大直径桩考虑尺寸效应系数的原因
土建职称考试《市政公用工程专业知识》必考考点试题及答案(精华篇一)
土建职称考试《市政公用工程专业知识》必考考点试题及答案（精华篇一）桩基础一、知识要点：1.当桩相对于桩周土产生向上的位移时，在桩周会产生负摩阻力，当桩周地下水位下降时，在桩周会产生负摩阻力。
2.按桩的设置效应分类，钻孔灌注桩属于非挤土桩，此类桩的桩侧摩阻力常有所减少。
3.沉管灌注桩等打入桩，会使桩周粘性土土的抗剪强度降低，会使桩周非密实无粘性土的抗剪强度提高。
4.柱下多桩矩形承台弯矩的计算截面应取在柱边和承台高度变化处。
5.对于端承型群桩基础，计算其基桩竖向承载力设计值时，不考虑由承台、桩、土的相互作用产生的群桩效应。
6.负摩阻力：桩相对与桩周土产生向上的位移，在桩周产生的方向向下的摩阻力。
7.端承型桩：桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，其中大部分由桩端阻力承担。
8.灌注桩：直接在所设计桩位处成孔，然后在孔内加放钢筋笼再浇筑混凝土而形成的桩。
9.中性点：桩土之间不产生相对位移的截面位置，其摩阻力=0。
例题1.群桩沉降计算，规范GB50007推荐的方法是不考虑桩间土的压缩变形对沉降影响的( )(A) 单向压缩分层总和法;(B) 单向压缩弹性力学法(C) 三向压缩分层总和法;D) 三向压缩弹性力学法正确答案(：A)提示：规范GB50007推荐的群桩沉降计算方法，不考虑桩间土的压缩变形对沉降的影响，采用单向压缩分层总和法。
2.根据建筑桩基技术规范，确定单桩竖向承载力标准值时需考虑尺寸效应系数的桩直径d应( )(A) d≤500mm;(B) d≥500mm;(C) d≤800mm;(D) d≥800mm正确答案(：D)提示：规范GB50007将单桩竖向承载力称为特征值，建筑桩基技术规范将单桩竖向承载力分为标准值和设计值。
建筑桩基技术规范规定，当桩径d≥800mm时，需考虑尺寸效应系数。
单桩竖向承载力标准值Quk= μp∑ψsiqsikli+ψpqpkAp，式中：μp、Ap 分别为桩周长、桩截面面积;qs1k 为桩周极限侧阻力标准值;qpk 为桩端土极限端阻力标准值;li 为按土层划分的各段桩长;ψsi、ψp 为大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数。
岩土地基的桩基检测存在问题及改进措施
岩土地基的桩基检测存在问题及改进措施摘要：岩土工程检测过程中遇到的质量问题比较多，也十分复杂，受工程地质环境、实验操作方法、技术的先进性和精度等因数影响较大，分析难度大。
通过对诱因的明确探析为以后出现的工程问题提供借鉴是十分宝贵的工程资料。
关键词：岩土地基；桩基检测；问题措施一、泥岩地层下混凝土灌注桩问题某泥岩地层采用干成孔混凝土灌注桩，由于土质均匀，无地下水，成孔质量好。
同时经查阅地勘资料及现场泥岩取样试验对比，勘察报告提的试验参数合理，设计计算也未存在问题，但是经单桩静载荷试验发现承载力不满足设计要求，比设计的极限值降低了50%~80%经分析排查发现，导致承载力达不到设计要求的原因是在地勘阶段未对勘察孔进行封孔，从而导致泥岩长期受到钻孔水的浸泡，导致桩端和桩侧泥岩软化，端阻和侧阻大大降低。
这是典型的对泥岩特性认识不足，不重视的。
因此，泥岩地层不论在勘察阶段还是在施工阶段都要对水的影响予以重视并采取相应措施。
最后将桩基础改为刚性桩复合地基，大大降低了桩的作用，并对桩间土做了天然地基载荷试验，从而解决了问题。
这种将达不到承载力要求的基桩作为增强体按复合地基来设计的方法值得借鉴，可以减少损失。
二、扩底灌注桩的常见问题在工程实践当中时常遇到人工挖孔桩或旋挖成孔扩底灌注桩承载力检测不满足设计要求。
分析其主要原因是施工单位对扩底灌注桩的受力机理认识不清楚，从而施工时不予重视。
扩底灌注桩其承载力的主要贡献来自扩大头，一旦扩底未处理好或施工不正确很大概率导致承载力不满足要求。
以桩径800mm的扩底灌注桩为例，从800mm扩大到mm，端阻力将会比原来提高1.5倍左右，可见未设置扩底的危害性。
旋挖成孔扩底灌注桩施工难度大，施工单位采取逐渐扩大桩径的方法，殊不知该方法虽然达到扩底的目的但是侧摩阻力由于在桩基向下位移脱离土体而失效。
目前检测成孔质量的方法已经很成熟，对于成孔质量检测应予以重视，这样能有效地避免基桩扩底问题、成孔八字形带来的承载力问题。
