發布時間：2023-04-08 11:36:51
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的樁基礎技術論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
關鍵詞：水泥攪拌樁；地基處理
上世紀六十年代，瑞典巖土工程研究所（SwedishGeotechnicalInstitute）和日本運輸省港灣技術研究所（PortandHarborResearchInstitute）分別研究出了一種采用石灰、水泥作為固化劑，通過專用的攪拌機械形成攪拌樁加固軟土地基的一種深層攪拌方法。水泥攪拌樁技術經常被運用于地基處理中，對水泥攪拌樁技術的研究探索和不斷更新改進很有實用價值。
我國于1978年開始對這種技術進行研究，20世紀80年代，開始將水泥攪拌樁技術應用于處理軟土地基工程中，20世紀90年代水泥攪拌樁技術在我國迅速發展起來。本文就水泥攪拌樁技術在地基處理中的參數設計，施工流程，質量檢測、及注意事項等四個方面進行了探索。
1水泥攪拌樁在地基基礎處理中的參數設計
水泥攪拌樁復合地基主要由樁身、樁間土和褥墊層共同組成。水泥攪拌樁技術在運用之前主要要先確定水泥摻入量，樁徑、樁長、加固范圍、褥墊層、樁的承載力以及樁的布置形式等內容。
水泥摻入量：水泥摻入量為擬加固土體重量的15%。水泥攪拌樁固化劑建議采用強度等級為32.5級及以上的普通硅酸鹽水泥。
樁徑：根據《建筑地基處理技術法規》JGJ79-2002以及成樁施工機械等因素確定，工程水泥攪拌樁直徑采用500mm為宜。
樁長：同樣根據《法規》，水泥攪拌樁的長度宜穿透軟弱土層道道承載力相對較高的土層。工程水泥攪拌樁有效樁長不小于9m，樁體必須進入第5層粉細沙層，不得少于0.5m。
加固范圍：根據《法規》，水泥攪拌樁可只在基礎平面范圍內布樁。工程基礎采用鋼筋混凝土條形基礎，水泥攪拌樁在條形基礎寬度范圍內布樁。
褥墊層：根據《法規》，水泥攪拌樁復合地基應用在基礎和樁之間設置褥墊層。褥墊層厚度取300mm，其材料選用中粗砂。
樁土承載力：樁身材料強度確定的單樁承載力應大于或等于由樁土和樁端土的抗力所提供的單樁承載力。一般單樁承載力應大于或等于80KN，復合地基承載力應大于或等于150KN.
樁的布置形式：根據需要用小木樁定好制樁點。
2水泥攪拌樁在地基基礎處理中的施工流程
2.1施工場地的選擇和平整
水泥攪拌樁技術主要適合處理正常固結的淤泥與淤泥質土，素填土、泥性土，泥炭土，有機質土和含水較高地基承載力標準值不大于120kpa的粘性土、粉土等軟土地基。
2.2對攪拌機械在施工前的檢驗
水泥攪拌機施工機械在所有鉆機開機之前應由監理工程師和項目經理部組織檢查驗收合格后方可開鉆，特別注意水泥攪拌樁管道是否有堵塞現象；水泥攪拌機施工機械必須保持好良好的穩定性能；檢查水泥攪拌機施工前配電腦記錄儀器和打印設備是否安裝就序，以免不能隨時了解和控制水泥漿用量及噴漿均勻程度，從而引起地基質量不合要求。
2.3試樁
根據施工現場的實際情況，在現場需要進行軟基處理的范圍內，在地表，中間和樁底位置各取出若干土質，進行比較。選取土質最差材料用作施工配合材料，一般選取3-5組用作配合比的試驗，在配合比試驗時用各種土質與幾種分量的水泥制成水泥、土混合料，制作成圓柱型試件后進行室內標準養護。
選用的水泥要經過檢驗合格才可使用，水泥用P032.5級及以上的普通硅酸鹽水泥為好，嚴禁使用礦渣水泥或火山灰水泥，水灰比宜采用0.45~0.50，另可加少量的石膏粉和減水劑，用量分別為水泥用量0.5%~1%為合適，以保證攪拌樁的質量。在施工比配合完成后進行工藝性試樁，工藝性試樁可以采用二噴四攪的攪拌施工工藝，即第一次正循環鉆進至設計深度后打開高壓注漿泵，接著反循環提鉆井噴水泥漿液，直至提升到工作基準面以下0.5米，第二次重復攪拌下鉆井噴水泥漿至設計深度，最后反循環提鉆至地表面。復攪的目的是使水泥漿和土體充分攪拌均勻。
2.4制漿打樁
用小木樁定好制樁點，調平鉆機，保持鉆桿垂直度小于或等于1%。啟動攪拌鉆機，控制好鉆進速度，鉆進速度不應大于1.2m/min；穿越粘土層時，鉆進速度不應大于0.8m/min，在鉆進50m后，開動空壓機噴壓縮空氣，以防止鉆進時堵塞噴漿口，同時可以借助壓縮空氣減少負載扭矩，使鉆進順利。制漿時，應按每根樁的需要，一次配足漿液，以保證每根樁的摻合比的穩定性和漿量充足，每根樁的正常成樁時間不應少于40min.噴漿壓力不小于0.5mpa。
3在水泥攪拌樁施工過程中的注意事項
（1）派專人負責水泥攪拌樁的施工，對水泥攪拌樁實施全程監控。
（2）相關負責人重點檢查水泥用量、水泥攪拌機壓漿過程中是否有斷漿現象，注意噴漿攪拌時間以及復攪次數是否正常。
（3）施工時應嚴格控制噴漿時間和停漿時間，每根樁開鉆后應連續作業，不得中斷噴漿。嚴禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業。
（4）施工過程中如果發現噴漿量不足，應按照監理工程師要求整樁復攪。復噴的漿量不小于設計用量。
（5）現場施工處應配備施工記錄人員，對施工樁日期，天氣、噴漿深度、停漿標高、鉆機轉速，漿液流量、復攪深度等進行詳細記錄。
4水泥攪拌樁在地基基礎處理中的質量檢測
（1）施工完成后3d內的N10輕便觸探試驗，主要是目的是檢驗水泥攪拌樁樁身水泥漿液的分布均勻性，輕便觸探深度一般不大于4m，檢測頻率為施工總樁數的1%，且不少于三根。
（2）施工完成28d后進行的水泥攪拌樁承載力（靜載）試驗，可采用復合地基承載力試驗和單樁承載力試驗。主要目的是檢驗水泥攪拌樁完成后地基的承載力是否得到提高，檢驗樁身否達到設計和規范要求，檢驗數量為施工總樁數的0.5%~1.0%。且每項單體工程不應少于3根。
（3）經輕便觸探和靜載試驗后對樁身質量有懷疑時，在成樁28d后，用抽芯機對樁體進行抽取芯楊，主要目的是檢驗樁身的強度、完整性樁土攪拌均勻度及樁身長度。檢驗樁身強度是要求抽取芯樣送檢測機構進行28d和90d的無側限抗壓強度試驗。檢驗數量為施工總樁數的0.5%，且不少于3根。
對于深層攪拌法施工的水泥攪拌樁現場質量檢測，除了根據國家規范JGJ790-2002建筑地基處理技術規范應在現場進行輕型動力觸探，鉆孔取芯，吊樁載荷試驗，還可以建立現場強度與樁內混合強度的數據庫，改進檢測方法。例如，發明專利：基于混合均勻度的深層攪拌混合土的現場檢測方法。
隨著我國高速公路飛速發展，一、二級公路的擴建，基礎設施的不斷新增和改進，村、鄉公路迫在眉睫；隨著城區的交通道路網不斷擴大和完善，城市道路網絡逐漸輻射到了城市周邊以前是耕地、魚塘隨和淤泥等地區。這些工程的地基處理都需要用水泥攪拌樁技術對泥土進行加固。水泥攪拌樁以其獨在工程應用時采取特殊機械將水泥粉或水泥漿噴入軟土中，并進行強制攪拌而形成復合地基或擋水結構，在高速公路軟土地基處理、高層建筑坑支護、污染場地隔離等工程中得到了廣泛應用。目前該技術還廣泛地運用于我國鐵路、公路、市政工程、港口碼頭和工業與民用建筑等行業的軟基處理加固工程。水泥攪拌樁技術將在實踐運用與科學研究中發揮越來越重大的作用。
