《桩基工程讲座》PPT课件.ppt

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1、桩基工程讲座桩基工程讲座桩基勘察、设计、施工与检测的理念桩基勘察、设计、施工与检测的理念桩基勘察、设计、施工与检测的理念桩基勘察、设计、施工与检测的理念（上）上）上）上）同济大学同济大学 高大钊高大钊内内 容容l1.桩基勘察桩基勘察l2.桩基设计桩基设计l3.桩基施工桩基施工l4.桩基监测与检测桩基监测与检测桩基勘察桩基勘察l如何进行岩土工程勘察？如何进行岩土工程勘察？l如何利用岩土工程勘察资料？如何利用岩土工程勘察资料？l桩基工程勘察是桩基工程的重要组成部桩基工程勘察是桩基工程的重要组成部分，桩基工程的设计和施工需要了解场分，桩基工程的设计和施工需要了解场地的工程地质条件和地基土的物理力学地

2、的工程地质条件和地基土的物理力学性质。因此，岩土工程师在进行桩基设性质。因此，岩土工程师在进行桩基设计前必须根据拟建工程的要求，提出勘计前必须根据拟建工程的要求，提出勘察方案，确定勘探点的布置和勘探孔的察方案，确定勘探点的布置和勘探孔的深度，选定原位测试和土工试验的项目、深度，选定原位测试和土工试验的项目、数量和技术要求。在现场工作和室内试数量和技术要求。在现场工作和室内试验分析的基础上进行桩基方案的论证和验分析的基础上进行桩基方案的论证和评价，包括选择桩型、桩端持力层和桩评价，包括选择桩型、桩端持力层和桩的截面尺寸，预估单桩承载力，分析沉的截面尺寸，预估单桩承载力，分析沉桩的可能性。桩的可能

3、性。l与天然地基的勘察相比较，桩基工程勘与天然地基的勘察相比较，桩基工程勘察的勘探点的布置要求比较高。由于对察的勘探点的布置要求比较高。由于对桩端持力层层面起伏的控制要求比较严桩端持力层层面起伏的控制要求比较严格，因此勘探点的间距比较小；又由于格，因此勘探点的间距比较小；又由于桩基础的影响深度比较深，因此勘探孔桩基础的影响深度比较深，因此勘探孔的深度也比浅基础深。勘探的其他工作的深度也比浅基础深。勘探的其他工作量都比浅基础要求高，因此当拟建建筑量都比浅基础要求高，因此当拟建建筑物可能采用桩基础时，应按桩基础的要物可能采用桩基础时，应按桩基础的要求布置勘探的内容。求布置勘探的内容。桩基工程勘察的

4、内容桩基工程勘察的内容 l1.查查明明场场地地各各层层岩岩土土的的类类型型、埋埋藏藏深深度度、岩岩土土层层的的分分布布、岩岩土土工工程程特特性性和和变变化化规规律；律；l2.当当采采用用岩岩基基作作为为桩桩端端持持力力层层时时，应应查查明明岩岩石石的的岩岩性性、构构造造、岩岩面面变变化化规规律律和和风风化化程程度度，确确定定其其坚坚硬硬程程度度、完完整整程程度度和和基基本本质质量量等等级级，判判定定有有无无洞洞穴穴、临临空空面、破碎岩体或软弱岩层；面、破碎岩体或软弱岩层；l3.查查明明水水文文地地质质条条件件，评评价价地地下下水水对对桩桩基基设设计计和和施施工工的的影影响响，判判定定水水质质对

5、对建建筑筑材材料料是否具有腐蚀性；是否具有腐蚀性；l4.查查明明不不良良地地质质作作用用，可可液液化化土土层层和和特特殊殊性性岩岩土土的的分分布布及及其其对对桩桩基基的的危危害害程程度度，并并提出防治措施的建议；提出防治措施的建议；l5.评评价价成成（沉沉）桩桩可可能能性性，论论证证桩桩的的施施工工条件及其对环境的影响。条件及其对环境的影响。勘探点的布置勘探点的布置l勘勘探探点点位位的的布布置置主主要要与与建建筑筑物物的的轮轮廓廓有有关关，一一般般将将勘勘探探孔孔沿沿建建筑筑物物边边线线布布置置或或沿沿柱柱网网轴轴线线布布置置，对对宽宽度度比比较较大大的的建建筑筑物，在建筑物中部也应适当布置勘

6、探点。物，在建筑物中部也应适当布置勘探点。l控制性勘探点数量一般为勘探点总数的控制性勘探点数量一般为勘探点总数的1/31/2，对采用端承桩的工程可取下限。，对采用端承桩的工程可取下限。l对于设计等级为甲级的建筑桩基，场地至对于设计等级为甲级的建筑桩基，场地至少应布置少应布置3个控制孔，设计等级为乙级的建个控制孔，设计等级为乙级的建筑桩基应布置不少于筑桩基应布置不少于2个控制孔。对于在承个控制孔。对于在承台下布桩或沿轴线布桩的工程，桩基的勘台下布桩或沿轴线布桩的工程，桩基的勘探点一般宜按柱列线布设；但对于复杂地探点一般宜按柱列线布设；但对于复杂地基的一柱一桩工程，则需每柱布设勘探点。基的一柱一桩

