桩筏基础论文范文

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2基础设计方案

初步设计时拟采用人工挖孔桩基础，然而在基坑护壁桩开挖过程中发现位于地面下11m左右的粉细砂极不稳定，在土体自重压力作用下，粉细砂自然上涌，10h最大上涌达2m。护壁桩施工虽然采取有效方法控制了粉细砂上涌，但代价太高。建设方要求基础设计采用其它方案，经研究拟采用筏板基础。然而该工程位于山坡上，勘察方及建设方担心过大的基底压应力可能会导致粉细砂从地势较低处涌出，要求作用在粉细砂土层上的最大压应力不能超过200kPa，该应力值与土体的自重应力基本相当。通过对上部结构进行分析计算，主楼部分由于层数多且抗震墙基本布置在主楼部分，导致基底压应力远超过允许值(除非筏板向四周扩展得很大)。而裙楼部分对地基产生的压应力即使在人防荷载作用下亦不到200kPa。由于受到基底最大压应力的及场地范围影响，必须采用桩筏。

3补偿平衡法

作为本工程设计的注册结构工程师，本人查阅了国外类似工程的设计文献，决定采用文献中的基础设计方法-补偿平衡法。经过计算，结构下部六层荷载由地基土承担，六层以上的荷载由桩基承担。这种方法参考了桩同作用，利用天然地基的承载力，使桩基与天然地基互补，采用控制沉降的方法将上部荷载由桩和筏板共同互补承担，使桩的数量及筏板的厚度得以减少，具有一定的经济效益。

4布桩方式

在建筑工程中采用桩筏基础，是为了确保建筑物不产生过大的不均匀沉降和不超过允许范围的倾斜。在传统的桩筏基础设计中，主要采用等桩径等桩长等桩距布置，然而对本工程而言，由于上部荷载的不均匀性及受场地限制，若采用均匀布桩将导致结构重心与基础形心距离远大于文献《层建筑箱形与筏形基础技术规范》(JGJ6-99)的要求。同时使有些桩未能充分发挥作用，有时筏板的不均匀沉降也比较大。考虑到主楼和裙楼的荷载差异性，且当前建筑工程中主要采用灌注桩，便于调整桩的桩径和长度，本工程决定采用不均匀的布桩方式，其布置方式大体有如下几种：图1(a)为等桩径等桩长不等桩距；图1(b)为不等桩径等桩长等桩距；图1(c)为不等桩径等桩长不等桩距：图1(d)为桩径桩长桩距均不等。本工程的设计中通过不断调整桩距及桩的承载力，以达到筏板形心与上部结构的基本重合。

5桩土复合地基设计

5．1桩土复合地基的优点

5．1．1增强桩身上部桩侧土的结构强度，可以提高桩的承载力，改善桩的变形特性，减少地基沉降。

5．1．2通过对桩的施工，实现对桩间土的挤密加固，充分发挥和利用地基土的承载力，有效地解决软土地基承载力不足的问题。

5．2桩土复合地基承载力计算

按照《建筑桩基基技术规范》(JGJ94-94)52条之规定，对于桩数超过3根非端承桩复合地基，当根据静载试验确定当桩竖向极限承载力标准值时，其复合基桩的竖向承载力设计值为：R=ηspQuk/YS+ηcQck./Yc，其中Qck=qck,·Aco由于qck为承台底1/2宽深度范围内(不超过5m)内地基土极限承载力标准值。由于该范围内土层为粉细砂，所以地基土不管挤密与否，地基土承力允许设计值均控制为200kPa，其极限承载力近似取400kPa。