關鍵詞: 3m鋼材 預處理 預熱裝置 技術規格
中圖分類號: TU74 文獻標識碼: A文章編號: 1007-3973 (2010) 04-003-02
預熱裝置主要用途為與鋼材預處理流水線配套,可獨立安裝在流水線的輥道上,對運動中的鋼板、型鋼及其他鋼結構件進行預熱處理,除去油污、積水,淡化鋼材表面上的鹽,并使其表面達到一定溫度,在40℃~60℃范圍內自動調節,為下道工序的預處理(拋丸、噴漆等)創造理想的條件。
筆者在參加海洋石油工程(青島)有限公司青島制造基地一、二期項目的過程中,對3m鋼材預處理流水線的預熱裝置有比較深入的了解,遂在此擬對其技術規格及要求方面的問題展開討論,以期能引起對它的重視和更進一步的研究。
1 設備基本要求
按技術規格書中有關要求,并按照ISO9001質量保證體系運作負責設備的設計、相關裝置的制作、運輸到指定地點、現場裝卸、安裝(含現場安裝調試配合的吊/鏟等機械、安裝材料等)及安裝期間的現場保管、調試、協調系統聯調、驗收、直至交付使用。除此之外,還包括設備現場土建施工及電氣、動力系統接入、冷卻系統安裝。要提供設備的制造標準及相關驗收標準,并提供設備原理、組成、性能、特性計算、維護等主要介紹。制造廠需具有5年以上的生產經驗,最近3年制造并銷售了10套以上預熱系統且無事故和投訴記錄。
2 設計條件
2.1 自然條件
溫度: -20℃～+40℃;濕度:平均相對濕度80% ,最大相對濕度95%;地震:基本地震烈度為七級。
2.2 能源供應
電:380V±10%,50Hz±1Hz;壓縮空氣:壓力:～0.6Mpa;目前為丙烯:壓力為0.03～0.07Mpa,今后將通天然氣。
3 主要規格參數及技術要求
3.1 主要規格參數
(1)可預熱3m線上的所有鋼材規格型號(寬度≤3000mm,高度≤500mm,包括側立面)。
(2)鋼材運行速度:0-6m/min。
(3)火線分線形式:上兩組,下一組共三條火線,每條火線分為三段。
(4)工作環境應為全天候(如大霧、雨天、雪天等潮濕天氣)。
3.2 其它技術要求
(1)預熱裝置采用雙層隔熱板,單層隔熱板厚度不低于3mm,中間滿鋪100mm的保溫棉,外形美觀,結構件均一次加工成型,可以有效隔絕室內溫度的擴散。
(2)采用高壓傳輸氣體,火焰燃燒器的火焰高度控制在不低于300mm,氣路系統配備合理,采用耐用質優的電磁閥,并配備安全可靠耐用質優的氣體泄漏報警裝置,此裝置要求采用性能優異、安全可靠、價格適中、按國家標準制造的名牌產品,確保安全生產。
(3)通過上下火線同時對鋼材表面進行加熱,火線的總長度滿足用戶使用的鋼材的最大寬度,根據用戶的每次處理鋼材寬度變化與配套的測寬裝置以及軌道運行速度自動或手動調整火線,且火線長度也可隨時進行調整。
(4)需具備鋼材高度測量裝置、測寬控制裝置、視頻監控裝置,要求控制精準、可靠、耐高溫及粉塵沖刷的要求。
(5)電控部分留有與相配套的設備上的接口,能與相配套的測寬裝置自動或手動實行兩段式控制;能與相配套的測高裝置自動或手動實現當鋼材進入預熱室時,火焰自動點燃,鋼材離開預熱或輥道停止時,火焰自動熄滅;裝置上點火失敗或偶然熄滅時,可自動切斷燃氣氣管氣源。
(6)箱式頂部采用無動力排風除塵,依靠燃燒產生的熱量形成抽力,煙囪配備煙塵防回流器,需配置獨立的廢氣排放煙筒,不能同除塵煙筒共用。
(7)電器控制采用歐姆龍或三菱PLC,穩壓閥和節氣電子閥需選擇耐用質優、安全可靠的產品,一旦探測器檢測出有漏氣現象,保證管道與燃燒火焰中很快切斷氣源。
(8)前后分別安裝吹掃器。
(9)燃氣燃燒系統需采用耐用質優、安全可靠的產品,確保運行的穩定性。提供工藝設計圖紙、技術說明及動力要求,須達到國家節能減排要求及環保要求,同時需配置燃氣流量計和穩壓裝置。
(10)燃氣燃燒器采用耐熱不銹鋼材質,燒嘴采用電脈沖打雙排微孔(需意大利或德國等知名品牌),為節能型,原裝進口閥組:防止壓力過高,保證火焰的穩定,同時對其他部件起到了保護作用。采用鼓風空氣配風,利用氧氣為助燃劑的燃燒形式,絕對不回火,鼓風機應為防爆型風機。
(11)燃燒器上兩組、下一組,均自動點火,且可單段獨立控制點火。保證100%點火成功。
(12)點火時間控制準確,在2秒之內全部點火成功,不會在點火階段產生煙塵,燃氣和助氧混合充分,比例準確,燃燒完全,不熄火,對環境污染小,符合國家環保排放要求。
(13)火焰全部成藍色或黃白色,燃燒充分,剛性強,呈不小于80mm厚火墻,高速噴射在鋼板表面除去鋼板水跡、油污、淡化鹽層。
(14)多重安全保護監測措施,確保點火及燃燒各個過程的安全。關鍵執行元器件均采用耐用質優、安全可靠的產品,點火器完成點火后用作長明燈,保證預熱室安全。如意外熄火,如燃氣壓力過低,會立即切斷點火燃氣管路和主燃氣管路。點火前、熄火后吹掃。如空氣壓力過低,啟動時不能啟動點火程序,運行中將立即切斷燃氣管路。在預熱室上部和底部裝有燃氣泄漏檢測報警裝置和過熱保護裝置。
(15)火焰處輥道設有水冷卻裝置,通過可調節流量的循環冷卻泵使該處輥道溫度保護在100℃左右,需配備防泄漏、防凍裝置。
(16)安全檢測保護裝置主要包括:設多處溫度檢測,確保預熱效果;升降機構、測高裝置雙重限位;燃氣及助氧安全壓力檢測;燃氣泄漏檢測;點火失敗、偶然熄火監測控制等。
(17)凡是壓力容器上的儀表屬強制檢定范圍必須由有法定強制檢定資質的計量所檢定,其它儀表可有一般性計量所檢定并出具檢定證書即可。
4 制造和監造
(1)預熱裝置在制造過程中,采用全面的質量控制和進度跟蹤監控。
(2)監控依據為:制造合同、技術協議、投標文件(含澄清文件)、國家有關標準。
(3)使用方有權根據雙方簽定的技術文件和規定以及質檢部門的檢驗記錄,對被監控對象提出異議,并要求重新檢驗直至報廢。
(4)制造方應與使用方在設備制造過程中進行協作與配合,并允許使用方查閱相關的技術資料和檢驗記錄。
5 設備的零備件、工具及技術資料
5.1 預熱裝置的零配件及工具
包括預熱裝置運行1年所需的維修保養備件,隨機標準工具(包括專用和特殊工具),設備質保期后運行1年所需的備品備件、易損件,質保期以后2年使用的備品備件清單供購方選擇。預熱裝置所有備品備件保證供應10年。
5.2 提供以下必要的技術資料
(1)制造方應該提供設備主要設計圖紙(基礎布置系統圖、工藝布置圖、結構布置圖、電氣原理圖、技術說明及動力要求等)等資料交使用方審查,通過審查認可后方能組織生產,同時提供主要零部件、配套件的型號規格和生產廠家供使用方確定后方可實施。在建造過程中,不得擅自修改或變更。
(2)預熱裝置使用操作手冊、維修保養手冊、備件手冊。
(3)預熱裝置總體介紹(相關圖紙及說明等)、主要特性及計算書、設備的常見故障及解決方案。
(4)提供預熱裝置外購件的使用說明書和制造商的名稱、地址和定貨號。
(5)所有文件資料共提供5套,其中1套為電子版資料。
6 技術服務和培訓要求
(1)預熱裝置的培訓在使用方施工現場進行,使用方負責提供培訓場地和其他便利條件。
