本文以某高层建筑物工程为例。据勘察得知，在工程现场的地面有一块较大的岩石。经探土操作发现，此地面层为散石层，基岩最深点与地面相距32m。由于此工程部分位于斜坡上，因而需要平整斜坡。施工设计上面选用直径为1．8m的钻孔桩，基层容许的承载力约为3200看kN/m2。考虑到此工程的埋深及地质条件，基础设计如下:总共230根直径为1．8m的钻孔灌注钢筋混凝土抗拔桩，设计的桩长暂定为30m。施工过程中，必须将桩深入岩石层，保证深度为三倍钻孔桩直径，同时，还需确保石层桩单位面积的侧摩擦力在1000kPa以上，桩底单位面积的阻力值超出5000kPa，且在桩端1．5m处抽取岩石样板进行抗压测验，其抗压强度必须在20MPa以上。钻孔灌注桩工程所需材料为:直径为1．8m，包括打入的永久及临时套筒;依照设计图纸放入钻孔中的钢筋笼;用于钻孔灌注桩的B40，3级混凝土;音波测试的金属钢管等。
2钻孔灌注桩基础工程施工方法
2．1施工准备在开展．钻孔灌注桩基础工程施工前，需做好钻机、钻具的选择，场地的布置等准备工作。作为钻孔灌注桩主要的施工设备，钻机的选择必须依照各种钻机应用条件及工程地质的实际情况进行。
2．2钻孔机的定位及安装在安装钻孔机时，如果基础不稳定，那么施工中就容易出现钻孔机倾斜，灌注桩倾斜、偏心等现象，因而确保安装地基的稳固性非常重要。对于有坡度且地层较软的地基，可用推土机将其推平整后，垫上枕木或钢板进行加固处理。为避免出现桩位不准的现象，在施工时，需确定中心位置及钻孔机的正确安装方法，对于具备钻塔的钻孔机，则可利用钻机的动力配合附近地笼，将钻杆移动定位，随后再将机架顶起，进行准确定位。为确保钻机垂直，需控制护筒中心、钻头卡孔与起重滑轮在同一垂直线上。此外，钻机位置偏差需在2cm以内。将桩位对准后，将钻机横梁用枕木垫平，并在塔顶与钻机轴所在线对称的地方拉上缆风绳。
2．3套管的压入在压入套管时，需根据开始挖掘时5、6m深的垂直度来确定套管的垂直度，因此施工人员需使用铅锤及水平仪对其垂直度进行校准。
2．4钻孔操作在进行钻孔操作时，开孔质量为首要注意事项。因此，施工人员必须做好中线、垂直度的对准及护筒的埋设工作，并对成孔有无倾斜进行实时检查。在使用冲抓式或冲击式钻孔进行施工时，由于钻机振动会对附近土层钻孔的稳固性造成影响，因而在完成钻孔工作后，需及时进行清孔，再开展钢筋笼的下放及水下混凝土的灌注工作。此外，还应事先规划好钻孔顺序，不但需要保证桩孔施工不会对上一个桩孔造成影响，同时还要确保钻机移动合理的距离，且不会造成相互干扰，对此，施工人员为减少因钻桩振动导致桩身上抬的发生，可采用从中间向两边钻孔的方式。
2．5混凝土的灌注完成清孔后，在桩孔内垂直放入钢筋笼，进行定位与加固，在采用导管将混凝土灌注其中，注意灌注时不可中断混凝土，以免发生断桩现象。
3钻孔灌注桩的质量控制
为控制钻孔灌注桩的质量，需要严格按照设计及规范施工，并根据施工图做好放线测量及桩位确定工作。完成终孔、清孔后，采用专用仪器测定孔的形状、直径，及倾斜度等，并请监理工程师对检测结果进行复查。一旦发现中心线不符、直径减小等缺陷，及时报告给监理工程师，并采取相应改正措施。此外，还应检查嵌岩桩的深度及桩底岩石变化情况，其深度必须符合施工图纸要求，桩底岩石的强度不可低于图纸的规定值，只有检验成孔满足施工要求，且经监理工程师确认后，方可开展下道工序。
4水下混凝土的灌注施工
在灌注混凝土前应检测终孔及混凝土拌合物的坍落度及均匀性，如果未达标准，则需进行第二次拌和。在开展水下混凝土灌注施工时，灌注的时间不能长于第一批混凝土的初凝时间，如果估计的时间稍长，则应将缓凝剂掺入其中。在监理工程师认可孔底与孔身的检查，且安放钢筋骨架后，立即开始灌注混凝土，并连续进行。在水下混凝土的灌注施工中，通常采用钢导管进行灌注，导管的管径则根据桩径决定，由内径为200至350mm的管子组成，管节用法兰盘进行连接，并对导管进行承压、水密等试验。在开始灌注时，确保孔底与导管底部具有250至400mm的空间。在灌注过程中，为避免水与泥浆冲入导管中，出料口应伸入之前灌注混凝土内2至6m。此外，施工人员应对孔内混凝土面层的高层进行测量，及时调整并严密监视混凝土表面与导管出料口相应的位置，保证导管在无水状态下进行填充。在初凝前，从桩底清除受到污染的混凝土。需要注意的是，混凝土应连续进行灌注，直到混凝土顶面比图纸规定要高后，方可停止浇筑，从而确保截断面下部所有混凝土达到规定的强度标准。此外，灌注桩顶标高应稍高于设计值，通常为0．5至1．0m，以确保混凝土的强度。在灌注过程中，一旦发生故障，应及时查明原因，并采取有效的补救及处理措施。
5结语
1.1水利工程地基处理中深层搅拌桩技术应用体会之搅拌桩桩位不准
桩体施工前，要先进行桩位的放样施工，对其准备工作进行重视。在水利工程施工中，地基的处理中应用深层搅拌桩技术是一项非常隐蔽的工作，要做好事前的控制工作，尤其是对桩位的校核工作。在对桩位进行校核时，监理工程师要对桩位进行复核，并且，对桩位的相对轴线位置也要进行相应的检测，这样能够避免出现在一些施工部位重复进行施工的情况。但是，在很多的水利工程施工中，地基处理深层搅拌桩技术的施工人员只有对对轴线相对位置的检查比较重视，这样才能更好的保证水利工程的地基处理不受到影响。
