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六、边坡工程设计与施工100问

基础专利技术推广之岩石静态崩解过程仪

岩石静态崩解过程仪
专利权：中国科学院地质与地球物理研究所，李守定，李晓，张年学

专利号：ZL200410083684.2

技术领域    岩石性质试验技术领域

背景技术    目前国内外关于岩石崩解性的试验有两种：耐崩解性试验和普通崩解试验。耐崩解试验方法的规范主要有国际岩石力学学会（ISRM）1979年建议的方法和1999年发布的中国工程岩体试验方法标准（GB/T50266-99）中的耐崩解性试验方法，这两种试验规程大致相同，均是将试验样品在105℃～110℃下烘干2～6小时冷却，放入孔径为2mm的金属网圆筒中，置入水中以20r/min的速度转动10分钟，取出样品烘干称量，之后循环做一次，最后用原样品的烘干质量和残留样品烘干质量求出岩石耐崩解指数。耐崩解性试验过程有强烈的外动力扰动，使岩石崩解完全和彻底，可以得出一个比较保守的崩解性设计指标，符合设计的需求，但并不符合岩石实际崩解过程；

普通崩解试验常见于科研项目和特殊工程岩石性质测试。常用的方法是将岩样静置入水中或放在空气中，直至岩样崩解完全（一次或多次崩解），用岩样起始质量和崩解完全后剩余质量求出岩样崩解率。普通崩解试验的试验过程比较符合实际崩解情况，但该试验无法对岩石各种破坏形式（泥糊状，碎屑状，角砾状和碎块状）的过程进行定量描述，不利于岩石崩解形式及其崩解机理的分析和解释。

总之，上述目前两种岩石崩解试验方法，前者试验过程有强烈的外动力扰动，使岩石崩解完全和彻底，可以得出一个比较保守的崩解性设计指标，符合设计的需求，但并不符合岩石实际崩解过程；后者试验过程比较符合实际崩解情况，但该试验无法对岩石各种破坏形式（泥糊状，碎屑状，角砾状和碎块状）的过程进行定量描述，不利于岩石崩解形式及其崩解机理的分析和解释。两种方法均不能满足定量地描述岩石崩解过程的要求。

发明内容    本发明提供一种能对岩石各种崩解破坏形式过程进行定量描述，实时记录岩石崩解速率，全程记录崩解时间和崩解特征，有利于岩石崩解机理分析和解释的岩石静态崩解过程仪。将岩样置于网孔直径为10mm的金属网圆筒中，在该金属网圆筒外套置网孔直径为5mm的金属网圆筒，再将5mm孔径的金属网圆筒外套置孔径为2mm的金属网圆筒，各金属网圆筒分别悬挂在三个电子天平上，且各金属网圆筒不能接触。将金属网圆筒浸入玻璃试验缸的水溶液中，这时开始全程记录各时刻三个电子天平的读数，即可定量描述岩石各种崩解破坏形式（泥糊状，碎屑状，角砾状和碎块状）的崩解过程。在网孔直径为10mm的金属网圆筒的底面有金属支脚，可使岩样崩解面临空，崩解物顺利掉落。

基本原理与技术：根据岩石崩解试验原理，评价岩石崩解性有三个指标：崩解时间；崩解特征（崩解过程现象）；崩解速度。采用岩石静态崩解过程仪可以实时定量获得这些指标。

附图说明 1：岩石试样；2：水溶液；3：玻璃试验缸；4：液面；5：网孔直径为2mm的金属网圆筒；6：网孔直径为5mm的金属网圆筒；7：网孔直径为10mm的金属网圆筒；8：电子天平（精度0.01g）；9：连杆；10：网桶底面支脚

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2010-04-23

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六、边坡工程设计与施工100问

基础专利技术推广之双杠杆加载原位土直剪仪

双杠杆加载原位土直剪仪
发明专利名称：双杠杆加载原位土直剪仪

专利权：中国科学院地质与地球物理研究所，李晓，，张年学，李守定

专利号：ZL00410037718.4

技术领域    土力学试验技术领域

背景技术    现有的土力学原位剪切试验主要有两种：一种是十字板剪切试验；另外一种是现场土体大型推剪试验。十字板剪切试验是用不锈钢的矩形十字板或倒角十字板压进钻孔底（或是地面）的粘土中，在十字板上作用一个力矩，使十字板发生转动，土体发生剪切破坏，根据十字板直径、高度与转距计算完全饱和粘土的不排水抗剪强度τf，但是不能测出土体粘聚力C、摩擦角φ值。

现场土体大型推剪试验没有固定标准的设备，一般使用液压泵、千斤顶、木板、钢板等，法向压力装置常采用反力架或试坑支反力梁。该方法能够得出土体粘聚力C、摩擦角φ值，但缺点是经费、时间和人工耗费较多，设备笨重，操作性不强。

总之，上述目前两种土力学原位试验的两种方法，前者只能测试饱和软粘土的不排水抗剪强度，但不能测出土体粘聚力C、摩擦角φ值；后者测试设备笨重，费时费力，操作性较差。两种方法均不能满足大量精确的土力学原位试验要求。

发明内容    提供一种简便且精确的野外双杠杆加载原位土体直剪仪。使用环刀切样，采用双杠杆系统施加法向力，支于滑轮架上的双杠杆施压系统能在试样发生剪切位移时保证法向力的垂直，且法向力施加均匀；采用单杠杆加螺杆系统施加切向力，与环刀外拉力环相连的滑轮能保证单杠杆加螺杆系统施加剪切力方向水平，且切向力连续平稳。法向加力系统无需反力系统，杠杆长度小，所需砝码重量轻。切向加力系统只用人力，加力平稳，操作性强。法向加力系统和切向加力系统均采用装配式，便于野外操作。这种试验装置能够进行原位土的快剪，排水固结快剪与慢剪试验，且简便精确、操作性强。

附图说明 1：环刀；2：试件；3：顶部带轴的试件法向压力盖；4：套在环刀外带上下移动小轮的拉力环；5：位于环刀与拉力环间的应力计；6：百分表或千分表；7：两端带转轴孔钢拉杆；8：一级法向压力杠杆；9：二级增益天平式杠杆；10：切向拉力杠杆；11：滑轮与导轨滑轮与支架的连接；12：滑轮导轨；13：砝码；14：杠杆支撑转轴；15：轴孔；16：两端带孔拉力杆；17：带旋转手柄的螺旋拉力杆；18：固定于支架的有水平转轴的母螺杆；19：带水平转轴与螺杆17插孔的承拉头；20：可调高的杠杆支柱；21：与拉力环相连可垂向运动的滑轮

