《岩土工程1000问》一书限期征稿!!!|新闻与评论 - Page 51 - 领先的岩土技术社区，岩土领域的媒体、社区与应用平台！

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五、深基础设计与施工100问
桩身于桩顶下21m处混凝土离析现象处理方案

  桩有关资料如下：

　　地理位置：处于3号桥0轴北侧第二根桩；

　　桩顶标高：49.612m；

　　钢筋笼长度：20m；

　　钢筋笼顶标高：50.76m；

　　钢筋笼底标高： 30.76m；

　　离析面标高：28.612m；

　　混凝土强度：C30（水下砼）；

　　设计桩长：28m；

　　桩端持力层；强风化花岗岩。

　　1、初步处理方案：

　　钢筋笼底部标高距离离析层为-2.146m，即是说，该部分只考虑桩芯混凝土的轴心受压，，按照经验可以采取桩芯混凝土的补强措施进行处理。

　　采用抽芯方法作最后鉴定，如果是混凝土局部离析，则采用高压灌浆法进行补强。

　　（1）处理依据：

　　根据天津市市政工程施工技术规范（桥梁工程）JJG8-93（本技术规程是基于部颁“公路桥涵施工技术规范”JTJ041-89基础上进行编制）第5.8.3条，全文如下：

　　为保证灌注桩的质量，重要（大型）桥梁的基础应利用水电效应法、声测法或机械阻抗法进行检查桩的完整性。对双柱的大型桥梁应逐根进行检验。若灌注桩质量有特殊异常情况时，应以钻取岩芯检验方法作最后鉴定。取岩芯时，取芯率应为100%，以便判定桩芯混凝土情况。

　　市政工程质量检验评定标准（桥梁工程）TBJ102-91（天津市）第3.2.2条，全文如下：

　　对排桩式桥墩的灌注桩，全桥每根桩均须采用无破损检验法检验其完整性，对群桩基础，可抽20%作无破损检验，但每桩群不得少于2根。对有疑问的桩则需按桩的全长钻取岩芯法鉴定。

　　（2）造成桩基混凝土离析的原因⑴、导管漏水。

　　⑵、混凝土配制不合理。

　　①  骨料级配不当；

　　②  水灰比过大；

　　③  使用水泥品种不当或失效。

　　⑶、混凝土搅拌不均匀。

　　（3）处理原理：

　　采用桩端压力注浆法进行补强。

　　（4）施工顺序：

　　A、注浆准备利用钻岩取芯法对桩基全长进行完整性鉴定，如果说该断面（指声测判定离析部分）混凝土离析现象属比较轻微（以设计院、监理单位和建设单位判别为准），则可以于另一位置再钻一回浆孔（深度至离析层，深21m）。

　　再用注浆设备（请专业队伍）先向桩基取芯孔注入清水（压力0.2~0.4N/mm2），其作用是形成注浆通道，将孔道及碎石间泥浆或杂物从回浆孔中排出，当回浆孔中浑水变为清水时，表明孔道已经形成，停止清淤。

　　注浆用料可以采用高标号水泥和加外加剂的方法进行配制，浆体的强度要求不低于C40.

　　B、压力注浆清淤完毕后立即注浆，当注浆量和注浆压力达到预定指标后，终止注浆，并做好记录。

　　（5）施工要点为保证处理过程对桩的完整性不造成破坏，钻岩取芯孔和回浆孔拟选在经过桩心直径的各1/3处。

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五、深基础设计与施工100问
人工挖孔桩施工中特殊问题的处理

    一、地下水

    地下水是深基础施工中常见问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工。如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，发生桩身质量问题。如遇到细砂、粉砂土层，在压力水的作用下，也极易发生流砂和井漏现象。处理方法有以下几种：1)地下水量不大时，可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。2)水量较大，用水泵抽水也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法。3)对不太深的挖孔桩，可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流，基础平面占地较大时，也可增加降水管井的排数。4)抽水时环境影响。有时施工周围环境特殊，一是周围基础设施等影响较多，不允许无限制抽水；二是周围有江河、湖泊、沼泽等，不可能无限制达到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠措施。最有效的方法是截断水源，封闭水路。桩孔较浅时，可用板桩封闭；桩孔较深时，用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水，以保证在正常抽水时，达到正常开挖。

    二、流砂

    人工挖孔在开挖时，如遇细砂、粉砂层地质，加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成质量事故，因此要采取有效可靠的措施。1)流砂情况较轻时，可缩短这一循环的开挖深度，将正常的1米左右一段，缩短为0.5米，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落、有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。2)流砂情况较严重时，常用办法是下钢套筒，钢套筒与护壁用的钢膜板相似，以孔外径为直径，可分成4～6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，在开挖0.5米左右，即可分片将套筒装入，深入孔底不少于0.2米，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5米，装后即支模浇注护壁混凝土。若放入套筒后流砂仍上涌，可采取突击挖出后即用混凝土封闭孔底的方法，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。也可用此种方法，应用到已完成的混凝土护壁的最下段钻大，使孔位倾斜至下层护壁以外，打入浆管，压力浇注水泥浆，提高周围及底部土壤的不透水性。

    三、淤泥质土层

    遇到淤泥质土层等软弱土层时，一般可用木方、木板模板等支挡，缩短开挖深度，并及时浇注混凝土护壁。支挡木方要沿周边打入底部不少于0.2米深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉，能达到很好的支挡效果。

