桩基设计优化总结

桩基设计优化总结

一、通过试桩方式确定桩基承载力时，根据抗压桩的Q~S 曲线进行分析确定时，要考虑液化土层对承载力影响，在地震作用下，液化土层对桩体的不同部位会产生不同方向的作用，因此要结合地质勘查报告的剖面对每个勘探孔进行核算，确定液化层对承载力影响值，然后将Q~S 曲线得出的承载力减去影响值，才可以作为桩基在地震作用下的承载力。穿过液化土层部分，桩身全长配筋，穿过液化土层后，钢筋量可以适当减少。

【这条基本是增加结构用量和保证桩基安全的建议，结构优化时，节材很重要，安全更重要。】

二、桩顶下 5D 内配置螺旋式箍筋，间距为 100mm，桩身受压强度验算考虑纵向钢筋的作用。另外一处写到：本工程设计考虑配筋率 0.55%桩身受压承载力提高10%，实际设计中考虑提高3.5%，作为安全储备。

【这条我很少采用，主要是做过的桩基一般由桩土承载力控制，或者我根本就没往这方面想过，以后可以参考，不过按书中给的数据，钢筋提供的承载力占全部的承载不到10%，貌似效率较低。】

三、桩身箍筋配置方式是8@100/250。抗压桩和抗拔桩均采用这类方案。

【注意间距的变化，不用按上部结构设计思维配置。】

四、介绍两种桩型，相同直径下，一种是长螺旋钻孔灌注桩，单桩承载力是2150kn，一种是泥浆护壁钻孔灌注桩，单桩承载力也是2150kn，前者造价是8000元，后者造价是12500元。

【两者造价差异在于成孔、吊装费用，根据书中介绍，前者是后者的1/3，这样玩的话，泥浆护壁工艺有啥优势？最后这个工程采用泥浆护壁工艺，原因在于可以使用后压浆技术，压浆和施工费用不高，但桩基承载力提高较多，性价比高是最终原因。】

五、减少桩基数量的优势有很多种。

【设计人员很少想到的是，大头如投资造价、缩短工期等，小的方面如桩基检测费用，少一半的桩基，检测数量也会减少一半。】

六、桩基方案选择主要是进行桩基承载力效率对比。

【桩基承载力效率等于上部承载力与结构材料用量之比，此值约大结构效率越高。这点并不是单一推算过程可以得到简单结论，与桩端、桩侧承载力比例有关系。】

七、桩基密集时，桩的相互影响导致支撑刚度降低，桩的总承载力适当超出荷载值是适当的。

【这句话是专家意见，我在想两个事，一是比如上部荷载值是100kn，下部桩基承载力控制在100~105kn 是比较恰当的，这是我想的，所以设计需要重视上部荷载与桩基承载力的比值。二是桩基密集时，难道不计算群桩效应吗？难道现在规范又变化了？】

还是桩基设计优化总结，关于 PHC 管桩抗拔设计，2006 年上海地区 PHC 桩使用量超过 2800 万米，貌似上海倒下的那个楼用的就是这种桩型。

八、后压浆液水灰比。地下水位以上宜采用 0.8，地下水位以下宜采用 0.5，终止注浆压力宜为 2~3MPa。注浆量 G=and+a1nd，其中 d 为桩径，n 为侧注浆断面，an取 1.5~1.8，a1取 0.5~0.7。

【没计算过，以后遇到可参考。】

九、PHC桩相比预制方桩和钻孔灌注桩，无需考虑因严格的裂缝控制而增加配筋来增加桩身抗拉能力。

【抗拔桩受力形式主要是拉力，混凝土的抗拉能力弱，这与抗压桩不同，抗压桩发挥的是混凝土抗压能力，PHC 桩通过预应力保持混凝土受压状态。】

十、PHC管桩需要由型号、直径、壁厚、桩长四个参数确定，一般有四个型号，分别为A/AB/B/C型，其有效预应力和配置的预应力钢筋都是逐步增加的，造价相应增加。

【抗拔桩与承压桩不同，抗拔能力最大值是确定的，抗压能力则随桩型不同有很大不同，因此最有效的方式是桩土承载力特征值与抗拔力最大值接近，其次对比造价比率。】

十一、PHC管直径从300~1000，壁厚从70~130。对于摩擦桩而言，直径越小，壁厚越薄，性价比越高，其中性价比可以用单方混凝土提供的承载力衡量。摩擦桩的承载力与周长成正比，混凝土量与面积成正比。