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2010-04-23

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六、边坡工程设计与施工100问

基础专利技术推广之三轴环压中心直剪仪

三轴环压中心直剪仪
发明专利名称：三轴环压中心直剪仪
专利权：中国科学院地质与地球物理研究所，李晓，张年学，李守定，赫建明
专利号：ZL200410083683.8
技术领域    土力学试验技术领域
背景技术
  现有的土力学室内剪切试验主要有两种：一种是直剪试验；另外一种是三轴压缩试验。直剪试验是先对短圆柱体土样圆面施加法向压力，然后向剪切盒施加水平推力，使试样沿预定的剪切面破坏。通过多组直剪试验获得不同法向应力σn下的试样剪切强度τ，作τ－σn关系曲线图或拟和τ－σn关系式，从而获得试样抗剪强度参数C、φ值。直剪试验分快剪、固结快剪与慢剪三种，在试验完成后，可复位进行残余强度试验。但直剪试验有个缺点是：试样大小固定，受剪面积小；不能在野外试验。

三轴压缩试验是先对圆柱状标准试样施加围压，然后施加轴向荷载，直至土样破坏。进行多组试验后，获得不同围压σ3与主应力σ1之间的对应关系，做出莫尔圆图或库仑曲线可获得抗剪强度参数C、φ值。三轴压缩试验有三种：非（不）固结－不排水试验（UU试验）；固结－不排水试验（CU试验）；固结－排水试验（CD试验）。三轴压缩试验的缺点是：三轴试验的剪破坏面在试验过程中可能不规则，难以计算剪破坏面上的正应力和剪应力；三轴压缩试验试样尺寸较小，受剪面积小；三轴试验不能在野外进行。

总之，上述两种土力学室内剪切试验的两种方法，直剪试验试样大小固定，受剪面积小；不能在野外试验；三轴试验的剪破坏面在试验过程中可能不规则，难以计算剪破坏面上的正应力和剪应力，试样尺寸较小，受剪面积小，不能在野外进行。两种方法均有缺点，不能满足土力学剪切试验的要求。

发明内容    本发明提供一种综合土力学直剪试验与三轴压缩试验优点，并能进行大试样试验，降低试验尺寸效应，室内外通用的三轴环压中心直剪仪。其特征是把三轴压缩试验的围压部分与直剪试验的剪切部分有机地结合起来，变三轴压缩为直剪，变圆平面直剪为圆柱面直剪，从而用一种试验可获得两种试验的数据。使用专用取土器取短圆柱形土样，采用三轴围压式施加法向压力，沿预定的圆柱面形剪切面施加剪切力，预定的圆柱面形剪切面较同尺寸的直剪试验和三轴压缩试验有更大的剪切面积，降低了试验的尺寸效应，提高了试验的精度；同时可以做大试样试验，且室内外通用，方便携带。这种试验装置可进行非（不）固结－不排水试验（UU试验），固结－不排水试验（CU试验）和固结－排水试验（CD试验）。

三轴环压中心直剪仪，由环压剪切盒部分，仪器架部分，加压部分和测量部分构成，所述环压剪切盒部分由下承压盘、上承压盘和环压室2组成，下承压盘与上承压盘中心部分是由一个距离固定框架连接起来的上活动承压盘5和下活动承压盘4；所述仪器架部分由十字形底座25、两根立柱26及固定螺母28组成；所述加压部分由油泵、气泵和千斤顶组成；所述测量部分由气泵、测压计、油压表和千分表组成。

基本原理与技术：根据土力学剪切试验原理，直剪试验试样大小固定，受剪面积小；不能在野外试验；三轴试验的剪破坏面在试验过程中可能不规则，难以计算剪破坏面上的正应力和剪应力，试样尺寸较小，受剪面积小，不能在野外进行。三轴环压中心直剪仪系统可以解决以上难题，综合两种试验的优点，可进行大试件试验，降低试验尺寸效应，获得抗剪强度参数，且室内外通用，便携。

1：土试件；2：环压室气囊；3：环压室上盖盘；4：下活动承压盘；5：上活动承压盘；6：上盖盘；7：下承压外盘；8：下孔隙水压力管；9：上孔隙水压力管；10：加压气泵管；11：围压压力表管；12：环压室外环壁；13：立柱插孔；14：透水石；15：筒状乳胶薄膜；16：半圆截面圈槽；17：密封环槽；18：矩形沟状环形槽；19：预剪柱面；20：环形槽；21：螺孔；22：横连杆；23：纵向连杆；24：上横梁；25：十字形底座；26：立柱；27：仪器架立柱圆环台；28：螺母；29：千斤顶

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2010-04-23

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只看该作者 435楼发表于: 2010-04-22

岩土工程勘察
1 什么是软土？
答：天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限的细粒土应判定为软土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。
2 软土勘察除应包含哪些内容？
　答：1 成因类型、成层条件、分布规律、层理特征、水平向和垂直向的均匀性；
　　2 地表硬壳层的分布与厚度、下伏硬土层或基岩的埋深和起伏；
　　3 固结历史、应力水平和结构破坏对强度和变形的影响；
　　4 微地貌形态和暗埋的塘、浜、沟、坑穴的分布、埋深及其填土的情况；
　　5 开挖、回填、支护、工程降水、打桩、沉井等对软土应力状态、强度和压缩性的影响；
　　6 当地的工程经验。
3 软土的岩土工程评价应包括哪些内容？
　　答：1 判定地基产生失稳和不均匀变形的可能性；当工程位于池塘、河岸、边坡附近时，应验算其稳定性；
　　 2 软土地基承载力应根据室内试验，原位测试和当地经验，并结合下列因素综合确定；
　　1)软土成层条件、应力历史、结构性、灵敏度等力学特性和排水条件；
　　2)上部结构的类型、刚度、荷载性质和分布，对不均匀沉降的敏感性；
　　3)基础的类型、尺寸、埋深和刚度等；
　　4)施工方法和程序；
　　3 当建筑物相邻高低层荷载相差较大时，应分析其变形差异和相互影响；当地面有大面积堆载时，应分析对相邻建筑物的不利影响；
　　4 地基沉降计算可采用分层总和法或土的应力历史法，并应根据当地经验进行修正，必要时，应考虑软土的次固结效应；
　　5 提出基础形式和持力层的建议；对于上为硬层，下为软土的双层土地基应进行下卧层验算。

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2010-04-23

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一、岩土工程勘察100问

有那几种岩土工程勘察的方法

　　岩土工程勘察的方法或技术手段，有以下几种：

　　（1）工程地质测绘。

　　（2）勘探与取样。

　　（3）原位测试与室内试验。

　　（4）现场检验与监测。

　　工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并藉以推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地质测绘；但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地，则可采用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，起到有效地指导其他勘察方法的作用。

