特殊桩基设计：超长桩设计

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1、‘‘l第十二章超长桩设计第一节概述桩基础在减少建筑物沉降.提高地基承载力方面具有独特的优点和不可替代的作用。在软土地区，随着超高层建筑及大跨度桥梁的增多，针对这些建(构)筑物高、重以及沉降控制严格的特点，当地基承载力变形不能满足设计要求，同时承台、桩数以及桩径又不能增加的情况下，加大桩长是一种最直接的方法，跑长桩的应用急剧增多。由于桩基础的造价相对较高，而且其施正又属于地下隐蔽工程，因此如何在深厚高压缩性土层中合理地设计长桩基础，做到既经济又安全，一直是工程界关注的重要研究课题。一、超长桩的发展超高层建筑和大跨度桥梁的建设.使得基底荷载越来越大，对基桩承载力和变形提出了更高的要求，桩基向

2、大直径、超长桩方向发展。如杭州湾跨海大桥钢管桩的直径达1.6m~单桩最大长度达的钢管桩。东海大桥与苏通大桥主墩工程，则采用了桩径为的灌注桩，前者桩长为112m，后者桩长达125m;杭州钱塘江六桥采用的钻孔灌注桩更长，达130m;温州世贸中心、上海中心大厦、上海白玉兰广场、天津117大厦等越高层建筑采用了长为80---120m不等的钻孔灌注桩。从克服传统泥浆护壁灌注桩工艺局限性出发，桩端(侧)后注浆技术已大量用于大直径超长灌注桩.并提高承载力、减少变形。大直径超长桩的应用，给桩基理论这一传统课题提出了新的挑战。《建筑桩基技术规程))(jGJ94-2008)在根据土的物理性指标确定单桩承载力

3、时，考虑到大直径桩CD注800mm)侧阻、端阻的尺寸效应，在承载力计算时分别乘以一个折减系数。但规范并没有按桩长对桩基进行分类，就是在理论界，对超长桩的界定也还存在一些争议.并没有统一的认识和标准，大致可分为两类。一类是从桩基施工的因素出发，根据桩长界定超长桩.认为L>40m(刘金畴~1990)或L>50m(阳吉宝.1998:迟跃君，1998)为超长桩。理论研究和工程实践均表明，不同长度的桩在荷载作用下其承载力的发挥性状是不同的，另一类则从桩的荷载传递特性出发，以长径比作为判断超长桩的标准.认为L/D=50或L/D=100为超长桩。综合上述桩基施工及承载变形特性两个因素，并结合相关文献的

4、理论与实测研究，可普遍认为桩长L注50m且长径比L/D二三50的桩为超长桩。编写人1:卫在{华东建筑设计研究院有限公司)张忠苗(惭江大学土木王程学院)果也蜻(华东建筑设计研究院有限公司)第二节超长桩承载变形性状383二、起长桩的桩型超长桩需穿越深厚的土层进入相对较好的持力层以获取较高的承载力.因此首先面对的是成桩可行性与质量保证问题。对于预制桩来说.钢管桩比混凝土预制管桩更适宜穿越并进入坚硬的持力层;对于不同成孔方式的灌注桩来说，随长度增加，干作业成孔受地下水等作业环境影响较大，而全护筒的成孔方式又受机械设备能力的局限，泥浆护壁的钻(挖)工艺成为主要的成孔方式。因此，钢管桩与泥浆护壁钻孔

5、灌注桩是超长桩采用的主要桩型。对于超长钢管桩来说，其沉桩的难度在于采用合适的打桩机和打桩锤，并结合桩头、桩端、接桩等构造的强化处理，将其有效地打人坚硬地层。另一方面，还要考虑长期使用过程中，地下水环境特别是海水等腐蚀环境对钢材的锈蚀作用及相应的防腐与耐久性情施。泥浆护堕灌注桩的成孔难度则在于大直径起深孔的孔壁稳定性、泥皮厚度、孔底沉渣厚度、孔身垂直度的控制。由于成孔深度大，成孔时间长，桩身缩径、扩径等问题较突出:为了维持孔壁的稳定性，需采用更大相对密度、蒙古度的泥浆，孔壁在民时间的泥浆浸泡下，桩身泥皮更厚:泥浆的重度大且含砂率往往较高，孔深长，加大了清孔的难度，沉渣厚度更难控制;孔深长和

6、地层的复杂性也加大了垂直度的控制难度。因此，超长桩灌注桩因施工工艺所带来的泥皮、沉渣、垂直度等影响承载力的问题较常规桩更为突出，施工机具与工艺的选择、成孔质量的控制有其特殊的地方。大直径超长桩的长径比较大，很多桩长径比超过实践均表明，跑长桩的受力性状与短桩有所区别。超长桩的设计荷载较大，而长径比的增加使得桩土刚度减小，直接影响其承载与变形能力，主要表现为侧阻与端阻的发挥效率较低、桩身压缩明显.增加了承载力取值的难度。超长桩长径比、桩身强度、刚度的确定是影响其力学与变形行为的主要指标，超长桩的设计中应重点考虑。对于超长桩来说，其长度的增加给施工、承载与变形特性都带来了较大的负面影响.不能简

7、单套用短桩、中长桩的经验与认知。因此，明晰超长桩的施工难点和工作性状，合理进行超长桩的设计就显得越来越重要。研究超长桩不仅是桩基理论自身发展的需要，更是工程界的迫切要求。第二节超长桩承载变形性状全面认识超长桩展载变形性状是其合理、安全设计的基础，载荷试验是认识垣长桩工作性状最直接的手段。目前超长桩的应用以钻孔灌注桩为主，表12-2-1列出了浙江、上海、北京等地的几个工程超长灌注桩的概况，桩径为800--1200mm，桩长为48.5-