基比筏板天然地基中点沉降(254.4mm)减小47%,且沉降值满足规范要求。
5、结论
(1)计算的基础中点沉降比天然地基沉降减小47%,说明设计少量减沉桩可使沉降满足规范要求。从结构封顶后的沉降观测知,其最大沉降量为45mm,预计最终沉降达128mm左右(假设封顶后沉降完成35%),当沉降速率0.01mm/d为沉降基本稳定标准时[10],预计沉降稳定时间不超过10年[11]。而不远处类似土层的框架结构,采用十字交叉梁条形基础,结构封顶后的最大沉降达105mm。
(2)该办公楼周边有多层住宅楼,道路下有自来水管线,当采用常规的预应力管桩或预制方桩时,无论是锤击法或静压法沉桩都将产生挤土效应,挤土范围达1～1.5倍桩长,所以要设置应力释放孔等减少挤土效应,同时设置测斜孔监测深层土移来控制打桩速率,就会增加工程造价。而减沉桩桩间距很大,达15.2d～16.4d,大大减少了挤土效应,甚至可不用考虑桩施工的挤土效应。
(3)该工程与采用常规桩基比较,采用减沉复合桩基可减少桩数30%,降低造价35%(含防挤土措施和监测费用)。
参考文献：
[1]东港海滨公园预应力管桩检验报告[R].浙江宏宇勘察设计有限公司,2004.
[2]郑刚,顾晓鲁.减沉桩承载机理的试验及计算分析[C]PP中国土木工程学会桩基学术委员会第2届年会论文集.北京:中国建材出版社,1994.
[3]宰金珉.复合桩基工作性质分析[C]PP中国建筑学会地基基础学术委员会论文集.太原:山西高校联合出版社,1992.
[4]宰金珉.复合桩基设计的新方法[C]PP第七届土力学及基础工程学术会议论文集.北京:中国建筑工业出版社,1994.
[5]黄绍铭,高大钊.软土地基与地下工程(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.
[6]童翊湘.上海桩基础的使用经验和设计方法[J].华东电力设计院院刊,1979.
[7]上海市工程建设标准.DGJ08―11―1999地基基础设计规范[S].
[8]JGJ94―2008建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[9]天津市工程建设标准.DB29―20―2002岩土工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[10]JGJP8―2007建筑变形测量规范[S].
[11]陈皓彬.软土地基建筑物沉降分析与计算[C]PP建筑地基研究文集.福州:福建省地图出版社,2005.
[12]北京市标准.DBJ01―501―92北京地区建筑地基基础勘察设计规范[S].
关键词：高层建筑，基础类型，选择，设计要求
1．前言
高层建筑中基础工程的设计与施工对高层建筑本身及其周围环境的安全至关重要，其造价与工期对高层建筑总造价和总工期有举足轻重的影响。对某一具体高层建筑物，可能有多种基础设计方案可供选择，只有经过技术经济比较，严格遵照国家有关规范进行设计，才能得出较经济合理的方案。现将基础类型的选择与一般要求进行简要说明。
2.基础选型
2.1高层建筑基础的常用形式
高层建筑的上部结构荷载很大, 基础底面压力也很大, 一般的独立基础己不能满足承载力的技术要求, 因此, 应采用特殊形式的基础，常用的基础形式有梁式基础、筏形基础、箱形基础、桩基础、地下连续墙基础等，以及这些基础的联合使用。
（1）钢筋混凝土梁式基础
这种基础一般设置在柱列下或剪力墙下，适用于地基承载力较高而上部结构不是很高、载荷不是很大、没有地下室的情况。
（2）交梁式条形基础
它是用两个方向的梁式基础把柱纵横相互联系起来。当地基承载力较高，上部的柱子传来的荷载较大，没有地下室，而单独基础或柱下条形基础均不能满足地基承载力要求时, 可在柱网下纵横两向设置交梁式基础(也成十字交叉条形基础)。这种结构的形式比单独基础的整体刚度好, 有利于荷载分布。
（3）筏形基础
它是由钢筋混凝土组成的覆盖建筑物全部底面积的连续底板构成。筏形基础的平面尺寸应根据地基土的承载力、上部结构的布置及其载荷的分布等因素确定。筏形基础又有平板式和梁板式两种类型。有地下室和没有地下室的情况都适用。
（4）箱型基础
基础的整体外形如箱，由钢筋混凝土底板、顶板和纵横墙体组成一个整体结构。这种基础刚度很大，可减少建筑物的不均匀沉降。高层建筑一般设地下室，可结合使用要求设计成箱型基础。
（5）桩基础
由设置于土中的桩和承接基础结构和上部结构的承台组成。桩有预制桩、灌注桩、人工挖孔桩（墩）和钢桩等，具有承载能力大, 能抵御复杂荷载以及能良好地适应各种地质条件的优点 , 尤其是对于软弱地基土上的高层建筑, 桩基础是最理想的基础形式之一。
