桩基础范文
时间：2023-03-23 10:03:59
导语：如何才能写好一篇桩基础，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
【关键词】桩基础;类型;承载性状;设计
0.前言
随着我国城乡建设的快速发展，出现了大量重型厂房、高层建筑、大型桥梁等；这些大型的建筑对地基承载力及变形都提成出了更高的高求，而浅层的天然地基一般无法满足要求，往往就需要利用地基深层坚实土层或岩层作为地基承载力，采用深基础方案。深基础方案主要有桩基础、沉井基础、敦基础和地下连续墙等，其中桩基因有效、经济等特点而得到广泛的应用。
1.桩基类型及适用条件
桩基种类繁多，根据不同的分类标准可以划分出不同桩型[1]。
⑴按使用功能分类，可划分为竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平荷载桩、复合受荷桩。
⑵按制桩材料可划分为木桩、石桩、混凝土桩、钢桩以及钢筋混凝土桩等。目前工程中应用最广泛的是钢筋混凝土桩。
⑶按承载性状分类（抗压桩），可划分为摩擦桩、端承摩擦桩、端承桩、摩擦端承桩。
⑷按施工方法分类，可划分为预制桩和灌注桩。
⑸按成桩方式对土层的影响分类，可划分为挤土桩、部分挤土桩、非挤土桩。
2.单桩与群桩竖向承载分析理论概述
随着桩基的广泛应用，桩基理论的研究也在不断深入，目前对桩基的承载机理有了比较深入的认识，并且提出了一系列的计算分析理论和工程简化计算。
2.1单桩竖向承载性状分析[2]
单桩在竖向荷载作用下的承载性状研究主要有理论分析、室内模型试验与工程实测等方法。其中理论分析有荷载传递法、弹性理论法、有限元法等。主要介绍荷载传递法。
荷载传递法是由Seed和Reese提出的，他的基本概念是把桩视为由许多弹性单元组成，每一单元与土体之间用非线性弹簧联系，以模拟桩-土之间的荷载传递关系。
在某一深度取一微桩段dz，其竖向平衡方程为（忽略自重）
N(z)+dN(z)+uq■(z)dz-N(z)=0 (2-1)
整理可得
q■(z)=-■・■ (2-2）
式中N(z)―z深度处桩身轴力，kN；
u―桩身断面周长，m；
q■(z)―桩侧分布摩阻力，kPa。
通过对式(2-2)积分可得
N(z)=Q-■uq■(z)dz (2-3)
式中Q―桩顶荷载，kN。
由式（6-3）可知，若L为桩长，当桩z=0，N（0）=Q，为桩顶荷载；当z=L，N（L）为桩侧总摩擦力。任一深度的轴力由桩顶荷载减去该深度对应的桩侧摩擦力和。
上面提到的qs(z)为桩侧摩阻力的传递函数，它是竖向坐标以及桩周土的相对位移的函数。其形式有多种，可由Kezdi法、佐滕悟法、Gardner等确定。
因此，桩顶荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力共同承担，一般来说，靠近桩身上部上层的侧阻力先于下部土层发挥出来，桩侧阻力先于端阻力发挥出来。
2.2群桩竖向承载性状分析[2]
群桩里的任一桩与孤立单桩的承载性状不一样(群桩效应)，这是由于桩与桩之间的力学作用和设桩导致的地基土体特性的变化。群桩的效应受多种因素的影响，包括群桩自身的几何特征、桩侧与桩端的土性等。计算群桩竖向极限承载力主要有以单桩极限承载力为计算参数的群桩效率系数法和以土体强度为参数的极限平衡理论计算法。
① 群桩效率系数法
Q■=ηn■Q■ (2-5)
式中Qgu―群桩的竖向极限承载力，kN；
η―群桩竖向承载力效率系数；
n■―群桩中的桩数；
Q■―单桩的极限承载力，kN。
这一方法较为简单，但是准确合理的确定群桩系数并不容易。可采用Converce-Labrra公式和Seiler-Keenly公式。
② 极限平衡理论计算法
桩侧阻呈桩土整体破坏
对于小桩距的挤土型承台群桩，其侧阻一般呈桩土整体破坏，可将群桩视为等代实体深基础，计算模式如下。
Q■=Q■+Q■=2(A+B)■l■q■+ABq■ (2-6)
式中A―群桩中各桩所限定的假想实体深基础长度，m；
B―群桩中各桩所限定的假想实体深基础宽度，m；
l■―桩侧第i层土内桩段的长度，m；
q■―桩侧第i层土内实体深基础的侧摩阻力，kPa；
q■―假想实体深基础底面上的地基承载力，kPa。
侧阻呈桩土非整体破坏
改法可忽略群桩效应，包括忽略承台分担荷载的作用，可表示为下式：
Q■=Q■+Q■=n■u■l■q■+n■A■q■ (2-7)
式中n■―群桩中的桩数；
u―桩的周长，m；
l■―桩侧第i层土内桩段的长度，m；
A■―桩端面积。
3.桩基的设计
