桩基工程论文精选(九篇)

第1篇：桩基工程论文范文

首先是在建筑工程的施工过程中如果出现地基上部土体性质较为软弱、同时下部土体深处土体性质较为坚硬时，这种土体情况是较为适宜使用桩基础施工技术的情况类型之一，但值得注意的是如果在建筑地基土体的整体深度中土体上部的软弱土体类型较厚而桩基础的最深深度无法有效的触碰到土体下部的坚硬土体时则需要充分考虑到桩基础施工过程中的沉降问题，需要将桩基础施工技术使其能够通过桩基础有效的将何在传到下方的软弱土体层中，在实际的施工过程中施工单位一定要密切注意这一点，保证桩基础施工技术确实得到了有效的发挥。其次是在建筑工程的施工过程中不允许地基出现较大的沉降现象或者是存在不均匀沉降现象的高层建筑项目的施工过程中，这种情况下也是桩基础施工技术能够有效发挥其相关性质性能的最佳施工现场之一，桩基础施工技术能够在这种情况下有效的提升建筑结构的承载力以及水平应力，防止高层建筑结构在施工过程中出现倾斜现象，在这一过程中也应该密切注意做好桩基础施工过程中桩基础沉降现象的控制工作，确保桩基础施工技术确实较好的发挥其相关功能。

二、建筑工程施工过程中桩基础技术的实践应用

1.灌注桩施工技术在建筑工程施工过程中的实践应用灌注桩施工技术在建筑工程施工过程中的实践应用可以分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩以及挖孔桩基础施工技术三种，其中沉管灌注桩施工技术指的是在建筑工程的施工过程中利用冲击力将桩基础直接打入地基土体中，具有施工设备操作简单、施工工艺快捷方便以及施工成本投入较低等优点，但是相应的缺点是在沉管灌注桩的施工过程中对桩基础施加的打击力很容易就导致桩基础本身材料的损害，因此在施工过程中控制好桩锤的力度是施工单位在沉管灌注桩施工过程中应该必须做好的工作内容;钻孔灌注桩则是指在建筑工程施工过程中使用机械钻孔的方式完成对桩基础成孔工作，继而在桩孔中完成对灌注桩的混凝土浇筑和保养工作，使灌注桩、混凝土以及土体形成三者结合的新型土体材料，有效的完成对建筑工程土体性质改造的目的。钻孔灌注桩施工技术是当前建筑工程施工过程中常用的灌注桩施工技术类型，施工单位在钻孔灌注桩施工应用的过程中应该注意做好对桩孔彼此之间间距的控制工作，保证相邻的桩孔施工不会形成相互干扰，保证桩孔成孔过程中的深度、垂直度以及相关参数，进而保证钻孔灌注桩施工技术的性能得到有效发挥;挖孔桩技术则是指在建筑工程的施工过程中直接使用人工劳动力完成对桩孔的挖掘工作，进而在建筑工程的施工过程完成灌注桩的浇灌以及保养工作，人工挖孔桩技术虽然节约了设备使用过程中的经济投入，但是桩孔的精度得不到有效的控制同时还付出了大量的人力物力以及时间，事实上对建筑工程施工过程中的质量是有一定的影响的，因此已经渐渐被建筑行业所淘汰。

2.预制桩施工技术在建筑工程施工过程中的实践应用预制桩指的是在建筑工程桩孔技术施工之前就根据建筑工程对桩基础的实际需求完成对桩体的提前制定工作，在完成桩基础的预制工作以后直接使用打桩设备将桩基础打入地层之中已完成桩基础施工技术的应用工作。预制桩施工技术在建筑工程施工过程中的应用包括混凝土预制桩以及钢预制桩两种类型，其中混凝土预制桩具备坚固耐久、施工快捷的优点因此是当前预制桩施工技术的主流应用类型。预制桩的打入过程中会使用静力沉桩、振动沉桩以及射水沉桩等等技术，施工单位应该合理的做好对打入桩技术的控制工作。

三、结语

第2篇：桩基工程论文范文

北海市嘉顺房地产开发有限公司，拟于北海市体育路与广东路交汇之西南侧，兴建嘉顺金城华府三期9#、10#、11#楼。地基基础采用CFG桩进行加固，桩径500mm，有效桩长12．5m，正三角形布桩，桩中心距1．50m，桩端持力层为黏土，共1258根;设计要求加固后的复合地基承载力特征值≥650kPa，单桩竖向抗压承载力特征值为950kN。工程地质条件情况:场地土层结构复杂;填土:棕红色、松散、稍湿;揭露层厚:0．2～4．8m;表土:灰黑色，松散，稍湿;含黏性土中砂:棕红色、松散、稍湿;揭露层厚:0．8～5．8m;承载力特征值:150kPa;含黏性土砾砂:棕黄色，稍密为主、稍湿;揭露层厚:0．5～6．3m;承载力特征值:220kPa;桩极限端阻力标准值:43kPa;黏土:灰白色、饱和;揭露层厚:0．5～7．9m;承载力特征值:260kPa;桩极限端阻力标准值:53kPa;中粗砂:灰白色，饱和;揭露层厚:0．8～23．0m;承载力特征值:300kPa;桩极限端阻力标准值:80kPa。

2单桩承载力检测仪器设备

JCQ503A静力载荷测试仪1套，设备型号/规格:(仪)JCQ503A/(传)500t;QF－500T双油路千斤顶1个;MFX－50位移传感器4只(测量范围:0～50mm);准确度等级:4等;FD－P204掌上动测仪1套，设备型号/规格:(仪)FD－P204/(传)EG－107。

3单桩承载力检测及试验方法

3．1单桩竖向抗压静载试验现场检测

本次试验采用压重平台反力装置。用JCQ503A静力载荷测试仪直接测试荷载值，与之同时，利用位移传感器读取各级荷载下的沉降与反弹数据。依据规范，当出现下列情况之一时，可终止加载。

1)当荷载———沉降(Q－s)曲线上能够判定已出现了承载力的徒降段时，还要判断桩顶总沉降量是否超过40mm。

2)在具体操作中，如果发现Δsn+1Δsn≥2经24h沉降还没有稳定下来时。

3)发现桩身已经被破坏的情况，且桩顶变形在急剧增大。

4)桩长超过25m、Q－s曲线出现呈缓变形、桩顶总沉降量大于60～80mm时。5)验收检验时，最大加载量不应小于设计单桩承载力特征值的2倍。

3．2复合地基载荷试验现场检测

本次试验采用慢速维持荷载法，采用压重平台反力装置。采用JCQ503A静力载荷测试仪直接读取加载值。与之同时，利用位移传感器读取各级荷载下的沉降与反弹数据。据中国建筑科学研究院提供的《9#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》《10#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》《11#楼CFG刚性桩复合地基平面布置图》，这里拟采用边长1．40m×1．40m的方形承压板(面积为1．96m2)、为检测单桩复合地基承载力特征值能否达到650kPa，最大荷载应加至650kPa×2×1．96m2≈2550kN。在进行复合地基载荷试验时，如果出现下列现象之一时，便可以终止试验。

1)当沉降急剧增大时，周围呈现明显的隆起，而且土被挤出。

2)要查看承压板的累计数值，如果其沉降量已大于其宽度或直径的6%。3)在具体操作中，如果不能达到极限荷载，按照设计要求，其最大加载压力已大于预定压力值的2倍，便可以终止试验。