浅析大直径PC桩挤土效应及消散措施
1工程概述本工程位于南美哥伦比亚波哥大，属于市政高架地铁项目。
桩基为PC 桩，管桩型号为直径1000mm 、壁厚140mm ，单桩长度在15-48m ，C60混凝土。
每个承台桩数量在9-16根，桩中间距为2.5D ，地铁行进路线地下管网密集，且距离桩基0.5-5m 范围内，埋深1-5m 。
1.1地质条件哥伦比亚波哥大海拔2640m ，位于安第斯山脉一个富饶高原上，地下沉积物主要为Sabana 构造；该地貌特征为地下水位浅，淤泥及泥炭土厚度大（总厚度可达450m ），常伴有砂和粘土细夹层。
1.2水文条件波哥大地下水含量丰富。
通过对高架行进路线地下水监测显示，沿线大部分区域地下水位距离地面5m ，且部分地区地下水位在10-15m 范围内波动，基于此，PC 桩混凝土增大胶凝材料减缓地下水对混凝土产生的腐蚀性。
2单桩挤土效应分析2.1桩周挤土效应云图随着桩的压入，桩周土体慢慢隆起，大致呈环形状隆起，桩周挤土效应云图见图1。
2.2不同位置的水平位移距桩径向不同距离时地表土体的水平位移图见图2，从图2可看出在距桩径向1.0m 处地表的土体水平位移约为18mm ，在距桩径向4.0m 处地表的土体水平位移约为8mm 。
距桩径向不同距离时地下2m 土体的水平位移图见图3，从图3在距桩径向1.0m 地下2m 深度处的土体水平位移约为7.5mm ，在距桩径向4.0m 地下2m 深度处的土体水平位移约为2.5mm 。
土体的水平位移受压桩过程的影响。
在桩贯入10m 时不同位置的位移均达到最大值，并趋于稳定。
距桩越远的位移越小，在10m 后位移可以忽略不计。
2.3桩周土体水平位移计算值与实测值对比建立了试验桩单桩有限元模型，采用E8（第8号车站）试桩点位的测斜管实测数据与有限元分析数据进行对比，对比结果见图4和图5。
由图4和图5可见本模型能较好地模拟桩周土体变形的规律。
距桩边3.0m 处计算值与实测值比较接近。
3群桩挤土效应分析群桩挤土效应采用PLAXIS3D 软件模拟。
灌注桩及大直径桩竖向承载力设计值
根据桩径按内插法计算桩身配筋率(0.20%～0.65%)
0.637
%
桩身最小配筋值
612.72
φ8根数(As=50)
13
φ10根数(As=78)
8
φ12根数(As=113)
6
φ16根数(As=201)
4
1989
2331
2695
3079
4353
根据桩径按内插法计算桩身配筋率ρ(0.20%～0.65%)
0.518
0.465
0.438
0.412
0.385
0.306
桩身最小配筋值＝ρ*Ap
2602
3650
4165
4658
5115
6151
φ16根数(As=201)
13
19
21
24
26
31
φ18根数(As=254)
0.93
0.90
0.87
0.85
0.79
桩身周长u(m)
2.51
3.14
3.45
3.77
4.08
5.02
桩端面积Ap(m^2)
0.50
0.79
0.95
1.13
1.33
2.01
单桩极限侧阻力标准值(kN)Qsk = u *∑ψsi * qsik * lsi
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
50.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
桩端极限端阻力标准值qpk（kPa）
2400.00
桩径D(m)
0.35
桩侧阻抗力分项系数γs
管桩挤土效应距离
管桩挤土效应距离全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：管桩挤土效应距离是指在管桩施工过程中，管桩周围土体遭受挤压的距离范围。
管桩挤土效应距离的大小直接影响到管桩的承载力和变形性能，因此在工程设计和施工中必须对管桩挤土效应距离进行准确的分析和计算。
管桩挤土效应距离的影响因素主要包括土体的性质、管桩的尺寸和埋设深度以及周围环境的情况。
一般情况下，挤土效应距离与管桩的直径成正比，与土体的固结状态和土体的摩擦角有关。
在设计中，通常采用经验公式或数值分析方法来确定管桩挤土效应距离。
管桩挤土效应距离的大小直接影响到管桩的承载力和变形性能。
挤土效应距离越大，管桩的承载力越小，变形越大。
