BS8004-1986 桩基规范翻译

1、 ， ， B S 8 0 0 4 ： 1 9 8 6 桩基规范 ( I) ， ” 三航科研所姚诗伟译厢春光校 j 筻七 章桩基 础 达到 7 1 总则 对 由冻胀或 粘土 的膨胀 性 而引 起的地 基隆 起 规范的率章条款被指 定为应用于各种方法沉 桩 及 地基的湿度变化和 地下 水位升降交 替变 化这类 的 ， 用各种材 料制 作的支承 桩上 ， 它包 括用柴 油 睡、 影响， 应予 以特 殊的考虑 。因 为在这 种情形 下 ， 它 们 蒸汽锤或振动锤 锤击 的打 桩 ， 沉 管灌注桩 钻孔 灌 对于 桩的承载力或有效性 的影响是 有害的 。温度 变 注桩和静压 桩 如果 所用的桩型 在本规

2、范 中设有 专 化还可能影 响上 部结构 的水平 尺寸 ， 从而 使 桩产 生 仃规 定， 在使 用时 应尽可 能地遵循 率规范 中部些 适 扭曲变形和引起附加应力 用的一般原理。 7 2 初步勘察 支承 桩 的 主要功 能 是把 荷 载传递 到 地基 的 下 7 2 1 地质勘探 部 这 一 下层 地基 有能力 以足够的 安全 系数来 承受 地 质 勘探 应 由 资探 而 有经 验 的 人 员 根 据 B S 荷 载 ， 并 且在工作 荷载下 不会产 生有害于 其所支 撑 5 9 3 0的条 款来实施 钻孔应达到 足够的深 度 ， 便勘 结 构的沉降。打 桩的承载力是 由桩侧 摩阻 力和桩

3、查桩周和 桩端 下土 的性 质 ， 包括 所有 可能 对沉 降 尖 或桩底的端承力组成 的。前者可 能主要是适 用于 有显著影响的土层。 对粘土 层 ， 应钻取未 扰动土样进 粘 土和粉土 中的桩 ， 及 在软岩 中形成 支承帮 寓的 行强度试验 、 压缩性试验 以及 其它特性试验 “提 供 场 合， 后者应 用于支 承在峦宴砾石 ， 硬粘 土或岩石进 各 十帮 度土层 的承 载力 信 息 便 于对 桩长和 桩 间距 类 土层 中的 桩上 。 作 出初 步估算 。贯试 验和扰动 土样试 验在 粒状 土 在 稠度相 当均 匀的 深厚的 沉积土 中进行 摩擦 钻探时 ， 对 判断 地质条件 的变

4、化很有价值 。 桩沉桩 ， 为了把 基础压力传递到并屡 土体 率擦桩 应 重要的 是应勘探 地下水 的性 质和埋探 。当静止 该 有 足够的 长度以 确保 比浅 基础 有 相当 显著 的 优 水 位从一 个土 层到 另一十土 层 变化时 ， 或 在 钻孔之 点。在这 些环境中应记住 在桩的表面积相同的情 形 闻存在水 位梯度时 ， 应加 以注意 。 地 下水或土体 中可 下 由少数长 桩形 成的桩基础更有效 而且 比数 量较 能 会含有引起硅酸盐水泥砬 或埋设盘属 损伤的足够 多的短桩基础在支承荷戟时沉降更小。 数 量的有 害成分 故应对 地下 水和土 体进行 取样 他 桩应被埋置到规 定的帮

5、度、 阻力 ， 或者桩 身不世 学分析 以剀断采取专门预防措施的必要性 生破损的贯 度( 沉降 击 ， 或者被埋 置到规 定的持 在 经济深 度范 国 内 现场 土体条 件 不能 满足端 力层 ， 并应保存好沉桩过 程的记录 桩应能够承受设 承 力时 ， 桩基 础设计前 应分别 确定各 个傈 度 的端阻 计荷载 且不超过 桩材 的容许工 作应力 但打 桩应 力 力和侧 摩阻 力。 可 以超过这些 应力 。桩在 吊运定位千 运输堆 存时的 7 2 2 邻近结构 弯曲应力应在设计规 定的安全弯 曲应力之内 初 步勘察应包 括对 邻近结构和地下 结构的详细 旃加 的荷 载 应和 桩的轴 线或群 桩的

6、重心 同- 评 价 包括现 场 附近 及通过 现场 的所有设 施 的粪 型 设计 时对于 桩位的 不精确性 ， 特 别是孤 立的 单艟或 和布置 沉桩对这些 结构和设 施 产生的作用 可能 莹 双桩 应留有余 量 这 样的桩 应设计成与 台成弯矩 相 影响到桩的选 型。关 于地下设施和架 空 电线的 安全 适 应 或 者受到条 款 7 3的限定。 在必 颓承受永 久偏 亍 葡 防措施参见第 1 1 章 。 评f 应包括检 查记录或邻近 心荷载的场 合 设计 中应 留有余量。 基础性质的探坑及指出过去沉降、 沉陷或滑移的迹象。 在某些场 台 ， 垂 直桩可 承受 水平荷 载或 偏心荷 7 - 2

7、 3 初步试 桩 载 。如果地 基在不产生过太 的水 平位移前 提下不能 7 2 3 1 总 则 陈 有详 细的地 区 经驻 或 采 用 抵抗 舍力 ， 则应提 供附加抗力 这可通过增 加直柯 主 的 太 的安全 系数 ， 而使工程 师判断 没有 必要 进行 初步 数量 或增大 它们 的刚度来选 到 ， 也可用 斜桩 或地 基 试 桩的地 方U外 ， 一般都 应把 初步试 桩作 为初 步勘 粱 ， 或 用挖 去表 土层置换 更 能抵 抗水平 力 的土层 来 察的一部分来进 行。 试桩位置应与 钻孔 位置 相邻 且 4 3 维普资讯 试 桩记录应 结合地质勘探 数据来研 究。试桩 应确定 荷 载