    四、桩身混凝土的浇筑

    1.消除水的影响。1)孔底积水。浇筑桩身混凝土主要应保证其符合设计强度，保证混凝土的均匀性、密实性，防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。2)孔壁渗水。可在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔可用木楔打入，周围再用防水材料封闭，或在集中漏水部分嵌入泄水管，装上阀门，在施工桩孔时打开阀门让水流出，浇筑桩身混凝土时再关闭。

    2.保证桩身混凝土的密实性。桩身混凝土的密实性，是保证混凝土达到设计强度的必要条件。为保证桩身混凝土浇筑的密实性，一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中浇筑速度是关键，即力求在最短时间内完成一个桩身混凝土浇筑。对于深度大于10米的桩身下线，可依靠混凝土自身落差形成的冲击力及混凝土自身重量的压力面使其密实，这部分混凝土即可不用振捣。经验证明，桩身混凝土能满足均匀性和密实性。

    五、合理安排施工顺序

    在可能条件下，先施工较浅的桩孔，后施工较深的桩孔。在含水层或有动水压力的土层中施工，应先施工外围(或迎水部位)的桩孔，这部分桩孔混凝土护壁完成后，可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土，而作为排水井，以方便其他孔位施工，保证桩孔的施工速度和成孔质量。

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五、深基础设计与施工100问
钻孔桩与深搅桩咬合支护结构内力及变形分析
   摘要：介绍了新型的钻孔桩与深搅桩咬合式复合支护体系在地铁明挖深基坑的应用，并采用弹性杆系有限元法对支护体系的内力及变形进行了分析，将理论值与实际值进行比较，得出实际值比理论值大的结论。

    关键词：支护结构，内力，变形，监测

    钻孔桩咬合深搅桩支护体系是一种新型的围护结构形式，钻孔桩为柱列式布置，桩与桩之间有一定的间距，为防止地下水并夹带土体颗粒从桩间空隙流入坑内，在桩间设置深搅桩，柱列式钻孔桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但是桩之间的联系差，必须在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土冠梁加以可靠连接。钻孔桩与深搅桩咬合支护结构强度及刚度均较大，且比地下连续墙造价低，具有施工噪音低、造价低、整体性和止水效果好等优点。

    1、工程概况

    南京地铁奥体中心站~元通站区间隧道基坑支护结构方式为钢筋混凝土钻孔桩与水泥土搅拌桩咬合+内支撑联合支护，基地采用深搅桩点状加固，采用明挖顺作法施工。基坑平均深度10.5m、宽13.1m、长1.4km，钻孔桩桩长19.5m.区间范围内自上向下土层构成分别为人工填土、淤泥质填土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土。

    区间场地地面多为农田及池塘，淤泥质粉质粘土层厚均在29m以上，该土层处于流塑状态，其工程地质性质表现为“三高一低”，即高灵敏度、高压缩性、高含水量、低强度等特性，因此施工中必须着重进行监测与分析。

    2、支护体系内力及变形分析

    弹性地基杆系有限元法假设地面上（基底以上）挡土结构为梁单元，基底以下部分为弹性地基梁单元，支撑为弹性支撑单元，荷载为主动土压力和水压力。

    2.1计算模型及数据

    如图1所示为计算简图。把挡土结构沿竖向每隔1m划分为一个单元。为计算简便，挡土结构的截面、荷载突变处、弹性地基基床系数变化段及支撑或锚杆的作用点，均作节点处理，支撑按弹簧处理，主动侧土压力和水压力为事先假定，被动土压力按土弹簧考虑。采用总量分阶段计算围护结构内力。

    2.2计算公式的确定

    2.2.1土压力计算公式针对南京地区粘性土为主的地层特点采用水土合算法确定土压力系数：

    其中，rsat为土的饱和重度，在地下水位以下可以近似采用天然重度；Ka为主动土压力系数，Ka=tg2（45°-0.5×φ），φ为按总应力方法确定的固结不排水剪或不固结不排水剪确定的内摩擦角；c为按总应力方法确定的固结不排水剪或不固结不排水剪确定的内聚力。

    2.2.2深搅桩及钻孔桩的简化处理

    柱列式挡墙的受力形式与壁式地下类似。在具体计算中，将桩墙按抗弯刚度相等的原则等价为一定厚度的壁式地下连续墙进行内力分析，其公式为：

    式中：D———钻孔桩直径；t———桩间净距；h———壁式地下墙的折算厚度。

    搅拌桩可以分担部分土压力。根据围护桩的参数在计算中对原有压力进行折减。

    2.2.3弹性抗力系数计算公式

    采用“m”法并略作修正，计算弹性系数：Kh=m（Z-Z0）。

    其中，Kh为侧向弹性抗力系数；m为比例系数；Z为从基坑地面算起的深度；Z0为初始深度。其中Z0考虑了粘性土的粘聚力影响和超固结使土被动抗力提高因素，从而，基坑底面处的弹性抗力不等于零。Zo值由经验确定。

    2.3计算结果

    2.3.1工况表工况表（即每开挖一层，架设一道钢支撑）见表1.