　　勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的；并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。

　　物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是，物探成果判释往往具多解性，方法的使用又受地形条件等的限制，其成果需用勘探工程来验证。

　　钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法。坑探工程的类型较多，应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备，耗费人力、物力较多，有些勘探工程施工周期又较长，而且受到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点，布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为依据，切避盲目性和随意性。

　　原位测试与室内试验的主要目的，是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。原位测试一般都藉助于勘探工程进行，是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。

　　原位测试与室内试验相比，各有优缺点。原位测试的优点是：试样不脱离原来的环境，基本上在原位应力条件下进行试验；所测定的岩土体尺寸大，能反映宏观结构对岩土性质的影响，代表性好；试验周期较短，效率高；尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。缺点是：试验时的应力路径难以控制；边界条件也较复杂；有些试验耗费人力、物力较多，不可能大量进行。室内试验的优点是：试验条件比较容易控制（边界条件明确，应力应变条件可以控制等）；可以大量取样。主要的缺点是：试样尺寸小，不能反映宏观结构和非均质性对岩土性质的影响，代表性差；试样不可能真正保持原状，而且有些岩土也很难取得原状试样。

　　现场检验与监测是构成岩土工程系统的一个重要环节，大量工作在施工和运营期间进行；但是这项工作一般需在高级勘察阶段开始实施，所以又被列为一种勘察方法。它的主要目的在于保证工程质量和安全，提高工程效益。

　　现场检验的涵义，包括施工阶段对先前岩土工程勘察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则主要包含施工作用和各类荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。

　　检验与监测所获取的资料，可以反求出某些工程技术参数，并以此为依据及时修正设计，使之在技术和经济方面优化。此项工作主要是在施工期间内进行，但对有特殊要求的工程以及一些对工程有重要影响的不良地质现象，应在建筑物竣工运营期间继续进行。

　　随着科学技术的飞速发展，在岩土工程勘察领域中不断引进高新技术。例如，工程地质综合分析、工程地质测绘制图和不良地质现象监测中遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球卫星定位系统（GPS）即“3S”技术的引进；勘探工作中地质雷达和地球物理层成像技术（CT）的应用等。

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一、岩土工程勘察100问

我国土壤污染现状怎么样？

　　一、土壤的重金属污染

　　随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重，污染程度在加剧，面积在逐年扩大。重金属污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。

　　据我国农业部进行的全国污灌区调查，在约140万hm2的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%，其中轻度污染的占46.7%，中度污染的占9.7%，严重污染的占8.4%.我国每年因重金属污染而减产粮食1000多万t，被重金属污染的粮食每年多达1200万t，合计经济损失至少200亿元。

　　从目前重金属污染调查情况来看，我国大多数城市近郊土壤都遭受不同程度的污染。我院最近的调查资料显示，江苏省某丘陵地区14000km2范围内，铜、汞、铅和镉等的污染面积达35.9%.广东省地勘部门土壤调查结果显示，西江流域的1万km2土地遭受重金属污染的面积达5500km2，污染率超过50%，其中，汞的污染面积达1257km2，污染深度达到地下40cm。

　　二、土壤的有机污染

　　目前我国土壤的有机污染十分严重，且对农产品和人体健康的影响已开始显现。如我国从1959年起在长江中下游地区用五氯酚钠防治血吸虫病，其中的杂质二噁英已造成区域性二噁英类污染，洞庭湖、鄱阳湖底泥中的二噁英含量很高。有机氯农药已禁用了近20年，土壤中的残留量已大大降低，但检出率仍很高。广州蔬菜土壤中六六六的检出率99%，DDT检出率为100%.太湖流域农田土壤中六六六、DDT检出率仍达100%，一些地区最高残留量仍在1mg/kg以上。同时，随着城市化和工业化进程的加快，城市和工业区附近的土壤有机污染日益加剧。中科院南京土壤研究所近期对某钢铁集团四周的农业土壤和工业区附近的土壤进行了调查，结果表明，农业土壤中15种多环芳烃（PAHs）总量的平均值为4.3mg/kg，且主要以4环以上具有致癌作用的污染物为主，占总含量的约85%，仅有6%的采样点尚处于安全级。而工业区附近的土壤污染远远高于农业土壤：多氯联苯、多环芳烃、塑料增塑剂、除草剂、丁草胺等，这些高致癌的物质可以很容易在重工业区周围的土壤中被检测到，而且超过国家标准多倍。对天津市区和郊区土壤中的10种PAHs的调查结果表明，市区是土壤PAHs含量超标最严重的地区，其中二环萘的超标程度最严重，强致癌物质苯并芘的超标情况也不容乐观。在我国西藏，未受直接污染的土壤中多氯联苯含量在0.625～3.501g/kg，而在沈阳市检出其含量在6～151g/kg。

　　三、有机污染物在生物体内的富集

　　由于土壤是植物和一些生物的营养来源，所以土壤中的有机污染物会通过食物链发生传递和迁移，目前动物和人类自身都遭受有机污染物的污染和威胁。

　　在有机污染物沿食物链传递和迁移的过程中，含量逐级增加，其富集系数在各营养级中均可达到惊人的程度。六六六和DDT作为高残留率农药于1983年已停止生产，随着时间的推移，土壤中已几乎检测不到这两种剧毒农药的残留，但在鱼类身上检测出的含量却比土壤中高出了近100倍，而到了夜鹭、白鹭的鸟卵中，这个含量被放大了100～200倍。如太湖鸟类生物监测结果表明：太湖湖底淤泥中六六六未检测出，DDT为3.4ng/g，通过鱼类生物富集，六六六达到28.5ng/g，DDT达到270.7ng/g，最终到夜鹭、白鹭的鸟卵中时，六六六可高达460.0ng/g，DDT可高达5626.7ng/g.此外，有毒有机污染物正在通过食物链危及人体健康，这些有机污染物长期贮存在人体中，并可通过母乳喂养间接转移给新生儿或胎儿通过胎盘直接获得。

　　四、土壤的放射性污染

　　近年来，随着核技术在工农业、医疗、地质、科研等各领域的广泛应用，越来越多的放射性污染物进入到土壤中，这些放射性污染物除可直接危害人体外，还可以通过生物链和食物链进入人体，在人体内产生内照射，损伤人体组织细胞，引起肿瘤、白血病和遗传障碍等疾病。如科研表明，氡子体的辐射危害占人体所受的全部辐射危害的55%以上，诱发肺癌的潜伏期大多都在15年以上，我国每年因氡致癌约5万例，而天津市区公众肺癌23.7%是由氡及其子体造成的。