8、沉降 特性和极 限承 载力 ( I CE 1 9 7 8 ) ( I C E， 蔓 国 土木工程师学会) 。 为确保试验荷 载下试桩性 能与工程桩性 能的可 比性 ， 凡是可 能 的地方 ， 初步 试 桩的材 料 、 尺寸和 墟 工 工艺应和工程 桩相 同。初步试桩 的试验荷载 一般 应按 7 5中描述 的试桩要求执行 。仔 细记录每 次观 察到的 现象是 非常 重要的 ， 目 为任何异 常 的或预 计 不到 的现象都可 能对后继 的勘探 判断有着显 著的影 响。每次试桩时都 应有有经验 的观 测员到场监 督试 验 。设备 承载能力 应 留有超 出预估 撮限承载力之 外 的储备 。 7 2 3

9、 2 打入试 桩拟用预 制桩 的地 方 ， 在勘 查阶段专 门设计 能够承 受非 常恶 劣的打桩 条件 且 有足够 长度的初步试桩可能是必要的 。 为了说 明土 阻力随 深度 的变化 ， 应把 显示 贯 入 度线性 测量的单 位锤击数 的打桩 记录绘 制成泥面 以 下桩 的贯 入度 曲线 。 当 土阻力 或沉 降显 示已 达到认 可 的要 求 时 j 叮 步试 桩的打 桩 应暂停一 个足 够的时 间 间隔 ， 以便让 土体 从打桩 扰动 中恢复 过来 ， 然后 再继续 确 定土阻 力是 增大 还是减 小。像 橱土和某些页岩这 样的土爱 扰动膨胀 时 可 能会暂时 出现 负的孔凉水压力 ， 一旦

10、 这些孔 隙水压力恢复 正常后 打桩 阻力可能 会下 降 在粘 土扰动 时能 产生超 静孔 凉承压 力 当孔凉 水压 力消散后 ， 土体强度可 能会增大 复打前 必要的时间 间隔 可从非 粘性 土 1 2 h变 动到粘 土的 2 d或 更长 时 间。复打开 始的土阻力 可能更能代表桩 的真 宴承 载力 值 每次复打 结果 在决定 所采用 的安 全系 数时 应加 以考虑 。 7 3 设 计要 素 7 3 1 总则 桩 基础 的设 计需要专 门的知识 ， 要求 有对地质 条 件、 地 基对各种 类型 桩的 反应 及外 荷载 所产 生的影响 的认 识。应考 虑各类桩可 能产生 的缺 陷， 以及缺陷桩

11、对结掏所产生的后果 应在考虑 了其它 合适 的可选 择的基础设计 的相 对费用之后 ， 再作出采用桩基础的决策 。 桩型选 择将 根据 地质条 件， 沉桩对 邻近结 构 可 能产 生的影 响及 其它性质来 确 定， 如 在特定条 件下 有一十以上的 合适桩型 则根据相对费用来确定。 在群 桩或簇 桩沉 桩的场 台， 彼此邻 近桩之 间的 间距影响需加以考虑 。 每 十设计颓满足 3项条件 ： ( a ) 抗破坏 的安垒系数 ， 基础和支承土结构 都必 衙有足够的安生系数 ； 4 4 b) 基 础 在工 作荷 载 下的 整体沉 降 特 别 是差 异 沉降应不能对结掏的耐用性产生大 的影响 ( c

12、 对邻近 建筑物和设 施 的安 全和 稳定性 不应 产 生危 险 7 3 2桩型的选择 桩 可分 为 3种 主要 的类型 ， 这 取 决于它 们对土 的影响 圈 L 所示这些桩 的类 型如下 ： ( a )挤土 量大 的桩这 类桩包 括所有 的各类宴 心 桩 ， 木桩 ， 预制砬 桩 ， 钢 桩 和下端 用 桩靴或 土塞封 闭的砬 管桩 ， 桩靴式土 塞 可以留 在下螭 处或 挤压形 成扩大 桩尖 。 ( b )挤土 量小的 桩这类 桩包 括 H 型钢 桩 开 口管桩这 样的 轧制 型钢 ， 及在 打桩 时泥 土容 易进入 桩 内的空心断面桩 。但应认识 到开 口管 桩和空心桩 经常 会 生土

13、塞而变成挤 土桩 特 别是在粘性土 中 。 H型钢桩的情况与 它们相似 。 ( c )非 挤土菘 注桩这娄 桩是用 钻孔或 其它挖 孔方法 形成 的 钻孔 可用套简或 管来护壁 套 简和管 留在土 中或者 在菘注砼 时拔 出。 在考虑 软土或粒状土尤其 是 含水地 层中的钻孔 桩时 特别 要注 意确保桩 身的 完整性 ( T h o r b u r n ) 以 避免 ： ( 1 ) 扰动引起持力层 和周日地基的失稳 ( 2 )进水弓 I 起持力层 或周围地基的扰动 ( 3 承土流人弓 I 起 桩或邻近 剐沉 人但 砬还未 凝 固的桩的破损 ( 见 7 4 4和 7 4 5 ) 当挤土 桩沉 桩

14、时 t 桩的 人土体 积必 须与 #垂 直 和侧向挤土 的体积相 等 由沉桩而产 生的隆起或挤 压效 应对 邻近结构 而言可能是无法承受的 。 在某些 土中 t 后打 桩可 能 会对 已打 好桩 产生 垂 直与侧 向位移或隆 起的影响 这可能 会弓 I 起端承 桩 从持力层 上浮 若怀疑桩上 浮 应分 别在后 继 桩打桩 之前和 以后 一 以不受打 桩影 响的基 准点仔细 地引 测 已经 打人桩的 桩顶 标高 主要以端承 为主的且能够 复打 的上浮桩 应复打 至规定的阻力 沉昔 菘注桩 在 菘 筑砼后通 常不 应进行 复打 而应 替换或 补 充菘注 砼 或对桩用预 加荷 载来达到所要求的 阻力

