岩土工程不确定性的风险及控制三

岩土工程不确定性的风险及控制

（以桩的承载力

和变形为例）xx岩土工程勘察设计研究院有限公司

xx年xx月提纲引言沉桩因素对承载力影响二沉桩因素对变形的影响三结论与建议四五一施工控制措施一、引言岩土是自然地质历史的产物，具有其独特性和变异性，岩土由三相组成，三相间的不同比例关系及其相互作用，使岩土形成了极其复杂的物理力学性质，它的变异性、不连续性和多相性造成岩土的强度、变形和渗透三大工程问题。由于岩土材料表现出极大的不可知性，使岩土工程充满了风险和挑战；一、引言岩土具有以下的特殊性：土层与地下水分布的不确定性；现场与实验室的岩土指标的不一致性；现场原位应力与孔隙水压力的不确定性；外加荷载及其分布的不确定性；岩土材料性质的复杂性计算理论和方法的不确定性。一、引言

岩土工程工作的原则

岩土是自然产物，不同与钢筋砼，应采用工程地质观点对待岩土工程问题，必须掌握岩土的性状，懂得岩土性质指标的物理意义、用途和限制；能结合工程特点采用相应勘探测试技术揭示地层，以充分认识钻探取样和原位试验试验带来土体的物理力学性质方面的变化；提倡应用类似地质条件的工程经验，判别数值计算结果的误差和幅度，必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则。

一、引言岩土工程师应具备的能力

(1)技术人员素质提高，根据市场需求调整或增加专业设置，改变以往的单项、附属性专业面，使其成为具有相当广度和理论、深度和丰富实践经验。

(2)在软硬件条件上,计算机技术的飞速发展为复杂的岩土工程分析和检测提供了强大的工具支持：模拟预测、信息化设计与施工、人工智能专家系统、检测与物探测试发展，使岩土工程师有可能更加科学和可靠地对工程问题进行较深入的定量和定性分析判断。

(3)树立“为顾客增值”的产品质量观，并通过这一观念增强企业的市场竞争能力，即岩土工程工作成果应该能够尽快能使顾客在保障建设工程安全的前提下节约其投资。

一、引言岩土工程技术水平发展

岩土工程勘察、设计、施工与监测是岩土工程的一个完整体系，不可分割。合格岩土勘察工程师必定是一个合格的岩土设计工程师；岩土施工对设计方案能否实现，其影响极大，至关重要。监测手段是对岩土设计参数和结果的验证，同时对重大和复杂工程信息化施工和调整设计参数的依据，并能有效及时采取相应措施以确保工程安全。因此，岩土工程师以勘察为实践的根本（获得岩土资料和认识土性），设计是实践的基础（使用这些资料），施工是实施结果，监测是对以上验证并获得原型参数，重新认识岩土性状的过程。通过四个阶段实践，是飞跃式的上升。

一、引言以桩的承载力和变形为例桩的承载力及变形特性随工程经验和不断认识，其尚未认识问题及其影响因素越来越复杂，需不断地深入研究并重新认识；一、引言荷载特性

地基土特性

桩型及桩身强度

进入持力层深度

沉桩顺序及速率

影响单桩承载力和桩基变形因素布桩面积系数

……二、沉桩因素对承载力影响

1.不同沉桩方式（预制桩300×300

L＝24m，饱和粘性土地基）－静力压入法S1－振动法S2

R1/R2=1.67二、沉桩因素对承载力影响

2.不同桩尖设置（PHCAB400，L＝39m饱和粘性土地基,休止期40天）－静力压入法R1/R2=1.66二、沉桩因素对承载力影响

3.不同钢靴（PHCAB600）－静力压入法R1/R2=1.57二、沉桩因素对承载力影响4.试桩边界条件不同（松江）钢筋混凝土方桩:250×250L=24mRk=720KN(工程前试桩）300×300L=24mRk=420KN(工程桩试桩）－静力压入法R1/R2=1.71二、沉桩因素对承载力影响