【这个总结的思路是正确的，但是也有问题，既然直径越小，性价比越高，那生产直径 300 以上的桩型还有什么用？还有就是直径越小，那不如用抗拔锚杆好了，直径更小。这篇文章中桩型由直径 500 变成 300，桩数由 1915 根减少至 1138 跟，看到这只能说原设计基本扯淡，有时候很多人想了解结构优化，其实结构优化的本质是设计人要进行结构材料用量分析，计算正确时，如果有上述数据，作为设计人员选用哪种桩型是很明确的事情。】

十二、管桩的桩尖有很多种形式，不同地质情况应采用不同的桩尖，常见的有十字型桩尖、圆锥型桩尖、开口型桩尖。压桩出现断桩问题，主要是桩尖滑移变形过大造成。

【桩尖变化主要是桩尖形式变化，桩尖由钢材制成，造价差异是钢材用量决定，这部分造价差异不大，案例中两类桩尖相差 40元，几千根也不过十万块的上衣，但是要考虑断桩因素，如果一根桩长 25米，单价 200元/米。造价

为 5000元，几千根桩断桩率大于10%，那就是上百万的买卖啦。】

十三、PHC桩在施工中容易出现的问题是接桩时，管桩接头处焊缝质量不满足设计要求。

【抗拔设计时，往往采用两节桩或更多节桩，来达到抗拔效果，但是接头处在拉力状态下断裂，就意味这焊缝下的桩没有任何用处，因此设计说明应重点要求监督接桩施工质量。】

十四、桩基优化可以邀请岩土勘察公司做咨询工作。

【结构工程师的长处在于结构分析，岩土工程师的长度在于岩土分析。地勘报告中的数据也是经验数据，很多系数是可以改变的，如果抗拔承载力系数提高15%，在理论上分析，不用做更多工作，桩基数量就可以减少 15%，这比结构工程师想破脑袋要容易的多。】

十五、桩本身的设计参数没有达到设计要求。

【这话挺拗口，实际意思是你设计需要 100 马力的跑车，结果人家给你拉来一台70马力的娘炮车。怎么办？这事基本属于以暴制暴的方法解决，砸开一个管子看看里面的材料是否正确。】

十六、沉桩的挤土效应及引起的超孔隙水压力不可忽视。

【这个在设计说明中经常写，就是后面打桩会影响前面的桩的垂直度，貌似一般解决的办法是采用合理的沉桩设备和沉桩方式，控制沉桩速率，合理安排沉桩流程。】

井字梁楼盖与单向板楼盖技术经济指标分析

关于这两类楼盖的比较，我大概在工作五六年的时候进行过思考，结构工程师很容易掉进技术范凑里，而忽略经济性的思考，这是设计思考习惯的两个延展方面。

一、井字梁楼盖有很多优点，如楼盖刚度大、受力传力均匀，梁板受力合理，梁下整齐美观。

【如果说一类事物是美好的，你会发现所有的结构形式都是很合理的东西，这就像你的朋友说介绍个美女，说得天花乱坠你相信了，结局往往很伤感。这篇文章后来提到，甲方经常要求将井字梁楼盖设计图纸改成单向板楼盖，主要理由是井字梁楼盖不经济。】

二、通过技术经济分析，方形柱网的两种楼盖的主体结构形式、混凝土消耗量基本相同，楼板钢筋耗量相同，而梁的耗钢量相差很大，以原文设计条件相比，井字梁结构单位平方米钢筋用量多10kg。另外模板工程量多于单向板楼盖，导致施工成本增加，施工周期延长。

【我以为对比者会下结论说井字梁楼盖不够经济，但文章接着说，随着柱网增大，楼面允许荷载增大，地震烈度提高，井字梁的优越性会足部体现出来。说了半天还是没有啥结论，关于这个我是持怀疑态度的，比如柱网跨度小的时候，设计更倾向于用板承载，板实际上是密集肋组成的，而柱网放大，在静力计算原则下只不过是数值变化而已，梁的弯矩变化是一样的。所以还是要进行方案对比，看设计倾向性在哪里。】