(2)設備到達使用方施工現場后,制造方售后服務工程師也應及時到達施工現場進行使用前的準備并免費對使用方操作人員進行不少于1周的技術培訓,對培訓合格的操作人員簽發“操作合格證書”。
(3)制造方應編制并提供5套培訓教材,并于合同簽訂后2個月內將培訓教材提交給使用方。
(4)制造方應編制詳細的培訓計劃,并于合同簽訂后2個月內將培訓計劃提交給購貨方。
(5)設備驗收后,免費保修18個月。售后服務應及時有效,在接到使用方故障信息后4小時內響應,3天內到現場解決問題。在接到使用方的故障通知后,若制造方未能在3天內到達現場,使用方有權要求制造方給予賠償,其計算方法是:從接到使用方故障通知3天后,每晚24小時(不足24小時按24小時計),制造方賠償使用方質保金的5%。
(6)質保期內,對由于產品質量問題造成的損壞,制造方將到現場免費維修更換損壞的產品。由于使用方操作不當原因造成的器件損壞,制造方有義務對損壞的產品進行有償更換。對于產品在驗收和使用中無法發現的內在質量缺陷,無論是否在質量保證期內,制造方均免費更換相應部件或修復,并承擔相應責任,對重新更換的部件重新計算質保期。
(7)質保期內如同一外購件或零部件連續兩次出現質量問題,制造方同意免費為使用方更換,品牌由使用方指定,所壞零部件質保期將重新計算。
7 設備的驗收標準及驗收程序
(1)提供一份設備出廠合格證明。
(2)執行相關技術要求和合同條款及相關標準進行驗收。
(3)驗收工作分為預驗收和最終驗收。預驗收是最終驗收的一部分,預驗收在生產廠進行,按照雙方確定的驗收方式、驗收大綱及調試表格執行,最終驗收在招標方施工現場進行。
(4)使用方有權派專業工程師到投標方監督設備的生產過程及檢驗和試驗過程,制造方應提供一切便利條件。
[關鍵詞]減沉樁；復合樁基；沉降計算
0前言
舟山群島存在大面積的海積、沖海積和山前沖海積平原,地基土存在厚10～50m的高壓縮性、低強度、大孔隙比和高含水量的淤泥質粘土層。在其頂部大多存在厚1～2m的粉質粘土(俗稱硬殼層),當量大面廣的多層住宅等建筑采用淺基礎時以該層為持力層,一般情況下地基承載力和軟弱下臥層承載力均能滿足要求。但由于軟土層太厚,將產生過大的沉降,不滿足使用要求,因此該地區1～6層建筑大部分均采用樁基礎,且多數采用預應力管樁,樁長達40～60m,甚至某公園一單層廁所也打了6根直徑0.4m、樁長30m的預應力管樁[1],因此基礎造價相對較高。和常規樁基相比,減沉樁的復合樁基可以減小沉降和降低造價,所以在上海、天津等軟土地區已有較多的應用,但在舟山還未曾用過。某3層辦公樓減沉復合疏樁基礎設計工程在舟山是首例,可為這項技術的推廣使用積累經驗。
1、減沉復合疏樁基礎工作機理
減沉復合疏樁基礎是在軟土天然地基承載力基本滿足要求的情況下,為了減小建筑物沉降采用疏布樁(樁距>6d,d為樁徑)的復合樁基礎,外荷載由樁和樁間同承擔,樁的截面較小,樁間距較大,以保證樁間土的荷載分擔足夠大。隨著上部結構荷載增加,荷載開始主要由樁承擔,樁、土間的變形以受基礎底壓力作用影響為主,受樁土相互作用影響次之,基礎底的樁和土沉降是相等的,而承載力的可靠度主要由淺基礎承載力作保證。
減沉樁設計為變形控制設計方法,主要對存在深厚軟土層的多層建筑的絕對沉降和整體傾斜、撓曲和結構支點間的差異沉降進行控制。減沉樁的工作機理很復雜,其受力性狀與常規樁距的樁基礎有明顯的不同,對此目前還研究得不夠,尤其現場足尺試驗資料不多,學術上有不同的觀點,爭論焦點之一是在正常使用條件下,減沉樁是在承載力特征值還是在極限承載力下工作或在兩者之間工作。本文[2]通過減沉樁模型試驗和有限元分析認為,樁在80%～90%的單樁極限承載力下工作;文[3],[4]建議樁承載力按0.9Qu設計(Qu為單樁極限承載力),按單樁極限承載力設計復合樁基可為充分發揮承臺底地基土的直接承載作用創造條件;文[5]認為,當淺基礎(承臺)產生一定沉降時,樁能充分發揮并始終保持其全部極限承載力,即有足夠的“韌性”;文[6]提出上海地區可令樁發揮極限承載力的樁與承臺摩擦樁基礎的設計建議;上海規范[7]規定,復合樁基、樁和同作用,當荷載達群樁極限狀態時,荷載全部由樁承擔,地基土不承受荷載,當荷載超過極限承載力時,超過的部分由基底地基土承擔。文中工程減沉樁復合樁基設計采用《建筑樁基技術規范》(JGJ94―2008)[8]中的設計方法,基底附加壓力按總荷載扣除單樁承載力特征值進行計算。
2工程概況
六橫沙浦一3層辦公樓,建筑面積1600m2,框架結構,上部結構荷載效應基本組合設計值32442kN,基礎埋深0.9m,地下水位0.9m,采用梁板式筏型基礎,平面尺寸39.24m×17.4m,板厚250mm,縱向地基梁500mm×650mm和500mm×800mm,橫向地基梁400mm×600mm,基礎平面見圖1,承臺構造見圖2。
3、天然地基沉降計算
(1)基底平均壓力為:
pk=Fk+Gk
A=32442P1135+68218×019×2068218=5312kPa
(2)軟弱下臥層承載力按下式驗算:
pz+pcz≤fazpz=lb(pk-pc)(b+2Ztanθ)(l+2Ztanθ)式中:pz為軟弱下臥層頂面附加壓力;pcz為軟弱下臥層頂面自重壓力,pcz=2413kPa;faz為經深度修正軟弱下臥層承載力特征值,faz=6216kPa;pc為基礎底面處自重壓力,pc=1711kPa;Z為基礎底面至軟弱下臥層頂面距離,Z=018m;θ為擴散角,由ZPb=018P1714=0105,Es1
PEs2=811P212=317,故θ=0°。計算得:
pz=39124×1714×(5312-1711)(1714+2×018×tan0°)(3914+2×018×tan0°)
=3611kPapz+pcz=3611+2413=6014kPa≤faz=6216kPa滿足要求。
(3)按分層總和法計算筏板基礎沉降:
s=ψsΣn1p0Esi(zi.αi-zi-1.αi-1)式中:ψs為沉降計算經驗系數,根據地基規范[13]由.Es=2146MPa查表得ψs=111;p0為荷載效應準永久組合的平均附加壓力,p0=33kPa;Esi為基底下第i層土壓縮模量;.αi,.αi-1為承臺等效面積角點平均附加應力系數;zi,zi-1為承臺底至第i,i-1層土底面距離。最終計算得出s=25414mm。
4、減沉樁復合疏樁基礎設計和沉降計算
由上述計算結果可知,采用天然地基的筏板基礎的基底壓力和軟弱下臥層承載力驗算均滿足要求,但沉降s=254.4mm,已超過各地規范[7,9,12]規定的地基變形容許值:上海規范[7]規定,多層框架結構天然地基筏板基礎中心點容許沉降為15～20cm;天津規范[9]規定,多層建筑容許沉降值為10～15cm;北京規范[12]規定,多層建筑框架結構長期最大容許沉降量為3～12cm。
為減少筏基沉降,采用減沉復合疏樁基礎,即在每一根柱下各布設一根預制樁,樁截面250×250,樁長21m,樁端持力層為層③含角礫粉質粘土,總樁數44根。
根據表1中的參數,單樁承載力特征值為:
Ra=uqsiaLi+qpaAp=376.5kN