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五、深基础设计与施工100问

深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理的方法（一）

　　在深孔帷幕灌浆钻孔施工中，孔斜控制具有重要意义。着重探讨孔斜成因及其不良影响，介绍了孔斜的预防和处理措施，对保证钻孔方向的重要性提出了商榷性的建议。

　　1、引言

　　为保证大坝地基安全，深孔帷幕灌浆质量与否是至关重要的。事实上，因为各方面的原因，钻孔与设计方向往往会产生不一致的偏斜变化。如果钻孔产生的偏斜度很小，其影响是不大的；假如偏斜度严重发展，不仅对钻进质量、事故发生率、钻进效率等方面产生不良的影响，而且会严重影响具有一定防渗标准的“连续帷幕”的形成，使灌浆质量不能达到要求，以致不得不进行一定量的补充灌浆，从而使帷幕的造价提高。所以，我们不得不对孔斜由发生到处理等一系列技术问题加以掌握，以便在深孔帷幕灌浆中将孔斜控制在规程要求的容许偏差值内。在此，主要根据实际经验，总结性地探讨深孔帷幕灌浆孔斜成因及其防治措施，以供借鉴。

　　2、孔斜成因分析

　　孔斜作为钻孔事故产生的原因较多，视其主客观因素可归纳为地质条件不良，技术条件不适宜，操作方法不当等3个方面。

　　2.1、地质条件不良

　　在地质条件方面，集中表现在钻孔内岩石的力学性质上，主要为：

　　（1）钻进松散覆盖层时，覆盖层越厚，越容易改变钻孔的方向。其主要原因是覆盖层具有较强的活动性，钻出的钻孔孔径较大时，势必对粗径钻具不能形成强有力的控制，因而不能保证钻进方向的一致性；

　　（2）在有一定倾角的、软硬交替的岩石中钻进，由于钻头在同一接触面上有软硬不同的岩层，因此，可钻性不同的岩层会产生不同的钻进速度，从而改变钻头的钻进方向；

　　（3）在厚度大、破碎较严重的岩层中钻进，其钻孔孔径也较大，粗径钻具在钻进方向上不容易被控制。此外，破碎岩层往往是软硬岩层共存，因此，钻头容易改变方向；

　　（4）砂卵石层中钻进，钻孔最容易偏斜。因为砾石的圆滑对钻头产生偏滑作用，形成不均衡的阻力，易改变钻头前进的方向；

　　（5）在遇到溶蚀孔洞、大断裂带或老空洞等情况时，亦会产生钻孔的偏斜。

　　2.2、技术条件不适宜

　　因采用与实际不相宜的技术措施造成的钻孔偏斜，主要表现为：

　　（1）在开孔钻进或浅孔阶段的钻进中，钻机立轴与钻孔不在同一条中心线上，这会直接影响钻孔偏斜；使用过高的立轴钻杆与磨损较严重的立轴钻杆定向套管，容易使立轴产生较大的摆动，直接影响到钻头在孔底钻进时的不稳定性；帷幕深孔一般都要安装孔口管，如果孔口管不正，也会直接影响到开孔钻进时的方向；

　　（2）使用了弯曲的钻具或过短的岩心管。岩心管、钻杆等的弯曲，都会使钻具连接后不正，从而影响钻进的方向。使用过短的岩心管，在孔内歪斜时，比长岩心管的歪斜度更大，产生的孔斜度也更为严重；

　　（3）在由大孔径换小孔径或扩孔钻进过程中，因为孔壁各部硬度不一，孔径大小也不一致，换径后的钻头很难保持在与原孔中心线一致的方向向下钻进；

　　（4）孔径越大，受压钻杆产生的弯曲、拉伸、扭曲也会增大，使钻头在孔底钻进时不稳定性增强，从而使钻进方向发生变化；

　　（5）金刚石钻头胎体硬度不一致与金刚石颗粒分布不均一，或硬质合金钻头底出刃尺寸不同，也会直接影响到钻进方向的改变。

　　2.3、操作方法不当

　　操作方法的不当往往是产生钻孔偏斜的直接原因。

　　（1）钻进时过大的加压，使钻杆产生多段处的严重弯曲，特别是在不利的地质条件下，对产生钻孔偏斜的影响会更大；

　　（2）使用磨损过钝的金刚石或硬质合金钻头钻进，会因在金刚石颗粒或合金粒向岩石内切入不稳定的情况下，容易改变钻头的钻进方向；

　　（3）在松散易坍塌的岩层中钻进，冲洗液的排量过大，压力过高，特别是使用粘度很小的泥浆或清水作冲洗液时，会较严重地破坏孔壁，造成孔内某一局部的坍塌，使孔径扩大。

　　由此不易控制钻杆过大的弯曲，致使粗径钻具容易产生偏斜。
　　3、孔斜对产生孔内事故的影响

　　钻孔一旦发生较严重的孔斜，将会给钻孔施工过程带来很多难题。严重的孔斜，不仅会加剧孔内事故的发生，而且会增加已发事故处理的复杂性。

　　3.1、孔斜会加剧孔壁坍塌、掉块、岩层错动等地质因素所易造成的孔内埋钻、卡钻挤夹等事故在松软、破碎的岩层中钻孔，不采取有效的护壁措施，就有可能产生孔壁坍塌，造成钻具的埋挤、陷埋事故；在地质构造复杂的地层中钻进，当遭遇到局部地层结构不坚固、不完整时，会因岩层自身牢固性不够，钻杆在孔内回转碰打，冲洗液冲刷破坏，使其部分岩石破裂而掉入孔内，造成钻具的挤夹，给钻具的提升或下降带来困难；在节理多、倾角大、破碎多等容易活动的岩层内钻孔，往往会发生成批的岩石块（孔壁岩石）向孔内滑动，使钻孔变形，产生因岩层部分错动的卡钻挤夹事故。

　　如果钻孔在上述部位发生了较为严重的偏斜，会很容易产生孔壁坍塌、掉块、岩层错动，使原有地层的活动性增加，稳定性减弱，影响范围也相应扩大，使孔内埋钻、卡钻、挤夹事故发生的频率增加。

　　3.2、钻具折断事故的机率增加

　　钻孔的严重偏斜，使高速回转的钻具在孔壁岩石的磨擦作用下，磨损相当严重。钻具在孔内回转时，会因钻孔较大偏斜产生很大阻力，而此阻力又集中表现在孔内的弯曲接触上。因此，也就使钻具折断的机率增加。

