岩土工程咨询

1、岩土工程优化设计专家系统1岩土工程咨询及优化设计上海岩土工程勘察设计研究院有限公司上海岩土工程勘察设计研究院有限公司顾国荣顾国荣2005.8.182005.8.18第一部分第一部分 咨询概念及应具备的条件咨询概念及应具备的条件第二部分第二部分工程设计及施工中岩土工程问题工程设计及施工中岩土工程问题第三部分第三部分 岩土工程设计优化系统介绍岩土工程设计优化系统介绍第四部分第四部分 岩土工程咨询及优化设计实例岩土工程咨询及优化设计实例岩土工程优化设计专家系统3第一部分第一部分1 1 咨询概念咨询概念 信息和情报的收集、汇编和分析，并基于这些得出预测。信息和情报的收集、汇编和分析，并基于这些得出预测

2、。1).1).管理和信息技术咨询；管理和信息技术咨询；2).2).金融和财务方面的咨询；金融和财务方面的咨询；3).3).工程技术方面的咨询；工程技术方面的咨询；4).4).政策咨询。政策咨询。岩土工程优化设计专家系统4第一部分第一部分 2 2 咨询范围很广，其特征是以他的咨询范围很广，其特征是以他的知识和经验知识和经验，通过人员的服务通过人员的服务直接为客户创造价值直接为客户创造价值。 3 3 咨询公司咨询公司竞争核心技能和资本，就是人才、知竞争核心技能和资本，就是人才、知识和方法识和方法。 岩土工程优化设计专家系统5第一部分第一部分4 4 岩土工程咨询概念岩土工程咨询概念 岩土工程咨询通俗

3、可理解为工程服务的各方依据岩土工程岩土工程咨询通俗可理解为工程服务的各方依据岩土工程专业知识和丰富工程经验出注意、当顾问，即受客户委托，在专业知识和丰富工程经验出注意、当顾问，即受客户委托，在规定的时间内，运用专业技术、工程经验等多方面知识，通过规定的时间内，运用专业技术、工程经验等多方面知识，通过信息、情报的收集、汇编、分析、计算、预测和试验，为工程信息、情报的收集、汇编、分析、计算、预测和试验，为工程项目设计方案比选、实施及运营等阶段提供智力服务。项目设计方案比选、实施及运营等阶段提供智力服务。 岩土工程优化设计专家系统6第一部分第一部分5 5 岩土工程咨询特点岩土工程咨询特点 岩土工程咨

4、询与一般的工程咨询有所不同，它具有以下特点：岩土工程咨询与一般的工程咨询有所不同，它具有以下特点：(1)(1)咨询质量的优劣，取决于信息、知识、经验的集成和创新；咨询质量的优劣，取决于信息、知识、经验的集成和创新；(2) 咨询工作牵涉面比较广，包括土力学、岩体力学、工程地质学、基础工程学咨询工作牵涉面比较广，包括土力学、岩体力学、工程地质学、基础工程学以及上部结构等诸多学科；以及上部结构等诸多学科；(3)(3)咨询范围弹性很大，可以是工程的全过程，也可以就某一项工作进行咨询。咨询范围弹性很大，可以是工程的全过程，也可以就某一项工作进行咨询。因此，需要种类技术人员协作完成。因此，需要种类技术人员

5、协作完成。(4) 每一项咨询项目在研究内容、时间、地点、功能以及相关因素上不可能完全每一项咨询项目在研究内容、时间、地点、功能以及相关因素上不可能完全相同，只有类似性，而无重复性；相同，只有类似性，而无重复性；(5)(5)咨询成果是预测性的，要通过监测和验证，在项目实施过程中应跟踪评价，咨询成果是预测性的，要通过监测和验证，在项目实施过程中应跟踪评价，作适当调整。作适当调整。岩土工程优化设计专家系统7第一部分第一部分6 6 岩土工程咨询的原则岩土工程咨询的原则 岩土是自然产物，不同与钢筋砼，应采用工程地质观点对待岩土是自然产物，不同与钢筋砼，应采用工程地质观点对待岩土工程问题，必须掌握岩土的性

6、状，懂得岩土性质指标的物理意岩土工程问题，必须掌握岩土的性状，懂得岩土性质指标的物理意义、用途和限制；能结合工程特点采用相应勘探测试技术揭示地层，义、用途和限制；能结合工程特点采用相应勘探测试技术揭示地层，以充分认识钻探取样和原位试验试验带来土体的物理力学性质方面以充分认识钻探取样和原位试验试验带来土体的物理力学性质方面的变化；提倡应用类似地质条件的工程经验，判别数值计算结果的的变化；提倡应用类似地质条件的工程经验，判别数值计算结果的误差和幅度误差和幅度，必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则。的原则。岩土工程优化设计专家系统8第一部

7、分第一部分7 7 岩土工程师应具备的能力岩土工程师应具备的能力(1) (1) 技术人员素质提高，根据市场需求调整或增加专业设置，改变以往技术人员素质提高，根据市场需求调整或增加专业设置，改变以往的单项、附属性专业面，使其成为具有相当广度和理论、深度和丰富实的单项、附属性专业面，使其成为具有相当广度和理论、深度和丰富实践经验。践经验。(2) (2) 在软硬件条件上在软硬件条件上, ,计算机技术的飞速发展为复杂的岩土工程分析和计算机技术的飞速发展为复杂的岩土工程分析和检测提供了强大的工具支持：模拟预测、信息化设计与施工、人工智能检测提供了强大的工具支持：模拟预测、信息化设计与施工、人工智能专家系统

