1、混凝土管桩在上海地区的应用混凝土管桩在上海地区的应用2目 录目 录?一、上海地区土层及特点一、上海地区土层及特点?二、上海地区混凝土管桩应用概况二、上海地区混凝土管桩应用概况?三、混凝土管桩设计三、混凝土管桩设计?四、混凝土管桩施工四、混凝土管桩施工?五、工程实例五、工程实例一、一、上海地区土层及特点上海地区土层及特点4一、上海地区土层及特点一、上海地区土层及特点?土层条件土层条件?上海位于长江三角洲入海口的东南前缘,市区属滨海平原地貌类型,是地处软土地基上的特大型城市之一，自然地面标高3.64.0m。上海位于长江三角洲入海口的东南前缘,市区属滨海平原地貌类型,是地处软土地基上的特大型城市之一2、，自然地面标高3.64.0m。?上海浅部土体的压缩性高，抗剪强度低。为了满足承载力与沉降的要求，桩基础成为普遍应用的基础型式。上海浅部土体的压缩性高，抗剪强度低。为了满足承载力与沉降的要求，桩基础成为普遍应用的基础型式。?近一百年来，上海地区在木桩、沉管灌注桩、钻孔灌注桩、近一百年来，上海地区在木桩、沉管灌注桩、钻孔灌注桩、PHC管桩、钢管桩等桩型都有所应用与发展管桩、钢管桩等桩型都有所应用与发展5一、上海地区土层及特点一、上海地区土层及特点?典型土层典型土层?上海地区地基土为深厚的第四纪沉积物，厚度在上海地区地基土为深厚的第四纪沉积物，厚度在200300m之 间之 间,沉积时间约沉积时间约23、00300万年万年?市区在深度市区在深度120m范围内的地基土层，按其沉积年代、成因、物质组成特性可分为范围内的地基土层，按其沉积年代、成因、物质组成特性可分为12层，与工程关系密切的有层，与工程关系密切的有9层层高层、超高层持力层高层、超高层持力层850.50.81934粉土层粉土层高层、超高层持力层高层、超高层持力层600.71.12239粉质粘土、粉砂互层粉质粘土、粉砂互层2250.81.23041粘性土夹粉砂粘性土夹粉砂1高层、超高层持力层高层、超高层持力层650.60.92034粉细砂粉细砂2450.61.02135粉性土、粉砂粉性土、粉砂1高层的持力层高层的持力层5.510.50.4、60.82128粘性土，硬土层粘性土，硬土层小高层的持力层小高层的持力层4.011.50.81.22840粉性土、粉砂粉性土、粉砂-2-33.06.70.81.23043粉质粘土粉质粘土-11.35.91.01.73659淤泥质粘土淤泥质粘土,含水量高、孔隙率大、压缩模量小，厚度在含水量高、孔隙率大、压缩模量小，厚度在1020m为单多层建筑的主要持力层为单多层建筑的主要持力层3.012.50.71.22543粘性土（粘性土（1.5m厚）厚）填土填土Es(Mpa)eW(%)与桩基持力层关系与桩基持力层关系物理力学特性指标物理力学特性指标土层名称土层名称土层编号土层编号二二、上海地区混凝土管桩应用5、概况上海地区混凝土管桩应用概况8二、上海地区混凝土管桩应用概况二、上海地区混凝土管桩应用概况?预制桩发展预制桩发展?5080年代，钢筋混凝土预制方桩成为上海地区桩基的一种主要形式。桩长多数在年代，钢筋混凝土预制方桩成为上海地区桩基的一种主要形式。桩长多数在30m以内，以暗绿色粘性土作为持力层。以内，以暗绿色粘性土作为持力层。?l980年起，钢筋混凝土长桩长达年起，钢筋混凝土长桩长达45米，在华东院设计的电信大楼、华亭宾馆工程相继采用，利用号粉土或粉砂作为桩基持力层。华东院在建造米，在华东院设计的电信大楼、华亭宾馆工程相继采用，利用号粉土或粉砂作为桩基持力层。华东院在建造30层以上的高层建筑，如6、虹桥宾馆和陆家宅沪办大楼（联合大厦），采用的混凝土预制桩均达层以上的高层建筑，如虹桥宾馆和陆家宅沪办大楼（联合大厦），采用的混凝土预制桩均达60米。米。9二、上海地区混凝土管桩应用概况二、上海地区混凝土管桩应用概况?混凝土管桩混凝土管桩?相对于传统的预制方桩，预制管桩由于单节桩构件质量可靠、施工快捷、造价相对较低，近年来在建筑工程中应用越来越广。相对于传统的预制方桩，预制管桩由于单节桩构件质量可靠、施工快捷、造价相对较低，近年来在建筑工程中应用越来越广。?有预应力混凝土管桩（有预应力混凝土管桩（PC），预应力高强混凝土管桩（），预应力高强混凝土管桩（PHC），和预应力混凝土薄壁管桩（），和预应7、力混凝土薄壁管桩（PTC），目前普遍采用的还是），目前普遍采用的还是PHC管桩。管桩。?