　　3.3、在偏斜度较大的钻孔内，发生钻具折断事故后会影响事故的正常处理，增加其处理的复杂性

　　钻杆折断以后，其下部的断头会因孔斜而深藏在大孔径段内，使打捞矢锥不易对上断头；如果钻孔方位的偏斜变化较为复杂，尽管孔壁是完整的，打捞矢锥也不易碰上断头；假如钻孔方位的偏斜无多大变化，也会因孔斜度较大，打捞矢锥与钻杆断头不容易端正的接触。在上述情况下，往往不得不改变打捞方法，也就相应地增加了打捞时的复杂性。

　　4、孔斜对钻进效率的影响

　　钻孔产生较严重的偏斜，会让钻进效率大大降低，集中表现在下面3个方面：

　　（1）钻孔偏斜会使钻杆在孔内随之发生弯曲，这样，当回转动力由立轴钻杆向钻头传递时，会使钻头的回转非常不稳定，造成钻头的磨损，降低钻进的效率，钻进进尺也会因此而受到不同程度的影响；

　　（2）钻孔偏斜使钻具与孔壁之间的摩擦力增大，这样，钻孔的轴心压力不能按需要全部作用到钻头上，从而影响进尺。如果过分增加压力，就容易造成钻具折断；

　　（3）由于钻孔偏斜比较严重，不能使用快速钻进的方式钻孔。因此，快速钻进容易导致钻具折断。

　　由此可见，孔斜对钻进效率的影响体现在进尺的快慢上，因钻孔偏斜致使钻具折断事故的增多，势必需要浪费大量时间用于孔内事故的处理，使单位进尺减少，效率降低。同时，钻孔偏斜造成的钻具磨损，使钻具使用寿命降低，单位进尺的材料消（损）耗量增加，造价提高，相应地降低了钻具的钻进效率。在帷幕灌浆中，钻孔的费用和工时一般占1/3~1/2以上，因此设法提高钻进效率，具有十分重要意义。

　　5、孔斜对钻孔质量的影响

　　5.1、钻孔地质资料的准确性受怀疑

　　在进行灌浆孔特别是帷幕灌浆深孔的钻进中，要求对岩层岩性以及孔内各种情况进行详细记录，便于在研究灌浆资料时分析灌浆质量，了解不同岩层的可灌性，分析防渗帷幕的效果。但钻孔偏斜后使所要了解的地质资料不准确，表现在以下3方面：

　　（1）对岩层或构造带的空间位置、厚度、结构的分析有直接影响。一般在进行深孔帷幕灌浆施工之前都要选取一部分Ⅰ序孔，将其作为先导孔施工，以便进一步查明地质勘探资料的正确性，了解岩层及构造带的分布状况，将其灌浆成果资料用于指导后期各序孔的灌浆施工。但有孔斜以后，对岩层及构造带产生因孔斜所造成的假厚度，改变了施工目的和要求，使所要了解的内容变得模糊，在根据各先导孔地质资料进行岩层对比及灌浆分段等方面都会发生困难；

　　（2）钻孔产生偏斜会破坏灌浆孔间的合理孔距。因此，会产生部分无效进尺，甚至只有采取补孔的办法来弥补因孔斜带来的负面影响。有时，因钻孔偏斜太大及其偏斜方向巧合，钻孔的下部会钻至临近孔中或穿过临近钻孔，使钻孔下部的进尺无效。再进行补孔时，无疑会造成很大浪费；

　　（3）钻孔偏斜后，钻头在孔内的回转不稳定，致使采取到的岩心很细，甚至保存不住岩心，严重地影响岩心的采取率。

　　5.2、灌浆施工因孔斜而不能正常进行

　　有了良好的灌浆孔，才能实行良好的灌浆。钻孔偏斜必然会使灌浆孔的孔壁不圆和不平整，给安设栓塞造成困难。帷幕灌浆一般采用孔口封闭器的方式灌注，大多数将钻杆作为射浆管用，因有钻孔孔壁的弯曲，钻杆在孔内也呈弯曲状态，在灌浆特别是灌注浓浆时，很容易发生“固死”钻杆的现象，从而影响灌浆的顺利进行。

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五、深基础设计与施工100问

深孔帷幕灌浆孔斜成因与处理的方法（二）

　　6、孔斜对灌浆质量的影响

　　孔斜所造成的灌浆孔孔距的变化使相邻孔的有效充填范围彼此衔接不起来，从而使灌浆帷幕不能达到规定的防渗标准，灌浆质量受到影响。

　　浆液在岩石缝隙中的扩散范围受灌浆压力、浆液性质、岩缝发育特征及施工工艺等因素的影响。同一性质的浆液在不同压力、不同地质条件下，扩散充填的范围差异性很大。灌浆孔距的确定，过去应用最多的是凭经验判断，现在一般是在现场作灌浆试验。经过试验后确定的孔距相对于某一坝址地质状况来说是较为合理的，它的最主要的特点是，使相邻灌浆孔浆液的充填范围能彼此衔接，而且到最后既不会遗留下能导致透水性超过标准的大裂缝，又不使搭接重叠的部分太少，以能形成一个具有一定防渗标准的“连续帷幕”，又使钻孔量最少。但钻孔产生偏斜后，无疑会破坏相邻钻孔间浆液充填时的这种“衔接”关系，灌浆不能达到预期目的。

　　7、孔斜的预防与处理措施

　　控制钻孔钻进方向，使之不发生严重偏斜是一项很复杂的技术工作。采取何种技术措施防止钻孔偏斜或钻孔产生严重偏斜后如何处理，都必须将影响钻孔偏斜的3方面因素结合起来全面加以考虑。

　　7.1、预防孔斜的措施

　　（1）钻机的安装要水平牢固，立轴中心与钻孔中心应在同一条垂直线上，并按要求的孔向对准孔位开孔，以使钻进中不摆不晃；

　　（2）孔口管必须牢固并满足要求，在开孔钻进与浅孔阶段钻进中，立轴钻杆不能太长，否则钻进时摆动性大，致使立轴转动不稳，造成钻具摆动性增大；

　　（3）使用符合规格的各种钻孔器具，并随时检查，如发现有弯曲的钻具或有磨损较严重的立轴导管时，应及时更换。在浅孔钻进阶段，一般情况下，使用的岩心管长度较大一些为宜；

　　（4）孔较深以后，即开始需要从地面减压钻进时，特别要注意钻压的调整，同时要注意提升吊环必须与立轴及钻孔中心线在一条直线上；

　　（5）钻进中，当岩石换层时，不论是由软变硬还是由硬变软，或者是由完整变破碎，破碎变完整等情况，均应减压减速钻进，对其进尺的速度和冲洗液的流量及压力也应加以适当的控制；

