巖土工程不確定性的風(fēng)險及控制三

巖土工程不確定性的風(fēng)險及控制

（以樁的承載力

和變形為例）xx巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

xx年xx月提綱引言沉樁因素對承載力影響二沉樁因素對變形的影響三結(jié)論與建議四五一施工控制措施一、引言巖土是自然地質(zhì)歷史的產(chǎn)物，具有其獨(dú)特性和變異性，巖土由三相組成，三相間的不同比例關(guān)系及其相互作用，使巖土形成了極其復(fù)雜的物理力學(xué)性質(zhì)，它的變異性、不連續(xù)性和多相性造成巖土的強(qiáng)度、變形和滲透三大工程問題。由于巖土材料表現(xiàn)出極大的不可知性，使巖土工程充滿了風(fēng)險和挑戰(zhàn)；一、引言巖土具有以下的特殊性：土層與地下水分布的不確定性；現(xiàn)場與實(shí)驗(yàn)室的巖土指標(biāo)的不一致性；現(xiàn)場原位應(yīng)力與孔隙水壓力的不確定性；外加荷載及其分布的不確定性；巖土材料性質(zhì)的復(fù)雜性計(jì)算理論和方法的不確定性。一、引言

巖土工程工作的原則

巖土是自然產(chǎn)物，不同與鋼筋砼，應(yīng)采用工程地質(zhì)觀點(diǎn)對待巖土工程問題，必須掌握巖土的性狀，懂得巖土性質(zhì)指標(biāo)的物理意義、用途和限制；能結(jié)合工程特點(diǎn)采用相應(yīng)勘探測試技術(shù)揭示地層，以充分認(rèn)識鉆探取樣和原位試驗(yàn)試驗(yàn)帶來土體的物理力學(xué)性質(zhì)方面的變化；提倡應(yīng)用類似地質(zhì)條件的工程經(jīng)驗(yàn)，判別數(shù)值計(jì)算結(jié)果的誤差和幅度，必須堅(jiān)持因地制宜、就地取材、保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的原則。

一、引言巖土工程師應(yīng)具備的能力

(1)技術(shù)人員素質(zhì)提高，根據(jù)市場需求調(diào)整或增加專業(yè)設(shè)置，改變以往的單項(xiàng)、附屬性專業(yè)面，使其成為具有相當(dāng)廣度和理論、深度和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

(2)在軟硬件條件上,計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展為復(fù)雜的巖土工程分析和檢測提供了強(qiáng)大的工具支持：模擬預(yù)測、信息化設(shè)計(jì)與施工、人工智能專家系統(tǒng)、檢測與物探測試發(fā)展，使巖土工程師有可能更加科學(xué)和可靠地對工程問題進(jìn)行較深入的定量和定性分析判斷。

(3)樹立“為顧客增值”的產(chǎn)品質(zhì)量觀，并通過這一觀念增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭能力，即巖土工程工作成果應(yīng)該能夠盡快能使顧客在保障建設(shè)工程安全的前提下節(jié)約其投資。

一、引言巖土工程技術(shù)水平發(fā)展

巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)測是巖土工程的一個完整體系，不可分割。合格巖土勘察工程師必定是一個合格的巖土設(shè)計(jì)工程師；巖土施工對設(shè)計(jì)方案能否實(shí)現(xiàn)，其影響極大，至關(guān)重要。監(jiān)測手段是對巖土設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)果的驗(yàn)證，同時對重大和復(fù)雜工程信息化施工和調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)的依據(jù)，并能有效及時采取相應(yīng)措施以確保工程安全。因此，巖土工程師以勘察為實(shí)踐的根本（獲得巖土資料和認(rèn)識土性），設(shè)計(jì)是實(shí)踐的基礎(chǔ)（使用這些資料），施工是實(shí)施結(jié)果，監(jiān)測是對以上驗(yàn)證并獲得原型參數(shù)，重新認(rèn)識巖土性狀的過程。通過四個階段實(shí)踐，是飛躍式的上升。

一、引言以樁的承載力和變形為例樁的承載力及變形特性隨工程經(jīng)驗(yàn)和不斷認(rèn)識，其尚未認(rèn)識問題及其影響因素越來越復(fù)雜，需不斷地深入研究并重新認(rèn)識；一、引言荷載特性

地基土特性

樁型及樁身強(qiáng)度

進(jìn)入持力層深度

沉樁順序及速率

影響單樁承載力和樁基變形因素布樁面積系數(shù)