桩径桩径300mm1200mm，常用桩径，常用桩径400mm600mm，桩长，桩长15m45m ，主要用于小高层和超高层建筑（，主要用于小高层和超高层建筑（9层层50层），一些层），一些6层及以下的多层住宅也有采用小直径层及以下的多层住宅也有采用小直径PHC管桩代替方桩的趋势。管桩代替方桩的趋势。?参照现行国家建筑标准设计预应力混凝土管桩参照现行国家建筑标准设计预应力混凝土管桩03SG409和上海市建筑标准设计先张法预应力混凝土管桩和上海市建筑标准设计先张法预应力混凝土管桩DBJ08-92的有关规定。的有关8、规定。10111213二、上海地区混凝土管桩应用概况二、上海地区混凝土管桩应用概况?混凝土管桩混凝土管桩?锤击法施工：在锤击法施工：在1977年以前，基本上都是靠蒸汽锤打桩。年以前，基本上都是靠蒸汽锤打桩。1978年宝钢工程开工后，引进了年宝钢工程开工后，引进了37.2吨的柴油锤和履带式桩机。吨的柴油锤和履带式桩机。80年代开始，蒸汽锤已被淘汰，柴油锤普遍使用。年代开始，蒸汽锤已被淘汰，柴油锤普遍使用。90年代后又引进了英国的高能量液压锤（年代后又引进了英国的高能量液压锤（ZHA-30型型)。?静压法施工：上海于静压法施工：上海于1965年率先采用压桩施工，设备能力为年率先采用压桩施工，设备能9、力为150吨和吨和80吨两种，到吨两种，到90年代，已经发展到年代，已经发展到300吨到吨到500吨。目前可达到吨。目前可达到900吨。吨。14液压锤液压锤柴油锤柴油锤?预制桩锤击施工预制桩锤击施工15?预制桩静压施工预制桩静压施工抱压顶压抱压顶压16JNB 260型型JNB 400型型JNB 500型型JNB 900型型三三、混凝土管桩的设计混凝土管桩的设计?桩型与持力层选择桩型与持力层选择?承载力及影响因素承载力及影响因素?摩擦摩擦PHC管桩管桩?抗拔桩抗拔桩181 桩型与持力层选择桩型与持力层选择?桩径与厚壁桩径与厚壁?承载力、沉桩阻力、桩身强度、挤土效应承载力、沉桩阻力、桩身强度、挤土10、效应?桩长桩长?PHC管桩桩身刚度小于等截面的实体灌注桩，考虑动态沉桩的施工因素，从荷载传递及施工角度，其长细比应有所控制。管桩桩身刚度小于等截面的实体灌注桩，考虑动态沉桩的施工因素，从荷载传递及施工角度，其长细比应有所控制。?规范规定长细比不得大于规范规定长细比不得大于100，而在实际工程中长细比达到，而在实际工程中长细比达到110甚至甚至120。?通常通常PHC管桩接头控制在管桩接头控制在2个，最多不宜超过个，最多不宜超过3个。个。191 桩型与持力层选择桩型与持力层选择?持力层持力层?上海地区PHC管桩主要持力层有层粉质粘土、层粘土、层粉土/粉细砂层、2粉质粘土、粉砂互层、粉细砂层上海地11、区PHC管桩主要持力层有层粉质粘土、层粘土、层粉土/粉细砂层、2粉质粘土、粉砂互层、粉细砂层?由于第层粘土相对较薄且局部区域缺失，2、层的埋藏深度通常大于50m，层粉质粘土和层粉土/粉细砂层成为上海地区PHC管桩的主要持力层由于第层粘土相对较薄且局部区域缺失，2、层的埋藏深度通常大于50m，层粉质粘土和层粉土/粉细砂层成为上海地区PHC管桩的主要持力层?有些对承载力要求高的工程选用2、层。由于通常要穿越较厚的层粉土/粉细砂层，在施工上有较大难度。有些对承载力要求高的工程选用2、层。由于通常要穿越较厚的层粉土/粉细砂层，在施工上有较大难度。?工程中主要面临三种典型的土层分布工程中主要面临三种典型12、的土层分布20?典型土层典型土层1：桩端持力层为：桩端持力层为7-2层中密粉砂层层中密粉砂层21?典型土层典型土层2：桩端持力层为：桩端持力层为7-2层中密粉砂层，桩身穿越较厚层中密粉砂层，桩身穿越较厚5-2硬土层硬土层22?典型土层典型土层3：桩端持力层为：桩端持力层为5-1层或层或5-3层粘土层层粘土层232 承载力及影响因素承载力及影响因素?预应力混凝土空心桩承载力的计算（预应力混凝土空心桩承载力的计算（全国桩基规范全国桩基规范JGJ94-2008）?桩端阻力由于桩端敞口，类似于钢管桩也存在桩端的土塞效应；桩端阻力由于桩端敞口，类似于钢管桩也存在桩端的土塞效应；?混凝土管桩壁厚度较钢管桩13、大的多，不能忽略管壁端部提供的端阻力，桩端阻力分为两部分：一部分为管壁端部的端阻力，另一部分为敞口部分端阻力。对于后者考虑桩端土塞效应系数混凝土管桩壁厚度较钢管桩大的多，不能忽略管壁端部提供的端阻力，桩端阻力分为两部分：一部分为管壁端部的端阻力，另一部分为敞口部分端阻力。