桩基检测新技术课件.ppt

1、1 n 1 桩基础基本知识桩基础基本知识n 2 桩基检测技术概述桩基检测技术概述 n 3 桩基静载测试桩基静载测试n 4 钻孔取芯法钻孔取芯法n 5 桩基监测技术桩基监测技术 2 3 n 定义：定义：由埋置于岩土中的基桩和连由埋置于岩土中的基桩和连接于桩顶端的承台共同组成的基础。接于桩顶端的承台共同组成的基础。n 组成组成：基桩和连接于桩顶的承台。基桩和连接于桩顶的承台。 n 作用：作用：将上部结构荷载通过将上部结构荷载通过承台承台传传 递给基桩，再由基桩传递到递给基桩，再由基桩传递到 地基土体（持力层）地基土体（持力层） 。 n 特点：特点：历史悠久、承载力高、稳定历史悠久、承载力高、稳定性

2、好、沉降量小而均匀、便于机械化性好、沉降量小而均匀、便于机械化施工、适应性强。施工、适应性强。 图图1.1 低承台桩基示意图低承台桩基示意图1.1.1 1.1.1 概述概述4 几个概念几个概念n 桩基础：桩基础：由埋置于岩土中的基桩和连接于桩顶端的承台共由埋置于岩土中的基桩和连接于桩顶端的承台共同组成的基础。同组成的基础。n 单桩基础单桩基础：采用采用1根基桩（通常为大直径桩）以承受和传递根基桩（通常为大直径桩）以承受和传递上部结构荷载的独立基础。上部结构荷载的独立基础。 n 群桩基础：群桩基础：由两根以上基桩组成的桩基础由两根以上基桩组成的桩基础 。 n 基桩：基桩：桩基础中的单桩。桩基础中

3、的单桩。n 复合基桩：复合基桩：包含承台底土阻力的基桩。包含承台底土阻力的基桩。n 复合桩基：复合桩基：由桩和承台下地基土共同承受荷载的桩基。由桩和承台下地基土共同承受荷载的桩基。5 几个概念几个概念n单桩极限承载力：单桩极限承载力：单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。n 负摩擦力：负摩擦力：桩身周围的土由于自重固结、自重湿陷、地面桩身周围的土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时，土对桩侧表面所附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时，土对桩侧表面

4、所产生的向下摩阻力。产生的向下摩阻力。n 群桩效应：群桩效应：指群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土指群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩承载力之和这而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩承载力之和这一现象。一现象。 6 图图1.2 单桩基础单桩基础图图1.3 群桩基础群桩基础承台承台基桩基桩上部结构荷载上部结构荷载7 n 地基土质差或软硬不均，不能满足上部结构对变形的要求。地基土质差或软硬不均，不能满足上部结构对变形的要求。 n 地基软弱或土性

5、特殊，自重湿陷性黄土、膨胀土等。地基软弱或土性特殊，自重湿陷性黄土、膨胀土等。 n 荷载大，且伴有较大偏心、水平、动力或周期性荷载作用。荷载大，且伴有较大偏心、水平、动力或周期性荷载作用。 n 水中基础施工困难，如桥梁、码头、钻采平台等。水中基础施工困难，如桥梁、码头、钻采平台等。 n 需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物。需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物。使使用用桩桩基基必必要要性性8 按竖向荷载下单桩的受力性状：按竖向荷载下单桩的受力性状：摩擦型桩（摩擦桩、端承摩擦桩）、端承型桩（摩擦型桩（摩擦桩、端承摩擦桩）、端承型桩（ 端端承桩、摩擦端承桩；承桩、摩擦端承桩； 按桩使用功能：按

6、桩使用功能：竖向抗压桩（摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩）、水平受荷桩、抗拔竖向抗压桩（摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩）、水平受荷桩、抗拔桩、复合受荷桩；桩、复合受荷桩； 按施工方法：按施工方法：预制桩、灌注桩；预制桩、灌注桩； 按成桩方法对土层影响：按成桩方法对土层影响：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩 ； 按桩径大小：按桩径大小：小桩小桩(250mm)、中等直径桩、中等直径桩(250800mm)、大直径桩、大直径桩(800mm) ；n 基桩分类基桩分类 按使用功能：按使用功能：受压桩、抗拔桩、横向受荷桩、锚桩受压桩、抗拔桩、横向受荷桩、锚桩 ； 按桩身材料：按桩身材料：混凝土

