第4届桩与深基础国际会议综述.pdf

} 一 f ∞ 缓 蟊 佘文． 辅 第 4届桩 与深基础 国际会议综述 高大钊 同侪大 学 了U 深基础 工程技术 ， 是当今工 程建设中最具 有开发潜 力和影 响工程质量 、 安全 、 工 期和造 价极 为重 要的 环节之一 。因此 ． i 9 9 i 年 4月 7日至 i 2日在意大利米兰 召开 的第 4届 妊与深 基础 国际会议 受到 国际工程界和学术 界的重视 。与会者约 2 6 0余人 ， 其中我国有 1 2人 。 深基础工程技 术 从大会论文 以及 会后的技术考察来看 ， 深基础工程和 暗挖技术及其设 备， 近年来均有长 足 的 进步 。 1 ．桩基工程及其施工技术 在深基础工程 中 ， 应 用链基是最主 要的手段 ． 用得最为广泛的是混凝土灌注桩 。 混凝土灌注桩的成孔技术分为钢管打进 和用螺旋钻进两种方法 。 在这 次展出中， 有一种 用外 壁直 径 3 5 0毫米的 波纹钢管 ， 向管中插芷 } 一根长 3 1 ～ 3 2米的有液 压扩 胀肋的 送桩 心 管 ， 将其打到设计深度后收 回扩胀 肋 ， 拔 出送 桩心管 ， 向波 纹纲管 内灌注混 凝土 的方法与 设 备。 这种技术能保证在软弱土层 中链的成型质量 ， 且侧壁摩阻 力较高 。 但 由于将铜管 留在 土 中 ． 选价较高 ， 同时仍有挤土 的影 响 螺旋钻进 的方法分为普通螺旋 即小心管大叶 片， 这种 方法仍有坍孔 的缺点而需护壁 和大心管小叶片的连续钻杆两种。 大心管小叶片的螺旋 是连 续钻进 ， 连续出土 ， 钻到设计深度后在 心管 内浇注混凝土 同时退 出钻 杆， 可避免 护壁 。从发 展趋势来看 ， 连续钻进是发展方向。 混凝土灌注桩的浇注 技术分 为连续式问歇式两种 ， 间歇式 浇注方法不易保证质量 ． 连续 式机 具较为复 杂。浇注混凝土 又可分无压浇注和有压浇注两种 。显然 ， 有压浇注 是一种加密 混凝 土 、 确保桩身质量的措 施 ． 但在间歇式 中无法实现 。 从这次会上得到的信息来看 ， 连 续高 压 灌注混凝土是发展方 向 ， 同时在输送管道 和螺杆 中设置 了许多传感器 ， 可实测压 力、 流量 和成孔 的直径等控制施工质量的参数 。 2 ．深基础开挖的支护方法及类型 随着 建设用地 的紧张 、 环保的 要求不 断提高 ， 建筑物高 度也在 增高 ， 基 坑开挖的深度 越 来越深 ， 但离旧建筑物 的距 离却越来 越近 。因此 ， 深基坑的开挖 支护 技术也随之有很大的发 展 在这次会上介绍的有 97 维普资讯 地下连 续墙 。会议报道 了成功地采用了 1 。 O米深度地下连续 墙的工 程实例 。这是 目 前 为止最深的地下连续墙 ， 标志着成槽技术和设 备、 质量 控制 系统 已达到 了一个新的水平 。 戚 槽机高度为 9米 ， 宽度为 3 ． 1 5米 ， 厚度 为 0 ． 8米 ， 质控 系统 能 自动绘制 1 0 0米深度范围内 的开挖速度 曲线 ． 及连续墙的变 位 曲线。 柱 列式 或排 桩式地 下连 续墙 ， 采用钻孔灌注桩技术 浇筑一根根相割 的桩 体排列组成 地 下墙 ． 墙面平直整齐 ． 此法适用于深度不太大 的场台。 深层搅拌后插入波纹管式的钢管组成 的帷幕墙 。 震动射术下沉钢板桩组成 的帷幕墙。 为 了解决深基坑 连续 墙或帷幕墙的稳定支护 ， 目前常 用的方 式有 预应 力土层锚杆和 型 钢 组合水平支撑 以及逆作法。 不同方法适用于不同的场 合 ． 