7、工程，则需每柱布设勘探点。对于满堂布桩的工程，可沿建筑物的边线对于满堂布桩的工程，可沿建筑物的边线布设勘探点，勘探点的数量视工程规模大布设勘探点，勘探点的数量视工程规模大小而定，对于宽度大于小而定，对于宽度大于35m的建筑物，在的建筑物，在建筑物的中部需布置勘探点。建筑物的中部需布置勘探点。l1.端承型桩的勘探点平面布设要求端承型桩的勘探点平面布设要求l1)勘勘探探点点间间距距应应能能控控制制桩桩端端持持力力层层层层面面和和厚厚度度的的变变化化，一一般般宜宜为为1224m。当当相相邻邻勘勘探探孔孔揭揭露露的的持持力力层层层层面面坡坡度度大大于于10或或持持力力层层起起伏伏较较大大、地地层层分分

8、布布复复杂杂时时，为为了了控控制制持持力力层层层层面面的的起起伏伏，应应根根据据具具体体工工程程条件适当加密勘探点。条件适当加密勘探点。l2)如如发发现现基基岩岩中中有有断断层层破破碎碎带带，或或桩桩端端持持力力层层为为软软、硬硬互互层层，或或相相邻邻勘勘探探点点所所揭揭露露的的桩桩端端持持力力层层层层面面坡坡度度超超过过10，且且单单向向倾倾伏伏时时，勘勘探探点点应应适适当当加加密密；对对荷荷载载较较大大或或复复杂杂地地基基的的一一柱柱一一桩桩工工程程，或每柱设置勘探点。或每柱设置勘探点。l3)在在岩岩溶溶发发育育的的场场地地当当以以基基岩岩作作为为桩桩端端持持力力层层时时，应应按按柱柱位位

9、布布孔孔，同同时时应应辅辅以以各各种种有有效效的的地地球球物物理理勘勘探探手手段段，以以查查明明拟拟建建场场地地范范围围及及有有影影响响地地段段的的各各种种岩岩溶溶洞洞隙隙和和土土洞洞的的位位置置、规规模模、埋埋深深、岩岩溶溶堆积物的性状和地下水特征。堆积物的性状和地下水特征。l4)控控制制性性勘勘探探点点不不应应少少于于勘勘探探点点总总数数的的1/3。l1.摩擦桩型桩的勘探点平面布设要求，摩擦桩型桩的勘探点平面布设要求，l1)勘勘探探点点应应按按建建筑筑物物周周边边或或柱柱列列线线布布设设，宜宜按按2035m布布置置勘勘探探点点。当当相相邻邻勘勘探探点点揭揭露露的的主主要要桩桩端端持持力力层

10、层或或软软弱弱下下卧卧层层层层位位变变化化较较大大，影影响响到到桩桩基基方方案案选选择择时时，需需适适当当加加密密勘勘探探点点。带带有有裙裙房房或或外外扩扩地地下下室室的的高高层层建建筑筑，布布设设勘勘探探点点时时应应与与主主楼一同考虑。楼一同考虑。l2)桩桩基基工工程程勘勘探探点点的的数数量量应应视视工工程程规规模模的的大大小小而而定定，勘勘察察等等级级为为甲甲级级的的单单幢幢高高层层建建筑筑勘勘探探点点数数量量不不宜宜少少于于5个个；乙乙级级不不宜宜少少于于4个个。对对于于宽宽度度大大于于35m的的高高层层建建筑，其中心应布置勘探点。筑，其中心应布置勘探点。l3)控控制制性性勘勘探探点点应

11、应占占勘勘探探点点总总数数的的1/31/2。l1端承型桩的勘探深度端承型桩的勘探深度l1）当当以以可可压压缩缩地地层层（包包括括全全风风化化和和强强风风化化岩岩）作作为为桩桩端端持持力力层层时时，勘勘探探孔孔深深度度应应能能满满足足沉沉降降计计算算的的要要求求，控控制制性性勘勘探探孔孔的的深深度度应应深深入入预预计计桩桩端端持持力力层层以以下下510m或或6d10d（d为为桩桩身身直直径径或或方方桩桩的的换换算算直直径径，直直径径大大的的桩桩取取小小值值），一一般般性性勘勘探探孔孔的的深深度度宜宜达达到到预预计计桩桩端端下下35m或或35d。l2）对对一一般般岩岩质质地地基基的的嵌嵌岩岩桩桩，

12、勘勘探探孔孔深深度度宜宜钻钻入入预预计计嵌嵌岩岩面面以以下下1d3d，控控制制性性勘勘探探孔孔宜宜钻钻入入预预计计嵌嵌岩岩面面以以下下3d5d。对对质量为质量为III级以上的岩体，可适当放宽。级以上的岩体，可适当放宽。l3）对对花花岗岗岩岩地地区区的的嵌嵌岩岩桩桩，一一般般性性勘勘探探孔孔宜宜进进入入预预计计嵌嵌岩岩面面以以下下35m，控控制制性性勘探孔宜进入微风化岩勘探孔宜进入微风化岩58m。l4）对对于于岩岩溶溶、断断层层破破碎碎带带地地区区，勘勘探探孔孔需需穿穿过过溶溶洞洞、或或断断层层破破碎碎带带进进入入稳稳定定地地层，进入深度宜需满足层，进入深度宜需满足3d，并不小于并不小于5m。l