桩基础的设计应力求安全适用、经济合理、选型恰当，对桩和承台有足够的强度、刚度和耐久性，对地基有足够的承载力和不产生过量的变形。桩基础的设计步骤和内容如下：
3.1收集设计资料
在设计之前需要收集相关的原始资料，包括建筑类型、使用要求、荷载、工程地质勘察资料、材料来源等情况，并尽力了解当地使用桩基的经验。
3.2桩型、桩长和截面尺寸选择[3]
设计时，首先根据建筑物的结构类型、荷载情况、地层条件、施工能力及环境限制等因素，选择预制桩或灌注桩的类别，桩的截面尺寸、长度及桩端持力层等。
一般而言，在场地土层分布较均匀、地层较易穿越的条件下，可考虑采用预制桩；若场地土层中存在卵石层、大量孤石、废金属残渣及花岗岩积层等，不宜试验预制桩，可采用冲孔灌注桩；当然还要充分考虑经济、环境、施工条件等因素。
桩的长度主要取决于桩端持力层的选择。桩长的设计需要考虑到桩承载力、沉降及稳定性的要求，一般而言，对沉降要求较严格的建筑桩端最好进入坚硬土层或岩层；如果坚硬土层埋藏较深时，宜采用摩擦桩基。
桩长及桩型初步确定后，可根据桩的选型定出桩（下转第310页）（上接第341页）的截面尺寸。
3.3桩数及桩位布置
初步设计桩数时，可先不考虑群桩效应，根据单桩竖向承载力设计之R，当桩基为轴心受压时，桩数n按下式估算：
n?叟■ (3-4)
式中F―作用在承台上的轴向压力设计值；
G―承台及其上方填土的重力。
偏心受压时计算方法不一样，在此不做介绍。
桩位布置，应尽可能使桩群承载力合力点与长期荷载重心重合，并使桩基受水平力和力矩较大的方向有较大的截面模量，以便桩基中各桩受力比较均匀和合理。桩在平面上可布置成方形、三角形和梅花形。
3.4承台设计及构造要求
4.结论
⑴通过对桩基相关文献的查阅，加深对桩基基本概念的理解，并总结了桩基的类型及其适用条件。
⑵随着桩基的广泛应用，桩基理论的研究在不断的加深，本文对桩基几种理论进行较为简单的概述，并介绍了其在工程设计中的应用，以及在工程设计中采取的一些计算方法。
【参考文献】
［1］王秀丽，白良，等.基础工程.重庆：重庆大学出版社，2001,10.
［2］郑刚，廖红建，等.高等基础工程学.北京：机械工业出版社，2007,1.
［3］陈仲颐，也书麟.基础工程学.北京：中国建筑工业出版社.
篇2
关键词：地基基础设计 桩基础后浇带
一、基础的设计
房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑，选择经济合理的基础型式。砌体结构优先采用刚性条形基础，如灰土条形基础、Cl5素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等，当基础宽度大于2.5m时，可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。多层内框架结构，如地基土较差时，中柱宜选用柱下钢筋混凝土条形基础，中柱宜用钢筋混凝土柱。框架结构、无地下室、地基较好、荷载较小可采用单独柱基，在抗震设防区可按《建筑抗震设计规范》第6.1.1l条设柱基拉梁。无地下室、地基较差、荷载较大为增强整体性，减少不均匀沉降，可采用十字交叉梁条形基础。如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求，又不宜采用桩基或人工地基时，可采用筏板基础（有梁或无梁）。框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要求高、柱网较均匀，可采用箱形基础；柱网不均匀时，可采用筏板基础。有地下室，无防水要求，柱网、荷载较均匀、地基较好，可采用独立柱基，抗震设防区加柱基拉梁。或采用钢筋混凝土交叉条形基础或筏板基础。筏板基础上的柱荷载不大、柱网较小且均匀，可采用板式筏形基础。当柱荷载不同、柱距较大时，宜采用梁板式筏基。无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连结节点。框剪结构无地下室、地基较好、荷载较均匀，可选用单独柱基，墙下条基，抗震设防地区柱基下设拉梁并与墙下条基连结在一起。无地下室，地基较差，荷载较大，柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起，以加强整体性，如还不能满足地基承载力或变形要求，可采用筏板基础。剪力墙结构无地下室或有地下室，无防水要求，地基较好，宜选用交叉条形基础。当有防水要求时，可选用筏板基础或箱形基础。高层建筑一般都设有地下室，可采用筏板基础；如地下室设置有均匀的钢筋混凝土隔墙时，采用箱形基础。当地基较差，为满足地基强度和沉降要求，可采用桩基或人工处理地基。多栋高楼与裙房在地基较好（如卵石层等）、沉降差较小、基础底标高相等时基础可不分缝（沉降缝）。当地基一般，通过计算或采取措施（如高层设混凝土桩等）控制高层和裙房间的沉降差，则高层和裙房基础也可不设缝，建在同一笺基上。施工时可设后浇带以调整高层与裙房的初期沉降差。 当高层与裙房或地下车库基础为整块筏板钢筋混凝土基础时，在高层基础附近的裙房或地下车库基础内设后浇带，以调整地基的初期不均匀沉降和混凝土初期收缩。
