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【汇总分析】桩基设计的几个疑难问题

本文共计约：2818字  |  阅读时间：5 分钟

汇总了《建筑桩基技术规范》施行近半年以来遇到的几个问题，归纳起来为三类：

1）个别规范条文*被误解或忽略，如空心桩桩身截面模量W0的取值；

2）规范条文没有涉及的实际问题，如桩身压屈效应和负摩阻力的叠加问题；

3）个别的规范规定值得商榷，如液化土中桩身压屈计算长度lc的取值问题。

对这些实际问题进行了讨论，提出了作者的意见供**参考。

1、 桩身压屈效应和桩负摩阻力的叠加问题

①  规范内容简述

新桩基规范强调了桩身压屈效应和负摩阻力效应的重要性，分别在3.1.3条2款和5.4.2条以强制性条文的形式提出相关要求，并在5.8.4条和5.4.3~5.4.4条分别提供了计算方法。

桩身压屈效应是使桩身承载力下降，需要乘以桩身稳定系数进行折减；负摩阻力效应是使桩身承受向下的附加荷载。

②  设计相关问题

需要考虑桩身压屈效应的场合往往也需要考虑负摩阻力效应。例如，广州地区很多场地有较厚的淤泥，其性质较差（含水量w=60~**，直接快剪指标c=3~5kPa、φ=1~30）,符合需要验算桩身压屈效应的条件。同时场地平整在其上有几米厚的新近回填松散填土，也需要考虑负摩阻力的不利影响。是否应把两者的不利影响叠加考虑，即对桩身承载力乘以桩身稳定系数进行折减，同时桩身还要另外附加负摩阻力。如果这样算下来，桩数比以往要增加不少。

③  讨论及设计建议

判断是否需要叠加桩身压屈效应和负摩阻力的不利影响，应分析两者是否会同时发生的。在工程的前期，桩侧的淤泥还没有固结，不存在桩周土层沉降**过基桩沉降的情况，不需要计算负摩阻力；同时淤泥性质较弱，对桩身受压失稳的约束能力不足，应考虑桩身稳定性问题。在工程的后期，桩侧的淤泥固结逐步达到稳定，桩周土层沉降**过基桩沉降，桩负摩阻力达到峰值，应计入负摩阻力的不利影响；但此时淤泥性状已大大改善，对桩身受压失稳的约束能力也有很大提高，桩身稳定系数甚至可取1.0。可见两者的较大值不是同时发生的。在桩负摩阻力逐渐增加的过程中，桩身压屈效应逐渐减弱。

建议设计时按新桩基规范5.8.4条和5.4.3~5.4.4条分别单复核桩身压屈效应和负摩阻力的不利影响，并适当留有余地。

2、 空心桩桩身截面模量W0的取值问题

①  规范内容简述

在计算单桩水平承载力特征值、桩的水平变形系数α等环节都涉及桩身抗弯刚度EI，新桩基规范5.7.2条提供EI的计算取值方法如下：

对于钢筋混凝土桩，桩身抗弯刚度 ；其中，Ec为混凝土的弹性模量，I0为桩身换算截面惯性矩，圆形截面 ，矩形截面 ；W0为桩身换算截面受拉边缘的截面模量，圆形截面:

其中d为桩直径，d0为扣除保护层厚度的桩直径；b为方形桩截面边长，b0为扣除保护层厚度的桩截面宽度； 为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值。

②  设计相关问题

对照材料力学关于圆形和方形的截面模量W计算公式可知，（1）、（2）式是对应于实心圆形和方形桩，并且把桩身钢筋等效地计入W0。由于规范条文没有特别说明，也没有另外提供空心桩的计算公式，有设计人员直接套用  （1）、（2）计算预应力混凝土管桩和预应力混凝土空心方桩的W0，造成偏差。

以壁厚90mm的ф400预应力混凝土管桩为例，减去空心部分后桩身抗弯刚度EI相差约12.3%，对后续的单桩水平承载力特征值、桩的水平变形系数α等计算结果有较大影响。

③  设计建议

计算预应力混凝土管桩和预应力混凝土空心方桩W0时，要减去空心部分，即预应力混凝土管桩为：

其中dl为空心桩内径。

3、液化土中桩身压屈计算长度lc的取值问题

①  规范内容简述

新桩基规范5.8.4条规定，对于桩身穿越可液化土的基桩应考虑压屈影响，桩身正截面受压承载力乘以φ折减，稳定系数φ可根据桩身压屈计算长度lc和桩的设计直径d（或矩形桩短边尺寸b）确定。桩身压屈计算长度lc按规范表5.8.4-1确定。