7、桩、钢桩、组合材料桩；混凝土桩、钢桩、组合材料桩； 按成桩方法：按成桩方法：打入桩、静压桩、就地灌注桩；打入桩、静压桩、就地灌注桩； 按截面形状：按截面形状：圆桩、方桩、多边形桩、异形桩、圆桩、方桩、多边形桩、异形桩、DX桩等；桩等；9 n 按承载性状分类（荷载传递方式）按承载性状分类（荷载传递方式）摩摩 擦擦 型型 桩桩摩摩 擦擦 桩桩端端 承承 摩摩 擦擦 桩桩端端 承承 型型 桩桩端端 承承 桩桩摩摩 擦擦 端端 承承 桩桩分类依据：根据桩侧与桩端阻力的发挥程度分类依据：根据桩侧与桩端阻力的发挥程度 和分担荷载比例的不同。和分担荷载比例的不同。10 预制桩预制桩在工厂或施工现场制成的各种

8、形式的在工厂或施工现场制成的各种形式的 桩，如桩，如锤击桩、振动桩、静压桩锤击桩、振动桩、静压桩等。等。 灌注桩灌注桩在施工现场的桩位上用机械或人工成在施工现场的桩位上用机械或人工成 孔，然后在孔内灌注混凝土而成。如孔，然后在孔内灌注混凝土而成。如 挖孔、钻孔、冲孔及挖孔、钻孔、冲孔及爆扩爆扩成孔成孔灌注桩灌注桩等。等。 n 按施工方法分类按施工方法分类11 混凝土预制桩混凝土预制桩 要求：要求：截面边长截面边长300 500mm，分节长度，分节长度12m。预应力。预应力 管桩外径管桩外径300 600mm，每节长，每节长5 13m； 优点：优点：承载力高，耐久性好，质量较易保证。承载力高，耐

9、久性好，质量较易保证。 缺点：缺点：自重大，打桩难，桩长难统一，工艺复杂。自重大，打桩难，桩长难统一，工艺复杂。 钢桩钢桩 要求：要求：直径直径250 1200mm，批量生产。，批量生产。 优点：优点：穿透性强，承载能力高，应用方便。穿透性强，承载能力高，应用方便。 缺点：缺点：成本高，易锈蚀。成本高，易锈蚀。 木桩木桩 要求：要求：桩径桩径160 260mm，桩长，桩长4 6m。 优点：优点：制作运输方便，打桩设备简单。制作运输方便，打桩设备简单。 缺点：缺点：承载力低，仅在一些加固工程与临时工程中采用承载力低，仅在一些加固工程与临时工程中采用。n 预制桩的分类及特点预制桩的分类及特点12

10、分类分类 沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。 原理原理 直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌 注混凝土而成。注混凝土而成。 特点特点 能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无挤能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无挤 土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。 施工关键施工关键 桩身的成型和混凝土质量桩身的成型和混凝土质量n 灌注桩的分类及特点灌注桩的分类及特点13 n 按桩的设置效应分类按桩的设置效应分类非挤土桩非挤土桩 成桩过程中对桩相邻土基本成桩过程中对桩相邻土基本不产生

11、挤土效应不产生挤土效应的桩的桩, ,如如钻（冲或挖）孔灌注桩及先钻孔后再打入的预制桩；钻（冲或挖）孔灌注桩及先钻孔后再打入的预制桩； 部分挤土桩部分挤土桩 对桩周土体对桩周土体稍有排挤稍有排挤，但土的强度和变形性质变化不，但土的强度和变形性质变化不大。包括冲击成孔灌注桩、预钻孔打入式预制桩等。大。包括冲击成孔灌注桩、预钻孔打入式预制桩等。 挤土桩挤土桩 设置过程中使土的结构设置过程中使土的结构严重扰动破坏严重扰动破坏，对土的强度和对土的强度和变形性质影响较大。实心的预制桩、下端封闭的管桩、变形性质影响较大。实心的预制桩、下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩等。木桩以及沉管灌注桩等。按承台位置：按