13、5）具具多多韵韵律律层层状状的的沉沉积积岩岩或或变变质质岩岩，当当基基岩岩中中强强风风化化、中中等等风风化化、微微风风化化岩岩呈呈互互层层出出现现时时，对对拟拟以以微微风风化化岩岩作作为为持持力力层层的的嵌嵌岩岩桩桩，勘勘探探孔孔进进入入微微风风化化岩岩深深度度不宜小于不宜小于5m。l2摩擦型桩的勘探深度摩擦型桩的勘探深度l1)一一般般性性勘勘探探孔孔的的深深度度宜宜进进入入预预计计桩桩端端持持力力层层或或预预计计最最大大桩桩端端入入土土深深度度以以下下不不小于小于3m。l2)控控制制性性勘勘探探孔孔的的深深度度宜宜达达到到群群桩桩基基础础沉沉降降计计算算深深度度以以下下12m。群群桩桩基基础

14、础的的沉沉降降计计算算深深度度可可取取桩桩端端平平面面以以下下附附加加压压力力为为上上覆覆有有效效自自重重压压力力20%的的深深度度，或或按按桩桩端端平平面面以以下下（11.5）b的的深深度度考考虑虑，b为假想实体基础宽度。为假想实体基础宽度。l3)当当可可能能有有多多种种桩桩长长方方案案时时，宜宜根根据据最最长桩方案确定勘探孔的深度。长桩方案确定勘探孔的深度。l桩桩基基工工程程勘勘察察应应采采用用钻钻探探取取土土试试验验和和原原位位测测试试相相结结合合的的方方法法进进行行。特特别别是是静静力力触触探探试试验验能能得得到到连连续续的的贯贯入入曲曲线线，能能够够比比较较正正确确地地划划分分土土层

15、层的的层层面面，对对于于持持力力层层的的选选择择提提供供重重要要的的依依据据。对对软软土土、粘粘性性土土、粉粉土土和和砂砂土土的的测测试试手手段段宜宜采采用用静静力力触触探探和和标标准准贯贯入入试试验验；对对碎碎石石土土宜宜采采用用重重型型或或超超重重型型圆圆锥锥动动力力触触探探。对对于于地地质质条条件件复复杂杂的的场场地地，还还宜宜采采用用地地球球物物理理勘勘探探的的方方法法，以以探探明明岩岩溶溶溶溶洞洞、裂裂隙隙、断裂带等深层的地层和地质构造特征。断裂带等深层的地层和地质构造特征。土工试验土工试验l一般认为，在桩所穿过的土层中，应多做一一般认为，在桩所穿过的土层中，应多做一些抗剪强度试验，

16、而压缩试验可以少一些；些抗剪强度试验，而压缩试验可以少一些；在桩端以下的土层中则相反，抗剪强度试验在桩端以下的土层中则相反，抗剪强度试验可以少一些。但由于我国的规范主要采用按可以少一些。但由于我国的规范主要采用按照土层的经验参数估算单桩承载力的方法，照土层的经验参数估算单桩承载力的方法，而很少规定按土的抗剪强度指标确定桩侧摩而很少规定按土的抗剪强度指标确定桩侧摩阻力和桩端阻力的方法，因此勘察报告中提阻力和桩端阻力的方法，因此勘察报告中提出各土层的抗剪强度指标对于确定单桩承载出各土层的抗剪强度指标对于确定单桩承载力其实并没有太多的用处。力其实并没有太多的用处。l压压缩缩试试验验主主要要用用于于沉

17、沉降降计计算算，但但由由于于用用作作桩桩端端持持力力层层的的砂砂土土、碎碎石石土土很很难难取取得得质质量量合合格格的的土土样样，因因此此得得不不到到符符合合要要求求的的压压缩缩模模量量的的数数据据，或或者者得得到到的的变变形形参参数数过过小小，使使沉沉降降计计算算的的结结果果偏偏大大。在在很很多多情情况况下下，只只能能采采用用原原位位测测试试来来估估算算变变形形模模量量的的经经验验数数据据，或或者者用用深深层层载载荷荷试试验求得变形模量进行沉降计算。验求得变形模量进行沉降计算。l当当桩桩端端持持力力层层为为基基岩岩时时，应应采采取取岩岩样样进进行行饱饱和和单单轴轴抗抗压压强强度度试试验验，必必

18、要要时时尚尚应应进进行行软软化化试试验验；对对软软岩岩和和极极软软岩岩，风风干干和和浸浸水水都都可可以以使使土土样样破破坏坏，无无法法试试验验，因因此此应应封封样样保保持持天天然然湿湿度度，做做天天然然湿湿度度的单轴抗压强度试验。的单轴抗压强度试验。l桩桩基基工工程程的的设设计计与与施施工工所所需需要要的的有有些些参参数数，单单靠靠钻钻探探取取土土试试验验是是无无法法取取得得的的，原原位位测测试试有有其其独独特特的的适适应应性性。我我国国幅幅员员广广阔阔，各各地地地地质质条条件件不不同同，难难以以统统一一规规定定原原位位测测试试的的手手段段。在在桩桩基基工工程程勘勘察察中中，静静力力触触探探试

19、试验验、标标准准贯贯入入试试验验和和动动力力触触探探试试验验都都可可以以用用于于判判别别土土层层的的均均匀匀性性和和划划分分土土层层，选选择择桩桩端端持持力力层层，估估算算单单桩桩承承载载力力以以及及判判断断沉沉桩桩可可能能性性。但但这这三三种种方方法法各各适适用用于于不不同同的的地质条件。地质条件。l在碎石类土和风化岩石中应选用重型的在碎石类土和风化岩石中应选用重型的或超重型的动力触探试验。在砂土中应或超重型的动力触探试验。在砂土中应优先采用标准贯入试验，在粘性土中应优先采用标准贯入试验，在粘性土中应优先采用静力触探试验。优先采用静力触探试验。l划划分分土土层层和和选选择择桩桩端端持持力力层