新桩基规范表5.8.4-1备注3点提出，当桩侧有厚度为dl的液化土层时，桩露出地面长度l0和桩的入土长度h分别调整为：

ψl按新桩基规范表5.3.12取值。

②  对规范规定的讨论及建议

土层液化折减系数ψl值如表1所示（表中N为饱和土标贯击数实测值；Ncr为液化判别标贯击数临界值），与抗震规范[2]表4.4.3同。

从表1可见，饱和土标贯击数实测值N越大，饱和土越密实，ψl值越大，液化土层桩侧阻力需要折减的程度越小；同时饱和土对桩身受压失稳的约束能力也越大，桩身压屈计算长度lc理应越小。

但对照（5）、（6）式，ψl值越大，桩身自由长度的计算 反而越大，桩身受压失稳的可能性越大。显然（5）、（6）式值得商榷，建议改为：

4、挤土桩的较小桩距

①  规范内容简述

新桩基规范3.3.3条1款提出了基桩的较小中心距，对照94版桩基规范[3]，挤土桩和部分挤土桩的较小中心距普遍增加了0.5d，反映出新桩基规范对挤土效应的重视。

②  对规范规定的讨论及建议

在软土中采用挤土桩，可能产生挤土效应，造成地面隆起；邻近建筑物上抬、下沉和开裂；邻近管线变形、开裂；拉断已沉桩的接头等工程问题。规范的基桩较小中心距所考虑的因素之一就是成桩工艺。对于非挤土桩而言，*考虑挤土效应问题；对于挤土桩，为减小挤土负面效应，在饱和粘性土和密实土层条件下，桩距应适当加大。

但是，新桩基规范仅以成桩工艺分类规定基桩较小中心距，似乎并不全面。成桩方法只是其中一个影响因素，挤土效应的控制性因素是桩的面积置换率（即入土桩的总截面积与建筑物底面积之比）。例如，采用轻钢结构屋面的大跨度结构，就算采用预应力混凝土管桩等挤土桩，由于结构自重轻、桩数少，总体桩的面积置换率低，挤土效应一般不明显。

建议对面积置换率在1~2%以内的挤土桩，基桩较小中心距可适当放宽。

 5、静压桩压桩机接地压强的控制问题

①  规范内容简述

新桩基规范7.5.4条规定,采用静压沉桩时，场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍。

②  工程实例

2003年广州市某办公楼工程，表层土分布自上而下为：（1）、0.1~0.5m厚的松散人工填土、（2）、2.2~5.0m厚的淤泥（fak<30kPa）、（3）、4.2~6.8m厚的淤泥质砂土（fak=40kPa）。在静压管桩完工后检测发现**过半数断桩，其原因主要是压桩机的着地压力达90kPa、**过表层土体承载能力，土体产生侧向塑性变形而引起水平位移，把已压桩推断破坏。较后决定将改用钻孔桩进行补桩处理。

③  讨论及设计建议

静力压桩具有无噪声、没有震动、不会对环境造成危害的优点，在很多城市的中心城区广泛使用。但静力压桩需要大量的配重，对场地表层土承载力的要求比较高。静力压桩机的接地压强一般介于66~120kPa，个别可高达160kPa甚至180kPa以上[4]。如果表层土非常软弱，无法承受配重的过大压力，就会发生陷机现象，使已压桩造成压断或推断破坏。

新桩基规范7.5.4条是施工方面的规定，而且条文说明也没有详细解释，设计人员*忽略。当场地软土层厚而埋深浅、表层土承载力低时，应在设计文件中对压桩机着地压强作出限制，或适当处理表层土以提高其承载力。

 6、如何执行预制桩吊运和锤击验算的强制性条文规定

①  规范内容简述

新桩基规范3.1.3条2款规定，混凝土预制桩应按吊装、运输和锤击作用进行桩身承载力验算。

②  讨论及设计建议

这是强制性条文，必须严格执行。但规范规定比较笼统，可执行性不高。首先规范没有明确进行验算的主体，设计单位和施工单位可能互相推诿，使强制性条文无人执行，失去其严肃性。二，新桩基规范5.8.11和5.8.12条提供了预制桩吊运和锤击验算的原则和方法，从该条文在规范的位置来判断，似乎暗示应由设计单位进行验算工作；但在设计阶段预制桩的施工方案未定，如何吊运、验算较大锤击应力的参数等无法事先知晓，设计单位无法进行验算，反而*令施工图审查机构误会设计单位不执行强制性条文、引起不必要的误会。