如在米兰 的地铁工 程中我们看到 其 明挖和暗挖结合部的基坑壁用地下连续 墙 ． 在其浅部因邻近有建筑物基础 ． 无法打锚杆就 采用钢支撑． 深部则采 用预应 力锚仟 。 3 ．地下暗挖施工 技术 目前 世界上暗挖施工技术很多， 从这次会议 的信 息来看 ． 正向着综合应 用多种方法的方 向发展 。 这次在米兰参观的地铁车站拱顶覆盖土层厚度 只有 4米 ， 而开挖宽度 为 2 9 ． 2米 ． 高 2 1米 ． 施工难度较大 。 他们采用综合各种方法的优点 、 分步实施的施工方法 ． 其分九步。 首先 在拱顶 部用直径 2 ． 1米的小盾构掘进后 ． 布设 1 0根钢 筋混凝土预制 圆营 两 端带钢靴 超前 支护 ， 同时在 中心开设超前小导洞． 并在其 中向四周静压注浆 ． 待固结后 ． 开挖两侧边墙导洞 和作 边墙 衬砌 ， 然后 作起 拱线 以上拱 部村 砌 ． 最后边 开挖边作间 隔式 格栅拱衬砌和底 部仰 拱 。这在 当前世界上大跨度浅埋地铁 暗挖施工技术 上有 代表性 ． 它综合采 用了各种工艺方 法 ． 而绝非一种方法所能 。 4 ．主 要 施工 机 械 设 备 为 了适应和满足各种基础工程和地下工程施工技术工 艺的需要 ． 各娄相 匹配 的机具设 备 和监 控测试设备也有很大的发展 ． 高效率 、 高精度的施工 机械设备 日益增多 ． 欧 洲厂商纷 纷利用这次会议展 出 自己的产品 。我们除收集资料外 ， 还有选 择地与部分 厂家进行技术座 谈 ， 进一 步了解其产品。不少机械设备的整机性能 、 结构 以及监控装置都有我国学习可取 之 处 。如意 大 利 的 s OI L ME c 的 S M ～4 8长 螺 旋 钻 机 和 S M 一 3 0 5锚 杆 钻 机 ， 还 有 HY D RAUI C DR I L L I NG T4 0型履带式 小型钻机等都是较好机型 。 先进的工 艺技术 ， 必，顼有先进的机械设备与 之相 配套 ， 才 能使 技术工 艺发挥其先进性 ， 目前不少桩工机械上 已将计算机用于成孔、 成桩 的检 测监 控记录 、 报警 等 ， 并提高其 自动化 程度 ， 这是机械设备的发展趋势 。 桩 基 础设 计 这次国际会议上还专门讨论了桩基础设计新进展问题， 共有论文 2 2 篇。 关于 轴向单桩极 限承 载力 ． 对于 打人 桩取值 标准为 S ／ DO 、 l O I 对于灌注桩 为 S ／ D 0 ． 2 5 ～0 ． 3 0 。但此值太 大而无 实用意义 ， 故灌注桩可 用临界承 载力 ， 其 取值标 准为 S ／ D 0 ． 0 5 ， 此标准可适用于大直径 灌注桩 。 98 维普资讯 预估单桩承载 力的方法通常 用原 位测试结果 ， 常用的标 准贯 入试验 S P T ， 静 力触探试 验 CP T ， 旁 压试验 DMT 等 。 分别按打入桩和灌 注桩 采用不同的经验公式来 预估 ， 由于较 难取得灌 注桩 侧摩阻 力的实测资料 ， 可建立打入桩桩侧 摩阻 力和 灌注桩桩侧摩 阻 力之 间的 关系 ， 采取问接办 法来预估 。 关于置桩方法的影响 ， 提出三个 方面的影 响 第一 是置 桩施工技 术 ， 包括挤土效应 、 钻 入 速度和残 留应 力； 第二 是桩的形状 ； 第三是混凝土 质量 ， 由于混凝 土流动性 的丧失 而起拱效 应 ， 影响承载性状 ， 在不能加大水灰 比以免降低强度 的条件 下可 采用 添加剂 。报道 了置桩时 打 入桩对周围土 体应力影响的范围 ， 根据一些 实测结果 认为大约 为 6倍桩 径。 用长螺旋 钻机 钻进时 ． 