15、 打人桩 桩周 的土体 在沉 桩时会 受到扰 动 群桩扰 动 影响 土 体体积 可能是相 当大的 采用挤 土量小的桩 ， 或者 在 挤 土桩的部 分探 度预钻 孔 或者当 地质条 件适 宜 时 采 用钻孔桩能 够达 到碱缓这 类影响 的效果 在地基 中打 人挤 土量大的 桩容 易使地基隆起 因此 ， 打桩通 常从 群桩 中心往 外 或 者从与 结构 相邻的 桩开 始逐 步 朝远离结 构的方 向施打 ， 这 样能 够把对 邻近 桩和 结构 的影响减少到最 小 在振 动或噪 音必衙减少到 港 I技 术与 管理 1 9 9 8第 4期 维普资讯 最小的场合 一般晟 好用螺旋 钻孔成桩 。 然而在仔细

16、 控 制的条件下打 桩 。 不一定 会引起 明显的振动 所以 在技术监督下进 行打 桩可能是安 全的 。在邻近 杜砂 或 粉土基 础上 的现存结构 近旁 施工 时， 如果 这些 栓 砂 或粉土 是处 于饱和状 态的话 。 则必 须避免 采 用会 引起破坏性 振 动的方法 ， 因 为这可能 会暂时性 酶 低 邻 近基础下地基 的抗 剪强度 。松砂和粉土的 固结 还 可 艟会使地 基产 生急剧 沉降 。如果 在松砂和粉土 中 使用钻孔 桩 应小 心防止土流 钻孔中 因为遗可 能 会导致土 从邻 近基础 下部 流失 。 从 而引 起 基础失 去 土的支撑 或 者在桩身 外侧 产生 不稳 定的水 冲空

17、 穴 导致桩身灌浆 时出现孔 隙或 冲掉水泥 在净空受 到 限制的场 台， 可用千斤顶把 桩分段压 地下 。 倒如 要 实施托换 工程 的地 方 ， 但 是注意 要确保 有足 够的有 效应 力。某些埋设 钻孔桩的钻机 和施打打 入桩的专 用机具 也有 在有 限净空施工的能力 。 桩 的类型 挤土量大 的桩 预制桩 ： 实心 桩或底 端封 闭的空心桩 ， 打入土 中定位安置 砼 耐 挤土量 小的 桩 灌注桩 现场灌 筑成形 把 l 根闭 口管状物打 土中形 成 一 十孔 隙 拔 出管 子 ， 然后把砼填孔 隙。 各类系统 桩 童筑成所要求长 浇筑成形为单节桩 度 再 用机械接 头接 台， 且 与

18、专门 的打 桩 桩靴 连接 非挤土灌注桩 I 钻孔或开挖成孔 孔中填入硷。 芤 侧 壁是 ： 有支护的 无支护的 -J - - -一 锕 桩 ， 包 括H形钢 桩 、开 口钢管 桩 和 钢 箱 形桩 ( 除 非 打 桩 时 形 成土塞) 图 l 桩的类型 螺旋 桩虽然较少用 ， 但对于顺岸式 码头 、 突 堤式 码头 和墩 式码头这 类建 在相 当探 的冲积软土上 的结 构 还是比较 适用的 它们也可用于承受上拔力 木桩可用 于土 质条件使 之不 发生恶化的永 久性 工程 中 ， 也可 用于 为柔性和 抗 冲击而牺 牲 耐九性 的 海工结构 和临时结构 中在 这些 情形下都应考 虑发 临时支护

19、 用 套 管 曩 星 萋 薰 荐 探 上 的土 泥 生虫 害 ， 海蛀虫或霉菌 损害的可能性 。 在地下 水能 自由流 动的 粒状土 中埋设 灌注 桩， 须注意确保 地 下水不 会侵蚀 砼 ， 否 则 会在 砼硬 化前 影响砼中的水泥 。过可 设置永久性的套管 来解 决 。 现场勘察显示 土或地 下水 中含 有对 普通 硅酸盐 水泥有 害物质 的场合 ， 应考虑 采用 舍专 门成 分的 水 一 45 一 螺旋桩 维普资讯 泥或 采取 其它措施 ( 见 B R E Di g e s t 2 5 0 ) 。 7 3 3 桩 的强度 7 3 3 1 总则 如 整桩或 其任何 部分 是 预制 的 ，

20、倒如钢 筋混凝土打 入桩 t 则它颓 能承受 吊运 和沉 桩期 间所产生的应 力而 不损坏。 吊点应清楚地标 在 所有 的砼预制桩 上。 不管采用邢一种类型的桩 ， 在沉 桩 时它都须有 所需要 的强 度 ， 以便有 足够 的抗 破坏 安 全系数把 作用 在桩 上的荷载传递 至土中 7 3 3 2 沉桩 应力考 虑沉 桩期 间可 能引起 的应力是设计过 程的一部分 对于打入桩 ， 特别对 于 那些 由钢 筋混凝土 或预 应力砼 浇筑 成的桩 这可 能 是更重要 的一 部分 。 打 桩期间可能舍 以多 种方式产 生足以使桩 损坏 的高 应力， 特别是在下列情形 中： ( a )如果桩头 表面 与

21、锤击方 向不垂直 ， 则将产生 横 向力及 由直接 应力 附加 的弯 曲应力 弯 曲也可能 由桩 的导架对跑 位桩 施加约 束弓 起的 或对 已经 发 生偏斜 的桩头进 行垂直锤击而引起 的。 ( b )对承 受锤击的桩而 言 ， 如果表面 积不够 太 ， 材 料可 能会被压坏 不用桩帽施打 木桩 或锕 桩时 最 容 易产生这种情况 ， 但对 匹配 不佳的桩帽 或不 能完 全 覆盖桩顶 的垫层可能 台导致砼桩被击碎或剥落 ( c )如 果桩颃打 穿非常硬或 非常密实 的上卧 土 层 才能 沉设 至下 卧的持力 层 则 在贯 穿上卧土 层 时 可 能 会产生过大的打桩应力 ( 也 可见 7 3