（6）地下连续墙
这是在土中钻、挖、冲孔成槽，在槽内安放钢筋网（笼）、浇注混凝土而形成的一种地下钢筋混凝土墙体。它的适用范围很广，如建筑物地下室、水池、设备基础、地下铁道、船闸、护岸、防渗墙等，均可采用地下连续墙，既可当做基础又可当做支护。
（7）联合基础
有时为了加强基础结构的整体性和稳定性,如提高其抵御水平荷载的能力,、一定程度上调整不均匀沉降的能力、防水能力等，要将两种或两种以上的基础形式联合使用。论文参考网。如当受地质或施工条件限制, 单桩的承载力不高, 而不得不满堂布桩或局部满堂布桩才足以支承建筑荷载时可考虑桩基础与片筏基础联合使用；当在软弱地基土上建造高层建筑时可考虑桩基础与箱型基础联合使用，以及其他基础形式的联合使用。
2.2 基础类型的选择
高层建筑的基础选择应考虑以下条件综合各方面因素选定:
(1)上部结构的类型、整体性和结构刚度；
(2)地下结构使用功能要求；
(3)地基的工程地质条件；
(4)抗震设防要求；
(5)施工技术、基础造价和工期；
(6)周围建筑物和环境条件。在进行高层建筑基础方案选择时，应进行多种基础方案的分析
比较，选择出既安全可靠又经济合理的基础形式。
一般情况下，高层建筑应采用整体性好、能满足地基承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。工程地质条件是选择基础类型的重要依据。对于一般场地，当建筑物不太高，地基土层承载力较高、压缩性低，或基岩就在地表时，可选择天然地基梁式基础或筏形基础；若地基下仍有一定厚度（3~5 m）粘土层时，应首先考虑箱型基础或筏形基础加大埋深，再考虑桩箱、桩筏以硬土层为持力层；场地地震基本烈度大于等于7度，浅部又存在可液化土层时，应采用桩基穿透可液化层，支承在非可液化土层中；当地基土承载力不足、土层厚薄不均、存在较大的地基沉降或不均匀沉降时，应选择与桩基组合成联合基础。
目前已建的高层建筑中，采用最多的基础类型是筏形基础、箱型基础或桩箱、桩筏基础。近年来，由于对地下室空间使用功能要求的提高，内隔墙较多的箱型或桩箱基础的采用已越来越少，而带地下室的筏形或桩筏基础的采用越来越多。
筏形基础和箱型基础在地基土比较均匀的条件下，基础平面形心宜与上部结构竖向永久载荷重心重合。当不能满足重合时，偏心距宜符合e小于等于0.1W/A的要求。式中W为与偏心方向一致的基础底面边缘抵抗矩；A为基础底面的面积。论文参考网。对低压缩性地基或端承桩基的基础，可适当放宽偏心距的限制。计算偏心距时，裙房与主楼可分开考虑。
3.基础的一般设计要求
3.1 基本要求
在进行基础设计时，为确保建筑物的安全和正常使用，必须满
足下述三方面要求:
(1)基地压力小于或等于地基的允许承载力；桩基础或复合桩基础要求基地总荷载小于或等于桩基承载力与桩间地基土承载力的总和。
(2)地基计算变形量小于建筑物允许变形值。
(3)水平力作用时满足稳定性要求。以上三个要求为基本要求，对不同的高层建筑物应分别对待。
3.2 埋深要求
为保证高层建筑在垂直载荷和水平载荷作用下的稳定性，高层建筑基础应满足一定的埋置深度要求。在确定埋置深度时，应考虑建筑物的高度、体形、地基土质、抗震设防烈度等因素。埋深从室外地面算至基础底面，宜符合下列要求：
（1）天然地基或复合地基：埋深大于等于建筑物高度的1/15。
（2）桩基础：埋深大于等于建筑物高度的1/8（桩长不计在内）。
建筑物高度系指从室外地坪到屋面的高度（不包括突出屋面的电梯间、水箱等局部附属部分）。当建筑物采用岩石地基或采取有效措施时，在满足地基承载力、稳定性要求并满足基地零应力区要求的前提下，基础埋深可适当减小。论文参考网。当地基可能产生滑移时，应采取有效的抗滑措施。
3.3防水要求
当高层建筑基础为带地下室的筏形基础、箱型基础等地下结构时，基础混凝土不仅强度要满足要求，还要满足防水要求。当有防水要求时，混凝土抗渗等级应根据地下室最大水头与防水混凝土厚度的比值按基础防水混凝土的抗渗等级表采用，且不应小于0.6Mpa。必要时可设置架空排水层。
4.结束语
在进行高层建筑基础选型和设计时，如能按照其各自的一般原则，再结合实际情况，综合考虑上部结构、地基情况、工程造价等各方面因素，选择合理形式进行设计，可以为工程建设提供很多方便。
【参考文献】
[1]刘起霞.特种基础工程.北京：机械工业出版社,2008,6.
[2]陈国兴，樊良本等.基础工程学.北京：中国水利水电出版社,2002.
[3]晏文峰.高层建筑基础选型与设计[J].中外建筑,2007,（1）：85-86.
