第六章深基础.

第六节深基础三、柱基础岩土工程报告书一、桩基础二、桩基础岩土工程分析四.沉井岩土工程勘察基本技术要求一、桩基础桩是竖立或者微倾斜的挤出构造，的横截面尺寸比长度小得多（墩则相对于桩长度来说比较小，界面尺寸较大），桩是被埋置土中把作用于上部结构的荷载和力传递给地基土（基岩）。桩基础一般情况下属于深基础类型。在解决基础问题时，通常在下列情况下采用桩基础：1当具有可靠承载力的岩（土）层埋藏于较大深度时；2直接在结构物的下面的土层有可能被侵蚀，冲刷时；3当上部结构把很重的集中荷载传递给基础时；4当上部结构传递下来是非常大的竖向以及水平荷载时；5建筑物对不均匀沉降非常敏感时;6位于河岸,滨海等处的建筑物；7地下水位很高时。桩的类型有很多，因此根据建筑结构的类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工环境、施工设备、施工经验、治桩材料供应条件等，选择经济合理安全使用的桩型和成桩工艺。1查明场地各层岩土的类型、深度、分布、工程特性及变化规律；2当采用基岩作为桩的持力层时，应查明基岩的岩性、构造、岩面变化、风化程度，确定其坚硬程度、完整程度和基本质量等级，判定有无洞穴、临空面、破碎岩体和软弱夹层；3·查明水文地质条件，评价地下水对桩基础设计和施工的影响，判定水质对建筑材料的腐蚀性；4·查明不良地质作用，可液化土层和特殊性岩土的分布及其对桩基的危害程度，并提出防治措施的建议；5·评价成桩可能性，论证桩的施工条件及其对环境的影响（一）、桩基础工程岩土工程勘察的任务和内容查明基岩的构造，包括产状、断裂、裂隙发育程度以及破碎带宽度和填充物等，楚通过钻探、井探手段外，尚可根据具体情况辅以地表露头的调查测绘和物探等方法。除此外，尙应查明基岩的风化程度及其厚度，确定基岩的坚硬程度、完整程度和基本质量等级。这对于选择基岩为桩基持力层时是非常必要的。查明持力层下一定深度范围内有无洞穴、临空面、破碎岩体或软弱岩层，对桩的稳定也是非常重要的。再者，打入预制桩和挤土成桩的灌注桩的振动、挤土对周围既有建筑物、道路、地下管线设施和附近精密仪器设备基础等带来的危害及其噪声等公害，故评价成桩可能性也是非常必要的勘察中要求查明拟建建筑物范围内底层分布规律、均匀性，勘察点应布置在柱列线位置上群桩应根据建筑物的体型布置在建筑物的轮廓的角点、中心和周边位置上。1初勘阶段可根据拟建场地形状按网格状和梅花桩布置探孔，对高架道路、桥梁等线性工程可沿拟选轴线布置勘探孔；2详堪阶段应根据建、构筑物的平面形状在其中心、角点或周边布置勘探孔（二）、勘察点布置1对端承桩已为12~24m，相邻勘探孔揭露的持力层层面高差宜控制为1~2m。当相邻两个勘察点揭露出的桩端持力层层面坡度大于10%或持力层起伏较大、地层分布复杂时，应根据具体工程条件适当2对摩擦桩宜为20~35m；当地层条件复杂，影响成桩或设计有特殊要求时，勘探点应适当加密;3复杂地基的一柱一桩工程，宜每桩设置勘探点;4单栋高层建筑以及跨径≥100m的桥梁主墩承台，或建筑大于400㎡的承台，勘探孔应不少于4个。（三）、勘探孔间距由设计要求对勘探深度的要求，既要满足持力层的需求又要满足计算基础沉降的要求。因此，对勘探孔有控制性孔和一般性孔之分。勘探孔的确定深度如下：1一般性勘探孔的深度应达到桩长以下3~5d（d为桩径），且不得小于3m；对大直径桩，不得小于5m；2控制性勘探孔深度应满足下卧层验算要求；对需要验算沉降的桩基，应超过地基变形计算深度；3钻至预计深度遇软弱层时，予以加深；在预计勘察孔深度内遇稳定坚实岩石时，可适当减小;4对嵌桩，应钻入预计嵌岩下3~5d，并穿透岩洞、破碎带、达到稳定底层；5在岩洞、断层破碎带地区，应查明溶洞、溶沟、溶槽等的分布情况钻孔应钻穿溶洞或断层破碎带进入稳定土层，进入深度应满足上述控制性钻孔和一般性钻孔的要求；6对可能有多种桩长方案时，应根据最长桩方案确定（四）、勘探点深度目前长做的有三轴剪切实验、无侧限抗压强度实验、高压固结实验等。取样时每一主要土层均应采取不少于6件的土样，或者原位测试不少于6次，但对于支撑在坚硬土层或岩层上的端承桩或摩擦端成桩，桩端以上土层的土试样或原位测试可适当减少。三轴实验的不排水抗剪强度Cu值，或无侧限抗压强度qu，主要用于估算桩测摩擦阻力，验算桩持力层和下卧层强度。