22、4 I ) ( d )注意应避 免由于使 用太轻 的桩 锤和过大 的 落 锤高度而产生过大的拉应 力。 7 3 3 3 轴 向受荷 桩垂直 施打昔 通尺寸 的 桩 ， 并且把桩全部打 入地 基时其压屈 的可 能性 很 小 固此不需 要依据 B S 8 1 1 0 ， C P 1 1 4或 B S 4 4 9中蛤出 的有关柱 的准则米设计 桩。在超 长的细长桩打 穿软 土 ( 倒如 ， 剪切强度小于 2 0 k N m ( 0 2 k g f c m ) 的冲 积土 ) 的场 台 设 计 者应该参 照 F r a n c i s等 人的方法 来 设计桩 ( 1 9 6 2 ) 。 竣 工 桩露

23、出地 面 的 部分 。 应 依据 B S 8 1 l 0 ， C P 1 1 4或 B S 4 4 9的条 款作为柱 米设计其 长度 ，计算 中 所 取的 有 效 长 度 依赖 于 侧 向荷 载 ( 若 有 的话 ( 7 3 3 4 ) ， 地基对桩的嵌 固魔、 桩基 支承的结构 以及 有无 支撑。泥面以下 到反弯 苣的深度随土的类 型而 变化 硬土 中取泥面 以下 约 l m- 在像软牯土 或粉土 这类 软土中 ， 可 取到该层土 的贯入深 度的一半 ， 但不 一 定大于 3 m 应像普通的结构计算一样估算 桩顶的 定位嵌 固度 、 偏斜程度以及 由支撑提供 的约束 。 7 3 3 4 侧

24、向 受荷桩垂直 桩可 能 会承 受国 某些 原因引起的侧 向力。倒 向受荷桩的设计 有大量 46 的文献 ， 其 中大多 数参考于 E l s o n ( 1 9 8 4 ) 当桩 的大 部分 处于 自由竖立 状态时 ， 如在突堤 中 沉桩 以后 有 时候 要把桩拉直 ， 于是就产 生了初应力。 竣工的 结构 可 以承受 由潮， 流和船舶撞 击 ， 地 震或 其它原 固产生 的侧 向力。 作 为房屋或桥粱基础的桩完全埋 在土中 可 能需要抵 抗 作用在结构 上的 风荷载 、 汽 车的 牵引 力、 制动力和离心 力 ， 邻近 受荷 区域下土体 的位 移或 地震引起的侧向力 。温度变 化和砼收缩引

25、起的 结构 侧 向位 移也将台在桩上产 生应力 ( 见 C i v i l E n g i n e e r i n g Co d e o f Pr a c t i c e No 2 ) 。 7 3 3 5 斜 桩 在地 基中埋 设 的结 构不 能抵 抗水平外力 的场 台可 采用斜桩 设计 时一 般将斜 桩上 的荷 载考虑 为轴 向作用的 而 且直 桩和斜 桩之 间的荷载分配 可用图解 法或解析法确定 然而 ， 斜 桩 桩顶 的运 动方 向极少可 能是轴 向的 有可 能 产生 弯 曲。群桩中包括直桩或倾 斜方向多于一 十以上的 桩 是很昔遍的情形。 桩 弯曲程度 取决于基 础的沉降 、 桩 的斜

26、度 以及与 桩台连接的刚度 。作为皋 斗 桩的替 代方 案 ， 应对设计 成能抵 抗水平 外力 的直桂 的使 用加 考虑 当硷 钻孔灌 注桩斜 向沉 桩时 ， 与垂 直方 向 的1顷 斜度一般 能够达到 I， 4 但 斜 钻孔 桩的成形难 以过 到 同类 垂直桩的标准 。桩 的准 直度公差可能 不得不 增 大 特 别是所要 求的桩 身下 部轴 线 相对垂 直方 向 的斜度有可 能固为钻机驱 动杆 的下弯而 比规 定料度 小 。偏离设计准 直度对群桩 中单桩承 受 的荷载 能够 有重大 的影响 。 另外。 放钢筋笼和砼导管 时钻 L 可能 台 损坏 ， 桩 身底部 沉碴也可 能对 桩的 工作性

27、能 有不 利影 响 要求用斜桩的场 台， 基 础设 计者应考虑用打 入桩， 它能够“对 垂直方 向较大的斜度 沉桩 但 只有 在极 难 得的情 形下 才 在同一块 基 础中既 用钻 孔桩 叉用打入桩 。 自由站立的亲 桩要承受 由 自重、 波浪力 ， 冰 的重 力或推力 或其它原因产生的侧 向力 。 埋设 在填土或 正在 固结的地基 中的皋 斗 桩可能 由于填 土的沉降而变 成 侧向受荷 7 3 3 6 桩 的偏 心荷载支 柱 或塔 柱 所承受 的荷载极少是 简单的轴向荷载 。柱底面 常常作用的 荷 载是偏心荷载 。 或者有一 个微 小的水平力分 量 ， 或 者 一十伴随垂直力 的弯矩。单 桩

28、极少 能很精确地定 位 ， 使桩的轴线与 台力 作用点完全重台 于是在仅 由 1 根 或 2 根 桩构成 的基 础中 ， 有可能 在桩上产生其些 程度的偏心荷 载。桩应设计成能抵抗 由此产生 的弯 矩或桩 台应有 效地 约束侧 向移 动或 转动 。约 柬和桩 断面或两者都 应能够充分抵抗 由偏心荷载或 其它原 港I技 术 与 管理 l 9 9 8第 4期 维普资讯 日产 生的弯矩 。 在预计桩基 础发 生差异 沉 降， 井将 导致 在桩或 桩 古上产 生大应力 的地方 桩和 桩 古应设计成 能抵 拄 由此引起的应力 或采取措 施防止大应力发 生。 7 3 3 7 受拉桩当桩在 构成象塔 、 桅