[4]李雄鹰.浅谈地基处理与基础设计[J].园林、建筑与规划设计,2008,（5）：54-56.
关键词：CM 三维复合地基Abstract： in this paper， CM3-dimensionHighstrengthcompositefoundation is introduced， and with the example of one project the calculation process is introduced about parameters
Keyword： CM3-dimensionHighstrengthcompositefoundation
1 CM 三维复合地基简介
CM 三维复合地基是广义复合地基中竖向增强体复合地基的一种形式的演变，CM 三维复合地基是由CM 桩形成竖向基础材料增强体系。该项技术是由专利发明人沙祥林[1]在现有国内外复合地基的研究理论与实践的基础上提出的。经过C 桩、M 桩对地基的加强，形成三种不同的刚度区域，C 桩、M 桩与桩间土体形成的第一刚度区域，C 桩和桩间土体形成的第二刚度区域，C 桩桩底以下持力层形成第三刚度区域。建筑上部荷载经过三个刚度区域合理分配，通过三维空间协作对地基基础进行加强，改善了地基基础的力学性能。
2 工程概况
本工程建筑±0.00相当广州城建高程值18.10m，筏板面标高相对建筑±0.00为-9.85m，筏板板厚为2000mm。桩顶垫层（素砼+砂垫层）厚0.30m，桩顶标高相对建筑±0.00为-12.15m，则根据地勘报告，筏板基础基底主要处于②2层粉质粘土层或②5层粉质粘土层，综合取fak=180kPa。C桩采用C25素混凝土，成桩直径D=500mm，采用合金钻头施工，以风化岩面为桩端持力层，施工至岩面后要求磨钻。若C桩有效桩长大于25m未至风化岩面，则以打至25m为准。M桩成桩直径D=600mm，有效桩长L=8m。水泥用量为每米喷入32.5R复合硅酸盐水泥100kg。
3 基础方案的确定
本工程采用两种基础方案进行对比选择。一种基础方案采用钻孔灌注桩承台基础，为了确保地基基础的承载力和沉降，桩端持力层进入6 土层。桩基础存在以下不足之处：1、桩承台基础作为基础整体结构的一部分，通过土对桩的侧向摩阻与端承作用将上部结构荷载传到土层中，但是该基础体系未能充分利用承台下桩间土的承载力。2、由于稳定性要求和实际需要，建筑物都有一定的埋深，同时该工程一般有1～2 层的地下室。若利用桩基础，基坑开挖卸荷导致建筑物对地基土的应力补偿作用得不到利用，是一种损失。3、桩端需要有良好的土层，而对于要处理的地基持力层都较深，本工程的理想持力层相对标高在地下18～20 米，因此造成桩较长，桩基础同其它地基处理相比，造价相对较高。由于桩基础费用一般占土建费用的15～20%，甚至达到30%左右，显著提高了建筑成本造价。本着对建筑物安全可靠，经济实用的原则，CM 三维复合地基更合适。7、 总结
根据现场沉降监测数据，整个施工过程和竣工以后的沉降都在规范允许范围之内，因此证明基础方案的选择是符合实际工程需要的。同时从现场施工反馈的信息来看，施工工期施工成本和工程造价成本也是优于钻孔灌注桩。
参考文献：
[1] 沙祥林.“CM 三维高强复合地基”及在深圳的实践.第二届建筑结构工程学术交流会论文[C].2000
【关键词】桩基础；建筑施工；预制桩；管理
一、在建筑工程中如何选择桩基
高层建筑、重要的建筑物和荷载过大的建筑物等都要通过桩基工程来施工，这样地基的沉降可以得到很好的缓解，承受力也会得到增强，避免结构出现倾斜的现象。运用桩基进行施工也适用于如高层建筑、重型工业厂房、粮仓及输电塔等建筑物，以及一些要求降低基础振动和沉降的精密设备基础，位于软土地基上的永久性建筑或用做地震区结构抗震措施等。
针对地基上下部地层坚硬程度不一样时，就要运用桩基来施工，但是假如由于软土层太厚，桩端不能到达坚实的下层时，就要全面考虑沉降的问题，否则会加大桩基的沉降。在桩基设计过程中，地基承载力以及变形都是要求全面考虑的两个重要问题，在实际施工中，因为不合理的桩基设计以及施工，使得施工事故不断发生，造成的损坏以及影响都是非常严重的，因此，我们既要做好地基的勘探工作，又要选择合适的方案，才可以进行桩基工程施工，确保桩基施工的顺利完成。
提前在施工现场用混凝土制成所需要的形状的桩叫预制桩，用于桩基施工中，然后用打桩机把这些预制桩打入地基中。预制桩可以分成管桩和实心桩，利用离心方法产生的，需要高强度的混凝土的空心桩为管桩。
二、建筑工程施工中桩基施工技术的应用
