论桩基础设计心得

$" 工程处理措施
（! ） 钻孔桩基础应检算冻胀力作用下桩基的稳定 性及抗拉强度， 当承台埋置于季节融化层中时， 应考虑 冻胀力的影响， 并检算承台与桩的连接强度。 （$） 当地基的季节融化层为冻胀土时， 钻孔桩基 础应在季节融化层内设置钢护桶， 护桶外侧涂 !& ** 厚的渣油。 （)） 当地基的季节融化层为冻胀土时， 桩基的承 台底应高出地面， 其值视冻胀土层的厚度确定， 但不应 少于 &" ) *。 （+） 当地基的季节融化层为冻胀土时， 桩基与承 台的连接钢筋应加强。
前还不能建造大直径的桩基。 钻孔插入桩的承载能力主要取决于桩周回填材料 填充状况， 填充密实则承载能力较高， 反之亦然。理论 上讲可以做到回填密实， 但从施工角度而言， 施工单位 很难做到回填材料的密实， 这是因为选择何种回填材 料、 如何保证回填的密实等都缺少行之有效的工艺手 段； 同时从质量控制的角度， 如何检验回填材料的密实 程度也是一个技术难题。此外， 如果发生冻土退化， 桩 基的承载能力更加得不到保证， 钻孔插入桩就目前的 工艺条件而言很难在实际工程中大量采用。 钻孔打入桩基础 （) ） 钻孔打入桩适用于粘性土、 砂土类地基， 不适用于 岩层及含漂石、 块石的地基。这种沉桩方法对地基的 热扰动最小， 回冻速度快， 承载力介于钻孔插入桩和钻 孔灌注桩之间。但施工设备较复杂， 同时在非粘性土、 砂土类地基施工时， 很可能会出现沉桩困难的问题， 因 此针对青藏铁路沿线的工程地质条件， 不适合大范围 推广钻孔打入桩。 综上所述， 在青藏铁路多年冻土区桩基础采用钻孔 灌注桩较为合适。) 种钻孔桩基础的比较如表 ! 所示。
&.
铁( 道( 勘( 察
.//% 年第 . 期
青藏铁路多年冻土地区桩基础设计研究
王彬彬( 杨永平
（ 北京交通大学， 北京 !///&& ）
!"#$ %&’()*+"&( ,$-".( "( +/$ !$01*20&-+ 30$* 2&0 4"(./*"56"7$+ 8*"#9*:
$:;< =>;?>;( @:;< @A;<B>;<
4 青藏沿 线 河 流 中 不 同 程 度 地 存 在 23’ 15’ 6 、 , 、
78 4 的侵蚀。根据 《 铁路混凝土与砌体工程施工规范》 （ 9: &"’&" —’""& ） ， 混凝土必须具备较强的抗渗能 力， 因此根据不同混凝土自身的抗渗性水平作出相应 的抗渗性规定是十分必要的。 （- ） 混凝土的耐腐蚀性
表 !" # 种钻孔桩基础的比较
钻孔灌注桩 适用地层 对地基的热扰动 单桩承载能力 施工难易程度 能否制作大直径桩 各种土层 最大 最大 容易 能 钻孔插入桩 各种土层 较小 较小 复杂 不能 钻孔打入桩 砂土 粘性土、 最小 较大 较复杂 不能
!" 多年冻土地区桩基选择 !" !# 影响桥梁基础类型选择的因素
4 青藏沿线河水中 23’ 15’ 6 、 78 4 的浓度水平参差 , 、
不齐， 根据 《 铁 路 混 凝 土 与 砌 体 工 程 施 工 规 范》 （ 9: &"’&"—’""&） ， 耐中等硫酸盐侵蚀混凝土受硫酸盐侵蚀
4 的允许值 （ 23’ 为 ’ ""& ) , """ 05 . ;， 受中等镁盐侵蚀 , ）
［!］ ( 王继中等) 复合载体夯扩桩的应用研究 * +, ) 施工技术- .//.- ’! * ., ( +2+ 3 4!’% —.//!( 复合载体夯扩桩设计规程 * ’, ( 徐攸在- 刘兴满) 桩的动测新技术 * 5, ) 北京6 中国建筑工业出版 社- !787
!" 结束语
复合载体夯扩桩具有施工速度快、 造价低、 承载能 力高、 施工质量稳定、 环保经济实用等优点， 可以广泛
收稿日期： .//% /! /7 第一作者简介： 王彬彬 （ !79% —） ， 男， 毕业于北京交通大学土木建筑工 程学院， 讲师。
经济上合理的工程措施， 对于保证冻土区桥梁结构的 安全具有十分重要的意义。 由于水冻结成冰， 体积约增大 7" ， 因此土中水冻 结成冰时， 土体将出现体积膨胀， 这种现象称之为冻 胀。土体冻结时， 形成水分迁移， 即不仅原来位置的水 分冻结成冰， 而且在渗透力的作用下， 水分将从未冻区 向冻结锋面迁移， 并在冻结锋面结成冰。水分向冻结
0 !1