    2.3.2内力及变形计算简图

    1）工况1的内力及变形计算：因为没有进行开挖，水平位移为0。

    2）工况2的内力及变形计算简图（见图2）：

    由图2可知，工况2的最大水平位移：1.8mm。

    3）工况3的内力及变形计算简图：工况3的内力及变形计算简图，见图2《工况2的内力及变形计算简图》相同，工况3的最大水平位移：1.8mm。

    4）工况4的内力及变形计算简图（见图3）：由图3可知，工况4的最大水平位移：4.4mm。

    5）工况5的内力及变形计算简图：工况5的内力及变形计算简图，与图3《工况4的内力及变形计算简图》相同，工况5的最大水平位移：4.4mm。

  6）工况6的内力及变形计算简图（见图4）：

    由图4可知，工况6的最大水平位移：8mm。

    3、基坑支护的计算和实际监测结果比较

    以基坑水平收敛值的理论值与实际监测值进行比较，如表2所示。

    从基坑支护的计算和实际监测结果表可以看出：实际水平收敛均比设计值大，因而轴力也比设计值大，产生此种现象的原因主要有两方面：

    1）设计计算具有局限性，因为设计采用的计算模型是在理想状态下的，但是本区间的淤泥质粉质粘土的渗透系数较差，降水极为困难，其降水效果不可能达到设计的理想状态，即实际土体的固结力较小而引起侧压力增大，导致围护结构收敛增大。

    2）施工的原因，在实际施工过程中，在工况2中的土体一次开挖过深，直接导致围护桩的收敛增大，而最后一次的变形最大，其主要原因是开挖时间较长，基底桩体根部暴露时间过长。

    4、结语

    采用钻孔桩与深搅桩咬合式支护体系施工，必须严格遵守“时空效应法”的施工原则。通过对上述基坑支护结构的内力及变形进行分析，认为软土深基坑工程中采用钻孔桩咬合深搅桩支护体系是合理、行之有效的方法，但是由于施工现场的复杂性计算与实测值的差异是不可避免的，因此设计和施工人员必须有丰富的设计和施工经验，针对实际施工情况进行方案优化，才能成功地完成深基坑设计和施工。

    参考文献：

    [1]龚晓南。深基坑设计与施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1998.811.

    [2]黄强。深基坑支护工程设计技术[M].北京：中国建材工业出版社，1995.240.

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五、深基础设计与施工100问
高压旋喷桩施工方案
1、编制依据

唐曹高速公路两阶段施工图

公路路基施工技术规范（JTG F10-2006）

2、编制说明

本标段共有高压旋喷桩22086m，桩径为0.6m，水灰比为1:1，采用金鑫水泥，水泥浆比重控制在1.49, 本次施工K65+142~K65+192段，施工参数：液喷嘴直径2.8mm（一个），喷压力20Mpa，注浆管直径42mm，钻头旋转速度25r/min，钻头提升速度26cm/min，浆液流量57L/min

3、施工准备

3.1、施工用水用电

施工用水为筑石商砼的深水井，施工前对水质进行了检测，符合使用要求，可以使用。施工用电采用发电机。

3.2原材料的检测及进场储存

施工所用的是金鑫牌水泥，水泥标号为32.5矿渣水泥，水泥进场后必须进行检测，合格后方可用于工程施工。水泥进场后储存必须覆盖一层毡布对其进行严密遮盖，防止淋雨或受潮。

3.3机械设备

本标段采用MGJ-50型旋喷桩机，设备进场后，对其进行了调试、检验，设备处于良好的工作状态，可保证其能正常进行,机械的主要性能如下表。

主要性能

序号

检验项目

技术要求

1

立轴输出最大转矩

间接测试：电压280V时，电流为22..6A

2

液压系统背压

≯0.3MPa

3

噪音

≯80dB

4

工作温度

轴承齿轮各部位

温度≯40℃

最高温度≯70℃

5

动力头提升能力

给进油缸用8Mpa压力提升时，即认为达到提升力22.2KN

4、施工工艺

4.1本标段拟采用单管旋喷法，施工工艺流程为：

施工准备→测量定位→机具就位→钻孔至设计标高→旋喷开始→提升旋喷注浆→旋喷结束成桩。

4.2施工方法

4.2.1场地平整先进行场地平整，清除桩位处地上、地下的一切障碍物，场地低洼处用粘性土料回填夯实，并做好排浆沟。

4.2.2测量定位

首先采用全站仪根据高压旋喷桩的里程桩号放出试验区域的控制桩，然后使用钢卷尺和麻线根据桩距传递放出旋喷桩的桩位位置，用小竹签做好标记，并撒白灰标识，确保桩机准确就位。

4.2.3机具就位：人力缓慢移动至施工部位，由专人指挥，用水平尺和定位测锤校准桩机，使桩机水平，导向架和钻杆应与地面垂直，倾斜率小于1.5%。对不符和垂直度要求的钻杆进行调整，直到钻杆的垂直度达到要求。为了保证桩位准确，必须使用定位卡，桩位对中误差不大于5cm。

4.2.4启动钻机边旋转边钻进，至设计标高后停止钻进：

采单管旋喷法施工。该方法插管与钻孔两道工序合二为一，即钻孔完成时插管作业同时完成。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，高压水喷嘴边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，至设计标高后停止钻进。