5．3桩土复合地基及基础沉降设计

设计拟采用φ400钢筋混凝土锤击沉管灌注桩，设计时考虑到若以中风化岩为桩端持力层，虽然可提高每根桩的设计承载力，但桩在设计荷载作用下的沉降量极小，有可能导致地基土尚未开始工作桩就已受压破坏。为此决定所有桩均采用摩擦桩，以粗砂层为桩端持力层。通过计算及静载试验确定单桩承载力特征值为500kN。由于单桩承载力及土极限承载力的确定，通过平衡荷载法初步确定的总桩数就可以求得每根基桩的设计承载力。当基桩的承载力确定后，根据每根柱或每片剪力墙的荷载进行初步布桩。由于为不均匀布桩，所以桩数不能完全由承载力控制，还应通过地基的沉降来调整桩的布置。由于桩在压力为1000kN时测得的位移为35mm，在压力为500kN时的稳定位移为15mm，而无桩部分基础的理论计算位移为22mm。显然在桩同作用下，基础位移肯定会大于桩或土任一种情况下产生的位移，甚至会达到两者位移和。因此把桩与土孤立起来进行设计显然不妥。因而桩同作用下的基础沉降设计成为本工程的一个难点。由于设计桩距一般在3.75～5.5D间，桩对土有较大的挤密作用。挤密系数f=LxS／(LxS-3.14D2/4)(L、S为桩距，D为桩径)，挤密后的平均压缩系数近似=原系数／f。再根据同一土层中的压压缩系数与压缩模量的相对关系，近似的推算出挤密后地基土的压缩模量。桩土复合地基的基础沉降量近似=挤密后土产生的沉降+桩在设计荷载作用下产生的沉降。通过不断的调整桩距及桩的承载力，达到桩土复合地基与无桩地基沉降量的基本一致。为保证理论与实际的一致，要求勘察单位在桩施工完后，重新钻探取样，测顶桩底以上土的压缩模量。通过比较，两者差距完全在允许范围内。

6实际沉降的分析与研究

该工程从投入使用到现在已超过四年，通过对施工及使用阶段的沉降测量，主体竣工时最大沉降量为18mm，最小沉降量为10mm，相邻柱与柱之间的最大沉降差为4mm；竣工一年后最大沉降量为24mm，最小沉降量为14mm，相邻柱与柱之间的最大沉降差为4mm；竣工三年后最大沉降量为25mm，最小沉降量为15mm，相邻柱与柱之间的最大沉降差为4mm，说明沉降已基本稳定。此沉降量稍大于理论计算值，但远小于规范允许值。该工程的沉降规律也与附近的一栋纯筏板基础的房屋基本一致。即四角的沉降量大而中部的沉降量小。

7结论

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近年来随着现代化建设的不断发展，基础建设规模的不断扩大，在工业与民用建筑、市政、交通、水利、电力等工程中经常会遇到软弱土地基，水泥土桩复合地基具有造价低廉、施工简单、质量容易控制等优点，可以广泛应用于软弱土地基。这种地基土承载力较低，含水量较高、压缩性较大、土层性质复杂多变，不能满足工程建设的要求，导致建筑物在建成后很久仍在沉降，有的地方甚至还产生不均匀沉降，以致影响建筑物的正常使用。

一、夯实水泥土桩的研究概述

夯实水泥土桩是用人工或机械成孔，选用相对单一的土质材料，与水泥按一定配比，在孔外充分拌和均匀制成水泥土，分层向孔内回填并强力夯实，制成均匀的水泥土桩。夯实水泥土桩作为中等粘结强度桩，不仅适用于地下水位以上淤泥质土、素填土、粉土、粉质粘土等地基加固，对地下水位以下情况，在进行降水处理后，采取夯实水泥土桩进行地基加固，也是行之有效的一种方法。夯实水泥土桩通过两方面作用使地基强度提高，一是成桩夯实过程中挤密桩间土，使桩周土强度有一定程度提高，二是水泥土本身夯实成桩，且水泥与土混合后可产生离子交换等一系列物理化学反应，使桩体本身有较高强度，具有水硬性。处理后的复合地基强度和抗变形能力有明显提高。

二、水泥土桩复合地基的常见处理方法

随着地基处理技术发展和推广，复合地基技术在土木工程中得到愈来愈多的应用。目前在我国应用的复合地基形式有:碎石桩复合地基，水泥土桩复合地基，低强度桩复合地基，土桩灰土桩复合地基，钢筋土机复合地基，加筋土地基等。

1．水泥土搅拌桩复合地基

水泥土搅拌法是适用于加固饱和粘性土等地基的方法之一。它是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，使软硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基土强度和增大变形模量。根据固化剂掺入状态的不同，它可分浆液搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用浆液和地基土搅拌，后者是用粉体和地基土搅拌。