对于后者考虑桩端土塞效应系数p p，p p随桩端进入持力层的相对深度而变化。随桩端进入持力层的相对深度而变化。24252 承载力及影响因素承载力及影响因素?桩身质量对承载力的影响桩身质量对承载力的影响?材料、养护、运输对桩身质量的影响，导致桩身缺陷材料、养护、运输对桩身质量的影响，导致桩身缺陷?载荷试验中，桩身缺陷面呈现脆性或14、脆塑性破坏载荷试验中，桩身缺陷面呈现脆性或脆塑性破坏?打桩应力引起桩身缺陷打桩应力引起桩身缺陷?载荷试验中，试桩呈现塑性破坏载荷试验中，试桩呈现塑性破坏?挤土效应引起桩身隆起挤土效应引起桩身隆起?当桩身完整时，变形较大，承载力略小当桩身完整时，变形较大，承载力略小?当发生接头脱节时，承载力明显偏低当发生接头脱节时，承载力明显偏低262 承载力及影响因素承载力及影响因素静载荷试桩QS曲线(S1、S2试桩)020406080100120012002400360048006000720084009600Q(kN)S(mm)锤击法锤击法桩身质量桩身质量引起的载荷试验不满足要求引起的载荷试验不满足要求P15、HC AB 600R1/R2=2.50272 承载力及影响因素承载力及影响因素?桩身质量对承载力的影响桩身质量对承载力的影响?上海上海17个工程的个工程的195根试桩数据表明：根试桩数据表明：28根属地基破坏、根属地基破坏、36根属桩身质量破坏，其余根属桩身质量破坏，其余100余根未到极限余根未到极限?当桩身质量缺陷发生在浅部时，仅为极限荷载的当桩身质量缺陷发生在浅部时，仅为极限荷载的2040%，较容易判断。，较容易判断。?在实际过程中，可通过在实际过程中，可通过QS曲线特征点比值、桩顶柔度和破坏后稳定荷载区分试桩的破坏类型曲线特征点比值、桩顶柔度和破坏后稳定荷载区分试桩的破坏类型?必要时结合16、钻探、高应变进行验证和针对处理必要时结合钻探、高应变进行验证和针对处理282 承载力及影响因素承载力及影响因素?承载力与施工工艺对地基土的扰动程度密切相关承载力与施工工艺对地基土的扰动程度密切相关?压桩方式：静压、锤击压桩方式：静压、锤击?施工速率施工速率?对于粘土地层，施工速率越快，土体扰动越明显，承载力往往偏低对于粘土地层，施工速率越快，土体扰动越明显，承载力往往偏低?桩靴型式桩靴型式?设置桩靴可减少对土体的扰动，承载力更有保证设置桩靴可减少对土体的扰动，承载力更有保证29桩靴型式对承载力的影响桩靴型式对承载力的影响?PHC AB400?L39m?饱和粘性土地基饱和粘性土地基?静力压入法静17、力压入法?休止期休止期40天天?R1/R2=1.66Qs曲线05101520253035404550050010001500200025003000KNs(mm)S1S2302 承载力及影响因素承载力及影响因素?承载力与成桩后的休止期关系明显承载力与成桩后的休止期关系明显?上海地区软粘土中预制桩在沉桩后，随着时间的推移，其极限承载力有所提高。达到稳定值所需要的时间由几十天到数百天不等上海地区软粘土中预制桩在沉桩后，随着时间的推移，其极限承载力有所提高。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。在软饱和粘性土地基中尤为明显。0500100015002000250018、3000350040004500050100150200250300350400450500550600休止期t(天)桩极限承载力P（kPa）虹桥路1030-1#虹桥路1030-2#312 承载力及影响因素承载力及影响因素?承载力与土性有关承载力与土性有关?桩端位于较软弱的层土，桩身大部分位于淤泥质土层的桩，承载力往往往小于预估值，且有明显的时效性桩端位于较软弱的层土，桩身大部分位于淤泥质土层的桩，承载力往往往小于预估值，且有明显的时效性?桩端位于密实的桩端位于密实的2细砂层，承载力往往大于预估值，且往往由桩身强度控制。细砂层，承载力往往大于预估值，且往往由桩身强度控制。323 摩擦预制桩承载19、力摩擦预制桩承载力?应用概况应用概况?摩擦预制桩是指桩端位于较软弱的层土，桩身大部分位于淤泥质土层的桩摩擦预制桩是指桩端位于较软弱的层土，桩身大部分位于淤泥质土层的桩?多应用于沉降控制复合桩基多应用于沉降控制复合桩基?较大比例的工程出现载荷试验极限承载力小于估算值较大比例的工程出现载荷试验极限承载力小于估算值?