浅议桩基设计施工及检测中的一些问题.doc

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福 建 建 设 科技　
２０ ． ０ ２ ＮＯ．　 ３
浅 议桩基 设 计施 工 及检 测 中的一 些 问题　
刘 汉 伟　 （ 建 省 七 建 工 程 有 限 公 司　 ３３０） 福 ６００　
［ 提 要 ］ 结合 工 程 实践 ， 讨 目前 桩 基设 计 施 工 及 检 测 方 面 存 在 的 问 题　 　 探
［ 键 词 ］ 基 ； 计 ； 工 ； 测　 关 桩 设 施 检
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｃｏ ｉｉｇ ｈ 　 ｒｃｉａ　ｐ ｏｅ ｔ ， ｓ ｍｅ ｐ ｏ ｌｍｓ ａ ｏ ｔ ｈ 　ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ． ｄ ｓｇ 　 ｎ 　ｄ ｔｃｉｎ ｆ ｐｌ　ｆｕ ｄ ｔｏ 　ａＰ ｓ ｒ ｃ ： ｍｂｎｎ 　ｔｅ ｐ ａ ｔｃ ｌ ｒｊｃｓ ｏ 　 ｒ ｂｅ 　 ｂ ｕ　ｔ ｅ ｏ ｓｒ ｃｉ ｏ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｅｅｔｏ 　ｏ　 ｉ ｏ ｎ ａｉｎ ｒ　 ｅ
ｄ ｓ ｕｓｅ 　 ｉｃ ｓ ｄ．
Ｋｅ 　 ｙ ｗｏ ｄｓ： ｉ 　 ｏ ｎ ａ ｉ ｎ；ｄ ｓｇ ｒ ｐｌｆｕ ｄ ｔ ｅ ｏ ｅ ｉｎ；ｃ ｎ ｔ ｕ ｔｏ ｏ ｓｒ ｃ ｉ ｎ；ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ ｅ ｅ ｔｏ 　
由于计 算 机技 术 的飞 速发 展 和 Ｃ ＡＤ 软 件 的 不 断 完 善 ， 　 目 前Ｃ ＡＤ 软 件 已被 工 程 界 设 计 人 员 广 泛 应 用 。虽 然 采 用 Ｃ ＡＤ 软　
闽南 地 区 时 常发 生 承 载 力 不 足 的现 象 。 过 调 查 分 析 初 步 判 定 － 经 　
主 要 原 因一 个 是 设 计 人 员 基 于 挖 孔 桩 为 端 承 桩 的 角 度 出 发 ， 为　
件 进 行 结 构 设 计 具 有 省 时 省 力 、 算 速 度 快 、 算 精 度 高 等 特　 计 计
点 ， 设 计 者 解 决 了许 多 手 工 计 算 难 以解 决 的 问题 。 工 程 设 计　 为 但
了节 省 桩 身 混 凝 土 的 用 量 ， 桩 身 截 面 做 得 很 小 ． 将 扩 大 头 无　 将 而
限 度 的 放 大 ， 别 设 计 人 员 又 忽 视 了 尺 寸 效 应 修 正 ， 使 承 载 力　 个 致 不 足 。 最 主 要 的 原 因 是 由 于 残 积 粘 性 土 经 水 淋 滤 、 泡 后 土 的　 但 浸 力 学 性 能 发 生 了 很 大 的 变 化 ， 行 扩 大 头 施 工 时 ． 发 生 掉 土 和　 进 常 塌 土 的 现 象 ． 本 无 法 按 图 纸 要 求 进 行 扩 孔 ， 之 监 理 不 够 细　 根 加 心 ， 人 偷 工 减 料 ， 现 问 题 时 一 般 不 汇 报 。 实 际 上 桩 底 土 渣 是　 工 出
毕 竟 不 是 纯 数 学 计算 ， 结 构 选 型 、 板 柱 截 面 尺 寸 的 确 定 、 在 梁 荷　
载 的 简 化 等 过 程 中存 在 许 多 人 为 的 因 素 ， 制 软 件 时 采 用 的 一　 编
些 基 本 假 定 可 能 与 实 际 情 况 相 距 甚 远 。特 别 是 地 基 与基 础 工 程　 未 知 的 影 响 因 素 很 多 ， 些 因 素 目前 计 算 机 还 无 法 考 虑 。 另 外 ， 有 　 施 工 过 程 中 也 会 因疏 忽 、 念 不 清 等 出现 这 样 或 那 样 的 问题 ， 概 给　 结 构 的安 全 带 来 隐患 。 本 文 结 合 笔 者 近 年 来 的 工 程 实 践 提 出 几　 个 目前 在 桩 基 设 计 施 工 及 检 测 方 面 普 遍 存 在 的 问题 和 大 家 共 同　 探讨 。 　