　　（6）钻进中，应勤检查钻机有无移动，立轴钻进的方向有无变化，发现问题应及时纠正；

　　（7）为防止孔斜发生，必须熟悉所使用机械性能和钻孔方法的特点，经常研究，总结经验。在深孔帷幕的钻孔中，应对孔斜及时测量，及时准确地掌握钻孔的偏斜情况，以利于及时处理。

　　7.2、孔斜的处理措施

　　7.2.1、扩孔纠偏法

　　此种方法适合于浅孔阶段中（一般不超过10 m）钻孔已偏斜严重的情况。采取加长粗径钻具，并使用比原钻具直径至少大一级的钻具，从孔口或从孔口管底部位置扩下去。可以扩大处理符合要求的钻孔，矫正钻孔的方向，防止在继续钻进中该孔偏斜严重发展的情况出现。

　　7.2.2、短钻具法

　　在松软岩层或厚度大的覆盖层中钻进时，当钻孔产生一定偏斜后，可利用较短的粗径钻具进行矫正。因为在上述地质条件下钻孔，孔径一般比较大，而短钻具在较大孔径内较易改变方向。主要通过用轻压力慢转速的操作方法，钻具会因自重垂向钻进。使用的岩心管长度一般可为1~1.5 m，钻进3~5 m后进行钻孔测斜。如果孔斜度已减少，则可使用正常钻具钻进；如果没有矫正过来，则可加长粗径钻具，从开始矫正位置扫孔后，即或按原孔斜度钻进。

　　7.2.3、换径法

　　换径法主要是用比原正常钻进用的粗径钻具小一级或二级直径且长度短于1.5 m的粗径钻具钻进。因为短细的粗径钻具可在较大的孔径内成接近于垂直状态。

　　在进行前，先把孔内岩心取净。钻进时要轻压慢速控制给进。钻进3~5 m后进行测斜。如果孔斜没有减少，可用原正常钻具扩下去，待条件成熟后再进行矫正。如果新孔孔斜度有所减少，可换用带有导向装置的钻具进行扩孔，扩完后换用正常钻具钻进。在容许的情况下，也可用换径的钻具加长后钻进，直至终孔。

　　7.2.4、控制法

　　控制法主要是在考虑进行其它矫正方法时有很大困难，或还有不多的距离就抵达终孔的情况下应用。这一方法的主要措施是加长粗径钻具。一般情况下，加长后的粗径钻具不小于原钻具的2倍。加长粗径钻具后，无疑会增大孔壁对整个粗径钻具按原方向继续钻进的控制力，使原有的孔斜度不再继续扩大，但在操作方法上要严格注意。

　　7.2.5、扫孔法

　　扫孔法是在某一灌浆段钻孔结束时进行孔斜测量，发现偏斜值超过允许值时，先不进行纠偏处理，按正常程序继续进行灌浆，当接近灌浆结束标准时，用比例为0.5（或0.6）∶1的浓浆（可加适量的速凝剂）置换出孔内稀浆，并待凝24~48 h后再扫孔，扫孔时注意控制钻压并随时检测孔斜，可使已偏斜的钻孔段得到有效的纠正。但此种办法耗时较长，一般在上述几种方法处理无效的情况下采用。

　　7.2.6、补孔法

　　补孔法有两种情况：

　　（1）在灌浆施工中，当发现钻孔偏斜严重时，为防止严重的孔斜对灌浆质量产生影响，可在该孔附近补钻新的灌浆孔，一般与原灌浆孔的距离应不大于50 cm，但补钻灌浆孔前应封填好原偏斜灌浆孔。此种情况适用于浅孔阶段中就严重偏斜且在采取多种矫正方法均无效的灌浆孔。补钻新的灌浆孔后在与原偏斜孔相对应的孔深位置以上的各灌浆段一般可不再灌浆；

　　（2）在灌浆施工结束对施工质量进行检查验收时，通常的方法是采用打质量（效果）检查孔。检查孔位置的选定，既要考虑到有代表性和普遍性，又要照顾到薄弱环节。这时，可结合对灌浆施工资料的综合分析，在因孔斜可能使灌浆不足的地方布置检查孔，使其得到一次补强的机会，因为检查孔也要灌浆。同时，通过检查孔的压水试验，也能获知因孔斜对灌浆质量的影响程度。

　　8、对保证钻孔方向重要性的商榷

　　要保证很深的帷幕灌浆孔不发生偏移，绝非易事。虽然结合地质条件采取多种技术措施和操作方法，往往也很难控制钻孔不发生偏斜。如果用加强测斜等方法来加强控制，但在如此多的灌浆孔内，势必要增加浩繁的工作量，使施工单位难以承受。另外，一旦发现偏斜，要采取纠偏，不但费时，而且不易成功。因此，对于解决偏斜问题，笔者认为，不仅要从施工方面入手，而且要从设计方面着手。基于此，提出如下有待商榷的建议：

　　（1）合理降低深层的要求标准，放宽容许偏差值。规范规定了垂直或顶角不小于5°的帷幕灌浆孔其孔底的容许偏差值。但当孔深大于60 m时，孔底最大容许偏差值除了应根据工程实际情况并考虑帷幕排数等具体情况确定外，还应结合当地地质条件下浆液扩散半径和该孔下部岩层的透水性能来分析比较后确定。在特殊情况下，容许偏差值可大于孔距；

　　（2）增加帷幕的排数。在地质条件不良、钻孔偏斜的情况下，可考虑在局部地方增加帷幕的排数，以防止孔斜对灌浆质量产生不良影响；

　　（3）分层施工。如果帷幕灌浆孔深超过100 m，可开凿中间平洞分层施工；

　　（4）适当提高灌浆压力。在深孔阶段钻孔发生了稍大一些的偏斜（但未超过规定标准），采用高一些的压力灌浆，可在一定程度上使浆液的扩散范围增大并弥补因钻孔偏斜造成灌浆范围的不足。

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五、深基础设计与施工100问

群桩与群桩效应分析
　　群桩基础——由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。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。

　　单桩基础——采用一根桩（通常为大直径桩）以承受和传递上部结构（通常为柱）荷载的独立基础。

　　群桩基础——由2根以上基桩组成的桩基础。

　　基桩——群桩基础中的单桩。

　　复合桩基——由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。

　　复合基桩——包含承台底土阻力的基桩。

　　单桩竖向极限承载力——单柱在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。它取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度，一般由土对桩的支承阻力控制，对于端承桩、超长桩和桩身质量有缺陷的桩，可能由桩身材料强度控制。

