岩土工程勘察及地基基础设计的若干问题(ppt 55页).ppt

1、岩土工程勘察及地基基础设计的 若干问题 主讲：陈钰 一、场地勘察 1、结构抗震设计对工程地质勘察的基本要求 2、需要进行时程分析的房屋 3、结构自振周期、设计特征周期、场地卓越周期 和脉动周期之间的关系 4、采用桩基或搅拌桩等措施进行地基处理后对场 地的地震地质特性影响 5、建筑物地下室的防水设计水位高度和抗浮设计 水位高度 二、建筑抗震设防分类 1、面积较大的商业建筑和商住楼，抗震设防类别 的确定 2、教育类建筑（幼儿园、小学等）抗震设防类别 的确定 3、医院、疾病预防中心与控制中心、消防和抗震 救灾中心等抗震设防类别确定 4、工业建筑中危险品生产厂房抗震设防类别的确 定 5、仓库类建筑的抗

2、震设防类别 三、地基基础 1、地基基础设计时，所采用的荷载组合与相应的抗力限值 的规定 2、老规范GBJ7-89与现行规范GB50007-2002在计算基础 底面积时的差异 3、岩土工程勘察报告中的预估荷载 4、地基处理后的承载力的修正 5、地基处理中的换填垫层 6、挤土桩在砂性土中的挤密效应及单桩竖向承载力问题 7、钻孔灌注桩后压浆技术 8、大底盘地下室的地基处理 9、桩、土、基础及上部结构（刚度）共同作用问题 10、水泥搅拌桩、 CM三微高强复合地基等 11、复合载体夯扩桩 四、住宅工程中的地基基础问题 1、住宅工程质量通病控制标准DGJ32/J16- 2005 2、江苏省住宅设计标准DG

3、J32/J26-2006 3、住宅建筑规范GB50368-2005 一、场地勘察 1、结构抗震设计对工程地质勘察的基本要求 结构抗震设计所需要的工程地质勘察内容和要求，是在一 般的岩土工程勘察要求基础上补充抗震设计所必须包含的 内容，即除应满足建筑静力设计的勘察要求外，还应满足 以下基本要求： （1）根据实际情况划分对建筑有利、不利和危险地段； 选择有利于抗震的建筑场地，是减轻场地引起的地震灾 害的第一道工序，2001抗震规范3.3.1条规定选择建筑场 地时，应对建筑场地的有利、不利和危险地段做出综合评 价，选择有利地段，避开不利地段；当无法避开不利地段 时应采取适当的抗震措施；不应在危险地段

4、建造甲、乙、 丙建筑。 勘察内容应根据实际的土层情况确定：有些地段，既不 属于有利也不属于不利地段，而属于一般地段，不需要划 分有利或不利；不存在饱和砂土和饱和粉土时，不判别液 化，若判别结果为不考虑液化，也不属于不利地段，无法 避开的不利地段，要在详细查明地质、地貌、地形条件的 基础上，提供滑坡、崩塌、软土震陷等岩土稳定性评价。 场地地段的划分，是在选择建筑场地的勘察阶段进行的 ，要根据地震活动情况和工程地质资料进行综合评价。对 软弱土、液化土等不利地段，要按抗震规范的相关规定提 出相应的措施。 （2）提供建筑场地类别（对于高层建筑，要求进行土层 剪切波速测试，提供土层等效剪切波速和覆盖层厚

5、度，据 此划分场地类别；对于层数不超过10层且高度不超过30m 的丙类建筑，可按规范提供的经验方法估计土层剪切波速 ）； 在抗震设计中，场地指具有相似的反应谱特征的房屋群 体所在地。其范围相当于厂区、居民点和自然村，在平坦 地区面积一般不小于1Km2。 场地类别是房屋抗震设计的重要参数，2001抗震规范 4.1.6条规定依据覆盖土层厚度和代表土层软硬程度的土层 等效剪切波速，将建筑的场地类别划分为四类。波速大或 覆盖层很薄的场地划为I类，波速很低且覆盖层很厚的场 地划为类；处于二者之间的相应划分为类和类。 场地类别划分，不要误为“场地土类别”划分，要依据场 地覆盖层厚度和场地土层软硬程度不再采

6、用原抗震规范的 “场地土类型”这个提法，一律采用“土层的等效剪切波速” 值反映。考虑到场地是一个较大范围的区域，对于多层砌 体结构，场地类别与抗震设计无直接关系，可略放宽场地 类别划分的要求：在一个小区，应有满足最少数量且深度 达到20m的钻孔；对深基础和桩基，均不考虑其对场地类 别的影响，必要时可通过考虑地基基础与上部结构共同工 作的分析结果，适当减小计算的地震作用。 计算等效剪切波速时，土层的分界处应有波速测试值， 波速测试孔的土层剖面应能代表整个场地；覆盖层厚度和 等效剪切波速都不是严格的数值，有15%的误差属正常 范围，当上述两个因素距相邻两类场地的分界处属于上述 误差范围时，允许勘察