2．旋喷桩复合地基

旋喷桩是高压喷射注浆法中的一种，它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后。以高压设备使浆液成为高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒搅拌混合，浆液凝固后在土中形成一个固结体，从而改善土的变形性质，提高地基的抗剪强度。同时也可组成闭合的帷幕，用于截断地下水流和治理流沙。

3．粉喷桩复合地基

粉喷桩是通过专用机械在地基深部就地将固化剂(水泥、石灰、粉煤灰、高炉矿渣、铝粉、石膏等)与原位土强制拌和，利用水泥和土之间所产生的一系列物理化学变化，将混合土硬结成具有足够强度、变形模量和稳定性的水泥加固土桩体，从而达到加固地基土的目的。

4．夯实水泥土桩复合地基

夯实水泥土桩是将水泥和土料在孔外充分拌合，拌合的均匀程度远远高于孔内搅拌的水泥土料。所以，夯实水泥土的现场强度和相同水泥掺量的室内强度在夯实相同的条件下基本相等。由于夯实水泥土桩是将孔外拌合均匀的水泥土混合料回填孔内并强力夯实，桩体强度与天然土体强度相比，有一个很大的增量，这一增量既有水泥的胶结强度，又有水泥土密度增加产生的密实强度。

三、水泥土桩复合地基的应用

水泥土桩施工质量与水泥用量息息相关。水泥用量的多少直接关系到搅拌桩桩身强度大小和成桩质量的好坏，而水泥用量可由喷浆量和水灰比计算得出。因此如何控制水泥搅拌桩施工质量就变为如何控制搅拌桩施工时的水灰比和喷浆。

1．合理控制水灰比

在施工过程中，按试桩确定的水灰比加水，加入搅拌桶的水量可通过事先准备好的刻度杆(标明每包水泥的所需用水的刻度)进行量测，然后加入对应的水泥，每根桩所需的浆液分两次搅拌完成，现场设专人记录每根桩的水及水泥用量。现场人员可用泥浆比重计现场测定水泥浆的比重，将测出水泥浆的比重和事先在室内试验室做出的水泥浆比重与水灰比的关系曲线进行对比分析，得出现场水泥浆的水灰比。根据现场水灰比的计算值进行调整，使得现场配制水泥浆的水灰比可达到规定值，满足试验要求。

2．精确控制喷浆量

水泥土桩的喷浆量采用流量计进行控制，可以严格控制每米土桩的喷浆值，确保单桩喷浆量必须大于设计喷浆盘。施工完成后，对每区水泥土桩的喷浆量进行统计分析。

3．进行施工质量的检验

首先，在水泥土桩施工成桩后第1-2天内对一定数量的土桩进行轻型动力触探试验，对桩身早期的强度进行对比分析。其次，在龄期28天时，在每一试验区选取1-2根土桩抽芯进行无侧限抗压试验。最后，进行桩体外观检查，在现场挖出一根桩体，检查桩体的质量和外观是否连续整齐。

因此，必须对这种地基进行地基加固和改良。地基处理的方法很多，夯实水泥土桩复合地基以其投资经济而又能满足工程需要这一显著特点而成为一种比较理想的软土地基处理方式。但目前对夯实水泥土桩复合地基的沉降变形和承载力的理论研究有待深入，特别是对沉降变形计算方法还没有统一的认识，计算方法还有待于进一步的改进。其理论研究方面的滞后，制约了夯实水泥土桩复合地基在实际工程中的应用和发展。

参考文献：

[1]徐超，叶观宝，水泥土搅拌桩复合地基的变形特性与承载力[J]，岩土工程学报，2005,(5).