5.桩身质量（PHCAB600)－锤击法R1/R2=2.50二、沉桩因素对承载力影响

6.桩身质量（钢筋混凝土方桩200×200，L＝8m）－锤击法R1/R2=1.63二、沉桩因素对承载力影响

7.挤土引起桩顶回弹（PHC

AB600，硬粘性土地基）－静力压入法二、沉桩因素对承载力影响

8.沉桩速度过快（PHC

AB400

95

36m)三节桩，节头脱节－静力压入法二、沉桩因素对承载力影响

9.连续沉桩，沉桩过快（PHC

AB600

110

68m5节桩，软粘性土地基）－锤击法施工D800

1.3cm/10击二、沉桩因素对承载力影响

9.沉桩休止期不同土质、不同桩型、不同尺寸的桩承载力时效试验观测结果，得到单桩极限承载力比初始值增长约为40～400%，达到稳定值所需要的时间由几十天到数百天不等,在软饱和粘性土地基中尤为明显。二、基沉档桩因巾素对亮承载餐力影通响9.沉桩塞休止灾期对于左桩周痕的土有体，顷根据茎扰动剖程度诊的不奔同可辩分为泉三个抢区域偶：紧薯贴于苹桩身规表面搬的结彻构完龄全破贵坏的举第Ⅰ区（烤完全痛扰动婶区）码、保卡持原寒状的桐第Ⅲ区（热未扰套动区妖）和呼界于肺二者板之间围的第Ⅱ区（昼部分胞扰动录区）桩打趣（压棋）入圈粘性嫩土中予，主兼要在鹅两方处面改歼变了梯地基锈土的霞状态绩：一舒是破暴坏了苹地基涨土的吧天然委结构短；二跪是使聚土受辨到急挥速挤妖压，厚造成桌孔隙工水压较力急阿剧上借升，赔有效帆应力糠减小而。两宾种作存用都赞使得冶桩周沟土（望包括泥桩端羊土）匪的强钟度大锈为降听低，颗因而显桩周我摩阻永力和杏桩端行阻力宝都处戚于较互低的喘应力役水平病。随监着时乌间的锋推移俊，这辣两者申的情大况都溉在不喜断地著变化评，桩阶的承捧载力潮也随只之增可长。大量脚的静失载试衡桩资医料表纪明，xx地区膛软粘堪土中曲钢筋藏混凝瞧土预拜制桩策在沉磨桩后存，随鸣着时悦间的商推移量，其贿极限盈承载绢力有吐大幅拍度的州提高肥。单螺桩极寸限承鹿载力真增长酒的速蝇度和停幅度碎受土炮层条孝件及纲有效先桩长挨等的鹊影响惹很大黎。根据盲研究祝，可杠采用逼迭代奥法回躬归分扁析能予充分筛考虑膊同一往工程悄桩在汤不同撑的休璃止期胀静载衫试桩衬极限荐承载惭力间观的内复在联悉系对绞单桩疗极限话承载允力增盾长规益律的灾代表骑性；熄也可原采用亩根据季不同闹土层投单桩朴后期杠极限键承载笑力的跨变化门规律扇预测固，预种测精锯度可闻以满倘足工斑程要针求。三、绩沉厚桩因衔素对碎桩基五沉降伍量影浇响1.不同帮加荷反速率集影响

建

筑

物

性

质

层数与高度基础尺寸(m)结构类型基底有效附加压力（kPa）28层34×21Be=26.5剪力墙386桩型及规格(予制桩）（m)桩尖入土深度(m)单桩容许承载力（kN）桩数0.50×0.50×3540.21900162根三、庆沉懒桩因穷素对纯桩基贩沉降词量影底响1.不同激加荷抱速率月影响布桩截面积洞系数a=丽5.篮8%12号房倦：平均讯沉桩邮速率K＝7根/日竣工市时间t=淡1.童9年沉桩男后约2月基蚊础施薪工13号房册：平均彼沉桩编速率K＝8根/日竣工当时间t=斯1.旅2年沉桩盏后约1.艇5月基眉础施占工结果易：S1夸3/箭S1侄2=吵1.科5三、停沉穴桩因物素对独桩基牢沉降毕量影宁响2.沉桩虏后的肢不同娇休止霞期影塔响

3.建

筑

物

性

质

层数与高度基础尺寸(m)结构类型基底有效附加压力（kPa）18层33×17.5Be=24剪力墙243桩型及规格(予制桩）（m)桩尖入土深度(m)单桩容许承载力（kN）桩数0.45×0.45×30.231.251000230根三、竿沉叉桩因硬素对贤桩基悄沉降尿量影稍响2.沉桩准后的槐不同穗休止勿期影等响布桩裹面积筒系数a=林8.狂1%10号房得：平均皂沉桩摔速率K＝8根/日竣工学时间t=或1.怜3年沉桩耐后约2月基牙础施细工13号房燃：平均枯沉桩冤速率K＝8.振5根/日竣工筑时间t=校0.萍8年沉桩番后约11月基秋础施讨工结果专：S1投0/礼S1向3=桨1.赖53三、伪沉预桩因天素对治桩基忍沉降尊量影组响3.不同已沉桩鬼速率晒影响实例A层数与高度基础尺寸(m)结构类型基底有效附加压力（kPa）15层30×18Be=23.5剪力墙218桩型及规格(予制桩）（m)桩尖入土深度(m)单桩容许承载力（kN）桩数0.45×0.45×25.527.4850194根三、焦沉探桩因谱素对勉桩基百沉降避量影菜响3.不同办沉桩现速率男影响实例A布桩堆面积云系数a=抵7.矩1%12号房茎：平均太沉桩啦速率K＝13根/日竣工高时间t=裳1.顽88年沉桩肯后约1.唉5月基徐础施贵工15号房鼓：平均跌沉桩拾速率K＝5.霉5根/日竣工悼时间t=垃1.散22年沉桩医后约1.狸5月基岛础施餐工结果们：S1胞2/捏S1名5=雄1.贩54三、苗沉训桩因工素对被桩基智沉降笼量影绞响3.不同迅沉桩相速率秧影响实例B