……二、沉樁因素對承載力影響

1.不同沉樁方式（預(yù)制樁300×300

L＝24m，飽和粘性土地基）－靜力壓入法S1－振動法S2

R1/R2=1.67二、沉樁因素對承載力影響

2.不同樁尖設(shè)置（PHCAB400，L＝39m飽和粘性土地基,休止期40天）－靜力壓入法R1/R2=1.66二、沉樁因素對承載力影響

3.不同鋼靴（PHCAB600）－靜力壓入法R1/R2=1.57二、切沉晨樁因瘦素對馳承載凈力影太響4.試樁度邊界洋條件扮不同規(guī)（松答江）鋼筋映混凝芽土方奧樁:25恒0×鼓25軌0學(xué)L=煩24糕mRk譜=7晚20泊KN士(工程測前試俱樁）30喝0×你30詞0稍L=牙24裹mRk蠢=4臺20齒KN究(工程攝樁試敢樁）－靜勝力壓頌入法R1購/R惱2=鋪1.怪71二、畜沉鐮樁因靈素對宏承載勸力影際響5.樁身柔質(zhì)量（PH孟C寸AB舒6漆00帥)－錘榴擊法R1域/R疾2=幣2.名50二、畝沉撤樁因況素對壁承載榆力影妻響6.樁身夠質(zhì)量（鋼躲筋混種凝土刑方樁20屑0×寨20略0，L＝8m）－錘肆擊法R1顏/R修2=霉1.敲63二、李沉繁樁因明素對淘承載徒力影藝響7.擠土普引起艷樁頂麻回彈（PH粱CAB就60善0，硬粘仗性土斤地基擁）－靜研力壓姿入法二、障沉積樁因搏素對肝承載蟻力影哈響8.沉樁廳速度掉過快（PH緩CAB糟40磨09536貓m)三節(jié)慘樁，圖節(jié)頭夫脫節(jié)－靜充力壓尖入法二、綿沉筐樁因案素對亡承載摧力影際響9.連續(xù)循沉樁星，沉慈樁過議快（PH貼CAB卻60披011執(zhí)068蝦m士5節(jié)樁悉，軟粘煉性土級地基說）－錘逆擊法灰施工D8血001.迎3c南m/榜10擊二、拜沉贊樁因銀素對爭承載竿力影然響9.沉樁餓休止翼期不同獎土質(zhì)淚、不殼同樁壇型、帽不同鳳尺寸樸的樁對承載予力時仇效試造驗(yàn)觀痰測結(jié)蝦果，耕得到撕單樁候極限勻承載喘力比鑒初始淺值增喚長約諸為40～40撲0%，達(dá)趟到穩(wěn)憐定值扇所需校要的沒時間篩由幾桂十天勵到數(shù)楊百天呈不等,在軟停飽和觀粘性味土地村基中項(xiàng)尤為號明顯古。二、霧沉校樁因撇素對菠承載傾力影箭響9.沉樁砌休止揚(yáng)期對于菜樁周釋的土株體，雹根據(jù)燙擾動紅程度村的不悅同可蠟分為蜻三個期區(qū)域疫：緊冶貼于貨樁身嬌表面舊的結(jié)英構(gòu)完岸全破伸壞的擋第Ⅰ區(qū)（吉完全愁擾動幟區(qū)）協(xié)、保秧持原引狀的斥第Ⅲ區(qū)（訂未擾刷動區(qū)句）和灑界于經(jīng)二者返之間能的第Ⅱ區(qū)（羅部分搜擾動龍區(qū)）樁打逼（壓蘭）入滴粘性挖土中肅，主城要在疲兩方腎面改起變了頁地基府土的恭狀態(tài)須：一陡是破吩壞了接地基姿土的餓天然交結(jié)構(gòu)傘；二賓是使訪土受鄙到急惡速擠柄壓，孫造成邀孔隙豬水壓陵力急渣劇上舊升，俘有效錯應(yīng)力界減小恐。兩撲種作遣用都仗使得稈樁周蝦土（得包括肅樁端俊土）冤的強(qiáng)馬度大版為降綢低，浴因而坊樁周雜摩阻架力和怠樁端森阻力備都處鬧于較較低的蘆應(yīng)力忠水平燥。隨劫著時厘間的纏推移驗(yàn)，這盜兩者引的情韻況都救在不尤斷地嘴變化米，樁鍋的承織載力返也隨盛之增揮長。大量卡的靜暫載試朵樁資放料表紙明，xx地區(qū)濁軟粘艷土中尖鋼筋插混凝鋒土預(yù)抖制樁腐在沉筍樁后瘋，隨倆著時賽間的嘉推移霉，其棋極限打承載敗力有心大幅豆度的麗提高伸。單處樁極貧限承物載力菠增長我的速舍度和鐘幅度煉受土小層條維件及郊有效鑄樁長惕等的摟影響延很大獄。根據(jù)碼研究架，可扒采用胖迭代另法回徑歸分贊析能踢充分夕考慮現(xiàn)同一羽工程鑼樁在華不同國的休抽止期宿靜載乒試樁騎極限建承載木力間巖的內(nèi)姿在聯(lián)詳系對芽單樁緊極限被承載辛力增呈長規(guī)兄律的通代表萌性；紙也可革采用唇根據(jù)飽不同編土層扁單樁吵后期弓極限屠承載州力的把變化秩規(guī)律連預(yù)測饒，預(yù)攪測精峽度可雄以滿赤足工辯程要拔求。三、霉沉再樁因生素對兩樁基缺沉降唯量影揭響1.不同摟加荷浮速率嬸影響

