预应力混凝土管桩基疑问大全

《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008

常用桩型及有关疑难解析

戴筛肄馏遵仓雏急麦若铲诵渺匙淘完址网顷主拟都童揭仕溉殖冒脯围邱匪预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全目录

一、人工挖孔嵌岩桩

1、概述

2、竖向受压承载力性状

3、工程桩检测

4、某工程案例解析

二、预应力混凝土管桩

三、后注浆灌注桩

四、地下水与抗浮设计

五、两类共同作用与变刚度调平设计

六、桩基础的抗震设计（液化土中的桩基设计）

七、常见问题释疑

逗锐改氢葬灸吻慰略苑伎虚拓涛磅竭匿低仆冀右暮勋宽臼趣著殿令窜湿恕预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全二、预应力混凝土管桩随着施工技术发展和经验积累，近些年管桩从沿海软土地区向内陆非软土地区蔓延，由低烈度区向高烈度区蔓延。同时也出现了不少工程事故，设计及施工应掌握其中原理并积累相关经验以有利于该桩型的发展。1、按挤土程度分类 与混凝土灌注桩比较，预应力管桩无泥皮、沉渣，从这个角度讲，其单桩竖向承载力应比灌注桩高，但管桩是挤土施工，不可避免的扰动原状土、使地下水渗流变化、破坏整个场地原有的应力场，使之失衡，从而导致诸多工程问题。由于挤土效应这是管桩工程事故较多的原因之一。因此有必要根据挤土程度分类： （1）挤土桩：闭口管桩 （2）部分挤土桩：开口管桩，引孔施工的管桩 （3）非挤土桩

重战褥框茎葬拿案划氧辊湘霄饵沿衍追魁夸花痴盔福内憾湿峰姬洗你势伴预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全 一般而言，（1）如果选择管桩，那么在有条件的场地（地区）应使用部分挤土桩（2）用大口径空心桩（3）长桩，这能较大程度上减少挤土效应；同时在一定程度上保留了管桩侧摩阻力和端阻力较灌注桩高的优点。挤土量的比较坝魁褒货欢吐厌豁批受乞扭余柜蚊防呢块怪愈咬悦换诲对蜗啄卯奥纯褪调预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全2、挤土施工场地土的影响挤土施工将在引发场地土在施工期间发生以下变化：（1）扰动原状土体。对于高灵敏度的软土，可能破坏土体结构；（2）饱和软粘土中引起较高超孔隙水压力，对周围设施产生不利影响；（3）改变场地渗流规律。大面积挤土施工当沉桩速率过快将改变原有渗流规律，使得水压力发生变化。（4）土体偏离原位，朝场地外扩展，同时场地隆起。

土体位移及引发的破坏将调蒂廉运桂谩骄位奶壕篆味傣狰棱铁错密惜急犯二绊场栽恩雹础饿靡羹预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全冀澄垫颠销献载缮九博少微省承桃慢庐积悬播扩催芥媒茅斗彤淬浓协哨蘸预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全3、场地土变化对桩基础沉降及承载力的影响桩基础工程中是通过考察桩基承载力、沉降量以及施工期间土体位移来评价桩型选择的合理性，因此可以将场地土变化对桩基础沉降、承载力及施工期间对周围环境的影响称为挤土效应。（1）挤土对桩基试桩承载力的影响突变型（桩端脱空）陡降型预应力混凝土管桩的静载荷试验Q-s曲线多数（除桩端嵌岩以外）呈现陡降型的特征，这与（1）预应力管桩应用的场地多为软土有关（2）可能与桩直径较小有关。闭狄佑循氖订存卒辜痒绑碾冤宋买情执纲彝栽冯卞矽阅捌顺碳桩甭褥伊受预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩竖向抗压承载力的计算及说明当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定敞口预应力混凝土空心桩单桩竖向极限承载力标准值时，可按下列公式计算：此公式计算基于以下假定（1）土体未扰动，桩与土体紧密接触，故侧摩阻力较泥浆护壁的高。（2）桩端与持力层紧密接触，土塞效应方能发挥。（3）未计入土体再固结形成的侧摩阻力增强效果。挤土恢复的时效性是双刃剑。随着时间推移，场地土恢复稳定，但这个时间可能长达一至数年。在这个过程中虽然侧摩阻力增加，但是沉降也在增加。设计提高基桩承载力那么桩数将减少，导致实际总沉降增加；同时由于再固结可能导致承台底脱空，那么荷载全部由桩承担，也可能额外增加沉降。逼腋谎躯蹭挝寨唾啃檀茹将锤误轮干轧锦溃凛蛛粱升葛刃辗往伎茬丹弯孟预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全土的名称土的状态qskqpkl≤99<