12、承台位置： 高承台桩基高承台桩基承台底面位承台底面位于地面以上，且常处于水下，于地面以上，且常处于水下，水平受力性能差，但施工方便。水平受力性能差，但施工方便。可避免水下施工及节省基础材可避免水下施工及节省基础材料，多用于桥梁及港口工程。料，多用于桥梁及港口工程。 低承台桩基低承台桩基承台底面位承台底面位于地面以下，其受力能好，具于地面以下，其受力能好，具有较强的抵抗水平荷载的能力，有较强的抵抗水平荷载的能力，施工不方便。施工不方便。 土 层低 承 台 桩 基高 承 台 桩 基桩上 部 结 构承 台n 桩桩 基基图图1.4 高低承台桩高低承台桩15 锤击锤击 振动下沉振动下沉 静压静压16 打

13、入第一节桩体打入第一节桩体电焊接桩电焊接桩打入末节桩体打入末节桩体 锤击预制桩锤击预制桩 17 以以最后贯入度最后贯入度（指沉至某标高时，每次锤击的沉（指沉至某标高时，每次锤击的沉入量）和入量）和桩尖设计标高桩尖设计标高两方面控制。两方面控制。 要求最后两阵的平均贯入度为要求最后两阵的平均贯入度为10-50mm/10-50mm/阵。阵。 锤击法：常以锤击法：常以1010次锤击为一阵。次锤击为一阵。 振动法：以振动法：以1min1min为一阵。为一阵。18 n 沉管灌注桩沉管灌注桩 利用锤击或振动等方法沉管成孔，然后浇灌混凝利用锤击或振动等方法沉管成孔，然后浇灌混凝土拔出套筒。可避免流砂、坍孔及

14、排渣等弊病。土拔出套筒。可避免流砂、坍孔及排渣等弊病。 锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩 振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩 内击式沉管灌注桩内击式沉管灌注桩19 n 沉管灌注桩沉管灌注桩( e )( f )( d )( c )( b )( a )图图1.5 1.5 沉管灌注桩的施工程序示意沉管灌注桩的施工程序示意 （a a）打桩机就位；（）打桩机就位；（b b） 沉管；（沉管；（c c） 浇灌混凝土；（浇灌混凝土；（d d） 边拔管，边拔管，边振动；（边振动；（e e） 安放钢筋笼，继续浇灌混凝土；（安放钢筋笼，继续浇灌混凝土；（f f） 成型成型 20 ：设备简单、打桩进度快、成本低设备简单、打桩进

15、度快、成本低。 在土层软、硬交界处或软弱土层处易发在土层软、硬交界处或软弱土层处易发 生缩颈、断桩现象。（生缩颈、断桩现象。（缩颈桩的形成缩颈桩的形成） 复打复打浇灌混凝土并拔管后，立即在原位再次浇灌混凝土并拔管后，立即在原位再次 沉管及浇灌混凝土；（沉管及浇灌混凝土；（沉管灌注桩复打沉管灌注桩复打） 反插法反插法灌满混凝土后，先振动再拔管，一般灌满混凝土后，先振动再拔管，一般 拔拔0.50.51.0m1.0m，再反插，再反插0.30.30.5m0.5m。 分单打、复打、反插三种施工方法。分单打、复打、反插三种施工方法。n 沉管灌注桩特点沉管灌注桩特点21 n 钻（冲）孔灌注桩钻（冲）孔灌注桩

16、原理原理 用钻机用钻机( (如螺旋钻、振动钻、冲抓锥钻等如螺旋钻、振动钻、冲抓锥钻等) )钻土成孔钻土成孔( (需泥浆护壁需泥浆护壁) )，然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌，然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌混凝土。混凝土。 施工方法施工方法 有正循环、反循环施工法。有正循环、反循环施工法。 优缺点优缺点 优点优点：入土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩：入土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩身变形小，并可方便地进行水下施工。身变形小，并可方便地进行水下施工。 缺点缺点：要求有专门的设备（钻机），清孔较难彻底。：要求有专门的设备（钻机），清孔较难彻底。 22 钻孔灌注桩钻孔灌注桩护筒埋设