3．3主要用于桩身完整性检测的低应变反射波法用激振锤敲击桩顶，由质点振动产生应力波沿桩身，以波速向下传播，应力波通过桩身阻抗变化界面时，如缩径、扩径、离析、夹泥等。一部分应力波反射向上传播，另一部分应力波产生透射向下传播至桩底，在桩底处又产生反射。在被测桩顶上安装传感器接受反射信号，通过桩基检测仪将反射信号放大，A/D转换，接口电路送入计算机显示得到时程曲线，根据入射波和反射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等形态特征判断阻抗变化位置，校核桩长、缺陷性质等，结合工程地质条件和施工实际情况，综合评定桩身完整性。

4单桩承载力检测试验结果分析

4.1单桩竖向抗压极限承载力的确定应符合下列规定

1)要作荷载———沉降(Q～s)曲线，以及其他辅助分析的曲线。

2)在曲线陡降出现时，要注意取相应于陡降段起始点的荷载值。

3)操作中出现“Δsn+1Δsn≥2，且经24h沉降还没有稳定的情况，需要取前一级荷载值。

4)要注意Q～s曲线出现变型时，需要取桩顶总沉降量s为40mm所对应的荷载值。

4.2复合地基承载力特征值的确定应符合下列规定

1)如果压力———沉降曲线上极限荷载能确定，但荷载值不小于对应比例界限的2倍时，要取比例界限;如果荷载值小于对应比例界限的2倍时，需要取极限荷载的一半;

2)如果压力———沉降曲线是平缓的光滑曲线时，需要按照相对变形值进行确定:对水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0．008所对应的压力。需要注意的是，按照相对变形值确定的承载力特征值，不能大于最大加载压力的一半。

3)如果满足极差不超过平均值的30%，这时可以取平均值作为复合地基承载力特征值，而且试验点要设计3个以上。

4.3低应变检测结果分析

从桩身完整性检测分类表中不难看出，Ⅰ、Ⅱ类桩可以满足工程正常使用，Ⅳ类桩不能正常使用，须进行工程处理，Ⅲ类桩或检测中不能明确完整性类别的桩可否使用，建议设计部门根据实际情况综合考虑作出适当决定。

5结论

5．1单桩复合地基静载试验结果

本次对9#楼3个点、10#楼4个点、11#楼4个点复合地基载荷试验，根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ79－2012)相关规定，按压力～沉降曲线确定的各检测点的承载力特征值。根据相关数据可知9#楼3个点、10#楼4个点、11#楼4个点被测点的复合地基承载力特征值均满足设计要求，即9#楼、10#楼、11#楼复合地基承载力特征值≥650kPa。

5．2单桩竖向抗压静载试验结果

本工程9#楼、10#楼、11#楼各选取1根桩进行单桩竖向抗压静载试验，试验结果可知，本次静荷载试验3根桩，在最大加载量时，实测沉降值为27．33mm、10．93mm、10．69mm，小于允许沉降值;另外，Q～S曲线无明显陡降段，S～lgt曲线平缓规则，被测桩均可以满足单桩承载力950kN的设计要求。

5．3低应变检测结果

第3篇：桩基工程论文范文



关键词：超长桩；荷载传递模型；相对滑移；刚度矩阵法；迭代法

中图分类号： U443.15 文献标识码：A

对于超长桩目前尚无明确定义，通常指桩长(z＞50 m)较长，基桩承载力主要由桩侧阻所提供的桩［1-2］，而随着我国深厚软土区（沿海地区及内陆湖区）高层建筑及大型跨江、跨海桥梁工程的大量兴建，大量桩基工程桩长已远远超出50 m的范畴，深度过百m的已不在少数，如苏通长江大桥百m长桩就有410根［3］.超长桩基桩承载力非常高，在正常工作荷载下，仅有部分桩侧摩阻力充分发挥，但高层建筑或大型桥梁工程对沉降要求极为严格，沉降量往往成为控制超长桩承载能力的首要指标，因此研究超长桩荷载沉降关系具有重要的工程意义.

合理地模拟超长桩荷载传递规律是研究超长桩荷载沉降关系的关键因素.大量研究表明，众多深厚软土区超长桩桩周土层由表面硬壳层、淤泥层、软土层等性质差异巨大的土层组成，在荷载作用下将出现硬化及软化等不同的屈服特性，且在荷载传递过程中，桩与土的变形往往不协调，即出现明显的桩土滑移现象，鉴于上述原因，导致超长桩的传力体系十分复杂，目前工程应用一直采用半经验半理论的方法［4］.

针对上述情况，本文在讨论超长桩荷载传递模型的基础上，采用刚度矩阵法对超长桩的沉降进行非线性求解，建立了一种可较全面地考虑桩周土体的成层性及非线性、桩土滑移现象的超长桩沉降计算方法，为工程计算提供参考.

5 结论

考虑超长桩桩侧土体的成层性及不同的屈服特性，分别采用三折线模型及双曲线模型描述超长桩桩侧及桩端的荷载传递规律引入桩土滑移概念及τz理论曲线，对超长桩及桩周土分别划分单元进行离散化，建立了其整体刚度矩阵，并采用迭代法进行求解，从而提出了可模拟桩土滑移的超长桩非线性算法，该方法概念清晰，且可较全面地考虑超长桩的荷载传递特性基于现场大型静载荷试验对本文方法进行了验证.对比数据表明，本文理论计算结果与实测值基本吻合，可在工程实际中应用.

参考文献

［1］ 王伯惠, 上官兴. 中国钻孔灌注桩新发展［M］．北京: 人民交通出版社，1999:1-9

WANG Bohui,SHANG Guanxing．New development of bored piles in China ［M］．Beijing: China Communications Press,1999:1-9.(In Chinese) 

［2］ 林天健, 熊厚金, 王利群. 桩基础设计指南［M］. 北京: 中国建筑工业出版社, 1999:11-13.

LIN Tianjian, XIONG Houjin, WANG Liqun. Pile foundation design manual ［M］. Beijing: China Architecture & Building Press, 1999:11-13. (In Chinese)

［3］ 邓友生, 龚维明. 苏通大桥主塔超大群桩基础沉降特性研究［J］. 武汉理工大学学报, 2008, 30(7): 66-70.

DENG Yousheng,GONG Weiming. Research on settlement of extra long large diameter pile groups under main tower of Sutong Yangtse river highway bridges［J］. Journal of Wuhan University Technology, 2008, 30(7): 66-70.(In Chinese)

［4］ 赵明华, 刘齐建, 曹喜仁,等. 按桩顶沉降量控制超长灌注桩竖向承载力研究［J］. 工程力学, 2006, 23(2): 92-96.