上海上海99版地基基础设计规范指出：对于此类桩，单桩承载力宜通过静载荷试验确定，当采用列表数据时，宜取表中下限值并作适当折减，但未给出具体的折减系数版地基基础设计规范指出：对于此类桩，单桩承载力宜通过静载荷试验确定，当采用列表数据时，宜取表中下限值并作适当折减，但未给出具体的折减系数-120、a-1b-3233343 摩擦预制桩承载力摩擦预制桩承载力?2009版规范相关修编工作版规范相关修编工作?采用了信息较齐全的试桩样本为采用了信息较齐全的试桩样本为17个工程共计个工程共计50根试桩，桩长范围为根试桩，桩长范围为12m25m，持力层为，持力层为1、3层。层。?较大比例的工程出现载荷试验极限承载力小于估算值较大比例的工程出现载荷试验极限承载力小于估算值?采用了统计分析方法和数值分析方法相结合采用了统计分析方法和数值分析方法相结合35统计分析方法统计分析方法?桩侧摩阻力的分析桩侧摩阻力的分析?单参数法单参数法?与静力触探指标与静力触探指标Ps相关联的多参数统计法相关联的多参数统计法?21、与与c、相关联的多参数统计法、相关联的多参数统计法123121222322123iiiimfmfnnnnmf na fb fc fm fPa fb fc fm fPa fb fc fm fP+=+=+=LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLmfi iiPUf l=sisfF Ph=a=siiifb ctgF36051015202530020406080fs/kPaH/m计算值规范下限规范上限02040608010012002004006008001000Q/kNS/mmP5计算值数值模拟方法数值模拟方法?基于收集到的桩基承载力载荷试验样本，采用数值模拟方法对试验样本进行拟合基于收集到的桩基22、承载力载荷试验样本，采用数值模拟方法对试验样本进行拟合?以试验得到的以试验得到的QS曲线为目标，通过对土体和桩土界面相关的计算参数的调整，使得计算与试验结果拟合接近，表明数值计算得到的结果能较真实地模拟试验样本曲线为目标，通过对土体和桩土界面相关的计算参数的调整，使得计算与试验结果拟合接近，表明数值计算得到的结果能较真实地模拟试验样本?在此基础对由数值模拟得到的桩身轴力、侧摩阻力及端阻力进行分析在此基础对由数值模拟得到的桩身轴力、侧摩阻力及端阻力进行分析侧摩阻力分析侧摩阻力分析Q-s曲线对比曲线对比3721010203040506070 8个工程，23根 桩 平均值 规范 上限 规范 下限土层23、fs/kPa图 桩侧摩阻力值数值模拟方法结果与规范建议限值的比较图 桩侧摩阻力值数值模拟方法结果与规范建议限值的比较38结论与建议结论与建议?对于摩擦预制桩，建议土层极限桩侧摩阻力可取上海市地基基础设计规范表对于摩擦预制桩，建议土层极限桩侧摩阻力可取上海市地基基础设计规范表6.2.4-1所列下限值，桩端阻力取为下限值的所列下限值，桩端阻力取为下限值的0.5倍。倍。图计算值/实侧值结果直方图图计算值与实侧值比较散点图(保证率76.5%）图计算值/实侧值结果直方图图计算值与实侧值比较散点图(保证率76.5%）02004006008001000120014000200400600800100012024、01400?计算值实测值1.20.839结论与建议结论与建议?摩擦预制桩单桩竖向承载力宜通过成桩摩擦预制桩单桩竖向承载力宜通过成桩28天后的静载荷试验确定天后的静载荷试验确定?桩身全断面进入持力层适当增加桩身全断面进入持力层适当增加1.52.0m?上海某些区域（浅层淤泥质土层特别厚或强度指标特别低），摩擦预制实际承载力比估算的值还低较多，对于这部分工程的承载力问题目前积累的资料尚不充分。上海某些区域（浅层淤泥质土层特别厚或强度指标特别低），摩擦预制实际承载力比估算的值还低较多，对于这部分工程的承载力问题目前积累的资料尚不充分。404 抗拔桩抗拔桩?预应力管桩用做抗拔桩时需慎重预应力管桩用做抗拔25、桩时需慎重?作为抗拔桩时桩身结构强度如何控制尚没有一致认识作为抗拔桩时桩身结构强度如何控制尚没有一致认识?国家标准设计预应力混凝土管桩国家标准设计预应力混凝土管桩03SG409中采用预应力钢筋的抗拉强度来确定桩身抗拔承载力中采用预应力钢筋的抗拉强度来确定桩身抗拔承载力?