17、护筒埋设n护筒作用护筒作用 固定桩位，并作钻孔导向；固定桩位，并作钻孔导向； 保护孔口，防止孔内土层坍塌保护孔口，防止孔内土层坍塌 隔水，稳固孔壁。隔水，稳固孔壁。23 n 泥浆制备与运输泥浆制备与运输：膨胀土或高塑性粘土现场加水搅拌，比重膨胀土或高塑性粘土现场加水搅拌，比重1.11.15， 粘度粘度1025s，含砂率小于，含砂率小于6，胶体率大于，胶体率大于95。 护壁、携渣、防渗、润滑钻头等护壁、携渣、防渗、润滑钻头等。24 n 钻进机械钻进机械图图 1 1.6.6 冲击钻机示意图冲击钻机示意图 1 1滑轮；滑轮；2 2主杆；主杆；3 3拉索；拉索；4 4斜斜撑；撑；5 5卷扬机；卷扬机；

18、6 6垫木；垫木；7 7钻头钻头 旋转钻进旋转钻进 冲击钻进冲击钻进 冲抓钻进冲抓钻进25 反循环泥浆循环成孔工艺反循环泥浆循环成孔工艺 1 1钻头；钻头；2 2泥浆循环方向；泥浆循环方向；3 3沉淀沉淀池；池；4 4泥浆池；泥浆池；5 5泥浆泵；泥浆泵；6 6砂石砂石泵；泵；7 7水龙头；水龙头；8 8钻杆；钻杆；9 9钻机回钻机回转装置转装置n 钻进方法钻进方法正循环泥浆循环成孔工艺正循环泥浆循环成孔工艺 1 1钻头；钻头；2 2泥浆循环方向；泥浆循环方向；3 3沉淀沉淀池；池；4 4泥浆池；泥浆池；5 5泥浆泵；泥浆泵；6 6砂石砂石泵；泵；7 7水龙头；水龙头；8 8钻杆；钻杆；9 9

19、钻机回钻机回转装置转装置26 n清清 孔孔目的目的除去孔底沉渣，保证孔底砼质量及桩的承载力除去孔底沉渣，保证孔底砼质量及桩的承载力。方法方法抽浆清孔：抽浆清孔：用空气吸泥机吸出含铅渣的泥浆。用空气吸泥机吸出含铅渣的泥浆。 换浆清孔：换浆清孔：正、反循环钻孔完成后不停钻、不正、反循环钻孔完成后不停钻、不 进尺。进尺。 掏渣清孔：掏渣清孔：孔用掏渣筒掏清孔内粗粒铅渣。孔用掏渣筒掏清孔内粗粒铅渣。 继续循环换浆清渣。继续循环换浆清渣。 要求要求孔底孔底0.5m内内1.25；含砂率；含砂率8；粘度；粘度28s。27 将导管居中插入，上接漏将导管居中插入，上接漏斗，设隔水栓；斗，设隔水栓； 放开隔水栓使

20、混凝土向孔放开隔水栓使混凝土向孔底猛落，将水挤出，并使导底猛落，将水挤出，并使导管始终埋在混凝土内，此后管始终埋在混凝土内，此后连续灌注混凝土；连续灌注混凝土； 不断提升导管，直至灌注不断提升导管，直至灌注完毕。完毕。n水下砼灌注水下砼灌注直升导管法直升导管法28 n混凝土搅拌必须均匀；防止混凝土搅拌必须均匀；防止卡管卡管事故；事故； n必须连续作业，避免中断灌注，并防止混凝土上升必须连续作业，避免中断灌注，并防止混凝土上升顶起钢筋笼；顶起钢筋笼； n随时记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，防随时记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，防止导管提升过猛，形成止导管提升过猛，形成断桩断桩； n桩