29、杆式天 线 塔、 海 上钻机 和平 台这 类暴露 于大 风或者 波浪力 中的结构基础 ， 或 对这类结构提供锚 定作 用时， 桩可 能被要求抵拄永 久性 或间戢性的拉力 。在这些条 件 下桩应设计成把全 部范 围的可能荷载传递给周 嗣地 基 。在土质资料不 能为受拉 桩的承载力的 判断 提供 设计 所需精度 的场 合 ， 应进行拨桩试 验 。 桩的轴线 应 尽 可能地和荷载方 向共线 。砼桩里的钢筋应有足 够 能力承受应力 。循环荷载 通常是设计 中存在 的罱 困 难 的问题。 7 3 4 群桩 7 3 4 1 沉桩在群桩 基础 沉桩时 ， 应 尽可 能 地选择 合适的桩 型和适 当的 间距

30、， 以限村 土体隆 起 和倒向位移 。 某些类 型的土 特别是松砂和填土可能 被挤土桩挤 密， 在这样 的群桩中 沉桩 次序 应避 免产 生挤密的地块 使后继 桩不能施打 。 在必颓贯穿硬粘 土 或密实砂 和砾 石以到达持 力层 的地方 打桩 也可 能会遇到类 似的打 桩困难 ， 这 可 用从 群桩 中心 向外 施打桩 的方法 来克 服 但 更方便 的是经 常从一 十选 定 的边开始 然后朝 群桩的另一边打 桩 在某 些情 形 下 ， 可预先钻穿过上部的硬土层 。 如果群桩被 已经打 的板 桩所围 ， 更可取 的是从周 围向内打 桩 t 以避 免 板 桩发生位移 。然而 那时 应考虑 采用钻孔

31、桩或挤 土 量小的桩 。 7 3 4 2 桩 间距桩 的间距 确定应 考虑 地 基 的性 质、 群桩的性 能 以及基础 的费用 。 间距 的选择 还应考虑 沉桩产生 的隆起和挤密 。桩距应有足 够的 宽度 ， 确保 所要求 数量的桩 以适 当的贯度沉桩 而 不损坏邻近结掏 或桩 本身 。承受从结构传 至桩顶荷 载的桩 台的 费用 或地 粱 的尺寸 和 有效长 度可 能 会 影响桩 的间距 、 类型和尺寸 。 桩的间距将 由下列因素确定 ： ( a )沉桩的方法 例如打 桩还是 钻孔 桩 ( b )群桩的承载能力 下列确 定 间距 的规 则虽 不 一定都 台适 但一般 如下 摩擦桩的 间距 ，

32、中到 中距 离应不小于桩 的周长 ， 或 圆桩不小于 姐。主要抗力 为端承力 的打 桩间距 可减 小， 但相 邻桩 身表面 之 间的距离 应不 小于桩 的 最 小宽度 。 对于 由下切法而形成的扩底桩 ， 应特别考 虑 可能扶 桩底 附近产 生的类似 应力相 互 作用 、 沉桩 公差这类 问题 。 7 3 4 3群桩 的尺寸 效应当 把 桩沉 设下 去 以群桩形成基础时 ， 除考虑单 桩性 能外 ， 设计 还应考 虑 整个基础的性 能 。群桩的性 能依 赖于荷载 传递给 土的方式 以及 土的特性 群 桩的极 限承 载力 和 沉降 可 能不同于同样数 量下孤立 桩的承载力和 沉降 。所 选 择的

33、设计应确保 整个基础 的沉 降在相 应的结构和 设 施的连接类型 中是容许的 。它 还应确保 整个桩群 中的单桩 与子 桩群之 间的差 异沉 降也是 可 接受 的 。 群桩下 部土体 承受较 大应力 的探 虚 ， 既和 群桩 的 R 寸 有关 ， 也 和每 根桩所承 受的荷载有关 这 用一个叫 做 压力 泡 ( 等压 力 线圈 ) ” 的概 念 来 理解 可 能 最方 便 与一根桩相对应 的相对较 小的压力 泡仅 对较 小 体积 的土体产 生影 响 但 是群 桩 中单 个的 压 力泡 台 井而形 成一 个较大 尺寸的 压力 泡 ， 它和 群桩 的宽度 相关 。单根孤立 桩的特性 和群 桩的特性

34、 之间没有 简 单的相 关关 系， 因为这两者 的任 何 关系都 取决 于其 尺寸 及群桩 的其它性 质 ， 取决 于地 层的特性 受其 层 砍 ( W h i t a k e r 1 9 5 7 1 9 6 0) 。 7 3 4 4 群 桩的沉 降每 根桩 的荷 载 为一 定 时 ， 较大群桩的沉 降总大干较 小群桩的j 冗降 且都 大 干 同样荷 载下孤立 l 根 桩的沉降 。这适 用于荷载 引 起 的压缩 变形 ( 有时 候也 叫做弹性 变形 ) ， 如 果在 压 力 泡中存在可 压缩性 土 ， 则也 同样 适用 于长 期 固结 沉 降。当桩 支承在岩 石或 其它相对不可 压缩的土 层

35、上 时这 影响 不大 。 在端支承 为主的场 台 计 算沉降时 可 假设 基础荷载 施加于桩尖标高 处被群桩覆 盖的面 积 上。在摩擦支承 为主的场 合， 沉 降的估算可假设基 础荷 载 施 加于 桩尖 标 高处 比群 桩 面积 更 大 的面 积 上 现 已有各 种确 定扩大面积 的方法 被提 出来 但 可 假设 基础荷载 施加干桩尖 以上 1 3桩长 处的被 群桩 覆盖的面积上 ( P e c k等 人 L 9 7 4 I T o mh n s o n l 9 8 0 ) 。 对于粘性 土的探层地基还可 用叠加法考 虑 由单 桩 的沉 降来估算群 桩的 沉降 ( P o u l o s l