建议设计单位在桩基施工要求方面补充相关内容，要求施工单位在制定预制桩施工方案时，按《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）5.8.11和5.8.12条进行预制桩吊运和锤击验算，并报设计单位复核同意后方可施工。

 7、结语

《建筑桩基技术规范》(JGJ94－2008)总结了近年来我国桩基础设计、施工经验，吸纳了该领域新的科研成果。它的颁布实施为我国桩基工程提供了更加完善的技术指引。本文提出新桩基规范实施中的若干问题，只是想说明：工程实际情况千变万化，任何技术规范不可能为所有工程实际问题都提供完整的答案，需要工程技术人员发挥聪明才智，对规范条文融会贯通。

【干货】什么情况下需要房屋检测，它有哪些业务类型

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什么情况下应对房屋进行检测？

当出现下列情况之一时，应按照相关规程对房屋进行检测鉴定：

1）房屋因使用不当、老化等原因，出现明显损伤、变形或其他功能退化；

2）处于安全使用要求，需要了解房屋的结构现状和安全性；

3）外部作用的影响使房屋产生损伤（相邻工程施工：深基坑开挖）；

4）房屋拟改变使用用途、使用条件或使用要求；

5）房屋拟进行修缮、改建（包括不限于加层、插层等）、整体迁移等；

6）对房屋质量状况有异议；

7）出于建筑保护要求，需要了解房屋的工作现状和目标使用期内的可靠性；

8）房屋**过设计使用的年限；

9）或有其他需要。

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既有建筑物检测评定类型

既有建筑物检测类型主要有房屋结构抗震性能鉴定与评估、房屋结构安全性检测评估、房屋损坏趋势检测监测、房屋完损状况检测、危险房屋的检测鉴定、灾后建筑物的安全检测与评估、优秀历史建筑的综合检测评估和其他专项检测。