21、顶标高应比设计值愈加一定高度，以确保混凝土桩顶标高应比设计值愈加一定高度，以确保混凝土质量。一般取质量。一般取0.5m。29 n 基本要求：基本要求：内径内径800mm，开挖直径，开挖直径1000mm，护壁厚，护壁厚100mm分节支护，每节高分节支护，每节高5001000mm桩长小于桩长小于40m。 n 优点：优点：符合国情，经济，设备简单，噪音小，场区内各符合国情，经济，设备简单，噪音小，场区内各桩可同时施工，可直接观察地层情况，孔底易清除干净，桩可同时施工，可直接观察地层情况，孔底易清除干净，且桩径大、适应性强。且桩径大、适应性强。 n 缺点：缺点：可能遇到流砂、塌孔、缺氧、有害气体、触电

22、和可能遇到流砂、塌孔、缺氧、有害气体、触电和地面掉重物等危险而造成伤亡事故。地面掉重物等危险而造成伤亡事故。n 原理：原理：采用人工或机械挖掘成孔，逐段边开挖边支护，达采用人工或机械挖掘成孔，逐段边开挖边支护，达所需深度后再进行扩孔，利用钻（冲）孔机具钻土成孔，然后所需深度后再进行扩孔，利用钻（冲）孔机具钻土成孔，然后清除孔底残渣，安装钢筋笼，浇灌混凝土。清除孔底残渣，安装钢筋笼，浇灌混凝土。30 柱插筋插筋 箍筋8200 加劲筋162000扶壁200_ 主筋222220002600600 600140016001230021000图图1.10 1.10 人工挖孔桩示例人工挖孔桩示例 31 人

23、工挖孔桩人工挖孔桩32 n可能存在的质量问题可能存在的质量问题 预制桩：预制桩：桩位偏差、桩身裂缝过大、断桩等桩位偏差、桩身裂缝过大、断桩等 灌注桩：灌注桩：缩颈、夹泥、断桩、沉渣过厚等。缩颈、夹泥、断桩、沉渣过厚等。 n常用质量检测方法常用质量检测方法 开挖检查：开挖检查：只限于对所暴露的桩身进行观察检查。只限于对所暴露的桩身进行观察检查。 抽芯检查：抽芯检查：在灌注桩桩身内钻孔，取混凝土芯样进行在灌注桩桩身内钻孔，取混凝土芯样进行观察，看它的连续性。观察，看它的连续性。 反射波法：反射波法：测砼的连续性，是否存在孔洞、断桩等。测砼的连续性，是否存在孔洞、断桩等。 动测法：动测法：高应变测桩

24、承载力，低应变只能测砼质量。高应变测桩承载力，低应变只能测砼质量。33 n承载机理承载机理 荷载荷载桩压缩桩压缩侧摩阻消耗荷载侧摩阻消耗荷载桩底阻力。桩底阻力。 n土对桩的支撑力土对桩的支撑力 桩侧摩阻力和桩端阻力：何种为主，与桩身压缩桩侧摩阻力和桩端阻力：何种为主，与桩身压缩量有关。量有关。n桩的桩的荷载传递过程荷载传递过程实质上就是实质上就是桩侧摩阻力与桩端桩侧摩阻力与桩端阻力逐步发挥的过程。阻力逐步发挥的过程。34 n 侧阻先于端阻发挥，发挥程度侧阻先于端阻发挥，发挥程度与桩土相对位移相关；与桩土相对位移相关； 侧阻充分发挥桩土相对位移值：侧阻充分发挥桩土相对位移值： 粘性土：粘性土：4

25、6mm； 砂土：砂土： 610mm； 端阻充分发挥桩底极限位移值：端阻充分发挥桩底极限位移值： 砂类土砂类土: (0.080.1) d； 粘性土：粘性土： 0.25d，硬粘土，硬粘土 0.1d。 桩侧阻与桩端阻存在深度效应。桩侧阻与桩端阻存在深度效应。( a )中密土层( b )岩层软弱土层QQ图图1.11 1.11 桩身荷载传递桩身荷载传递 ( (a) ) 摩擦桩；摩擦桩；( (b)端承桩端承桩35 n 桩侧摩阻力影响因素桩侧摩阻力影响因素 土的性质：土的性质：如抗剪强度如抗剪强度(c, j j) 决定摩阻力的可能最大值决定摩阻力的可能最大值 桩土相对位移桩土相对位移 决定摩阻力的发挥程度决