原位测试可以获得钻探取样而无法获得的指标参数，以满足桩基础设计和施工的需要；（五）、测试与实验二、桩基础岩土工程分析桩基础类型的类选择要考虑以下因素：建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等，同时桩也要安全适用，经济合理。具体的可以选择参考《建筑桩基础技术规范》JGJ94-2008附录A。（一）、桩型的选择一般应选择较硬的土层作为桩端持力层，桩端全断面进入持力层的深度，对于黏性土、粉土不宜小于2d（桩径），砂土不宜小于1.5d，碎石土不宜小于1.0d。如果存在软弱下卧层时，桩基底面一下硬持力层不宜小于3d，嵌岩灌注桩的周边嵌入微风化或中等风化岩体的深度，不小于0.5m。如果持力层较厚，且施工条件许可，桩端进入持力层的深度应可能达到桩端阻力的临界深度，以提高桩端阻力，临界深入值对于砂、砾层为（3~6）d，对于粉土，黏性土为（5~10）d（二）、持力层的选择（三）、特殊地质条件下桩基1.软土地基2.湿陷性黄土地区3.季节性冻土和膨胀土地基中的桩基4.岩溶地区的桩基5.坡地岸边上桩基6.抗震设防区桩基7.可能出现父摩阻力的桩8.抗拔桩基（四）、单桩竖向承载力特征值的确定1.单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷实验确定。在同一条件下试桩数量，不宜少于总桩数的1%且不应少于3跟。2.当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时，对单桩竖向承载力很高的大直径端承型桩，可采用深层平板载荷实验确定桩端土的承载力特征值。3.地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探及标贯实验参数结合工程经验确定单桩竖向承载力特征值。4.初步设计时单桩竖向承载力特征值可按下式进行估算：（四）、单桩竖向承载力特征值的确定式中桩底端横截面积（㎡）桩端端阻力特征值、桩侧阻力特征值（kPa），由当地静荷载试验结果统计分析得；桩身周长（m）第i层岩土的厚度5.桩端嵌入完整及较完整硬质岩中，当桩长较短且入岩较浅时，可按下式估算单桩竖向承载力特征值：式中端桩岩石承载力特征值（kPa）6.嵌岩灌注桩桩端以下三倍桩径且不小于5m范围内应无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布，且在桩应力扩散范围内应无岩体临空面，当桩端无沉渣时，端桩岩石承载力特征值应根据岩石饱和单轴抗压强度标准值确定，或按岩基荷载试验确定：fa=ψr.frk式中fa---岩石地基承载力特征值(kPa)；frk---岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa)，（四）、单桩竖向承载力特征值的确定•ψr---折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合，由地区经验确定。无经验时，对完整岩体可取0.5；对较完整岩体可取0.2-0.5；对较破碎岩体可取0.1-0.2。•值得注意的是，折减系数ψr未考虑施工因素及建筑物使用后风化作用的继续。•对于黏土质岩，在确保施工期及使用期不致遭水泡时，也可采用天然湿度的式样，不进行饱和处理。（四）、单桩竖向承载力特征值的确定三、柱基础岩土工程报告书•提出桩长、桩径方案建议：•因素：地基土（岩）层的物理、力学性质、水文地质条件、建（构）筑物类型、荷载的类型桩（墩）的可能破坏模式，桩（墩）的设置方法以及设备、经济比较及周围坏境因素。1.提供可选的桩基类型和桩基持力层2.推荐最理想的持力层•应选择多个持力层进行技术、经济比较。•一般可选择具有一定厚度（不小于8倍的桩径）、强度高、压缩性较低、分辨不较均匀、稳定的坚实土层和岩层作为持力层，还应该按不同的地质剖面提出建议桩端高程，阐明持力层变化及物理学性质以及均匀程度。•根据地基基土（岩）物理力学特性、桩的类型、设置方法及荷载种类等因素。•一般可采用地区经验预估或按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008等有关国家及地方的规程、规范提供的方法估算。