20、层，静静力力触触探探试试验验具具有有独独特特的的优优势势。由由于于静静力力触触探探试试验验能能得得到到连连续续贯贯入入的的曲曲线线，土土层层的的分分层层界界线线非非常常清清楚楚，相相邻邻土土层层软软硬硬的的变变化化也也非非常常明明确确，可可以以确确定定桩桩端端持持力力层层的的层层顶顶标标高高和和桩桩端端的的标标高高。由由于于静静力力触触探探的的贯贯入入机机理理和和沉沉桩桩的的机机理理比比较较相相似似，用用静静力力触触探探试试验验结结果果预预估估单单桩桩承承载载力力的的方方法法建建立立在在一一定定理理论论依依据据的的基基础础上上，比比较较符符合合实际情况，因此使用比较广泛。实际情况，因此使用比较

21、广泛。l对对无无法法取取样样的的破破碎碎和和极极破破碎碎的的岩岩石石，对对于于难难以以取取得得合合格格土土样样的的砂砂土土、碎碎石石土土，必必须须采采用用原原位位测测试试的的方方法法提提供供这这些些岩岩土土层层的的强强度度和和变变形形参参数数。对对于于这这种种类类型型的的土土，比比较较适适合合于于采采用用标标准准贯贯入入试试验验或或动动力触探试验。力触探试验。l以以不不同同风风化化带带作作桩桩端端持持力力层层的的桩桩基基工工程程时时，控控制制孔孔宜宜进进行行压压缩缩波波波波速速测测试试，按按完完整整性性指指数数或或波波速速比比定定量量划划分分岩岩体体完完整整程度和风化程度。程度和风化程度。l土

22、土的的原原位位测测试试手手段段由由于于能能直直接接提提供供较较可可靠靠的的指指标标而而常常常常被被用用以以确确定定桩桩的的承承载载力力，例例如如标标准准贯贯入入试试验验之之用用于于砂砂土土中中的的桩桩，十十字字板板剪剪切切试试验验之之用用于于软软粘粘土土中中的的桩桩。当当然然，最最直直接接用用于于确确定定桩桩端端阻阻力力的的原原位位测测试试莫莫过过于于深深层层载载荷荷试试验验，通通过过深深度度载载荷荷试试验验可可以以测测定定桩桩端端阻阻力力值值，也也可可用用以以确确定定桩桩端端持持力力层层的的变变形形模模量量，提提供供大大直直径桩沉降计算的变形参数。径桩沉降计算的变形参数。桩基评价与桩基方案建

23、议桩基评价与桩基方案建议 l桩基工程分析评价在下列条件下才可以进行：桩基工程分析评价在下列条件下才可以进行：l1)充充分分了了解解工工程程结结构构的的类类型型、特特点点、荷荷载载情情况况和和变变形控制的要求等；形控制的要求等；l2)掌掌握握场场地地的的工工程程地地质质和和水水文文地地质质条条件件，考考虑虑岩岩土土体的非均质性和土性参数的不确定性；体的非均质性和土性参数的不确定性；l3)充分考虑地区经验和类似工程的经验；充分考虑地区经验和类似工程的经验；l4)缺缺乏乏经经验验地地区区应应通通过过设设计计参参数数检检测测和和施施工工监监测测取取得实测数据，以调整修改设计和施工方案。得实测数据，以调

24、整修改设计和施工方案。l在在勘勘察察报报告告中中的的桩桩基基工工程程评评价价应应包包括括以以下下基本内容：基本内容：l1)在在不不同同方方案案分分析析比比较较的的基基础础上上推推荐荐经经济济合合理理的的桩桩型型及及与与其其相相适适应应的的桩桩端端持持力力层层，对对于于地地层层中中存存在在多多个个硬硬土土层层或或砂砂层层时时，应应作桩端持力层的比较，以供设计选用；作桩端持力层的比较，以供设计选用；l2)对对可可能能采采用用的的桩桩型型、规规格格及及相相应应的的桩桩端端入入土土深深度度提提出出建建议议，可可根根据据当当地地的的工工程程施施工工经经验验，对对不不同同桩桩型型的的可可行行性性和和适适宜

25、宜性性进进行技术经济的分析比较，并提出建议；行技术经济的分析比较，并提出建议；l3)提提供供所所建建议议桩桩型型的的侧侧阻阻力力、端端阻阻力力、持持力力层层和和下下卧卧层层的的压压缩缩模模量量以以及及桩桩基基设设计施工所需的其他岩土参数；计施工所需的其他岩土参数；l4)对沉（成）桩可能性、桩基施工对环对沉（成）桩可能性、桩基施工对环境影响的评价和对策以及其他设计、施境影响的评价和对策以及其他设计、施工应注意事项提出建议。工应注意事项提出建议。桩基勘察案例桩基勘察案例碳酸盐岩地区钻孔灌注桩工程碳酸盐岩地区钻孔灌注桩工程勘察实例昆明三聚磷酸钠厂勘察实例昆明三聚磷酸钠厂l在岩溶地区采用桩基础工业建筑