26、定摩阻力的发挥程度 时间因素：时间因素：土的固结随土的固结随t增加向下部转移增加向下部转移 决定摩阻力发决定摩阻力发挥的时间挥的时间 桩的刚度：桩的刚度：影响桩周应力的分布。影响桩周应力的分布。 土中的应力状态：土中的应力状态：主要指侧向压力主要指侧向压力 施工方法：施工方法：a)挤土桩；挤土桩；b)非挤土桩。非挤土桩。36 sZQoQsoZQosQs压曲oQsZsooQ图图1.12 1.12 压曲破坏压曲破坏图图1.13 1.13 整体剪切破坏整体剪切破坏图图1.14 1.14 刺入破坏刺入破坏n压曲破坏：压曲破坏：沉降量很小，桩端阻为主，桩材控制承载力，穿沉降量很小，桩端阻为主，桩材控制承

27、载力，穿 越软弱土层的小直径桩和嵌岩桩属于此类；越软弱土层的小直径桩和嵌岩桩属于此类； n整体剪切：整体剪切：沉降量较大，桩端阻为主，桩端桩侧土控制承载沉降量较大，桩端阻为主，桩端桩侧土控制承载 力，打入式短桩、钻孔短桩属于此类；力，打入式短桩、钻孔短桩属于此类； n刺入破坏：刺入破坏：沉降量大，桩侧阻为主，桩顶容许沉降控制承载沉降量大，桩侧阻为主，桩顶容许沉降控制承载 力，一般情况下的钻孔灌注桩属于此类。力，一般情况下的钻孔灌注桩属于此类。 37 n定义定义：桩周土相对于桩身下沉时产生的摩阻力。桩周土相对于桩身下沉时产生的摩阻力。 正摩擦正摩擦负摩擦负摩擦图图1.11.15 5 桩侧摩阻力示

28、意图桩侧摩阻力示意图38 桩侧大范围降低地下水，如大桩侧大范围降低地下水，如大面积抽水，基坑降水等面积抽水，基坑降水等 桩侧地面大面积堆载；桩侧地面大面积堆载； 桩身穿越较厚松散填土、自重桩身穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层；对较硬土层； 冻土区升温引起桩侧土沉陷。冻土区升温引起桩侧土沉陷。 n 产生负摩阻力的条件产生负摩阻力的条件填土图图1.1.6 6 住宅楼建于有新填土的住宅楼建于有新填土的斜坡上斜坡上 39 n 中性点中性点定义：定义：桩土相对位移为零处桩侧摩阻力为零处。桩土相对位移为零处桩侧摩阻力为零处。 在某深度处桩周土与桩截面

29、沉降相等；在某深度处桩周土与桩截面沉降相等； 或两者无相对位移发生；或两者无相对位移发生； 或其摩阻力为零。或其摩阻力为零。 特点：特点：在中性点处桩身轴力达到最大值。在中性点处桩身轴力达到最大值。 40 中性点位置还与时间因中性点位置还与时间因素、环境因素、地质条件素、环境因素、地质条件等有关，精确计算有困难，等有关，精确计算有困难，目前采用经验估算法目前采用经验估算法：（0.51.0l0） l0桩周变形土层下限深桩周变形土层下限深度，即软弱压缩层厚度。度，即软弱压缩层厚度。 桩侧土下沉曲线桩下沉曲线桩底下沉摩阻力分布曲线n 中性点位置的确定中性点位置的确定中性点的位置取决于中性点的位置取决

30、于桩桩土间的相对位移土间的相对位移： 图图1.17 1.17 有负摩阻力时的荷载传递有负摩阻力时的荷载传递41 涂层法；涂层法； 塑料薄膜隔离层法；塑料薄膜隔离层法； 桩土之间灌注斑脱土浆法；桩土之间灌注斑脱土浆法； 插入变径预制桩法插入变径预制桩法钻孔桩；钻孔桩； 群桩：设内外围保护桩法群桩：设内外围保护桩法n 减小负摩阻力的措施减小负摩阻力的措施42 n 按桩材强度确定按桩材强度确定 n 按静载试验确定按静载试验确定 n 按土的抗剪强度指标确定按土的抗剪强度指标确定 n 按静力触探法确定按静力触探法确定 n 按经验公式确定按经验公式确定 建工建工： 路桥路桥： n 按动力试桩法确定按动力试

