多长叫“长桩”?

声明:本文纯属作者个人技术观点,与其他单位无关。

作者简介:邱明兵

《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008编委

《建筑桩基技术规范应用手册》2010年,第三作者

《建筑地基沉降控制与工程实例》2011年

《建筑结构震害机理与概念设计 》2011年

国家一级注册结构工程师(2003年)

注册土木工程师(岩土)(2005年)

高级工程师


      本系列文章实属偶然。

      因为看到当下大家极度强调“概念”,常常不顾“机理”,给设计人员造成困扰。

我想起接受到的教育“概念为先,机理为本”,本来是想借“包络分析”把这8个大字分享给大家。然后有人说:你这“机理”虚头巴脑的,来点儿具体例子。


      这里强调一下:我写的文章,尽量阐述清楚来源。如有不实之处,请指正!当然,请指正的也要有依据!


前面写了一篇《入土深度大于6m才能按桩计算承载力?》,阐述的是桩最短是多少?摩擦型桩可能需要个最短桩长,但在基岩中就要慎重。实际工程中,最短桩长的问题常出现在基岩的情况,因此有必要澄清这个最短桩长不能用6m来控制的问题。


这次来说一下长桩。

因为有设计师来问我:项目上桩长70~80m了,算不算长桩啊?或者说,我这桩长径比都超过100了,是不是长桩啊?

来看今天的解释吧。


某知名书籍《建筑地基基础设计方法及实例分析(第二版)》P320写到:

七、结构设计的相关问题

3.关于长桩的规定规范未予明确,需设计者根据经验确定。


那么,在工程设计阶段判断“长桩”有意义么?


最早的时候,对于桩的最大长度有过担忧。觉得桩太长太细,像针插进豆腐,太长了怕失稳。当时用的是长径比限值来约束。

经过几十年试验和应用,人们对单桩承载力性状越来越了解深刻,心里也更有底了。《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008就取消了桩的长径比最大值的约束。

所以在设计阶段,不单独提出“长桩”的定义。


不过还有些地标,在特殊的前提下,还在引用这个长径比限值的指标,且用了“不宜”。在此不做评论。


[广西]先张法预应力混凝土管桩基础技术规程 DBJ/T45-007-2012 > 5 管桩基础设计 > 5.1 一般规定

5.1.13 管桩长径比控制:

1 管桩用于摩擦型桩时,桩的长径比不宜大于100;

2 管桩用于端承型桩时,桩的长径比不宜大于80:

3 当桩穿越厚度较大的淤泥等软弱土层、可液化土层、回填土层,应考虑桩的稳定性及对承载力的影响;

4 管桩有效桩长不应小于6米。


在工程的各个阶段,可以看到超长桩或长桩这个名词。

在勘察阶段,由于超长桩的承载力形状有特点。所以作为重点来要求。

上规范!


高层建筑岩土工程勘察标准 > 10 特级勘察

10.0.6  特级勘察应结合土层条件及工程要求,进行下列原型试验:

1  当拟以坚硬密实土、砂、卵石层或全、强风化岩作为特级勘察超高层建筑桩基或复合桩基持力层时,应进行桩基或复合桩基载荷试验,以提供相应地基的承载力特征值和变形模量;

2  宜实测基坑回弹量;

3  当桩基采用超长桩、后注浆、扩底桩等技术时,应结合试成(沉)桩以及现场静载试验实测结果提供相应设计、施工参数;

4  当水文地质参数难以通过室内试验获取时,应通过单井或群井抽水试验提供相应参数;

5  抗浮桩、抗浮锚索、锚杆应进行抗拔力试验。


高层建筑岩土工程勘察标准 > 10 特级勘察

10.0.7  评价大直径超长桩对桩基承载力及建筑物沉降影响时,宜分析下列因素的影响:

1  尺寸效应对单桩承载力影响;

2  超长桩桩身压缩量;

3  嵌岩桩中非嵌岩段侧阻力的贡献;

4  主楼外扩区与投影区、核心筒桩基变刚度协调底板变形。


在施工阶段!界定“超长桩”是为了区分施工难度。


公路桥涵施工技术规范JTG-T F50-2011 > 2 术语

2.0.3  超长桩  super long pile

桩长大于或等于90m的钻孔灌注桩。


公路桥涵施工技术规范JTG-T F50-2011 > 2 术语

2.0.3  增加本条术语,是因为近年来在我国的一些大型桥梁工程中,钻孔灌注桩的长度已近150m,大大超出了普通的桩基长度,亦超出了常用钻孔设备的施工能力。超长桩对施工的工艺及其他临时设施有特殊的要求,为避免引起对超长桩定义的混乱,有必要对其进行界定,以统一说法。需进一步说明的是:本规范所界定的超长桩的含义仅限于其施工的技术难度与普通桩基有区别,而与桩的受力无关。


在检测方面,桩过长会带来一些难度。从这个角度,可以分出长桩和超长桩。

上规范。


[上海市]建筑基桩检测技术规程 DGJ08-218-2003 > 8 低应变动测法 > 8.1 一般规定

8.1.2低应变动测由于受激振能量、桩身材料阻尼、桩周土性状等因素影响,应力波从桩顶传至桩底再从桩底返回桩顶的传播为一能量逐渐衰减过程,若桩过长,往住应力波尚未返回桩顶前,其能量已完全衰竭,致使仪器测不到桩底反射信号,从而无法对整根桩的完整性做出评价,对上海软土地区而言,土质差、软土层较厚、含水率高,应力波衰减更快,对于40m以上长桩,根据过去上海经验,一般在桩长L≤50D范围内可以得到桩底反射波,在具体应用时应注意二方面: 

1上述L≤50D范围对于不同工程,由于地质情况不同,桩身材料不同、混凝土强度不同等原因,同样桩长L=50D的桩,在甲工程可以得到明显的桩底反射波,而在乙工程可能得不到桩底反射波,因此,在具体工程中的有效检测长度,宜通过试验确定;除此之外,尚应注意休止期和检测仪器灵敏度对桩底反射波的影响。 

2对于最大有效检测长度(L=50D)小于实际桩长的超长桩,例如 =800mm,桩长75m的灌注桩,一般情况下测不到桩底反射信号,但若在有效检测长度范围内存在缺陷,则在实测的桩顶速度时域曲线上,必有缺陷反射信号,因此对于超长桩,低应变方法仍可用于查明在有效检测长度范围内是否存在缺陷,但在超过有效检测长度范围外,判据桩身缺陷时应慎重。

最后重申:

目前在设计阶段,长桩这个词不说也罢;无“需设计者根据经验确定”。在桩基选型、承载力和沉降计算时,没有也不需要单独定义“长桩”或者“超长桩”。至于未来会不会有,现在说不准!

目前,设计师要的端阻和侧阻,勘察单位会提供。设计师用就行了。

在设计阶段判断“是否是长桩”是个伪命题!

该多少桩长就多少桩长,剩下的是其他合作伙伴的事儿。

当然,如果你还能了解一些施工工艺,那么对选择合理桩长有很大帮助。