1.2水利工程地基处理中深层搅拌桩技术应用体会之钻头下搅受阻
在打桩机的钻头下搅过程中，一旦出现钻头碰到大块的石头、树根等异物，这样就会导致钻头在使用过程中出现长期的搅拌现象，不能够继续下沉。因此，在施工过程中，要有专业的监理人员对工程的施工进行检查，对工程的质量进行保证，同时，在出现问题以后，监理人员可以要求施工人员对下搅工作进行暂停，也可以使用间隔桩位施工，然后在进行这个桩位的施工。
1.3水利工程地基处理中深层搅拌桩技术应用体会之输浆管堵塞
在水利工程地基处理中，应用深层搅拌桩技术往往会出现输浆管堵塞的问题，出现这个问题的主要原因是打桩机钻头喷灌位置的设置不符合要求，或者是浆液的黏度过大，在出现这种情况下，深层搅拌桩技术的水灰比应该控制在0.5左右。针对施工过程中可能出现的堵管问题，施工单位可以对浆液的水灰比进行适当的调整，也可以对输浆管进行清理，然后按照正常的施工程序进行操作。对出现堵管的桩位也可以进行补桩，这样也能对出现的问题进行解决。
2深层水泥搅拌桩施工质量控制
2.1施工前的质量控制
2.1.1施工前准备
在施工前的准备阶段，可以修建设备的存放场地，保证用电设施的齐全和供电的稳定性。在没有外接电源的施工现场，可以配备一定数量的柴油发电机。在施工现场，对区域内的障碍物要进行清除，对可能影响施工的石块或者是地下管线也要进行清除，对施工现场的高压电线也要进行处理，保证可能出现障碍物进行事先的清除，在无法清除时，应该设置明显的标志，这样能够保证生产的安全。对施工现场进行场地平整，对出现的低洼存水处应该进行抽水，然后进行回填压实，在回填方面不能使用生活垃圾来作为填充物。
2.1.2施工放样在施工放样方面，要使用精密测量设备进行准确的放样，对施工起始桩位和边线的位置进行确定，然后利用钢尺对桩距进行测量，将桩位标出。
2.1.3原材料的质量控制在对原材料进行控制时，要对水泥的品种以及质量进行严格的要求，在大批量使用前，对水泥要进行抽样试验，对强度问题进行检测，在检测合格以后才能在施工现场进行使用。施工中应用的水也要符合相关的要求，对自然水源的水质要进行分析，在检验合格以后才能进行使用。
2.2实施过程质量控制
2.2.1试桩
在工程开始施工前，要按照规范要求，对深层水泥桩的搅拌桩成桩进行试验，试桩的结果要满足相关的技术参数要求，对钻进速度、搅拌次数以及提升速度都要进行试验，然后对施工步骤以及施工程序都要进行确定，对地质变化可能出现影响进行分析，制定合理的施工技术措施。
2.2.2制浆质量控制
在制浆方面，要对水灰比进行控制，对备好的浆液还要进行持续的搅拌，使水泥浆保持稳定，不会出现离析和停置时间较长的情况。浆液在倒入集料时应该进行过滤，这样能够避免出现浆液内结块的情况，避免出现堵塞的问题。
2.2.3输送浆液质量的控制
在进行浆液输送以前，要保证输浆管的潮湿，这样对输浆的效果能够进行保证。在输浆过程中，对泵的压力大小也要进行控制，泵的压力满足要求，保持稳定性，能够实现持续供浆。在输浆过程中要是出现堵塞的情况，可以对输浆管道进行拆卸和清洗。
2.2.4桩长的控制
钻杆标线法：施工前应测量钻杆长度,可用带颜色的油漆在钻杆上进行明显的桩长标志，以便掌握钻入和复搅深度，确保桩长满足设计要求。度盘读数法：利用控制钻入深度的刻度盘,通过指针读数可直接反映搅拌桩的长度。
2.2.5水泥用量的控制
按单桩桩长和设计要求，计算出单桩水泥用量，严格按事先确定的水灰比进行制浆。输浆泵控制。输浆泵必须保持足够的压力和稳定的输浆能力，输浆量必须与施工桩机的下钻速度、搅拌频率及提升速度相匹配。另外，应确保单桩施工后，所配制的水泥浆能基本用完，无剩余。只有控制好单桩的水泥用量，桩身的强度才能保证。
3结束语
【关键词】高速公路拓宽工程；预应力混凝土管桩；施工工艺；质量控制
1 预应力管桩概述
预制混凝土桩基工程与一般基础工程相比，具有桩材质量好、施工快、对工程地质条件适应性强、场地文明等特点，被广泛应用于各类建筑物和构造物的基础工程上；预应力管桩主要以承载力和沉降控制为主。由于预应力管桩造价较一般的水泥土桩要高，同时桩身强度大，承载力高；预应力管桩桩径变化灵活，对于软土地基常有砂层夹杂的情况，预应力管桩桩径选择不宜过小，防止当处理深度较大时出现桩体受弯断裂的现象；管桩施工工艺一般为振动法和静压法，对于扩建工程施工宜采用静压法施工；对本项目部分软基处理较深（15～24m）的情况，预应力管桩不失为一个较好的选择。
2 工程概况
佛开高速公路于1996年12月正式建成通车，是同三国道主干线中的重要组成部分。经过多年的营运，服务己接近饱和，目前正在实施拓宽扩建，见图1。佛开高速公路扩建范围谢边（K0+138）～三堡（K46+600），路线长46.462km，按八车道标准沿现有高速公路两侧或单侧加宽。由于软基路段长约16km，软基深厚，软土性质差，因此软基处理是工程的控制性因素。
佛开高速公路部分旧路堤为吹填砂路堤，从路肩钻孔观察，原填砂为细砂～中粗砂组成，松散状，较为潮湿。针对佛开高速公路扩建谢边（K0+138）～三堡（K46+600）段改建工程的路基特点，采用什么方法对新建软弱路基进行处理，是本文需解决的问题。
3 管桩地基承载力设计计算
3.1 承载力计算