26、的工程在岩溶地区采用桩基础工业建筑的工程实例，岩溶地区的地质条件复杂，故桩实例，岩溶地区的地质条件复杂，故桩基勘察有其特殊的内容和要求。基勘察有其特殊的内容和要求。昆昆明明三三聚聚磷磷酸酸钠钠厂厂厂厂址址位位于于岩岩溶溶洼洼地地内内，覆覆盖盖层层为为红红粘粘土土，层层厚厚1040m，基基岩岩为为岩岩溶溶化化的的白白云云岩岩。主主要要车车间间引引进进德德国国成成套套设设备备，厂厂房房高高50余余米米，车车间间内内配配置置许许多多重重型型设设备备和和管管道道，按按工工艺艺要要求求，沉沉降降差不得大于差不得大于0.001。l钻孔灌注桩能嵌入基岩，稳定性好，沉钻孔灌注桩能嵌入基岩，稳定性好，沉降量小，

27、沉降差能满足工程要求，是比降量小，沉降差能满足工程要求，是比较适合于本工程要求的基础型式。主要较适合于本工程要求的基础型式。主要车间柱基础采用单桩，设备基础采用群车间柱基础采用单桩，设备基础采用群桩基础桩基础。l“勘察要有针对性，那种遍地开花、普勘察要有针对性，那种遍地开花、普遍探查，试图用某种方法完全查清整个遍探查，试图用某种方法完全查清整个场地岩溶地基内岩溶的大小和位置以及场地岩溶地基内岩溶的大小和位置以及岩面的起伏情况，都是没有实际意义的，岩面的起伏情况，都是没有实际意义的，也是徒劳的。也是徒劳的。”勘察重点勘察重点l在在勘勘察察过过程程中中，要要着着重重解解决决与与桩桩体体稳稳定定有关

28、的问题：有关的问题：l1)桩桩端端的的整整个个环环形形断断面面是是否否已已经经深深入入到到基岩内部；基岩内部；l2)桩桩端端持持力力面面以以下下应应力力影影响响范范围围内内，是是否否存存在在对对桩桩基基稳稳定定不不利利的的洞洞穴穴，以以及及桩桩位位侧侧面面是是否否存存在在对对桩桩基基稳稳定定不不利利的的临临空空面。面。勘察手段勘察手段l在在岩岩溶溶地地区区勘勘察察，钻钻探探是是必必不不可可少少的的直直接接探探查查手手段段，钻钻探探的的同同时时应应考考虑虑采采用用孔孔内内摄摄影影、测测井井、无无线线电电波波透透视视、声声波波等等物物探探技技术术辅辅助助了了解解岩岩溶溶情情况况。但但是是，这这些些

29、辅辅助助技技术术的的探探查查结结果果必必须须用用直直接接的的手手段加以证实。段加以证实。勘察布孔的理念勘察布孔的理念l对对大大口口径径嵌嵌岩岩灌灌注注桩桩基基础础，无无论论对对岩岩面面起起伏伏的的研研究究或或者者是是对对桩桩底底洞洞穴穴的的探探查查，都都要要求求对对具具体体桩桩位位进进行行工工作作，钻钻孔孔的的布布置置应应消消除除网网度度的的概概念念，而而应应一一桩桩一一孔孔，个别地质条件复杂的部位应适当增加。个别地质条件复杂的部位应适当增加。l钻钻孔孔需需要要钻钻入入完完整整岩岩体体一一定定深深度度，查查明明持持力层顶面标高和厚度。力层顶面标高和厚度。l1)对对于于直直接接建建造造在在基基岩

30、岩上上的的重重大大建建筑筑物物一一柱柱一一桩桩基基础础和和重重大大设设备备基基础础，只只要要持持力力面面以以下下有有5m厚厚的的连连续续完完整整岩岩体体，且且溶溶洞洞顶顶板板的的厚厚度度为为洞洞径径2倍倍以以上上时时，其其安安全全是是可可以以保保证证的的。因因此此，对对于于不不存存在在大大厅厅式式溶溶洞洞的的场场地地，钻钻入入持持力力面面以以下下5m深深度度的的完完整整岩岩体体可可以以作作为为重重大大建建筑筑物物勘勘察察钻钻孔孔深深度度的的控控制制基基数数。本本工工程程在在持持力力面面以以上上一一般般存存在在溶溶蚀蚀显显著著的的石石牙牙起起伏伏带带和和强强风风化化带带，因因此此钻钻孔孔深度取为

31、岩面以下深度取为岩面以下8.0m。l2)若若持持力力面面以以下下5.0m范范围围内内遇遇有有小小型型溶溶洞洞，溶溶孔孔密密集集带带，强强风风化化夹夹层层等等强强度度较较低低的的软软弱弱夹夹层层，钻钻孔孔深深度度视视具具体体情情况况适适当当加加深深。若若岩岩面面平平坦坦，且且表表部部强强风风化化层层厚度不大，钻孔深度可适当减小。厚度不大，钻孔深度可适当减小。l3)当当桩桩位位于于溶溶槽槽、溶溶沟沟或或竖竖向向溶溶蚀蚀裂裂隙隙近近旁旁，桩桩侧侧存存在在临临空空面面时时，勘勘探探孔孔的的深深度度应应能能查查明明出出露露沟沟底底以以上上的的倾倾斜斜软软弱弱结结构面。构面。l确定嵌岩标高的几个原则：确定