为 了将挤 土效应 降到最 小， 推导 了计算 最小钻进 速度 的计算公 式 。 对于打入桩 ， 给 出了估计沉桩挤土效应所 引起 的孔 隙水 压 力的公式 ， 在距 桩中心 1 0倍桩 径处 ， 超孔隙水压力接近于零 ， 并认为打 桩完成后 ， 由于再 固结的作用 ， 桩 身所受 的水平应力 降到起 始应 力的 3 0 左右 。 关于桩的承载 力分项 系数 ， F r a n k e建 议按 p 4 ． 7 即失效 概率 P f 1 0 ， 对正常 使用 极限状态 ， 建议 p 3 ． O 即失效概率 P t l 0 。但 此值均高 于国际化标准组织建议的数值 。 体会 及 建议 1 ．关于欧洲规范 第七卷 讨论 并形 成欧洲统一 的岩土 工程规 范， 成 立欧 洲深 基础工程学 会是 本届 桩与深基础 国 际会议 的重要 目标。 尽管 由于欧洲各国代表对于欧洲规范第七卷 尚有较大分歧 ， 但是作为岩 土工 程的一般技术规 定， 我们认为欧洲规范第七卷是一个不错的文件 ． 特别是它提 出的岩土 工程分级管理 的思想 ， 对于我国岩土工程的勘察 、 设 计与施工都有重要 的借鉴意义 。不考虑 工 程性质和 重要性 的 不同， 按照一样 的要求来 进行勘察 、 设计 与施 工 ， 必 然造 成无 谓的浪 费 或发生工程事故 。 我 国是否可以考虑 参照欧洲规范第七 卷制订相 应的 规定 ， 按照工程的重要 程度和复杂程度 划分岩土工程等级 ， 提出不同的勘察、 设计和施工的要求。 2 ．关于桩与深基础 的测试 岩土 工程 由于其研 究对象的材质 不均 匀性 ， 至 今还处于半经验状 态 ， 因此 试验 在岩土工 程中占有极为重要 的地 位 ， 一些重大 工程的基础 问题最终还是要章到 测试结果 才能决定 。 这 届会议关 于测试 的论文有 2 4篇 ． 约 占总数 的 1 ／ 4 。不少发达国家在桩的静测 和动测方 面做 了大 量对 比试验 ， 测试技术和测试精度都达到很高的水平 。从会上发 表的论文看 ， 国外 动测 技术 已经成为桩测 试的 主要 方法 。 目前， 我国桩与深基础 的测试技术还 比较落后 ， 在相 当程 度上拖 了设计 与施工的后腿 ， 特 别是动测技术 应用面窄 ， 一些动测方法缺乏理 论依据和 实践 的验证 ， 可靠性 差。 建议 召开全国性的会议 ， 探 讨桩与深基础 的动测问题 ， 交流和鉴定现有 的 动测方法 ， 建立全国桩与深 基础测试 网络 ， 为我国岩土工程设计与施工提 供可靠技术效据 。 关于国际深基 础工 程的发展动向和我 国所 处的地位 参加这次会议 ， 有机会 了解 到当前世 界上这方 面的最新技术成果 。从总的趋势来 看 ， 世 界各国都在努力寻求开挖面小 、 无 噪音、 无振动、 无泥浆污染的深基础施工技术 。 目前各国采 用的深基础 依然是以桩为主 ， 桩的形式和成桩工艺 向多样化发展 。由于控制噪音的需要 ， 打 9 9 维普资讯 入桩正在更大范 围内被灌注桩所 取代 在 桩孔 护壁方面 ， 除 了钢套管和塑料套管护壁以外 越来越多的工 程公司采用长臂 钻杆在提杆的 同时浇筑掘凝 土、 砂浆或水泥浆 ， 逐渐取代泥浆 护壁的传统方法 。 基坑 支护方面 ． 采用钢 板桩 、 连续墙的 同时 ． 各 种形式和帷幕桩的锚杆技术 得到广 搓的应 用 。 桩的浇筑技术 正 由常压浇筑 向高压浇筑和水泥浆喷射技术发展 。 