4.2.5浆液配置：高压旋喷桩的浆液，采用抗腐蚀的矿渣水泥，水泥浆液配制严格按设计要求控制为水灰比1∶1，水泥浆比重1.49。搅拌灰浆时，先加水，然后加水泥，每次灰浆搅拌时间不得少于2分钟，水泥浆应在使用前一小时制备，浆液在灰浆拌和机中要不断搅拌，直到喷浆前。喷浆时，水泥浆从灰浆拌和机倒入集料斗时，过滤筛，把水泥硬块剔出。水泥浆通过胶管送到旋转振动钻机的喷管内，最后射出。
4.2.6喷射注浆

在插入旋喷管前先检查高压设备和管路系统，设备的压力和排量必须满足设计要求。各部位密封圈必须良好，各通道和喷嘴内不得有杂物，并做高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。

旋喷作业系统的各项工艺参数都必须按照预先设定的要求加以控制，并随时做好关于旋喷时间、用浆量，冒浆情况、压力变化等的记录。

喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆旋转30秒，水泥浆与桩端土充分搅拌后，再边喷浆边反向匀速旋转提升注浆管，提升速度为260mm/min，直至距桩顶1米时，放慢搅拌速度和提升速度。保证桩顶密实均匀。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即检查排除故障，重新开始喷射注浆的孔段与前段搭接不小于1m，防止固结体脱节。

4.2.7冲洗：

喷射施工完成后，应把注浆管等机具设备采用清水冲洗干净，防止凝固堵塞。管内、机内不得残存水泥浆，通常把浆液换成清水在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。

4.2.8重复以上操作，进行下一根桩的施工。
4.3施工注意事项：

4.3.1施工前，要求检查旋喷管的高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，合格后方可喷射浆液。

4.3.2喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后再逐渐提升注浆管。中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即进行检查排除故障。

4.3.3旋喷过程中，冒浆量控制在10%～25%之间。

4.3.4高压喷射注浆完毕后，应迅速拔出喷射管。

4.3.5 施工中做好泥浆处理，及时将泥浆运出。

4.3.6相邻两桩施工时间间隔不小于48h，间距不小于4～6m。

4.3.7质量检验在旋喷注浆结束28天后进行，检验桩的数量不小于已经完成桩数的2%～5%，不合格者进行补喷。

高压旋喷桩检查项目
项次

项目

规定值或允许偏差

检查方法
1

桩距（mm）

±100

尺量
2

桩径（mm）

不小于设计

尺量
3

桩长（m）

不小于设计

查施工记录
4

垂直度（%）

<1.5

查施工记录
5

单桩注浆量

不小于设计

查施工记录
6

桩体28天强度（Mpa）

≥3.0

钻芯取样

7

单桩承载力（KN）

≥300

荷载试验
8

复合地基承载力（Kpa）

间距2.0m ≥130

间距1.8m ≥140

间距1.6m ≥150

荷载试验
5质量保证体系（附质量保证体系图）

成立以项目经理为首的质量保证体系，项目总工具体负责工程质量的日常管理工作、工程创优、持续改进，由质检工程师负责日常质量检查工作，工序验收工作，做到责任分明、奖罚分明，有章可循，有据可依。

5.1 制定各部门的岗位质量责任制，执行工程质量奖惩条例。

5.2 认真理解和执行本合同的技术规范和合同指定的标准，熟悉设计图纸，领会设计图纸意图，严格按照设计要求、技术规范和质量标准进行施工和检验评定。

5.3 建立工地试验室，工程所用的水泥在使用前，必须通过试验室验确定，并有监理工程师在场且认可后再投入使用。

5.4 严格实行自检、互检和专检 “三检”制，定期或不定期进行质量检查、开展工程质量评比。

5.5 建立开工前技术交底制度，同时工程开工前应按规范要求编制分项工程施工方案，经监理工程师审批后实施。

5.6施工测量由专职的测量人员进行放样测量，并有监理工程师在场且认可后再施工。

5.7原材进购必须有出厂质量证明书方可进购，进场后必须进行质量检验合格后方可使用。

6、雨、夜施工技术措施

6.1 现场在雨季安排专人值班，密切注意天气变化情况，做好防范工作。

6.2 配备若干块蓬布用于各水泥堆放场地的防雨保护。

6.3 临时道路及水泥堆放场地两侧找坡3‰，以防雨水流入道路和水泥堆放场地中央，保持道路平整、排水通畅，无淤泥积水。

6.4 六级以上大风和暴雨期间，应停止机械高空作业。

6.5 水泥应按不同品种、标号、出厂日期等分堆堆放，挂牌标识，施工中应遵循“先收先发，后收后发”的原则，避免久存的水泥受潮，影响工程质量。水泥堆放场地上铺一层红砖和一层油毡，四周要排水通畅，且高于路面30cm。

6.6备的电闸采取防雨、防潮的措施，安装接地保护装置，且防漏电、触电。对现场电缆接头加强检查以防漏电，并架高明牌警示。

6.7 雨中严禁高空作业，雨后应对电气设备进行安全检查，经确认安全后方可继续施工。

6.8夜间施工：对水池、电箱等应设明显的标识，并派专门人员进行巡查，防止漏水、漏电及机械伤害事故的发生。

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2010-05-26

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五、深基础设计与施工100问
弱桩强用的思路、对策与措施

一、概况

　　事件的起因是：某单位住宅工程（八层框架结构）设计采用锤击式混凝土灌注桩，由于设计人对钻孔布置数量较少，工程地质资料掌握了解不够深透，加上施工试桩时对桩长控制不严，以致各桩打完成并经检测验算后，发现实现单桩承载力低于设计要求较多（原设计为60吨，现实际为50吨）。此事件出现的时间在接近二十年前，因而处事依据均按旧规范（1974年规范）执行。