32、嵌岩标高的几个原则：l1)桩桩位位勘勘探探孔孔未未发发现现洞洞隙隙，基基岩岩面面起起伏伏不不大大，岩岩石石坚坚硬硬完完整整，是是可可靠靠的的桩桩位位，桩桩端端应应穿穿过过强强风风化化带带，保保证证持持力力面面置置于于完完整整的的基岩上。基岩上。l2)桩桩位位勘勘探探孔孔未未发发现现洞洞隙隙，岩岩面面起起伏伏不不大大，但但岩岩体体内内存存在在强强风风化化夹夹层层、泥泥化化夹夹层层、溶溶孔孔密密集集带带、节节理理密密集集带带等等软软弱弱夹夹层层，则则桩桩端端不不能能置置于于这这些些软软弱弱夹夹层层上上，而而应应视视夹夹层层的特征，对桩端标高进行调整。的特征，对桩端标高进行调整。l3)桩桩位位位位于

33、于宽宽度度小小于于桩桩径径的的竖竖向向溶溶蚀蚀裂裂隙隙中中，桩桩端端务务必必穿穿过过强强烈烈溶溶蚀蚀带带，嵌嵌入入完整的基岩。完整的基岩。l4)桩桩位位勘勘探探孔孔穿穿过过单单层层或或多多层层溶溶洞洞时时，应应按按顶顶板板岩岩层层的的不不同同性性状状分分别别进进行行溶溶洞洞顶顶板板稳稳定定性性验验算算，按按验验算算结结果果确确定定嵌嵌岩岩标标高高。当当溶溶洞洞顶顶板板具具有有5.0m以以上上厚厚度度的的连连续续完完整整岩岩体体，且且场场地地又又不不存存在在大大厅厅式式溶溶洞洞时时，可可直直接接将将桩桩端端置置于于溶溶洞洞顶顶板板之之上，不需要进行稳定性验算。上，不需要进行稳定性验算。l5)桩桩

34、位位位位于于竖竖向向溶溶蚀蚀裂裂隙隙、溶溶槽槽、溶溶沟沟近近旁旁，地地基基岩岩体体侧侧向向存存在在临临空空面面，若若地地基基岩岩体体中中具具有有倾倾向向临临空空面面方方向向的的软软弱弱结结构面，应进行地基抗滑稳定性验算。构面，应进行地基抗滑稳定性验算。溶洞顶板稳定性评价溶洞顶板稳定性评价l溶溶洞洞顶顶板板稳稳定定性性评评价价可可分分为为定定性性评评价价和和定定量量评评价价两两种种。定定性性评评价价完完全全取取决决于于工工程程师师的的经经验验。定定量量评评价价目目前前尚尚无无完完备备的的方方法法，可可以以运运用用一一些些简简化化的的力力学学方方法法，如如视视顶顶板板为为梁梁板板、无无铰铰拱拱等等

35、假假定定的的基基础础上上的的近近似似计计算算。也也可可以以用用弹弹性性理理论论的的方方法法求求溶溶洞洞周周边边的的应应力力场场，计计算算孔孔边边切切向向应应力力，并并于于岩岩石石的的强强度度进进行行比比较较的的方方法法计算稳定性系数。计算稳定性系数。花岗岩地区人工挖孔桩花岗岩地区人工挖孔桩工程勘察实例工程勘察实例 深圳福星大厦深圳福星大厦 l花岗岩的风化带具有厚度大，岩性变化剧花岗岩的风化带具有厚度大，岩性变化剧烈的特点，过去一般都将桩端置于中等风烈的特点，过去一般都将桩端置于中等风化或微风化岩层中。但这个工程却采用了化或微风化岩层中。但这个工程却采用了以强风化岩作为桩端持力层的扩底桩方案，以

36、强风化岩作为桩端持力层的扩底桩方案，既避免了微风化基岩顶板标高差异过大产既避免了微风化基岩顶板标高差异过大产生的工程问题，又减短了桩长，节省了造生的工程问题，又减短了桩长，节省了造价。价。l1）第第四四系系松松散散土土层层可可分分为为填填土土、沉沉积积层层和残积土和残积土3个层次。个层次。l（1）人人工工杂杂填填土土，除除局局部部外外大大部部分分地地段段均有分布，厚度均有分布，厚度0.503.70m。l（2）全全新新世世、上上更更新新世世海海陆陆交交互互相相沉沉积积层层，上上部部为为透透镜镜体体状状的的软软塑塑淤淤泥泥质质土土或或可可塑塑的的粉粉质质粘粘土土，下下部部为为稍稍密密中中密密的的砾

37、砾砂砂混粘土，总厚度混粘土，总厚度3.06.5m。l（3）残残积积砾砾质质粉粉质质粘粘土土，褐褐黄黄、桔桔黄黄、灰灰褐褐色色，由由粗粗粒粒花花岗岗岩岩或或细细粒粒花花岗岗岩岩风风化化残残积积而而成成，由由上上而而下下为为可可塑塑坚坚硬硬状状态态，分布于整个场地，厚度分布于整个场地，厚度11.2023.00m。l2）基基岩岩：场场地地下下覆覆基基岩岩为为中中生生代代燕燕山山期期侵侵入入花花岗岗岩岩，沿沿北北北北西西向向断断裂裂后后期期侵侵入入细细粒粒花花岗岗岩岩及及煌煌斑斑岩岩脉脉。花花岗岗岩岩遭遭受受不不同同程程度度的的风风化化，按按风风化化程程度度可可分分为为强强、中、微三个带。中、微三个带