7、报告说明该场地界于两类场地之间 ，以便设计人员通过插入法确定设计特征周期。 设计地震分组场地类别 I 上海 第一组0.250.350.450.650.90 第二组0.300.400.550.75 第三组0.350.450.650.90 特征周期（S） （3）提供岩土地震稳定性（如地基液化和震陷、发震断 裂、滑坡、崩塌等）评价； 地震时由于砂性土（包括饱和砂土和饱和粉土）液化而 导致震害的事例不少，需要引起重视。地基和场地是相互 联系又有明显差别的两个概念。“地基”是指直接承受基础 和上部结构重力的地表下一定深度范围内的土壤或岩石， 只是场地的一个组成部分。 液化判别、液化等级不按抗震设防分类区

8、分，但同样的 液化等级，不同设防分类的建筑有不同的抗液化措施。因 此，乙类建筑仍按本地区设防烈度的要求进行液化判别并 确定液化等级，再相应采取抗液化措施。 震害资料表明，6度时液化对房屋建筑的震害比较轻微 。因此，6度设防的一般建筑不考虑液化影响，仅对不均 匀沉陷敏感的乙类建筑需要考虑液化影响，对甲类建筑则 需要专门研究。 （4）对需要采用时程分析法进行补充计算的建筑结构， 尚应根据设计要求提供土层剖面、场地覆盖层厚度和有关 的动力参数，具体的就是提供满足规范计算要求的人工地 震波（设计单位无此要求时可不做）。 2、需要进行时程分析的房屋 （1）甲类建筑 （2）特别不规则的建筑 同时具有两项以

9、上平面、竖向不规则以及某项不规则程 度超过规定很多的高层建筑（规定值见抗规和高规 ）。 结构布置明显不规则的复杂结构和混合结构的高层建筑 ，主要包括： 同时具有两种以上复杂类型（带转换层、带加强层和具有 错层、连体、多塔）的高层建筑； 转换层位置超过高规的高位转换的高层建筑； 各部分层数、结构布置或刚度等有较大不同的错层、连体 的高层建筑； 单塔或大小不等的多塔位置偏置过多的大底盘（裙房）的 高层建筑； 7度、8度抗震设防时厚板转换的高层建筑。单跨的框架 结构的高层建筑 （3）下列高度范围的高层建筑 烈度、场地类别房屋高度范围（m） 8度I、类场地和7度100 8度、类场地80 9度60 3、

10、结构自振周期、设计特征周期、场地卓越周期 和脉动周期之间的关系。 自振周期T：结构按某一振型完成一次自由振动所需的时 间，是结构固有的特性。 基本周期T1：结构按基本振型（第一振型）完成一次自由 振动所需的时间。通常需要考虑两个主轴方向和扭转方向 的基本周期。 设计特征周期Tg：抗震设计用的地震影响系数曲线的下降 段起始点所对应的周期值，与地震震级、震中距和场地类 别等因素有关。在抗震设计规范中，设计特征周期Tg与场 地类别有关：场地类别越高（场地越软），Tg越大；地震 震级越大、震中距离越远，Tg越大。Tg越大，地震影响 系数的平台越宽，对于高层建筑或大跨度结构，基本周 期较大，计算的地震作

11、用越大。 图1. 地震影响系数曲线 场地卓越周期Ts：根据场地覆盖层厚度H和土层平均剪切 波速Vs，按日本金井清教授所提出的经验公式Ts=4H/Vs 计算的周期，表示场地土最主要的振动特性。由该公式可 以看到，场地覆盖层厚度H越厚、土层平均剪切波速Vs越 小（场地越软），场地卓越周期越大。可见，场地卓越周 期只反映场地的固有特征，不等同于设计特征周期Tg。 场地脉动周期Tm：应用微震对场地的脉动、又称为“常时 微动”进行观测所得到的振动周期。测试应在环境十分安 静的情况下进行，场地的震动类似人体的脉搏，所以称为 “脉动”。场地脉动周期反映了微震动情况下场地的动力特 征，与强地震作用下场地的动力