減沉復合疏樁基礎底板中點最終沉降由兩部分組成:一是基礎底面土在附加壓力作用下的壓縮變形的沉降ss,二是樁對土影響產生的沉降ssp。
s=ψ(ss+ssp)(1)
式中ψ為沉降計算經驗系數,無當地經驗ψ取1.0。
由于基礎底面樁和土的沉降是相等的,式(1)是通過計算樁間土沉降的方法計算基底中點最終沉降量。
4.1基底地基土附加壓力產生的沉降ss
基底地基土附加壓力產生的沉降ss,是按Bouissinesg解計算土中附加應力,由單向壓縮分層總和法計算:
ss=Σui=1p0Esi(zi.αi-zi-1.αi-1)(2)承臺等效寬度為:
Bc=BAcPL(3)
式中:Ac為承臺底凈面積;B,L分別為承臺基礎平面的寬度和長度。經計算Ac=680m2,B=17.4m,L=39.24m,Bc=11.56m。
根據荷載效應準永久組合計算假想天然地基平均附加壓力p0
p0=ηp(F-nRa)/Ac(4)
式中:ηp為基樁刺入變形影響系數,取1.2；F為荷載效應準永久組合荷載值,F=33918kN；n為樁數,n=44。計算得出p0=30.6kPa。
基底附加壓力作用下的沉降計算見表2。
滿足σz=011σc確定的沉降計算深度zn=15m,由基底地基土附加壓力作用下產生的筏板基礎中點沉降ss=131.3mm。
4.2樁對土影響產生的沉降ssp
因減沉樁端阻力相對較小,同時l/d=84(d為樁徑),單樁沉降受樁端持力層性狀影響不大,所以忽略端阻力對基底地基土沉降的影響,僅考慮樁側阻力引起樁周土的沉降。按剪切位移傳遞法計算,當軟土層樁側剪切位移影響半徑按8d考慮時,可得到ssp的簡化公式:
ssp=280.qsu.Esi×d(SdPd)2(5)
式中:.qsu,.Es分別為樁身范圍內按厚度加權極限側阻力和平均壓縮模量；d為樁身直徑,方樁d=1.25b(b為單樁截面邊長)；Sd/d為等效距徑比,方樁Sd/d=0.886A/(nb)。經計算.qsu=2318kPa,.Es=2179MPa,SdPd=14,ssp=318mm。
故減沉復合疏樁筏基中點沉降為:
s=ψ(ss+ssp)=1.0×(131.8+3.8)=135.6mm所以減沉復合疏樁筏基比筏板天然地基中點沉降(254.4mm)減小47%,且沉降值滿足規范要求。
5、結論
(1)計算的基礎中點沉降比天然地基沉降減小47%,說明設計少量減沉樁可使沉降滿足規范要求。從結構封頂后的沉降觀測知,其最大沉降量為45mm,預計最終沉降達128mm左右(假設封頂后沉降完成35%),當沉降速率0.01mm/d為沉降基本穩定標準時[10],預計沉降穩定時間不超過10年[11]。而不遠處類似土層的框架結構,采用十字交叉梁條形基礎,結構封頂后的最大沉降達105mm。
(2)該辦公樓周邊有多層住宅樓,道路下有自來水管線,當采用常規的預應力管樁或預制方樁時,無論是錘擊法或靜壓法沉樁都將產生擠土效應,擠土范圍達1～1.5倍樁長,所以要設置應力釋放孔等減少擠土效應,同時設置測斜孔監測深層土移來控制打樁速率,就會增加工程造價。而減沉樁樁間距很大,達15.2d～16.4d,大大減少了擠土效應,甚至可不用考慮樁施工的擠土效應。
(3)該工程與采用常規樁基比較,采用減沉復合樁基可減少樁數30%,降低造價35%(含防擠土措施和監測費用)。
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關鍵詞：高層建筑，基礎類型，選擇，設計要求
1．前言
高層建筑中基礎工程的設計與施工對高層建筑本身及其周圍環境的安全至關重要，其造價與工期對高層建筑總造價和總工期有舉足輕重的影響。對某一具體高層建筑物，可能有多種基礎設計方案可供選擇，只有經過技術經濟比較，嚴格遵照國家有關規范進行設計，才能得出較經濟合理的方案。現將基礎類型的選擇與一般要求進行簡要說明。
2.基礎選型
2.1高層建筑基礎的常用形式
高層建筑的上部結構荷載很大, 基礎底面壓力也很大, 一般的獨立基礎己不能滿足承載力的技術要求, 因此, 應采用特殊形式的基礎，常用的基礎形式有梁式基礎、筏形基礎、箱形基礎、樁基礎、地下連續墻基礎等，以及這些基礎的聯合使用。
（1）鋼筋混凝土梁式基礎
這種基礎一般設置在柱列下或剪力墻下，適用于地基承載力較高而上部結構不是很高、載荷不是很大、沒有地下室的情況。
（2）交梁式條形基礎
它是用兩個方向的梁式基礎把柱縱橫相互聯系起來。當地基承載力較高，上部的柱子傳來的荷載較大，沒有地下室，而單獨基礎或柱下條形基礎均不能滿足地基承載力要求時, 可在柱網下縱橫兩向設置交梁式基礎(也成十字交叉條形基礎)。這種結構的形式比單獨基礎的整體剛度好, 有利于荷載分布。
（3）筏形基礎
它是由鋼筋混凝土組成的覆蓋建筑物全部底面積的連續底板構成。筏形基礎的平面尺寸應根據地基土的承載力、上部結構的布置及其載荷的分布等因素確定。筏形基礎又有平板式和梁板式兩種類型。有地下室和沒有地下室的情況都適用。
（4）箱型基礎
基礎的整體外形如箱，由鋼筋混凝土底板、頂板和縱橫墻體組成一個整體結構。這種基礎剛度很大，可減少建筑物的不均勻沉降。高層建筑一般設地下室，可結合使用要求設計成箱型基礎。
（5）樁基礎
由設置于土中的樁和承接基礎結構和上部結構的承臺組成。樁有預制樁、灌注樁、人工挖孔樁（墩）和鋼樁等，具有承載能力大, 能抵御復雜荷載以及能良好地適應各種地質條件的優點 , 尤其是對于軟弱地基土上的高層建筑, 樁基礎是最理想的基礎形式之一。
（6）地下連續墻
這是在土中鉆、挖、沖孔成槽，在槽內安放鋼筋網（籠）、澆注混凝土而形成的一種地下鋼筋混凝土墻體。它的適用范圍很廣，如建筑物地下室、水池、設備基礎、地下鐵道、船閘、護岸、防滲墻等，均可采用地下連續墻，既可當做基礎又可當做支護。
（7）聯合基礎
有時為了加強基礎結構的整體性和穩定性,如提高其抵御水平荷載的能力,、一定程度上調整不均勻沉降的能力、防水能力等，要將兩種或兩種以上的基礎形式聯合使用。論文參考網。如當受地質或施工條件限制, 單樁的承載力不高, 而不得不滿堂布樁或局部滿堂布樁才足以支承建筑荷載時可考慮樁基礎與片筏基礎聯合使用；當在軟弱地基土上建造高層建筑時可考慮樁基礎與箱型基礎聯合使用，以及其他基礎形式的聯合使用。
2.2 基礎類型的選擇
高層建筑的基礎選擇應考慮以下條件綜合各方面因素選定:
(1)上部結構的類型、整體性和結構剛度；
(2)地下結構使用功能要求；
(3)地基的工程地質條件；
(4)抗震設防要求；
(5)施工技術、基礎造價和工期；
(6)周圍建筑物和環境條件。在進行高層建筑基礎方案選擇時，應進行多種基礎方案的分析
比較，選擇出既安全可靠又經濟合理的基礎形式。
一般情況下，高層建筑應采用整體性好、能滿足地基承載力和建筑物容許變形要求并能調節不均勻沉降的基礎形式。工程地質條件是選擇基礎類型的重要依據。對于一般場地，當建筑物不太高，地基土層承載力較高、壓縮性低，或基巖就在地表時，可選擇天然地基梁式基礎或筏形基礎；若地基下仍有一定厚度（3~5 m）粘土層時，應首先考慮箱型基礎或筏形基礎加大埋深，再考慮樁箱、樁筏以硬土層為持力層；場地地震基本烈度大于等于7度，淺部又存在可液化土層時，應采用樁基穿透可液化層，支承在非可液化土層中；當地基土承載力不足、土層厚薄不均、存在較大的地基沉降或不均勻沉降時，應選擇與樁基組合成聯合基礎。