l≤1616<

l≤30l>30(压实)填土22～30淤泥14～20淤泥质土22～30黏性土流塑IL>124～40软塑0.75<IL≤140～55210~850650~14001200~18001300~1900可塑0.50<IL≤0.7555～70850~17001400~22001900~28002300~3600硬可塑0.25<IL≤0.5070～861500~23002300~33002700~36003600~4400硬塑0<IL≤0.2586～982500~38003800~55005500~60006000~6800坚硬IL≤098～105红黏土0<aw≤113～320<aw≤0.732～74粉土稍密e>0.926～46中密0.75≤e≤0.946～66950~17001400~21001900~27002500~3400密实e<0.7566～881500~26002100~30002700~36003600~4400粉砂稍密10<N≤1524～481000~16001500~23001900~27002100~3000中密15<N≤3048～661400~22002100~30003000~45003800~5500密实N>3066～88预应力混凝土管桩qsk,qpk牧迄扬堵拨鬼户矛谗蝴甥她恕亦忧臃圾位栏伴阶愤讼饼孩钻掠矣勺侯淄螺预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全土的名称土的状态qskqpkl≤99<

l≤1616<

l≤30l>30细砂稍密10<N≤1524～48中密15<N≤3048～662500~40003600~50004400~60005300~7000密实N>3066～88中砂中密15<N≤3054～744000~60005500～70006500~80007500~9000密实N>3074～95粗砂中密15<N≤3074～955700~75007500~85008500~100009500~11000密实N>3095～116砾砂稍密5<N63.5≤1570～110中密(密实)N63.5>15116～1386000~95009000~10500圆砾、角砾中密、密实N63.5>10160～2007000~100009500~11500碎石、卵石中密、密实N63.5>10200～3008000~1100010500~13000全风化软质岩30<N≤50100～1204000~6000全风化硬质岩30<N≤50140～1605000~8000强风化软质岩N63.5>10160～2406000~9000强风化硬质岩N63.5>10220～3007000~11000丁牧怀天酉去希徊烛莉璃翔捕娠撞巷从尼肘栓疾整皂污户椰迟釜歌沪乞锈预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全（2）挤土对桩基沉降的影响建筑物关注的是桩基长期沉降量。沉桩结束后，孔隙水压力逐渐消散，土体再固结，建筑物随之下沉；对于土层分布比较均匀的场地，再固结在平面内较均匀，将不增加建筑物两点间差异沉降，但对建筑物总沉降产生较大影响。腹斯祝易诣嗅尿砰坑疼斟梁站繁钢玲刨贴礁雀鲸故咱坯舒棘唐严猩坚嗅考预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全饱和土中采用预制桩（不含复打、复压、引孔沉桩）时，应根据桩距、土质、沉桩速率和顺序等因素，对按等效作用分层综合法计算的沉降乘以1.3～1.8挤土效应系数，土的渗透性低，桩距小，桩数多，沉桩速率快时取大值。阀豺酱沈淀说掠涕语闭混辐巾丘扰呐待魁啥暴香迂祸鲁弦熙全计迎难入圭预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全天津某工程沉降实测资料住宅，地下1层，地上9层，异形柱剪力墙结构，预应力管桩。上图为竣工时沉降。Smax=39mm秒磋歼饶肌擞毛索碾臂痉咕弊骆而离殿酚孺钻藐藻伦溉旷锐强愿澎湾蛤概预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全住宅，地下2层，地上27层，剪力墙结构，灌注桩后注浆。上图为竣工时沉降。Smax=17mm上面两栋楼位于同一小区。虽然桩基础提供了等效的承载力，但沉降差别相当大。可见荷载量大并不是产生大沉降量的主要因素，主要还是挤土效应。酋窟援魂写底佳宜兢焦荚奉赠钻肮熔蒲嫡吩酶瑞才房预蘸景柠偿套锡锻斡预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全4、减小挤土效应的措施（1）设计措施：增大基桩的最小中心距土类与成桩工艺排数不少于3排且桩数不少于9根的摩擦型桩桩基其他情况非挤土灌注桩3.0d3.0d部分挤土桩3.5d3.0d挤土桩非饱和土4.0d3.5d饱和黏性土4.5d4.0d钻、挖孔扩底桩2D或D+2.0m(当D>2m)1.5D或D+1.5m(当D>2m)沉管夯扩、钻孔挤扩桩非饱和土2.2D且4.0d2.0D且3.5d饱和黏性土2.5D且4.5d2.2D且4.0d夷钓拍早净偷央饼方搂纺策甫葡椰孙辞夷玄逸螟腥畦挤桔仍迂挛继颂腥痈预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全（2）施工措施：1）可用预钻孔来减少排土量。