房屋检测应根据实际情况及业主要求选用不同类型的检测，检测内容、方法及要求应符合相应检测规范的具体规定。

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检测类型与检测内容

房屋结构抗震性能鉴定与评估

?  房屋原设计未考虑抗震设防或抗震设防标准低，为了解其抗震性能而进行评估；

?  为提供房屋的抗震设防标准，对其抗震性能现状进行评估；

?  在抗震鉴定钱，一般需对房屋的设防类别、后续使用年限进行确定；

?  需对结构抗震措施和抗震承载力进行评定；

?  结论一般需对房屋整体抗震性能进行综合评定。

检测内容：

1）房屋建筑结构情况的检测与复核（没有图纸需测绘）；

2）房屋相对不均匀沉降和倾斜情况的检测；

3）房屋主要结构材料强度的检测；

4）房屋损伤状况的检测；

5）房屋改造方案及未来使用荷载的调查分析；

6）不考虑地震作用下房屋结构安全性的分析与评定；

7）房屋结构抗震性能鉴定（包括抗震措施鉴定和抗震承载力验算）；

8）对可能存在的问题提出处理建议。

房屋结构安全性检测评估

?  为了解房屋结构安全状况而进行的检测；

?  因房屋修缮、使用功能变更及荷载变化等需进行检测，为设计提供依据；

?  包括结构检测和安全评估两部分，需进行结构计算分析；

?  现场检测包括对结构的现状（结构布置、损伤、变形、材料等）进行了解，为结构分析提供依据；

?  较终需对结构的整体安全状况进行综合评定。

检测内容：

1）房屋建筑结构情况的检测与复核（没有图纸需进行测绘）；

2）房屋主要结构材料强度的检测；

3）房屋相对不均匀沉降和倾斜情况的检测；

4）房屋损伤状况检测；

5）房屋改造方案及使用荷载的调查分析；

6）房屋结构安全性的分析与评定（考虑和不考虑地震作用下承载力验算）；

7）对存在的问题提出处理建议。

房屋损坏趋势检测监测

?  房屋因受相邻工程影响，为对房屋进行保护而进行的检测；

?  分施工前的检测、施工期间的监测和施工后的评估；

?  施工**般进行完损检测，施工期间进行全过程的变形和损伤监测；

?  施工后对前期监测结果进行总结，对房屋质量进行复测，评估受损程度；

?  通过检测监测，一方面对房屋进行保护，另一方面为解决纠纷提供依据。

检测内容：

1）房屋建筑结构情况的调查（结构体系、及沉降缝等）；

2）房屋相对不均匀沉降和倾斜情况的检测；

3）房屋损伤情况的检测（针对地铁、房屋通道等深基坑施工对房屋的影响）；

4）相邻工程概况的调查（是否符合规范的要求）；

5）分析房屋变形敏感部位，布置沉降、倾斜及裂缝测点并测试其初始值（相邻工程施工前）；

6）提出沉降、倾斜及裂缝监测报警值；

7）对存在的问题提出处理建议。

 房屋完损状况检测

?  为解决某种专门问题（如局部损伤、质量纠纷、原因分析）；

?  损伤检测、变形检测等是主要工作内容；

?  以定性分析为主，一般不做结构计算；

?  以完损等级规范为依据，分完好、基本完好、一般损坏、严重损坏、危房。

危险房屋的检测鉴定

?  为确定房屋是否为危险房屋而进行的检测鉴定；

?  在上海市，此种类型的检测鉴定较为少见；

?  一般如对房屋作出危房的鉴定结论，需进行*评审；

?  经*评审确定为危房时，一般需立即拆除。

灾后建筑物的安全检测与评估

?  在房屋受水灾、火灾及地震灾害后，为了解房屋受损程度及安全状况而进行的检测；

?  在检测中，首先对灾害的程度进行调查，如暴雨系数、火灾温度场及地震震级及烈度等进行调查；

?  一般需对房屋受损后的结构状况进行计算分析。

优秀历史保护建筑的综合检测评估

?  包括一般优秀历史保护建筑和文物建筑的检测评估；

?  需从历史保护的角度进行检测评估，与一般建筑的区别在于“保护”；

?  首先需对保护类别、保护部位进行确认，对历史沿革进行调查；

?  历史建筑重在延年益寿，重在保护性利用，检测更需细致，尽量挖掘潜能；

?  一般需对建筑、结构、机电等进行全面检测评估；

?  在现场充分检测的基础上，对结构性能进行评估，需结合历史的特点。

检测内容：

1）房屋历史沿革及修缮历史情况的调查；

2）房屋建筑结构情况的检测与复核；

3）房屋建筑特色及重点保护部位的调查（从业主方和历史房屋保护中心查阅相关资料）；

4）房屋主要结构材料强度的检测；

5）房屋相对不均沉降趋势和倾斜情况的检测；

6）房屋的完损状况检测（重点保护部位及其他部位）；

7）房屋修缮方案及未来使用荷载的调查；

8）房屋结构安全性的分析与评定；

9）房屋结构抗震性能鉴定；

10）对不满足房屋结构安全性要求的部位提出处理建议。

其他专项检测

?  不属于以上类型的检测，主要为专项委托内容的检测；

?  包括鉴定、保险公司委托的检测；

?  还包括其他专项检测，如材料检测、变形检测、渗水检测等某一项检测。

接下来，小编给大家总结一下文章的主要内容（建议点击收藏图片哦）：

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检测主要技术依据

1）标准《木结构设计规范》（GB50005-2003）(2005年版)

2）标准《砌体结构设计规范》（GB50003-2011）

3）标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

4）标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

5）标准《建筑抗震鉴定标准》（GB50023-2009）

6）标准《建筑地基基础设计规范》（GBJ 50007-2011）

7）标准《建筑结构检测技术标准 》（GB/T 50344-2004）

8）标准《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-2015）

9）标准《砌体工程现场检测技术标准》（GB/T 50315-2011）

10）标准《木材抗弯强度试验方法》（GB .-）

）标准《房屋完损等级评定标准》(城住字(84)678号)

12）人民共和国行业标准《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）

13）人民共和国行业标准《危险房屋鉴定标准》（JGJ125-99）（2004年版）

14）人民共和国行业标准《回弹仪评定烧结普通砖强度等级的方法》（JC/T796-2013）

15）人民共和国行业标准《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》（JGJ/T136-2001）

16）上海市工程建设规范《既有建筑物结构检测与评定标准》（DG/TJ- -）

）上海市工程建设规范《地基基础设计规范》（DGJ08-11-2010）

18）上海市工程建设规范《建筑抗震设计规程》（DGJ08-9-2013）

19）上海市工程建设规范《现有建筑抗震鉴定与加固规程》（DGJ08-81-2015）

20）上海市工程建设规范《房屋质量检测规程》（DG/TJ08-79-2008）

21）上海市工程建设规范《优秀历史建筑保护修缮技术规程》（DG/TJ--）

）业主提供的《关于XX优秀历史建筑保护修缮工程保护要求告知单》

23）业主提供的原始建筑结构设计图纸