PHC桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时也可按下式估算：
（1）
式中：――复合地基承载力特征值，kPa；
――面积置换率；
――单桩竖向承载力特征值，kN；
――桩的截面积，m2；
――桩间土承载力折减系数，宜按地区取值，如无经验时可取0.75～0.95，天然地基承载力较高时取大值；
――处理后桩间土承载了特征值，kPa，宜按当地经验取值，如无经验时，可取天然地基承载力特征值。
3.2 管桩复合地基沉降量计算
在各类实用计算方法中通常把复合地基沉降量分为部分图2所示图中h为复合地基加固区厚度，z为荷载作用下地基压缩层厚度。复合地基加固区的压缩量记为s1，地基压缩层厚度内加固区下卧层厚度为（z-h），其压缩量记为s2。于是在荷载作用下复合地基的总沉降为两部分之和。
至今提出的复合地基沉降实用计算方法中，对下卧层压缩量s2，大多采用分层总和法计算，而对加固区范围内土层的压缩量s1则针对各类复合地基的特点，采用一种或几种计算方法计算。加固区土层压缩量s1的计算方法主要有复合模量法和应力修正法；下卧层土层压缩量s2的计算方法主要有压力扩散法和等效实体法。
3.3 工程分析
结合本工程，管桩主要设计参数如下：管桩型号C80-PHC-A400，先张法薄壁预应力混凝土管桩。托（盖）板混凝土强度C25；褥垫层材料为碎石垫层，厚0.6m，褥垫层中铺2层TGSG20-20双向拉伸土工格栅。管桩单桩设计承载力300kN，各施工段大规模施工前，宜进行试桩及承载力试验，以确定具体工艺和参数。管桩施工工艺一般为振动法和静压法，对于扩建工程施工宜采用静压法施工。
下面对佛开高速公路管桩复合地基处理段进行计算。工程地基参数采用K40+600断面，具体见表1。该段原设计预应力管桩间距为3.0m，按正方角形布置，桩外径40cm，桩长16m，桩身模量36GPa，承台面积1.2m×1.2m=1.44m2。碎石褥垫层厚60cm，垫层模量55MPa。填土高度4.68m。
4 施工质量控制
4.1 桩长控制及检查
根据地质资料的桩长对每个桩进行配桩，同时在每个桩的施工前，对第一条桩适当地配长些，以便掌握该地方的地质情况，其它的桩可以根据该桩的入土深度或加或减，使能合理地使用材料，节约管桩。PHC桩属地下隐蔽工程，保证每根桩都达到设计深度。在PHC桩压入前，检查其长度规格和长度组合是否满足设计文件要求，可以在PHC桩的端部用红色油漆做出长度和桩位标记。压桩按“从内侧向外侧、先长桩后短桩”的顺序施工，在压后一排桩之前要检查前一排桩的偏位情况。压桩结束后，通过锤球法来检查桩的打入深度，并记录每个桩位的实测深度。
4.2 桩身垂直度控制及检查
压桩过程中，桩身必须始终保持垂直。施工时应在距桩机约20m处，成90度方向设置经纬仪各1台，检查桩身垂直度并记录。
4.3 施工过程控制及检查
PHC桩起吊时，现场检查堆放场地、起吊方法，防止桩断裂或环裂。施工过程中，施工人员检查和记录静压机压力表读数、压桩速度，若出现异常应及时停止并报告监理。接桩、焊接时，应检查桩身垂直度、焊缝质量。送桩时应检查送桩深度，并复核桩头标高是否达到设计要求。
4.4 压桩标准
在施工前，先详细的研究地质资料，选择有代表性的三个桩位，进行试桩，第一条连续压到设计极限单桩承压力，第二、第三条只压到设计值的60%左右，（每入±lm读取压力值），停机30～60分钟后复压，记录复压值（吨位）。等待7～15天后进行静压试验，由建设、设计、勘察、监理单位人员参加，合格后设计部门即可制定本工程的终压条件。
4.5 终止压桩的标准
一般情况下，对于摩擦桩以达到持力层（管桩的设计标高）作为管桩终压的标准。但当静压力显著增加时要注意提前终止，其标准定为：对于本工程中的PHC400A管桩，设计要求的承载力特征值为70t，静压力≥168t时可终压。
5 结束语
通过该工程的设计和施工实践，掌握了高强度预应力混凝土管桩在高速公路拓宽中的施工技术和控制措施。虽然预应力管桩复合地基在工程中己经被广泛的应用，但理论研究还很不成熟。由于时间和能力限制，本文只是对其进行了初步的研究和探讨，在很多方面需要改进和进一步提高。
参考文献：
[1]朱红兵，预应力管桩竖向承载力的研究.浙江大学硕士学位论文，2001年
[2]柴振超.高速公路改扩建工程软土地基处治技术研究.华南理工大学工程硕士论文，2009年
关键词：公路桥梁；桩基检测技术；应用；探讨
中图分类号：U448.14文献标识码： A 文章编号：
随着我国经济建设的快速发展，公路建设也得到了较快发展。公路桥梁作为公路建设的重要工程项目，对公路建设事业的发展有重要影响。桩基工程是公路桥梁的重要组成部分，其施工质量对公路桥梁的整体承载力和使用性能有重要作用。我国地质条件复杂，桩基工程除因受岩土工程条件、基础与结构设计、桩土体系相互作用、施工以及专业技术水平和经验等关联因素的影响而具有复杂性外，桩的施工还具有高度的隐蔽性，更容易存在质量隐患。因此，这就需要提高桩基工程检测工作的质量，才能真正保证桩基工程的安全与质量。本文就桩基工程检测技术进行了简要分析。
一、公路桥梁桩基检测概述
公路桥梁桩基主要可以分成以下几种：根据施工方法可以分成冲击成孔桩、螺旋成孔桩、沉管成孔桩、人工挖孔桩等。根据直径大小可以分为小直径、中等直径、大直径桩。公路桥梁一般是大直径桩。根据竖向受荷情况可分为抗拔桩和抗压桩等。根据水平受荷情况可分为被动桩和主动桩等。