目前已建的高層建筑中，采用最多的基礎類型是筏形基礎、箱型基礎或樁箱、樁筏基礎。近年來，由于對地下室空間使用功能要求的提高，內隔墻較多的箱型或樁箱基礎的采用已越來越少，而帶地下室的筏形或樁筏基礎的采用越來越多。
筏形基礎和箱型基礎在地基土比較均勻的條件下，基礎平面形心宜與上部結構豎向永久載荷重心重合。當不能滿足重合時，偏心距宜符合e小于等于0.1W/A的要求。式中W為與偏心方向一致的基礎底面邊緣抵抗矩；A為基礎底面的面積。論文參考網。對低壓縮性地基或端承樁基的基礎，可適當放寬偏心距的限制。計算偏心距時，裙房與主樓可分開考慮。
3.基礎的一般設計要求
3.1 基本要求
在進行基礎設計時，為確保建筑物的安全和正常使用，必須滿
足下述三方面要求:
(1)基地壓力小于或等于地基的允許承載力；樁基礎或復合樁基礎要求基地總荷載小于或等于樁基承載力與樁間地基土承載力的總和。
(2)地基計算變形量小于建筑物允許變形值。
(3)水平力作用時滿足穩定性要求。以上三個要求為基本要求，對不同的高層建筑物應分別對待。
3.2 埋深要求
為保證高層建筑在垂直載荷和水平載荷作用下的穩定性，高層建筑基礎應滿足一定的埋置深度要求。在確定埋置深度時，應考慮建筑物的高度、體形、地基土質、抗震設防烈度等因素。埋深從室外地面算至基礎底面，宜符合下列要求：
（1）天然地基或復合地基：埋深大于等于建筑物高度的1/15。
（2）樁基礎：埋深大于等于建筑物高度的1/8（樁長不計在內）。
建筑物高度系指從室外地坪到屋面的高度（不包括突出屋面的電梯間、水箱等局部附屬部分）。當建筑物采用巖石地基或采取有效措施時，在滿足地基承載力、穩定性要求并滿足基地零應力區要求的前提下，基礎埋深可適當減小。論文參考網。當地基可能產生滑移時，應采取有效的抗滑措施。
3.3防水要求
當高層建筑基礎為帶地下室的筏形基礎、箱型基礎等地下結構時，基礎混凝土不僅強度要滿足要求，還要滿足防水要求。當有防水要求時，混凝土抗滲等級應根據地下室最大水頭與防水混凝土厚度的比值按基礎防水混凝土的抗滲等級表采用，且不應小于0.6Mpa。必要時可設置架空排水層。
4.結束語
在進行高層建筑基礎選型和設計時，如能按照其各自的一般原則，再結合實際情況，綜合考慮上部結構、地基情況、工程造價等各方面因素，選擇合理形式進行設計，可以為工程建設提供很多方便。
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關鍵詞：CM 三維復合地基Abstract： in this paper， CM3-dimensionHighstrengthcompositefoundation is introduced， and with the example of one project the calculation process is introduced about parameters
Keyword： CM3-dimensionHighstrengthcompositefoundation
1 CM 三維復合地基簡介
CM 三維復合地基是廣義復合地基中豎向增強體復合地基的一種形式的演變，CM 三維復合地基是由CM 樁形成豎向基礎材料增強體系。該項技術是由專利發明人沙祥林[1]在現有國內外復合地基的研究理論與實踐的基礎上提出的。經過C 樁、M 樁對地基的加強，形成三種不同的剛度區域，C 樁、M 樁與樁間土體形成的第一剛度區域，C 樁和樁間土體形成的第二剛度區域，C 樁樁底以下持力層形成第三剛度區域。建筑上部荷載經過三個剛度區域合理分配，通過三維空間協作對地基基礎進行加強，改善了地基基礎的力學性能。
2 工程概況
本工程建筑±0.00相當廣州城建高程值18.10m，筏板面標高相對建筑±0.00為-9.85m，筏板板厚為2000mm。樁頂墊層（素砼+砂墊層）厚0.30m，樁頂標高相對建筑±0.00為-12.15m，則根據地勘報告，筏板基礎基底主要處于②2層粉質粘土層或②5層粉質粘土層，綜合取fak=180kPa。C樁采用C25素混凝土，成樁直徑D=500mm，采用合金鉆頭施工，以風化巖面為樁端持力層，施工至巖面后要求磨鉆。若C樁有效樁長大于25m未至風化巖面，則以打至25m為準。M樁成樁直徑D=600mm，有效樁長L=8m。水泥用量為每米噴入32.5R復合硅酸鹽水泥100kg。
3 基礎方案的確定
本工程采用兩種基礎方案進行對比選擇。一種基礎方案采用鉆孔灌注樁承臺基礎，為了確保地基基礎的承載力和沉降，樁端持力層進入6 土層。樁基礎存在以下不足之處：1、樁承臺基礎作為基礎整體結構的一部分，通過土對樁的側向摩阻與端承作用將上部結構荷載傳到土層中，但是該基礎體系未能充分利用承臺下樁間土的承載力。2、由于穩定性要求和實際需要，建筑物都有一定的埋深，同時該工程一般有1～2 層的地下室。若利用樁基礎，基坑開挖卸荷導致建筑物對地基土的應力補償作用得不到利用，是一種損失。3、樁端需要有良好的土層，而對于要處理的地基持力層都較深，本工程的理想持力層相對標高在地下18～20 米，因此造成樁較長，樁基礎同其它地基處理相比，造價相對較高。由于樁基礎費用一般占土建費用的15～20%，甚至達到30%左右，顯著提高了建筑成本造價。本著對建筑物安全可靠，經濟實用的原則，CM 三維復合地基更合適。7、 總結
根據現場沉降監測數據，整個施工過程和竣工以后的沉降都在規范允許范圍之內，因此證明基礎方案的選擇是符合實際工程需要的。同時從現場施工反饋的信息來看，施工工期施工成本和工程造價成本也是優于鉆孔灌注樁。
參考文獻：
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【關鍵詞】樁基礎；建筑施工；預制樁；管理
一、在建筑工程中如何選擇樁基
高層建筑、重要的建筑物和荷載過大的建筑物等都要通過樁基工程來施工，這樣地基的沉降可以得到很好的緩解，承受力也會得到增強，避免結構出現傾斜的現象。運用樁基進行施工也適用于如高層建筑、重型工業廠房、糧倉及輸電塔等建筑物，以及一些要求降低基礎振動和沉降的精密設備基礎，位于軟土地基上的永久性建筑或用做地震區結構抗震措施等。
針對地基上下部地層堅硬程度不一樣時，就要運用樁基來施工，但是假如由于軟土層太厚，樁端不能到達堅實的下層時，就要全面考慮沉降的問題，否則會加大樁基的沉降。在樁基設計過程中，地基承載力以及變形都是要求全面考慮的兩個重要問題，在實際施工中，因為不合理的樁基設計以及施工，使得施工事故不斷發生，造成的損壞以及影響都是非常嚴重的，因此，我們既要做好地基的勘探工作，又要選擇合適的方案，才可以進行樁基工程施工，確保樁基施工的順利完成。
提前在施工現場用混凝土制成所需要的形狀的樁叫預制樁，用于樁基施工中，然后用打樁機把這些預制樁打入地基中。預制樁可以分成管樁和實心樁，利用離心方法產生的，需要高強度的混凝土的空心樁為管樁。