ZHAO Minghua,LIU Qijian,CAO Xiren,et al.Evalution of vertical bearing capacity of super long bored single pile by the pile head settlement［J］. Engineering Mechanics, 2006, 23(2): 92-96.(In Chinese)

［5］ KEDZI. Bearing mechanism of piles［J］.Geotechnical, 2004, 26(1): 67-71

第4篇：桩基工程论文范文

关键词：复合地基； CFG桩； 竖向承载力； 桩－同作用

中图分类号：TU431

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2008）06-0130-03

1前言

复合地基技术在房屋建筑（包括高层建筑）、高速公路、堆场、机场、堤坝等土木工程建设中得到广泛应用，取得良好的经济效益和社会效应。目前我国应用的复合地基形式有：碎石桩复合地基、水泥土桩复合地基、低强度桩复合地基、土桩灰土桩复合地基、钢筋混泥土复合地基、加筋土地基等[1]。

水泥粉煤灰碎石桩(Cement Fly-ash Gravel Pile)简称CFG桩，是在碎石基础上加入一定量碎屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩。其作为一项新的地基处理技术，由于可利用工业废料、不需配筋、能充分发挥桩间土的承载力、施工操作简便等优点而广泛应用于工程实际当中，取得了显著的经济效益和社会效益。目前，CFG桩复合地基大量应用于高层和超高层地基的加固。然而，由于CFG桩复合地基受力机理的复杂性，其承载力计算理论尚欠成熟。本文主要对CFG桩复合地基中的单桩和桩间土的竖向承载力以及边载对复合地基竖向承载力的影响进行较系统的分析和探讨，以提出一种较为合理的CFG桩复合地基承载力计算公式。

2复合地基简介

2.1 复合地基的分类

根据地基中增强体的方向可分为竖向增强体复合地基和水平向增强体复合地基。目前水平向增强体复合地基应用较少，本文主要介绍竖向增强体复合地基。

竖向增强体复合地基习惯上称为桩体复合地基。按成桩材料可分为[2]：

（1）散体土类桩――如碎石桩、砂桩等。

（2）水泥土类桩――如水泥土搅拌桩、旋喷桩等。

（3）混凝土类桩――如树根桩、CFG桩等。

按桩体刚度可分为：

（1）柔性桩――散体土类桩属于此类桩。

（2）半刚性桩――水泥土类桩。

（3）刚性桩――混凝土类桩。

2.2 复合地基的特点

复合地基有两个基本特点：(1) 加固区由基体和增强体两部分组成，呈现非均质和各向异性；(2) 在荷载作用下，基体和增强体共同承担荷载。前一特征使它区别于均质地基（包括天然的和人工的），后一特征使它区别于桩基础。如图1所示，复合地基的主要受力层在加固体内，而桩基的主要受力层是在桩尖以下一定范围内。由于复合地基理论的最基本假定为桩与桩周土的协调变形。为此，理论上，复合地基不存在类似桩基的群桩效应。其实质就是考虑桩、土的共同作用。

2.3 复合地基效用

复合地基中桩体材料不同、成桩工艺不同、桩间土的性状不同，其效应也就不同。综合各种桩型的复合地基效应，主要有如下几个方面[3]：

（1）置换效应：即用具有较好工程性质的材料代替不适合承载的地基土；

（2）挤密、振密效应：采用振动成桩施工工艺设置桩体的对桩间土都具有挤密作用，石灰桩所用的生石灰与水泥粉具有吸水、发热、膨胀作用，除对桩周土具有一定的挤密效果外，还与土体产生一系列物理化学反应；

（3）排水效应：不少竖向增强体或水平向增强体都具有良好的透水性，是地基中的排水通道；

（4）减载效应：通过桩体作用，可将荷载传递给地基中较深的土层，使上层土中附加应力减小，而使深层地基土附加应力增大，使附加应力较好地扩散。

3复合地基承载力研究现状

尽管复合地基技术已得到广泛应用，但复合地基理论的发展却远远落后于工程实践。目前复合地基的承载力理论尚未成熟，已有的复合地基承载力计算公式均结合了大量的工程经验。其计算思路是先分别确定桩和土的承载力，再根据一定的原则叠加这两部分承载力得到复合地基的承载力。复合地基承载力标准值可用下式表示[1]：

（1）

或（2）

式中：fsp,k――复合地基承载力标准值；

m――复合地基置换率；

――桩体竖向承载力标准值(kN)；

Ap ――桩体横截面面积；

λ1，λ2 ――桩及桩间土的承载力发挥度；

k1，k2 ――安全系数。

复合地基的极限承载力也可采用稳定分析法计算，如圆弧分析法，由于与本文讨论的内容无关，故不再赘述。

CFG桩所采用的桩材包括粉煤灰、石子、石屑、水泥等[4]。粉煤灰是燃煤发电厂排出的一种工业废料。其主要化学成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO等，其中粉煤灰的活性取决于Al2O3和SiO2的含量，Al2O3含量高者将提高 复合土强度。粉煤灰为细粒状，呈灰色（含水时呈黑灰色），颗粒为比表面积较大的多孔结构，对水的吸附能力很强，粉煤灰含水量达30％时仍呈松散状态，其粒度组成是影响粉煤灰质量的主要指标，一般粉煤灰越细，球形颗粒越多，其水化及接触界面增加，容易发挥粉煤灰的活性。不同火力发电厂收集的粉煤灰，由于原煤种类、燃烧条件、煤粉细度、收集方式的不同，其活性随之有较大的差异。

CFG桩桩体的强度和刚度随水泥的掺量和其他材料的配比的改变而有较大幅度的变化[5]。桩体强度一般在C5~C20之间。水泥掺量少时，桩体强度较低，接近散体材料桩的变形性状；水泥掺量高时，桩体具有刚性桩的性状。石屑是填充碎石孔隙，改善骨料级配的次骨架材料，粉煤灰具有细骨料和低标号水泥的作用，可提高桩体的后期强度。

4CFG桩承载力计算

4.1 CFG桩的工程特性

① CFG桩的刚性桩性状

CFG桩因具有一定粘结强度，沿桩长侧摩阻力均可发挥，且当桩端支承于较好土层上时具有明显的端承作用，它可以像刚性桩一样把外荷载传到深层地基。

② 单桩承载力的可调性强

CFG桩的桩长可以从几米到20多米，并且可全桩长发挥桩的侧阻力，桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%~75%之间变化，当地基承载力较高时，荷载又不大，可将桩长设计得短一点，反之则可设计得长一些。

③ 桩体强度和承载力的关系

当桩体强度大于某一数值时，提高桩体标号对复合地基承载力没有影响。因此，设计时不必把桩体标号取得很高，一般取桩顶应力的3倍即可。

4.2 CFG桩的竖向承载力的确定

CFG桩复合地基中单桩的竖向承载力标准值Rk可按下式计算，取其中的较小值。

（3）

（4）

式中：――桩端阻力、桩侧阻力特征值，由当地静载试验结果统计分析算得[6]。

4.3 CFG桩复合地基中单桩的竖向承载力

复合地基中的单桩不同于自由单桩的一个重要特点是，由于桩间土承载力的充分发挥，在桩侧产生一个较大的竖向应力增量，使其承载特性与自由单桩不同。如图2所示。

由图3可以看出，复合地基中的单桩承载力要比自由单桩大得多。当用自由单桩试验结果估算复合地基中单桩承载力时是偏于安全的。

在CFG桩复合地基中选取由一根桩及其影响的桩周土所组成的单元体作为研究对象(如图4示)，不考虑复合地基中的群桩效应，针对正常固结土及砂土建立方程，利用极限平衡理论导出复合地基中单桩承载力的表达式。设桩向上刺入垫层的破坏模式符合太沙基(Terzaghi)课题假定(如图5示)，而下部桩端发生破坏的模式则符合别列赞策夫(Berezantzer)课题假定[7]。

在qs荷载和qp的作用下，桩顶总的极限承载力由3部分组成（如图6所示），即：

(5)