此外 ， 地 下工程的暗挖 施工涌现 出大量先进技术 ， 一批大跨度浅埋地 下工程成功地 进行 了暗挖施工 激光 、 电子计算 机等高技术 已被引入桩机及其他地下工程施工设备 在本届会议 上 ， 我 国代表的论文引起各国代表的关注 这说 明我 国在深基础工 程的某些 领域 、 某 些方面具有一 定的 优势 。我 国地域辽阔 ． 地 质类型极为丰富 。在 四十多年社会主义 建设过程中 ， 我 国岩土工程界积 累了处理各种复杂地质条件的丰富经 验 ， 这是国外任何一个 研究机构和工程公司所不能 比拟 的。 例如 ， 对桩基承载能 力的试验资料 ， 我国资 料 、 数据之丰 富 ， 在国外是无法做到 的． 如充分发挥这些资料 的作用 ． 那 么桩基的研 究一定可以达到一 个 新的水平 。 叉 如 我国中建总公司地 下工 程公 司的专利 施工法“ 钻孔高压注浆成桩法 ” 已在我 国数百个工 程上采用 这次在国际会议上升绍后引起了许多国家代表 的兴趣， 现在 有必 要从 成桩机理 、 承载 力计算 、 技术经济指标等方面作 进一步的研究 ． 形成一 套与 这一技术相配套 的设计 方法 、 并研制 与之相适应 的机械 设 备． 我 国的技 术在 国际市场上 才会有 很强的竞 争 力。在设计与施工方 面 ． 必须 由研究单位、 大专院 校与设计 、 施工单位 紧密配 合． 还须建筑 业 与机械制造业共 同协作 ， 才能 充分发 挥我国社会主义制度 的总体优 势 一 才能 充分 利用人才 、 技术和资料资源 ， 提高我国桩和探基 工程的水平 。 与发达 国家相 比 ， 我 国科研 、 设计 与施工各方 面、 建筑 与机械两个行业 之间的脱节现象 还十分严重。 这就需要我们综合运 用经 济和行政 的手段 ， 进一步发挥我国深 基础学会 的桥梁 作用 ， 冲破体制上 条块分割的局面 ． 促进我国桩与深基础技术的迅速发展 。 作为高等 学校． 既要充分发挥应 用研究成 果和 国内外信 息等方面的优势 ． 叉要参与工程 技术活动 ， 与设计施工单位取长补短， 这样才能在提高我国桩和深基础工 程技术水平的过程 中发挥应有 的作 用。 上 接 第 1 O 3磊 型 ， 并 以非连续体 UDE C-B B程序计算 。该文建议的岩石锚拴与纤 维加强喷射混凝土体系 对岩庠的稳定性评价被判断 是正 确的 。 德国的 Ma i d l 在 隧道衬砌用钢化纤维 加强混凝土做 的单壳结构的技 术与 经济 优点 中， 说明利用钢化纤维加强混凝土与单 壳体 隧道衬砌的组合 能够有效地降低隧道 工程的造价 ， 描述了这 种结 构的几个 影响变量 。在静力计算中 一 考虑钢 化纤维的使用 在于其巨大的韧性 ， 试验结 果表 明 在两种不同期龄的 混凝土 中能够实现其剪 切承受能力。 几个 已完工 的隧道均证实了单壳体衬砌的经济效 益 。 德国的 S i e l e r 和 Kl u g e在 “ 应 用全 断面挖掘与喷浆混 凝土法在软质岩 石中的隧遭 工程 中 ， 说 明在 德国 中部 纽伦堡附 近的下卧岩层 ， 其 中包括晚三迭纪 泥灰 岩和砂岩 ， 其母岩通常是一种牯土质 的． 而且强度低 ， 有较硬岩层及牯土层 。在这些岩层 中开挖 隧道 ． 常 用喷浆 混凝 土法 按照新奥法 NATM 的 各中心原则进行 。 在特殊情 况下， 首次开挖时 ， 需 用一种泥浆屏蔽机械 ． 随后进行全断面挖掘 和工作 面的永久性支护 ， 这 种机械 已经用 于在地下水位以下的砂土层 中。 将此机械用于泥灰 岩及砂岩中的钻 入经验和最近一次用喷浆混 凝土法的施工 经验 比较 ， 效果 良好 。 】 O O 维普资讯