建

筑

物

性

質(zhì)

層數(shù)與高度基礎(chǔ)尺寸(m)結(jié)構(gòu)類型基底有效附加壓力（kPa）28層34×21Be=26.5剪力墻386樁型及規(guī)格(予制樁）（m)樁尖入土深度(m)單樁容許承載力（kN）樁數(shù)0.50×0.50×3540.21900162根三、攀沉希樁因渡素對屬樁基鳳沉降策量影孩響1.不同坡加荷脆速率綠影響布樁染面積料系數(shù)a=咽5.插8%12號房靜：平均輪沉樁甘速率K＝7根/日竣工站時間t=勺1.夾9年沉樁瀉后約2月基憐礎(chǔ)施智工13號房緞：平均飲沉樁滾速率K＝8根/日竣工紹時間t=紅1.贊2年沉樁輸后約1.凈5月基毅礎(chǔ)施炕工結(jié)果爸：S1適3/黎S1養(yǎng)2=神1.慎5三、交沉犯樁因經(jīng)素對鍬樁基模沉降創(chuàng)量影爸響2.沉樁牢后的畏不同井休止樓期影孔響

3.建

筑

物

性

質(zhì)

層數(shù)與高度基礎(chǔ)尺寸(m)結(jié)構(gòu)類型基底有效附加壓力（kPa）18層33×17.5Be=24剪力墻243樁型及規(guī)格(予制樁）（m)樁尖入土深度(m)單樁容許承載力（kN）樁數(shù)0.45×0.45×30.231.251000230根三、顛沉它樁因適素對踩樁基筋沉降繡量影鞭響2.沉樁芝后的燭不同太休止勞期影啦響布樁覺面積盡系數(shù)a=林8.伴1%10號房輛：平均皆沉樁漂速率K＝8根/日竣工托時間t=核1.勉3年沉樁耍后約2月基娘礎(chǔ)施牛工13號房伸：平均錄沉樁嘴速率K＝8.避5根/日竣工當(dāng)時間t=庫0.彎8年沉樁藝后約11月基瀉礎(chǔ)施貌工結(jié)果黨：S1柜0/逝S1雪3=伍1.破53三、擱沉瓦樁因頓素對捏樁基倡沉降蕉量影典響3.不同循沉樁渴速率叮影響實(shí)例A層數(shù)與高度基礎(chǔ)尺寸(m)結(jié)構(gòu)類型基底有效附加壓力（kPa）15層30×18Be=23.5剪力墻218樁型及規(guī)格(予制樁）（m)樁尖入土深度(m)單樁容許承載力（kN）樁數(shù)0.45×0.45×25.527.4850194根三、根沉伐樁因音素對果樁基還沉降糊量影普響3.不同碎沉樁坊速率男影響實(shí)例A布樁旋面積辛系數(shù)a=旅7.許1%12號房擋：平均頭沉樁私速率K＝13根/日竣工壯時間t=爪1.礦88年沉樁僻后約1.菠5月基賴礎(chǔ)施柳工15號房器：平均碗沉樁裕速率K＝5.嬌5根/日竣工壞時間t=民1.歐22年沉樁填后約1.瓜5月基啊礎(chǔ)施怕工結(jié)果捉：S1敢2/擋S1莊5=枝1.壇54三、直沉壘樁因誰素對戚樁基島沉降狼量影創(chuàng)響3.不同退沉樁缸速率騾影響實(shí)例B

3.建

筑

物

性

質(zhì)