式中：Pk1――由于半径为l0的圆环形土体引起的作用在桩端标高处的超载qT所产生的桩端承载力；

Pk2――由桩侧摩阻力和桩周表面应力qs引起的桩端极限承载力；

Pl――桩周摩擦力。

① Pk1的计算

利用别列赞策夫提出的轴对称课题所示的分析结果，得作用在圆环土体上的总摩擦力T为：

（6）

式中：

② Pk1的计算

由桩侧摩阻力引起的桩端极限承载力公式为：

假设桩顶刺入垫层的破坏模式符合太沙基课题假定，该垫层为砂垫层，且其重量不计，则当桩顶面为圆形、表面粗糙的情况下的太沙基解答如下：

（14）

4.4 CFG桩复合地基中桩间土的承载性状

CFG桩复合地基在基础与桩和桩间土之间设置由一定厚度粒状散体材料组成的褥垫层，在竖向荷载作用下，由于桩的模量远大于土的模量，桩顶的变形小于桩间土表面的变形，桩向褥垫层刺入，伴随这一过程，粒状散体材料不断调整补充到桩间土表面，以保证桩间土始终参与工作，使桩间土的承载力得以发挥[8]。

4.5边载效应对CFG桩复合地基竖向承载力的影响

当基础埋深大时，边载使CFG桩复合地基的承载力有较大提高，其中边载对其单桩承载力影响不大，而对桩间土承载力的提高具有明显的作用。边载效应有利于桩间土强度的发挥。把整个复合地基看作一个实体，边载使该等效实体的侧摩阻力和底部的竖向支承力增大。

5工程实例

某工程在施工时进行了载荷板试验[1]，利用本文方法对该工程试验结果进行了计算分析，结果如表1所示，由表中数据可以看出，素混凝土单桩承载力比天然地基土大，但这两个均小于复合地基承载力。该方法计算结果与实测结果基本符合。

6结论

由上文可得以下结论：

6.1本文对CFG桩加固机理及其承载力的影响因素进行了分析；

6.2导得了考虑桩周土影响的复合地基中单桩承载力的解析表达式，可较好地反映桩土相互作用性质。

6.3用本文方法对某实际工程进行了分析，结果表明，计算值与实测值吻合良好。

参考文献：

[1] 龚晓南. 复合地基发展概况及其在高层建筑中的应用.土木工程学报，1999,32(6).

[2] 叶书麟. 地基处理与托换技术(第二版). 北京：中国建筑工业出版社，1994.

[3] 阎明礼，张东刚. CFG桩复合地基处理技术及工程实践. 北京：中国水利水电出版社, 2001.

[4] 刘景政. 地基处理与实例分析. 北京：机械工业出版社.，2000.

[5] 叶观宝，叶书麟. 地基加固新技术. 北京：机械工业出版社，1999.

[6] GB 5007-2002. 建筑地基基础设计规范. 北京：中国建筑工业出版社. 2002.

[7] 郑大同. 地基极限承载力的计算. 北京：中国建筑工业出版社，1979.

第5篇：桩基工程论文范文

【关键词】桥梁工程；桩基沉降；类型；分析计算

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：

公路桥梁的上部结构荷载一般都很大，利用后期具有质量稳定、承载能力强等优点的钻孔灌注桩通常是大部分公路桥梁工程设计中首先选择的方式。在公路桥梁工程中，在纵向荷载作用力下的桩基础，沉降的变化是桩、地基以及承台、土层之间的互相作用的结果，由于这些因素的多变性，公路桥梁设计中的桩基沉降是否适用于工程，对于工程质量、工程成本造价、能否按时竣工、后期的使用时间以及后期使用的维护工程影响非常大。本文结合理论知识和实际经验，对公路桥梁工程中的桩基沉降做了系统分析。公路桥梁的负荷承载在上路结构上通常都很大，因此，通常大部分公路桥梁工程设计中的首选方式是利用后期的具有承载能力和质量稳定等优点的钻孔灌注桩。

1.正确区分摩擦桩和端承桩等桩基类型

在公路桥梁工程中，桩基础根据桩在土中的不同受力情况，通常被人们分为摩擦桩和端承桩两类。摩擦桩是完全设置在软土层具有一定深度的桩基础，上部结构的负荷承载是由桩身四周侧面与土发生的摩擦力和桩基础尖端阻力共同承担的。端承桩是完全穿过软土层后达到深层的坚实土层的一种桩基础，它的上部结构不同于摩擦桩，其负荷承载大部分都是由桩尖端的阻力来承担的。事实上，在实际现场施工结果表明：桩身四周侧面的阻力、桩尖端阻力的性状和上面覆盖土层的性质、厚度、桩基础的长度和半径比例、嵌入基岩性质及嵌岩深径比例、桩基础底部沉渣厚度等多种因素相关。

2.单桩的沉降分析计算

2.1 荷载传递分析

单桩荷载分析最常用的方法就是荷载传递分析法，它从规定的负荷承载变形传递方法对其反应镜像计算。其工作的基本理念就是：把桩基础分散为一系列相同长度的桩基础段（弹性单元），每一个桩基础段和土层之间的联系全部都用非线性弹簧来模拟，并且桩基础端处土体也采用非线性弹簧与其联系。负荷承载传递运用曲线中，这个法假定任意点的桩基础位移只与该点的摩擦阻力相关，与桩基础的其它位置点的摩擦阻力无关，如果不考虑土体的连续性，分析桩群的荷载沉降关系就不适用。如果要获得工程施工现场的负荷承载传递曲线，那么就需要安装多种不同功能的设备仪器进行桩基础的负荷承载试验。但是实验成果推广到其它场地却不能百分百成功。

2.2 剪切变形传递

1974年，库克提出了关于摩擦桩负荷承载传递的模型，这种模型为了简化计算做了许多假设并认为：当荷载水平比较小的时候，桩基础的在轴向负荷承载做下沉降也会小，桩沉降的时候四周土体也会发生剪切变形，即桩土之间不会发生相对的移动，而且剪应力会沿径从桩基础侧面的表层扩散到桩基础周围和四周的土体中。在使用负荷承载时，摩擦桩段承载的比例要小的多，其沉降大多是由桩侧所传递的负荷承载造成的。

2.3 弹性理论法

弹性理论法就是利用弹性理论对桩土系统研究单桩基础在纵向的符合承载作用力与桩基础土层之间的作用力和相对位移之间的关系，从而得到土对桩、桩对桩以及桩对土还有土对土之间的所有的共同作用方式。依据弹性理论方法能偶拓展出一系列的单桩沉降计算方法，这些拓展的计算方法都是基于桩基础的位移和相近的土层的位移之间的协调条件。基于此，桩基础的位移能够根据轴向承载下桩基础桩身的压缩而得到，装周围土体的位移能够根据某点所长生的Minidlin位移得到。根据沿界面诸多的相邻点的桩基础位移与土层位移相等，在弹性理论中加上桩基础土界面一般都满足弹性这一个条件，最后得到桩身摩擦力的分布和桩端阻力的分布以及桩位移的分布。

2.4 单向压缩分层总和法

单向压缩分层总和方法是依据周边土层的参数计算得到各层的沉降和总的沉降量。在桩基础设计中，这种浅基础的计算总沉降量的常用方法通常用于直径比较大的单桩，因为其桩侧的阻力负荷承载分担比相对比较小，桩基础底端半径大，荷载分担也大，所以可以采用单向压缩分层总和法来计算沉降量。例如，当深基计算的其他条件一样时。利用明氏应力分布计算出总沉降量和设计过程中的推算量比较接近，用布氏公式计算出的值则略比实际测量值约大二分之一到三分之一。用分层总和法分析单桩沉降量时，依据压缩层的计算深度，参照相关规定，或者实际经验来确定。