12、特性既有关联，又不完全 相同。 结构的地震反应与其动力特性密切相关，自振周期是主要 的动力特性参数，与结构的质量和刚度相关。当自振周期 、特别是基本周期小于或等于设计特征周期Tg时，地震影 响系数取值max，按规范计算的结构地震作用最大。 震害经验表明，当结构自振周期与场地卓越周期Ts接近， 地震时可能发生共振，导致建筑物的震害较重。研究表明 ，在大地震时，由于土壤发生大变形或液化，土的应力 应变关系为非线性，导致土层剪切波速Vs发生变化。因 此，在同一地点，地震时场地的卓越周期Ts将因震级大小 、震源机制、震中距离的变化而变化。如果仅从数值上比 较，场地脉动周期Tm最短，卓越周期Ts其次，特

13、征周期 Tg最长。 2001抗震规范对结构的基本周期T1与场地的卓越周期Ts 或脉动周期Tm之间的关系不做具体要求，即不要求结构 自振周期避开场地卓越周期或脉动周期。事实上，多自由 度结构体系具有多个自振周期，不可能完全避开场地卓越 周期。 4、采用桩基或搅拌桩等措施进行地基处理后对场 地的地震地质特性影响 按照2001抗震规范2.1.7条对场地的定义，场地是建筑群 体所在地，其范围在城镇中通常是指不小于1.0Km2的占 地面积。场地在平面和深度方向的尺度与地震波波长相当 ，比建筑物地基的尺度要大得多。场地类别的划分时所考 虑的主要是地震地质条件对地震动的效应，关系到设计用 的地震影响系数特征

14、周期Tg的取值，也即影响到场地的反 应谱特征。采用桩基或用搅拌桩（水泥固化剂桩，类似 CFG）处理地基，只对建筑物下卧土层起作用，对整个场 地的地震地质特性影响不大，因此不能改变场地类别。 5、建筑物地下室的防水设计水位高度和抗浮设计 水位高度。 提供防水设计水位和抗浮设计水位是一个较为复杂的问题 ，有时需要进行专门论证。岩土工程勘察规范 GB50021-2001第4.1.10条规定，应通过资料搜集等工作 ，掌握工程场地所在地的城市或地区的宏观水文地质条件 ，包括：历史最高水位，近35年最高水位，水位的变化 趋势和影响因素等。 （1）凡地下室内设有重要机电设备或存放贵重物资等， 一旦进水将使建

15、筑物正常使用受到重大影响或造成重大损 失者，应按该地区7173年最高水位进行防水设计（水位 高度包括上层滞水）； （2）凡地下室为一般人防或车库、仓库等，万一进水不 致有重大影响者，其地下水位标高，可取7173年最高水 位与最近35年的最高水位之平均值（水位高度包括上层 滞水）； （3）高层建筑基础的砼抗渗等级的确定系根据最高地下 水位与防水砼厚度的比值确定的。比值越大，设计抗渗等 级越高， 工程成本越高； （4）验算地下室外墙承载力时，水位高度可按最近35 年的最高水位（水位高度不包括上层滞水）； （5）框架结构（包括高层建筑裙房）采用单独柱基加防 水板的做法时，应验算防水板的承载力，设防水

16、位可按最 近35年的最高水位设计。 （6）提供抗浮设计水位建议是岩土工程勘察的强制性标 准，在地下水位较高的地区，对地下室、水池等进行抗浮 验算是结构设计的强制性条文。设计水位的高低有时对抗 浮验算影响很大，但由于全国各地水文地质情况差异很大 ，目前抗浮设计水位的确定，没有一个统一明确有规定； 各省、市包括各个设计院，各个勘察公司，甚至各个专家 都有不同的看法。如北京，抗浮水位由地质部门综合考虑 各种不利因素后确定；上海，一般按室外地坪算起；南京 ，按最高水位。 6、桩基的勘探深度 桩基岩土工程勘察的勘探孔的深度与选择的桩端持力层及 桩长、桩径有关。一般性勘探孔的深度应达到桩长（桩端 ）以下3

17、5m，对直径D800的大直径桩，不得小于5m 。 控制性勘探孔的深度应穿透桩端平面以下压缩层厚度，也 就是应满足下卧层验算要求，对需验算沉降的桩基，应超 过地基变形计算深度。 二、建筑抗震设防分类 建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、 丁类四个抗震设防类别。 甲类应属于重大建筑工程和地震时可能发生生严重次 生灾害的建筑。 乙类应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的 建筑。 丙类应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑。 丁类抗震次要建筑。 1、面积较大的商业建筑和商住楼，抗震设防类别 的确定 建筑抗震设防分类标准GB50223-2004第6.0.5条规定 ，“商业建筑中，大型的人流