二、建筑工程施工中樁基施工技術的應用
隨著社會主義市場經濟發展速度的不斷加快，我國高層建筑工程也得到了極大的發展。樁基施工作為高層建筑工程施工的重要技術，其施工質量的優劣將對建筑工程使用年限等造成極大的影響。隨著市場經濟體制的不斷完善，人們生活水平的不斷提升，對高層建筑工程有了更高地要求。在具體工作中，施工企業不斷提高樁基施工技術水平，規范施工工藝，只有這樣才能提升建筑工程的施工質量，才能為施工企業的發展提供強有力的保障。
（一）放線定位
樁基礎施工現場軸線應經復核確認，施工現場軸線控制點不應受樁基施工影響，以便樁基施工作業時復核樁位。
1、定樁位。定樁位時必須按照施工方格網實地定出控制線，再根據設計的樁位圖，將樁逐一編號，依樁號所對應的軸線、尺寸施放樁位，并設置樣樁，以供樁機就位定位。定出的樁位必須再經一次復核，以防定位差錯 。
2、水準點。樁基施工的標高控制，應遵照設計要求進行，每根樁的樁頂、樁端均須做標高記錄，為此，施工區附近應設置不受沉樁影響的水準點，一般要求不少于2個。該水準點應在整個施工過程中予以保護，不使其受損壞。樁基施工中的水準點，可利用建筑高程控制網的水準基點，也可另行設置。
（二）灌注樁成樁
灌注樁成孔方法主要有泥漿護壁成孔、沉管成孔及干作業成孔等幾種。在成孔后放置鋼筋籠、澆筑混凝土，形成灌注樁。泥漿護壁成孔常有正（ 反） 循環泥漿護壁成孔與沖擊成孔兩種。前者適用于淤泥及淤泥質土、一般粘性土、粉土等，在砂性土中也可適用，但應注意泥漿護壁，防止護壁倒塌： 后者則適用于粘性土及碎石土，也可用于淤泥質土、粉土及砂土。沉管成孔法通常采用錘擊法、振動法或振動沖擊法等。它們施工時都有振動、噪音、擠土等現象，選擇時應注意環境保護。干作業成孔法則可用鉆孔及人工挖孔兩種方法，鉆孔法可用于粘性 土及粉土，在砂土中也可能采用； 人工挖孔法一般只適用于粘性土，在淤泥質土及粉土中應視具體條件而定，而在砂土及碎石土中不可采用，同時，在地下水位以下采用人工挖孔也應有可靠的排水或止水措施。灌注樁的幾種施工方法中，泥漿護壁成孔及干作業成孔方法一般都 無擠土或很少擠土，這兩種灌注樁施工中振動與噪音一般均很小，因而在城市的高層建筑樁基中常采用。
三、建筑工程樁基礎施工質量管理對策
（一）施工前準備
要對施工地點進行勘察，勘察內容包括施工現場環境以及水文地質條件，形成一定的材料，為施工做準備，還要準備好樁基礎技術施工的時候要利用的機械設備，保證施工能夠正常進行。要準備好樁基礎技術具體施工方案的編制工作的編制單據，并且在施工計劃中要著重強調施工質量文明和施工的重要性，并且通過實驗確定施工工藝參數。要做好樁基礎技術施工現場的放線定位工作，要準確的確定各個水準點，這主要是為了控制樁基施工的標準高度，然后按照設計將每根樁基的頂部和底部都要做一下標高記錄，這樣才能夠保證水準點的正確性。之后再做好樁基礎施工現場準備，和對現場要進行一定的清理和整理，還要根據不同的樁基進行不同的準備工作。
（二）施工過程管理
首先，樁基單位應配備足夠的現場質量管理人員，并將人員名單書面上報總包方和監理方。總包單位專職質安員將對樁基單位在施工過程的質量開展面對面的監督與認可，同時要求樁基單位對產品質量進行《三檢制》（自檢、互檢、交接檢）檢查，并做好檢查記錄，凡達不到質量標準的，總包單位、建設單位不予以簽證付款并促其整改，對一些成品與半成品的加工制作，項目部亦將抽派人員趕赴加工現場進行檢查驗證。在施工前清除場地雜物，更換軟土，整平夯實，如地面松軟可能導致鉆機傾斜時，可以用碎石灰土進行地面加固。檢查施工單位現場放線情況是否符合規范要求，檢查樁的長度，直徑或型號、規格等是否符合設計要求，并合理安排好鉆孔順序。同時鉆進的孔距為3-5培的孔徑，一般不少于5米。安裝鉆機時地基要穩固，機座要保證水平，鉆桿上部設導向架，鉆桿經常保持垂直，以防止鉆孔偏斜。在樁基地質條件較差時，需制備泥漿護壁。護壁泥漿，由水、粘土和添加劑組成，調制泥漿時，先將粘土加水浸透，然后以攪拌機或人工拌制。制備泥漿是旋挖鉆能否成孔的關鍵，也是影響鉆孔進度和樁基混凝土質量的關鍵。成孔采用制備泥漿作為孔樁護壁，泥漿材料采用優質膨潤土加粘土、聚丙烯酰胺以及火堿。
四、結束語
綜上所述，隨著建筑工程規模的不斷擴大，我國建筑工程施工技術水平也得到了極大的提升，特別是高層建筑樁基施工技術已經愈加成熟。作為高層建筑工程施工的重要環節，樁基施工技術水平的高低對建筑工程行業的發展具有關鍵性的作用。在建筑工程施工中必須提升樁基施工技術的科技含量，只有這樣才能推動施工技術的全面進步，才能提高高層建筑工程施工的整體技術水平。
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關鍵詞：低應變；無損檢測；灌注樁缺陷；難點技術
本論文為四川理工學院大學生創新基金項目《樁基礎低應變無損檢測中缺陷的定位與定量分析研究》（201410622030）結題論文。
文獻標識碼：A；
一、引言
在建筑工程中，人工挖孔灌注鋼筋混凝土樁是一種普遍采用的基礎形式，但在施工中由于施工條件、技術和外界偶然因素的各種影響，導致樁體出現斷樁、頸縮、擴頸、離析、空洞等各種質量缺陷。在現行的各種基樁檢測技術中，低應變無損檢測技術以其檢測方便、費用低廉而成為各類方法的首選[1]，應用廣泛，但同時也存在精度偏低，對于一些特殊缺陷情況容易誤判的情況，本文在總結了大量實踐中的案例后，對檢測中的難點作出了相應的分析。
二、基本原理
在該法中是采用在樁頂用小錘振擊樁頭產生振動波，波在樁體中傳播，遇到各種缺陷或者到達樁底時則會產生一系列反射波，通過設在樁頂的傳感器（采集速度、加速度）來收集到的各類反射波形，通過各類反射波形的變化來分析樁體的密實度并劃分樁體類型。
三、檢測方法
樁基動測儀采用中國科學院武漢巖土力學研究所生產的RSM24FD型樁基動測儀，并備有速度傳感器4個，力錘1個。被檢測樁均被鑿去浮漿及破損部分，露出新鮮密實的混凝土，每根樁布置2-4個檢測點。檢測實施步驟為：力錘敲打樁頂―反射波信號輸入樁基動測儀―在動測儀中設定參數―處理數據―輸出結果―打印結果。
根據基樁檢測規范[2]，依據波形特征，結合樁身砼的等級要求，將工程樁身結構的完整性定性劃分為四類，依次如下：①Ⅰ類樁，樁身完整；②Ⅱ類樁，樁身輕微缺陷；③Ⅲ類樁，樁身明顯缺陷；④Ⅳ類樁，樁身嚴重缺陷。實際上現階段只能做到將樁體完整度大致分為4類樁體，但對于具體缺陷則無法更深入的分辨，本課題在大量工程實踐遇到的病害樁體中，總結出根據波形特點確定各類缺陷的規律，在一定程度上彌補了該技術在此方面的不足。
四、各類缺陷分析
（一） 擴徑樁
樁身中部某處的等效直徑大于規定的直徑就稱為擴徑樁[3]。在大量的工程實踐中，共發現32根具有此類缺陷的樁體，此類樁體的檢測波形曲線，一般在初始階段連續出現密集的2個峰頂，2個波谷，波谷振幅大于波峰的振幅，在2-3個震蕩之后波形迅速耗散，直至為0，見圖1。
（二）縮徑樁
