桩基承载力分析及优化研究论文

桩基工程施工问题研究

由于桩基工程的施工工序较多，且工艺要求高，影响桩基质量的因素具有不确定性，在桩基础工程施工中常常会出现各种问题。下面是我为您搜集整理的桩基工程施工问题研究论文，希望能对您有所帮助。

摘要： 本文分析了桩基工程施工中存在的主要问题及原因，然后提出了提高桩基工程施工质量的方法，通过采用这些方法有效地提高施工质量。

关键字： 建筑工程;桩基;质量控制

桩基又叫桩基础，是工程建筑基础中的一种，由基桩和联接于桩顶的承台共同组成，桩基主要的作用是负责把荷载转给持力层。分为低承台桩基和高承台桩基;低承台桩基的桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触;高承台桩基的桩身上部露出地面而承台底位于地面以上。建筑桩基通常为低承台桩基础。桩基础是一种深基础，它具有稳定性好、承载力高、沉降量小而均匀、良好的抗震性能、沉降稳定快等优点，因此在各类建筑工程中得到广泛应用，尤其在高层建筑中，桩基础应用广泛。

一、桩基工程施工中存在的主要问题及原因

由于桩基工程的施工工序较多，且工艺要求高，影响桩基质量的因素具有不确定性，在桩基础工程施工中主要存在以下的常见质量问题:

1.桩基出现缺陷主要有以下类型：

(1)桩基顶部缺陷。

在水下浇筑混凝土时会有泥浆的沉淀，对于泥浆的厚度很难做到准确测定，如果超灌桩顶的混凝土不足，就会出现夹泥的现象而影响了混凝土质量;再者在浇筑混凝土完成后，因不均衡地用力或过度用力而对钢护筒进行预埋和拆拔，就会干扰到桩-的混凝土，以至于破坏混凝土质量。最后，因使用较大功率的风镐来凿除混凝土桩头，在一定程度上会扰动声测管周围的混凝土，对混凝土质量造成影响。

(2)桩基中部缺陷。在混凝土的灌注中可能会因勘探的失误造成因较差的地质条件而导致局部的发生塌孔，使混凝土的翻浆受到阻碍，以至于引起局部的缺陷。另外，如果过度的用力拆拔导管，混凝土受到连续性的扰动，混凝土质量也会受到影响。再者由于导管的气密性较差，在水下灌注混凝土时导管会插入到泥浆中，这就造成导管内外压强的不均衡，造成混凝土的质量的受到影响，更严重的可能使混凝土的下料受阻碍，不能正常进行翻浆，以至于引起断桩。

2.单桩承载力低于设计要求

单桩的承载力不符合设计要求主要是由于桩未达到设计的沉入深度;最终的贯入量过大以及桩的顶端未没有进入设计要求的持力层，但桩已进入到设计的深度;勘察报告所提供的地基承载力、地层剖面等数据与实际情况存在较大的差距，还有其他的原因如桩倾斜过大、断裂等也会导致单桩的承载力不能达到设计要求。

3.桩倾斜过大

由于预制桩的质量不符标准，导致桩顶面倾斜和桩尖的位置不正或者变形，从而造成桩倾斜;桩身、桩帽、桩锤的中心线偏离，导致锤击偏离了重心;桩机安装的角度不准确，造成桩架与地面的不垂直;桩端遇到坚硬的障碍物;桩距过小，错误的打桩顺序导致强烈的挤土效应产生;基坑土方开挖不当、测量放线错误等都会造成桩倾斜过大。

4.断桩

除了桩倾斜过大会导致桩断裂外，由于桩运输、起吊、堆放的吊点或支点位置出现偏差;在沉桩的过程中，因桩的质量或者障碍物的阻碍等原因导致桩身因过度的弯曲;。设计要求的桩锤击与设计的贯入度存在较大误差，以致于施工时锤击次数过多、锤击过度导致桩断裂。

5.桩接头断裂

在桩需要设计的较长时，在施工工艺上，桩采用分段预制、分段沉入的方法，各段之间用钢制焊接连接件进行连接。导致桩接头断离现象其原因主要是桩倾斜过大，另外桩上下节的中心线偏离，桩接头施工技术不达标、质量差也是重要原因。