18、密集的多层商场，抗震设防 类别应划为乙类”。该条规定参照了商店建筑设计规范 （JGJ48-88）关于商店规模的分级。考虑近年来商场 发展情况，当一个区段的建筑面积25000平方米或营业面 积10000平方米以上的商业建筑，人流可达7500人以上（ 按每位顾客占用营业面积1.35平方米计算），应划为乙类 建筑。 2004设防分类标准第3.0.1条第5款还规定，“建筑各单元 的重要性有显著不同时，可根据局部的单元段划分抗震设 防类别”。故设置了防震缝将结构分为若干单元后，可根 据各单元划分抗震设防类别。 对于带大底盘的高层建筑，下部裙房为商场，上部为住宅 楼，若设置抗震缝分成两个结构单元，可按每个

19、单元单独 划分设防类别，实际设计中应注意： 当商业建筑与其他建筑合建时应分别判断，并按区段确定 其抗震设防类别。对于面积较大的商业建筑，若设置防震 缝分成若干个结构单元，有单独的疏散出入口，各单元独 立承担地震作用，彼此之间没有相互作用，人流疏散也较 容易。在这里，结合建筑防火规范GBJ16（2001局 部修订）的有关规定，在一个结构单元内，商场的任一位 置至最近疏散出入口的最大距离不应大用40m，且相邻的 疏散出入口最近边缘之间的距离不应小于5m。因此，当 每个单元按面积划分属于丙类建筑时，可按丙类建筑进行 抗震设防。对于大底盘高层建筑，当其下部裙房属于大型 零售商场的乙类建筑范围时，一般可

20、将其及与之相邻的上 部高层建筑二层定为加强部位，按乙类进行抗震设计，其 余各层可按丙类进行抗震设计。但是，当上部结构为乙类 时，下部结构不论是什么类型，均为乙类。 2、教育类建筑（幼儿园、小学等）抗震设防类别 的确定 GB50223规范第6.0.8规定，教育建筑中，人数较多的幼 儿园、小学的低层教学楼，抗震设防类别应划为乙类。当 这类房屋层数很少且改用抗震性能较好的结构类型时，可 仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。 考虑到小学生及幼儿为地震中自救能力较弱的人群，且为 国家、民族的未来，应予以重点保护，划为乙类。注意到 现行建筑抗震设计规范中对于层数较多的砌体教学楼的层 数限制、构造柱、

21、芯柱设置要求已有所提高，但对低层建 筑（层数不超过三层）的构造要求仍不高，故将小学生及 幼儿密集程度较高的低层教学楼列为乙类。 按托儿所、幼儿园建筑设计规范JGJ39-87的规定， 大型幼儿园指1012班幼儿总人数不少于200人，因此， 人数较多的小学指单体建筑学童人数600人以上；人数较 多的幼儿园指单体建筑幼儿人数200人以上。 按当前的经济条件，这类低层房屋通常采用砌体结构，故 规定改用抗震性能较好的混凝土结构材料和合理的结构类 型时，抗震措施可仍按原设防烈度采用。 对于敬老院、福利院、残疾人的学校等人群的砌体房屋， 可按比照幼儿园的原则相应提高抗震设防类别。 3、医院、疾病预防中心与控

22、制中心、消防和抗震 救灾中心等抗震设防类别确定 医院、疾病预防与控制中心、消防和大中城市的抗震救灾 中心对地震发生后的抗震救灾工作具有十分重要的作用， 其主要建筑应保证结构的地震安全和建筑功能的正常发挥 。因此，有必要适当提高其抗设防水准。 三级特等医院住院部、医技楼、门诊楼的抗震设防类别应划 为甲类，数量极少；大、中城市的三级医院和县及县级市的 二级医院的住院部、医技楼、门诊楼、8、9度区乡镇主要医 院的住院部、医技楼、县级以上急救中心的指挥、通信、运 输系统的重要建筑和独立采、供血机构的建筑抗震设防类别 为乙类。工业企业的医疗建筑可比照城市医疗建筑确定其抗 震设防类别。 按GB50223规

23、范第6.0.9条规定，科学实验等建筑中，研究 、中试生产和存放剧毒的生物制品、天然和人工细菌、病毒 （如“非典”、鼠疫、霍乱、伤寒等）的建筑，抗震设防类别 应划为甲类。因此，承担研究、中试和存放剧毒的高危险性 传染病病毒任务的疾病预防与控制中心的建筑或其区段，抗 震设防类虽为甲类；此外，县、县级市级以上的疾病预防与 控制中心的主要建筑应划为乙类。 消防车库及其值班用消房的抗震设防类别应划为乙类。 大中城市和8、9度区县级以上抗震防灾指挥中心的主要建筑 的抗震设防类别应划为乙类。当一个建筑只在某个区段具有 防灾指挥中心的功能时，可将该区段划为乙类。 4、工业建筑中危险品生产厂房抗震设防类别的确定