31、桩法确定00221 (3)2i iPUlmKhapapsia iRq Auq l43 建工建工 路桥路桥 n 按桩材强度确定按桩材强度确定 0.90()cdsdsPfAfAj)(gypccAfAfRj fcd 砼轴心抗压强度设计值；砼轴心抗压强度设计值； f sd 纵向钢筋抗压强度设计值；纵向钢筋抗压强度设计值； A 桩身截面积，当纵向筋的配筋率大于桩身截面积，当纵向筋的配筋率大于3%时，时， A应改为应改为An=A-As； As 全部纵向钢筋的截面积；全部纵向钢筋的截面积； 44 ppkisikppkskukAqlquQQQn 按经验公式确定（建工）按经验公式确定（建工）ppkpsisiks

32、ippkskukAqlquQQQprcprrcrpisiksipukAfhfulquQ一般预制桩与一般预制桩与 中小直径灌注桩中小直径灌注桩大直径桩大直径桩嵌岩桩嵌岩桩800mm 为界为界45 打入桩打入桩21RiiiAlUP li 承台底面或局部（最大）冲刷线以下各土层的厚度；承台底面或局部（最大）冲刷线以下各土层的厚度； i 与与li对应的桩侧各土层的单位面积极限摩阻力；对应的桩侧各土层的单位面积极限摩阻力； A 桩底面积；桩底面积； R 桩底处土的极限承载力；桩底处土的极限承载力； i、 振动下沉对桩侧摩阻力与桩端阻力的影响系数。振动下沉对桩侧摩阻力与桩端阻力的影响系数。n 按经验公式确

33、定（路桥）按经验公式确定（路桥）46 钻孔灌注桩钻孔灌注桩 u 桩周长，桩周长， (旋转钻增大旋转钻增大35cm；冲击钻增大；冲击钻增大 510cm；冲抓钻增大；冲抓钻增大1020cm)； 考虑基桩长径比的修正系数；考虑基桩长径比的修正系数； m0 清底系数；清底系数； 0 桩端处土的容许承载力；桩端处土的容许承载力； h 桩底埋深，有冲刷时从一般冲刷线算起，取值应桩底埋深，有冲刷时从一般冲刷线算起，取值应40m； A 按按设计直径设计直径计算。计算。 )3(212200hKAmluPiiUdddd成成钻，n 按经验公式确定（路桥）按经验公式确定（路桥）47 柱桩：柱桩：c1,c2 视清孔情况

34、、岩石破碎程度等因素而定的系数；视清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数； U 桩身嵌入基岩部分的截面周长，对于钻孔桩和管桩身嵌入基岩部分的截面周长，对于钻孔桩和管 柱按柱按设计直径设计直径采用；采用； Ra 天然湿度岩石单轴极限抗压强度天然湿度岩石单轴极限抗压强度(试件高径比相试件高径比相 等，直径等，直径710cm)。arRUhcAcP)(21n 按经验公式确定（路桥）按经验公式确定（路桥） 48 n 由竖向抗压静载试验确定由竖向抗压静载试验确定特点：特点：是评价单桩承载力是评价单桩承载力最为直观最为直观和和可靠可靠的方法。的方法。 基本原则基本原则 桩数：桩数：不宜小于不宜小于总数总数1

35、，不少于，不少于3根；根； 时间：时间：对于预制桩，桩设置后开始载荷试验所需的对于预制桩，桩设置后开始载荷试验所需的间歇时间：间歇时间：对于对于砂类土砂类土不得少于不得少于10天天；粉土和粘性粉土和粘性土土不得少于不得少于15天天，饱和软粘土饱和软粘土不得少于不得少于25天天。 49 试验装置及方法试验装置及方法试验装置试验装置：加荷系统：包括加力装置和反力装置、加荷系统：包括加力装置和反力装置、位移观测系统位移观测系统 测试方法：测试方法：分级（开始阶段分级（开始阶段1/51/8倍预估破坏荷倍预估破坏荷载，终了阶段载，终了阶段1/101/15）慢速维持荷载法。）慢速维持荷载法。加压( a )