6.桩位偏差过大

造成桩的位置偏差主要是由于测量放线的差错、沉桩工艺落后以及桩身倾斜等原因造成。

二、提高桩基工程施工质量的'方法

1. 提高施工质量的管理方法

首先建立健全完善的施工质量管理体系。在管理人员上以项目经理为负责人，组建施工质量管理监督小组，组成人员包括安全负责人、测量工程师、工区质检员、试验工程师、技术负责人等。设定具体的质量监督标准由专职的质检人员进行质量检测监督，严格按照质量体系文件进行质量管理与控制，从工程投入和施工过程的控制上切实落实具体的管理制度并保证工程能够保证质量。在质量检查监督管理上要加强施工组织首先检查与监理工程师的质量检查二者的统一，特别是经后者的检查合格后才能够允许开展下一道工序的施工，对于检查结果不合格的工程应按照施工规范严格处理，特别是对于规避工程的检查验收，忽视质量的施工方应采取有关措施从严处理。

其次完善施工制度，从制度上保证施工质量。坚持联合审查图纸和技术交底制度，认真审查施工图纸，熟悉设计文件和施工规范，严格按照设计文件、施工图纸。在每一个进程开始之前的过程中，工程师负责工艺操作技术的解释，所有工作人员了解情况。每个过程中应严格的自检，互检和交接检验，及时通知监理工程师资格后，自我检查，检查签订的监理工程师签署，隐蔽工程施工前。坚持三级计量评审制度，认真保护测量桩点，特别是在施工过程中桩破坏。施工测量重复验证，确保中线，水平和结构尺寸和位置正确。严格执行质量事故报告制度，严格按照质量事故发生后，事故处理程序报告。关键工序的施工质量检验工程师，要全过程现场监督质量，解决施工中遇到的问题，保证了施工全过程处于受控状态。在项目管理，施工准备过程中，对于施工信息的原始数据，应及时收集，整理，确保施工过程可追溯，为工程技术交工验收提供数据基础。

2.技术方法上保证施工质量

针对建筑桩基工程施工中存在的普遍问题，在技术上已经有了普遍适用的技术方法来处理，这些方法主要有：(1)补沉法。主要适用于预制桩的入土深度不符合要求、打入桩因土体的隆起向上抬起的状况，(2)补桩法。主要桩基承台前补桩法。适用于当桩距较小时的情形;另一种是桩基承台或地下室完成再补静压桩法。它的最大好处是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力，操作方便，不会拖延工期。(3)纠偏法。适用于桩身倾斜，未断裂的，且桩长较短，或因基坑开挖造成桩身倾斜，而未断裂的桩的情形。(4)扩大承台法。此法主要适用于原有的桩基承台不能满足构造要求或基础承载力的要求而需要扩大桩基承台的面积的情况。(5)复合地基法。此法是利用桩土的共同作用理论，对地基作适当的处理，以提高地基承载力，来分担桩基的荷载。此外还有一些其他方法也同样适用。

3.对于不合格桩基要妥善处理

对于不合格桩基的处理关系到建筑工程的整体的工期和整体进度，同时对于整个工程的投入和施工技术有重要影响，例如对于桩位超偏的处理 ，在桩基进行开挖的时候，要对现场加强巡视检查和实测实量工作，在发现桩位偏差超出了设计的范围时，要通过设计人员来确定合理的处理方案，其一般处理方法为局部加大承台截面。在处理过程中应做好夯站记录和隐蔽工程验收记录，并按规定留下影像资料。对于没有方法处理的桩基要分析造成的原因和责任的对象，以便日后总结和追责。