预钻孔孔径可比桩径（或方桩对角线）小50～100mm，深度可根据桩距和土的密实度、渗透性确定，宜为桩长的1/3～1/2；通常预钻孔深度范围内地基土体内的超孔隙水压力可减小40%~50%，地基变位可减小30%~50%。2）应设置排水措施，如袋装砂井或塑料排水板，可提高土的在施工期间的压缩性。袋装砂井直径宜为70～80mm，间距宜为1.0～1.5m，深度宜为10～12m；塑料排水板的深度、间距与袋装砂井相同；其目的是改善地基土的排水特性，加快孔隙水压力的消散，防止砂土液化。孜俘刑巷蓖效蝉腻燎拽拭星信酞伶蹿牛承冰洋留陵厌郡辨蛋杨磊岁度歪兰预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全3）可在沉桩区内外开挖地面防震沟或应力释放孔，并可与其他措施结合使用。防震沟沟宽可取0.5～0.8m，深度按土质情况决定；可减小浅层土体的挤土效应，对于深基坑效果有限。4）管桩施工不能抢工期。应限制每天的沉桩数量（即打桩速率），合理安排沉桩流程，使得超孔隙水压力能及时消散；在软黏性土中，沉桩速度过快，不但显著增加水压力、地基土变位，还可使得邻近土体剪切破坏。施工顺利则影响水力梯度的大小和方向。实测表明，地基变位方向与沉桩施工方向一致。5）沉桩结束后，宜普遍实施一次复打，使桩端置于持力层上，能充分发挥桩端土体承载力，还可随时间增长；且膘拷侯弄侍渺韶苞渔犹簇俩亿涎超惭修滑瘦坝热价契寨值扦涩朗炯吝保预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全（3）基坑开挖1）基坑开挖前应对边坡支护型式、降水措施、挖土方案、运土路线及堆土位置编制施工方案，若桩基施工引起超孔隙水压力，宜待超孔隙水压力大部分消散后开挖。2）基坑施工顺序宜先深后浅。场地土允许的地区应先开挖基坑，后沉桩。3）挖土应均衡分层进行，对流塑状软土的基坑开挖，高差不应超过1m。4）挖出的土方不得堆置在基坑附近。5）机械挖土时须避开桩位，行进路线须避开桩位且距离桩位一定距离，否则应采取其他措施确保基坑内的桩体不受损坏。（4）施工监测1）对于挤土预制桩和挤土灌注桩，施工过程均应对桩顶和地面土体的竖向和水平位移进行系统观测；若发现异常，应采取复打、复压、引孔、设置排水措施及调整沉桩速率等措施。2）沉桩过程中应加强邻近建筑物、地下管线等的观测、监护。境牛孝滔片砷预黔纵测腮武韧懈仙佃茂儡得福避蠕奋宿筏困茹松理缆匪汰预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全（5）预应力管桩施工常见问题及处理措施1）平面偏位，桩身完整性为I、II类。措施：处理承台。尤其对一柱一桩和二桩的情况。（见武汉某工程实例）2）桩身开裂，对水平承载力有影响。措施：（a）灌芯（b）补桩（！！！）。（见唐山某项目）3）桩端未到设计标高（桩长未满足设计要求）。措施（a）预钻孔（b）保留该持力层。处理类似问题应着眼于对承台和上部结构的影响：（a）承台内力与原设计不同；（b）建筑物沉降可能不均匀。最婚生踪拢庶溅琵习叉哀甸慢咐竹炎酝涂诀备彪秦层趁磺皮魁调托惠娃授预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全4）沉桩终压力与设计不符（沉桩终压力Rsm与极限承载力Quk关系按地区经验较为真实）。终止压力与土层分布特性密切相关，应注意当地土层分布特点。（a）（b）（c）规范：最大压桩力不宜小于设计的单桩竖向极限承载力标准值，必要时可由现场试验确定，可根据地区静压经验确定。剃崭炮腹房品淀逊垄坯竭托计麓累氖慷涵已翅亿砧秉智豫怯襟兢笔宅怠言预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全5、预应力管桩的桩身承载力与施工工艺系数计算模式(1)当桩顶以下5d螺旋式箍筋间距≤100mm时N≤ψcfcAps+0.9fy’As’(5.8.2-1)(2)当桩身配筋不符合以上规定时N≤ψcfcAps(5.8.2-2)混凝土预制桩、预应力混凝土空心桩ψc=0.85；考虑到预应力钢筋对混凝土的预加应力，实际取ψc=0.7~0.75；（见新编《预应力管桩规程》），当前按图集《预应力混凝土管桩》取值（0.7）即可。蝎姻其钧择插听吕力幻秉葱业成屈硼闻主处殉僳韧熊鸡渍栓涛娘懊崩声窥预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全6、预应力管桩的水平承载力（双控：位移和抗弯承载力）（1）按位移控制预估：（2）单桩水平静荷载试验：根据配筋率确定取值方法。①大配筋率由位移控制，取6或10mm位移对应荷载的75%。②小配筋率由桩身抗弯强度控制，取临界荷载的75%。（3）位移满足前提下，验算桩身抗剪承载力建筑工程中的预应力管桩基础，在水平荷载作用下计算位移较小，可认为水平承载力有桩身承载力控制，主要指桩身抗弯承载力。通常基桩在水平荷载作用下以弯曲破坏为主，因此仅验算抗弯承载力即可；当需要验算空心截面的抗剪承载力，《混凝土结构设计规范》无明确规定。级挚庇古釜饲拒硕婴漫惶祷蝇早把奇灌蹲塔笆炯盂溪旅薯霖门蜀瘁瘤韧锯预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全7、剪力墙下布置预应力管桩要点（1）剪力墙下布桩与承台设置对于钢筋混凝土剪力墙下布桩的问题，应重点把握以下几点：1）应尽量做到剪力墙下布桩。剪力墙自身具备极大抗弯刚度，可视为承台；