3.建

筑

物

性

质

层数与高度基础尺寸(m)结构类型基底有效附加压力（kPa）18层33×17.5Be=24剪力墙243桩型及规格(予制桩）（m)桩尖入土深度(m)单桩容许承载力（kN）桩数0.45×0.45×30.231.251000231根三、蛮沉龄桩因线素对肚桩基色沉降尘量影喇响3.不同煎沉桩抵速率堤影响实例B布桩也面积恼系数a=华8.证1%40临5号房起：平均端沉桩疮速率K＝22根/日竣工砌时间t=河1.昨36年沉桩饶后约9月基视础施忍工40旦6号房倚：平均俯沉桩锅速率K＝5根/日竣工幻玉时间t=戚1.丈0年沉桩贺后约3月基精础施盗工结果眨：S40拨5/S40状6=2明.5尾2(接头劳脱节址等）1桩材跃控制就要点PH爆C、PC桩型糟号腰壁厚的单莲节长须度选花择更管桩还桩身趣结构禁竖向局承载示力设蹦计值Rp桩尖热造型(开口干钢管孟、十袋字型卡钢、绍混凝纹土桩腾头)沉桩底方式仍：静全压(有效族压力)、锤喜击(锤型)常压息养护聋时间雀宜大苗于14天袜端板吗坡口棍高度境焊书接方至式及君冷却雨时间服沉或桩速妖率、跪布桩庄间距四、统施止工控歪制措借施（体以PH罗C桩为微例）2施工搜方面(1芬)施工当前剥成品叨桩应摊按选州定的拢标准擦图或帜设计枝制作磨图，戒对其种外观辜质量臭进行求检验(有否回桩身泻合缝真漏浆奥、露然筋、帮表面昆裂缝灶、端镰板平胆整度削及坡批口高蹦度、刊桩端饰空洞)；冈对接姑桩用刮焊条叹、沉闸桩等出材料稍和设旨备进跪行检肃验。四、非施绩工控交制措秃施（掀以PH解C桩为论例）(2免)施工疼过程孝打摩入(静压)深度截、停岛锤(沉桩凑阻力)控制加标准宇及桩嫂身(架)垂直抽度检巷查；董接辣桩质让量、肤接桩件间歇泥时间陆及桩挨顶完页整状酬况；挥每偷米进嚷尺锤俗击数(沉桩醋阻力)、最坦后1m锤击无数(沉桩去动阻墙力)、最搁后三墨阵贯欲入度乘及桩简尖标雾高等桥。(3此)施工示后价通过皆桩孔吗照明盘直观终检查草沉桩跑后桩偏身质浇量及赠焊接老质量斗；移桩位躁偏差驼、桩茅顶标虽高、脖贯入能度、析低应抹变动库测、代静载座荷试腔验。四、捐施役工控滩制措泪施（便以PH由C桩为雁例）3沉桩孙对环换境的糟影响郊及防量治措月施管顺桩属往于挤狼土桩乌，在占饱和层粘性隙土地切基，畏会产鞠生很极高超邪孔隙烘水压削力引稀起土俘体位亭移，她影响砌周边食环境绕。防治观措施(1冤)设计元上选伴择合亭理的加桩径(尽可摸能与怖桩身帝强度编匹配)，布订桩面菊积系虑数控用制在3%以内你；(2姨)合理蜡控制胸沉桩亮顺序心及沉亿桩速隐率；(3兰)设置慨竖向径排水泼通道态；(4迈)设置德防挤纪沟；(5廊)在桩轮位或爷沉桩幸区外陷钻孔酿取土悬。四、授施熄工控伸制措派施（商以PH精C桩为鸦例）四、敬施吧工控酒制措退施（闪以PH域C桩为销例）是（试桩拴结果厦分析）四、往施亭工控舌制措抽施（惑以PH封C桩为狡例）(质量亏问题脖之一称桩身工偏斜)四、滋施氧工控羞制措耕施（冲以PH教C桩为挣例）(质量秀问题葛之二定桩身愈断裂)四、雁施建工控碰制措限施（算以PH帅C桩为呀例）(质量赢问题瓣之三无桩尖柏未达期标高)工程盒实例1-(3计3层)