土扰动以及地层的不均匀性可能影响上部直杆体与下 部干硬性混凝土夯扩体的密实性， 建议从设计到施工 方面采取措施， 避免和减小这种不利影响。 对低应变反射波法测出的问题桩， 建议进行其他 工作， 如低应变稳态机械阻抗法、 静载荷试验等检测。 在实际检测工作中， 最好先进行低应变检测， 根据实测 资料， 选择具有不同桩底反射曲线特征的代表性桩进 行静载荷试验， 综合分析， 对整个复合载体夯扩桩的施 工质量作出全面、 客观、 合理、 准确地评价。实践证明， 低应变对复合载体夯扩桩桩体质量的检测行之有效， 其检测结论具有较好的可信度。 参 考 文 献
正确选择基础类型是保证建筑物安全耐久， 经济 合理的技术关键。铁路桥梁基础类型的选择应考虑下 列主要问题： 力学特点。桥梁工程为 !建筑物的热学、 不采暖建筑， 但施工活动破坏了地基热量平衡条件和 热交换条件， 形成新的冻土上限。 " 使用功能要求。 永久性桥梁荷载大， 允许变位小， 要求地基有较高的强 度和稳定性。#地基条件。冻土特征、 季节融化层、 冻 胀与融沉及地下水等。
#" 冻土退化对桩基承载力的影响及工程措施
冻土的形成， 演化与气候关系十分密切， 气候决定 了冻土的存在， 气候变化影响着冻土的演化。冻土带
,,
铁@ 道@ 勘@ 察
’""* 年第 ’ 期
作为地壳冷冻下垫面又反馈影响近地面大气的稳定 性， 乃至季风形成和降水。全球陆地气温变暖与近期 冻土退化是一致的， 从上世纪 !" 年代至今平均气温的 总升幅大约为 "# $ % ， 即平均每 &" 年升温 "# ’ % （可 以看做全球平均值， 可近似的应用于青藏高原） 。对 经历了从公 未来趋势的几点估计： ! 近 &("" 年以来， 元 !"" ) &&*" 年长达 **" 年的温暖期和从 &&*" 年 ) &$+" 年长达 +"" 余年的寒冷期后， 从公元 &$+" 年开 始步入新一轮的温暖期， 大周期的温暖期可持续到公 元 ’*"" 年。" 从 &, 世纪至廿世纪频繁出现的 &*" ) ’"" 年长度的次级暖冷变化周期可以预测， 公元 &$$" 年开始的升温也是次暖期的开始， 暖期长度约 *" 年， 对应的暖峰值年约在公元 ’"-" 年至 ’"-* 年。# 从公 元 &$!& 年直到 &$$+ 年， 平均升温速率为 "# ’ % . &" 年， 按此推演到 ’"-" 年还能升温 "# ! % 左右。考虑到地温 存在一定的滞后性， 冻土区的地温将上升 "# - % 左右。 由于地基参数是桩基础设计的基本依据， 因此全 球气候变暖引起的冻土退化会给桩基带来比较严重的 后果。具体而言， 设计地基为高温极不稳定冻土的， 地 基退化成为非冻土； 设计地基为高温不稳定冻土的， 地 基可能退化成高温极不稳定冻土； 设计地基为低温基 本稳定冻土的， 地基可能退化成高温不稳定冻土， 这将 给桩基础的承载能力带来十分不利的影响。对于青藏 铁路而言， 低温基本稳定多年冻土在青藏铁路多年冻 土区内占线路总长的 ’"/ 左右， 高温不稳定多年冻土 类型在青藏铁路多年冻土地区占 !"/ 左右， 如果设计 时对冻土退化问题没有引起足够的重视， 就有可能在 青藏铁路运营中期出现比较大范围的病害。 在桩基础设计计算时， 对于高温极不稳定冻土区， 同时按冻土区桩基础和常规摩擦桩基础分别计算其承 载能力， 取其小者为设计单桩承载力； 对高温不稳定冻 土区， 计算时对可能影响的桩长范围按高温极不稳定 冻土计算其承载能力。对低温基本稳定区和低温稳定 区， 计算时对可能影响的桩长范围按降低 & 级来计算 其承载能力。
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ 体质量完好， 下部干硬性混凝土质量也完好， 二者为两 用于工业厂房、 高层建筑等工程中， 但施工振动、 地基 个刚体， 未能刚性连接， 接触不密实， 形成直杆体在干 硬性混凝土臼槽中的 “ 虚脱” ， 为完好桩与 “ 假断桩” 之 间的过度类型， 其竖向 承 载 力 受 影 响， 沉降量和 “虚 脱” 程度正相关。实测中此类桩不到总桩数的 !" ， 桩 体质量综合评价为!类桩， 需做必要的压桩处理。 （ #） 糠底桩： 桩底反射相对不明显， 桩底反射曲线 呈 “ $” 型， 其上部直杆质量完好， 下部干硬性混凝土 质量欠佳， 刚度不足， 但接触密实。该情况比较少见， 对竖向承载力和沉降量有影响， 桩体质量综合评价为 "类桩。 以上所述 % 种曲线， 应归为 & 种类型。第 ’ 种和 第 & 种情况可归为 ! 类， 属完好桩与 “ 假断桩” 之间的 过渡类型。
!" $# 常用桩基础型式的比选研究