24、 GB50223规范第7.2.8条规定，加工制造工业建筑中，生产或主要原材料 有剧毒、易燃、易爆物质的厂房及其控制系统的建筑，当具有火灾危险性 时，其抗震设防类别应划为乙类。 各类原材料生产活动中，使用、产生和储存剧毒、易燃、易爆物质的有关 建筑，抗震设防分类原则按地震中是否有火灾危险性确定。 剧毒、易燃、易爆物质可参照建筑设计防火规范GBJ16确定。根据 建筑设计防火规范GBJ16-87（2001年局部修订）4.1.1条的有关说明， 爆炸和火灾危险的判断是比较复杂的。例如，有些原料和成品都不具备火 灾危险性，但生产过程的某些条件生成的中间产品却具有明显的火灾危险 性；有些品在生产过程中并不危

25、险，而在贮存中危险性较大。 在生产过程中，若使用或产生的易燃、易爆物质的量较少，不足以构成爆 炸或火灾等危险时，可根据实际情况确定其震设防类别。 5、仓库类建筑的抗震设防类别 GB50228第8.0.3条规定，仓库类建筑中，储存放射性物质及 剧毒、易燃、易爆等具有火灾危险性的危险品仓库应划为乙 类建筑；一般的储存物品的价值低、人员活动少、无次生灾 害的单层仓库等划为丁类建筑。 存放物品的火灾危险性，可根据建筑设计防火规范 GBJ16-87（2001年局部修订）第4.1.1条确定。 仓库类建筑，各行各业都有多种多样的规模、各种不同的功 能、破坏后的影响也十分不同，只将有较大社会和经济影响 的仓库

26、列为乙类。 除上述乙类建筑外，仓库并不都属于丁类建筑，需按其储存 物品的性质和影响程度来确定，由各行各业在行业标准中予 以规定，例如，对属于抗震防灾工程的大型粮食仓库，一般 划为丙类，又如，冷库设计规范GBJ72-1984规定的公称 容积大于15000立方米的冷库、汽车库建筑设计规范 JGJ100-1998规定的停车数大于500辆的特大型汽车库，也 不属于“储存物品价值低”的仓库。 三、地基基础 1、地基基础设计时，所采用的荷载组合与相应的 抗力限值的规定。 （1）按地基承载力确定基础底面积及埋深，或者按单桩 承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应按 正常使用极限状态下荷载效应的标准

27、组合（荷载分项系数 均为1.0）。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩 承载力特征值。 （2）计算地基变形（沉降）时，传至基础底面上的荷载 效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合（恒 载分项系数为1.0，活载乘以小于1.0的准永久值系数）， 不应计入风荷载和地震作用。相应的限值为规范的地基变 形允许值。 （3）在确定基础（承台）高度、计算基础内力、确定配 筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相 应的基底反力，应按承载力极限状态下荷载效应的基本组 合，采用相应的分项系数（一般恒载1.2，活载1.4）。 （4）当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状 态荷载效应标准组合（

28、荷载分项系数均为1.0）。 2、老规范GBJ7-89与现行规范GB50007-2002在 计算基础底面积时的差异，如下表： GBJ7-89GB50007-2002 地基承载力标准值fk地基承载力特征值fak 地基承载力设计值 f=fk+b(b-3)+d0(d-0.5) 当f1.1fk时 f=1.1fk 修正后的地基承载力特征值 fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5) 荷载分项 系数 恒载1.2，活载1.4， 土体自重1.0 恒载1.0，活载1.0 基底面积(1.21.25)AA 注：以上表中不考虑新老荷载规范取值不同引起的差异。 3、岩土工程勘察报告中的预估荷载 （1）一般高层建筑，地

29、面以上每层1215KN/m2；地面 以下每层20 KN/m2，另加基础自重。 （2）多层框架，地面以上每层1012 KN/m2。 （3）多层砌体，承重横墙每层3035 KN/m（线荷载） 。 地基承载力是在地基土的压力变形曲线线性段内相应于不 超过比例界限点的地基压力值，即允许承载力。 4、地基处理后的承载力的修正 地基处理包括：换填垫层、微型桩、水泥搅拌桩等，经处 理后的地基，当按地基承载力确定基础底面积及埋深需要 对地基承载力特征值进行修正时，应注意以下规定。 （1）基础宽度的地基承载力修正系数应取零（不修正） 。 （2）基础埋深的地基承载力修正系数应取1.0（修正）。 5、地基处理中的换