樁身中部某處的等效直徑小于規定的直徑就稱為縮徑樁[4]。在本課題研究中所經歷的大量工程實踐中，共發現28根具有此類缺陷的樁體，樁徑在0.8-1.2m之間。其檢測波形曲線，一般在初始階段連續出現密集的2個峰頂和波谷，波峰和波谷的振幅越來越小，在2-3個震蕩之后波形迅速耗散，直至為0，見圖2。
（三） 空洞
樁身中部某處存在沒有混凝土充填而導致的空白地方就稱為空洞。這可能是由于混凝土振搗功率或振搗時沒充分覆蓋所有區域而造成的，這類缺陷在混凝土灌注樁中存在一定比例，它對于混凝土灌注樁的強度有較大的影響，一定程度上削弱了混凝土灌注樁的承載力。在大量的工程實踐中，共發現30根具有此類缺陷的樁體，見圖3。
（四） 斷樁
樁身中部某處產生混凝土的完全斷裂，或者僅靠鋼筋相連的樁就稱為斷樁。其波形曲線一般出現1個波峰，1個波谷，波形曲線本身無太多震蕩，屬于低頻大信號，見圖4。在大量的工程實踐中，共發現19根具有此類缺陷的樁體。
（五） 離析
樁身中部某處的混凝土出現粗細顆粒和水分的分層，造成局部混凝土的密度偏低，稱為離析。其波形曲線一般出現3個波峰，且其波峰峰頂呈逐漸下降的趨勢，波峰之間的時間間隔大致相等，見圖5。在大量的工程實踐中，共發現36根具有此類缺陷的樁體。
四、 其他因素分析
實際上，在對波形曲線的形狀進行分析判定時應結合地質資料和施工紀錄等相關的資料進行綜合分析。應力波在傳播過程中不僅受到樁體自身阻抗變化的影響，還會受到樁周地質情況改變的影響[5]。比如當樁體從硬土層穿越到軟土層時，此時應力波會產生出類似縮徑情況的曲線，這樣就可能造成誤判，導致合格樁被挖出重新施工，造成經濟損失。其他的如土層中分布有地下水也會增大誤判可能[6]。因此在對整個低應變檢測技術的缺陷排查中，除了對波形曲線本身的特征進行分析以外，在后續研究中還要著重對地質情況影響波形曲線的狀況進行深入研究。
五、 結束語
事實上采用低應變檢測技術方便實用外但精度較低，容易誤判，對具體的缺陷還需要采用其他方法來輔助分析，才能對一些具體缺陷有更準確的判斷，從而增加該方法的適用性和準確性。
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[關鍵詞]：挖孔樁 施工方案 土側壓力 護壁設計
1 .前言
隨著水陸交通建設工程、城建設工程規模的迅速擴大與發展，工程建設的技術含量也在不斷地提升與深化。對工程外觀質量和內在質量的標準，更加明確、具體。對施工技術資料的收集與整理的要求，更加完整系統規范化。與此相應的，是對施工組織管理水平，提出了更高層次的要求。這一點，首先體現在《施工組織設計》和《分項工程施工方案》必須履行監理審批程序。可以說，某些重要的施工方案的成立，在很大程度上反映了工程建設項目中，所有參建單位在專業技術理論 、施工實踐經驗及敬業精神等方面的綜合素質。
筆者在陜西、內蒙古等地高等級公路建設從工程監理期間，負責審核施工單位編制的《施工組織設計》和《分項工程施工方案》。其中，有些關于橋梁下部構造中鋼筋混凝土灌注樁基礎用人工挖孔施工方案。其內容大多顯得雜亂無章、語無倫次。筆者結合施工規范并上網查閱了相關資料，相互參照印證。覺得關于人工挖孔這方面的施工技術理論還不太成熟和完善，跟實際操作之間存在一定的差距。
解放以來，我國橋梁的灌注樁基礎施工，多以機械鉆孔為主。近年來，由于有些專門以灌注樁挖孔為業的民工隊伍的出現。目前，在我國中西部地區尤其在公路橋梁工程中，灌注樁基礎用人工挖孔的施工方法己經比較普遍。因此，深入探討關于人工挖孔方面的實用性技術問題，使施工方案更加科學合理可操作，具有很強的現實意義。
2. 施工方案的作用和意義
2.1 編制施工方案，是一項重要的技術性準備工作。
2.2 施工方案是施工技術資料中的一項重要內容。
2.3施工方案必須履行監理審批程序。
2.4 施工方案是對即將進行的工程項目全面統籌規劃實施的指導性文件。
其中前三項只是手段，能夠正確合理有序地指導施工才是目的。有些工程項目把編制施工方案當作工作任務應敷差，無疑是本末倒置了。
3 .施工方案中普遍存在的問題
3.1 內容不完整，缺乏連貫性和邏輯性。
3.2缺乏技術含量。敘述過程多是一些常識性施工用語拼湊而成，很少有施工質量控制檢測標準等方面的數據。泛泛而論，空洞無物，缺乏參考價。
3.3 離施工實際。有些施工方案或繁瑣或簡約，很多內容似乎與本工程毫無關系；有些敘述的內容不可能實際操作。廢話連篇，毫無意義。
3.4 文字表達能力差。有些關于結構力學或幾何尺寸計算方面的錯誤屢見不；語句不通順處及錯別字比比皆是。
出現上述問題，主要是有些工程項目負責編制施工方案的人員缺乏專業理論知識和施工實踐經驗，不了解施工現的實際情況。通過網上下類似的資料后，缺乏增刪修改的業務水平。只能囫圇棗，照本宣科。于是出臺了許多質量低劣的所謂“施工方案”。
4.人工挖孔施工方案的內容
鋼筋混凝土灌注樁基礎，是橋梁下部構造中的一個分項工程。灌注樁施工可分為成孔、鋼筋加工安裝、灌注混凝土三道主要工序。其中，因為成孔難度比較大，影響工程質量的因素比較多，歷來被視為關鍵性工序。尤其是采用人工挖孔，施工過程更為復雜，而且存在許多不安全因素。因此，應制訂專項施工方案，內容也應該詳細一些。
4.1采取人工挖孔的原因
因為人工挖孔不但勞動度大，同時還存在一定的安全隱患問題。所以，施工圖設計中大多用機械成孔。決定人工成孔，除了需要履行正常的變更設計程序外，還應說明取人工成孔的原因。尤其要說明施工區域的水文、地質及地貌等情況，因為這是確定能否取人工挖孔的決定性因素。例如，109國道（內蒙古境內）高速路段內有幾座大中橋位于山嶺重丘區，采用機械鉆孔受到客觀條件的限制。施工現埸運輸、安裝、移動鉆機不便，且附近缺乏水源。采用機械成孔比較困難，最后決定人工挖孔。
4.2 挖孔樁工程量
如果全部采用人工開挖，在灌注樁施工總方案中己經說明，可不必重復。但是，如果有些鉆孔有些挖孔，象110國道（內蒙古境內）小沙灣黃河大橋的鋼筋混凝土灌注樁基礎，河床流水處用機械鉆孔，河灘與兩岸墩臺樁基礎用人工挖孔。類似這種情況，應說明其中挖孔樁數量和位置，最好附《挖孔樁平面示意圖》。
4.3 不同樁徑和樁長設計情況
因為有些橋梁設計的鋼筋混凝土灌注樁基礎樁徑和樁長是不同的。采用人工挖孔對于孔徑和孔深應有一定的限制。如島-蘭州高速路建設（陜西境內）總監辦曾明文規定，采用人工挖孔的樁長限于15m。孔徑太小也不適合采用人工開挖。因此，應根據整體設計統籌兼顧，合理安排。
4.4施工計劃日期
施工隊伍組織按排情況、預計單孔完成所需時間、全部成孔計劃工期。在此說明：成孔工期指第一孔開挖始，至最后一孔完成，實際上與灌注樁工期相同。最后一孔灌注混凝土，說成孔質量合格，至此人工挖孔這道工序全部結束。但是，灌注樁質量還需經過混凝土度試驗、混凝土樁超聲波檢測等，確認工程質量合格后，才可以進行下一道工序施工。因此，在工期按排時，應注意成樁檢測的時間差問題。
4.5施工機具配置情況
結合計劃工期、平行或流水作業順序、施工人員組織安排等因素。計劃配置施工所需卷揚機、吊葫蘆、盛土桶、推土車、鐵鍬、鐵鎬等設備工具的名稱、數量。
4.6 施工方法及工藝