38、。l（1）强强风风化化带带，褐褐黄黄、桔桔红红、灰灰褐褐色色，除除钾钾长长石石保保留留原原晶晶形形、手手捏捏成成砂砂状状外外，其其他他矿矿物物已已风风化化成成粘粘性性土土，换换算算后后的的标标准准贯贯入入击击数数大大于于50击击，顶顶板板埋埋深深17.029.5m，标标高高-9.46-21.38m，厚厚度度0.6015.1m。l（2）中中等等风风化化岩岩带带，浅浅黄黄、灰灰黄黄色色，裂裂隙隙发发育育、裂裂隙隙面面氧氧化化铁铁浸浸染染，岩岩芯芯呈呈块块状状，岩岩块块手手折折不不断断，锤锤击击声声脆脆难难碎碎。顶顶板板埋埋深深17.643.1m，标标高高-10.06-35.92m，厚度厚度0.36

39、.8m。l（3）微微风风化化岩岩带带，肉肉红红、桔桔红红色色，粗粗拉拉结结构构，块块状状构构造造，有有少少量量裂裂隙隙发发育育，裂裂隙隙面面有有浅浅铁铁锈锈色色，岩岩石石致致密密坚坚硬硬，需需钢钢粒粒或或金金刚刚石石钻钻进进，顶顶板板埋埋深深17.946.0m，标高标高10.3638.32m。桩基方案的建议桩基方案的建议l福福星星大大厦厦由由28层层塔塔楼楼和和4层层裙裙房房组组成成，均均设设1层层地地下下室室，埋埋深深45m。在在基基底底标标高高处处，大大部部分分软软弱弱土土层层已已被被挖挖除除，局局部部地地段段残残留留小小部部分分软软弱弱土土层层可可采采取取换换填填法法处处理理。持持力力层

40、层砾砾砂砂混混粘粘性性土土层层的的压压缩缩性性小小，承承载载力力高高，经经沉沉降降验验算算，最最大大沉沉降降量量为为32.5mm，符符合合规规范范要要求求。因因此此，裙裙楼楼可可以以采采用用天天然然地地基基，以以砾砾砂砂混混粘粘土土作作持持力力层层。如如果果考考虑虑采采用用短短桩基础，以强风化花岗岩为持力层。桩基础，以强风化花岗岩为持力层。l建议采用人工挖孔桩方案。但能否采用建议采用人工挖孔桩方案。但能否采用人工挖孔桩的关键是采用强风化基岩作人工挖孔桩的关键是采用强风化基岩作为桩端持力层，单桩承载力能否满足要为桩端持力层，单桩承载力能否满足要求，以及建筑物的不同部位的桩分别置求，以及建筑物的不

41、同部位的桩分别置于强风化、中等风化和微风化基岩上的于强风化、中等风化和微风化基岩上的沉降差是否满足要求。沉降差是否满足要求。l经经过过分分析析采采取取了了扩扩大大桩桩的的端端面面积积的的措措施施以以提提高高承承载载力力。两两座座塔塔楼楼各各布布置置了了52根根直直径径1.4m，扩扩大大头头直直径径2.02.6m，一一柱柱一一桩桩，单单桩桩承承载载力力7800kN13200kN。裙裙房房布布置置了了46根根直直径径1.2m，扩扩大大头头直直径径1.61.m，单桩承载力单桩承载力5000kN6300kN。l桩桩端端支支承承在在强强风风化化基基岩岩上上时时，计计算算的的最最大大沉沉降降量量19.1m

42、m，支支承承在在中中等等风风化化和和微微风风化化基基岩岩上上的的桩桩，沉沉降降量量为为4.5mm，东东西西部部的的沉沉降降差差14.6mm，倾倾斜斜0.9均均在在允允许范围内。许范围内。桩基设计桩基设计l桩基础设计的目的是为了使建筑物安全、可桩基础设计的目的是为了使建筑物安全、可靠地使用，设计时通过下表所示的控制达到靠地使用，设计时通过下表所示的控制达到这一目的，分别按承载力极限状态和正常使这一目的，分别按承载力极限状态和正常使用极限状态两种极限状态验算。承载力极限用极限状态两种极限状态验算。承载力极限状态控制包括地基土对桩的支承作用和下卧状态控制包括地基土对桩的支承作用和下卧层对桩基础的支承

43、作用的承载力验算、桩基层对桩基础的支承作用的承载力验算、桩基础稳定性验算、桩身和承台的结构强度的验础稳定性验算、桩身和承台的结构强度的验算；而正常使用极限状态包括桩基础沉降量算；而正常使用极限状态包括桩基础沉降量和水平位移的验算、桩身裂缝验算等。和水平位移的验算、桩身裂缝验算等。承载力极限状态验算承载力极限状态验算l1.根根据据桩桩基基的的使使用用功功能能和和受受力力特特征征进进行行桩桩基基的的竖竖向向抗抗压压或或抗抗拔拔承承载载力力的的计计算算和和水水平平承承载载力力的的计计算算；对对于于某某些些条条件件下下的的群群桩桩基基础础还还需需要要考考虑虑由由桩桩群群、土土和和承承台台相互作用产生的