30、填垫层 （1）、适用范围 各类浅层软弱地基，当在建筑范围内上层软弱土较薄， 则可采用全部置换处理。对于较深厚的软弱土层，当仅用 垫层局部置换软弱土时，下卧软弱土层在荷载下的长期变 形可能依然很大。例如，对较深厚的淤泥或淤泥质土类软 弱地基，采用垫层仅置换上层软土后，通常可提高持力层 的承载力，但不能解决由于深层土质软弱而造成地基变形 量大对上部建筑物产生的有害影响；或者对于体型复杂、 整体刚度差、或对差异变形敏感的建筑，均不应采用浅层 局部置换的处理方法。 对于建筑范围内局部存在松填土、暗沟、暗塘、古井、古 墓或拆除旧基础后的坑穴，均可采用换填法进行地基处理 。在这种局部的换填处理中，保持建筑

31、地基整体变形均匀 是换填应遵循的最基本的原则。 开挖基坑后，利用分层回填夯压，也可处理较深的软弱土 层。但换填基坑开挖过深，常因地下水位高，需要采用降 水措施；坑壁放坡占地面积大或边坡需要支护；以及因此 易引起邻近地面、管网、道路与建筑的沉降变形破坏；再 则施工土方量大、弃土多等因素，常使处理工程费用增高 、工期拖长、对环境的影响增大等。因此，换填法的处理 深度通常控制在3米以内较为经济合理，国家行业标准 JGJ79-2002：0.5mhs3m；上海标准DB08-40-94： 1.0mhs3m。 大面积填土产生的大范围地面负荷影响深度较深，地基压 缩变型量大，变形延续时间长，与换填垫层法浅层处

32、理地 基的特点不同，因而大面积填土地基的设计施工应另行按 国家现行有关规范执行。 换填垫层法常用于处理轻型建筑、地坪、堆料场及道路工程等 。 采用换填垫层全部置换厚度不大的软弱土层，可取得良好的 效果；对于轻型建筑、地坪、道路或堆场，采用换填垫层处理 上层部分软弱土时，由于传递到下卧层顶面的附加应力很小， 也可取得较好的效果。但对于结构刚度差、体型复杂、荷重较 大的建筑，由于附加荷载对下卧层的影响较大，如仅换填软弱 土层的上部，地基仍将产生较大的变形及不均匀变形，仍有可 能对建筑造成破坏。因此，采用换填垫层时，必须考虑建筑体 型、荷载分布、结构刚度等因素对建筑物的影响，对于深厚软 弱土层，不应

33、采用局部换填垫层法处理地基。对于不同特点的 工程，还应分别考虑换填材料的强度、稳定性、压力扩散能力 、密度、渗透性、耐久性、对环境的影响、价格、来源与消耗 等。当换填量大时，尤其应首先考虑当地材料的性能及使用条 件。此外还应考虑所能获得的施工机械设备类型、适用条件等 综合因素，从而合理地进行换填垫层设计及选择施工方法。对 于承受振动荷载的地基不应选择砂垫层进行换填处理。 （2）换垫材料 JGJ79-2002：砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、砂渣、 其它工业废渣、土工合成材料等。 DBJ08-40-94：砂（或砂石），干渣、粉煤灰等。 DBJ08-40-94第3.2.7条：“砂垫层应采用中、粗砂，

34、经 振密达到质量要求后，砂垫层容许承载力宜通过现场试验 确定，对一般工程而无试验资料时可取150200KPa，且 应满足软弱下卧土层的强度与变形要求”。 砂石垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定。南通地区 常用1:1、3:7、4:6砂石垫层的承载力要远远高于设计要求 ，由于同一结构单元下地基特性相差太大，土层软硬不匀 ，故对控制沉降、地基在地震下变形的差异以及上部结构 各部分地震反应差异的影响，均是十分不利的。 因此，南通地区一般地基采用换土时，砂石垫层中的石子 比例不能过高，尤其是当地基承载力较小（如 fak130KPa）时，则宜采用砂垫层。因施工原因，即使 采用砂石垫层，石子比例要尽量减小，

35、如砂石比例为9:1 或8:2即可。 DBJ08-40-94第3.2.16条：粉煤灰垫层具有遇水后强度 降低的特点，当无试验资料时，对压实系数c=0.90 0.95的浸水垫层，其容许承载力可采用120200KPa，当 应满足软弱下卧层的强度与地基变形要求。 粉质粘土（素土垫层过去常用fak=120KPa）垫层因常 受天气、季节、施工因素影响，目前应用得不多。 6、挤土桩在砂性土中的挤密效应及单桩竖向承 载力问题 大量工程实例表明，无论是静压还是锤击沉桩，在砂性土 （砂土和粉土）中的挤密效应是十分明显的。在群桩中桩 间距在（3.03.5）d的挤密效应要比（4.05.0）d以上 显著，方桩要比管桩的