随着社会主义市场经济发展速度的不断加快，我国高层建筑工程也得到了极大的发展。桩基施工作为高层建筑工程施工的重要技术，其施工质量的优劣将对建筑工程使用年限等造成极大的影响。随着市场经济体制的不断完善，人们生活水平的不断提升，对高层建筑工程有了更高地要求。在具体工作中，施工企业不断提高桩基施工技术水平，规范施工工艺，只有这样才能提升建筑工程的施工质量，才能为施工企业的发展提供强有力的保障。
（一）放线定位
桩基础施工现场轴线应经复核确认，施工现场轴线控制点不应受桩基施工影响，以便桩基施工作业时复核桩位。
1、定桩位。定桩位时必须按照施工方格网实地定出控制线，再根据设计的桩位图，将桩逐一编号，依桩号所对应的轴线、尺寸施放桩位，并设置样桩，以供桩机就位定位。定出的桩位必须再经一次复核，以防定位差错 。
2、水准点。桩基施工的标高控制，应遵照设计要求进行，每根桩的桩顶、桩端均须做标高记录，为此，施工区附近应设置不受沉桩影响的水准点，一般要求不少于2个。该水准点应在整个施工过程中予以保护，不使其受损坏。桩基施工中的水准点，可利用建筑高程控制网的水准基点，也可另行设置。
（二）灌注桩成桩
灌注桩成孔方法主要有泥浆护壁成孔、沉管成孔及干作业成孔等几种。在成孔后放置钢筋笼、浇筑混凝土，形成灌注桩。泥浆护壁成孔常有正（ 反） 循环泥浆护壁成孔与冲击成孔两种。前者适用于淤泥及淤泥质土、一般粘性土、粉土等，在砂性土中也可适用，但应注意泥浆护壁，防止护壁倒塌： 后者则适用于粘性土及碎石土，也可用于淤泥质土、粉土及砂土。沉管成孔法通常采用锤击法、振动法或振动冲击法等。它们施工时都有振动、噪音、挤土等现象，选择时应注意环境保护。干作业成孔法则可用钻孔及人工挖孔两种方法，钻孔法可用于粘性 土及粉土，在砂土中也可能采用； 人工挖孔法一般只适用于粘性土，在淤泥质土及粉土中应视具体条件而定，而在砂土及碎石土中不可采用，同时，在地下水位以下采用人工挖孔也应有可靠的排水或止水措施。灌注桩的几种施工方法中，泥浆护壁成孔及干作业成孔方法一般都 无挤土或很少挤土，这两种灌注桩施工中振动与噪音一般均很小，因而在城市的高层建筑桩基中常采用。
三、建筑工程桩基础施工质量管理对策
（一）施工前准备
要对施工地点进行勘察，勘察内容包括施工现场环境以及水文地质条件，形成一定的材料，为施工做准备，还要准备好桩基础技术施工的时候要利用的机械设备，保证施工能够正常进行。要准备好桩基础技术具体施工方案的编制工作的编制单据，并且在施工计划中要着重强调施工质量文明和施工的重要性，并且通过实验确定施工工艺参数。要做好桩基础技术施工现场的放线定位工作，要准确的确定各个水准点，这主要是为了控制桩基施工的标准高度，然后按照设计将每根桩基的顶部和底部都要做一下标高记录，这样才能够保证水准点的正确性。之后再做好桩基础施工现场准备，和对现场要进行一定的清理和整理，还要根据不同的桩基进行不同的准备工作。
（二）施工过程管理
首先，桩基单位应配备足够的现场质量管理人员，并将人员名单书面上报总包方和监理方。总包单位专职质安员将对桩基单位在施工过程的质量开展面对面的监督与认可，同时要求桩基单位对产品质量进行《三检制》（自检、互检、交接检）检查，并做好检查记录，凡达不到质量标准的，总包单位、建设单位不予以签证付款并促其整改，对一些成品与半成品的加工制作，项目部亦将抽派人员赶赴加工现场进行检查验证。在施工前清除场地杂物，更换软土，整平夯实，如地面松软可能导致钻机倾斜时，可以用碎石灰土进行地面加固。检查施工单位现场放线情况是否符合规范要求，检查桩的长度，直径或型号、规格等是否符合设计要求，并合理安排好钻孔顺序。同时钻进的孔距为3-5培的孔径，一般不少于5米。安装钻机时地基要稳固，机座要保证水平，钻杆上部设导向架，钻杆经常保持垂直，以防止钻孔偏斜。在桩基地质条件较差时，需制备泥浆护壁。护壁泥浆，由水、粘土和添加剂组成，调制泥浆时，先将粘土加水浸透，然后以搅拌机或人工拌制。制备泥浆是旋挖钻能否成孔的关键，也是影响钻孔进度和桩基混凝土质量的关键。成孔采用制备泥浆作为孔桩护壁，泥浆材料采用优质膨润土加粘土、聚丙烯酰胺以及火碱。
四、结束语
综上所述，随着建筑工程规模的不断扩大，我国建筑工程施工技术水平也得到了极大的提升，特别是高层建筑桩基施工技术已经愈加成熟。作为高层建筑工程施工的重要环节，桩基施工技术水平的高低对建筑工程行业的发展具有关键性的作用。在建筑工程施工中必须提升桩基施工技术的科技含量，只有这样才能推动施工技术的全面进步，才能提高高层建筑工程施工的整体技术水平。
参考文献：
[1] 李粮纲；江辉煌；桩基不均匀沉降实例分析及基础加固技术[A]；第十三届全国探矿工程（岩土钻掘工程）学术研讨会论文专辑[C]；2005年