36、9 6 8 b I B u t t e r f i e l d和 B a n e r j e e l 9 7 1 a l 9 7 1 b I B a n e r j e e和 Da v i e s l 9 7 7 Ra n d o p h和 Wr o t h l g 7 9 C o o k e等 人 1 9 8 0 F l e mi n g等 人 l 9 8 5 )。 估算若干 桩形成群桩基 础的总沉 降应考虑所有 桩的共 同作用 并应把地基开挖影响考虑 在内 。 7 3 4 5群桩 的极 限 承载 能力在无粘 性土 被 群桩沉桩 挤密的 场 台 群桩 的极限 承载 力 可能 会 超过单根孤

37、立桩的极 限承载力 Q) 与群桩 桩数 ( ” ) 的 乘积 ( Q) ( Ke z d i l 9 5 7 ) 。支承在 岩石 以及下 面具有 等强度材料的 密实砂或砾石上 的端 承桩的极限 承戴 力大体 上为 一 0。在粘性 混砂的探基 床 中 桩依 赖于 47 维普资讯 倒 摩阻力 支承 的场 台， 大 的群桩 之撮限 承载 能力可 能会小于 n Q，减少的量 同桩的 间距 桩长 群 桩中桩 的根数、 土 的特性 、 桩台的刚度 以及桩 台分 担的传给 土体 的荷载 有关 ( Wh t a k e r 1 9 5 7 F 1 9 6 0 ) 。当群桩上的 桩 台下面 没有 土 ， 或 紧

38、靠桩 台下面 的土 不能 承担 桩 台传递 的荷 载 时 ， 则 由 7 3 4 2给 出 的 间距 且 由 9 根或更多 的桩 构成 的群桩 ， 其承 载力的 减小 量可能 在 i 4或更大的数 量级 。当群桩的桩 台直接 浇筑在 支承桩的粘性土层上 时， 它可分 担群桩的承载力 。 深 层 粘性 土中群 桩之 间荷载的分配 取决 于桩 台的 刚度 和 支承的结 构 当上部结 构刚性很 大时 ， 群 桩中的外 周 桩承担的荷载可 能会远大于群 桩内部桩承担 的荷 载 ， 这在 考虑桩 身 应力和设 计大 的群桩 桩 台时应该 记 住， 对于谊十特殊 问题 ， 设计者应参考有关的 文献 ( B

39、 u t t e r ( i e l d和 B a n e r e e 1 9 7 1 a和1 9 7 i b |H o o p e r i 9 7 3和 i 9 7 9 F H a i n和 L e e l g 7 8 F C o o k e等 l 8 1 F F l e mi n g等 l 9 8 5 ) 7 3 5 地质条件 7 3 5 1 则桩 可 用 作 下列地 质条 件 下 的基础： ( a )可压雏土层在基岩上面的场 台； ( b )可 压雏 土层 在相 当密 实的砂 或砾 石 上面 ， 而砂或砾 石下面 没有压缩性更大的土层 的场 台 ( c )可 压缩 土层 在相当密实的砂或

40、砾石层上面 ， 该砂砾 层有足 够厚度 可 以减少下 面压缩土层上 的应 力 的场 台 ( d )土 层 由深 厚 的牯性 土构 成 ， 有能力 以摩阻 力 支承 桩的场台 ( e )在短的钻孔桩的情形下 为 了把由于表层泥 土的隆起或收缩 引起的结构 位移减少 到最 小可 以 用桩作 为基 础， 可 压缩 土层 可 以是粉土 、 泥 炭土 、 粘土 或杜 砂 ， 或 是这些土 的各 种组 台，在 ( a ) ( c ) 中桩基 的作用 是把 外荷载穿过可 压缩土层传递给下 面土抗力更大 的地层 ， 而这些 地层 需有承 受除 现有荷 载之 外 由上 覆 土层引起的作用 荷载 的能力 。在所有

41、情 形下都 应 考虑 负摩擦力或下 曳力的可 能性及可 能施 加于桩上 的附加荷载 的影 响 7 3 5 2 覆 盖 在基岩 上的 可压 缩土层现 场 勘察 应确定基岩的表面 是水平的 、 暖斜的 ， 还 是不规 则 的 以及桩应穿透的风化岩 的厚度 。 如果基岩表面 是 顷斟 的 ， 打入桩 上可要求 装有 台适 的桩靴 ， 以便能 旄打到 适当的土探 度对于装有 台适桩靴 且埋 设 在坚硬 岩 石中 的桩， 其 荷载 的上 限可 为 桩材 的容许 4 8 压应力 。甚 至是 由相对软弱 的岩 土对打人 桩提供的 侧 向支承 ， 通 常也大到足 使细长桩得以应 用 7 3 5 3 覆 盖在没

42、有下 卧可压 缩底 层 的密 砂 ， 或砾 石上的可 压雏土层条 件和 7 3 5 2中论 述的 相似 ， 在持力层上覆有松砂的场 台， 挤土桩的作用是 把松砂挤 密 ， 如果 桩的同距 足够密集 ， 埋设 桩中的砂 可能变得十分 密实， 性能如同一十墩子。对所提供的 基础进行 的其它挤密也可 有同等效 应。 7 3 5 4 覆 盖在下 有可 压雏 土层 的有限 厚度 持力 层 上的 可压 雏 土层 这 可 能会 在 冲积 层 中发 生， 冲积层 的基 层是 由覆 盖在粘 土或 粉土 上的 密实 砂或砾 石构成 ， 上面依次覆盖着可压缩土层 注意在 沉桩 时 应使 桩失 或 桩底 不要 靠近