基桩的承载力和完整性检测是基桩质量检测中的两项重要内容。根据检测目的和任务充分考虑各种方法的适用条件和局限性，结合场地工程地质条件、施工工艺及工程重要性等状况，选定多种检测方法进行检测，以保证检测结论的可靠性。
在桩基检测方法上，可以分成静载荷试验法、声波透射法、动力测桩法、孔内摄像、钻孔取芯法等检测方法。其中，静载荷试验可采用锚桩法、地锚法、堆载平台法、堆载和锚桩联合方法。动力测桩法主要可分为低应变动测法和高应变动测法。
二、公路桥梁桩基检测方法应用与探讨
在公路桥梁桩基检测中，常用的检测方法有以下几种：
（一）静载荷试验法
在桩基工程中，确定单桩的竖向承载力非常重要。静载荷试验方法既是检测单桩承载力最传统的方法，也是目前最直观、最可靠的方法，判定某种动载检验方法是否成熟，均以此试验结果的对比误差大小为依据。静载荷试验法通过对桩顶施加荷载的过程，了解在这一过程中桩土间的变化情况，再通过Q-S曲线得出单桩的竖向承载力，判断桩基施工的质量。惯用的静载荷试验方法是维持荷载法，而维持荷载法又可分为快速维持荷载法和慢速维持荷载法，在公路桥梁桩基工程检测中，一般采用的是慢速维持荷载法。
（二）低应变动测法
低应变动测法是目前国内外使用最广泛的一种基桩无损检测方法，主要用于检测桩基的完整性，一般是在桩顶施加低能量冲击荷载，通过安装在桩顶处的传感器来收集桩中应力波信号，以应力波理论来分析桩土体系的频率信号和实测速度信号，判断桩身的完整性。该检测方法的优点在于检测覆盖面广、速度快、检测费用较低，并得出桩基础中所有基桩整体施工质量的粗略估计。
由于受桩长、桩型、地质条件、击振方式等等因素的影响，往往测不到桩底反射或正确判断桩底反射位置，从而无法评价整根桩的完整性。另外，低应变动测法是一门实用性很强的技术，检测结果分析判定的准确性与操作人员的技术水平和实践经验有很大关系，因此对该方法寄予过高的期望是不合适的，实际检测中得到的各种曲线很复杂，除了平时要多积累经验外，还要对桩的施工记录、地质勘察资料进行充分的了解，有疑问时有必要采用静载试验验证或其它检测方法进行比对，以确保检测结果的真实性。
（三）高应变动测法
高应变动检测技术于上个世纪八十年代引入我国，在九十年代初，我国也相继出现了类似的计算机软件。近年来，在公路桥梁桩基工程中也常常采用这种方法，通过在桩顶施加高能量冲击荷载，实测力和速度信号，运用波动理论反演来推算被检桩的完整性及轴向抗压极限承载力。高应变检测桩身完整性的可靠性比低应变法高，只是在带有普查性的完整性检测中应用尚有一定困难。目前，在工程界采用最多的高应变试桩法主要有曲线拟合法和阻力系数法。高应变动测法在确定单桩的承载力方面具有明显优势，不需要静载试验中的堆载物或者锚桩，费用低、时间短且效率高，还能够进行大吨位的桩基检测，逐步取代了静载荷试验方法，成为桩基工程验收的重要手段。
高应变动测法不仅能够确定桩基承载力的大小，还能够反映出桩土阻力分布、桩身完整程度等信息。但是由于这种检测方法不但计算程序比较复杂，而且在现场测试中的桩头处理、锤击设备选择、传感器的安装等众多因素都影响检测精度，因而在公路桥梁桩基检测中的应用受到限制。但高应变动测法对于桩基设计和其他的检测方法均具有借鉴作用。
（四）声波透射法
声波透射法指的是在桩内预埋若干根平行于桩的纵轴的声测管，将超声探头通过声测管直接伸入桩身混凝土内部进行逐点逐段探测。其基本原理与上部结构构件的超声探伤原理相同，即根据超声脉冲穿透被测混凝土时的声速、波幅等参数的变化反映是否存在缺陷，并评价混凝土质量的匀质性。但由于灌注桩的灌注条件与上部结构的成型条件完全不同，尤其是水下灌注时差异更大，混凝土的配合比、灌注后的离析程度、声测管的平行度等诸多因素都会严重影响对缺陷的判断和对均匀性的评价。因此，灌注桩的超声检测不能完全延用上部结构检测的现有方法，必须有一套适合其特点的方法和判据，且宜结合低、高应变和钻孔取芯等检测方法综合评定桩身质量。
声波透射法优点在于抗干扰能力强，仪器比较轻便，观测的精度较高，但在声时分析、波幅分析、桩基质量判断方面还存在较多问题。
三、结论
综上所述，各种检测方法在公路桥梁桩基检测工程中的广泛应用，取得了较好的经济效益和社会效益。但也应认识到，各种桩基检测技术还存在着很多缺陷和问题，在具体的桩基工程检测中，应尽量排除，才能提高桩基质量检测的准确性。不能把各种检测“神话”成无所不能，要看到其本身的局限性，这样既有利于检测市场的进一步完善与规范，同时也有利于检测技术的良性发展。为了适应未来公路桥梁桩基工程发展的情况，应加强桩基检测技术的理论研究工作，找出更适合的检测方法。
参考文献：
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[2]汤宝国.新技术在公路桥梁桩基检测中的应用[J].山西建筑,2008,34(4):137-138.
[3]舒航.公路桥梁桩基检测中出现的问题及技术分析[J].科技资讯,2012,(20):61.
[4]赵海.PIT检测法在公路桥梁桩基检测中的应用分析[J].建材技术与应用,2010,(3):25-26.