36、挤密效应显著。 挤密效应的显著特征：沉桩困难，单桩竖向承载力提高。 根据岩土工程勘察报告提供的参数，按一般规范公式计算 单桩承载力有时要小于实际承载力，这从大量的静载试验 及工程桩完成后的承载力检验中得到证实。 试桩根据荷载沉降（QS）曲线，或桩顶总沉降 量来确定单桩竖向极限承载力（过去常说的“破坏”性试验 桩不确切）。单桩承载力的大小与“先打后试”、“先试后打 ”有关；与试桩部位有关；与试验时间有关。 承载力检验工程桩完成后应进行单桩承载力检验（强 制性条文），承载力检验与试桩两者概念不同。承载力检 验只要求加载至满足设计要求为止，它对每一个桩基工程 均是必须进行的。而试桩并不是每个工程都要

37、进行的，须 进行试桩的工程为： GB50007-2002 地基基础设计等级为甲、乙级； JGJ94-94 一级桩基；无参照的试桩资料或地质条件复杂 时的二级桩基。 北京市建筑设计技术细则中对单桩承载力的规定，完全体 现了上述原则。它规定： （1）如选用的桩型为本地区已有较多经验之桩（例如预 制打入桩），当勘察单位经验丰富、数据可靠时，可直接 按勘察报告提供之参数计算数值取用，不一定需做桩的静 荷载试验。 （2）如所选用的桩型，过去工程经验较少，则应通过桩 的静荷载试验，取得可靠数据。 （3）大型工程所采用的桩，宜根据桩的静荷载试验，确 定桩的承载力。 另外，在选择沉桩方式时，必须考虑场地表层土

38、情况，特 别是薄壁管桩在较软的场地内，静压容易出现桩头及桩上 部区域断裂等质量事故。周围环境许可时，以锤击法为宜 。 7、钻孔灌注桩后压浆技术 近年来，钻孔灌注桩后压浆技术发展较快，已在许多高层 建筑中应用，效果较好。采用此技术，不但桩承载力有较 大提高，而且沉降量也减少（例如：北京现代城40多层） 结构封顶时，最大沉降量仅为25mm）。 钻孔灌注桩的缺点为（1）桩端虚土无法清除干净导致沉 降较大；（2）由于在水下浇灌砼，须采用泥浆护壁技术 ，因此桩侧摩阻力减小，由于此两点，使桩的承载力不能 充分发挥。 本技术的基本原理为： 当桩成形，桩身砼达到一定强度后，由预埋在桩身内之导 管，向桩端压送高

39、压水泥砂浆。此砂浆首先将桩端虚土压 密实，然后沿桩身周围内上升，直至地面。这样，桩端的 承载力可大大提高，桩身周围的摩阻力也可提高不少。 根据中国建研院地基所的压桩试验结果，采用后压浆技术 可以将桩的承载力提高50%以上，经济效益很好，还可减 少桩的沉降。 采用后压浆技术，还有一个优点，就是可以利用后压浆的 预留孔检查桩身砼的质量。过去常用小应变方法检测桩身 质量，但当桩径和自重较大时，小应变法就可能不准确。 此时，可利用桩身预留孔放入超声波探头，以检验桩身质 量。当桩直径为800mm左右时，预留2个孔即够。直径大 于1m时，宜预留34个孔，以备超声检查。 采用此法时，应注意桩承载力的提高，不

40、能超过桩身的承 载力。 8、大底盘地下室的地基处理 目前，一般情况下大底盘地下室均不设置永久性缝，也就 是地下室连成整体，上部按实际情况设置防震缝，形成各 个独立的结构单元。因此，要求地下室部分的地基处理不 管上部是高层（主楼），还是多层（裙楼）均是一致的， 即要么均采用桩基，要么均采用天然地基或复合地基。只 有当地下室分缝时，才可采用各自不同的地基处理（这一 点与北京统一技术细则不同）。 对设有地下室，上部一般的商住楼在1213层时，若 fak140KPa时，可采用天然地基（承载力考虑深度，宽 度修正），不需要打桩。但是当地下室平面在与上部结构 平面相差较多、偏心较大时，从强度方面考虑可不需

41、打桩 ，而从控制沉降方面考虑，宜设置一定数量的桩。 9、桩、土、基础及上部结构（刚度）共同作用问 题 尽管现行GB50007-2002正式条款中未提及桩、土、基础 共同作用问题（在相应的条文说明中有表述），但在地基 土较好的情况下桩、土共同作用是实际存在的。桩土分担 比例因工程不同而不同。在设有地下室的桩基工程中，若 考虑桩、土共同作用，且考虑基础及上部结构刚度贡献则 可大大减少桩数和基础配筋量，经济效益十分可观（除了 规范外，国内大量的学术刊物和学术会议上均有介绍）。 但应注意：考虑桩、土共同作用后，基础的沉降量要大一 些，故需满足规范和使用要求即可。这方面在南通有许多 成功经验的工程实例。