[2] 杨绍立，论建筑工程土建施工中桩基础技术的应用[J] 中国房地产业，2013（3）173
[3] 陈宝亮，工民建桩基工程施工技术的应用研究[J] 门窗，2013，（05）167
关键词：低应变；无损检测；灌注桩缺陷；难点技术
本论文为四川理工学院大学生创新基金项目《桩基础低应变无损检测中缺陷的定位与定量分析研究》（201410622030）结题论文。
文献标识码：A；
一、引言
在建筑工程中，人工挖孔灌注钢筋混凝土桩是一种普遍采用的基础形式，但在施工中由于施工条件、技术和外界偶然因素的各种影响，导致桩体出现断桩、颈缩、扩颈、离析、空洞等各种质量缺陷。在现行的各种基桩检测技术中，低应变无损检测技术以其检测方便、费用低廉而成为各类方法的首选[1]，应用广泛，但同时也存在精度偏低，对于一些特殊缺陷情况容易误判的情况，本文在总结了大量实践中的案例后，对检测中的难点作出了相应的分析。
二、基本原理
在该法中是采用在桩顶用小锤振击桩头产生振动波，波在桩体中传播，遇到各种缺陷或者到达桩底时则会产生一系列反射波，通过设在桩顶的传感器（采集速度、加速度）来收集到的各类反射波形，通过各类反射波形的变化来分析桩体的密实度并划分桩体类型。
三、检测方法
桩基动测仪采用中国科学院武汉岩土力学研究所生产的RSM24FD型桩基动测仪，并备有速度传感器4个，力锤1个。被检测桩均被凿去浮浆及破损部分，露出新鲜密实的混凝土，每根桩布置2-4个检测点。检测实施步骤为：力锤敲打桩顶―反射波信号输入桩基动测仪―在动测仪中设定参数―处理数据―输出结果―打印结果。
根据基桩检测规范[2]，依据波形特征，结合桩身砼的等级要求，将工程桩身结构的完整性定性划分为四类，依次如下：①Ⅰ类桩，桩身完整；②Ⅱ类桩，桩身轻微缺陷；③Ⅲ类桩，桩身明显缺陷；④Ⅳ类桩，桩身严重缺陷。实际上现阶段只能做到将桩体完整度大致分为4类桩体，但对于具体缺陷则无法更深入的分辨，本课题在大量工程实践遇到的病害桩体中，总结出根据波形特点确定各类缺陷的规律，在一定程度上弥补了该技术在此方面的不足。
四、各类缺陷分析
（一） 扩径桩
桩身中部某处的等效直径大于规定的直径就称为扩径桩[3]。在大量的工程实践中，共发现32根具有此类缺陷的桩体，此类桩体的检测波形曲线，一般在初始阶段连续出现密集的2个峰顶，2个波谷，波谷振幅大于波峰的振幅，在2-3个震荡之后波形迅速耗散，直至为0，见图1。
（二）缩径桩
桩身中部某处的等效直径小于规定的直径就称为缩径桩[4]。在本课题研究中所经历的大量工程实践中，共发现28根具有此类缺陷的桩体，桩径在0.8-1.2m之间。其检测波形曲线，一般在初始阶段连续出现密集的2个峰顶和波谷，波峰和波谷的振幅越来越小，在2-3个震荡之后波形迅速耗散，直至为0，见图2。
（三） 空洞
桩身中部某处存在没有混凝土充填而导致的空白地方就称为空洞。这可能是由于混凝土振捣功率或振捣时没充分覆盖所有区域而造成的，这类缺陷在混凝土灌注桩中存在一定比例，它对于混凝土灌注桩的强度有较大的影响，一定程度上削弱了混凝土灌注桩的承载力。在大量的工程实践中，共发现30根具有此类缺陷的桩体，见图3。
（四） 断桩
桩身中部某处产生混凝土的完全断裂，或者仅靠钢筋相连的桩就称为断桩。其波形曲线一般出现1个波峰，1个波谷，波形曲线本身无太多震荡，属于低频大信号，见图4。在大量的工程实践中，共发现19根具有此类缺陷的桩体。
（五） 离析
桩身中部某处的混凝土出现粗细颗粒和水分的分层，造成局部混凝土的密度偏低，称为离析。其波形曲线一般出现3个波峰，且其波峰峰顶呈逐渐下降的趋势，波峰之间的时间间隔大致相等，见图5。在大量的工程实践中，共发现36根具有此类缺陷的桩体。
四、 其他因素分析
实际上，在对波形曲线的形状进行分析判定时应结合地质资料和施工纪录等相关的资料进行综合分析。应力波在传播过程中不仅受到桩体自身阻抗变化的影响，还会受到桩周地质情况改变的影响[5]。比如当桩体从硬土层穿越到软土层时，此时应力波会产生出类似缩径情况的曲线，这样就可能造成误判，导致合格桩被挖出重新施工，造成经济损失。其他的如土层中分布有地下水也会增大误判可能[6]。因此在对整个低应变检测技术的缺陷排查中，除了对波形曲线本身的特征进行分析以外，在后续研究中还要着重对地质情况影响波形曲线的状况进行深入研究。
五、 结束语
事实上采用低应变检测技术方便实用外但精度较低，容易误判，对具体的缺陷还需要采用其他方法来辅助分析，才能对一些具体缺陷有更准确的判断，从而增加该方法的适用性和准确性。
参考文献
[1] 王登杰.反射波法低应变桩基检测探讨[J]. 山东大学学报（工学版）. 2011 .25（17）：63-65.