8、、检测与物探测试发展，使岩土工程师有可能更加科学和可靠专家系统、检测与物探测试发展，使岩土工程师有可能更加科学和可靠地对工程问题进行较深入的定量和定性分析判断。地对工程问题进行较深入的定量和定性分析判断。(3)(3)树立树立“为顾客增值为顾客增值”的产品质量观，并通过这一观念增强企业的市的产品质量观，并通过这一观念增强企业的市场竞争能力，即岩土工程勘察工作的成果应该能够尽快能使顾客在保障场竞争能力，即岩土工程勘察工作的成果应该能够尽快能使顾客在保障建设工程安全的前提下节约其投资。建设工程安全的前提下节约其投资。岩土工程优化设计专家系统9第一部分第一部分8 8 岩土工程技术水平发展岩土工程技术水

9、平发展 岩土工程勘察、设计、施工与监测是岩土工程的一个完整体系，不岩土工程勘察、设计、施工与监测是岩土工程的一个完整体系，不可分割。合格岩土勘察工程师必定是一个合格的岩土设计工程师；岩土可分割。合格岩土勘察工程师必定是一个合格的岩土设计工程师；岩土施工对设计方案能否实现，其影响极大施工对设计方案能否实现，其影响极大 ，至关重要。上海地区的灌注，至关重要。上海地区的灌注桩和基坑施工，不同的施工设备、技术和工艺，会产生不同的结果。监桩和基坑施工，不同的施工设备、技术和工艺，会产生不同的结果。监测手段是对岩土设计参数和结果的验证，同时对重大和复杂工程信息化测手段是对岩土设计参数和结果的验证，同时对重

10、大和复杂工程信息化施工和调整设计参数的依据，并能有效及时采取相应措施以确保工程安施工和调整设计参数的依据，并能有效及时采取相应措施以确保工程安全。因此，岩土工程师以勘察为实践的根本（获得岩土资料和认识土全。因此，岩土工程师以勘察为实践的根本（获得岩土资料和认识土性），设计是实践的基础（使用这些资料），施工是实施结果，监测是性），设计是实践的基础（使用这些资料），施工是实施结果，监测是对以上验证并获得原型参数，重新认识岩土性状的过程。通过四个阶段对以上验证并获得原型参数，重新认识岩土性状的过程。通过四个阶段实践，是飞跃式的上升。实践，是飞跃式的上升。 岩土工程优化设计专家系统10第一部分第一部分

11、9.9.岩土工程咨询及优化设计背景资料岩土工程咨询及优化设计背景资料（1 1）积累了丰富的资料和工程经验）积累了丰富的资料和工程经验 近万份工程地质勘察报告近万份工程地质勘察报告 400400多份建筑物完整的沉降观测资料多份建筑物完整的沉降观测资料 500500多项工程打桩和压桩曲线多项工程打桩和压桩曲线 近万根单桩静载荷试验资料近万根单桩静载荷试验资料 近百项工程桩基施工和基坑开挖监测资料近百项工程桩基施工和基坑开挖监测资料岩土工程优化设计专家系统11第一部分第一部分9.9.岩土工程咨询及优化设计背景资料岩土工程咨询及优化设计背景资料（2）地质资料分布图）地质资料分布图岩土工程优化设计专家系

12、统12第一部分第一部分6.6.岩土工程咨询及优化设计背景资料岩土工程咨询及优化设计背景资料（3 3）已完成的科研成果）已完成的科研成果 上海地区密集群桩沉降计算承载力研究上海地区密集群桩沉降计算承载力研究 上海地区多层住宅沉降控制研究上海地区多层住宅沉降控制研究 上海地区高层建筑沉降观测和规律研究上海地区高层建筑沉降观测和规律研究 浦东地区桩基编图浦东地区桩基编图 上海地区地基液化判别方法及其精度研究上海地区地基液化判别方法及其精度研究 上海地区上更新统地层及其工程特性研究上海地区上更新统地层及其工程特性研究 岩土工程优化设计系统岩土工程优化设计系统岩土工程优化设计专家系统13第二部分第二部分

13、 工程设计及施工中岩土工程问题工程设计及施工中岩土工程问题： （1 1） 天然地基（多层住宅）天然地基（多层住宅）地基类型？地基类型？ 基础形式？基础形式？ 承载力？承载力？ 沉降？沉降？ 地基液化等级？地基液化等级？ 液化处理？液化处理？ 暗浜处理？暗浜处理？ .岩土工程优化设计专家系统14第二部分第二部分 工程设计及施工中岩土工程问题工程设计及施工中岩土工程问题： （2 2）桩基（高层建筑）桩基（高层建筑） 桩基类型？桩基类型？ 持力层？持力层？ 桩型、桩长？桩型、桩长？承载力？承载力？ 沉降？沉降？沉桩可能性？沉桩可能性？ 沉桩对周围环境影响？沉桩对周围环境影响？.岩土工程优化设计专家系