43、持 力层 的 下 部边 缘 ， 为了使它达到 一定的可靠性 ， 现场勘察 应充分详 细与 明确 在谊 些条件下单桩 的试验 对预 估群 桩性 能意 义不大 ， 设计 应根据砂 或砾 石 的下 卧土层给 出 的支承分析来确 定。 为此 目的 ， 可 假设基础荷载作用 在桩 失或 桩底 标高处 群桩覆 盖 的区域上 ， 分 析 应既 包 含 承 载力 研 究 ， 也 包 含 沉 降 的研 究 ( T o ml i r L s 0 n 1 9 8 O ) 。 7 3 5 5 由深厚的 粘性 土构成 的 土屠 群桩 的总承载力和沉 降都 预加 以考虑 。 一般 ， 在设计中要 控制的因素将是 限制沉降

44、 ， 如果土对扰动是敏感 的， 则沉 桩引起 的土体重 塑 会使土体 强度降 低 ， 并 随之 产 生固结沉 降的危险，所 应考虑给 出一 十和打 桩 无关的施工方法 ， 7 3 5 6 把 邻近泥 面土 体 的隆 起 和收 缩 引起 的桩 的位 移减 少到最小 当桩身大部分所 处土体的 含水 量受 植物生长或 收割 影响 ， 或 者 受季 节变 化影 响 的深度 范匿之 内时， 必颓 给该 桩设计 一 十稳 妥可 靠的支承 ( 见 B RE Di g e s t s 2 4 0 2 4 1和 2 4 2 j 。 土体隆 起或收缩而 引起土体 大的位移能够 预计 的 场台 ， 应考 虑把 桩身

45、上部 套住 或者颓 配置 抗拉力 的钢筋 7 3 5 7 减 少 由采 矿 作业而影 响地 基 的 位移 桩 的总承载 力和沉降都应 仔细地 估算 。在 已开采 过的 采矿层 上卧覆盖 层太 薄弱 ， 难 以支 承结 掏 的场 台， 桩披 用于把结 掏荷载传递 至下卧持力层 通 常要 求桩 贯入 岩层 且可 要求桩 的支 承窝 位于可 能 产生 沉陷 区的下 部 应考虑深层施工 可能产 生的不 利影 响及 塌陷 区域 ， 或 穿过空洞 时存 在侧 向失 稳的 可能 性 。 当基岩 上表土可能发生更大 的 位移 时， 桩应设计 成能承受剪切和下曳 引起 的附加荷 载。 ( 待续 ) 港 I挂 术

46、 与 管理 1 9 9 8第 4期 维普资讯 一 卜 2 z 往 粒墨 规色 B S 8 0 0 4 ： 1 9 8 6 桩基规范 ( ) 7 3 6 负侧摩擦力 当桩打穿正在 固结的土层时 ， 在桩就位 后 - I酊结 土 的向下 位移 以及 上 卧土 的 向下 位移将 使桩 身 下 曳 ， 这 被命 名为“ 负摩擦 ” 。 土的固结可 由沉积层的 自 重力 引起 ， 也 可 由楼顿 荷载或 填土这 类 附加荷 载的 施 加， 沉 桩时振动 引起的土 体扰动 或土体 重塑 而弓 【 起 固结 。 作用在桩上向下的下曳力 可在桩尖或桩底 施 加 足 够 的 附 加 荷 载 而 使 总 沉 降

47、过 大 ( Z e e v a r t 1 9 5 9 ) 。当桩打 穿灵 敏性牯土 时 土体的重 塑可 能 会 引起 局部固结 。由这 固结 引起 的负摩擦力 可怙 算 为 重 塑粘土的粘聚力 与桩 身表面积之乘积 预 计端 承桩的 桩周 土将 会 固结 的场 合 ， 由土体 向下运 动 弓 【 起 的侧摩 擦 力应 根 据材料 的性 质来 咕 算。计 算 桩 的 容 许荷 载 时须 将 下 曳 力 考 虑 在 内 ( F l e mi n g等人 l 9 8 5 ) 。为了减少 负摩擦力 应考虑 在 相关的桩身上涂 专用的涂料或套套管 ( B j e r r u m 等 l 9 6 9I

48、Cl a e s s e m 和 Ho r v a t l 9 7 4 ) 。 7 3 7桩 台 桩台通 常用砼 浇筑 ， 它应 有适当 的深 度 抵抗 高剪力以及 配置 足够的钢筋 。砼桩 的钢 筋插桩 台 是对粘结有 利的。铜 桩应和 桩台板或其它把荷竣 从 桩传递给 桩 台砼的相应 装置 装 配在一 起 ， 除非埋 桩台中的桩长 已经足够 。 木桩 的桩顶 应切割成 方 形 经 防腐处理 后埋 桩 台的砼 中。桩顶 和桩台的连接应对侧 向荷载 的传 递是 足够 的 桩 台在桩上 的浇筑探度 应对 垂直荷 载 的传递和抵 抗冲剪是足够的 桩 台的结 掏设计 应按 B S 8 1 1 0或

49、CP l 1 4 条 款执 行。 预计到 邻近地面的土 会由于植 物的割除或其它 顾固而隆 起的地方 应使 桩 台或地 粱脱 离泥 面 以及 防止在桩 台或地粱底面 产生过 大的压力 。另外 的方 桩是 将桩 台或地粱 的砼安放 在低密度的膨胀聚苯 乙 烯或 空心硬 纸板 厚层上( 见 BR E Di g e s t 2 4 1 ) 。 7 3 8 安全系数 设计 桩基 础时 设计过 程 所用 的一 系列安全 系 敬如 下 ： c a 1材 料本 身的安全 系数是 用于选择和桩 台作 为结构构 件设计时取用的应力 醯 | 桩时 ， 颓 使工 作荷载 不 大于 极 限 承 载力除以一个 合适 的

50、安全系数 ( 见第 l 章 ) 。预 咕 极 限承载力 可 以用 动力公式 或 应力 渡分 析 或者 在 切实可行 的场 合 在大 量工 程桩施 工之前 根据 土 工 试验 ， 如 7 5中论述 的从荷载试验来确定承载力 。选 择安全系数 时 应考 虑土 的性 质 现 场土 的性 质和状 态的变异 ， 及确 定极 限承载力 方法 的可 靠性 一 旦可行 的话 ， 极限承载 力应从荷 载试 验得 出。 如果有足 够 数量的桩经过 试 验 则从试验 得 出的数 据可用 于调 整桩的公式 中所 用 的系数 在这 基础 上 确定的极限承载力则可认 为是可靠 的 。 在某些 地质 条件 下 发 现 桩在