上海市标准设计先张法预应力混凝土管桩上海市标准设计先张法预应力混凝土管桩DBJT08-92-2000中规定中规定“预应力管桩用于抗拔桩时应另行设计预应力管桩用于抗拔桩时应另行设计”?广东省地方标准预应力混凝土管桩基础技术规程、福建省地方标准建筑预应力管桩基础技术规程等地方标准中对于桩身结构强度控制又有不同的规定广东省地方标准预应26、力混凝土管桩基础技术规程、福建省地方标准建筑预应力管桩基础技术规程等地方标准中对于桩身结构强度控制又有不同的规定414 抗拔桩抗拔桩?用做抗拔桩时应对其接头部位的端头板厚度、焊缝长度、锚固筋数量等进行专门验算，桩顶与承台的连接（包括填芯高度、插筋的设置等）也应进行专门设计用做抗拔桩时应对其接头部位的端头板厚度、焊缝长度、锚固筋数量等进行专门验算，桩顶与承台的连接（包括填芯高度、插筋的设置等）也应进行专门设计?上海地区一般采用有效预压应力较大的上海地区一般采用有效预压应力较大的B型桩型桩，管桩管节拼接一般采用端板焊接的连接方式，通常控制抗拔工程桩的接头数量为一个。管桩管节拼接一般采用端板焊接的连27、接方式，通常控制抗拔工程桩的接头数量为一个。图1 焊缝节点大样图1 焊缝节点大样图3 PHCB500管桩作抗拔桩桩头连接详图图3 PHCB500管桩作抗拔桩桩头连接详图图2 端板与预应力棒连接详图图2 端板与预应力棒连接详图四四、PHC管桩的施工管桩的施工?设备与工艺选择设备与工艺选择?沉桩阻力沉桩阻力?挤土效应挤土效应?施工质量控制施工质量控制431 设备与工艺选择设备与工艺选择?选择合理的工艺选择合理的工艺?静压：应用最广，压桩能力有限，特别是进入密实砂层静压：应用最广，压桩能力有限，特别是进入密实砂层?锤击：穿透力强，注意噪音、振动对周边环境的影响锤击：穿透力强，注意噪音、振动对周边环境28、的影响?场地条件：表层土差时可选择设备自重较轻的锤击法场地条件：表层土差时可选择设备自重较轻的锤击法?正确估算成桩阻力正确估算成桩阻力?确定静压桩机型号及配重确定静压桩机型号及配重?确定锤重确定锤重442 土层与沉桩阻力土层与沉桩阻力?沉桩阻力沉桩阻力?了解压桩过程中，沉桩阻力的动态变化，有利于对土层条件及桩端进入持力层深度的判断了解压桩过程中，沉桩阻力的动态变化，有利于对土层条件及桩端进入持力层深度的判断?沉桩阻力与土层分布与特性、进入持力层深度、桩径、桩间距、施工顺序等在关，起主导因素的还是土层分布与特性沉桩阻力与土层分布与特性、进入持力层深度、桩径、桩间距、施工顺序等在关，起主导因素的还29、是土层分布与特性?建立土层与沉桩终压力的地方经验关系，对设备选型、沉桩过程控制及单桩承载能力的初评估都有着重要的借鉴意义建立土层与沉桩终压力的地方经验关系，对设备选型、沉桩过程控制及单桩承载能力的初评估都有着重要的借鉴意义452 沉桩阻力沉桩阻力?沉桩阻力的影响因素沉桩阻力的影响因素?桩型桩型?成桩难易程度：成桩难易程度：钢筋混凝土预制方桩-PHC桩-钢管桩钢筋混凝土预制方桩-PHC桩-钢管桩?桩径与桩间距桩径与桩间距?桩径桩径400mm，较易沉桩，较易沉桩?粘性土粘性土:S4d，土体严重扰动，土体严重扰动?砂土砂土(稍密稍密中密中密)土体挤密，侧阻力和端阻增幅大，土体挤密，侧阻力和端阻增幅大30、，S3d，沉桩困难。，沉桩困难。462 沉桩阻力沉桩阻力?沉桩阻力的影响因素沉桩阻力的影响因素?进入持力层深度进入持力层深度?以以7-2层为持力层的中密以上砂质粉土及粉砂层，临界深度层为持力层的中密以上砂质粉土及粉砂层，临界深度68d?沉桩顺序与速率沉桩顺序与速率?对密集群桩，如采用由四周向中间的封闭式沉桩，沉桩动阻力相当大对密集群桩，如采用由四周向中间的封闭式沉桩，沉桩动阻力相当大?顺序靠后的沉桩阻力较大，甚至比先期大顺序靠后的沉桩阻力较大，甚至比先期大50%472 沉桩阻力沉桩阻力?土层对沉桩阻力的影响土层对沉桩阻力的影响?大量工程沉桩阻力实测资料显示，沉桩动阻力主要取决于桩侧土层 和桩端31、土层 的特性，对沉桩动阻力影响最大的土层是硬塑粘性土或中密大量工程沉桩阻力实测资料显示，沉桩动阻力主要取决于桩侧土层 和桩端土层 的特性，对沉桩动阻力影响最大的土层是硬塑粘性土或中密密实砂质粉土或粉细砂密实砂质粉土或粉细砂?根据上海典型土层分布与特性，可了解不同地层区域对沉桩阻力的影响根据上海典型土层分布与特性，可了解不同地层区域对沉桩阻力的影响482 沉桩阻力沉桩阻力典型土层1桩端持力层为7-2层中密粉砂层典型土层1桩端持力层为7-2层中密粉砂层?