14、统15第二部分第二部分工程设计及施工中岩土工程问题工程设计及施工中岩土工程问题： （3 3）基坑）基坑 土层类型？土层类型？ 设计参数？设计参数？ 围护类型？围护类型？ 降水？降水？ 开挖方式？开挖方式？ 周围环境影响？周围环境影响？ 监测与控制？监测与控制？ .岩土工程优化设计专家系统16第三部分第三部分上海地区岩土工程优化系统开发研制上海地区岩土工程优化系统开发研制1 1 研究内容研究内容 （1 1）初步建成了涵盖工程地质、原位测试、初步建成了涵盖工程地质、原位测试、建筑物资料、沉降观测等，包括了工程图纸、建筑物资料、沉降观测等，包括了工程图纸、大量数据、观测曲线、实景照片等多种媒体介大量

15、数据、观测曲线、实景照片等多种媒体介质的数据库。质的数据库。 （2 2）运用运用gisgis的成熟技术，绘制了各土层的埋的成熟技术，绘制了各土层的埋深、厚度等值线等一系列图件，划分了针对天深、厚度等值线等一系列图件，划分了针对天然地基和桩基的土层分布组合区域图。然地基和桩基的土层分布组合区域图。岩土工程优化设计专家系统17第三部分第三部分上海地区岩土工程优化系统开发研制上海地区岩土工程优化系统开发研制1 1 研究内容研究内容 (3)(3)地图漫游、空间搜索功能，实现了工程地质资地图漫游、空间搜索功能，实现了工程地质资料管理维护、邻近或相似工程的资料调度借鉴。料管理维护、邻近或相似工程的资料调度

16、借鉴。(4)运用模糊数学原理，建立起基于范例推理的岩运用模糊数学原理，建立起基于范例推理的岩土工程专家系统，充分利用了原有的大量宝贵资料，土工程专家系统，充分利用了原有的大量宝贵资料，提高了岩土工程专家系统的稳定性和可靠性提高了岩土工程专家系统的稳定性和可靠性;考虑考虑了岩土工程设计中的造价、沉降、环境、工期、施了岩土工程设计中的造价、沉降、环境、工期、施工等问题，进行方案比选，获得合理的基础设计方工等问题，进行方案比选，获得合理的基础设计方案。案。岩土工程优化设计专家系统18第三部分第三部分上海地区岩土工程优化系统开发研制上海地区岩土工程优化系统开发研制2 2 研究思路及方法研究思路及方法

17、以上海地区与岩土工程相关范围内土层属性为研以上海地区与岩土工程相关范围内土层属性为研究对象，重点研究对基础沉降、地基承载力影响较究对象，重点研究对基础沉降、地基承载力影响较大的土层物理力学特性及各土层埋深、厚度变化情大的土层物理力学特性及各土层埋深、厚度变化情况，并针对建筑物基础形式，分析不同土层组合的况，并针对建筑物基础形式，分析不同土层组合的分布规律及其对建筑物沉降、基础承载力影响规律，分布规律及其对建筑物沉降、基础承载力影响规律，利用这些规律，综合已建的大量工程信息，采用工利用这些规律，综合已建的大量工程信息，采用工程类比方法，来指导岩土工程设计，自动生成合理程类比方法，来指导岩土工程设

18、计，自动生成合理地基方案。地基方案。岩土工程优化设计专家系统19拟建工程属性拟建地质属性拟建工程数据库g is邻近或相似工程地质属性地质属性工程属性形成地质模型绘制地质剖面图沉降观测资料基础设计资料工程类比专 家 经验承载力验算沉降等值线造价比较自动生成基础设计咨询报告环境监测资料测试检测资料建筑物性质地层分布图桩型比选环境影响评估施工方案建议优化方案比选框图岩土工程优化设计专家系统202.55kilometers0第 层埋 深等 值 线图-25埋 深 等 值 线 ( 米 )-20-20-20-20-20-20-20-20-20-19-19-19 -19-19 -19-19-19-19-21-

19、21-21-21-21-21-21-21-21-22-22-22-22-22-22-22-22-22-20-20-20-20-20-20-20-20-20-22-22-22-22-22-22-22-22-22-21-21-21-21-21-21-21-21-21-21-21-21-21-21-21-21-21-21-22-22-22-22-22-22-22-22-22-22-22-22-22-22-22-22-22-22-18-18-18-18-18-18-18-18-18-19-19-19 -19-19 -19-19-19-19-20-20-20 -20-20 -20-20-20-20-20

20、-20-20-20-20-20-20-20-20-21-21-21-21-21-21-21-21-21-22-22-22-22-22-22-22-22-22-23-23-23-23-23-23-23-23-23-21-21-21-21-21-21-21-21-21-22-22-22-22-22-22-22-22-22-25-25-25-25-25-25-25-25-25-24-24-24-24-24-24-24-24-24-23-23-23-23-23-23-23-23-23-16-16-16-16-16-16-16-16-16-17-17-17-17-17-17-17-17-17-17-17