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中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

随着我国城市化进程的快速推进，我国建筑行业自身获得了迅猛发展。建筑施工技术，尤其是建筑桩基施工技术取得了明显进步。随着智能化技术的发展，人们对建筑施工的质量要求越来越高。建筑桩基施工是保证建筑施工质量的关键，加强建筑桩基施工技术的研究就成为了施工企业的必然选择。

建筑桩基施工是建筑工程中的重要环节，它是建筑施工的第一步，同时也是最为重要的一步。建筑桩基施工质量直接关系到整个建筑工程的质量。建筑桩基施工是基础工程，众所周知在建筑施工中基础工程的重要，加强建筑桩基施工技术的研究是保证建筑工程质量的关键。在建筑桩基施工中经常会遇到许多问题，解决这些问题能够保证建筑工程顺利完工，同时也可以提升建筑工程的整体性能。笔者将重点探讨在桩基施工中遇到的技术难题并提出相应的对策。

1建筑桩基施工概述

建筑桩基施工是一种具有悠久历史施工工种，它是建筑工程中不可缺少的环节。桩工技术在几千的发展中也取得了很大进步。目前，不管是桩基材料，桩类型，还是施工方法与传统相比都发生了很大变化。随着城市化进程的不断加快，建筑桩基施工技术也取得了明显进步，它逐渐形成了具备现代化基础的工程体系。

在建筑施工中大量采用桩基可以减少工作量，同时节省了材料消耗。桩基具有很高的竖向单桩承载以及群桩承载力，桩基能够承担高层建筑的竖向荷载。同时桩基还具备很强的竖向单桩刚度。在自身承载较重负荷的前提下，不会产生不均匀沉降。桩基这种性能可以保证建筑物不会发生超过允许范围的倾斜。正是因为这种性能，桩基可以用来抵御风吹日晒，性能优良的桩基，在地震中也不会有太大损害。桩基还有一个作用就是保证高层建筑抗倾覆稳定性，说白了就是增强建筑物的稳定性。

在建筑桩基施工中经常要把桩基穿过可液化土层。只有穿过可液化土层才能支撑稳定的坚实涂层以及基岩。当建筑物所在地区发生地震后，由于桩基自身具有足够的抗压以及抗拔承载能力，因而它能确保建筑物不会发生过大倾斜。当然有一个前提，是要保证桩基自身的质量。只有在充分保证桩基自身的性能，才能真正保证建筑桩基施工的质量。这是建筑桩基施工的第一步。桩基施工无论是对于高层建筑还是道路施工来说都有很重要的影响。加强桩基施工的质量控制是保证整个工程质量的前提。基础不牢，地动山摇。这句古话，充分向我们说明了建筑桩基施工的重要性。加强建筑桩基施工质量控制，首先要做到的就是保证桩基自身的质量与性能。这是做好建筑桩基施工的第一步。

2建筑桩基施工的基本步骤

上文提到了建筑桩基施工的重要性，并且指出了建筑桩基自身的质量性能和建筑整体质量有着很紧密的联系，建筑桩基施工质量如何很大程度上取决于建筑桩基自身的质量。在充分意识到桩基自身质量的重要性后，我们再来了解一下建筑桩基施工的基本步骤。

建筑桩基施工是建筑施工中的重要环节，其自身又包含多个步骤，但总体上可以把这多个步骤，大致分为两步：一是建筑桩基施工前的各项准备工作，二是沉桩阶段。做好建筑桩基施工前的准备工作是保证施工进度顺利完工的关键，同时也是保证工程质量的关键。在建筑桩基施工中，从某种意义上说，施工前的准备阶段甚至比沉桩阶段还重要。下面，笔者就来详细论述这两个阶段。

2.1施工前的准备阶段

一如上文所述，建筑桩基施工前的准备阶段，在某种程度上甚至比施工本身还重要。所谓施工前的准备阶段，一般意义上主要是包括四个方面的内容：一是对桩基现场进行全面的勘察，二是对施工设备尤其是机械设备的准备，三是技术准备，四是现场准备。接下来笔者就来详细论述这四个方面的准备工作。

对工地现场的全面勘察。建筑桩基施工的方法的确定，设备的选用全依赖于对现场工地的全面勘察。对工地现场的全面勘察是进行建筑桩基施工的基础。针对建筑施工现场的全面勘察主要内容包括：对施工现场的地形、水利、天气等基本自然条件的勘察；对施工现场成桩深度的图纸勘察，要精确掌握各种物理性指标；对邻近建筑物的位置、距离、现状、使用用途的考察；要对建筑物整体的电气设备、电气线路的布局，地下管线的布局、埋置深度、结构等要精确把握；要对建筑物各种人为以及自然地质现象，例如地震、爆炸等现象的充分把握。以上提到的只是其中的一部分，具体的勘察内容要结合施工现场的具体要求来确定。