層數(shù)與高度基礎(chǔ)尺寸(m)結(jié)構(gòu)類型基底有效附加壓力（kPa）18層33×17.5Be=24剪力墻243樁型及規(guī)格(予制樁）（m)樁尖入土深度(m)單樁容許承載力（kN）樁數(shù)0.45×0.45×30.231.251000231根三、絨沉占樁因獸素對輛樁基扛沉降刊量影詳響3.不同棟沉樁牌速率紋影響實(shí)例B布樁刑面積路系數(shù)a=男8.撞1%40色5號房抓：平均矮沉樁誰速率K＝22根/日竣工像時間t=螞1.陽36年沉樁藏后約9月基軟礎(chǔ)施珍工40金6號房雨：平均咳沉樁希速率K＝5根/日竣工謝時間t=濫1.擋0年沉樁微后約3月基旁礎(chǔ)施形工結(jié)果轉(zhuǎn)：S40幻玉5/S40溪6=2圾.5訴2(接頭掏脫節(jié)吼等）1樁材榜控制那要點(diǎn)PH家C、PC樁型磁號楚壁厚剖單勤節(jié)長莖度選寺?lián)褓I管樁凱樁身致結(jié)構(gòu)萍豎向鮮承載魚力設(shè)買計(jì)值Rp樁尖策造型(開口毫鋼管階、十炭字型不鋼、俗混凝蟲土樁倡頭)沉樁匠方式齒：靜難壓(有效槳壓力)、錘轟擊(錘型)常壓責(zé)養(yǎng)護(hù)肢時間許宜大添于14天糾端板深坡口郊高度翻焊表接方糾式及陣?yán)鋮s鴨時間滑沉凍樁速袍率、捉布樁烏間距四、東施誦工控蕩制措羨施（制以PH餃C樁為松例）2施工過方面(1霧)施工找前迫成品萍樁應(yīng)奸按選叔定的盟標(biāo)準(zhǔn)碌圖或救設(shè)計(jì)塑制作外圖，啟對其超外觀您質(zhì)量斯進(jìn)行肯檢驗(yàn)(有否惕樁身駛合縫裳漏漿倘、露蕩筋、痛表面扮裂縫葛、端姿板平剛整度怒及坡幟口高奸度、供樁端疏空洞)；仙對接跟樁用況焊條坦、沉腐樁等襯材料則和設(shè)研備進(jìn)元行檢場驗(yàn)。四、簽施瞞工控刺制措晴施（嘉以PH溝C樁為船例）(2辭)施工鞭過程眾打膛入(靜壓)深度釋、停劫錘(沉樁油阻力)控制稻標(biāo)準(zhǔn)儲及樁泉身(架)垂直縣度檢之查；超接瓶樁質(zhì)箏量、殖接樁漆間歇宅時間婚及樁稱頂完培整狀罩況；飯每斧米進(jìn)智尺錘盡擊數(shù)(沉樁革阻力)、最逮后1m錘擊盆數(shù)(沉樁座動阻笑力)、最窄后三梳陣貫鈔入度楊及樁用尖標(biāo)考高等小。(3屆)施工好后乳通過怒樁孔顆照明洲直觀辨檢查淹沉樁網(wǎng)后樁址身質(zhì)少量及聚焊接粘質(zhì)量色；茄樁位最偏差疤、樁朝頂標(biāo)與高、連貫入皆度、俊低應(yīng)雪變動局測、披靜載搭荷試寸驗(yàn)。四、各施蹤蝶工控雷制措將施（涉以PH訴C樁為茅例）3沉樁烏對環(huán)頃境的殃影響謝及防帳治措版施管斯樁屬苦于擠情土樁跡，在輪飽和需粘性辮土地皺基，般會產(chǎn)皮生很絨高超慎孔隙巡壽水壓節(jié)力引新起土鑄體位盼移，顏影響鄰周邊擋環(huán)境建。防治耽措施(1枯)設(shè)計(jì)鴨上選汗擇合給理的罵樁徑(盡可物能與桶樁身壺強(qiáng)度難匹配)，布意樁面伙積系得數(shù)控協(xié)制在3%以內(nèi)略；(2凡)合理尊控制掠沉樁疊順序弱及沉棟樁速還率；(3慈)設(shè)置幕豎向有排水畜通道標(biāo)；(4奧)設(shè)置秧防擠牛溝；(5鞭)在樁烈位或葛沉樁筒區(qū)外麥鉆孔乒取土現(xiàn)。四、漏施綠工控層制措影施（椒以PH鄙C樁為咐例）四、噴施賣工控煌制措摧施（碎以PH傘C樁為炊例）泄（試樁航結(jié)果扯分析）四、挎施演工控耽制措牌施（羨以PH讀C樁為露例）(質(zhì)量采問題目之一輕樁身愉偏斜)四、房誠施會工控啦制措乘施（及以PH嘉C樁為拘例）(質(zhì)量箭問題鵝之二癢樁身狐斷裂)四、交施雪工控分制措持施（亦以PH膜C樁為漸例）(