2）地震作用下剪力墙承受巨大的倾覆弯矩，因此在较长的墙肢两端应布置基桩，如图；批夺卢契阿绳切藐稍炒昌候熬漫奴恤毡仇贞釉河铺梧贺愤骇堪仍私税烧觉预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全3）多层剪力墙结构未设置地下室时，考虑钢筋锚固和施工方便以及局部受压的问题，宜设置条形承台梁，如图（a）。4）多层剪力墙结构设置地下室时，若采用墙下布桩，则抗水板常取200~250mm，此时可参考图（a）设置条形承台梁；当抗水板厚达400mm时，则可在墙下设置暗梁（图（b））。5）高层剪力墙结构，常因基础埋深要求设置地下室且由于要承受基底反力，筏板厚度不小于400mm，此时按图（b）设置暗梁即可。

（a）（b）剪力墙下条形承台梁构造告财垒羊室钟离蠢斌象溢描圃递存遭粪孩闰氛哑莉俯钓防撮瓮菜航洋贸西预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全（2）短肢剪力墙下布桩的合理化建议上部结构采用短肢剪力墙而又不能墙下布桩，按荷载重心与桩群形心重合的原则，工程中常常形成类似图（a）的布桩模式，致使承台的抗冲切承载力、抗剪切承载力以及弯矩计算都极为困难。

（a）未优化设计晒芥末捅朔菜桔磐婪灵拳珍褥谓敖曹尚国颓开鳃惨蕾帝文赂锡枷杰翠缴镀预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全工程师在进行结构设计时即应当预见到这种情况，从而采取有效措施。1）选择承载力更大的桩型。根据调查发现，出现上述不利情况的多数采用预应力管桩，管桩桩长有限，承载力低，需要桩数多，桩距要求也大，自然无法做到墙下布桩。因此选择灌注桩，增加桩长，再用后注浆提高承载力，自然能墙下布桩，如图（b），严格的说此时荷载重心与桩群形心并不重合，但由于结构刚度参与及承台—基桩变形协调后，会重新获得平衡。实践证明，这种方式也具有更好的经济性。2）按复合桩基设计。当地基土质较好，可考虑按复合桩基设计（c），如15层的剪力墙结构，总荷载225kPa，地基土承载力特征值140kPa，承台效应系数取0.6，那么可减少桩数37%，原5桩承台可按3桩承台设计即可，此时筏板厚度应满足冲切承载力要求。（b）加大基桩承载力（c）按复合桩基设计啡蓄抠威伊哆财虎谁泡秧疫风泉贿尾相尽霞汞赏狼休柳姜背有泼女绍踪滩预应力混凝土管桩基疑难大全预应力混凝土管桩基疑难大全3）补充墙肢，使原结构墙肢加长，便于墙下布