三、结束语

桩基施工质量的控制不是个人，也不是一个过程就可以实现的，应该将其纳入到具体的质量监督管理体系中，采用适宜的技术方法以提高其施工质量。

各类工程的勘察基本要求 4.1 房屋建筑和构筑物 4.1.1 房屋建筑和构筑物(以下简称建筑物)的岩土工程勘察，应在搜集建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度和变形限制等方面资料的基础上进行。其主要工作内容应符合下列规定： 1 查明场地和地基的稳定性、地层结构、持力层和下卧层的工程特性、土的应力历史和地下水条件以及不良地质作用等； 2 提供满足设计、施工所需的岩土参数，确定地基承载力，预测地基变形性状； 3 提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理设计与施工方案的建议； 4 提出对建筑物有影响的不良地质作用的防治方案建议； 5 对于抗震设防烈度等于或大于6 度的场地，进行场地与地基的地震效应评价。 4.1.2 建筑物的岩土工程勘察宜分阶段进行，可行性研究勘察应符合选择场址方案的要求；初步勘察应符合初步设计的要求；详细勘察应符合施工图设计的要求；场地条件复杂或有特殊要求的工程，宜进行施工勘察。 场地较小且无特殊要求的工程可合并勘察阶段。当建筑物平面布置已经确定，且场地或其附近已有岩土工程资料时，可根据实际情况，直接进行详细勘察。 4.1.3 可行性研究勘察，应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价，并应符合下列要求： 1 搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工程地质、岩土工程和建筑经验等资料； 2 在充分搜集和分析已有资料的基础上，通过踏勘了解场地的地层、构造、岩性、不良地质作用和地下水等工程地质条件； 3 当拟建场地工程地质条件复杂，已有资料不能满足要求时，应根据具体情况进行工程地质测绘和必要的勘探工作； 4 当有两个或两个以上拟选场地时，应进行比选分析。 4.1.4 初步勘察应对场地内拟建建筑地段的稳定性做出评价，并进行下列主要工作： 1 搜集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程场地范围的地形图； 2 初步查明地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件； 3 查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势，并对场地的稳定性做出评价； 4 对抗震设防烈度等于或大于6 度的场地，应对场地和地基的地震效应做出初步评价； 5 季节性冻土地区，应调查场地土的标准冻结深度； 6 初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性； 7 高层建筑初步勘察时，应对可能采取的地基基础类型、基坑开挖与支护、工程降水方案进行初步分析评价。 4.1.5 初步勘察的勘探工作应符合下列要求： 1 勘探线应垂直地貌单元、地质构造和地层界线布置； 2 每个地貌单元均应布置勘探点，在地貌单元交接部位和地层变化较大的地段，勘探点应予加密； 3 在地形平坦地区，可按网格布置勘探点； 4 对岩质地基，勘探线和勘探点的布置，勘探孔的深度，应根据地质构造、岩体特性、风化情况等，按地方标准或当地经验确定；对土质地基，应符合本节第4.1.6条～第4.1.10 条的规定。 4.1.6 初步勘察勘探线、勘探点间距可按表4.1.6 确定，局部异常地段应予加密。4.1.7 初步勘察勘探孔的深度可按表4.1.7 确定。4.1.8 当遇下列情形之一时，应适当增减勘探孔深度： 1 当勘探孔的地面标高与预计整平地面标高相差较大时，应按其差值调整勘探孔深度； 2 在预定深度内遇基岩时，除控制性勘探孔仍应钻入基岩适当深度外，其他勘探孔达到确认的基岩后即可终止钻进； 3 在预定深度内有厚度较大，且分布均匀的坚实土层(如碎石土、密实砂、老沉积土等)时，除控制性勘探孔应达到规定深度外，一般性勘探孔的深度可适当减小； 4 当预定深度内有软弱土层时，勘探孔深度应适当增加，部分控制性勘探孔应穿透软弱土层或达到预计控制深度； 5 对重型工业建筑应根据结构特点和荷载条件适当增加勘探孔深度。 4.1.9 初步勘察采取土试样和进行原位测试应符合下列要求： 1 采取土试样和进行原位测试的勘探点应结合地貌单元、地层结构和土的工程性质布置，其数量可占勘探点总数的1/4～1/2； 2 采取土试样的数量和孔内原位测试的竖向间距，应按地层特点和土的均匀程度确定；每层土均应采取土试样或进行原位测试，其数量不宜少于6 个。 4.1.10 初步勘察应进行下列水文地质工作： 1 调查含水层的埋藏条件，地下水类型、补给排泄条件，各层地下水位，调查其变化幅度，必要时应设置长期观测孔，监测水位变化； 2 当需绘制地下水等水位线图时，应根据地下水的埋藏条件和层位，统一量测地下水位； 3 当地下水可能浸湿基础时，应采取水试样进行腐蚀性评价。 4.1.11 详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。