１ 基 础 选 型 与 设 计 缺 少 创 新 意 识　 　
无 法 清 理 的 ． 体 经 泡 水 后 力学 性 能 严 重 下 降 ， 之 扩 大 头 的 直　 土 加 径 不 够 ， 此 许 多 桩 静 载 时 连 二 分 之 一 的 承 载 力 都 达 不 到　 些　 因 这 问 题 至 今 还 未 引 起 有 关 部 门 的 重 视 。 例 ， 南 地 区 大 量 的 沉 管　 另 闽 夯 扩 桩 静 载 试 验 表 明 ， 于 花 岗 岩 残 积 粘 性 土 层 的 沉 管 夯 扩 桩　 支 的 竖 向承 载 力 潜 力 很 大 ， 在 承 载 力 资 源 的 浪 费 。 际 上 这 也 是　 存 实 对 粘 性 土 土 性 认 识 不 够 所 致 ， 据 所 收 集 的 有 关 打 入 式 或 压 人　 根 式 预 制 桩 的 施 工 资 料 和 已 发 表 的 有 关 文 献 表 明 ． 越 饱 和 粘 性　 穿 土 特 别 是 残 积 粘 性 土 的 预 制 桩 ， 桩 侧 阻 力 所 表 现 出 的 重 固结　 其 现 象 非 常 明 显 ． 一 点 从 静 压 桩 接 桩 后 压 桩 力 的 增 大 幅 度 可 以　 这 证 明 。 由 于 沉 管 过 程 中 ， 尖 在 粘 性 土 层 中直 接 使 土 体 产 生 冲　 但 桩 剪 破 坏 ， 体 中 产 生 超 固 结 孔 隙 水 压 力 ， 体 结 构 被 扰 动 ， 剪　 土 土 抗 强 度 下 降 ， 性 土 被 软 化 ， 桩 侧 土 体 被 扰 动 后 短 时 间 内 不 可 能　 粘 而
由于 Ｃ ＡＤ 软 件 的 日愈 成 熟 及 施 工 技 术 的 不 断 更 新 发 展 ， 　 目前 设 计 者 的工 作 重 点 已从 繁 杂 的 手 工 计 算 转 移 到 结 构 及 基 础　 选 型 方 面 来　 但 目前 许 多 设 计 单 位 特 别 是 一 些 县 市 地 方 设 计 院　 和 建 设 单 位 ， 不 愿 放 弃 传 统 的 做 法 ， 但 没 有 创 新 意 识 ， 连　 仍 不 就
新 的 技 术 也 不 敢 接 受 。 例 如 ， 省 山 区 地 质 在 ３ ６ 处 一 般 都　 我 ～ ｍ
有 一 层 较 厚 的 卵 石 层 ， 往 对 这 类 地 质 的 基 础 设 计 常 采 用 换 土　 以 垫 层 法 或 干 脆 不 利 用 该 持 力 层 而 采 用 满 堂 式 基 础 ， 者 施 工 环　 前 节较 多 质 量 难 以保 证 也 并 不 经 济 ； 者 工 程 造 价 高 ， 且 对 目前　 后 而 较 流 行 的 小 高 层 建筑 依 靠 浅 部 的 持 力 层 时 常 还 难 以 满 足 承 载 力　
恢 复 ， 此 沉 桩 时 的 最 后贯 人 度 都 比 较 大　 管 夯 扩 桩 的 沉 管 过　 因 沉
程 与 打人 式 预 制 桩 完 全 相 同 ． 果 设 计 者 对 粘 性 土 的 重 固 结 效　 如 应 不 了解 ， 分 强 调 对 沉 管 灌 注 桩 的 最 后 贯 入 度 ， 以此 作 为 终　 过 并 止 沉 桩 的 条 件 的 话 ， 来 预 计 的 设 计 标 高 一 定 很 难 满 足 ， 此 桩　 原 因
长 势 必 大 大 超 过 设 计 深 度 。 因此 桩 的 竖 向 承 载 力 有 富 余 有 很 自 　 然 的 ， 时 还 会 发 生 桩 管无 法 拔 出 的 现 象 ， 成 不 必 要 的 经 济 损　 有 造
失和工期 的延误 。 　
要 求 。通 过 公 司这 几 年 在 三 明 、 岩 等 地 山 区 的 试 验 研 究 ， 为　 龙 认 这 类 地 质 可 采 用 小 截 面 静 压 预制 桩 利 用 卵 石 层 作 为 桩 尖 持 力 层　
进 行 处 理 。 过 不 懈 的推 广 应 用 ， 量 的 工 程 实 践 证 明 该 桩 型 不　 经 大