关键词：基坑；Duncan-Chang模型；数值模拟；工程应用；
中图分类号： TV551.4 文献标识码： A 文章编号：
引言：
随着我国的建设事业蓬勃发展，土地资源也日益紧张，高层和超高层建筑逐渐成为城市建筑的主流，多层的地下建筑也日趋增多，对基坑工程的技术要求显著提高。高层建筑多建在城市中心区域，因施工场地局限，基坑施工简单放坡较难实现，只能做成陡坡或者垂直坑壁，因此必须依靠围护结构固定坑壁，保证坑内的正常安全作业。围护结构作为基坑的重要组成部分，其设计和施工成为基坑工程的关键。[1~2]目前，基坑工程的设计施工仍以经验指导实践为主，但是理论研究相对滞后，尚未形成统一的设计施工规范，因基坑围护结构失效造成的严重事故时有发生，造成人员伤亡和经济损失。因此，亟待进行更多理论研究、模型测试和工程监测，为基坑工程提供统一完善的理论支撑，保证基坑工程施工安全和经济高效。[3~4]
1 双排桩围护结构
双排桩式围护结构以其各方面突出的优越性已成为目前应用较为广泛的深基坑支护形式，在砂性或粘性土地区，当坑深大于10m时应考虑使用双排桩围护结构，与单排桩相比施工简单、成本相近、节约工期。单排桩在总桩数不变的前提下，以2倍桩距将桩分成两排，前后对齐或错开，桩顶用宽度等于排距的圈梁相连即成为双排桩围护结构。横剖面相当于门式钢架，侧向刚度很大横向剖面可以视为门式钢架，如图1所示。
（a）三维视图 （b）梅花式排桩
图1双排桩构造示意图
2 基于Duncan-Chang模型的基坑开挖数值分析
2.1 计算假定
（1）有限元的分析区域不可能为无穷大，根据圣维南原理，基坑工程的影响范围是有限的， 因此设定在足够大范围之外土体的变形和内力变化均为零。
（2）土体为各向同性均匀介质。
（3）土体的本构模型取为Duncan-Chang非线性弹性模型。
2.2工程概况
基坑：水平尺寸为，深度H=9m。土体：Duncan-Chang模型，重度,， 。排桩：桩长18m，桩径d=0.8m，桩距L=2m，排距D=2.4m。圈梁：梁高，梁的长度与排距相同2.4m。开挖步骤：先插入排桩，设置圈梁，然后分三步开挖，每步开挖3m。
2.3模型的建立
图2为基本算例模型二维和三维结构图，由于刚性结构的角点或边界会有突变，可能引起应力和应变的集中，这将导致应力的非物理震荡，因此在桩底处设置界面扩展，可有效地增加有限元网格的柔性，防止非物理的应力结果。图2为模型的网格划分，在围护结构附近采用局部优化。
图2 基本算例基坑模型
3 开挖深度对变形及内力的影响分析
由基本算例按照分步开挖计算所得的双排桩围护结构随深度变化的位移与弯矩曲线如下：
图3 排桩水平位移随开挖深度的变化曲线
由图3可以看出，随着开挖深度的增加，桩体的水平位移逐渐增大，且分步水平位移增量也逐渐增大。前后排桩的最大水平位移都发生在桩顶，且位移量相同，这是由于圈梁的联系，前后排桩的变形具有协调性。前排桩在桩顶范围内水平位移趋于平均，这是由于前排桩受到后排桩的拉结作用，限制了前排桩桩顶位移的进一步发展。后排桩的水平位移比前排桩稍小，这是由于桩间土对后排桩产生土压力，可以与桩后的主动土压力抵消一部分，使后排桩所受总压力减小，从而后排桩的水平位移量也减小了。
4 结论
本文基于Duncan-Chang模型基本原理，主要从数值模拟的角度对开挖深度对变形及内力的影响进行了分析。得到如下结论，随着开挖深度的增加，桩体的水平位移逐渐增大，且分步水平位移增量也逐渐增大。前后排桩的最大水平位移都发生在桩顶，且位移量相同，后排桩的水平位移比前排桩稍小。
参考文献：
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娄奕红，俞三溥，王秉勇．基坑支护结构内力变形动态分析[J]．岩石力学与工程学报，2003，22(3)：462~466．
（四川工程职业技术学院，德阳 618000）
（Sichuan Engineering Technical College，Deyang 618000，China）
摘要： 根据低应变反射波法检测高强度预应力混凝土管桩（PHC）桩身完整性的原理，通过具体工程实例对低应变反射波检测PHC管桩有关问题进行了分析探讨。
Abstract: According to the principle of detecting the integrity of high strength prestressed concrete piles (PHC) with low strain reflected wave method, this paper discussed the problems related to the detection of the PHC piles with low strain reflected wave method through specific examples.