主要应进行下列工作： 1 搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，场区的地面整平标高，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度、地基允许变形等资料； 2 查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，提出整治方案的建议； 3 查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性、分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力； 4 对需进行沉降计算的建筑物，提供地基变形计算参数，预测建筑物的变形特征； 5 查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物； 6 查明地下水的埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度； 7 在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度； 8 判定水和土对建筑材料的腐蚀性。 4.1.12 对抗震设防烈度等于或大于6 度的场地，勘察工作应按本规范第5.7 节执行；当建筑物采用桩基础时，应按本规范第4.9 节执行；当需进行基坑开挖、支护和降水设计时，应按本规范第4.8 节执行。 4.1.13 工程需要时，详细勘察应论证地基土和地下水在建筑施工和使用期间可能产生的变化及其对工程和环境的影响，提出防治方案、防水设计水位和抗浮设计水位的建议。 4.1.14 详细勘察勘探点布置和勘探孔深度，应根据建筑物特性和岩土工程条件确定。对岩质地基，应根据地质构造、岩体特性、风化情况等，结合建筑物对地基的要求，按地方标准或当地经验确定；对土质地基，应符合本节第4.1.15 条～第4.1.19条的规定。 4.1.15 详细勘察勘探点的间距可按表4.1.15 确定。4.1.16 详细勘察的勘探点布置，应符合下列规定： 1 勘探点宜按建筑物周边线和角点布置，对无特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范围布置； 2 同一建筑范围内的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时，应加密勘探点，查明其变化； 3 重大设备基础应单独布置勘探点，重大的动力机器基础和高耸构筑物，勘探点不宜少于3 个； 4 勘探手段宜采用钻探与触探相配合，在复杂地质条件、湿陷性土、膨胀岩土、风化岩和残积土地区、宜布置适量探井。 4.1.17 详细勘察的单栋高层建筑勘探点的布置，应满足对地基均匀性评价的要求，且不应少于4 个；对密集的高层建筑群，勘探点可适当减少，但每栋建筑物至少应有1 个控制性勘探点。 4.1.18 详细勘察的勘探深度自基础底面算起，应符合下列规定： 1 勘探孔深度应能控制地基主要受力层，当基础底面宽度不大于5m 时，勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底面宽度的3 倍，对单独柱基不应小于1.5 倍，且不应小于5m；2 对高层建筑和需作变形计算的地基，控制性勘探孔的深度应超过地基变形计算深度；高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下0.5～1.0 倍的基础宽度，并深入稳定分布的地层； 3 对仅有地下室的建筑或高层建筑的裙房，当不能满足抗浮设计要求，需设置抗浮桩或锚杆时，勘探孔深度应满足抗拔承载力评价的要求； 4 当有大面积地面堆载或软弱下卧层时，应适当加深控制性勘探孔的深度； 5 在上述规定深度内当遇基岩或厚层碎石土等稳定地层时，勘探孔深度应根据情况进行调整。 4.1.19 详细勘察的勘探孔深度，除应符合4.1.18 条的要求外，尚应符合下列规定： 1 地基变形计算深度，对中、低压缩性土可取附加压力等于上覆土层有效自重压力20%的深度；对于高压缩性土层可取附加压力等于上覆土层有效自重压力10%的深度； 2 建筑总平面内的裙房或仅有地下室部分(或当基底附加压力p0≤0 时)的控制性勘探孔的深度可适当减小，但应深入稳定分布地层，且根据荷载和土质条件不宜少于基底下0.5～1.0 倍基础宽度； 3 当需进行地基整体稳定性验算时，控制性勘探孔深度应根据具体条件满足验算要求； 4 当需确定场地抗震类别而邻近无可靠的覆盖层厚度资料时，应布置波速测试孔，其深度应满足确定覆盖层厚度的要求； 5 大型设备基础勘探孔深度不宜小于基础底面宽度的2 倍； 6 当需进行地基处理时，勘探孔的深度应满足地基处理设计与施工要求；当采用桩基时，勘探孔的深度应满足本规范第4.9 节的要求。 4.1.20 详细勘察采取土试样和进行原位测试应符合下列要求： 1 采取土试样和进行原位测试的勘探点数量，应根据地层结构、地基土的均匀性和设计要求确定，对地基基础设计等级为甲级的建筑物每栋不应少于3 个； 2 每个场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6 件(组)； 3 在地基主要受力层内，对厚度大于0.5m 的夹层或透镜体，应采取土试样或进行原位测试； 4 当土层性质不均匀时，应增加取土数量或原位测试工作量。 4.1.21 基坑或基槽开挖后，岩土条件与勘察资料不符或发现必须查明的异常情况时，应进行施工勘察；在工程施工或使用期间，当地基土、边坡体、地下水等发生未曾估计到的变化时，应进行监测，并对工程和环境的影响进行分析评价。 4.1.22 室内土工试验应符合本规范第11 章的规定，为基坑工程设计进行的土的抗剪强度试验，应满足本规范第4.8.4 条的规定。 4.1.23 地基变形计算应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007)或其他有关标准的规定执行。 4.1.24 地基承载力应结合地区经验按有关标准综合确定。有不良地质作用的场地，建在坡上或坡顶的建筑物，以及基础侧旁开挖的建筑物，应评价其稳定性。