[2] 建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2003）[S] .2003.
[3] 王靖涛.桩基础设计与检测[M] 武汉 华中科技大学出版社 2005：78-82.
[4] 王雪峰.桩基动测技术[M]. 北京：科学出版社，2001：12-16.
[关键词]：挖孔桩 施工方案 土侧压力 护壁设计
1 .前言
随着水陆交通建设工程、城建设工程规模的迅速扩大与发展，工程建设的技术含量也在不断地提升与深化。对工程外观质量和内在质量的标准，更加明确、具体。对施工技术资料的收集与整理的要求，更加完整系统规范化。与此相应的，是对施工组织管理水平，提出了更高层次的要求。这一点，首先体现在《施工组织设计》和《分项工程施工方案》必须履行监理审批程序。可以说，某些重要的施工方案的成立，在很大程度上反映了工程建设项目中，所有参建单位在专业技术理论 、施工实践经验及敬业精神等方面的综合素质。
笔者在陕西、内蒙古等地高等级公路建设从工程监理期间，负责审核施工单位编制的《施工组织设计》和《分项工程施工方案》。其中，有些关于桥梁下部构造中钢筋混凝土灌注桩基础用人工挖孔施工方案。其内容大多显得杂乱无章、语无伦次。笔者结合施工规范并上网查阅了相关资料，相互参照印证。觉得关于人工挖孔这方面的施工技术理论还不太成熟和完善，跟实际操作之间存在一定的差距。
解放以来，我国桥梁的灌注桩基础施工，多以机械钻孔为主。近年来，由于有些专门以灌注桩挖孔为业的民工队伍的出现。目前，在我国中西部地区尤其在公路桥梁工程中，灌注桩基础用人工挖孔的施工方法己经比较普遍。因此，深入探讨关于人工挖孔方面的实用性技术问题，使施工方案更加科学合理可操作，具有很强的现实意义。
2. 施工方案的作用和意义
2.1 编制施工方案，是一项重要的技术性准备工作。
2.2 施工方案是施工技术资料中的一项重要内容。
2.3施工方案必须履行监理审批程序。
2.4 施工方案是对即将进行的工程项目全面统筹规划实施的指导性文件。
其中前三项只是手段，能够正确合理有序地指导施工才是目的。有些工程项目把编制施工方案当作工作任务应敷差，无疑是本末倒置了。
3 .施工方案中普遍存在的问题
3.1 内容不完整，缺乏连贯性和逻辑性。
3.2缺乏技术含量。叙述过程多是一些常识性施工用语拼凑而成，很少有施工质量控制检测标准等方面的数据。泛泛而论，空洞无物，缺乏参考价。
3.3 离施工实际。有些施工方案或繁琐或简约，很多内容似乎与本工程毫无关系；有些叙述的内容不可能实际操作。废话连篇，毫无意义。
3.4 文字表达能力差。有些关于结构力学或几何尺寸计算方面的错误屡见不；语句不通顺处及错别字比比皆是。
出现上述问题，主要是有些工程项目负责编制施工方案的人员缺乏专业理论知识和施工实践经验，不了解施工现的实际情况。通过网上下类似的资料后，缺乏增删修改的业务水平。只能囫囵枣，照本宣科。于是出台了许多质量低劣的所谓“施工方案”。
4.人工挖孔施工方案的内容
钢筋混凝土灌注桩基础，是桥梁下部构造中的一个分项工程。灌注桩施工可分为成孔、钢筋加工安装、灌注混凝土三道主要工序。其中，因为成孔难度比较大，影响工程质量的因素比较多，历来被视为关键性工序。尤其是采用人工挖孔，施工过程更为复杂，而且存在许多不安全因素。因此，应制订专项施工方案，内容也应该详细一些。
4.1采取人工挖孔的原因
因为人工挖孔不但劳动度大，同时还存在一定的安全隐患问题。所以，施工图设计中大多用机械成孔。决定人工成孔，除了需要履行正常的变更设计程序外，还应说明取人工成孔的原因。尤其要说明施工区域的水文、地质及地貌等情况，因为这是确定能否取人工挖孔的决定性因素。例如，109国道（内蒙古境内）高速路段内有几座大中桥位于山岭重丘区，采用机械钻孔受到客观条件的限制。施工现埸运输、安装、移动钻机不便，且附近缺乏水源。采用机械成孔比较困难，最后决定人工挖孔。
4.2 挖孔桩工程量
如果全部采用人工开挖，在灌注桩施工总方案中己经说明，可不必重复。但是，如果有些钻孔有些挖孔，象110国道（内蒙古境内）小沙湾黄河大桥的钢筋混凝土灌注桩基础，河床流水处用机械钻孔，河滩与两岸墩台桩基础用人工挖孔。类似这种情况，应说明其中挖孔桩数量和位置，最好附《挖孔桩平面示意图》。