　　按传统习惯对此的解决方案为：一是加桩及相应扩大承台；二是减少兴建楼房层数。但当时打桩机已退场，如加桩则要再次进场，加上增桩与扩大承台等费用，增加不少建设资金；而兴建单位资金匮乏，无法追加；至于减少层数的设想，兴建单位认为这样会减少单元户数；因此对这两种方案都坚决不同意。并且反过来要求我单位在不加桩、不减层的前提下，拿出稳妥可靠的解决方案来。

　　这项工程设计此前我没有参与，但因我是单位技术主管，面对这一从未看过或听过、也无书本可供参考的本专业难题，只能理所当然由自己责无旁贷地予以接受下来；接着开展相应的工作，分三个阶段进行。现分述于后。

二、调查研究

　　第一阶段是对该工程设计进行全面调查研究，采取深入细致、点滴不漏的工作态度，深入检查各环节中的有关情况和嬖谖侍狻?

　　外业方面：赴施工场地检查已完成的打桩工程现况，并对工期四至周围环境与相邻建筑物的分布、间距与高度，以及对现场施工日志、打桩记录、桩身混凝土试压报告表和钢筋试拉报告表等逐一作了检查。

内业方面：经对原设计图纸、计算书（含电脑分析资料）及工程地质勘察报告书等作了详尽的检查。

　　随后，按调查所得各资料作综合分析和对比，对该工程现状与存在问题取得基本概念认识

三、思路

　　桩的使用功能是和作支承由承台（基础）传来的上部荷载，以竖向荷载为主；当桩具备足够安全承载力时，就不致发生下沉现象（或下沉量显著微小），从而保持了力的平衡状态。然而，当前的现实状况是桩的承载力降低，但承台传来的上部荷载却维护不变，使力的平衡状态不能保持，形成失稳。由此出发，广泛开拓思维途径，谋求解决难题的对策；于是开展了第二阶段如下的几种思路：

　　首先，在现时不允许加桩与不可能提高单桩承载力的前提下去寻求力的平衡，那就只能反过来采取同步减少上部荷载，直到达到取得新的平衡；这是首要的根本思路。其结果可使"弱桩"起到同前不变为原状设计使用功能服务的效果，故可说是"弱桩强用"。

　　其次，减少上部荷载的类型包括：静荷载、活荷载、风荷载和地震荷载。应从这样荷载与设计内涵有关的各种因素之间的相互关系中多加思考，并着手发掘。

　　静荷载：可分为建筑荷载与结构荷载两种。对前者，应从设计图纸内的各种建筑构造着手；对后者，应从设计图纸与计算书内的结构构件截面大小方面着手。

　　活荷载：应从计算书与设计规范相对照，看有无潜力可挖。

　　风荷载：应从设计图纸的总平面图（含四至关系）、计算书、设计规范与当地周围环境实况相结合作研究考虑，发掘可挖潜力。

　　地震荷载：它与建筑的质量成正变关系。如能设法减小静、活荷载，则地震荷载也自当相应减小；此外，尚应思考进一步减小的可能性。

　　其三，归纳上述各种思路，并以此为指引，形成切实、可靠的对策；据此，即可制订各项技术处理措施。

四、对策与措施

　　第三阶段是由思路形成对策后制订技术处理措施的过程叙述：

　　1．从设计图约的首层高3．4米、其余各层高3．2米发现用得略大，有潜力可挖；对策是将层高减矮。为此制订如下措施：将首层高改为3．2米，其余各层高改为3米。从而可使墙体自重减少约6%。

　　2．从设计图约的内间隔墙使用实心粘土红砖与了解到建筑市场有轻质砖供应这一情况结合起来看，形成了改用轻质砖以减轻墙体自重的对策。在作市场调查后，制订了如下措施：全部内间隔墙改用煤渣多也空心砖。从而可使这部分墙体自重减少31%左右。

的各项数据中发现对风力按100%计算。但从场地勘得悉现施工建筑物外于密集建筑群范围内，且高度低于或等于四周建筑物的高度；按《工业与民用建筑结构荷载规范》TJ9-74（试行）第五章、第30条与之相对照，可对基本风压乘以调整系数0．8采用；从而形成了降低风力计算的对策。并在措施上把原计算使用的基本风压由50公斤/米2改为40（0．8 X50）公斤/米2；由此使风力折减20%。

3．从设计图纸查得该建筑外周边开窗数较少，且原设各窗洞偏小，对屋内采光、通风不利；由此形成了多开窗与把原窗扩大的对策。从而制订了与上述相同的措施，减少砖砌体用量而达到减载目的；为此可减轻外墙体自重约7%。
　　4．从设计图纸查得各楼层地面使用花阶砖地面，并经了解到建筑市场有较此为轻的马赛克资取代的情况；于是形成了"以轻代重"的对策。由此采取马赛克地面取代花阶砖地面的措施；可减少每层静载为40公斤/米2

　　5．从设计图纸查得在楼梯扶手及阳台栏河均采用砌砖，较重；由此形成了对这部分建筑构造以较轻材料予以取代的对策。从而制订以镀锌管代替砌砖的措施；因此取得减低静荷载的效果。