二、基础类型的桩基础和后浇带的设计
1 当天然地基或人工地基的地基承载力或变形不能满足设计要求，或经过经济比较采用浅基础反而不经济时，可采用桩基础。
2 桩平面布置原则： 1）力求使各桩桩顶受荷均匀，上部结构的荷载重心与桩的重心相重合，并使群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩。 2）在纵横墙交叉处都应布桩，横墙较多的多层建筑可在横墙两侧的纵墙上布桩，门洞口下面不宜布桩。 3）同一结构单元不宜同时采用摩擦桩和端承桩。 4）大直径桩宜采用一柱一桩；筒体采用群桩时，在满足桩的最小中心距要求的前提下，桩宜尽量布置在筒体以内或不超出筒体外缘1倍板厚范围之内。 5）在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式。 6）剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响，而剪力墙中和轴附近的桩可按受力均匀布置。
3 桩端进入持力层的最小深度：1）应选择较硬上层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度，对于粘性土、粉土不宜小于2d（d为桩径）；砂土及强风化软质岩不宜小于1.5d；对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d，且不小于0.5m。2）桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩，桩全断面进入岩层的深度不宜小于0.5m，嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时，嵌岩深度可适当减少，但不宜小于0.2m。 3）当场地有液化土层时，桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的稳定土层，进入深度应由计算确定，对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土且不应小于0.5m，对其他非岩石土且不宜小于1.5m。 4）当场地有季节性冻土或膨胀土层时，桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性验算确定，其深度不应小于4倍桩径，扩大头直径及1.5m。
三、桩型选择的分析
1）预制桩（包括混凝土方形桩及预应力混凝土管桩）适宜用于持力层层面起伏不大的强风化层、风化残积土层、砂层和碎石土层，且桩身穿过的土层主要为高、中压缩性粘性土，穿越层中存在孤石等障碍物的石灰岩地区、从软塑层突变到特别坚硬层的岩层地区均不适用。其施工方法有锤击法和静压法两种。
2）沉管灌注桩（包括小直径D＜5O0mm，中直径D＝500～600mm）适用持力层层面起伏较大、且桩身穿越的土层主要为高、中压缩性粘性土；对于桩群密集，且为高灵敏度软土时则不适用。由于该桩型的施工质量很不稳定，故宜限制使用。
3）在饱和粘性土中采用上述两类挤土桩尚应考虑挤土效应对于环境和质量的影响，必要时采取预钻孔。设置消散超孔隙水压力的砂井、塑料插板、隔离沟等措施。钻孔灌注桩适用范围最广，通常适用于持力层层面起伏较大，桩身穿越各类上层以及夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层；如持力层为硬质岩层或地层中夹有大块石等，则需采用冲孔灌注桩。无地下水的一般土层，可采用长短螺旋钻机干作业成孔成桩。钻（冲）孔时需泥浆护壁，故施工现场受限制或对环境保护有特殊要求的，不宜采用。
4）人工挖孔桩适用于地下水水位较深，或能采用井点降水的地下水水位较浅而持力层较浅且持力层以上无流动性淤泥质土者。成孔过程可能出现流砂、涌水、涌泥的地层不宜采用。