4.3 不同桩径和桩长设计情况
因为有些桥梁设计的钢筋混凝土灌注桩基础桩径和桩长是不同的。采用人工挖孔对于孔径和孔深应有一定的限制。如岛-兰州高速路建设（陕西境内）总监办曾明文规定，采用人工挖孔的桩长限于15m。孔径太小也不适合采用人工开挖。因此，应根据整体设计统筹兼顾，合理安排。
4.4施工计划日期
施工队伍组织按排情况、预计单孔完成所需时间、全部成孔计划工期。在此说明：成孔工期指第一孔开挖始，至最后一孔完成，实际上与灌注桩工期相同。最后一孔灌注混凝土，说成孔质量合格，至此人工挖孔这道工序全部结束。但是，灌注桩质量还需经过混凝土度试验、混凝土桩超声波检测等，确认工程质量合格后，才可以进行下一道工序施工。因此，在工期按排时，应注意成桩检测的时间差问题。
4.5施工机具配置情况
结合计划工期、平行或流水作业顺序、施工人员组织安排等因素。计划配置施工所需卷扬机、吊葫芦、盛土桶、推土车、铁锹、铁镐等设备工具的名称、数量。
4.6 施工方法及工艺
这是施工方案中的主要内容。应详细描述从施工准备工作，到挖孔工作结束的全过程。其中包括测量定位、锁口、挖运土（石）方、孔壁支护、特殊情况处理等细化工序的具体操作过程及质量控制方法。
4.7特殊情况的处理措施
如果挖孔过程中遇到异常情况，应提出应变处理办法。例如：
4.7.1遇到漂石或岩石层时，是用铁锤、钢钎破碎挖掘，还是用爆破作业。如用爆破作业，应拟定爆破作业方案，详细说明爆炸物的性能、爆破作业方式、安全施工措施。
4.7.2遇到地下水渗流速度较快或流沙层时，应详细说明诸如取集水井抽水、护壁特殊处理措施等。
4.7.3遇到软弱土层时，正常情况下取的混凝土护壁形式，是否有所改变及如何改变等，应详细说明。
4.8成孔质量标准
钻孔或挖孔的成孔质量标准基本上是一致的。所不同的是机械钻孔用泥浆护壁，允许有一定的沉渣厚度。人工挖孔则要求孔底无松散泥土或石渣。
4.9安全施工措施及注意项（下文专题讲述）。
5. 关于确定孔壁支护问题
人工挖孔将隐蔽工程变为非隐蔽工程，混凝土桩质量明显优于机械成孔质量。但是，人们之所以普遍用械成孔方式，不仅是因为施工人员劳动度高，更主要是有一定的安全风险责任。为保证施工安全，取混凝土护壁历来被视为最有效的办法，成了传统的人工挖孔过程中必不可少的一道工序。如何确定科学合理的护壁方式，便成了挖孔桩施工中一个重要的技术性问题。
5.1孔壁受力状况
在不考地面不均匀堆物产生偏压力的情况下，孔壁所承受的主要是周围土侧压力和地下水侧压力。如下列示意图：
孔壁土、地下水侧压力示意图
5.2护壁厚度计算
5.2.1 一般混凝土护壁厚度按下式计算：
T≥KPD/2Ec
式中：T--混凝土护壁计算厚度（cm）；K--安全系数， 一般取K=1.65； P--土和地下水对孔壁的最大侧压力（KN）；D--挖孔桩外径（cm）；Fc--混凝土轴心抗压强度（KN）
5.2.2 侧压力p值计算
土质与水位情况是决定P值大小的主要因素。一般用下列计算公式：
含粘性土、有地下水的孔壁侧压力p值计算：
含砂性土、有地下水的孔壁侧压力p值计算：
提示：护壁厚度计算方法是大致相同的，但各施工现的实际情况却是千差万别的。因此，计算结果只能作为确定护壁厚度的一考因素，而不能作为决定性因素。
5.3 混凝土护壁设计
5.3.1 计算护壁厚度时，应按最不利因素考。因为，有些区域的地质复杂状况，往往超出人们的想象。如上面提到的110国道（内蒙古境内）小沙湾黄河大桥的钢筋混凝土灌注桩基础，河床流水处用机械钻孔，河滩与两岸墩台桩基础用人工挖孔，全部用护筒跟进的护壁措施。但是，在钻孔与挖孔过程中，都分别出现了钢护筒局部受到挤压变形破裂的现象。10 cm厚的环形钢板因受压变形破裂，其侧压力之巨教人匪夷所思。有些工程技术人员不考这些因素，在计算时在参数范围取偏低值，所计算护壁厚度偏小，这是缺乏施工经验的表现。再如，有些人将灌注桩水下C30混凝土，作为护壁混凝土轴心抗压强度（Fc） 值计算。实际上， 很多工地护壁混凝土从配合比、拌合、振捣、养护等一系列操作过程由于客观条件较差，施工很不规范，要达到C30度等级几乎是不可能的。