机械准备。建筑桩基施工主要是要通过机械设备来完成的。针对机械设备的准备也是施工前准备工作的重要内容。施工人员在选用机械设备的时候，要根据设计的桩型，结合施工现场的土质状况来进行选择。在建筑桩基施工中常见的机械设备时候螺旋钻机和震动沉管钻机。这两种设备的是桩基施工中最为典型的设备。我们在选择石碑的时候就是要根据施工现场的实际情况来进行选取。施工人员必须要对这两种设备的基本性能以及使用条件了如指掌。螺旋钻机主要适用于水位以上的粉土、沙土、膨胀土中，而震动沉管钻机主要适用于那些淤泥之中，最为典型的是粘土，素填土。两种机械的直径也呈现出各自不同的特点。螺旋钻机的直径一般要求在300到1000毫米，相反震动沉管钻机的直径要求是保持在400毫米左右。具体选择哪种机型要根据施工现场的实际情况来进行选取。

技术准备。技术准备主要指的是在施工前必须要编制施工方案，确定施工方法，施工顺序，邻近建筑物的保护措施等主要内容。施工进度的规划，劳动力需求的确定，各种材料设备的需求计划。这些内容是在施工前必须要考虑的因素。现场准备。现场准备主要指的是在施工前，必须要保证场地平整。高层建筑物的桩基一般要密布。在施工前，尤其是各种机械设备进入施工现场前，首先要多工地现场进行平整。这样做主要是为了保证桩基的垂直度。成桩之前，要专门对施工现场的各种障碍物进行清理处理，对那些施工区域内的电杆、跨越施工区的电线，以及旧建筑等障碍物要及时清除。只有各种障碍物清除干净才能保证建筑桩基施工的顺利实行。

2.2沉桩阶段

沉桩阶段是正式施工阶段，这是建筑桩基施工的主要步骤，施工人员在进行桩基沉桩的时候，一般有两个步骤，一是灌注沉桩，二是预制混凝土桩与刚装沉桩。这两个步骤构成了一个完整的桩基施工过程。我们要加强桩基质量控制就必须要从这两个步骤下手，加强对这两个步骤的监督。

3建筑桩基施工中的常见质量问题以及对策

在建筑桩基施工中经常会遇到许多问题，解决好这些问题是保证桩基施工质量的关键。在施工中常常会遇见的问题主要有两个：一是单桩承载力不符合规范。二是桩倾斜过大。单桩承载能力低于规范主要是有这几个原因造成的：一是桩坑沉入深度不够；二是贯入度太大；三是桩倾斜过大。桩倾斜过大的原因主要由于以下几个原因造成的：一是预制桩质量差，预制桩质量差主要体现在桩顶面发生了倾斜；二是桩基在安装过程中安装位置不对，框架与地面的角度不是按照规范形成垂直关系，而出现了一定程度的倾斜；三是桩距过小的原因。

针对以上质量问题，我们主要采用两种方法来应对：一是补送结合法。在建筑华族昂及施工中可能在接桩的过程中发生节点脱开的情况，针对这种情况我们采取补送结合的方式。首先要做的是把节头顶紧，如果桩实在不够长的话，那么其次要做到就是适当补长。二是补桩法。补桩法有两种方式，一是桩基承台前进行补桩，二是在地下室补桩。

随着我国城市化进程的不断加快，我国建筑行业的迅速发展带动了我国建筑施工技术，尤其是建筑桩基施工技术的发展，在建筑施工过程中建筑桩基施工是其中的重点内容。建筑桩基施工的质量直接关系到建筑施工的整体质量。我们必须对建筑桩基施工技术保持高度重视，要加强建筑桩基施工质量控制。要针对施工常见的单桩承载能力偏低以及桩倾斜过大的问题，要专门采取补桩法以及补送结合法。

参考文献：

[1]彭圣浩．建筑工程质量通病防治手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002．

[2]陈希哲.土力学地基基础[M].北京：清华大学出版社，2004．