21、-17-17-17-17-17-17-17-18-18-18-18-18-18-18-18-18-26-26-26-26-26-26-26-26-26-25-25-25-25-25-25-25-25-25-24-24-24-24-24-24-24-24-24-29-29-29 -29-29 -29-29-29-29-27-27-27 -27-27 -27-27-27-27-22-22-22-22-22-22-22-22-22-23-23-23-23-23-23-23-23-23-19-19-19-19-19-19-19-19-19-29-29-29-29-29-29-29-29-29-30-3

22、0-30-30-30-30-30-30-30-31-31-31-31-31-31-31-31-31-28-28-28-28-28-28-28-28-28-22-22-22-22-22-22-22-22-22-21-21-21-21-21-21-21-21-21-24-24-24-24-24-24-24-24-24-25-25-25-25-25-25-25-25-25-21-21-21-21-21-21-21-21-21-19-19-19-19-19-19-19-19-19-20-20-20-20-20-20-20-20-20-26-26-26-26-26-26-26-26-26-26-26-2

23、6-26-26-26-26-26-26-27-27-27-27-27-27-27-27-27-28-28-28-28-28-28-28-28-28-21-21-21-21-21-21-21-21-21-22-22-22-22-22-22-22-22-220-22-22-22-22-22-22-22-22-22-23-23-23-23-23-23-23-23-230-21-21-21-21-21-21-21-21-21-22-22-22-22-22-22-22-22-22-23-23-23-23-23-23-23-23-23-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20

24、-20-20-20-20-20-20-19-19-19-19-19-19-19-19-19-18-18-18-18-18-18-18-18-18-17-17-17-17-17-17-17-17-17-28-28-28 -28-28 -28-28-28-28-27-27-27-27-27-27-27-27-27-30-30-30 -30-30 -30-30-30-30-28-28-28-28-28-28-28-28-28-27-27-27-27-27-27-27-27-27-14-14-14-14-14-14-14-14-14-13-13-13-13-13-13-13-13-13-16-16-1

25、6-16-16-16-16-16-16-15-15-15-15-15-15-15-15-15-26-26-26-26-26-26-26-26-26-27-27-27-27-27-27-27-27-27-25-25-25-25-25-25-25-25-25-24-24-24-24-24-24-24-24-24-23-23-23-23-23-23-23-23-23-22-22-22-22-22-22-22-22-22-24-24-24-24-24-24-24-24-24-25-25-25-25-25-25-25-25-25-26-26-26-26-26-26-26-26-26-26-26-26-2

26、6-26-26-26-26-26-25-25-25-25-25-25-25-25-25-24-24-24-24-24-24-24-24-24-23-23-23-23-23-23-23-23-23-12-12-12-12-12-12-12-12-12闸 北普 陀静安长宁徐汇闵 行浦 东虹口黄 浦卢 湾杨浦岩土工程优化设计专家系统21-1-1层埋深立体渲染图层埋深立体渲染图岩土工程优化设计专家系统22天然地基分区图天然地基分区图太 - 5 - 1 - 3岩土工程优化设计专家系统23天然地基多层建筑沉降等值线图天然地基多层建筑沉降等值线图岩土工程优化设计专家系统24桩基分区图桩基分区图岩土工程优化设

27、计专家系统255 5 实例应用实例应用 邻近工程地质资料邻近工程地质资料 岩土工程优化设计专家系统265 5 实例应用实例应用 邻近工程实测沉降邻近工程实测沉降 岩土工程优化设计专家系统275 5 实例应用实例应用 邻近工程实测试桩邻近工程实测试桩 岩土工程优化设计专家系统285 5 实例应用实例应用l 自动生成地质模型自动生成地质模型 岩土工程优化设计专家系统295 5 实例应用实例应用 类似工程经验比选类似工程经验比选 岩土工程优化设计专家系统305 5 实例应用实例应用类似工程土层相似性比较类似工程土层相似性比较 岩土工程优化设计专家系统315 5 实例应用实例应用 修正沉降比较修正沉降

28、比较 岩土工程优化设计专家系统325 5 实例应用实例应用 压桩动阻力比较压桩动阻力比较 岩土工程优化设计专家系统335 5 实例应用实例应用l 成桩可能性分析成桩可能性分析 岩土工程优化设计专家系统345 5 实例应用实例应用 单位面积造价比较单位面积造价比较 岩土工程优化设计专家系统355 5 实例应用实例应用l 桩型方案比选桩型方案比选 岩土工程优化设计专家系统366上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层- -3-3 l 浅埋粉性土层-3-3 ，一般可作为多层或小高层建筑物桩基持力层；l 桩长入土深度：816m，断面宜为250250350350（砼预制桩）。1. 地 层

29、 概 况 表2.打桩资料层序土 名深度（m）静探ps曲线图ps(mpa)fi(kpa)fp(kpa)打桩曲线图分层击数1填土1.2042-1粉质粘土2.402.0092-3砂质粉土13.004.1015/522200314淤泥质粘土19.200.603011cm/10击5粉质粘土25.000.95506粉质粘土27.00010050100岩土工程优化设计专家系统376上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层- -3 3. 建 筑 物 性 质 5. 实 测 沉 降 量 曲 线 图层数与高度基础尺寸(m)结构类型基底有效附加压力（kpa）竣工沉降量： 164.4mm总沉降量： 41