因此，在设计中必须合理选择管桩的尺寸和埋设深度，以确保管桩在承受荷载时不会发生过大的变形或破坏。
为了准确计算管桩挤土效应距离，一般可以采用公式或数值模拟方法。
常用的计算方法包括Westergaard、Mindlin、Poulos和Davis等公式。
此外，还可以利用有限元软件进行数值模拟分析，来确定管桩挤土效应距离及其对管桩的影响。
在管桩的施工过程中，要特别注意管桩挤土效应对周围土体的影响。
挤土效应会导致土体的变形和沉降，甚至引起附近建筑物的损坏。
因此，在施工过程中，必须采取适当的措施来减小挤土效应造成的影响。
总的来说，管桩挤土效应距离是管桩施工中一个重要的参数，对管桩的承载力和变形性能有着重要影响。
设计人员在设计过程中必须对管桩挤土效应距离进行充分考虑，采取合适的设计和施工措施，以确保管桩的安全可靠性。
同时，未来研究还需要对管桩挤土效应距离的计算方法和影响机理进行深入研究，以进一步提高管桩的设计水平和施工质量。
【字数不足，请问是否还需要继续完善内容？】第二篇示例：管桩挤土效应是指在进行地基处理或者地下结构建设时，由于挤土作用引起的土体变形和应力分布。
管桩挤土效应距离则是指管桩施工后，挤土效应对周围土体的影响范围。
管桩挤土效应距离对地基处理和结构设计具有重要意义，合理的管桩挤土效应距离确定可以保证工程的安全性和经济性。
某高层建筑大直径人工挖孔扩底桩的设计
某高层建筑大直径人工挖孔扩底桩的设计作者：谢立冬来源：《沿海企业与科技》2006年第09期［摘要］大直径人工挖孔扩底桩具有承载力高、施工方便、无振动、无噪音、施工质量好、造价低等特点。
文章根据国家有关规范（规程），结合某高层建筑大直径挖孔扩底桩基础的分析计算和设计，从挖孔扩底桩的优点、设计计算、构造要求等方面进行探讨。
［关键词］高层建筑；大直径人工挖孔扩底桩；桩基础；设计计算［作者简介］谢立冬，广西城乡规划设计院工程师，广西南宁，530022［中图分类号］TU974；TU473.1＋2［文献标识码］A［文章编号］1007-7723(2006)09-0130-03一、前言随着社会不断进步、物质文明极大提高以及建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善，同时，也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾，高层建筑像雨后春笋，层出不穷。
其中有不少的高层建筑采用了大直径人工挖孔扩底桩基础，其主要原因在于施工大直径人工挖孔扩底桩的设备简单，无振动噪音，具有成孔直径大、单桩承载力高、传力直接、计算简单、施工快速、基础造价相对较低、桩身质量可靠、基础沉降小等优点。
二、工程概述与场地地质条件广西梧州某小区中的一幢高层住宅，总建筑面积为49042㎡，建筑主体高度56.170m，地上18层，无地下室。
采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构，楼梯间及电梯间采用剪力墙核心筒，柱网结合住宅特点布置，间距不等，并在建筑物四个外角布有剪力墙。
根据场地钻孔资料的综合分析，拟建场地地基土主要为杂填土和寒武系黄洞口组砂岩风化残积层，基底为寒武系黄洞口组砂岩。
勘察揭露的地层划分如表1所示。
三、基础选型分析桩基础的设计应能满足整个建筑物的承载力要求以及建筑物的变形量小于规范容许值。
根据梧州地区经验，结合本工程建筑物的荷载、变形要求和地质情况，选择以中风化粉砂岩、细砂岩层作为桩端持力层，有四种可供选择的桩型，分析对比如下：（一）锤击沉管灌注桩该桩型机械化程度高，施工速度较快。
论大直径桩基尺寸效应系数——兼谈学习新修订地基设计规范心得
。
上， ，
承载 力等的公式也显 得理论概念模糊 ，是否比 现有 理论公式概念 明确 ，推 理清楚，也应详细 分析 比较。限于篇幅和 时间关系不再详述 。
规 范是严 肃 的法 定设计 文件 ，是 否应补充
２ ０ 年 ９ １日新颁布 的省新编 地基设计 ０５ 月
何 为渐 进 破坏 ？为何渐 进 破坏 ？为 何砂
越密实 降幅越大 ？ ｌ 、渐进破 坏就 是在破坏过 程 中有对士壤 增强的因素起 作用，延缓土层 强度 降低速 率。
拉强度很弱，ｚ 相对于 Ｐ也像是瞬时滞后Ⅲ
现 ，但粘性 土塑性状态 易于流动 ，所 以尺寸效
维普资讯