36、试验桩沉降观测点千斤顶 锚桩（四根）主梁次梁试验桩( b )支墩千斤顶加压沉降观测点重物图图1.18 静载实验装置静载实验装置50 直接堆载直接堆载锚桩反力梁法锚桩反力梁法 锚桩锚桩d=1.8m横梁：横梁：1.7m2.7m 反力装置反力装置51 试验成果处理试验成果处理极限荷载确定极限荷载确定 按沉降随荷载的变化特征确定按沉降随荷载的变化特征确定 对陡降型对陡降型Q-s曲线，取曲线发生明显曲线，取曲线发生明显 陡降的起始点所对应的荷载为陡降的起始点所对应的荷载为Qu 由沉降量确定由沉降量确定Qu 对缓变型对缓变型Q-s曲线，可取曲线，可取s=4060mm 对应的荷载值为对应的荷载值为Qu。大直

37、径桩可取。大直径桩可取 s=0.030.06d对应的荷载值对应的荷载值(大桩取大桩取 低值，小桩取高值低值，小桩取高值)，细长桩，细长桩(l/d 80) 可取可取s=6080mm对应的荷载。对应的荷载。 沉降速率法沉降速率法s-lgt法法 取破坏荷载的前一级荷载取破坏荷载的前一级荷载Qu=1500kN桩顶下沉量s(mm204844402836322412Qu=780kN081612420桩顶荷载Q(10kN)40 60 80 100 120 140 160图图1.19 1.19 单桩单桩Q-s曲线曲线52 1.4.1 1.4.1 桩基检测内容桩基检测内容（1）桩基强度：）桩基强度：包括桩身结构

38、完整性和桩承载力的包括桩身结构完整性和桩承载力的检验。检验。 （2）桩基变形：）桩基变形：桩基变形需要通过长期的沉降观测桩基变形需要通过长期的沉降观测才能获得可靠结果，而且应以群桩在长期荷载作用才能获得可靠结果，而且应以群桩在长期荷载作用下的沉降为准。下的沉降为准。 （3）几何受力条件：）几何受力条件：桩的几何受力条件是指桩位、桩的几何受力条件是指桩位、桩身倾斜度、接头情况、桩顶及桩尖标高等的控制。桩身倾斜度、接头情况、桩顶及桩尖标高等的控制。 53 1.4.2 1.4.2 桩基检测分类桩基检测分类按照时间分类按照时间分类（1）为设计提供依据的先期检测：）为设计提供依据的先期检测：桩的可打性试

39、验；为设计桩的可打性试验；为设计提供依据的静载试验。提供依据的静载试验。 （2）施工阶段的施工检测：）施工阶段的施工检测：指在施工过程中为指导施工，监指在施工过程中为指导施工，监控施工质量而进行的实时或跟踪检测。控施工质量而进行的实时或跟踪检测。 （3）验收检测：）验收检测：施工完毕后，抽样检验是否满足设计标准，施工完毕后，抽样检验是否满足设计标准，对工程质量作进一步的验证。对工程质量作进一步的验证。（4）施工阶段或使用阶段的鉴定检测：）施工阶段或使用阶段的鉴定检测：指对正在施工或已经指对正在施工或已经投入使用的建筑物地基基础，由于施工、设计、灾害、事故、投入使用的建筑物地基基础，由于施工、设计、灾害、事故、改造或质量争议等原因对其质量作进一步验证。改造或质量争议等原因对其质量作进一步验证。 54 1.4.3 1.4.3 桩基检测分类桩基检测分类按照检测内容分类按照检测内容分类 按照检测内容，主要分为桩身的完整性和单桩的承载力按照检测内容，主要分为桩身的完整性和单桩的承载力两方面检测。两方面检测。（1）单桩竖向抗压静载试验；）单桩竖向抗压静载试验； （2）单桩竖向抗拔静载试验；）单桩竖向抗拔静载试验； （3）单桩水平静载试验；）单桩水平静载试验； （4）钻芯法；）钻芯法；（5）低应变法；）低应变法；（6）高应变法；）高应变法；（7）声波透射法；）声波透射法；