关键词 ： 低应变反射波法；高强度预应力管桩；完整性；检测
Key words: low strain reflected wave method；high strength prestressed pipe；integrity；detection
中图分类号：TU473 文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2015）06-0130-02
0 引言
高强度预应力混凝土管桩（ PHC 管桩）对持力层起伏变化大的地质条件适应性强，适应地域广，建筑类型多，广泛应用于多种高层建筑、工业与民用建筑、铁路、公路与桥梁、港口、码头、水利、市政、构筑物，及大型设备等工程基础。但是，由于打桩、焊缝等操作不当、桩身质量、地质条件、设计、施工及管理等种种原因，往往容易造成管桩基础出现缺陷，因此对管桩质量的检测尤为重要。
低应变反射波法有着快捷、轻便、无损等优点，已经成为实际工程检测中应用较广泛的一项基桩检测方法。本文结合PHC管桩基础工程，运用低应变反射波法对其进行检测，探讨了低应变反射波法在PHC管桩检测中的应用和存在的问题。
1 低应变反射波法检测原理
低应变反射波法的基本理论为一维弹性直杆的应力波反射波理论[1-4]，见式（1）。
式中：μ为桩身质点位移；
为位移、速度、应变或盈利波在杆中的纵向传播速度；E为弹性模量ρ为质量密度；x为波的传播方向；
应力波由桩顶激发向下传播，遇波阻抗差界面（桩底或缺陷）将产生应力波反射，返回桩顶，用速度或加速度传感器接受其反射信号，反射系数由式（2）表达
R=（ρ1V1A1-ρ2V2A2）/（ρ1V1A1+ρ2V2A2）（2）
式中：R为波阻抗差异界面的反射系数。其中ρ1、ρ2、V1、V2、A1、A2分别为上、下两侧介质密度、波速及截面积。当上式某部位的ρ、V、A任一参数改变即满足时ρ1V1A1≠ρ2V2A2，即产生反射波返回桩顶，用传感器拾取反射信号并为仪器记录，根据反射初始时间、相位及幅值，并对桩身有无缺陷、缺陷性质、部位及程度即可做出判定[5-6]。低应变测试原理见图1。
2 工程概况
该工程场地地貌单元属于川西平原河流一级阶地，场地地形相对较为平坦。根据现场勘察，场地内地基土自上而下分为：第四系全新统人工填土层、第四系上更新统砂砾卵石土共两个工程地质大层；具体分为①填土层，0~9.1m，②粗砾砂，0~1.5m，③圆砾，0.6~6.5m，④稍密卵石，2.0~4.8m，⑤中密卵石。场地各地层厚度不一，均匀性较差，勘察报告建议采用高强度预应力管桩，持力层为中密卵石层。
3 桩基施工方案的确定
桩型选择：根据上部结构荷载、经济性相对较好、施工质量易控制、同时考虑对基坑开挖的影响，最终确定桩型为PHC预应力管桩，锤击法进行施工，管桩直径400mm，桩身混凝土等级C80，桩长13~21m，持力层为中密卵石层，单桩承载力为1200kN。
4 低应变反射波法对基桩的检测结果及分析
4.1 检测结果 按照《建筑基桩检测技术规范》及工程实际情况对现场抽取200根基桩进行检测[7]。检测完成后，通过室内数据分析，发现除了个别桩存在裂纹、桩头浅部破坏、断裂等常见缺陷外，两根基桩出现了严重缺陷：1#桩（完整性波形见图2），波4200m/s,接桩位置为7.0m，曲线出现明显的缺陷反射，考虑已经出现明显二次反射波，故给予严重缺陷的结论，判定为Ⅳ类桩；2#桩（完整性波形见图3），波速4200m/s，接桩位置为5.0m，出现缺陷反射波，虽相关规范及检测技术文件指导精神为接桩处反射波应给予为轻微缺陷，但此状缺陷反射信号已很明显，且数据分析时仍出现二次反射波，故认为为严重缺陷，判定为Ⅲ类桩。
为验证检测结果，对现场两根桩开挖至检测缺陷深度，经开挖后发现两根基桩在接桩部位均出现了明显的局部无焊缝现象。由此可见采用低应变法检测基桩缺陷的位置、缺陷程度与实际曲线一致。
4.2 低应变法的不足之处 由以上信号曲线可以看出，完整性曲线基本无明显的桩底反射波，且基桩接桩处反射信号明显，但接桩处缺陷严重程度的把握不易直接确定；低应变反射波法测试高强度预应力混凝土管桩（PHC），由于桩及桩周土共同因素的原因导致应力波衰减较快，因而无法快速有效地检测出桩身下段的缺陷位置，桩底反射不清晰，不易推断出管桩桩长施工情况，桩底是否进入设计持力层也无法判断，还需要采取其他方式进一步确定是否满足设计要求；此外，应力波在向下传播过程中，遇到横向裂纹，其衰减也较快，应力波能量损失很大，遇到纵向裂缝，应力波往往能顺利地继续传导下去，致使竖向缺陷很难被发现[8-10]。
5 结论
通过以上低应变在预应力管桩中的检测和应用特点不难看出，低应变应力法检测基桩完整性具有操作方便、简捷快速、经济等优点，对不同缺陷时所对应的完整性波形曲线可初步判断，在管桩检测中起着不可替代的作用；但是，该方法仍存在不足之处：在混凝土管桩检测中，桩底反射信号不清晰，不易估计检测管桩桩长及判断是否进入设计持力层；同时，不易对桩体下部的竖向裂缝进行检测。在PHC管桩检测中，接桩处反射的判断是难点，要使桩基质量得到更好的控制，配合其他方式进行检测较好。
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关键词水泥搅拌桩承载力沉降公路
一、问题提出
目前水泥搅拌桩复合地基承载力的确定主要是通过单桩承载力,地基土承载力以及桩土面积置换率计算得到，其中单桩承载力的大小对复合地基承载力的大小起着举足轻重的作用，但是很多试验实测结果表明:在复合地基中,单桩承载力理论值均偏离实测值，因此有必要对水泥搅拌桩单桩承载力的影响因素进行研究.
