《桩基优化设计》word版

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1、2、桩基优化设计2.1、桩基设计优化原则确保桩基础工程质量前题下，为使工程造价达到最省、方便施工、缩短施工周期、满足环境要求的桩基优化设计须遵循以下原则：1）基桩质量可靠性原则各类桩型的质量可靠性分析：在深厚饱和土层中，以人工挖孔灌注桩与预制桩型为优，这二类桩型中前者质量可靠性最优，既没有沉桩挤土对环境影响，且施工质量可控性最好；预制型桩的制桩、按桩质量可控性也很好，但施工沉桩挤土对环境及已沉入土中的工程桩有一定影响。质量较可靠的桩型有沉管灌注桩及钻孔灌注桩型，沉管灌注桩沉桩挤土对桩的质量及邻周环境影响严重，而钻

2、孔灌注桩一般造价较高，且孔底沉渣及桩周泥皮对桩的承载力值影响很大，尤其是水下砼灌注质量控制须特别严格，在离地表＜15米深度范围桩体砼质量，往往因导管内砼自重压力不能有效置换导管内砼及孔壁泥皮，导管拔出砼面的几率较高，砼受泥浆混入、离析而强度大幅度降低，有的桩静载荷试验不到设计极限强度的一半就破坏，另外泥浆对环境污染也不能忽视。所以选择桩型应根据环境条件及施工的可能性，以质量可靠为优选原则。2）KN承载力值的工程造价最低原则各类桩的材质、预制或就地灌筑、施工工艺、桩径、桩长等均与经济性有关，不能单纯用单位立方体砼承

3、载力值，或单位承载力桩体所用材料量来表示经济性指标。所谓经济性主要体现工程造价，满足工程要求主要取决于桩的承载力值，所以优化设计指标只能用单位KN承载力所用的工程费用来表示、选择工程造价最低为原则。3）桩承载力水平均衡原则54同一建（构）筑物各承台下桩的承载力水平相差不宜太大，否则会产生相邻承台下桩的差异沉降，对于差异沉降敏感的框架结构因次应力导致梁柱裂缝，差异沉降过大裂缝开展会产生结构安全问题，要使桩的承载力水平接近首先对上部荷载（设计荷载组合R或标准荷载组合Ra）进行统计，选择适宜桩的承载力值，部分承台通过适

4、当调整桩长和桩径，使桩的承载力水平接近。4）对邻近环境不良影响最小的原则①没有环境影响地段根据上部荷载的要求，桩的极限承载力值3000-6000KN的工程，优先选用质量可靠的预制钢筋砼桩（预应力管桩、钢筋砼预制桩）；桩的极限承载力值小于1000KN可选用沉管灌注桩、桩端大头型、扩底型沉管灌注桩或薄壁预应力管桩；极限承载力值在1000-3000KN宜选用钢筋砼空心方桩或预应力管桩，这些桩型经优化分析具有经济性和质量可靠性。施工工艺选择上，根据桩的极限承载力值小于4000KN宜用静压沉桩，大于4000KN宜用锤击沉桩

5、。②局部存在环境影响地段在局部存在环境影响的工程宜采用以下措施减少或消除沉桩施工对环境影响：a．挖防挤沟：沟底深度为被影响建（构）筑物基底以下0.5米，一般不宜超过2.5米，用清水护沟即可。b．钻孔防挤桩孔：单列排列、桩孔间距2-4d（d为桩孔直径），视重要性选择桩孔间距，桩孔直径一般0.6米，桩孔深度8-15米，原泥浆水护壁即可。c．沉桩施工采用取土植桩：一般不宜采用钢管取土成孔，因钢管取土会产生拔管时因真空负压产生缩孔，造成土体大面积扰动，宜采用护壁泥浆状态的钻孔植桩，钻孔直径比工程桩径小5公分，钻孔深度一般

6、10-15米，可在要求保护范围施工。54d．设置监测点：包括保护建（构）筑物，地面沉降和水平位移、深层土体位移，根据监测数据调整沉桩程序，控制日沉桩根数等。上述措施根据重要性可采用单项措施或多项联合应用，采用上述措施后可按2.1.1选用相关桩型。③对环境影响大或易引起民事纠纷地段该地段不宜采用挤土桩型，或当设计要求单桩极限承载力值大于6000kN，应采用钻（挖）孔灌注桩，该桩型工程造价最高，对施工队伍的素质和质量控制要求高，如何降低造价只有使单桩承载力值提高，减少桩数。建议：a.钻孔灌注桩孔底压浆：适用条件，桩端

7、持力层土性为砂性土、砾砂、碎石类土的钻孔灌注桩孔底压浆，可使桩的承载力值提高15-50%。b.钢管护壁干取土机械、人工挖扩注灌桩；适用条件，硬-可塑粘土、粉质粘土持力层，单桩极限承载力值为1000-2500KN采用钢管护壁干取土挖扩灌注桩。c.钢管护壁干取土人工嵌岩灌注桩：适用条件，桩穿越土层为软土，且岩层埋深小于40米，可采用钢管护壁干取土人工嵌岩灌注桩。④变断面钻孔灌注桩：适用条件，当桩长范围内有多层性质较好的稳岩土层组合时，可采用特制钻具（如偏心钻头）在性质好的土层顶部或底部（抗拔）扩大桩的断面，形成多节支

8、盘桩体，充分发挥和改良土层的承载能力，获得较大的的基桩承载力，但此项工艺技术在宁波地区尚未运用，有待探讨。2.2、桩基础设计优化措施54优化设计要达到的目的：即在满足工程安全和质量要求的前题下，尽可能降低工程造价。其中，包含用材量、施工可能性、机械设备能力、施工速度、技术的可靠性等。要达到此目的，必须根据上部结构荷载对桩承载能力的要求选择与地质条件相适应的最佳桩型，使基桩