3．群桩的沉降分析

3.1 弹性理论法

弹性理论法的群桩沉降分析是以 Minidlin解的唯一和应力解为依据形成的位移法和应力法 。此外还有一种简化的弹性理论法求位移，以应力法中子桩侧面摩擦力为线性，将单桩分析的理论进行叠加得到桩群的计算方法。

3.2 实体深基础法（等代墩基）

在现代公路桥梁工程设计中计算群桩沉降的方法做常用的一种就是实体深基础法，它是把高承台下的桩群和土层作为一个等效墩基的实体深基础 ，不超过这个等代墩基的范围，桩群如同实体墩基般工作并且桩间土层不发生压缩，最后利用扩展的计算方式得到群桩的沉降。根据选用的假定实体基础底面的点不同，以及附加应力和地基土性质的不同，可以使用计算不同的模式。为了消除这些差别对计算的影响，可以采取以下措施进行预防：变动假定实体基础底面的位置，注意桩基础之间土层发生压缩的可能性；在群桩顶部外面以固定斜率增大假定实体基础底面的面积，注意群桩基础周围剪应力的影响；根据半无限弹性体内集中力的公式扩展出一系列的计算荷载下附加应力的方法，可以改善地基土层附件应力的计算准确度。

3.3 等效作用分层总和法

1940年，我国的工程专家黄强、刘金砺两位首先提出了等效作用法，不久，此法被桩基技术规范采用，来进行对均匀土质的土层中群桩沉降的Mindlin解和均匀负荷承载下的矩形基础的 Boussi-nesq解之间的比值进行计算，得出结论修正等代墩基的附加应力。

4.结语

本文是笔者结合了理论知识和实际工作经验总结出的公路桥梁工程设计中对桩基沉降的分析。系统的介绍了单桩与群桩在荷载作用力下的沉降计算方法，并且对它们的优势、缺陷以及适用的范围 、应用的对象等进行了简单的论述。尽管本文论述的方法比较多，但是并不全面，在实际的公路桥梁设计中单桩和群桩的沉降计算还可以先采用一种方式，在利用另外一种方式或者多种方式相结合的模式，这个过程并不是一成不变的，在实际中，采用何种理论要看实际情况而定，这就需要设计者在有着丰富的理论知识的前提下，在实际工作中摸索着前进。

参考文献：

[1]王荣霞赵瑞静：《桥梁桩基设计中桩长计算问题的探讨》，《绿色科技》，2011年05期

[2]廖志浩：《中小桥梁基础施工方案》，《长江大学学报(自然科学版)理工卷》，2010年01期

[3]梁成业：《浅谈桩基施工常见问题的处理方法》，《哈尔滨铁道科技》，2005年03期

[4]黄哲张福强王轩：《桥梁桩基沉降计算方法研究》，《山西建筑》，2007年19期

[5]许峰平，公路桥梁工程设计中的桩基沉降研究[J].工程技术，2009（2）.

第6篇：桩基工程论文范文

关健词：工程造价；天然地基基础；钢筋混凝土预制桩；灌注桩

中图分类号：U443.15文献标识码：A文章编号：

工程造价

工程造价含义

第一种含义是指建设一项工程的全部固定资产投资费用。

第二种含义是以工程这种特定的商品作为交易对象，通过招投标、承发包或其他交易方式，最终由市场形成的价格。

二、天然地基基础与人工地基

良好的天然地基应具备高承载力和低压缩性，从而满足工程建设的需要。建筑物一般宜建造在天然地基上。但地基处理一般受多方面因素的影响，如地基土的强度与稳定性、地基的压缩与变形、水文地质条件的影响、软弱下卧层的影响、动力荷载作用下的液化、失稳和震陷等。并且为了节约用地，在实际工程中常常需要充分利用工程性质较差而经过处理的地基。所以天然地基基础对于地质的选用就存在着很大的局限性，并且对于我国现有土地的情况分析，选用天然地基础适合的土地已经很少，且价位昂贵，成本较高。相反人工地基就可以很好的解决土质等多方面天然地基基础不能满足的要求。

人工地基又称为桩基础，桩基础具有承载力高，沉降量小而均匀，沉降速度缓慢，能承受竖向力、水平力、上拔力、振动力等特点。因此在工业建筑、高层民用建筑和构筑物以及地震设防建筑中应用较广范。根据地基的影响因素，我们可以通过选用不同的桩基础，来解决土地的选用及工程的需要，进而解决土地难和贵的问题。对于开发商来说，一寸土地一寸金，节约土地成本就是节约工程造价，所以要根据不同的地质要求，选用适合的桩基础。

钢筋混凝土预制桩

钢筋混凝土预制桩的适用及特点

钢筋混凝土预制桩是软土地区最常用的一种桩型，能承受较大的荷载，坚固耐久，施工速度快。但采用锤击打入法施工时产生振动和噪声，对周围环境影响较大。采用静力压入法施工对周围环境的影响刚可以大大减轻，是一种前景良好的预制桩施工方法。

钢筋混凝土预制桩制作要求

钢筋混凝土预制桩常用断面边长为200～450㎜，如在工厂制作，每段长度不宜超过12m。管桩的外径通常为400㎜、500㎜，壁厚80～110㎜，每节长度8～10m,采用离心法生产制作。混凝土强度等级不宜低于C30。

四、灌注桩

灌注桩的适用及特点

灌注桩能适应持力层的起伏变化制成不同长度的桩，可按工程需要制作成大口径桩。施工时无需分节制作和接桩，减少大量的运输和起吊工作量。施工时无振动、噪声小，对环境干扰较小。但其操作要求较严格，施工后需一定的养护期，不能立即承受荷载。灌注桩按成孔方法不同分为：泥浆护壁成孔灌注桩、干作业成孔灌注桩、套管成孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩及人工挖孔灌注桩等，其适用范围，如下图表：

五、钢筋混凝土预制桩与灌注桩优劣比较

综合以上两种桩的特点及适用范围，我们不难得出以下结论：灌注桩比预制桩相比较，灌注桩可节约钢材、木材和水泥，且施工工艺简单。对于土质情况一样的条件下，灌注柱不论在材料的用量上，还是施工的工序上，都可节约出很大的成本，不仅如此灌注桩还可省下运输的费用。虽然灌注桩需要严格的操作与施工后期养护，这些可能会耽误些工期，比较耗时，但只要施工人员按照相应的规章制度以及建筑安全守则去执行，灌注桩还是相比其它桩基础节省了很大的工程造价。

六、三种基础比较图

三种基础型式的优劣与其适用范围我们在文中已进行了详细的阐述，为了能更加具体、直接的反应出桩基础对工程造价的影响，我们用图表的形式来表述一下，如下图表：

结束语

文章通过对天然地基基础、钢筋混凝土预制桩、灌注桩的论述，可以得出桩基础的选用要综合考虑结构安全可靠、经济合理、施工便利以及工期等多方面。桩基础的选择对工程造价的影响非常敏感，正确选用桩基础对整个工程都会产生巨大的经效益。

参考文献：

[1]建筑桩基技术规范.