仅 施 工 速 度 快 ， 境 公 害 小 ， 且 造 价 很 低 ， 我 省 山 区 取 得 了　 环 而 在
很好的社会 与经济效 益 。 　 ２ 设 计 者 对 土 性 认 识 不 足　
一
３ 没 有 正 确 对 待 勘 察 报 告 造 成 不 必 要 的 经 济 损 失　 　 目前 除 了 通 过 静 载 试 验 确 定 的 桩 侧 阻 和 桩 端 阻 承 载 力 指 标　
外 ． 何 勘 察 报 告 提 供 的 指 标 都 是 根 据 其 它 工 程 经 验 统 计 所 得　 任
般说 来 勘查报 告只 提供 场地土 层 的物理力 学性 能指 标 ， 　
而 对 于 这 些 土 层 能 否适 合 做 挖 孔 桩 ？ 能 否适 合 做 静 压 预 制 桩 或　
打人式预制 桩？ 般不会特别 说明 。 一 因此 一 些 缺 少 经 验 的 设 计 者　
的 。 勘 察 报 告 给 出 的 侧 阻 与 端 阻 指 标 其 准确 性 与 勘 察 人员 的 技　 术 水 平 和 经 验 有 关 。 因 此 勘 察 报 告 提 供 的指 标 只能 供 设 计 人 员　 预 估 基 桩 的 承 载 力 。但 目前 部 分 设 计 人 员 对 规 范 或 勘 查 报 告 提　
供 的 桩 基 设 计 指 标 多 视 同 材 料 强 度 指 标 一 样 来 对 待 ， 敢 越 雷　 不
往 往 只 按 勘 察 报 告 提 供 的 指 标 进 行 设 汁 ， 视 了施 工 上 的 可 行　 忽
性 。 例 如 ， 花 岗 岩 残 积 粘 性 土 为 持 力 层 的 人 工 挖 孔 桩 ， 我 省　 以 在
收 稿 日期 ： ０ ２ ６ ２ ０ ～０ 一Ｏ 　 ４
池 半 步 ， 少 设 计 者 为 了 避 免 承 担 风 险 对 提 供 的 指 标 还 进 行 打　 不
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福建 建 设科 技　
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折　因 为 目前 一 般 设 计 之 前 极 少 进 行 桩 基 静 载 试 验 ， 作 的静 载　 所 试 验 均 属 于 设 计 施 工 完 成 后 的 检 测 。 因 为 目前 还 没 一 个 机 构 对　 结构设计 的优劣 进行评判 ， 测 的结果一般 是针对施工 单位 的 ， 检 　
为 了 减 少 由 于 基 桩 承 载 力 不 足 而 带 来 的 麻 烦 ， 计 人 员 一 般 都　 设
规 范 对 试 桩 的 终 止 加 载 条件 不 尽 一 致 ， 综 合 看 来 ， 试 验 终 止　 但 对
加 载 条 件 的 规 定 可 主 要 归 纳 为 以 下 两 点 原 则 ： 必 须 有 可 判 定　 ① 土 体 对 桩 极 限 支 承 能 力 的 依 据 ； 有 桩 顶 沉 降 不 利 的 发 展 ， 括　 ② 包
沉 降 及 其 速 率 两 方 面 。第 一 点 的 目的 在 于 明 确 单 桩 承 载 力 设 计　 值 所 对 应 的 安 全 度 ； 二 点 是 按 结 构 物 承 受 变 形 的 能 力 来 确 定　 第 的 “ 极 限 承 载 力 ” 只有 遵 守 上 述 原 则 ， 能 真 正 达 到 试 桩 的基　 拟 。 才
本 目的 。 　
加 大 了 设 计 的 安 全 度 ， 于 这 方 面 的 因 素 造 成 了 不 必 要 的 经 济　 由
损失 。 　
４ 静 压 预 制 桩 终 压 控 制 缺 乏 科 学 性　
目前 在 我 省 静 压 预 制 方 桩 、 桩 越 来 越 多 ， 明 显 的上 升 趋　 管 呈
势 ， 囚 设 计 等 部 门 对 桩 的 沉 桩 阻 力 与 承 载 力 的 关 系 不 甚 了解 。 但 　