规 范＿，读 后很有心得 ，但 ９章 ９３节大直 径 ６ 】 ． 桩 一节很不易理解 ，经与相关论 文集 所载规 范 编 者的总结论文对照分析 后，认为 ９３节全部 ． 是 错误 的 。桩基 础 是摩 阻端 阻 同一 类 型 的 一 章 ，规 范编 者走 了八个地 区收集 了 ４ ８组一千 ４ 多份资料好似要 男立… 套独立 体系 。第一篇论 文用 双重标准对粘性土用 极限强度 法 ，对 砂土 用相对沉 降法给 出设计指标 。脱离 中型桩 的体 系 。在 第二篇论文 中，对 国家桩基规 范给 出的
强相同时压缩层厚度随桩径增加而增加 。桩周 穿过土 层一般 不止一层 ，规 范应用 一般取摩 阻
ｚ ＝ｙｏ 一 ）ｙｎ （ 。 ｔ 要 一［ ｂ ７（ ｚ ａ ｃ ＋ ）
当为砂土 时，ｃ Ｏ － ＇ ，式为 ： ＝
剪移极 限变形 为△ ：０ ｍ，压缩下沉变形 以 ： １ｍ ＝ Ｓ ．１Ｄ （ 为桩端直径 ）为界限时 ，当 Ｄ ＝００ ２ Ｄ
调 整不均匀下沉 Ｓ ． Ｄ￣００ Ｄ 的承载力 ， ＝００ ３ ． ６
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008简介0
考虑地震作用：
a
1.25
c f ak Ac
式中 η c —承台效应系数，按表5.2.5确定； fa—地基承载力特征值；
ζ a —地基抗震承载力调整系数，按《建筑抗震设
计规范》GB50011取值。
表5-2-5
承台效应系数ηc
3 关于不考虑侧阻和端阻群桩效应系数的说明 JGJ94-94规范规定计算基桩竖向承载力时，宜计入 侧阻、端阻的群桩效应系数η s、η p。通过12年的工程 设计实践表明：这种计算模式在理论上是合理的，但实 际操作繁琐。因为同一场地具有不同η s、η p系数的粘 性土、粉土、砂土层往往交互出现，且水平向分布不均。 本次修订，不计入端阻、侧阻力的群桩效应，多数 情况偏于安全；仅对于单一粘性土，η sp（η s、η p） 略小于1.0（小桩距）；但计入承台效应后η ≥ 1 。
QS
0 .8 m s ( ) d
式中 d—桩身直径； n —经验指数，对于粘性土、粉土，n=1/5；对 于砂土、碎石土，对于砂土、碎石土，n=1/3。
（3）尺寸效应系数比较 报批稿
JGJ94-94
3 钢管桩承载力 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经 验关系确定钢管桩单桩竖向极限承载力标准值时， 可按下式计算：
()
22 16 10 1 0.3 2 1 21 14
u Q' 1.001 Qu = Sn =0.206
9 5
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
1.1 1.2 1.3 1.4
1.5 1.6 实测/计算
干作业钻孔桩(144根)极限承载力实测/计算频数分布
2 大直径桩（d≥800mm）极限侧阻力和极限端阻
c不区分内外区，
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大直径桩考虑尺寸效应系数的原因
近日,提出一个问题：“桩基规范在计算大直径桩承载力时需考虑桩侧阻力尺寸效应系数(＜1的系数),但计算嵌岩桩时没有区分大直径桩,没有考虑桩侧阻力尺寸效应系数,是否
有点儿前后不对应呢？”
为了解释这个问题,我们先了解下规范是如何规定的,《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008对于大直径桩单桩极
限承载力标准值是这样规定的：
5.3.6根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系,确定大直径桩单桩极限承载力标准值时,可按下式计算：
——桩侧第i层土极限侧阻力标准值,如无当地式中q
sik
经验值时,可按本规范表5.3.5-1取值,对于扩底桩变截面以上2d长度范围不计侧阻力；
——桩径为800mm的极限端阻力标准值,对于干作业q
pk
挖孔（清底干净）可采用深层载荷板试验确定；当不能进行
深层载荷板试验时,可按表5.3.6-1取值；
、——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数,按表
5.3.6-2取
值.