第7篇：桩基工程论文范文

关键词：基桩，高应变，动力测桩法

 

0.概述

随着我国基本建设事业的发展,桩基工程的日益增多,各种类型混凝土灌注桩的大量应用,又出现了许多新的质量问题,因此桩的检测工作量很大。论文参考。

传统的检测方法是桩的静载荷试验,由于其费用高、时间长,通常检测数量只能达到总桩数的1 %左右。论文参考。因而,高应变动力检测以其技术相对先进、操作较为简便,近年来得到了广泛的推广和应用。

1.测试原理

高应变测试是用重锤冲击桩顶,使桩周土产生弹塑变形,通过采集桩顶附近截面的力和速度时程曲线,经应力波理论分析,计算出桩的承载力和桩身的完整性。

高应变动力试桩法的具体做法是:

（一）用高能量的冲击荷载实际考核桩土体系。一般说来,冲击下的桩身瞬时动应变峰值要不小于静载荷试验至极限承载力的静应变值。

（二）实测时,采集桩顶附近有代表性的桩身截面的轴向应变和桩身运动加速度的时程曲线,通过必要的布点和计算,获得该截面的轴向平均内力Fm(t)和轴向平均运动速度Vm(t)。

（三）在实测数据中包含了桩身阻抗和土阻力的分段分层信息。

（四）根据桩土体系的实际工作机理建立数学模型,运用一维波动方程分析实测数据,就能获得有关桩身完整性和桩土体系承载力的结果。

（五）在长期的和大量的静动对比基础上,可以根据上述的实测数据和分析结果有根据地推断单桩极限承载力。

2.工程实例

2.1工程概况

某高层住宅楼楼高29层,框架―剪力墙结构,地基处理采用钢筋混凝土灌注桩,桩径800 mm,有效桩长30.05m,墙下布桩,共布工程桩75根。在工程桩施工前,先打了三组试桩,进行了单桩竖向抗压静载荷试验。工程桩施工结束后,又对5根工程桩进行了高应变承载力检测。

2.2场地工程地质条件

根据该场地《岩土工程勘察报告》,在有效桩长范围内,地基土大致分为8层,现分述如下:第①层:人工填土,主要由杂填土和素填土两个亚层组成。①-1层杂填土层,其底面埋深为0.5m~2.3m,平均厚度1.3m,黄褐~褐灰色,稍湿,含砖屑、灰渣、石块、石灰等杂物,fk=70kPa。①-2层,素填土层,由人工堆积和新近堆积混合形成,其底面埋深为2.3m~6.5m,厚度0.8 m~5.3m,平均厚度3.2m,一般呈可塑状态,下部软塑, fk =110 kPa。第②层,粉质粘土层,其底面埋深为8.8m~12.5m,厚度为3.2m~7.9m,平均厚度5.8m。呈可塑状态,局部软塑,褐黄~黄褐~黑灰色, fk=130 kPa。第③层,中细砂层,其底面埋深为12.8m~16.1m,厚度1.5m~7.0m,平均厚度4.0m,饱和,褐黄~灰褐色,松散~稍密,局部中密, fk =150 kPa。第④层,粉质粘土、粉土层,其底面埋深为18.4m~20.8m,厚度3.6m~7.5m,平均厚度5.3m。褐黄~褐灰~灰褐色,粉质粘土,呈硬可塑状态;粉土,呈中密~密实。粉质粘土fk=230 kPa,粉土fk =200 kPa。第⑤层,中细砂层,其底面埋深为23.8m~27.5m,厚度3.7 m~7.6m,平均厚度5.5m,褐黄~灰褐~黑灰色,中密,局部稍密fk =240 kPa。第⑥层,粗砾砂层,层底面埋深为31.4m~34.8m,厚度5.9m~9.0m,平均厚度7.5m,饱和,褐黄~褐灰~黑灰色,中密~密实, fk =300 kPa。第⑦层,粉质粘土层,其底面埋深为33.2m~36.5m,厚度为0.6m~2.8m,平均厚度为1.3m。黄褐~褐灰色,硬可塑状态, fk=250 kPa。第⑧层,卵砾石,其底面埋深为37.6m~41.8m,厚度为4.1m~7.0m,平均厚度为5.5m。论文参考。饱和,褐灰色,中密~密实, fk =400 kPa。

3.试验情况

在试桩施工完成28 d后,先进行试桩的单桩竖向静载荷试验,从试验仪器进场到试验结束共历时15 d,检测费用7.5万元;工程桩施工结束后,进行高应变承载力检测,从试验仪器进场到试验结束共历时2 d,检测费用2万元。

4.试验结果

根据试桩曲线综合分析, SZ1、SZ2、SZ3单桩极限承载力为8 000 kN。三根试桩实测极限承载力平均值Qum=8 000kN,根据JGJ 94-94建筑桩基技术规范附录C第C.0.11条确定,单桩竖向极限承载力标准值Quk=8 000 kN。

5.结语

高应变动力检测是桩基工程检测中一项实用的新技术,它能够有效地补充和部分取代传统的静载荷试验,使检测数量大大地提高,检测费用大幅度下降。与此同时,使桩基工程的质量得到了更好的保障。该项测试技术尚在发展、完善之中,其分析计算中的假定、数学模型等都还不能十分精确地反映桩土体系相互作用的复杂性,还不可避免地存在一定的经验成分。因此,要重视动静对比试验,积累桩基工程中的实践经验,求得较为适合当地工程的计算参数,进一步提高高应变动力检测的可靠性。

参考文献:

[1]JGJ 94-94,建筑桩基技术规范[S]

[2]JGJ 106-97,基桩高应变动力检测规程[S]

[3] 马裕国, 解志浩. 基桩高应变动力检测在工程桩检测中的应用[J]. 山西建筑, 2003, (01) :53-54

[4] 梁化强, 周玲玲. 高应变动力测桩法在工程桩性状分析中的应用[J]. 山西建筑, 2005, (09) :60-61

[5] 王怀元, 李德新. 高应变动力测桩法在桩基检测中的技术探讨[J]. 地质与勘探, 1999, (06)

第8篇：桩基工程论文范文

关键词：钻孔灌注桩，质量保证资料，桩基补充检测，验收备案

中图分类号：TU74 文献标识码：A

引言

近年来，在高层住宅桩基工程施工过程中，未申报质量监督的案例日益增多。依据有关规定，这些桩基工程为后期顺利的在相关部门验收备案，需进行桩基质量安全鉴定。因相当部分施工单位在桩基施工时抢工期、不报监督，因此，对这类桩基工程的安全鉴定需引起足够重视，施工过程资料详核及桩基补充检测是必不可少的。下面就一住宅楼桩基工程实例，详细叙述一下桩基质量安全鉴定的过程及方法。

建筑概况

该建筑设计为主体三十二层、地下二层现浇钢筋混凝土剪力墙结构住宅楼，于2011年12月开工建设，鉴定前基础工程的后压浆钻孔灌注桩已施工完毕，拟进行后续主体结构工程施工。

技术资料

在现场查勘之前，委托单位需提供如下资料：原建筑、结构施工图设计文件、岩土工程勘察报告、施工图设计文件审查合格书、基桩工程检测报告、灌注桩混凝土抗压强度试验报告、灌注桩原材料试（检）验报告、钢材产品质量证明书、水泥出厂合格证、预拌混凝土出厂质量证明书、混凝土含碱量评估报告、混凝土配合比通知单、混凝土灌注桩工程检测批质量验收记录表、钢筋隐蔽工程检查验收记录、钻孔灌注桩施工过程相关记录及后压浆相关施工记录等。

