樁基的岩土工程評價

2022-01-28 23:58:51 字數 3283 閱讀 1851

樁基礎是最古老的基礎形式之一。

樁基礎的優點主要有:它能以不同的樁材、構造形式和施工方法適應各種不同的工程地質條件、荷載性質和上部結構的要求,承載力高、沉降小;便於機械化施工和工廠化生產,從而提高效率、縮短工期、降低造價並改善勞動條件;同時還有利於建築物的抗震等。由於樁基具有一系列優點;因而獲得了很快發展,廣泛應用於工業與民用建築、橋梁工程和水工建築等各個方而。

可是,由於樁基的造價可能達到建築物總造價的30%.因此要與其他基礎方案進行仔細對比,才能決定採用,這除了要考慮上部結構型別、荷載特徵、使用功能、施工技術與裝置以及環境條件外,還取決於場地和地基助工程地質條件。校基的工程地質條件不僅是特定結構型別和荷載條件下制約樁徑、樁長的主要因素,也是選擇樁型和成樁工藝的主要條件之一。

樁基的設計與施工中所面臨的主要岩土工程問題:

1.樁基持力層的選擇(樁長、樁端全斷面進入持力層的深度)

2.樁型(成樁工藝、樁徑)

3.單樁承載力

4.樁基整體強度(含下臥層強度)驗算

5.樁基沉降驗算

6.沉樁可能性

7.樁基施工對周圍環境影響

8.樁的負摩阻力

樁基持力層的選擇原則及校端全斷面進入持力層的深度問題主要是根據工程要求,在施工可能條件下,盡量提高樁端阻力,充分利用地基對樁的支承能力,從而達到減小樁長或減少樁數、控制沉降的技術經濟效果。

一般應選擇有足夠厚度,且分布穩定的壓縮性較低的黏性土、粉性土、中密及中密狀態以上的砂土和碎石土作為樁基持力層。當持力層下面有軟弱下臥層時,持力層厚度不宜小於3m。具體應根據工程特點.級別、土層分布條件及施工裝置與經驗等進行綜合技術經濟比較,合理選擇。

樁端全斷面進人持力層的深度,也應根據工程需要、土質、樁身結構強度及施工條件確定,但任何情況下不宜小於0.5m,同時不宜小於樁的一倍邊長或直徑(d)。《建築樁基技術規範》規定:

對於黏性土、粉性土不宜小於2d、砂土不宜小於1.5d、碎石土不宜小於1d。

當樁基待力層較厚、施工條件許可時,樁端進入持力層的深度宜盡可能達到該土層樁端阻力的臨界深度,以有利於充分發揮樁的承載力。但當持力層埋藏較深時,尚應根據沉樁機械能力、樁身結構強度綜合判斷沉樁可能性,合理確定樁端進入持力層的深度;當樁基持力層較薄,持力層下存在軟弱下臥層時,應根據單樁承載力和樁基整體強度及變形的要求.確保樁端以下的持力層留有足夠的厚度。

單樁豎向極限承蒙力應分別按樁身結構強度和地基土對樁的支承能力進行計算,取其較小者。

對任何型別的樁,都必須保證在承受最大施工荷載和使用荷載時有足夠的樁身結構強度。當需考慮樁側負摩阻力時,應重點驗算中性點處的樁身結構強度。這一問題尤其對工程中採用日益增多的長樁和超長校的設計更為重要,這類樁的樁身結構強度往往控制樁的承載能力。

靜力觸探與混凝土預製打入樁的受力條件雖有區別,但與樁打人士中的過程基本相似,可把靜力觸探近似地看作為這種打人樁的現場模擬試驗。

對於重要建築物的樁基礎,若樁身位於軟土層中,樁端處無較好的持力層,樁的間距較小,而樁的數量較多並且樁較短時,為保證樁基的整體穩定性,應將樁基承臺、樁群與樁間土作為實體深埋基礎驗算其整體強度。當樁基持力層下主要受力層範圍內有軟弱下臥層,還應按實體深埋基礎驗算下臥層的強度。

1.樁基勘察內容

樁基岩土工程勘察應包括下列內容:

1)查明場地各層岩土的型別、深度、分布、工程特性和變化規律;