　　群桩效应——群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩承载力之和，称其为群桩效应。群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩方法等多因素的影响而变化。

　　群桩效应系数——用以度量构成群桩承载力的各个分量因群桩效应而降低或提高的幅度指标，如侧阻、端阻、承台底土阻力的群桩效应系数。

　　桩侧阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限侧阻与单桩平均极限侧阻之比。

　　桩端阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限端阻与单桩平均极限端阻之比。

　　桩侧阻端阻综合群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限承载力与单桩极限承载力之比。

　　承台底土阻力群桩效应系数——群桩承台底平均极限土阻力与承台底地基土极限阻力之比。

　　负摩阻力——桩身周围土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时，土对桩侧表面所产生的向下摩阻力。在桩身某一深度处的桩土位移量相等，该处称为中性点。中性点是正、负摩阻力的分界点。

　　下拉荷载——对于单桩基础，中性点以上负摩阻力的累计值即为下拉荷载。对于群桩基础中的基桩，尚需考虑负摩阻力的群桩效应，即其下拉荷载尚应将单桩下拉荷载乘以相应的负摩阻力群桩效应系数予以折减。

　　闭塞效应——开口管桩沉入过程，桩端土一部分被挤向外围，一部分涌入管内形成“土塞”。土塞受到管壁摩阻力作用将产生一定压缩，土塞高度及其闭塞程度与土性、管径、壁厚及进入持力层的深度等诸多因素有关。闭塞程度直接影响端阻发挥与破坏性状及桩的承载力。称此为“闭塞效应”。

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五、深基础设计与施工100问

CFG桩复合地基的施工要点有哪些？
　　摘要：北京望京新城K5区521号～524号四栋高层塔式住宅楼，24层总建筑面积10万m2，地下两层，箱形基础，埋深-7.010m，基底标高-31.440m，天然地基承载力标准值160kPa ，不能满足设计要求，故采用CFG 桩（水泥粉煤灰碎石桩）复合地基加固处理方案。

　　CFG 桩在基底标高上进行施工，钻孔穿越的各土层依次为：标高-30.500～-20.500m，砂质粘土～粉质粘土，具有中低压缩性；标高-20.500～-15.000m，重粉质粘土～粘土；标高-15.000m 以下为稳定的粘质粉土～砂质粉土。采用管井井点降水至标高-30.500m.

　　关键词：CFG桩 CFG桩复合地基

　　北京望京新城K5区521号～524号四栋高层塔式住宅楼，24层总建筑面积10万m2，地下两层，箱形基础，埋深-7.010m，基底标高-31.440m，天然地基承载力标准值160kPa ，不能满足设计要求，故采用CFG 桩（水泥粉煤灰碎石桩）复合地基加固处理方案。

　　CFG 桩在基底标高上进行施工，钻孔穿越的各土层依次为：标高-30.500～-20.500m，砂质粘土～粉质粘土，具有中低压缩性；标高-20.500～-15.000m，重粉质粘土～粘土；标高-15.000m 以下为稳定的粘质粉土～砂质粉土。采用管井井点降水至标高-30.500m.

　　1复合地基设计

　　本工程设计主要参数为单桩竖向承载力标准值650kN；桩径400mm；桩长17.5m，定长度控制；桩端持力层为粘质粉土、砂质粉土；桩身混凝土强度等级C20；面积置换率0.052，按正方形布置，桩间距为1.55m×1.55m，4栋建筑物总布桩2120根。

　　2CFG 桩施工

　　2.1工艺流程

　　钻机就位→成孔→钻杆内灌注混凝土→提升钻杆→灌注孔底混凝土→边泵送边提升钻杆→成桩→钻机移位。

　　2.2施工措施

　　（1）为检验CFG 桩施工工艺、机械性能及质量控制，核对地质资料，在工程桩施工前，应先做不少于2根试验桩，并在竖向全长钻取芯样，检查桩身混凝土密实度、强度和桩身垂直度，根据发现的问题，修订施工工艺。

　　（2）通常桩顶混凝土密实度差，强度低，对此采取桩顶以下2.5m 内进行振动捣固的措施。

　　（3）为做到水下成桩，要求钻杆钻至设计标高后不提钻，先向空心钻杆内灌注约8m 高的混凝土，然后再提钻进行桩底混凝土灌注。之后，边灌注边提钻，保持连续灌注，均匀提升，可基本做到钻头始终埋入混凝土内1m 左右。严禁采用先提钻后灌注混凝土，形成往水中灌注混凝土的错误作法。

　　（4）做好成孔、搅拌、压灌、提钻各道工序的密切配合，提钻速度应与混凝土泵送量相匹配，严格掌握混凝土的输入量大于提钻产生的空孔体积，使混凝土面经常保持在钻头以上1m，以免在混凝土中形成充水的孔洞。

　　3试验与检验

　　3.1复合地基试验

　　为检验CFG 桩施工工艺及复合地基加固效果，取得设计和施工的技术数据，进行了一点三桩复合地基和三根单桩静荷载试验，参数与工程桩相同。

　　三桩复合地基试验最大加载值为6500kN，单桩试验最大加载值分别为1700kN、1300kN、1300kN，加载程序和判定标准按规范要求。

　　3.2复合地基承载力分析

　　（1）单桩强度控制的承载力标准值，取各试验点最大荷载或极限荷载的一半，则3根单桩平均承载力标准值为683kN.根据公式推算，复合地基承载力标准值为434kPa >400kPa.

　　（2）取s/b =0.008对应的荷载确定三桩复合地基承载力标准值为630kPa ，远大于设计要求的400kPa.

　　3.3静载和动测检验

　　3.3.1静荷载试验

　　静压三根单桩复合地基和三根单桩试验结果表明：三根单桩复合地基静载试验和三根单桩静载试验的Q -s曲线、s -lg（t）曲线均未出现陡降迹象，按相对变形s/b =0.01确定复合地基承载力，单桩复合地基在标准值为400kPa 的荷载下沉降值与压板作用宽度之比s/b 分别为0.009、0.0096、0.004，其比值均小于0.01，表明单桩复合地基承载力满足设计要求。单桩静载试验在标准值为650kN 时，沉降分别为2mm、3.6mm、3.6mm，说明单桩承载力仍有很大潜力。

　　3.3.2低应变动力试验

　　试验依据《基桩低应变动力检测规程》进行，检测桩数为总桩数20%.

　　3.4检测结果

　　（1）CFG 桩桩体强度满足C20的设计要求。桩身结构完整的一类桩385根；桩身结构基本完整、桩身局部轻微离析、对桩的使用不构成影响的二类桩33根。一、二类合格桩共418根，占检测桩总数424根的98.58%.