试 桩 未 达 到 极 限 状 态 ， 际 上 失 去 了 试 桩 的根 据 意 义 。 为　 实 因 实 用 上 不 能 明 确 分 析 在 设 计 荷 载 作 用 下 ， 具 有 桩 的 实 际 安 全　 所 度 。其 结 果 有 两 种 可 能 性 其 一 如 果 桩 的 实 际 极 限 承 载 力 超 过 这　
种 终 压 荷 载 ， 计 必 然 是 保 守 和 浪 费 的 。这 种 情 况 下 ， 际最 大　 设 实 加 载 量 大 体 上 只 达 到 极 可 能 限 承 载 力 的 ５ 　 ～ ８ 　 ， 意 味 着　 Ｏ ０ 这 浪 费 了桩 承 载 力 设 计 值 的约 １ 　 ～ ３ 　 。 ０ Ｏ 　
５３ ． 关 于 静 载 试 验 结 果　
因此 ， 些 部 门 往 往 把 施 工 时 的 终 压 力 与 桩 的 极 限 承 载 力 混 为　 某
一
谈 ， 使 部分工程桩 不能压至 设计标 高或大大超过 设计标 高 ， 致 　
造 成 工 期 延 误 、 全 度 不 够 或 不 必 要 的浪 费 。 安 　 ５ 关 于 桩 基 检 测 规 范 和 目前 检 测 现 状　 　 随 着 桩 基 设 计 和 施 工 技 术 的 发 展 ， 桩 基 工 程 检 测 技 术 提　 对
出 了 更 高 的要 求 ， 为保 证 桩 基 的 施 工 质量 ， 目前 桩 基 检 测 一 般 按　
在 我 国 ， 桩 中 埋 设 传 感 器 量 测 轴 力 的 试 桩 很 少 ， 多 地 区　 在 许
几 乎 难 以 找 到 有 进 行 轴 力 量 测 的 试 桩 资 料 。 无 论 是 现 行 的 国 家　 规 范 、 业 规 范 还 是 地 区性 规 范 ． 提 供 的 侧 摩 阻 力 值 及 端 阻 力　 行 所 值 表 时 ， 的端 阻 和 侧 阻 的 比例 大 多 是 人 为划 分 的 ， 有 多 少 实　 桩 没
两 个 方 面 来 考 虑 ， 一 是 成 桩 质 量 检 测 ， 二 是 桩 的 承 载 力 检　 其 其
测。 　
５ １ 关 于静 载 试 桩 的数 量 、 ．　 选取 方 法 及 可 靠 性 概 率　 目前 不 论 是 国家 标 准 还 是 行 业 或 地 方 标 准 ， 基 静 载 试 桩　 桩 数 量 一 般 都 规 定 ： 同 一 条 件 下 的 试 桩 数 量 不 宜 少 于 总 桩 数 的　 在
１ ， 不 少 于 ３根 ，Ｇ ９ — ９ 　 且 Ｊ Ｊ ４ ４行 业 规 范 还 规 定 总 桩 数 在 ５ ０根　
测 结 果 。 而 一 些 科 研 项 目， 了 研 究 桩 的 荷 载 传 递 性 状 ， 为 尚需 专　 门 进 行 现 场 或 室 内 模 型 试 验 来 研 究 桩 的 轴 力 与 摩 阻 力分 布 ， 而　
不 考 虑 利 用 大 量 工 程 试 桩 进 行 桩 端 和 桩 侧 阻 力 测 试 。 在 试桩 中　
以 内 时 ， 桩 数 不 少 于 ２根 。 者 认 为 按 此 规 定 存 在 以 下 一 些 问　 试 作 题 ： ： 一 规 范 中 的 “ 一 条件 ” 由 于 许 多 场 地 的 地 质 情 况 并　 如 第 同 ， 不 均 质 ， 径 、 长 也 常 是 多 样 的 。 如果 这 些 参 数 的 不 同不 能 作　 桩 桩 为 同 一 条 件 的话 ， 么 试 桩 的数 量 就 太 多 了 ， 显 然 不 是 规 范 的　 那 这 本 意 。 试 桩 选 取 方 面 ， 些 业 主或 监 理 单 位 认 为 只 要 有 质 量 问　 在 有 题 的 桩 能 满 足 承 载 要 求 的话 ， 它 桩 也 一 定 能 满 足 ， 其 因此 专 门 挑　 选 有 质 量 问 题 的 桩 进 行 试 桩 。作 者 认 为 这 种 推 理 是 没 有 科 学 依　 据 的 。 另 外 对 有 问题 的 桩 作 为 样品 来 挑 选 本 身 就 不 符 合 随机 性　
的 要 求 ， 有 问 题 的 桩 必 须 进 行 静 载 试 验 不 应 包 含 在 １ 范 围　 对 　
内。 　