2)當採用基岩作為樁的持力層時,應查明基岩的岩性、構造、岩面變化、風化程度,確定其堅硬程度、完整程度和基本質量等級,判定有無洞穴、臨空面、破碎岩體或軟弱岩層;

3)查明水文地質條件,評價地下水對樁基設計和施工的影響,判定水質對建築材料的腐蝕性;

4)查明不良地質作用、可液化土層和特殊性岩土的分布及其對樁基的危害程度,並提出防治措施的建議;

5)評價成樁可能性,論證樁的施工條件及其對環境的影響。

2.勘探和原位測試方法

樁基岩土工程勘察宜採用鑽探和觸探以及其他原位測試相結合的方式進行。對軟土、黏性土、粉土和砂土的測試手段,宜採用靜力觸探和標準貫入試驗。對碎石土宜採用重型或超重型圓錐動力觸探。

3.勘探點間距

土質地基勘探點間距應符合下列規定:

1)對端承樁宜為12~24m,相鄰勘探孔揭露的持力層層面高差宜控制為1~2m;

2)對摩擦樁宜為20~35m;當地層條件複雜,影響成樁或設計有特殊要求時,勘探點應適當加密;

3)複雜地基的一柱一樁工程,宜每柱設定勘探點。

4.勘探孔深度

勘探孔的深度應符合下列規定:

1)一般性勘探孔的深度應達到預計樁長以下3~5d(d為樁徑),且不得小於3m;對大直徑樁,不得小於5m;

2)控制性勘探孔深度應滿足下臥層驗算要求;對需驗算沉降的樁基,應超過地基變形計算深度;

3)鑽至預計深度遇軟弱層時,應予加深;在預計勘探孔深度內遇穩定堅實岩土時,可適當減小;

4)對嵌巖樁,應鑽入預計嵌岩面以下3~5d,並穿過溶洞、破碎帶,到達穩定地層;

5)對可能有多種樁長方案時,應根據最長樁方案確定。

5.岩土室內試驗

岩土室內試驗應滿足下列要求:

1)當需估算樁的側阻力、端阻力和驗算下臥層強度時,宜進行三軸剪下試驗或無側限抗壓強度試驗;三軸剪下試驗的受力條件應模擬工程的實際情況;

2)對需估算沉降的樁基工程,應進行壓縮試驗,試驗最大壓力應大於上覆自重壓力與附加壓力之和;

3)當樁端持力層為基岩時,應採取巖樣進行飽和單軸抗壓強度試驗,必要時尚應進行軟化試驗;對軟岩和極軟岩,可進行天然濕度的單軸抗壓強度試驗。對無法取樣的破碎和極破碎的岩石,宜進行原位測試。

6.單樁承載力

單樁豎向和水平承載力,應根據工程等級、岩土性質和原位測試成果並結合當地經驗確定。

對地基基礎設計等級為甲級的建築物和缺乏經驗的地區,應建議做靜載荷試驗。試驗數量不宜少於工程樁數的1%,且每個場地不少於3個。

對承受較大水平荷載的樁,應建議進行樁的水平載荷試驗;對承受上拔力的樁,應建議進行抗拔試驗。

勘察報告應提出估算的有關岩土的樁側阻力和端阻力。必要時提出估算的豎向和水平承載力和抗拔承載力。

7.樁基沉降

對需要進行沉降計算的樁基工程,應提供計算所需的各層岩土的變形引數,並宜根據任務要求,進行沉降估算。

8.樁基工程岩土工程勘察報告的內容

樁基工程的岩土工程勘察報告中對於樁基的評價,除了按上述要求提供單樁承載力和樁基變形引數外,尚應包括下列內容:

1)提供可選的樁基型別和樁端持力層;提出樁長、樁徑方案的建議;

2)當有軟弱下臥層時,驗算軟弱下臥層強度;

3)對欠固結土和有大面積堆載的工程,應分析樁側產生負摩阻力的可能性及其對樁基承載力的影響,並提供負摩阻力係數和減少負摩阻力措施的建議;

4)分析成樁的可能性、成樁和擠土效應的影響,並提出保護措施的建議;

5)持力層為傾斜地層,基岩面凹凸不平或岩土中有洞穴時,應評價樁的穩定性,並提出處理措施的建議。

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