30、0.6 mm沉降速率： 0.0118mm/day19层3015 be=21.2剪力墙259桩型及规格(予制桩）（m)桩尖入土深度(m)单桩容许承载力（kn）桩数0.400.407.59.15400183根 5. 基 础 沉 降 量 估 算 结 果计算方法计算值(mm)计算值/实测值实测值(mm)99规范 (max)473.01.1599规范 (min)447.21.0989规范 (max)650.31.5889规范 (min)614.91.50410.6mindlin (max)409.41.00mindlin (min)389.10.95桩基规范 (max)350.80.85桩基规范 (mi

31、n)350.80.8501002003004005000100020003000400050006000时间（日）沉降量（mm）岩土工程优化设计专家系统386上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层- -1-1或或-3-3l 灰色或褐灰色粘性土（第-1层或-3层），含水量接近35%, 孔隙比约为1, 重度略大于18kn/m3，ps=0.9mpa。1. 地 层 概 况 表2.打桩资料层序土 名深度（m）静探ps曲线图ps(mpa)fi(kpa)fp(kpa)打桩曲线图1填土0.402-1粉质粘土1.501.102-2粉质粘土2.700.452-3粘质粉土5.500.903淤泥质粉

32、质粘土7.000.5015/254淤泥质粘土17.300.45235-1粉质粘土27.201.004010005-3粉质粘土36.801.405515005-4粉质粘土40.202.207粉砂46.109.500369010203040岩土工程优化设计专家系统396上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层- -1-1或或-3-3 3. 建 筑 物 性 质 5. 实 测 沉 降 量 曲 线 图层数与高度基础尺寸(m)结构类型基底有效附加压力（kpa）竣工沉降量： 89.9 mm总沉降量： 156.2 mm沉降速率： 0.0089mm/day16层3018 be=23.5剪力墙22

33、5桩型及规格(予制桩）（m)桩尖入土深度(m)单桩容许承载力（kn）桩数0.450.4525.526.0750194根 5. 基 础 沉 降 量 估 算 结 果计算方法计算值(mm)计算值/实测值实测值(mm)99规范 (max)246.81.5899规范 (min)240.51.5489规范 (max)339.82.1889规范 (min)331.22.12156.2mindlin (max)160.21.03mindlin (min)150.80.97桩基规范 (max)154.10.99桩基规范 (min)154.10.9905010015020005001000150020002500

34、时间（日）沉降量（mm）岩土工程优化设计专家系统406上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层- -2-2l 灰色或褐灰色粉土（第-2层），标贯击数：1020，ps=2.8mpa。1. 地 层 概 况 表层序土 名深度（m）静探ps曲线图比贯入阻力ps(mpa)桩侧极限摩阻力fi(kpa)桩端极限端承力fp(kpa)标准贯入曲线图标准贯入击数n(击)1填土2.202-1粉质粘土3.601.9233淤泥质粉质粘土8.301.2815/3534淤泥质粘土16.800.753515砂质粉土38.506.2854500178-1粉质粘土51.001.7968-2砂质粉土69.304.5

35、432015040岩土工程优化设计专家系统41 3. 建 筑 物 性 质 4. 实 测 沉 降 量 曲 线 图层数与高度基础尺寸(m)结构类型基底有效附加压力（kpa）竣工沉降量： 62.8 mm总沉降量： 150.9 mm沉降速率： 0.0057mm/day18层7714 be=33剪力墙205桩型及规格(予制桩）（m)桩尖入土深度(m)单桩容许承载力（kn）桩数0.450.451920.51100 5. 基 础 沉 降 量 估 算 结 果计算方法计算值(mm)计算值/实测值实测值(mm)99规范 (max)234.31.5599规范 (min)146.90.9789规范 (max)322.

36、02.1389规范 (min)201.91.34150.9mindlin (max)131.00.87mindlin (min)73.10.48桩基规范 (max)桩基规范 (min)020406080100120140160050010001500200025003000时间（日）沉降量（mm）6上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层- -2-2岩土工程优化设计专家系统426上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层-l 暗绿色硬土层（第层）:含水量约26%, 孔隙比约0.67, 重度略大于19kn/m3，ps=2.2mpa ，超固结比为1.82.5。1. 地

37、 层 概 况 表2.打桩资料层序土 名深度（m）静探ps曲线图比贯入阻力ps(mpa)桩侧极限摩阻力fi(kpa)桩端极限端承力fp(kpa)打桩曲线图分层击数1填土0.702-1粉质粘土2.201.292-2粉质粘土3.500.642-3粘质粉土6.002.5763淤泥质粉质粘土8.500.5715/2594淤泥质粘土18.800.54255.36-1粉质粘土22.002.29752000136-2粉质粘土25.502.86802500177砂质粉土31.004.58-1粉质粘土35.501.3051002040岩土工程优化设计专家系统436上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层

38、持力层- 3. 建 筑 物 性 质 4. 实 测 沉 降 量 曲 线 图层数与高度基础尺寸(m)结构类型基底有效附加压力（kpa）竣工沉降量： 44.9 mm总沉降量： 85.0 mm 沉降速率： 0.0083mm/day13层4914 be=26剪力墙166桩型及规格(予制桩）（m)桩尖入土深度(m)单桩容许承载力（kn）桩数0.450.4518.523.0800207根 5. 基 础 沉 降 量 估 算 结 果计算方法计算值(mm)计算值/实测值实测值(mm)99规范 (max)205.32.4299规范 (min)159.91.8889规范 (max)282.83.3389规范 (min