5.3.2护壁混凝土的厚度、节护壁浇筑高度、是否需要配置钢筋等问题，是根据实际开挖区域的地质水文情况、孔径与孔深、护壁混凝土的设计强度等因素决定的。具体问题需要具体分析，不能一概而论。所以，很难确定一个统一的标准。但是，在考施工方案时，对有些重要的概念应非常清楚：
1） 混凝土护壁的作用。 正常情况下为防止孔壁土零碎脱落， 地质情况不佳时防止塌方。如果桩孔不深，孔壁土处于稳定状态。象有些人工开挖的水井、山洞、地道等，没有护壁措施，也有出现坍塌现象。况且，成孔后立即灌注混凝土，护壁的作用其实很小。如果防止例如砂砾类土层开挖时破坏了原有的自然结构，为克服表层颗粒松动碎落现象，混凝土护壁厚度可考在10-15cm之间； 如果地质情况比较复杂， 某些地下水丰富的土层可能会出现变形坍塌， 混凝土护壁厚度可考在15-20cm之间. 但是， 一般混凝土护壁厚度不应超过20cm。如果20cm厚度都不能解决问题， 恐怕采用人工挖孔方案本身就是一种错误的选择.
2）在同一个工程项目，最好采用统一的护壁结构形式。如，有的施工方案提出根据不同类别的地质情况，每节混凝土护壁施工厚度与高度有不同的要求。这样做貌似科学合理，实际上行不通。殊不知挖孔是粗活，多数民工缺乏专业知识，也不会准备很多套不同规格的护壁模具。再则，如果经常变换护壁形式，只会增加施工复杂程度，很难控制设计要求的孔径和垂直度。
3）为了顺利施工和加快护壁环作业，护壁混凝土应掺加速凝剂。在正常的地质情况下，一般可采取素混凝土护壁。遇到特殊情况，可能会出现孔壁坍塌现象时，可酌量配或增设钢筋。确切地说，这样做并非在于增加护壁强度，而是在混凝土凝固之前能起到支撑作用。
4）每节混凝土护壁施工高度，一般在100cm左右为宜。其厚度由两片拼装后两端口直径相差约10cm左右的环形钢模控制，上下两节护壁施工时应搭接5cm左右。计算厚度以护壁薄处为准。这种结构形式既便于开挖，也能较好地发抵抗侧压力的作用。
5）从开挖到每节护壁完成作为一个循环作业，应一气呵成。
6 施工安全管理措施
确保施工安全，是挖孔桩施工的首要问题。。有些工地的管理部门或监理单位，在要求的一些安全施工注意事项中，把通风、排毒、逃生软梯、井下照明设施、绝缘劳保品、挖孔区域安全指示灯、、、、、说得面面俱到。把简单的挖桩孔说得比开矿隧道施工还要复杂，似有故弄玄虚之嫌。要确保施工安全做到万无一失固然不易，但也不必谈虎色变。笔者参加过高速公路十几座桥梁的挖孔桩施工，并有出现过安全故方面的问题。这样说的意思，是希望各工地根据实际情况，有针对性的采取有效的安全生产措施。因篇幅所限，在此作一些提示：
6.1 人工挖孔的水文地质条件。如淤泥层太厚或地下水丰富容易塌方者，或孔径小于120cm且桩孔较深时，不宜用人工开挖。
6.2 注意平面布置开挖桩孔顺序。如间距较小的排桩或密集的群桩，宜间隔穿行。
6.3 挖孔过程中不应受外力影响。如限制振动机械操作、过往车辆与施工现场的距离。
6.4 取科学合理且比较经济的护壁方式，以及遇到特殊情况的应变护壁措施。
6.5 需采取爆破作业时，应制定详细的专项安全爆破施工方案。
6.6 设置必要的安全警示标志。
6.7 要特别注意避免井上物伤人问题：1）混凝土锁口应坚固，高于地面30cm以上；2） 必须调井上作业人员认真配合操作，心无旁骛；3） 随时检查吊运土方设备， 发现问题及时检修。
6.8 制订安全施工管理制度，加现埸巡检，发现安全隐患问题及时整改。
7 结语
根据客观条件正确选择人工挖孔施工方案、确定经济合理的护壁方式、取有效的安全施工管理措施，这是进行挖孔桩施工必须解决的问题。也是考校工程技术人员在专业理论和实践经验方面一个具体的衡量标准。这个问题其实并不高深或复杂，但要做到精益求精，达到最佳效果。并进一步使目前有些抽象的概念形成完整的理论，使施工方案和实际操作规范化，还有待于广大同仁努力摸索与探讨。
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