42、 10、桩长对基础沉降的影响 较长的桩沉降小，较短的桩沉降大。对沉降比较敏感的建 筑，如果地基土分布中间存在软土夹层，且若设计较短桩 的桩端距该土层较近，则宜穿过软土夹层，以有利于控制 沉降。 11、复合地基问题 （1）水泥土搅拌桩在南通推广使用已有近20年了，应该 有比较熟的经验。它分为深层搅拌桩（湿法）和粉喷桩（ 干法）。其承载力大小与施工有很大的关系。例如，桩间 土承载力折减系数的取值相差很大=0.10.4(未修正)， =0.50.9（修正）。需要特别指出的是，在对局部暗河 （浜）处理时，应严格控制水泥掺量，增加过多的水泥掺 量往往造成地面隆起，危及临近建（构）筑物的不良现象 。粉喷桩因

43、水泥计量问题，在一些地方使用受到限制。目 前应用最广的是深基坑支护上。 （2）、微型桩 南通自己命名的复合地基，尽管没有现成的规范、规程可执 行，但在本地区应用很广，也很成功，积累了较为丰富的实 践经验，故建议编一个地方规程，上升到理论高度，供设计 和施工图审查使用。 （3）、CM三微高强复合地基 CM三微高强复合地基可根据江苏省工程建设推荐性技术规 程CM三维高强复合地基技术规程苏JG/T021-2006设计 。 “C”桩刚性桩：除了能提高承载力外，还主要控制沉降 ，“C”桩长度较长，可以是素砼桩、预制砼桩、预应力管桩 、碎石桩等。 “M”桩亚刚性桩：长度较短，可以是水泥土搅拌桩、水 泥砂浆

44、桩等。 “C”桩和“M”桩在基础范围内交叉布置。其承载力与“C”桩持 力层的承载力有较大关系，可达fspk=200300KPa，目前 南京地区用得较多。 12、复合载体夯扩桩 国家行业推荐性标准JGJ/T135-2001正式发布在2001年底 ，已经有6年了，但在南通推广还是去年开始的，作为一 种新的桩基，无论是认识还是经验都有一个过程。从目前 来看，在南通地区的一些地质条件还是适合的，它的承载 力大小关键在于控制最后三击贯入度。 另外由于桩身长度短，桩周摩擦力小，桩端下部为夯实填 充料和干硬性砼，其抗拨承载力不高，如采用它作为抗拨 桩应慎重，须采取相应的措施。 四、住宅工程中的地基基础问题

45、为了控制住宅工程设计和施工质量，去年至今年，国家及 省陆续出台了几本规范及标准。 1、住宅工程质量通病控制标准DGJ32/J16-2005 （1）同一结构单元不应采用多种类型的地基基础设计方 案（如天然地基、地基处理、摩擦桩、端承桩等），当必 须采用两种或两种以上地基基础方案时，应采取设置沉降 缝等措施控制差异沉降。 （2）建筑物地基基础采用桩基时，同一结构单元桩端应 置于同一地基持力层上。 （3）桩基（地基处理）施工后，应有一定的休止期，挤 土时砂土、粘性土、饱和软土分别不少于14d、21d、28d ，保证桩身强度和桩围土体的超孔隙水压力的消散和被扰 动土体强度的恢复。 （4）桩基（地基处理

46、）工程验收前，按规范和相关文件 规定进行桩身质量（地基强度）、承载力检验。检验结果 不符合要求的，在扩大检测和分析原因后，由设计单位核 算认可或出具处理方案进行加固处理。 （5）水泥土搅拌法不应用于泥炭土、有机质土、塑性指 数IP大于25的粘土、地下水具有腐蚀性的土的处理。无工 程经验地区必须通过现场试验确定其适用性。 2、江苏省住宅设计标准DGJ32/J26-2006 （1）住宅结构地基基础设计时应取用合格的岩土工程勘 察文件，对不利地段，应提出避开要求或采取有效措施， 严禁在抗震危险地段建造住宅建筑。应综合考虑主体结构 类型、地域地点、抗震设防烈度和施工条件等因素进行地 基基础设计。 3、住宅建筑规范GB50368-2005 （1）同DGJ32/J26-2006 （2）基坑开挖及其支护应保证其自身安全及其周边环境 的安全。 （3）桩基础和经处理后的地基应进行承载力检验。 谢 谢！