這是施工方案中的主要內容。應詳細描述從施工準備工作，到挖孔工作結束的全過程。其中包括測量定位、鎖口、挖運土（石）方、孔壁支護、特殊情況處理等細化工序的具體操作過程及質量控制方法。
4.7特殊情況的處理措施
如果挖孔過程中遇到異常情況，應提出應變處理辦法。例如：
4.7.1遇到漂石或巖石層時，是用鐵錘、鋼釬破碎挖掘，還是用爆破作業。如用爆破作業，應擬定爆破作業方案，詳細說明爆炸物的性能、爆破作業方式、安全施工措施。
4.7.2遇到地下水滲流速度較快或流沙層時，應詳細說明諸如取集水井抽水、護壁特殊處理措施等。
4.7.3遇到軟弱土層時，正常情況下取的混凝土護壁形式，是否有所改變及如何改變等，應詳細說明。
4.8成孔質量標準
鉆孔或挖孔的成孔質量標準基本上是一致的。所不同的是機械鉆孔用泥漿護壁，允許有一定的沉渣厚度。人工挖孔則要求孔底無松散泥土或石渣。
4.9安全施工措施及注意項（下文專題講述）。
5. 關于確定孔壁支護問題
人工挖孔將隱蔽工程變為非隱蔽工程，混凝土樁質量明顯優于機械成孔質量。但是，人們之所以普遍用械成孔方式，不僅是因為施工人員勞動度高，更主要是有一定的安全風險責任。為保證施工安全，取混凝土護壁歷來被視為最有效的辦法，成了傳統的人工挖孔過程中必不可少的一道工序。如何確定科學合理的護壁方式，便成了挖孔樁施工中一個重要的技術性問題。
5.1孔壁受力狀況
在不考地面不均勻堆物產生偏壓力的情況下，孔壁所承受的主要是周圍土側壓力和地下水側壓力。如下列示意圖：
孔壁土、地下水側壓力示意圖
5.2護壁厚度計算
5.2.1 一般混凝土護壁厚度按下式計算：
T≥KPD/2Ec
式中：T--混凝土護壁計算厚度（cm）；K--安全系數， 一般取K=1.65； P--土和地下水對孔壁的最大側壓力（KN）；D--挖孔樁外徑（cm）；Fc--混凝土軸心抗壓強度（KN）
5.2.2 側壓力p值計算
土質與水位情況是決定P值大小的主要因素。一般用下列計算公式：
含粘性土、有地下水的孔壁側壓力p值計算：
含砂性土、有地下水的孔壁側壓力p值計算：
提示：護壁厚度計算方法是大致相同的，但各施工現的實際情況卻是千差萬別的。因此，計算結果只能作為確定護壁厚度的一考因素，而不能作為決定性因素。
5.3 混凝土護壁設計
5.3.1 計算護壁厚度時，應按最不利因素考。因為，有些區域的地質復雜狀況，往往超出人們的想象。如上面提到的110國道（內蒙古境內）小沙灣黃河大橋的鋼筋混凝土灌注樁基礎，河床流水處用機械鉆孔，河灘與兩岸墩臺樁基礎用人工挖孔，全部用護筒跟進的護壁措施。但是，在鉆孔與挖孔過程中，都分別出現了鋼護筒局部受到擠壓變形破裂的現象。10 cm厚的環形鋼板因受壓變形破裂，其側壓力之巨教人匪夷所思。有些工程技術人員不考這些因素，在計算時在參數范圍取偏低值，所計算護壁厚度偏小，這是缺乏施工經驗的表現。再如，有些人將灌注樁水下C30混凝土，作為護壁混凝土軸心抗壓強度（Fc） 值計算。實際上， 很多工地護壁混凝土從配合比、拌合、振搗、養護等一系列操作過程由于客觀條件較差，施工很不規范，要達到C30度等級幾乎是不可能的。
5.3.2護壁混凝土的厚度、節護壁澆筑高度、是否需要配置鋼筋等問題，是根據實際開挖區域的地質水文情況、孔徑與孔深、護壁混凝土的設計強度等因素決定的。具體問題需要具體分析，不能一概而論。所以，很難確定一個統一的標準。但是，在考施工方案時，對有些重要的概念應非常清楚：
1） 混凝土護壁的作用。 正常情況下為防止孔壁土零碎脫落， 地質情況不佳時防止塌方。如果樁孔不深，孔壁土處于穩定狀態。象有些人工開挖的水井、山洞、地道等，沒有護壁措施，也有出現坍塌現象。況且，成孔后立即灌注混凝土，護壁的作用其實很小。如果防止例如砂礫類土層開挖時破壞了原有的自然結構，為克服表層顆粒松動碎落現象，混凝土護壁厚度可考在10-15cm之間； 如果地質情況比較復雜， 某些地下水豐富的土層可能會出現變形坍塌， 混凝土護壁厚度可考在15-20cm之間. 但是， 一般混凝土護壁厚度不應超過20cm。如果20cm厚度都不能解決問題， 恐怕采用人工挖孔方案本身就是一種錯誤的選擇.
2）在同一個工程項目，最好采用統一的護壁結構形式。如，有的施工方案提出根據不同類別的地質情況，每節混凝土護壁施工厚度與高度有不同的要求。這樣做貌似科學合理，實際上行不通。殊不知挖孔是粗活，多數民工缺乏專業知識，也不會準備很多套不同規格的護壁模具。再則，如果經常變換護壁形式，只會增加施工復雜程度，很難控制設計要求的孔徑和垂直度。
3）為了順利施工和加快護壁環作業，護壁混凝土應摻加速凝劑。在正常的地質情況下，一般可采取素混凝土護壁。遇到特殊情況，可能會出現孔壁坍塌現象時，可酌量配或增設鋼筋。確切地說，這樣做并非在于增加護壁強度，而是在混凝土凝固之前能起到支撐作用。
4）每節混凝土護壁施工高度，一般在100cm左右為宜。其厚度由兩片拼裝后兩端口直徑相差約10cm左右的環形鋼模控制，上下兩節護壁施工時應搭接5cm左右。計算厚度以護壁薄處為準。這種結構形式既便于開挖，也能較好地發抵抗側壓力的作用。
5）從開挖到每節護壁完成作為一個循環作業，應一氣呵成。
6 施工安全管理措施
確保施工安全，是挖孔樁施工的首要問題。。有些工地的管理部門或監理單位，在要求的一些安全施工注意事項中，把通風、排毒、逃生軟梯、井下照明設施、絕緣勞保品、挖孔區域安全指示燈、、、、、說得面面俱到。把簡單的挖樁孔說得比開礦隧道施工還要復雜，似有故弄玄虛之嫌。要確保施工安全做到萬無一失固然不易，但也不必談虎色變。筆者參加過高速公路十幾座橋梁的挖孔樁施工，并有出現過安全故方面的問題。這樣說的意思，是希望各工地根據實際情況，有針對性的采取有效的安全生產措施。因篇幅所限，在此作一些提示：
6.1 人工挖孔的水文地質條件。如淤泥層太厚或地下水豐富容易塌方者，或孔徑小于120cm且樁孔較深時，不宜用人工開挖。
6.2 注意平面布置開挖樁孔順序。如間距較小的排樁或密集的群樁，宜間隔穿行。
6.3 挖孔過程中不應受外力影響。如限制振動機械操作、過往車輛與施工現場的距離。
6.4 取科學合理且比較經濟的護壁方式，以及遇到特殊情況的應變護壁措施。
6.5 需采取爆破作業時，應制定詳細的專項安全爆破施工方案。
6.6 設置必要的安全警示標志。
6.7 要特別注意避免井上物傷人問題：1）混凝土鎖口應堅固，高于地面30cm以上；2） 必須調井上作業人員認真配合操作，心無旁騖；3） 隨時檢查吊運土方設備， 發現問題及時檢修。
6.8 制訂安全施工管理制度，加現埸巡檢，發現安全隱患問題及時整改。
7 結語
根據客觀條件正確選擇人工挖孔施工方案、確定經濟合理的護壁方式、取有效的安全施工管理措施，這是進行挖孔樁施工必須解決的問題。也是考校工程技術人員在專業理論和實踐經驗方面一個具體的衡量標準。這個問題其實并不高深或復雜，但要做到精益求精，達到最佳效果。并進一步使目前有些抽象的概念形成完整的理論，使施工方案和實際操作規范化，還有待于廣大同仁努力摸索與探討。
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