　　（2）浅部断裂桩6根，占检测桩总数的1.42%，经开挖核实断裂在距桩顶0.5m 左右处，断裂处混凝土对接吻合，分析为剔凿保护桩头混凝土不慎所致。经清理后复测，发现下部桩身质量基本均匀完整，属合格桩

　　本工程静载试验表明：一点三桩复合地基高于3根单桩复合地基，也高于由单桩承载力标准值计算的复合地基，基本消除了断桩、缩径、夹泥等质量通病，表明本工程CFG 桩采取的施工工艺和技术措施是可行的。

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只看该作者 443楼发表于: 2010-04-23

五、深基础设计与施工100问

预制混凝土静压桩施工技术方法？

　　桩基础是一种能适应各种地质条件、各类建（构）筑物荷载要求的基础。它具有承载力大、稳定性好，变形量小、收敛快等工程特性。

　　预制砼桩种类繁多，可用各种材料、不同制作方法，生产出不同的桩型，本文简述预制砼静压方桩施工的质量控制问题。

　　一、静压桩施工

　　1、对静压桩施工的要求

　　1）静力压桩与锤击相比具有无噪音、无震动、无污染、安全等优点，但在饱和软粘土地区压桩与打桩一样，都可能产生超静孔隙水压力。压桩期间，应由建设单位委托有资质的监测单位对已有建筑物和管线进行跟踪动态监测。

　　2）要做好施工现场的排水工作，以保证在沉桩过程中场地无积水，施工用水、用电已接入到施工现场规定之处。

　　3）检查打桩机械设备、起重机具、压力表等。

　　4）压桩机安装必须按设备说明书和有关规定程序进行。

　　5）启动门架支撑油缸，使门架微倾15度，以便插预制桩。

　　6）当桩尖插入桩位后，微微启动压桩机油缸，待桩入土至50厘米时，再次校正桩的垂直度和平台的水平，然后再启动压桩机油缸，把桩徐徐压下，施工速度一般控制在2米/分钟以内即可。

　　7）当压桩力已达到两倍设计荷载或桩端已达到持力层时，应随时进行稳压。

　　8）压桩施工时，应派专人或开启自动记录设备，做好沉桩施工记录。

　　9）沉桩施工前，应先试桩。试桩数量不少于两根，以确定贯入度及桩长，并校验压桩设备和沉桩施工工艺及技术措施是否符合实际要求。

　　2、静压桩施工工艺流程

　　静压桩施工顺序及工艺流程：测量放线→桩机就位→起吊预制桩→稳桩→压桩→接桩→送桩→检查验收→转移桩机。

　　3、静压桩施工准备

　　1）施工前，场地要达到“三通一平”要求，使施工桩机设备能顺利进入施工现场。

　　2）熟悉施工图纸，参加设计图会审，做好施工放线工作。编好桩位号和压桩行走路线程序等各项准备工作。

　　3）做好现场清理地下空间障碍物工作，如旧建筑物的基础防空洞、地下管线等。

　　4）边桩与周围建筑物的安全距离应大于4米以上，压桩区域内的场地边桩轴线外5米范围用压路机压实。

　　5）为做好静压桩施工控制，必须备足必要的测量仪器。

　　4、静压桩的验收、起吊、搬动、堆放

　　1）预制静压桩大多由专业厂生产供应，进场后应与监理单位共同按“预制钢筋砼方桩（04G361）”和设计图纸及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）对静压桩进行验收，并要生产厂家提供预制方桩合格证、检测报告等有关质保资料。

　　2）预制桩应达到设计强度的70%方可起吊，强度达到100%方可运输。桩在起吊和搬运时，必须做到平衡，不得损坏。水平吊运可采用二点起吊，吊点距桩端0.207L（L为桩长）；一点起吊，吊点距桩端0.29L（L为预制桩长，在10米 3）预制钢筋砼方桩的外观质量应符合下列规定：

　　表面平整、密实，掉角深度不超过10毫米，局部蜂窝和掉角的缺损面积不得超过全部桩表面积的0.5%，并不得过分集中；砼的收缩裂缝深度不得大于20毫米，宽度不得大于0.15毫米，横向裂缝长度不得超过边长的1/2；桩顶与桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝或掉角。

　　4）预制静压桩的堆放

　　预制静压桩的堆放场地要求平整坚实，不得产生不均匀沉陷。堆放层数不得超过4层，不同规格的桩应分别堆放在不同地方。堆放必须二点垫高、垫平、垫实。垫点为0.21L，要求垫点对齐。

　　二、静压桩质量控制

　　1、静压桩沉桩时，压桩的压力要根据现场的地质条件，通过对静力触探比贯入阻力平均值和标准贯入试验N值评估沉桩的可能性，选择好压桩机械设备。

　　2、根据地质条件，单桩竖向极限承载力以及布桩密集程度等因素，压桩机应按定额总重量配制压重，压机的重量（不含静压桩机大履和小履重量）不宜小于单桩极限承载力的1.2倍。

　　3、油压表必须经有资质的法定检测单位鉴定，并有鉴定合格证。

　　4、静压桩沉桩控制应按设计标高，压桩力和稳压下沉量相结合的原则，并根据地质条件和设计要求综合确定。

　　5、桩端进入坚硬、硬塑粘性土，中密以上粉土、砂土土层时，静压桩的压桩力为主要控制指标，桩端标高在征得设计单位同意后，可作为辅助控制指标。

　　6、静压桩桩端进入持力层，达到综合确定的压桩力要求，但未达到设计标高时，宜保持稳压1～2分钟，稳压下沉量可根据地区经验确定。

　　7、静压桩施工过程中，不得任意调整和校正桩的垂直度，避免对桩身产生较大的次生弯矩。静压桩穿越硬土层或进入持力层的过程中，除机械故障处，不得停止沉桩施工。

　　8、压桩过程中，应检查压力、桩的垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压入深度。

　　9、压桩施工结束后，应做桩身的单桩竖向承载力试验和小应变检查桩身质量。

　　10、沉桩质量控制

　　1）沉桩前，应清除周边和地下障碍物，平整场地，桩机移动范围内场地的地基承载力应满足桩机运行和机架垂直度的要求。

　　2）沉桩顺序一般采用先深后浅，自中间向两边对称前进，或自中间向四周进行。

　　3）桩插入土中定位时的垂直度偏差不得超过0.5%.

　　4）送桩结束后，应及时用碎石或黄砂回填密实。

　　11、压桩过程中，不能随意中止，如因操作必须，停歇时间要短。中途停歇时间不得超过2小时，严禁中途停压造成沉桩困难。

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土老帽

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2010-04-23

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