51、复打 时 会 出现抗 力 硪小 ( 见 7 2 ) 则在 应用 动力公式计 算 时应谨慎 更可取的是进行荷载试验 。 一 般说 来 单桩 合适 的安 全 系数 将 在 2 3之 间 。 这个范围中的低值 可用 于极限承 载力有足够数 量的荷 载试 验确定 的场 合 或 者用于 承载 力 可由地 区经验 证 实的场 合； 高值 应用 于极 限承载 力 值缺步 可靠性 的场 合。 ( c )大直径钻孔桩特别是 在扩底 的情 形下 为了 计 算桩身和 桩端 的极限 抗力 ， 采用不 同的荷 载系数 计 算 其工 作荷载 时， 考虑 桩身 和桩端 不 同的抗 力与 沉 降 关 系 一 般 来 说 是

52、台 理 的 。 应该 参 考 I C E ( 1 9 6 6 b ) B u r i a n d和 C o o k e ( 1 9 7 4 ) 的工作 。 ( d ) 必须使工 作荷 载下的沉降 值特别 是差异沉 降值不大于结构 的容许值。满 足这 一要 求所衙采 用 的安 全系数 可能 会大 于条 款( b ) 中 所要求 的安 皇系 数。 ( e )在( b ) 、 ( c ) 、 ( d ) 中确 定的适用于单桩 的安皇 系数 在预计 会承 受大 的冲击荷 载 、 循 环荷载 或振 动 荷载 时 ， 或者当土体 性质 预计可 能 会随 时间而 发生 恶化时 其值应该增大。 ( f )当桩

53、 群桩 方式沉桩 时， 设计 者 应把 7 3 4 和 7 3 5 5的建议考虑 在内 群桩 的极限承载 力 应 考虑计 及桩周土的承载力和 单桩的总 承载力 工 作 荷载 下预计的沉降 量在适 当情 况下可 以用土力学 的 方法 估算 。 ( g )在沉降不 是 紧要 的场 合 倘 若有 足够 的承 一 37 一 如 维普资讯 载余量抵御破坏 ， 则可用 较小的安 全系 数。 7 4 桩 的类 型 7 4 1 木桩 7 4 1 1 材料 7 4 1 1 1 木 材 的类 型某 些类型 的软 木和 硬木 适用 于作为永 久桩使 用。木桩 所选 择的木材取 决于 台适 的尺寸 的获取率 ， 预计

54、 的使用 寿命和 相关 的费用 包括防腐处理的 费用 所要求 的长度的莸取 事经 常是 一个 限制 因素 英 国遭 格拉斯玲杉是 目前用作桩材的最普通 的 一 种 软 木 引 进 的 断 面 尺 寸 4 0 0 ram 4 0 0 ram 长 1 5 m， 某些更长的需要 专门订购 。涂 沥青 的松木 g 进 的断面 尺寸 可至 5 0 0 ram5 0 0 m m， 长也是 S in。 在英 国永 久性 工程 中 ， 绿 心硬木是 最常 用 的一 种 硬 木， 通 常 g 进 的 毛 坯 木 材 其 断 面 尺 寸 可 至 4 7 5 mm4 7 5 mm 长度可至 1 8 m。 更大的断面

55、以及长 度至 2 4 m的木材需专 门订 赡。其它几种热带硬术也 被用作桩材 ， 通常 引进 的每段 长度可至 9 m。在许 多 国家里 习惯 把针叶树的直干用作桩材 在 绝大 多数 情形下可取 的办法是去掉树皮 ， 压注入 木材 防腐 剂 定购的桩材长 度应足以确保打入桩在 正确 的标高切 断后 ， 留下 的桩顶是 未受损伤而 完好无瑕疵 的 7 4 1 1 2木材 的质 量 木桩 应没有 可 能会 影响其强 度和耐 久性的缺 陷 木桩 中纹 理的平 直度 是重要的 ， 特 别是 在预计难打 的场 台更 显得重要 就桩 而言 ， 把某 些缺 陷 限定 于达 到 B S 5 2 6 8的 应力

56、 级别 使用是不 恰当 的 台适 的桩材 一般 应达到 S S级别或者 更好 锯成 桩材 的中心 线平直度偏差 在 其整 十长度 上应该不大于 2 5 ram 但对 于圆桩 ， 枯 木 纹 6 m 长度上偏差达到 2 5 ram是 可 允许 的。 在打桩 前应把 所有 的木桩检 查过 以便保 证符 合这 些 建议 ( 还 可看第 1 O 章 ) 7 4 1 1 3 防腐处理一 般来说 ， 防腐 处理的 必要性 将 取决于木 材种类 和使 用条 件的 恶劣 程度 这在 1 0 2 节 中详 细讨论 木材 的芯材被判断为耐久 的或更 好的 ， 例如 艾基 树 、 绿心硬 木 、 澳i If 1 红 木、 砾 木 、 非洲硬木可 不经 防腐处理而使用 。 如果木材 的 大 部分是 由边 材形成的， 则应进行防腐处理 。 其糸 各 种木 材都应进行 防腐 处理 。木 材处理 时只有用杂 酚 油 ( 见 B S 9 1 3 ) 或铜质 铬质 砷 ( 见 B S 4 0 7 2 ) 的防腐 剂， 压力注入被认 为是 合适的 。 应该注意的是 如果 要求 木材 的使用 寿命长 而 在选 择 了天 然耐 久性 不 够的木材进行防腐处理的情况下， 则应避免使用难 3 8 于处理的木材 ， 例如 ： 自木和青松 B S 5 2 6 8 ： P a r t 5给 出了木桩 防腐处 理的建议