39、)220.32.5985.0mindlin (max)113.51.34mindlin (min)80.90.95桩基规范 (max)114.01.34桩基规范 (min)114.01.3402040608010005001000150020002500时间（日）沉降量（mm）岩土工程优化设计专家系统446上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层-第第-1-1、-2-2l 第-1、-2层砂质粉土和粉细砂: ps=1020mpa, n=2050击。l 桩入土深度:3140m, 进入持力层:4d8d, 单桩极限承载力达32006000kn。l 沉降量较小, 据工程已有经验, 204

40、0层建筑物的实测沉降量约37cm。 1. 地地 层层 概概 况况 表表2.打桩资料（打桩资料（k45）层序土 名深度静探ps曲线图psfifp打桩曲线图击数1耕填土0.902-1粉质粘土3.300.651.33-1淤泥质粉质粘土8.201.1015/353.54淤泥质粘土18.000.50257.35粉质粘土23.701.005011.26粉质粘土28.432.3075250041.27-1粘质粉土31.245.5580600019cm/10击7-2粉砂40.009.16100700001020050100岩土工程优化设计专家系统456上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层-

41、第第-1-1、-2-2 3. 建 筑 物 性 质 4. 实 测 沉 降 量 曲 线 图层数与高度基础尺寸(m)结构类型基底有效附加压力（kpa）竣工沉降量： 38.0 mm总沉降量： 48mm沉降速率： 0.0012mm/day22层34.517.6 be=24.6剪力墙310桩型及规格(予制桩）（m)桩尖入土深度(m)单桩容许承载力（kn）桩数0.450.4528311500266根 5. 基 础 沉 降 量 估 算 结 果计算方法计算值(mm)计算值/实测值实测值(mm)99规范 (max)122.92.4699规范 (min)118.42.3789规范 (max)170.33.4189规

42、范 (min)164.13.2848.0mindlin (max)86.21.72mindlin (min)82.81.66桩基规范 (max)83.81.68桩基规范 (min)82.81.6601020304050050010001500200025003000时间（日）沉降量（mm）岩土工程优化设计专家系统466上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层- -2-2l 第-2层粉质粘土与粉砂互层,含水量约30%, 孔隙比约0.87, 重度略大于18.5kn/m3，ps=3mpa ，超固结比为1.21.3。1. 地 层 概 况 表层序土 名深度（m）静探ps曲线图比贯入阻力p

43、s(mpa)桩侧极限摩阻力fi(kpa)桩端极限端承力fp(kpa)标准贯入曲线图标准贯入击数n(击)1填土0.902-1粉质粘土2.200.813-1淤泥质粉质粘土6.500.6915/353.54淤泥质粘土14.300.583015-1粘土16.800.69351.55-2粉质粘土23.401.78606.56粉质粘土27.302.76852500147-1砂质粉土32.507.48904500307-2粉细砂37.601778-1粘土50.001.386020008.58-2粉质粘土夹粉砂65.002.907535007.5025070岩土工程优化设计专家系统4

44、76上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层- -2-2 3. 建 筑 物 性 质 4. 实 测 沉 降 量 曲 线 图层数与高度基础尺寸(m)结构类型基底有效附加压力（kpa）竣工沉降量： 35.2 mm总沉降量： 51.9 mm沉降速率： 0.0112mm/day32层23.631 be=27剪力墙460桩型及规格(灌注桩）（m)桩尖入土深度(m)单桩容许承载力（kn）桩数直径70055.02600180根 5. 基 础 沉 降 量 估 算 结 果计算方法计算值(mm)计算值/实测值实测值(mm)99规范 (max)92.21.7799规范 (min)91.51.7689规

45、范 (max)124.92.4089规范 (min)124.02.3851.9mindlin (max)66.01.27mindlin (min)63.41.22桩基规范 (max)60.31.16桩基规范 (min)59.81.15010203040506005001000150020002500时间（日）沉降量（mm）岩土工程优化设计专家系统486上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层- -1-1l 第-1层砂土, ps=1220mpa, n=4050击，属低等压缩性。1. 地 层 概 况 表2.打桩资料层序土 名深度（m）静探ps曲线图比贯入阻力ps(mpa)桩侧极限摩

46、阻力fi(kpa)桩端极限端承力fp(kpa)标准贯入曲线图标准贯入击数n(击打桩曲线图分层击数1填土0.902-1粉质粘土2.800.773淤泥质粉质粘土6.500.4815/204淤泥质粘土18.200.50251.25-2砂质粉土30.503.3056150014.45-3粉质粘土45.801.6060150022.28-2粉质粘土夹粉砂54.003.4070200036.39-1粉砂64.0012.001107000451209-2粉砂75.115.00110800051010200501000150岩土工程优化设计专家系统496上海地区典型桩基工程：上海地区典型桩基工程：持力层持力层