主要取决于进入桩端进入7-2层中密密实砂土中深度，经大量工程资料统计，当进入深度约为主要取决于进入桩端进入7-2层中密密实砂土中深度，经大量工程资32、料统计，当进入深度约为(68)d，沉桩动阻力增长很快，沉桩动阻力增长很快?初期动阻力接近于单桩极限承载力的估算值约初期动阻力接近于单桩极限承载力的估算值约1/2 2/3?后期沉桩动阻力为单桩极限承载力估算值的后期沉桩动阻力为单桩极限承载力估算值的1.11.4倍；倍；492 沉桩阻力沉桩阻力典型土层2典型土层2桩端持力层为7-2层中密粉砂层桩身穿越较厚5-2硬土层桩端持力层为7-2层中密粉砂层桩身穿越较厚5-2硬土层?主要取决于穿过5-2砂质粉土厚度以及桩端进入7-2中密密实砂土中深度，沉桩阻力往往很大主要取决于穿过5-2砂质粉土厚度以及桩端进入7-2中密密实砂土中深度，沉桩阻力往往很大?沉桩动33、阻力曲线中会出现两个峰值，沉桩相当困难，如桩身强度不足或选用设备过小，很难使桩沉至设计标高沉桩动阻力曲线中会出现两个峰值，沉桩相当困难，如桩身强度不足或选用设备过小，很难使桩沉至设计标高-2-2502 沉桩阻力沉桩阻力典型土层3典型土层3桩端持力层为5-1层或5-3层粘土层桩端持力层为5-1层或5-3层粘土层?沉桩阻力较小，沉桩动阻力一般为计算的单桩极限承载力的沉桩阻力较小，沉桩动阻力一般为计算的单桩极限承载力的1/31/2，沉桩一般不会发生困难，沉桩一般不会发生困难?控制成桩速率，减少对土体的扰动控制成桩速率，减少对土体的扰动-1a-1b-3513 挤土效应挤土效应?土体变形土体变形?浅层区34、域以土体竖向隆起为主浅层区域以土体竖向隆起为主?深层区域以土体侧向变形为主深层区域以土体侧向变形为主?以监控为主，难以定量计算以监控为主，难以定量计算?孔隙水压力孔隙水压力?饱和软粘土中压桩中，饱和软粘土中压桩中，孔隙水压力孔隙水压力对土体变形、强度的影响不容视，且影响范围往往较大对土体变形、强度的影响不容视，且影响范围往往较大523 挤土效应挤土效应?减少挤土效应对环境的影响减少挤土效应对环境的影响?合理设置沉桩顺序与速率合理设置沉桩顺序与速率?由中心向四周由中心向四周?设置封闭桩，沿保护对象相反方向施工设置封闭桩，沿保护对象相反方向施工?68根根/台台?限制限制24小时全时施工小时全时施工35、?预钻孔取土预钻孔取土?应力释放孔、防挤沟应力释放孔、防挤沟?应力释放孔：应力释放孔：300400m，长，长12m16m?防挤沟：宽防挤沟：宽12m，深，深1.5m534 施工质量控制施工质量控制?管桩质量问题管桩质量问题?出厂质量缺陷出厂质量缺陷?锤、压引起的桩身缺陷锤、压引起的桩身缺陷?挤土效应引起的桩身上抬、脱节、错位挤土效应引起的桩身上抬、脱节、错位?机械行走、碰击机械行走、碰击?软土基坑开挖引起的斜桩、断桩软土基坑开挖引起的斜桩、断桩?桩尖未达设计标高桩尖未达设计标高54桩身断裂或破碎桩身断裂或破碎55挖机在高桩边来回走动挖机在高桩边来回走动挖机挖痕挖机挖痕56挖土机将工程桩作为挡土36、桩挖土机将工程桩作为挡土桩边坡将工程桩作为挡土桩边坡将工程桩作为挡土桩57放坡坡角处工程桩断裂和移位放坡坡角处工程桩断裂和移位584 施工质量控制施工质量控制?合理设计合理设计?桩径、壁厚与桩长桩径、壁厚与桩长?桩身强度与地基土支承力相匹配桩身强度与地基土支承力相匹配?长细比控制小于长细比控制小于100?接头数量少于接头数量少于3个个?控制布桩面积控制布桩面积?桩间距不宜小于桩间距不宜小于4d?布桩面积宜控制在基础面积布桩面积宜控制在基础面积3%以内以内?桩尖造型桩尖造型?开口钢管、十字型钢、混凝土桩头开口钢管、十字型钢、混凝土桩头?沉桩方式沉桩方式?静压静压(有效压力有效压力)、锤击、锤击(37、锤型锤型)594 施工质量控制施工质量控制?精心施工精心施工?控制材料质量控制材料质量?常压常压养护时间宜大于养护时间宜大于14天天?检验桩身外观：检验桩身外观：合缝漏浆、露筋、表面裂缝、端板平整度及坡口高度合缝漏浆、露筋、表面裂缝、端板平整度及坡口高度?控制沉桩速率控制沉桩速率?保证接头质量保证接头质量?沉桩过程控制沉桩过程控制?每米进尺锤击数、最后每米进尺锤击数、最后1m锤击数、沉桩动阻力、桩尖标高等锤击数、沉桩动阻力、桩尖标高等604 施工质量控制施工质量控制?减少成桩对环境的影响减少成桩对环境的影响?