我们对水泥搅拌桩复合地基单桩承载力进行探讨，作为桩基础特殊形式的水泥搅拌桩的桩身是水泥就地与地基土充分搅拌而成,这种形式的基桩与预制桩和灌注桩,它在软土地基地区(如水网发育地区)已经得到广泛应用。但该法是否可以用于对水泥搅拌桩进行检测,目前在测桩界尚存在分歧意见。本文拟就作者近年来的分析研究与工程实践,从理论和实际经验上予以讨论,以期对该法在水泥搅拌桩上的应用取得一些明确和肯定的认识。
二、工作原理――高速公路路堤下水泥搅拌桩承载力
1.桩距对单桩承载力的影响
桩间净距太小,尽管对桩间土加固效果较好些,但对单桩承载力的充分发挥不利,我们可以采用一些非常规的布桩方式,充分利用复合地基中单桩桩体和桩间土的力学性能,加大桩间距离，对于大桩距，只要既能保证水泥土桩体较好质量，这样既能满足设计的复合地基承载力要求,而且实测的桩土应力比分布也较合理。水泥土桩在软土中既起到了加筋的作用,又表现出刚性桩的承载特性,同时它还约束了软土的侧向变形,与基础梁板组成复合基础结构,从而提高了地基土的承载能力。因此在搅拌桩复合地基承载力计算公式中应当考虑桩距对承载力的影响。
2、场地地质对单桩承载力的影响
事实上,根据大量室内试验,在水泥掺入比一定的情况下,加固土的土质密切。根据某工程现场取土和采用水泥掺量配比，不同土层水泥土室内无侧限抗压强度试验,对于含砂量较高的土层,要确定现场施工搅拌桩的强度和室内试验水泥土强度之间的比值关系。在粉土、砂质土中施工搅拌桩,由于水泥与其胶结良好,桩身搅合均匀,其所形成的水泥土强度与室内试块强度相差并不显著,故比值可以取得大一些；而在粘性土中施工,水泥与土胶结效果差,所形成的水泥土强度与室内试块强度相差较远,比值须取小值。
3、水泥搅拌桩复合地基单桩承载力的影响
桩土应力比是计算复合地基承载力的一个重要指标，路堤荷载下水泥搅拌桩复合地基中桩体强度并没有完全发挥出来，桩身模量的发挥程度与软土加固区深度、填筑高度密切相关，桩土应力比是计算复合地基承载力的一个重要指标，又是反映复合地基工作状态、设计优化的一个重要参数，现场监测结果与理论计算同时表明，路堤荷载下水泥搅拌桩复合地基桩土应力比有这样的规律：在填土初期荷载比较小时，桩土应力比随填土荷载的增加基本上呈线性增长，但是当填土荷载增加到某一数值时，桩土应力比变化幅度开始逐渐减小，并逐渐趋于稳定，整个受荷过程中桩与土所承担的应力处于相互协调过程中；同一级荷载下，桩土应力比随填土荷载的增加而增大，但增长幅度不大。
水泥搅拌桩的某些修正系数,仍需通过岩土工程工作者们大量的工程试验研究,结合各地区、各工程的具体情况,不断积累,以期更符合实际、合理的、准确的搅拌桩(复合地基)检测方案,应充分考虑被加固土土质、钻芯取样扰动、桩距大小、水泥掺入量等因素,以正确预估搅拌桩(复合地基)的承载能力。
4、水泥搅拌桩的桩身质量
根据多年来的实践经验和分析结果,认为主要包括水泥搅拌桩的均质性、完整性。这一性质可以使桩身内部不产生波阻抗明显差异的区段或界面,因而反射波检测曲线在桩底信号到达之前杂波较弱、曲线比较平滑；同时,这一性质是保证桩底反射信号清晰可辨的基础。经验证明,施工质量较好的搅拌桩,通常都可以满足均质性和完整性的要求,因而可以检测到完好的桩底反射信号。反之,若桩底信号清晰者,一般都能满足均质和完整的条件。
三、工作原理――高速公路路堤下水泥搅拌桩沉降
1.现场沉降监测
水泥搅拌法加固后的公路软基，其本身受力性状、沉降变形特性是人们一直研究的课题。由于软土地基工程地质条件的复杂性及目前理论公式或经验公式的不完善，通过这些公式计算出来的结果与现场实际测量结果通常存在一定差异，因而有必要通过现场观测资料来弥补理论上的不足，以积累经验。搅拌桩模量较小时，复合地基的沉降很大，随着桩体模量的增大，复合地基的沉降减小幅度大，但随着桩体模量的不断增大，复合地基的沉降量并不会有明显的改变，因此在进行搅拌桩设计时，模量太小不能有效的减少复合地基沉降，模量过大对沉降影响并不明显，一味的增加桩体的模量并不合理，必须根据工程实际和工程地质条件选择合适的桩体模量。
2.典型断面的选择及工程地质条件
高速公路软基处理的主要目的是解决路堤的稳定和变形，而变形控制尤为重要。根据典型断面的观测资料，可以更好地控制填土速率，保证施工期路基填筑的稳定安全。通过分析，提出合理的填筑施工顺序，指导各合同段的施工安排，以达到获取更长的预压期，减小工后沉降，确保路基沉降收敛稳定和工期目标。一般根据地层条件、软基处理方法、填土高度等因素选择典型断面进行沉降的观测。
3.水泥搅拌桩沉降问题
路堤下水泥搅拌桩复合地基沉降，在填土过程中随着填土高度的增加而增加，填土结束后沉降又逐渐趋于平缓，而且在加固区范围内路基中心与路肩的沉降存在着明显的差异；地基表层沉降比深层大，且表层沉降速率较快，沉降影响深度大致在加固区范围内，沉降沿深度增加变得越来越小，桩底土层有一定的压缩变形，但所占比例较小，水泥搅拌桩复合地基随着桩长的增加，沉降逐渐减小，但是当桩长增加到一定的值时，对沉降减小的效果并不显著，存在一最优桩长，复合地基设计时应避免桩长过长而造成不必要的材料浪费。
四、结论
本文研究的是水泥搅拌桩复合地基在静力荷载下的承载力及沉降的研究，为了进一步了解高速公路中水泥搅拌桩复合地基的工作性能，应对动力荷载下的复合地基工作性状展开研究。由于岩土工程问题的复杂性，影响路堤下水泥搅拌桩复合地基受力特性的因素很多，本文仅仅考虑了加固区深度及填土高度对承载力的影响，今后应通过大量的现场试验开展进一步的研究，以找到适合高速公路中水泥搅拌桩承载力的计算方法。刚性基础下复合地基理论已形成了成熟的理论，对于路堤这种柔性基础下复合地基的研究还有大量的工作要做，本文提出的公路路堤下水泥搅拌桩复合地基承载力方法需要进一步通过研究论证。
参考文献
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【关键词】： 地基处理；CFG 桩；施工方法
中图分类号： TU47 文献标识码： A 文章编号：
一.引言