47、- -1-1 3. 建 筑 物 性 质 4. 实 测 沉 降 量 曲 线 图层数与高度基础尺寸(m)结构类型基底有效附加压力（kpa）竣工沉降量： 25.1 mm总沉降量： 41.8 mm沉降速率： 0.0126mm/day35层33.636.4 be=35剪力墙520桩型及规格(予制桩）（m)桩尖入土深度(m)单桩容许承载力（kn）桩数0.500.505055.52500259根 5. 基 础 沉 降 量 估 算 结 果计算方法计算值(mm)计算值/实测值实测值(mm)99规范 (max)65.21.5699规范 (min)65.11.5689规范 (max)108.62.6089规范 (m

48、in)108.52.6041.8mindlin (max)82.81.98mindlin (min)82.71.98桩基规范 (max)79.81.91桩基规范 (min)79.71.910510152025303540450200400600800100012001400时间（日）沉降量（mm）岩土工程优化设计专家系统50l l l l 岩土工程优化设计专家系统51河滨花园效果图岩土工程优化设计专家系统52l “河滨花园河滨花园”由三幢高层住宅楼组成，由三幢高层住宅楼组成，1 1号楼为号楼为26262727层，层，2 2号楼为号楼为27272828层，层，3 3号楼号楼26262727层。总

49、用地面积：层。总用地面积：17409 17409 m m2 2； 总建筑面积：总建筑面积：73037 73037 m m2 2。l 该工程地层条件属于上海地区的正常地层，分布有第该工程地层条件属于上海地区的正常地层，分布有第层粉质粘土、第层粉质粘土、第-1-1层砂质粉土、第层砂质粉土、第-2-2层粉砂、第层粉砂、第-1-1层粘土、第层粘土、第-2-2层粉质粘土，由于场地临层粉质粘土，由于场地临近吴淞江，浅层有近吴淞江，浅层有3 3 层砂质粉土。三幢高层建筑物原设计拟采用桩径层砂质粉土。三幢高层建筑物原设计拟采用桩径800800灌注桩方案灌注桩方案, , 咨询后改成预应力混凝土管桩（咨询后改成预

50、应力混凝土管桩（phcphc桩），采用桩），采用phcphc预应力管桩，预应力管桩，桩径桩径600600，有效桩长，有效桩长303033m33m，进入第，进入第-1-1层砂质粉土层砂质粉土3 34m4m，为业主节省资，为业主节省资金达金达700700万元左右。万元左右。l 由于该场地的围护结构水泥土搅拌桩已先于沉桩完成，因而大方量的沉桩对由于该场地的围护结构水泥土搅拌桩已先于沉桩完成，因而大方量的沉桩对围护结构有一定的破坏，所以在原基坑围护方案的基础上，并结合实际的开围护结构有一定的破坏，所以在原基坑围护方案的基础上，并结合实际的开挖情况，对其进行了优化设计。实际的开挖情况表明，围护结构对于减

51、小沉挖情况，对其进行了优化设计。实际的开挖情况表明，围护结构对于减小沉桩的挤土效应有相当好的效果。桩的挤土效应有相当好的效果。l “河滨花园河滨花园”项目的圆满完成，不仅为类似工程咨询业务的开展积累了重要项目的圆满完成，不仅为类似工程咨询业务的开展积累了重要的经验，更重要的是对于今后岩土工程的一体化设计有很大的借签意义。的经验，更重要的是对于今后岩土工程的一体化设计有很大的借签意义。岩土工程优化设计专家系统53岩土工程优化设计专家系统542.2 桩基咨询设计l 本次桩基咨询与设计就是通过对本次桩基咨询与设计就是通过对类似工程性质、地质条件建筑物类似工程性质、地质条件建筑物沉降、试桩等资料搜集分

52、析、计沉降、试桩等资料搜集分析、计算，算，充分应用我院的充分应用我院的上海地区上海地区桩基沉降计算与承载力研究桩基沉降计算与承载力研究的的科研成果科研成果，提出合理的桩型、桩，提出合理的桩型、桩基持力层。基持力层。l 咨询设计的关键是单桩承载力的咨询设计的关键是单桩承载力的确定以及沉降量的计算确定以及沉降量的计算，其中尤，其中尤以沉降的计算为重中之重。单桩以沉降的计算为重中之重。单桩承载力是通过静探计算及有关试承载力是通过静探计算及有关试桩经验所得，经静载荷试验验证桩经验所得，经静载荷试验验证都能达到设计要求的单桩极限承都能达到设计要求的单桩极限承载力大于载力大于50005000knkn。l

53、沉降计算沉降计算则主要通过类比法取得沉则主要通过类比法取得沉降经验修正系数后对计算沉降值进降经验修正系数后对计算沉降值进行修正，并辅之于课题成果行修正，并辅之于课题成果-旁压旁压方法进行校验，沉降量可控制在方法进行校验，沉降量可控制在15cm15cm之内。之内。l 咨询后采用咨询后采用预应力混凝土管桩（预应力混凝土管桩（phcphc桩），桩径桩），桩径600600，有效桩长，有效桩长303031m31m，进入第，进入第-1-1层砂质粉土层砂质粉土3 34 4m m。l 在工程中对于桩的在工程中对于桩的挤土效应挤土效应，也提，也提出了施工中的各项防范措施，在整出了施工中的各项防范措施，在整个沉桩