合理设置沉桩顺序与速率合理设置沉桩顺序与速率?预钻孔取土预钻孔取土?应力释放孔、防挤沟38、应力释放孔、防挤沟?减少基坑开挖对桩基的影响减少基坑开挖对桩基的影响?机械行走（铺道板）机械行走（铺道板）?临时边坡（高差小于临时边坡（高差小于1.5m）614 施工质量控制施工质量控制?管桩偏位的处理管桩偏位的处理?纠偏纠偏?填芯填芯五、工程实例五、工程实例?上海银行大厦上海银行大厦?盛大金磐盛大金磐?中远两湾城中远两湾城?漕河泾通用厂房漕河泾通用厂房63?工程概况工程概况?主楼主楼46层，裙楼层，裙楼3层框筒结构层框筒结构?基础形式均采用筏板式基础，主楼底板厚度基础形式均采用筏板式基础，主楼底板厚度3200mm，裙楼底板厚，裙楼底板厚1000mmPHC管桩工程实例一上海银行上海银行64?工39、程地质概况工程地质概况65?桩型与持力层选择桩型与持力层选择?持力层选择持力层选择?、1层层顶埋深差异性较大，且厚度分布不均。2层土性较好，埋深适中，层位稳定，且厚达30m，下无第层，是较好的持力层、1层层顶埋深差异性较大，且厚度分布不均。2层土性较好，埋深适中，层位稳定，且厚达30m，下无第层，是较好的持力层?与与PHCPHC管桩相比，灌注桩需选择更大的桩径和桩长才能获得相同的承载力，灌注桩比管桩相比，灌注桩需选择更大的桩径和桩长才能获得相同的承载力，灌注桩比PHC管桩贵管桩贵50%?对相同直径相同长度的PHC管桩和钢管桩，承载力相近，但钢管桩贵对相同直径相同长度的PHC管桩和钢管桩，承载力40、相近，但钢管桩贵21钢管桩与钢管桩与PHC管桩两种桩型比较管桩两种桩型比较3.9540024126609x12钢管桩钢管桩3.9475023823609x12钢管桩钢管桩1.9565024126600PHC管桩管桩1.9505023823600PHC管桩单位承载力成本（元管桩单位承载力成本（元/kN）预估承载力）预估承载力(kN)持力层桩尖入土深度持力层桩尖入土深度(m)桩长桩长(m)规格桩型规格桩型67桩基剖面图桩基剖面图?主楼主楼PHC管桩管桩?桩径：桩径：600mm?壁厚：壁厚：105mm?桩长：桩长：18.6m?持力层：粉细砂持力层：粉细砂?承载力设计值：承载力设计值：2700kN?裙41、楼裙楼?450X450预制方桩预制方桩?PHC管桩设计PHC管桩设计68主楼总桩数 558根裙房总桩数 811根69?试桩结果试桩结果0510152025300200040006000Q(kN)S(mm)0510152025300200040006000Q(kN)S(mm)S1试桩试桩QS曲线曲线S2试桩试桩QS曲线曲线70?工程概况工程概况?位于浦东小陆家嘴的核心地的首幢纯住宅项目，距离金茂大厦数百米位于浦东小陆家嘴的核心地的首幢纯住宅项目，距离金茂大厦数百米?一期共有一期共有39、40、43层三栋超高层精装修顶级住住宅。层三栋超高层精装修顶级住住宅。?采用桩筏板式基础，底板厚采用桩筏板式基42、础，底板厚18002200mmPHC管桩工程实例二盛大金磐公寓盛大金磐公寓71?工程地质概况工程地质概况72?PHC管桩设计PHC管桩设计?PHC管桩管桩?桩径：桩径：600mm?壁厚：壁厚：110mm?桩长：桩长：32m?持力层：持力层：7-2灰色粉质粘土灰色粉质粘土?单桩承载力设计值：单桩承载力设计值：3050kN732#楼桩位图楼桩位图?PHC管桩设计PHC管桩设计74?工程中出现的问题工程中出现的问题?工程前期进行了工程前期进行了6组试桩共组试桩共30根桩，采用锤击法，皆顺利进入设计标高，且贯入度、锤击数十分理想根桩，采用锤击法，皆顺利进入设计标高，且贯入度、锤击数十分理想?由于业主的43、原因，在第一批沉桩时改为静压法，出现不同程度的桩尖达到不到设计标高。由于业主的原因，在第一批沉桩时改为静压法，出现不同程度的桩尖达到不到设计标高。?措施措施?减少减少1m桩长桩长?桩尖增加桩尖增加2m长钢管桩长钢管桩?调整沉降速率与顺序调整沉降速率与顺序75?工程中出现的问题工程中出现的问题?调整后的第二批沉桩仍出现不同程度的桩尖达到不到设计标高调整后的第二批沉桩仍出现不同程度的桩尖达到不到设计标高?措施：措施：?桩长再减少桩长再减少1m桩长桩长?由静压改为锤击由静压改为锤击?双控改为由锤击数或贯入度控制双控改为由锤击数或贯入度控制76初始压桩正常77达到最大终压力，不能达到设计标高78?