　　6．从设计图纸查得在各住宅单元内的厕所采用足否厕，较重；由此形成"以轻代重"的对策。于是制订以坐厕（抽水马桶）取代的措施；从而使每一卫生间减低静荷载约为500公斤/米2。

　　7．从设计图纸悉知原设计承台（基础）底标高定为-2．000米。但承台自重（包括其上的加填土重）与承台埋深（基底标高）成正比关系衡量，衍生了对这埋深的思考；并形成"减小埋深"的对策。从而制订了把承台底标高为-1．500米；由此取得把承台自生减轻25%。

　　8．从计算书发现按100%活荷载计算。按与上（第8点）相同规范第二章、第7条及表1、表2与现建8层的目标相对比，有潜力可挖（活荷载可折减）；以致形成减活荷载的对策。为此采取如下措施：对活荷载乘以折减系数0．6；其中住宅楼面活荷载用90（0．6 X 150）公斤/米2，厨厕用120（0．6 X 200）公斤/米2，挑出阳台用150（0．6 X250）公斤/米2；以上各数值仅用于柱、基础、楼面梁（负荷面积超过10米2）的计算。　9．从设计图纸和计算书发现部分梁、柱（主要是较高层柱）截面偏大者适当调小，并相应加大钢筋用量；从而相对减小静荷载。

　　10．从设计图纸和计算书中参悟到在结构设计计算中存在着的安全富裕空间（潜力）问题。例如桩的设计使用必为整数，但计算出现承台用3根桩不足、而用4根桩却有余的情况是常有的；但设计上必然向多用的做法倾斜，于是形成这一安全富裕空间。本工程为八层全框架结构，每柱下为独立桩承台；这些承台下的各桩当会或多或少地蕴藏着潜力，弥补了现单桩承载力较弱的缺陷。以上这些不用设想对策，也毋需制订措施。

三、思路

　　经过采取上述一系列减载对策与措施，把经调整悠修改后的各荷载数据输入电脑进行分析，结果原先"弱桩强用"的设想与要求得到预期的满足。由此交付具体实施。

　　自此以后未听闻该工程出现质量方面的问题，因此可认定为取得成功的事例。

四、结语

　　本文所述虽是一宗规模不大的工程解困处理事例，然及今反思，仍感颇值得回味小结之处。现列述如下：

　　1．处事全过程的工作程序

　　第一阶段:调查研究（含外业、内业）

　　第二阶段：思路（从力的平衡原理产生减小荷载的思考）

　　对策（并与外业、内业资料综合考虑研究）

　　第三阶段：技术处理措施

　　以上各阶段中，以建立科学、合理的思路为主要关键。从思路与外业、内业资料相结合的过程中，体现了主观与客观因素的联系实质；很难想象到：完美的主观思考，如果没有与之相适应的客观条件作配合，就能达致预期的结果。于此可见本事例进程和作法符合实事求是与理论联系实际原则的。

　　2．从思路阶段作出思考的几种减小荷载设想，由于客观条件的适应配合下，已经在对策与措施阶段中得到贯彻实施。其中三. 1~6为在建筑构造（含设施）减小静荷载；三. 7为在承台减小静荷载；三. 8为减小风荷载；三. 9为减小楼面活荷载；三. 10为减小结构构件静荷载；至于三. 11因是潜在的有利因素，只在最后分析验算承台以下各桩承载力时才得到反映体现。

　　3．用足规范。不少结构设计者对风力与楼面活荷载折减的

　　规定没有执行，大多是由于贪图方便所致，是不足取的；今后应在设计中用足设计规范内的全部条款。

　　4．结构设计中对每一数值的取用值得深入研究和关注，如承台埋置深度对其本身自重影响当不少。

　　5．从本事例进程中，归结了对专业工作必须树立“点滴不

　　漏”的思维逻辑，“一丝不苟”地对每个工作环节逐一筛选扫描，详尽鉴别，当会收到成效。推而广之，以此对待任何工作，相信亦当取得佳绩。

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2010-05-26

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只看该作者 605楼发表于: 2010-05-21

五、深基础设计与施工100问
PHC桩施工技术应用

　　1 前言预应力高强混凝土管桩（简称PHC桩），是在近代高性能混凝土（HPC）和预应力技术的基础上发展起来的混凝土预制构件，它是建设部科技成果重点推广项目。PHC桩是专业工厂里采用先张法预应力和离心成型工艺，经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面构件，运往施工现场后，通过锤击或静压的方法沉入地下作为建（构）筑物的基础。这是一种新型的基桩，由于它的卓越性能，得到了建筑界人士的青睐，在国外发展迅速，日本、港澳地区及东南亚各国使用都很广泛。广泛应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等，在国家建设中发挥了愈来愈大的作用。杭州市京杭运河水上巴士是杭州市开发运河文化一个重要举措，与之所设的码头工程由于施工场地狭窄、工期紧等要求，基础工程全部采用12—15m长的PHC桩，使施工难度和造价均大大降低，工期、质量也满足了要求。

　　2 PHC桩特点

　　（1）单桩承载力高，单位承载力价格便宜。桩身混凝土强度等级为C80，具有高强性能，φ600的PHC桩的单桩允许承载力达到2500～3200KN.可作为高层、超高层建筑的基础。其单位承载力的造价比预制混凝土方桩和钻孔灌注桩低，且仅为钢桩的1/3～2/3，并节省钢材。

