第一部分 绪论及桩基工程勘察.pptVIP

桩基工程 第1章 绪论 教学目的： 掌握桩基的定义、桩基的作用、桩基工程学的研究内容、桩基设计思想、桩基分类。 教学重点： 1.桩(深入土层的柱型构件)及桩基(由基桩和连接桩顶的承台共同组成)的定义； 2.桩基的作用(将上部结构的荷载通过桩身穿过较弱地层或水传递到深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层中,从而减少上部建（构）筑物的沉降)； 3.桩基的设计思想(确保长久安全的前提下，充分发挥桩土体系力学性能，做到所设计的桩型既经济合理，又施工方便快速、环保)。 1.1 地基基础问题的提出 地基基础中为什么要使用桩基础？ 什么条件下使用桩基？ 如何学习桩基工程？ 桩基在工程实际中如何应用？ 如何解决桩基工程中遇到的各种问题？ 本书介绍桩基工程的基本原理，设计、施工、检测的各类方法，以及各种桩基工程问题的处理措施。 先看看典型的地基基础事故分析。 比萨斜塔是意大利比萨大教堂的一座钟楼，塔高55 m共8层。 斜塔在1173年9月8日破土动工，建到第4层时出现倾斜，1178年被迫停工，1272年重新开工，1278年又停工，1360年再次复工，直到1370年全塔竣工，建塔前后历时近两百年，可谓世界建筑史一奇。 斜塔呈圆柱形，塔身1至6层由优质大理石砌成，塔顶7至8层由轻石料和砖砌成，全塔总荷重为145MN，地基承受接触压力高达500kPa，斜塔自北向南倾斜，倾角约5.5o，塔顶离开竖向中心线的水平距离5米多，倾斜已达极危险状态 (见图1-1)，所以2003年对其进行了加固处理。 经过后来的分析发现，造成比萨塔倾斜的主要原因是塔身基础面积较小，其基础的集中荷载大于淤泥质黏土和砂土组成地基的承载力，且地基略有不均，所以形成塔身偏心荷载，导致塔身倾斜，而地基的后期塑性变形则使倾斜不断加剧。 其实比萨斜塔旁边还建造有主教堂（始建于1063年，到1092年建成）和洗礼堂（始建于1153年，到13世纪末建成），地质条件相似，但由于主教堂和洗礼堂基础底面积大，总高度相对较低，对地基的单位面积荷载相对较小，所以主教堂和洗礼堂虽有沉降，但没有倾斜，一直以来正常使用。该工程如果使用桩基础，则不会出现倾斜现象，也就不会存在现在的比萨斜塔了。 2. 武汉QY小区B#栋18层住宅因桩基础事故爆破拆除 武汉QY小区B#栋18层住宅因桩基础事故爆破拆除，该工程地质条件特征为深湖区沉积，上部0~4m为近期填筑的杂填土，4~20m左右为高灵敏度的淤泥层，20m以下为中细砂层（中密以上），而且中细砂层的顶界面呈坡状。建筑物为18层点式全剪力墙＋1层地下室。设计采用φ426夯扩桩，桩端进入持力砂层的深度仅1～1.5m（属底端可转动的夯扩桩），共布桩336根。设计单桩竖向极限承载力要求为2200kN。整个工程打桩速度很快，B幢夯扩桩先打完就进行基础和上部结构施工，同时临近的C幢继续打桩。结果当B幢施工至结构结顶时沉降过大且不均匀沉降，所以被迫爆破拆除。 事故的主要诱因之一是：桩型选择不理想。所用夯扩桩入持力层中细砂仅1m多，扩底形成可转动球铰，整个桩身重落在稀软淤泥层内，300多根桩打桩挤土使桩侧土桩端土结构完全破坏。虽然基础的基底埋深3m，但埋深部分周围是松散杂填土层且其下为淤泥层。一旦承受水平向外力，336根φ426的夯扩桩几乎可自由地绕其底端铰转动。同时，该楼西南侧C#栋高层在B#栋出事前正在开展大面积夯扩桩施工阶段，在半个多月时间内打入60余根夯扩桩（长21.5m，φ426），砼方量计260余m3，造成对B#栋基础的挤土位移和淤泥层扰动破坏，使桩侧土体抗剪强度骤降至10kPa以下，几乎形成流动状态，底部夯扩桩振动使砂土液化。再加上下列所述的9种诱因，造成多因一果——使正在建造将要结顶的B栋18层桩基础整体失稳，被迫炸掉。 事故主要原因刘祖德教授归纳为： 1）本工程桩型选用夯扩桩错误，夯扩桩承载力设计过高； 2）基坑支护不力，甚至大部分坑侧无支护，造成桩基偏位； 3) 施工速度超常规（从打桩到结顶倾斜仅11个月）； 4) 基坑开挖无序，边打桩边开挖，边开挖桩边斜； 5) 应急处理不当，部分桩基偏位采用歪桩正接，受力恶化； 6) 后期处理决策失误，将基坑开挖改浅，基础埋深改薄，更趋不稳； 7) 检测监测不力，无基坑深层土体水平位移资料； 8) 邻楼打桩，增加不利因素（侧挤位移、震动、扰动土）； 9) 抢救无序，病急乱投医，在桩基偏位和厚层淤泥扰动情况下浅部快速注浆更加重了扰动； 10) 运行机制不健全，管理混乱，内部无约束。 该栋建筑是设计施工不规范造成桩基事故的典型案例，必须引以为鉴。 金茂大厦位于上海浦东新区陆家嘴金融贸易区黄金地段，与著名的外滩风景区隔江相望，如图1-7。金茂大厦占地