主要检查情况

地基基础

目前，该建筑基础后压浆钻孔灌注桩工程已施工完毕。根据提供的《基桩工程检测报告》，其中对该建筑3根后压浆钻孔灌注桩（试桩）进行单桩竖向抗压静载试验，检测桩占基桩总数的4.48%，试验结果显示，所抽测3根试验桩的单桩竖向极限承载力值均不小于6300KN，扣除送桩部分摩阻力后对应有效桩长40m的单桩竖向极限承载力值均不小于6000KN，满足设计要求；采用JJC-1D型灌注桩孔径检测系统，对该建筑14根后压浆钻孔灌注桩的成孔质量进行检测，检测桩占基桩总数的20.90%，结果显示：所抽测14根工程桩的孔深、孔径、沉渣厚度和偏斜度各参数均满足相关施工质量验收规范允许偏差或允许值要求。

经现场抽查，所抽查后压浆钻孔灌注桩桩顶甩筋数量及甩筋长度、桩顶出地面高度均基本满足原设计要求。

基桩补充检测情况

鉴于委托单位已对该建筑施工完成的后压浆钻孔灌注桩工程，委托具备资质的检测单位进行单桩竖向抗压静载试验、成孔质量检测，并出具相关基桩检测报告。故本次鉴定中对已完工的后压浆钻孔灌注桩进行单桩竖向抗压承载力和桩身完整性补充检测。

单桩竖向抗压承载力检测

经采用高应变case检测法对该建筑后压浆钻孔灌注桩工程抽取5根工程桩进行单桩竖向极限抗压承载力检测，检测桩占基桩总数的7.46%。结果显示：所抽测5根工程桩（规格φ0.70×40.0m）的单桩竖向极限抗压承载力实测值分别为6179kN、6386kN、6018kN、6123kN、6106.8kN。所抽测5根工程桩单桩竖向极限抗压承载力实测值均满足设计要求和相关基桩检测技术规程要求。

桩身完整性检测

经采用低应变反射波法对该建筑后压浆钻孔灌注桩工程的28根基桩的桩身完整性进行检测，检测桩占工程桩总数的41.79%。结果显示：所抽测28根工程桩桩身均为完整，均为Ⅰ类桩。该28根工程桩的桩身完整性满足设计要求和相关基桩检测技术规程要求。

鉴定分析

工程主要相关单位及资质情况

通过核查勘察单位、设计单位、施工图审查单位、施工单位、监理单位、桩基础混凝土供应单位、桩基础钢筋供应单位、水泥供应单位、水泥、钢材检验单位、混凝土抗压试验单位、基桩检测单位等单位的资质情况，结果显示，以上单位均出具了符合国家建筑市场相关管理要求的资质文件、技术文件及产品质量合格证书（复印件）等。施工图审查单位出具了天津市建筑工程施工图设计文件审查合格书。

施工过程资料检查情况

根据《岩土工程勘察报告》及委托单位提供的《基桩检测报告》、基桩补充检测结果，钻孔桩的孔径、孔深、垂直度、沉渣厚度、单桩承载力及桩身完整性经检测均满足设计要求并符合规范规定，说明基桩静力检测及低应变动力检测均合格。

混凝土抗压强度报告符合《混凝土强度检验评定标准》GBT50107-2010，满足设计混凝土强度等级要求。混凝土抗渗试验报告符合《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009，满足设计混凝土抗水抗渗等级要求。该建筑所用预拌混凝土有出厂质量合格证、商品混凝土配合比通知单、碱含量报告、氯离子含量报告等。

该建筑所用水泥有质量合格证及复试报告，水泥检验报告符合《通用硅酸盐水泥》GB175-2007标准，满足设计要求。

该建筑所用钢材有出厂合格证及复试报告，钢筋抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值≥1.25，钢筋屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值≤1.3，符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204-2002要求。

钢筋焊接检验报告有抽样人和见证人签字，报告填写基本完整、齐全。检验结论基本符合《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-2003的要求。

结论

经查阅该建筑的相关施工图设计文件、基桩检测报告和后压浆钻孔灌注桩工程施工过程质量保证资料，结果显示：所抽测3根试验桩的单桩竖向极限承载力值满足设计要求；所抽测14根工程桩的孔深、孔径、沉渣厚度和偏斜度各参数均满足相关施工质量验收规范允许偏差或允许值要求；施工过程质保资料完整齐全。同时经对该建筑已完工后压浆钻孔灌注桩工程中5根工程桩的单桩竖向极限抗压承载力、28根工程桩的桩身完整性进行抽样补充检测，结果显示：所抽测5根工程桩的单桩竖向抗压承载力均满足设计要求；所抽测28根工程桩桩身完整性满足设计要求及国家相关施工质量验收规范、基桩检测技术规程的要求。经现场抽查，所抽查后压浆钻孔灌注桩桩顶甩筋数量及甩筋长度、桩顶出地面高度均基本满足原设计要求。

因此，根据现场抽查和基桩补充检测结果，该建筑基础工程的后压浆钻孔灌注桩单桩承载力及成桩质量（桩身完整性）满足设计要求及国家相关施工质量验收规范、基桩检测技术规程的要求。

参考文献

[1] 中国建筑科学研究院. JGJ94-2008建筑桩基技术规范 [E].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]天津市勘察院. DB29-38-2002建筑基桩检测技术规程 [E].天津：天津市建设管理委员会，2002.

第9篇：桩基工程论文范文

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司安徽合肥230088）

【摘要】桩基础沉降在桥梁工程中直接关系到整个工程的施工质量和造价，正确计算土层中桩基础的工后沉降成为设计过程中越来越重要的一个环节。本文对桩基础的沉降计算方法进行了综述，并阐述了它们的适用条件。

关键词 桩基础；沉降计算；分析

Bridgepilefoundationsettlementanalysis

HuYin-xiang,ZhangZhi-feng

(TrafficPlanningandDesignInstituteCo.,Ltd.inAnhuiProvinceHefeiAnhui230088)

【Abstract】PileSettlementinbridgeengineeringdirectlyrelatedtotheoverallprojectconstructionqualityandcost,thecorrectcalculationofpost-constructionsettlementofpilefoundationsoilinthedesignprocesshasbecomeanincreasinglyimportantaspect.Inthispaper,pilefoundationsettlementcalculationmethodswerereviewedandelaboratedtheirapplicableconditions.

【Keywords】Pilefoundation;Settlementcalculation;Analysis

1.前言

（1）基础以其能有效减少构造物沉降、较高的承载力以及能抵抗复杂荷载的能力等优点被广泛应用于公路桥梁中，而桩基础的应用目的从根本上讲是为满足上部构造物对基础沉降的要求。新建桥梁中，须预知所设计桩基础在荷载作用下的沉降情况；旧桥改造工程中，在旧桥基础沉降变形几乎为零的情况下，准确地计算加宽部分新基础的沉降对加宽后桥梁的正常使用至关重要。因此，对桩基础的沉降计算具有重要意义。但由于各地区地质条件的差异性、桩一土相互作用机理的复杂性、桩基形式的多样性以及荷载持续时间等，给桩基础的沉降计算及计算精度带来了较大困难。

（2）桩基的沉降是受多种复杂的因素影响而产生的，它涉及到桩和地基所受的应力和弹性变形、地基的固结沉降、桩的形式和布置等多种因素。对于桩基的沉降计算可以采用以下方法。