　　（2）抗弯性能好。PHC桩选用高强度、低松驰的阴螺纹钢筋作为预应力主筋，使桩身具有较高的预压应力，其抗弯、抗裂性能良好，PHC桩有卓绝的贯入性能，能穿透密实的砂层，能适应复杂的环境与地理条件。

　　（3）质量稳定可靠。由于采用工厂预制的生产方式，能利用先进的工艺和设备，质量容易控制，产品质量容易保证，且成桩质量监测方便。

　　（4）应用范围广。桩身耐防腐性能好，规格长度容易调整，使设计选用范围广，容易布桩，对桩端持力层起伏变化大的地质条件适应性强。

　　（5）施工速度快，工期短。PHC桩在工厂商品化生产，能按施工要求及时供桩，施工前期准备时间短，一般能缩短工期一～二月。

　　（6）施工现场文明。施工现场无砂石、水泥，无泥浆污染，对施工现场狭窄的工程特别有利。

　　3 施工准备

　　3.1 PHC桩专项施工组织设计PHC桩专项施工组织设计主要考虑施工方法、桩机与桩锤的选择等而。

　　桩机可按PHC桩的设计长度与施工成本，并结合实际现场情况选择。

　　选择桩锤时，必须充分考虑桩的形状、尺寸、重量、入土长度、结构形式以及土质、气象等条件，并掌握各种锤的特性。桩锤的夯击能量必须克服桩的贯入阻力，包括克服桩尖阻力、桩侧摩阻力和桩的回弹产生的能量损失等。如果桩锤的能量不能满足上述要求，则会引起桩头部的局部压曲，难以将桩送到设计标高。

　　施工方法：根据打桩施工区域内的地质情况和基础几何形状，要合理选择打桩顺序，对周围建筑物采取预防措施。

　　3.2  验桩PHC桩的质量验收项目主要有外观质量、尺寸偏差、砼抗压强度和抗弯性能等四项。只根验收合格的成品桩才可沉桩。

　　3.3  吊装与运输PHC桩混凝土强度宜超过80%时才能吊装，吊装有两种方法：当桩长大于13m 的PHC 桩宜采用支点法，两支点设在离桩两端0.21L 处；当桩长不大于13m时，可采用直接进行水平起吊，采用专用吊钩钩住管桩两端内壁直接进行水平起吊。

　　PHC桩强度达到100%时方可运输，桩在运输过程中支承应满足堆放的要求，并且要绑扎牢固。

　　PHC桩堆放场地要坚实平整，且最下层要在两支点下放垫木，且垫木支撑点应在同一平面上。本工程PHC 桩的堆放层数不得超过四层。

　　PHC 桩的吊装、运输及堆放过程中应轻起轻放，应避免振动、碰撞、滚落。

　　4 PHC 桩沉桩施工

　　4.1 施工顺序沉桩施工顺序一般宜采用先长桩后短桩，先大径后小径的原则，自中间分两边对称前进，或自中间向四周进行。

　　4.2 测放桩位测放的桩位经测量监理复测无误后方可进行沉桩，并且每天施工前要检查即将施打的桩位与邻桩之间的尺寸是否正确。为便于送桩高度控制设一定数量的水准点。

　　4.3 桩机就位检查桩机，确保设备正常运转后移动设备就位、对中、调直。

　　4.4 插桩首先用吊车取桩，起吊前在桩身上划出以米为单位的长度标记并将开口桩尖焊接到底桩上（短桩无桩尖），起吊支点宜在桩端（无桩尖）0.3L 处；将桩吊起后，缓缓得将桩一端送入桩帽中，对位准确后，再用两台经纬仪（轴线互相垂直）双向调整桩的垂直度，通过桩机导架的旋转、滑动及停留进行调整；插入时的垂直度偏差不得超过0.5％，确保位置及垂直度符合要求后先利用桩锤的自重将桩压入土中。

　　4.5 锤击沉桩因地层较软，初打时可能下沉量较大，宜低锤轻打，随着沉桩加深，沉速减慢，起锤高度可渐增。在整个打桩过程中，要使桩锤、桩帽、桩身尽量保持在同一轴线上。必要时应将桩锤及桩架导杆方向按桩身方向调整。要注意尽量不使管桩受到偏心锤打，以免管桩弯扭破坏。打桩较难下沉时，要检查落锤有无倾斜偏心，特别是要检查桩垫桩帽是否合适。如果不合适，需更换或补充软垫。每根桩宜连续一次打完，不要中断，以免难以继续打下。

　　4.6 接桩施工接桩采用端板式焊接接头。当下节桩的桩头距地面0.6～0.8m 左右时，开始进行接桩。先将焊接面清刷干净，再在下节桩头上安装导向箍引导就位，当PHC桩对好后，对称点焊4～6点加以固定，然后拆除导向箍。由2 名电焊工手工对称施焊，焊接层数应大于等于二层，内层焊渣必须清理干净后再焊下一层，要保证焊缝饱满连续。焊条采用J422 焊条，焊条直径为φ4.0mm、φ3.2mm.焊接具体操作与要求按FGJ94-94 中的有关条款之规定执行。焊好的桩接头应自然冷却3～8 分钟后方可锤击沉桩。

