简述桩基础发展趋势.doc

简述桩基础发展趋势科建I筑工程筒述桩基础发展趋势宋越(北京通达监理有限公司,北京100000)摘要:桩基础的应用已有万余年的历吏,但在我国真正大规模使用是在最近二十年,在21世纪初,桩基础仍是高层大跨度建筑物首选基础工程.针对桩基础的发展趋势进行了阐述.关键词:桩基础;发展方向;设计方法桩基础的应用已有万余年的历吏,但在我国真正大规模使用是在最近二十年,在2l世纪初,桩基础仍是高层大跨度建筑物首选基础工程.1新型桩基的发展1.1桩端(侧)压为注浆技术效果好速度快,可节省大量成本,减少建筑物的整休沉降和不均匀沉降,所以近年来注浆也越来越多的得到发展和广泛应用,它适用于桩端加固和桩侧土固化.1.2挤扩支盘灌.注桩,由于其对摩擦型桩的桩侧摩阻力的提高效果很好且经济效益明显,近几年也得到了较愉的发展,它适用于黏性土为主的摩擦型桩基.1-3预应力混凝土竹节桩最早出现在日本,为了适应环太平洋洋地震带的频繁需要,在管桩桩身上设计每2m有一条宽为5em的凸出混凝土肋环,移竹节妆预应为管桩,为了在深厚软土层中,改善桩基侧软土介质,提高单桩承载力我国近年提出了一种扩大头带肋填砂预应力管桩,它在原管桩的基础上增加钢质扩大头,并在管桩成型时浇注出一定宽度的混凝土肋,沉桩时,扩大头和肋形的桩侧空隙用砂填充,这样就形成了桩头大桩侧灌砂的预应力管桩适用于淤泥质土层.1.4大直径简桩,由于采用环形桩尖,形成大直径环浇混凝土薄壁筒桩,具有搞水平力好的特点,应用于音桩竖向荷载不高的提防工程中.1.5就地取材碎石型锤击灌注桩,由于现场锤击成孔,现场碎石浇灌被广泛应用于残坡积的土层加固基础中.1.6大直径钻埋空心桩.在已经钻好的大直径孔内沉放预制桩壳,形成空心桩.主要应用于桥梁深桩基础中,而大直径和预拼工艺也是当前桥梁深桩基础工程的发展趋势.2桩基向大直径超长方向发展随着高层,超高层建筑物以及跨江,跨海等特大桥梁的建设,上部结构对桩基础承载力与变形的要求越来越高,桩的直径越来越大,桩长越来越长,使桩出现了向超长,大直径方向发展的趋势.例如上海环球世贸中心,金茂大厦都采用了桩长超过80米的钢管桩,温州世贸中心采用了8O120米不等的钻孔灌注桩,杭州钱塘江六桥采用的钻孔灌注桩更长达130米,襄樊西部铁路桩基础最长达139米.日本日本横滨跨径460米的横断大桥桩基础嵌岩扩孑L至直径达1O米,我国江西贵溪大桥的桩基础直径也达到9.5米.3桩基向工厂预制化发展近年来,一些类型的桩正向着工厂化生产的趋势发展,而工厂化生产也促使这些桩型在工程建设中被广泛的应用.4桩基向新施工技术方向发展随着人们对建筑施工环境保护要求越来越高,一些施工新工艺新技术得到了快速的发展.4.1对于预制桩和钢桩的施工,为了避免打入法施工工艺带来的噪声,振动以及压人法带来的挤土效应对临近建筑物及地下管线等产生的不良影响,埋入法施工工艺得到了开发和应用.北京地区采用的植桩法,即先用长螺旋钻孔,穿过硬夹层或可液化层,然后将预制桩放入孑L内,最后锤击沉桩使桩端进入设计要求的持力层,同时预应力管桩压桩也由锤击打人式转向预压式或抱压实施工.4.2由于正循环钻孔桩泥浆处理污染环境,所以出现了成套工艺的泵式反循环钻进系统,泥浆循环全部进入钢制的泥浆箱.同时出现了全套取土型的贝诺特关注桩施工方法.4.3由于钻孔桩存在沉渣问题,持力层扰动问题和泥皮问题,所以出现了桩侧和桩端后注浆的施工技术.4.4由于打桩挤土问题在城市化过程中日益突出,出现了打桩施工边监测边设计的信息化施工新方法.4.5在围护桩施工中出现了钻孔咬合桩,地下连续墙等施工新技术.4.6新的自动化打桩机械不断出现.5桩基向组合桩方向发展5.1刚柔复合桩组合,刚性桩一般采用混凝土桩且是长桩,打到较好的持力层,柔性桩一般采用水泥搅拌桩且为短桩,摩擦桩型.刚性桩起到控制沉降的作用,柔性桩起到变形协调的作用.刚柔复合桩桩顶与碎石混凝土混合势层直接接触,垫层上面为刚性混凝土基础,柱基设计按复合桩设计.5.2长短桩组合.及桩身材料同为混凝土桩,但根据上部荷载的特点和地质条件选择不同的桩长和不同的持力层.优点是可以调整基础荷载受力基本均匀,缺点是不同的桩长会带来不同的沉降,特别是对主楼和裙楼交界处的应力协调不利,应特别注意.5_3咬合桩组合.可以是灌注桩之间的组合;可以使混凝土桩与水泥搅拌桩之间的咬合;也可以是预制桩与现浇桩之间的咬合,可以是内包也可以是外包,形成了一系列的组合桩.目前咬合桩主要使用在基坑支护桩中.5-4桩跃度方向的组合,即同一根单桩中上部桩为混凝土桩,下半部为钢桩.这样有利于将桩打入持力层较坚硬的岩土中,反之根据桩的轴力上大下小的特点,也有组合桩采用单桩桩身中上部采用高配筋高强度的混凝土,桩的中下部采用低配筋低强度的混凝土,以适应不同地质条件中桩的受力特点.有时为了减少挤土,桩下部采用H趟钢桩,桩上部采用混凝土预制桩等.6桩基新设计方法桩基的设计理论与方法不断吸取其他学科先进成果,取得了非常迅速的发展,如电子计算机和数值计算方法的巨大成就,岩土力学,结构工程,施工技术领域的研究成果,给桩基科学注入了新的活力,并形成和发展了许多新的设计理论.疏桩设计理论,复合桩设计理论,桩基与上部结构建筑协同作用理论,桩端(侧)压力注浆设计理论,桩的水平抗力及抗震理论,桩基环境效应理论都得到不断地发展.利用建立某区域试桩数据库和城市地层柱状图及岩土参数数据表进行初步设计,并利用现场测桩数据进行施工图设计的反馈优化设计是信息化桩基设计的一个重要方向.另外,针对工程经济效益及环境保护因素的控制,桩基的优化设计理论与方法也得到快速的发展,但目前仍在完善中.7桩基的理论研究撞击理论的研究可以说是桩基工程发展进步的一个重要基础,近年来,对于桩基理论的研究取得了长足的发展.对于桩基受力性状,承载力沉降等的解析分析,数值分析,试验分析以及工程实测分析等方法也得到了快速的发展,使得桩基工程理论的研究有了一个更好的发展平台.解析分析及数值分析这些方法近些年随着土力学理论及计算机方法的发展得到了不断地发展,如损伤理论与土力学的结合应用于桩基的荷载传递研究,各种新的本构模型的建立,以及针对超长桩考虑侧阻软化的荷载传递模型建立等,使得对桩基受力基理的研究不断地向前发展.工程实测分析的发展一是得益于桩基工程实践的发展,二是得益于工程测试技术不断的发展.总之,理论的