•对于重要工程应有动力触探，静力触探、标准贯入等原位测试参数进行计算。3.确定桩侧摩阻力，桩端阻力•对于软弱下卧层，对于桩距不超过6d的群桩基础，桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层承载力1∕3的软弱下卧层时，应该按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中第5.4.1条进行验算软弱下卧层的承载力：4.验算软弱下卧层强度•有关沉降计算指标：如压缩模量、压缩指数、回弹指数、前期固结压力等。•对于深部难于取到原状土样的土层应通过有关原位测试进行综合评价，以求得计算参数。•沉降值得计算，一般采用静荷载实验结果推算，但由于群桩沉降特性与单桩有所不同，应根据经验及研究资料确定。计算方法大致有：•（1）经验系数调整法•（2）考虑地基土应力历史的固结沉降计算法•（3）从土的应力状态出发的有限单元计算方法。5.提出有关沉降计算指标强度•符合下列条件之一的桩基，当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时，在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力：•桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时；•桩周存在软弱土层，临近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载（包括填土）•由于降低地下水位，使桩周土有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。6.提供对欠固结土和有大面积堆载工程负摩阻力系数和减少负摩阻力措施建议沉桩可能性除了与锤击能量有关，还与桩身结构强度，垫层特性、桩群密集程度及施工顺序等因素有关。8.持力层为倾斜地层，基岩面凹凸不平或岩土中有洞穴时，应评价桩的稳定性，并提出处理措施的建议。7.分析成桩的可能性，成桩和挤土效应的影响，并提出保护措施的建议四.沉井岩土工程勘察基本技术要求•（一）概述•（二）沉井工程岩土工程勘察要求•（三）勘探方法的选择•（四）沉井岩土工程评价•沉井是沉箱中的一种类型---开口沉箱。在施工和使用期间，会受到很多因素影响，如：土压力水压力、浮力、井壁与土的摩擦力、底面反力、陈静自重和上部结构，这些都会造成一定的影响。不同的地区有不同的工程地质条件水文地质条件。所以，在不同的地区，沉井的构造计算方法和施工方法都不尽相同。•沉井可以用混凝土或钢建造，有时也可以是两者的结合。混凝土具有经济和重量上的优点，可以帮助构件下沉；钢便于改动。沉井的口径很大，人不能进入施工、检验，所以它又类同于大口径钻孔（墩）。一、概述沉井的影响•沉井下沉时，会使沉井周围土体发生裂缝、沉陷破坏现象等，对周围已有建筑产生不利影响；下沉深度越大，影响范围也越大。同时也与地质情况、施工方法、沉井平面的尺寸和形状有关。如下沉遇流砂，影响范围、塌陷深度则较一般情况大；用水力机械吸泥下沉，则比吊车抓土、人工挖土大。•无论沉井是什么类型，都必须保证沉井的竖向和水平向的正确定位，落到预计的土层上。沉井的封底厚度必须能够承受静水浮托力，防止封底破坏，水土內涌。有时为了防止沉井漂浮，可能需要设置抗拔桩或其他锚定措施，直到沉井内浇灌填料足以使沉井稳定为止。•沉井工程的岩土工程勘察主要目的•（1）解决沉井的顺利施工，保证其坐落在预计的土层上，并有足够的稳定性；•（2）预测沉井施工对相邻已有建筑物的影响。（二）沉井工程岩土工程勘察要求1.勘察基本要点•1）查明沉井影响深度范围内各层岩土类型、深度、分布、工程特性和变化规律；•（2）查明沉井下沉深度范围内有无地下障碍物及其埋藏情况；•（3）查明水文地质条件，潜水及承压水的埋藏情况及其对沉井施工可能造成的影响，并判定水质对建筑材料的腐蚀性；•（4）查明不良地质作用，可液化土层和特殊岩土的分布及其对沉井的危害程度，并提出防治措施的建议；•（5）评价沉井施工的可能性，论证沉井施工条件及其对环境的影响；•（6）对位于江河等水域内的沉井，应调查、分析可能产生的冲刷情况；•（7）提供沉井设计、施工和沉井基础稳定性验算的相关岩土参数。•为止。2.勘察工作的平面布