量 测 轴 力 并 夫 特 殊 技 术 难 点 。 试 桩 中 增 加 这 一 项 目 ， 要 增 加　 在 需 费 用 与 时 闻 ， 这 些 费 用 及 时 间 与 专 门 做 研 究 用 试 验 相 比 ． 论　 但 无 从 提 高具 体 工 程 项 目设 计 的 可 靠 性 ； 是 从 通 过 这 些 量 测 积 累　 还
更 多 的实 测 桩 端 、 侧 阻 力 资 料 ， 而 提 高 经 验 公 式 精 度 的 长 远　 桩 进 目标 来 讲 ， 是 非 常 值 得 的 。 都 　 桩 基 设 计 时 ， 计 人 员 基 本 上 是 按 土 层 的 桩 基 承 载 力 指 标　 设 进 行 设 计 的 ， 此 几 根 桩 的 试 验 结 果 不 能 代 表 整 个 工 程 桩 的 结　 因
果 。 者 认 为 静 载 试 桩 必 需 进 行 桩 身 轴 力 量 测 ， 载 试 验 提 供 的　 笔 静
结 果 除 桩 的 极 限承 载 力 外 还 必 须 提 供 桩 侧 主 要 土 层 的 桩 侧 阻 力　
和 桩 端 持 力 层 的 端 阻 力 。这 样 检 测 结 果 既 能 核 定 设 计 中 有 关 指　 标 取 值 的 合 理 性 ， 其 他 未 进 行 试 验 的 工 程 桩 则 可 按 所 测 指 标　 对 进 行 重 新 核 定 它 们 的 承 载 力 ， 为 现 场 测 试 的 指 标 可 能 与 勘 察　 因 报 告 提 供 的 指 标 出 入 较 大 ， 场 地 土 层 变 化 较 大 的 可 能 有 些 桩　 当 达 不到设计 要求 ， 时设计人 员可根据情 况采取相应 的措施 。 这 另　 外 ， 这 些 区域 性 试 验 资 料 进 行 统 计 分 析 研 究 ． 将 对地 方 规 范 的 编　 写无 疑是不 可或缺的 ， 价值是不 可估量 的。 其 　
根 据 规 范 规 定 的 试 桩 选 取 数 量 ， 如 总 桩 数 为 １ ０ ， 果　 假 Ｏ根 如 有 １　 的 桩 不 合 格 即 １ ０ Ｏ根 ， 按 随 机 抽 取 三 根 ， 能 抽 到 １ 则 可 　 根、 ２根 和 ３根 不 合 格 桩 都 抽 到 的 概 率 如 表 １　 。
表 １ 桩 基 可 靠 性 抽 检概 率 表　 　
从 表 中 可 以 看 出 ， 一 个 工 程 中 不 合 格 桩 数 达 到 １　 时 ， 在 ０ 　 能 抽 到 一 根 不 合 格 桩 的 概 率 才 ２ ． ８ ， 一 根 不 合 格 桩 也 抽　 ４７ ％ 而 不 到 的 概 率 高 达 ７ ． ５ ％ ， 到 三 根 桩 都 为 不 合 格 桩 的 概 率 为　 ２６ ３ 抽 万 为 之 七 点 四 ， 种 情 况 基 本 上 是 不 可 能发 生 的 。显 然 ， 凭 有　 这 仅
限 的试 桩 数 量 结 果 来 判 定 一 个 工 程 的 施 工 质 量 ， 可 靠 性 概 率　 其
６ 小 结　
随 着 我 国 国 民 经 济 的 飞 速 发 展 ， 基 将 越 来 越 多 的 得 到 应　 桩
用 。提 高 桩 基 设 计 水 平 ， 展 桩 基 工 程 检 测 技 术 显 得 愈 来 愈 重　 发
要。 　 参 考 文 献　
太低 了， 因此 假 如 检 测 中 发 现 有 不 合 格 桩 日 ． 须 引 起 有 关 人 员　 寸必 的充分重视 ． 检测结果都 合格并 不奇怪 。 而 　
５ ２ 终 止 加 载 问题　 ．
［］ 筑 地基基础设 计规 范 ，Ｂ ７ ８． １建 Ｇ Ｊ— ９ 　
［ ］ 筑 桩 基 技 术 规 范 。Ｇ ９ — ９ ． ２建 Ｊ Ｊ４ ４ 　 ［］ 筑 地 基 基 础 勘 察 设 计 规 范 ， Ｂ １ ～ ｏ — ９ ． ３建 Ｄ Ｊ　 ３ ７ １ 　
关 于 终 止 加 载 的条 件 ， 多 规 范都 有 很 明确 的 规 定 ， 管 各　 许 尽

1
命运如同手中的掌纹，无论多曲折，终掌握在自己手中
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