54、过程中密切注意监测的情况，个沉桩过程中密切注意监测的情况，从中也积累了许多资料。从中也积累了许多资料。岩土工程优化设计专家系统552.3.1 实际效果（试桩曲线）静载荷试桩ps曲线05101520253035400600120018002400300036004200480054006000p(kn)s(mm)桩身截面600，桩长31m，送桩4.5m，桩尖持力层-1层，静载荷试桩单桩极限承载力5500kn岩土工程优化设计专家系统562.3.2 实际效果（沉降曲线）建筑物沉降曲线4.414.926.230.93949.60204060802001年9月1 日2001年10月1 日2001年10月

55、3 1日2001年11月3 0日2001年12月3 0日2002年1月2 9日2002年2月2 8日2002年3月3 0日2002年4月2 9日2002年5月2 9日2002年6月2 8日2002年7月2 8日s(mm)该建筑物为28层，结构封顶后的最大沉降量为39mm，根据工程经验，最终沉降量在10cm以内。10层22层16层25层28层岩土工程优化设计专家系统572.4 技术经济指标l 三幢高层建筑物原采用三幢高层建筑物原采用灌注桩方案灌注桩方案，桩径为桩径为800800，有效桩长均为，有效桩长均为55m55m。1 1号楼和号楼和2 2号楼桩数合计为号楼桩数合计为304304根，根，3 3

56、号号楼桩数为楼桩数为127127根。设计要求单桩竖向根。设计要求单桩竖向极限承载力标准值为极限承载力标准值为6570kn6570kn，相应单，相应单桩竖向承载力设计值为桩竖向承载力设计值为41004100knkn。l 咨询后，采用咨询后，采用phcphc预应力管桩预应力管桩(ab(ab型型) )、桩径桩径600600、有效桩长、有效桩长3031m3031m，1 1号楼号楼桩数桩数188188根，根，2 2号楼桩数号楼桩数199199根，根，3 3号楼号楼桩数桩数157157根。相应单桩竖向承载力设根。相应单桩竖向承载力设计值为计值为31003100knkn。l 在原设计中钻孔灌注桩改成在原设计

57、中钻孔灌注桩改成phcphc桩后，桩后，桩基的成本由原来的桩基的成本由原来的12001200万元降至万元降至500500万元，万元，节省资金达节省资金达700700万元左右。万元左右。s1050100150200灌注桩phc管桩单位面积造价（元）16468岩土工程优化设计专家系统582.5 静压桩的挤土效应l 三幢高层住宅楼采用了三幢高层住宅楼采用了600600、壁厚、壁厚110mm110mm、桩长、桩长30m30m的的phcphc预应力管桩预应力管桩(ab(ab型型) ) 共共534534根根，总挤土量为总挤土量为45294529m m3 3；如考虑管桩的闭塞效应；如考虑管桩的闭塞效应( (

58、浅层有浅层有3 3 层粘质粉土层粘质粉土, , psps平均值为平均值为1.291.29kpakpa，根据已有经验认为入土，根据已有经验认为入土10m10m左右就实现完全闭塞效应左右就实现完全闭塞效应) )，总挤土量为总挤土量为3924 3924 m m3 3。l 在上海地区软土地基中压入沉桩，如果数量大、群桩密集，在上海地区软土地基中压入沉桩，如果数量大、群桩密集，引起很高的超孔引起很高的超孔隙水压力，导致土体隆起和土体水平位移，并且波及到相当大的范围隙水压力，导致土体隆起和土体水平位移，并且波及到相当大的范围。特别。特别是第是第层淤泥质粉质粘土、第层淤泥质粉质粘土、第层淤泥质粘土，密集沉桩

59、引起的超静孔隙水层淤泥质粘土，密集沉桩引起的超静孔隙水压力很难消散，因而造成很大的挤土影响，引起大范围的土体的水平位移和压力很难消散，因而造成很大的挤土影响，引起大范围的土体的水平位移和地面隆起。地面隆起。l 所以本工程所以本工程解决挤土效应的关键仍主要是如何加快超静孔隙水压力的消散解决挤土效应的关键仍主要是如何加快超静孔隙水压力的消散。l 除了合理安排压桩流程及控制沉桩速率、设置砂井和抽水井等措施。除了合理安排压桩流程及控制沉桩速率、设置砂井和抽水井等措施。本工程本工程结合围护结构的设计设置挡土、挡水墙结合围护结构的设计设置挡土、挡水墙。利用封闭的双排水泥土搅拌桩作为。利用封闭的双排水泥土搅

60、拌桩作为挡土墙，有效地隔断超孔隙水压力，对挤土效应将有极大的削弱。挡土墙，有效地隔断超孔隙水压力，对挤土效应将有极大的削弱。岩土工程优化设计专家系统592.5.1 孔压变化曲线( 1 )k1（普济路）孔压变化曲线0501001502002503003502001-3-202001-3-252001-3-302001-4-42001-4-92001-4-14日期孔压( k pa)9m(- 3)16m（）24m（）4/83/27岩土工程优化设计专家系统602.5.2 孔压变化曲线( 2 )k3（光复路）孔压变化曲线0501001502002502001-3-252001-3-302001-4-42