而对于嵌岩桩却没有尺寸效应系数：
5.3.9桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力,由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成.当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时,可按下列公式计算：
式中Q
sk 、Q
rk
——分别为土的总极限侧阻力、嵌岩段总
极限阻力；
q
sik
——桩周第i层土的极限侧阻力,无当地经验时,可根据成桩工艺按本规范表5.3.5-1取值；
f
rk
——岩石饱和单轴抗压强度标准值,黏土岩取天然湿度单轴抗压强度标准值；
——嵌岩段侧阻和端阻综合系数,与嵌岩深径比h
r
/d、岩石软硬程度和成桩工艺有关,可按表5.3.9采用；表中数值
适用于泥浆护壁成桩,对于干作业成桩（清底干净）和泥浆护壁成桩后注浆,应取表列数值的1.2倍.
≤15MPa,较硬岩、坚硬岩指注：①极软岩、软岩指f
rk
f
>30MPa,介于二者之间可内插取值.
rk
②hr为桩身嵌岩深度,当岩面倾斜时,以坡下方嵌岩深度
/d为非表列值时,可内差取值.
为准；当h
r
大直径桩,为何要考虑侧阻、端阻尺寸效应系数呢？
由于桩的承载性状随桩径而有所变化,工程界通常将桩划分为小直径桩或微型桩(d~250mm)、中等直径桩(250mm
<d<800mm)、大直径桩(d≥800mm).大量试验证实,灌注桩的桩侧阻力与桩端阻力不仅与土层性质和成桩工艺有关,而且与桩径有明显关系,称其为尺寸效应.《建筑桩基技术规
范》JGJ94-2008表 5.3.5-1中桩的极限侧阻力标准值是
由中、小直径桩的试验参数统计而得,将之套用于大直径桩是不合适的,会得出偏大的结果.同样,《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008表 5.3.6-1干作业挖孔桩(清底干净,D=800)极限端阻力标准值给出端阻力尺寸效应的修正基准.
近年来的试验研究和工程实践发现,发挥侧阻所需的相对位移并非定值,除与成桩工艺、土层性质及各土层竖向分布位
置(处于桩侧的上、中、下方)有关外,还与桩径大小有关；桩侧阻力亦随桩径增大而减小.分析原因有两方面：一方面由于大直径桩发挥侧阻所需沉降远大于常规直径桩所需沉降；另一方面由于桩成孔后产生应力择放,孔壁出现松弛变形,导致侧阻力有所降低.《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008表5.3.5-1是根据常规桩径极限承载力下沉降标准确定的侧阻力参数,如套用于大直径桩,其数值偏大.
那对于对于大直径扩底嵌岩灌注桩,根据岩石的物理力学指标确定单桩承载力时,是否需考虑侧阻力与端阻力的尺寸效应系数呢?
大直径灌注桩侧阻力及端阻力尺寸效应系数主要对于粘性土、粉士、砂土和碎石类等土层,相对于岩石而言,内部结构应力较弱,可能由于桩成孔后应力释放较快,孔壁出现松弛变形,国内外的一些试验研究发现,大直径灌注桩的侧阻力与端阻力较中小直径灌注桩有所降低.而岩石的内部结构稳定,构成岩石的矿物颗粒之间结合力较土颗粒之间的结合力大得多,岩石的抗剪、抗压强度较士也高得多,因此岩石因桩施工成孔产生的应力释放较慢,故嵌岩桩嵌岩段可不考虑侧阻力与端阻力的尺寸效应系数.
综上,对大直径嵌岩桩（直径>800mm）,嵌岩段的侧阻力和端阻力不需要考虑尺寸效应系数；计算嵌岩段以上土层侧阻力时,应考虑大直径桩侧阻力的尺寸效应系数.。