　　4.7  在沉桩过程中碰到下列情况应暂停打桩，查明原因后再按处理方案施工：

　　（1）沉桩过程中桩的贯入度发生突变；

　　（2）桩头混凝土剥落、破碎；

　　（3）桩身突然倾斜、跑位；

　　（4）地面明显隆起、临桩上浮或桩位水平移动过大；

　　（5）贯入度或锤击数与试验成果明显不符；

　　（6）桩身回弹曲线不规则。

　　5 成果记录整理打桩过程中应详细记录各种作业时间，每打入0.5～1m的锤击数、桩位置的偏斜、最后10击的平均贯入度和最后1m的锤击数等。按规范要求整理成表并进行质量评价，必要时进行静载与动载试验。

　　6 PHC管桩与基础底板连接技术为有效防止基础上浮并保证基础和桩基的整体协同工作，PHC桩必须伸入基础不少于10cm，同时在基础钢筋绑扎前，将PHC桩顶部的60cm高度内中间空部份灌入砼，砼不低于C40的砼，并微掺UEA膨胀剂（掺量10%），同时沿孔周边设置锚筋。锚筋伸入基础底板内，与底板砼刚接。

　　7 施工体会

　　（1） PHC桩强度高，抗弯性能好，具有卓绝的贯入性能，施工速度快，工期短。

　　（2）PHC桩由于采用预应力螺旋筋，抗裂性好，因此成桩质量可靠，不易损坏，实际施工中，无一根桩破裂报废，这是其它预制桩所不具有的特点。

　　（3）施工现场文明，特别适合工期短、城市环境条件下的桩基施工。

　　（4）“重锤低打”能有效降低锤击应力。桩锤对桩头的锤击速度越快，在桩身上产生的应力波强度也越高，即打桩应力与锤击速度成正比，所以为降低锤击应力并保持较好的贯入度，采用了较重的桩锤和较低的速度施打，效果良好。

　　（5）桩头衬垫效应对锤击应力也有直接影响。为延长锤击作用时间、降低锤击速度，并借以降低锤击应力，选用软厚适宜的木桩垫，收到良好效果。

　　（6）选择合理的打桩施工顺序，能减小桩的侧向位移，对周围建筑物不会有大的影响。应根据基础形状和长应先里后外，先深后浅，由中心逐渐往外侧对称施工。

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2010-05-26

离线zhurock

高级工程师

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只看该作者 606楼发表于: 2010-05-23

支撑，加油！！！！！！！！

离线fuzzy

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只看该作者 607楼发表于: 2010-05-24

回楼主(土老帽) 的帖子

本人针对自己在地下连续墙施工过程中遇到的问题提出一问：
（深基坑支挡结构设计与施工100问）地下连续墙分槽施工浇注混凝土时钢筋笼上浮怎么处理？
控制地下连续墙钢筋笼上浮的方法
    由于钢筋笼子安装在泥浆内，人既看不见也摸不着，在浇注混凝土时，如果操作不当，很容易引起钢筋笼子上浮，造成工程质量事故。现在简单介绍一下浇筑混凝土时，能够有效防止钢筋笼子上浮的方法。
    1引起钢筋笼子上浮的几种可能原因
    （1）开槽底部泥渣清理不符合要求。当开槽深度达到设计标高后，孔内沉渣过深，槽底的泥块也没有完全冲出槽外，就安装导管。在浇注地下连续墙水下混凝土时，混凝土将沉渣、泥块一起向上顶起，而泥块再混凝土的冲击作用下将钢筋笼子整体托起，造成钢筋笼子的上浮。
    （2）浇注混凝土过快。快速浇筑混凝土时，钢筋笼子在上泛的混凝土的冲击作用下整体上浮。
    （3）混凝土的塌落度。一般浇注地下连续墙的混凝土塌落度应控制在18~22cm，浇筑地下连续墙的混凝土都要求有很好的和易性与流动性，以此来保证混凝土在浇注的过程中能有很好的“泛浆”。否则混凝土的和易性和流动性不好，浇筑地下连续墙将是十分困难的，先浇筑的混凝土已经快要凝固成整体，而将钢筋笼子整体托起，从而引起其上浮。
    2防止钢筋笼子上浮的方法
    防止钢筋笼子上浮的方法应从钢筋笼子上浮原因的角度上来处理：
    （1）防止槽底泥渣、泥块过多的方法是：在成槽达到设计标高时，不要立即停止，泥浆坑内的泥浆与槽内的泥浆要不间断的循环，并且要注意，泥浆坑内的泥浆不能太希，密度要不小于1.2，如果孔底有砂还要进行涝砂工作，待泥浆调均匀、泥块搅碎，方可进行下一道工序的施工，即安装浇注水下混凝土的导管。

    （2）控制混凝土的塌落度与连续性浇筑，也是防止钢筋笼子上浮的有效方法之一。如施工现场搅拌的混凝土，要根据搅拌机的规格、型号，满足规定的搅拌时间要求，即搅拌的混凝土不能太“生”，塌落度也要满足桩基施工的要求；如果是商品混凝土，则要严格控制混凝土出厂时间过长，（尤其在夏季天热的时候，混凝土在运输途中不能过长），这些都是造成混凝土流动性与和易性丧失的原因等。

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2010-05-26

d47178080386ba02

离线liming123

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只看该作者 608楼发表于: 2010-05-25

很好，支持一下。

离线kingldl

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只看该作者 609楼发表于: 2010-05-26

支持，就是不知如可快速找到所需要的议题/

离线fuzzy