试桩44、结果试桩结果S1试桩试桩QS曲线曲线S2试桩试桩QS曲线曲线1#桩 Q-s 曲线010203040500200040006000Q（kN）s(mm)3#桩 Q-s曲线05101520253035400200040006000Q(kN)s(mm)79?工程概况工程概况?中远两湾城是市政府旧区改造重点工程中远两湾城是市政府旧区改造重点工程?总占地面积总占地面积50公顷，地上地下总建筑面积公顷，地上地下总建筑面积177万万m2，共分四期开发建设，共分四期开发建设PHC管桩工程实例三中远两湾城中远两湾城80橋1:201:201:12总体规划总体规划811:201:201:121:121:201:20145、:201:201:12四期总平面图四期总平面图82?工程地质概况（存在地层变化）工程地质概况（存在地层变化）-2 砂质粉土砂质粉土-1 粉质粘土粉质粘土8326#楼楼C22孔孔PS曲线（缺失曲线（缺失2层）层）28#楼楼 C39孔孔PS曲线（分布有曲线（分布有2层）层）84?PHC管桩设计PHC管桩设计?PHC管桩管桩?桩径：桩径：600mm?壁厚：壁厚：110mm?桩长：桩长：28m?持力层：持力层：7-2砂质粉土砂质粉土?静压法施工静压法施工8526#楼桩基地质剖面图（无楼桩基地质剖面图（无2层）层）28#楼桩基地质剖面图（分布有楼桩基地质剖面图（分布有2层）层）86?PHC管桩设计PHC46、管桩设计87?工程中面临的问题与解决措施工程中面临的问题与解决措施?对应持力层顶面的起伏设计采用不同桩长对应持力层顶面的起伏设计采用不同桩长?砂质粉土层砂质粉土层2层的存在，加大了沉桩难度层的存在，加大了沉桩难度?考虑到压桩阻力较大，将上节管桩壁厚加至考虑到压桩阻力较大，将上节管桩壁厚加至120mm?对后期施工的桩采用了引孔法减少成桩阻力对后期施工的桩采用了引孔法减少成桩阻力88采用引孔法前后的压桩阻力曲线对比采用引孔法前后的压桩阻力曲线对比89?工程概况工程概况?位于上海浦东浦江镇，场区位于上海浦东浦江镇，场区25层钢筋框架结构厂房层钢筋框架结构厂房?场地位于古河道内，局部土层切割严重甚至缺47、失，场地地层分布复杂场地位于古河道内，局部土层切割严重甚至缺失，场地地层分布复杂?桩端选择了桩端选择了5-3层粉质粘土层和层粉质粘土层和7-1层砂质粉土层两种持力层层砂质粉土层两种持力层PHC管桩工程实例四漕河泾出口加工区厂房泾出口加工区厂房902-3-1b-1a2-1b-1a191?工程地质概况工程地质概况92?PHC管桩设计PHC管桩设计?PHC管桩管桩A?桩径：桩径：400?桩长：桩长：3235m?持力层：持力层：5-3灰色粉质粘土灰色粉质粘土?承载力设计值：承载力设计值：1000kN93?PHC管桩设计PHC管桩设计?PHC管桩管桩B?桩径：桩径：400?桩长：桩长：32m?持力层：持48、力层：7-1粉砂粉砂?承载力设计值：承载力设计值：1350kN94桩基平面布置图桩基平面布置图95?工程中出现的问题工程中出现的问题?桩型桩型A（5-3灰色粉质粘土为持力层）灰色粉质粘土为持力层）?采用静压法采用静压法?单桩极限承载力为单桩极限承载力为1600kN。现场沉桩终压值在。现场沉桩终压值在532684kN左右，压桩终压值仅为计算极限值的左右，压桩终压值仅为计算极限值的1/31/2?打完桩后进行试桩，承载力不能满足要求，仅为打完桩后进行试桩，承载力不能满足要求，仅为70%左右左右?45天休止期后试桩，承载力达到设计要求天休止期后试桩，承载力达到设计要求96?工程中出现的问题工程中出现的49、问题?桩型桩型B（7-1砂质粉土为持力层）砂质粉土为持力层）?采用静压法采用静压法?单桩极限承载力为单桩极限承载力为2160kN。压桩机配重。压桩机配重2800kN，最大终压值为，最大终压值为2700kN。?现场沉桩终压值在现场沉桩终压值在9452700kN左右，压桩终压值为计算极限值的左右，压桩终压值为计算极限值的0.431.25，有部分桩没有达到设计标高。，有部分桩没有达到设计标高。97?试桩结果试桩结果桩型桩型A试桩试桩QS曲线曲线桩型桩型B试桩试桩QS曲线曲线50#桩 Q-s曲线024681012140500100015002000 Q(kN)s(mm)2#桩 Q-s曲线02468101214160500100015002000Q(kN)s(mm)98谢谢谢谢 谢！谢！谢！谢！