2.桩基的沉降分析计算方法

2.1荷载传递分析法。

（1）荷载传递分析法是单桩荷载传递规律及分析计算中常用的一种方法。其基本概念是：把桩划分为许多等长的单元，每一单元与土体之间的联系用非线性弹簧模拟。桩端土也用非线性弹簧与桩端联系，这些非线性弹簧的应力一应变关系即表示桩侧摩阻力τ(或桩端阻力σ)与剪切位移之间的关系(τ-s或σ-s关系)，这一关系就称为传递函数。利用已知的桩身任一单元的静力平衡条件及单元弹性压缩方程两个函数关系求解传递函数的基本方程为：

式中：U——桩截面周长；

Ap——桩截面面积；

Ep——桩的弹性模量；

τ——桩侧摩阻力。

（2）该微分方程的求解取决于传递函数τ(z)一s的形式。荷载传递法以其简单直观的特点在实际工程中得到了广泛应用，但它也存在一些不足：该方法是根据桩一土体系的静力试验，实测桩在竖向荷载的作用下桩身各单元的应变及桩底反力，反算桩的轴向荷载分布及桩侧摩阻力分布假设桩侧摩阻力的分布规律和桩底反力的分布规律。由此可以说，荷载传递分析法实质上是一种经验方法，不能从理论上直接给出桩侧摩阻力与桩轴向位移关系曲线形式。

（3）在运用荷载传递曲线中，该法假定任意点的桩位移仅与那一点的摩阻力有关，故没有考虑土体的连续性，所以对分析桩群的荷载沉降关系是不合适的。如果要获得现场的荷载传递曲线，需要安装许多的仪器进行桩的荷载试验，且试验成果推广到-另外场地并不一定成功。

2.2弹性理论法。

弹性理论法是对桩土系统用弹性理论方法来研究单桩在竖向荷载作用下桩土之间的作用力与位移之间的关系，进而得到桩对土，土对桩。桩对桩以及土对土的共同作用模式。以弹性理论法为根据发展出一些计算单桩沉降的方法，这些解法虽略有不同，但一般都基于桩的位移与临近土位移的协调条件，为此，借助于轴向荷载下桩身的压缩求得桩的位移，又应用荷载作用于半无限体内某一点所产生的Mindlin位移解求得桩周土体的位移。由于弹性理论假定桩士界面普遍满足弹性即界面不发生滑移这一条件，沿界面诸相邻点的桩位移应与土位移相等，由此即可求得桩身摩阻力和桩端阻力的分布，并进而求得桩的位移分布。

2.3单向压缩分层总和法。

单向压缩分层总和法是依据周边土层的参数计算得到各层的沉降和总的沉降量。这种浅基础的最终沉降量的常用计算方法在桩基设计中，主要用于大直径的的单桩，考虑到其桩侧阻力的荷载分担比相对较小，桩端底面积大且其荷载分担比也较大，因此可仿照扩展基础采用单向压缩分层总和法计算沉降。当用以计算深基沉降的其它条件相同时，用明氏应力分布求得的最终沉降与实侧推算结果较为接近，而用布氏公式算得的值要比实测值大1/2至1/3。用分层总和法分析单桩沉降时，要依据压缩层的计算深度，参照相关规定或按照一些实用的经验公式确定。

d2sd2z=UAPEPτ(z)

2.4剪切变形传递法。

（1）1974年，库克提出了关于摩擦桩负荷载承载传递的模型，这种模型为了简化计算做了许多假设并认为：当荷载水平比较小的时候，桩基础在轴向负荷载作用下沉降也会小，桩沉降的时候四周土体也会发生剪切变形，即桩土之间不会发生相对的移动，而且剪应力会沿径向桩基础侧面的表层扩散到桩基础周围和四周的土体中。在使用负荷承载时，摩擦桩桩端承载的比例要小得多，其沉降大多是由桩侧所传递的负荷承载造成的。

（2）剪切变形法主要适用于摩擦桩。该方法假定在荷载水平较小情况下，桩与土之间不产生相对位移，桩沉降时周围土体也发生剪切变形，剪应力从桩侧表面沿径向向四周扩散到周围土体中，分析过程中假定桩侧上下土层之间无相互作用，桩的沉降主要是由桩侧荷载传递引起。

2.5实体深基础法。

实体深基础法是现在工程界应用最广泛的一种计算群桩沉降的方法，该计算模式是将承台下的群桩及桩间土看作一个等效墩基的一个实体深基础，在此等代墩基范围内，桩间土体不产生压缩如同实体墩基一样工作，然后按照扩展基础的沉降计算方法来计算群桩的沉降。

2.6由于计算时考虑的前提条件不同。研究者提出和使用着计算的不同模式，其主要差别在于选用的假想实体基础底面的位置不同，以及对地基土中附加应力的考虑和计算不同，根据桩距地基土的性质不同，桩间土实际上是会产生不同程度的压缩变形，另一方面假想的实体基础存在着侧面剪应力的扩散作用为了消除这些差别对群桩沉降计算的影响人们采取了一些措施，集中表现在所采用的模式上。这些措施是：

（1）变动假想实体基础底面的位置，以考虑桩间土存在压缩变形的可能，这是Peck和Terzaghi等人建议的模式Peck等建议将假想实体基础底面置于桩端平面以上高度处，取为桩长的l/3处(桩位于均匀并土中时)或进入持力层深度的1/3(桩穿过软弱土层并进入坚硬土层时)这种建议涉及的影响因素过于单一，因为假想基底位置上升的因素很多，采用此法不能全面反映这些情况。

（2）从群桩桩顶按一定斜率(例如角或l：4斜率)向下扩散增大假想实体基础底面积，以考虑桩群总剪应力对沉降分析的影响，这是Tomlinson等人的模式。

（3）为了改善地基土附加应力估计的精度，近年来国内外根据半无限弹性体内集中力的Mindlin公式发展了一些估计桩基荷载作用下地基土附加应力的方法，还有一种将Mindlin解与Boussinesq解对比来估计等代墩基的等效基底附加应力。

3.计算方法评述

3.1荷载传递法较弹性理论法，其计算要简单些。由于工程中的土大多数是分层的，应力土体的参数都随深度变化，因此荷载传递法沿深度将桩身分段的方法能准确反映桩承载特性。但是缺点是任意点桩的位移只与该点的摩阻力有关，忽略了其它方向的力及其它点的影响，没有考虑土体连续性，不能用于群桩的计算。

3.2弹性理论法已经比较成熟，考虑土的连续性，可用于群桩分析，计算结果较准确。但其缺陷在于把地基看作均匀的、各向同性的理想弹性体，桩土之间无切向相对位移，忽略了实际中存在的应力及时间效应，需要进一步改进和完善。

3.3分层总和法计算简便，在工程精度要求范围内可以比较准确估计单桩沉降但沉降计算中附加应力与实际情况有差异。

3.4剪切变形法对深长桩的沉降计算较准确。但由于该方法忽略了竖向应力、径向位移对剪应力的影响、土参数随深度的变化及桩端沉降因素等诸多因素，会得到不合理的沉降，因而在桩基设计的实中应用较少。

3.5实体深基础法是一个科学、实用的计算方法，能反映群桩基础的各因素对沉降的影响，如桩的距径比、长径比、桩数等。其存在的问题是对于长桩，特别是桩侧土较好的长桩基础，计算沉降量与实测值误差较大，统计结果发现，实测值往往比计算值小很多。

4.结束语

本文对目前国内外桩基础的沉降计算理论进行了分析，并且对它们的优势、缺陷及适用的范围进行了简单论述，但应该注意，在实际计算时，要采用何种理论要根据实际情况而定。

参考文献

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