软土地基特点包括下面几点：压缩性强、孔隙比大、承载能力低、天然含水量高等。所以在软弱土地基上建造起来的建筑物通常会出现地基变形以及强度不能满足设计要求等问题，这就需要采取相应的措施，对软土地基进行有效的处理。而处理的目的就是要确保软土地基的稳定性，增强软弱地基的强度，有效降低软弱土的压缩性，从而能够消减地基基础的沉降或者是非均匀性沉降， 使建筑物在修建完成能够拖入正常使用，满足对地基稳定性和强度等方面的要求。
二.软弱地基的处理的方法
软弱地基的处理方法主要包括为以下：预压法、换填垫层法、振冲法、强夯法、水泥粉煤灰碎石桩法（CFG 桩）、砂石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法灰土挤密桩法、高压旋喷桩法、柱锤冲扩桩法、石灰桩法等。本文所主要研究桩基础在地基处理中的应用，是指研究CFG 桩地基的处理形式。
CFG 桩主要是指由水泥、粉煤灰、石屑、碎石以及砂经过加水搅拌之后而成的高强度的粘性桩，它是在过去的碎石桩技术的基础上逐步发展起来的一门地基处理技术。它是一种复合桩，主要桩间土、桩以及褥垫层等成分构成。由于有效的利用这种复合桩技术，就很好的改善了碎石桩的刚性标准。这样就使得全桩的端组和侧组能够更加充分的发挥自身的作用，这种复合桩的特点主要表现在地基承载力高、地基的变形较小、复合模的量较高等。虽然桩体不配筋，但却能够使桩间土的承载力很好的得到发挥，更为重要的是，它的造价仅仅在桩基的一半上下。因此在建造过程中广泛运用了这种复合桩，并得到了很好的经济效益与社会效益。
三.CFG桩施工方法
1.测量放线。根据设计的要求以及施工项目的实际特点，在建设单位所提供的水准点和相应的坐标，在施工的现场进行控制网的布置，主要包括了：水准点和轴线，只有在轴线和灰线等进行严格的复查审核之后方可进行动工。
2.放线布桩。在这个过程当中，需要根据建筑平面图进行放线以及布桩。桩位一般使用厚20mm 的钢钎打入地下约200mm的地方，然后再拔出钢钎并灌注石灰粉，这就些形成了施工的桩位点。通过仔细的复查和测量轴线，使得其误差不超过10mm，而桩位的误差不超过20mm，此外钢钎所打入的桩孔一定要垂直。
3.CFG 桩的施工。长螺旋钻管之内的泵压CFG 桩基的施工工艺主要是由长螺旋钻机、混凝土输送泵以及混凝土罐车等所构成的体系。CFG桩在进行施工过程时，在钻机就位以后，需要调整钻机塔身的前后以及其垂直度，在达到预定的规格要求后，才能够开始钻孔。当移动钻杆直到钻头差不多触及到地面的时候，立即关闭钻头的阀门，并且开启马达进行钻孔，直到设计出预定标杆长度的桩长。CFG 桩在经过刚才的钻孔之后，假如达到了预先设计的标高值，那么就应该立刻停止相应的钻孔活动，应马上向孔内开始输送混凝土，混合料在通过混凝土输送泵以及输送管道进行运输，到达钻孔机动力弯头的地方，再顺着弯头进入到钻管里面。之后等到钻杆的芯管内充塞了混凝土之后就可以实施拔管了，在进行拔管的时候，在上面所提到的那个钻头处的阀门会自动的开启，紧接着管道内的混凝土源源不断的进入到钻孔内。随着继续进行拔管活动，混合料会逐渐充满钻孔，并最终形成相应的桩。在成桩的过程当中需要预先保护桩的长度在500mm以上。
4.控制混合料。采用泵送施工，对混合料的坍落度要求在18cm～22cm之间，石子粒径应该小于20mm。而桩头的振捣深度应该大于2m。采取插入式振捣棒对桩顶进行加振3s～5s，从而有效提高桩顶混合料的密实度。要严格控制泵送混合料的输送量，灌入量要高于设计用量，用以保证桩顶超灌高度。还应该严格控制拔管的速度均匀进行，拔管速度太慢又会导致水泥浆不均匀分布，而拔管速度太快则有可能引起缩颈断桩或者桩径偏小问题，一般应控制在1.5m/min～2.0m/min 适合，总体上应该要和混合料的输送速度保持一致。在质量方面的要求表现在就：桩位的偏差边桩应低于70mm，桩的施工的垂直度偏差应低于1%，除此之外中间桩通常也需要保持在150mm以内。
5.清土及桩头。在CFG 桩的施工进程结束以后，如果桩身的混合料的强度达到70%，这时就应该开始凿除桩的保护层桩头以及清除桩顶部的土层。在清土的过程中应采取人工或者小型机械的措施来进行，必须要保持合理的实施进度，可以先使用机械清除掉部分，然后再采取人工清除机械预留约100mm，从而将桩头暴露出来。在对桩头进行凿除的时候，也能够采用机械和人工相结合的方式，先使用水平的切割机从两个方向来实施切除，锯断的面积应该大于桩截面积的70%，接着利用人工的锤子进行凿除，在凿除的过程中还必须注意保持桩头平面的平整，从而保障桩头的质量。
6.铺设褥垫层。这是整个复合地基最重要的核心部分，值得注意的是，这个褥垫层是在基础与桩间土和桩所之间所设置的有一定厚度的散粒状材料。在基础承受垂直方向的负荷时候，桩和桩之间的土会在一定程度上发生变形。因为桩的强度要比桩间土更大，所以它的变形程度不如桩间土大。但是如果在基础的下面布设一定厚度的褥垫层之后，桩体会向上和向下两个方向同时刺入，在这个过程中，褥垫层材料所具有的流动性会在一定程度上补偿桩间土。
四.施工过程中注意事项
1.在施工前应首先确认地下水是否存在侵蚀性。如果存在侵蚀性，就应该选择采用规格符合标准的水泥品种，也可以按规范要求直接添加防腐剂。
2.拔管的速度应按照试桩所确定的参数来进行，并且拔管速度要均匀。
3.每班要定时检查排气阀，以确保其工作正常。
4.在冬季施工时，对混合料原材料以及搅拌工艺等有着特殊的要求，这时就必须要按照冬季混凝土的施工要求来进行。
5.在施工过程中还应注意观察地面是否存在隆起现象，用以判断是否出现断桩。在打新桩的时候还要留意已打桩顶标高的变化情况，避免挤压引起断桩。
五.结束语
近年来随着我国地基处理设计水平的不断提高、施工设备的更新以及施工工艺的改进，使得我国的地基处理技术发展迅速，对于各种状况不良的地基，在经过适当处理之后，一般都可以满足建造重型、大型高层建筑的需要。可是目前的每一种地基处理方法都存在其自身局限性，还没想出一种万能的地基处理方法。
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