44、承载力群桩效应；相互作用产生的承载力群桩效应；l2.对对桩桩身身强强度度和和承承台台的的承承载载力力进进行行验验算算；对对于于桩桩侧侧土土不不排排水水抗抗剪剪强强度度小小于于10kPa且且长长径径比比大大于于50桩桩应应进进行行桩桩身身压压屈屈验验算算；对对于于混混凝凝土土预预制制桩桩应应按按吊吊装装、运运输输和和锤锤击击作作用用进进行行桩桩身身承承载载力力验验算算；对对于于钢钢管管桩应进行局部压屈验算；桩应进行局部压屈验算；l3.当当桩桩端端平平面面以以下下存存在在软软弱弱下下卧卧层层时时，应验算软弱下卧层的承载力；应验算软弱下卧层的承载力；l4.对对位位于于斜斜坡坡、岸岸边边的的桩桩基基需

45、需要要验验算算整整体稳定性；体稳定性；l5.在在地地震震区区，按按建建筑筑抗抗震震设设计计规规范范规规定定应应进进行行抗抗震震验验算算的的桩桩基基，应应验验算算抗抗震承载力。震承载力。正常使用极限状态验算正常使用极限状态验算l1.设设计计等等级级为为甲甲级级的的非非嵌嵌岩岩桩桩和和非非深深厚厚的的坚坚硬持力层的建筑桩基；硬持力层的建筑桩基；l2.设设计计等等级级为为乙乙级级的的体体型型复复杂杂、荷荷载载分分布布显显著著不不均均匀匀或或桩桩端端平平面面下下存存在在软软弱弱土土层层的的建建筑筑桩基；桩基；l3.受受水水平平荷荷载载较较大大或或对对水水平平变变位位要要求求严严格的工程应验算水平位移；

46、格的工程应验算水平位移；l4.根根据据使使用用条条件件，要要求求混混凝凝土土不不得得出出现现裂裂缝缝的的桩桩基基应应进进行行抗抗裂裂验验算算；对对使使用用上上需需限限制制裂裂缝缝宽宽度度的的桩桩基基应应进进行行裂裂缝缝宽宽度度验算。验算。桩基础设计方法桩基础设计方法l我国桩基础的设计方法正处在多变时期，我国桩基础的设计方法正处在多变时期，在不同的设计规范中，可以看到不同的设在不同的设计规范中，可以看到不同的设计规定，有容许承载力设计方法、总安全计规定，有容许承载力设计方法、总安全系数设计方法和分项系数设计方法。系数设计方法和分项系数设计方法。l以往的设计规范一般采用安全系数法设以往的设计规范一

47、般采用安全系数法设计桩基；大多数的规范实际上采用的是计桩基；大多数的规范实际上采用的是确定性的设计方法，其表达方式有的出确定性的设计方法，其表达方式有的出现安全系数，有的不出现安全系数。现安全系数，有的不出现安全系数。建筑地基基础设计规范（建筑地基基础设计规范（GB5007-GB5007-20022002）实质上恢复了在设计表达式中不实质上恢复了在设计表达式中不出现安全系数的容许承载力设计方法。出现安全系数的容许承载力设计方法。l桩基设计的另一个重要问题是设计荷载，桩基设计的另一个重要问题是设计荷载，荷载必须与承载力的确定方法配套，且荷载必须与承载力的确定方法配套，且与设计状况保持一致。与设计

48、状况保持一致。l如果荷载和抗力的取值不配套，则在桩如果荷载和抗力的取值不配套，则在桩基承载力设计时会造成很大的浪费，在基承载力设计时会造成很大的浪费，在桩基承台结构设计时会造成隐患，对此桩基承台结构设计时会造成隐患，对此务必充分注意。务必充分注意。l桩桩基基承承载载力力计计算算时时应应采采用用荷荷载载的的基基本本组组合合和和地地震震作作用用效效应应的的组组合合；沉沉降降验验算算时时应应采采用用荷荷载载的的长长期期效效应应组组合合；验验算算桩桩基基的的水水平平变变位位、抗抗裂裂或或裂裂缝缝宽宽度度时时，应应根根据据使使用用要要求求和和裂裂缝缝的的控控制制等等级级分分别别采采用用短短期期效效应应组

49、组合合或或短短期期效效应应组组合合考考虑虑长长期期荷载的影响。荷载的影响。地下水浮力地下水浮力l桩桩基基设设计计时时应应注注意意地地下下水水浮浮力力的的影影响响，计计算算基基础础底底面面压压力力时时，基基础础底底面面以以上上的的总总荷荷载载应应扣扣除除基基底底水水浮浮力力，如如不不扣扣除除水水的的浮浮力力则则造造成成浪浪费费；桩桩基基沉沉降降计计算算时时，桩桩端端平平面面处处的的附附加加压压力力应应扣扣除除水水的的浮浮力力，否否则则计计算算沉沉降降过过大大；设设计计基基础础底底板板时时应应考考虑虑水水浮浮力力的的作作用用，不不考考虑虑浮浮力力是是偏偏于于危险的。危险的。几本主要规范的设计方法几

50、本主要规范的设计方法建筑地基基础设计规范的建筑地基基础设计规范的设计方法设计方法l建建筑筑地地基基基基础础设设计计规规范范对对桩桩基基承承载载力力验验算算和和结结构构强强度度验验算算采采用用了了不不同同的的设设计计原原则则，对对桩桩基基承承载载力力的的验验算算采采用用了了隐隐含含安安全全系系数数的的容容许许承承载载力力设设计计方方法法，而而对对结结构构强强度度验验算算则则采采用用概概率率极极限限状状态态设设计计方方法法，用用分项系数描述的设计表达式。分项系数描述的设计表达式。l按按单单桩桩承承载载力力确确定定桩桩数数时时，传传至至承承台台底底面面上上的的荷荷载载效效应应应应按按正正常常使使用用