5）钢桩（包括H型钢桩和钢管桩）工程费用昂贵，一般不宜采用。当场地的硬持力层极深，只能采用超长摩擦桩时，若采用混凝土预制桩或灌注桩又因施工工艺难以保证质量，或为了要赶工期，此时可考虑采用钢桩。钢桩的持力层应为较硬的土层或风化岩层。
篇3
关键词：桩基础；检测；质量控制
在城市建筑工程中，尤为重要的桩基工程是隐蔽工程，支撑着地面上的构筑物，它是建筑物的基础，其质量优劣直接影响到这些建筑物的安全。因此在施工的过程中桩基检测是一个不可缺少的环节，它的准确度和精密度直接关系着建筑工程的质量。
1桩基检测的方法
1.1 桩基的承载力的检测
（1）单桩竖向抗压静载法：当埋设有测量桩身应力、应变、桩底反力的传感器或位移杆时，可测定桩的分层侧阻力和端阻力或桩身截面的位移量。为设计提供依据的试验桩，应加载至破坏桩抽样；当桩的承载力以桩身强度控制时，可按设计要求的加载量进行。对工程检测时，加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的2.O倍。
（2）单桩竖向抗拔静载法：当埋设有桩身应力、应变测量传感器时，或桩端埋设有位移测量杆时，可直接测量桩侧抗拔摩阻力，或桩端上拔量。为设计提供依据的试验桩应加载至桩侧土破坏或桩身材料达到设计强度；对工程桩抽样检测时，可按设计要求确定最大加载量。
（3）单桩水平静载法：推定地基土抗力系数的比例系数。当埋设有桩身应变测量传感器时，可测量相应水平荷载作用下的桩身应力，并由此计算桩身弯矩。为设计提供依据的试验桩宜力I1载至桩顶出现较大水平位移或桩身结构破坏；对工程桩抽样检测，可按设计要求的水平位移允许值控制加载。
1.2 桩基的完整性检测
（1）钻芯法：适用于检测混凝土灌注桩的桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度和桩身完整性，判定或鉴别桩端持力层岩土性状。
（2）低应变法：适用于检测混凝土桩的桩身完整性，判定桩身缺陷的程度及位置。
（3）高应变法：适用于检测基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性；监测预制桩打人时的桩身应力和锤击能量传递比，为沉桩工艺参数及桩长选择提供依据。进行灌注桩的竖向抗压承载力检测时，应具有现场实测经验和本地区相近条件下的可靠对比验证资料。对于大直径扩底桩和Q-S曲线具有缓变型特征的大直径灌注桩，不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。
（4）声波透射法：适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测，判定桩身缺陷的程度并确定其位置。
2、建筑工程桩基础施工测量技术要求
设计和施工单位对建筑工程的尺寸精度要求不是按测量中误差来要求的，而是按实际长度与设计长度之比的误差来要求的，对长度尺寸精度要求分为2种：一是建筑物外廓主轴线对周围建筑物相对位置的精度，即新建筑物的定位精度。二是建筑物桩位轴线对其主轴线的相对位置精度。
（1）建筑物轴线测设的主要技术要求。建筑物桩基础定位测量，一般是根据建筑设计或设计单位所提供的测量控制点或基准线与新建筑物的相关数据，首先测设建筑物定位矩形控制网，进行建筑物定位测量，然后根据建筑物的定位矩形控制网，测设建筑物桩位轴线，最后再根据桩位轴线来测设承台桩位。
（2）对高程测量的技术要求。桩基础施工测量的高程应以设计或建设单位所提供的水准点作为基准进行引测。在高程引测前，应对原水准点高程进行检测。确认无误后才能使用，在拟建区附近设置水准点，其位置不应受施工影响，便于使用和保存，数量一般不得少于 2-3 个，一般应埋设水准点，或选用附近永久性的建筑物作为水准点。高程测量可按四等水准测量方法和要求进行，其往返较差，附合或环线闭合差不应大于±20L mm，L 为水准路线长度，以 km 为单位。桩位点高程测量一般用普通水准仪散点法施测，高程测量误差不应大于±1cm。
3桩基础施工质量控制
3.1建筑物桩位轴线及承台桩位测设
（1）桩位轴线测设的质量控制
建筑物桩位轴线测设是在建筑物定位矩形网测设完成后进行的，是以建筑物定位矩形网为基础，采用内分法用经纬仪定线精密量距法进行桩位轴线引桩的测设。对复杂建筑物圆心点的测设一般采用极坐标法测设。对所测设的桩位轴线的引桩均要打入小木桩，木桩顶上应钉小铁钉作为桩位轴线引桩的中心点位。为了便于保存和使用，要求桩顶与地面齐平，并在引桩周围撒上白灰。
在桩位轴线测设完成后，应及时对桩位轴线间长度和桩位轴线的长度进行检测，要求实量距离与设计长度之差，对单排桩位不应超过±1cm，对群桩不超过±2cm.在桩位轴线检测满足设计要求后才能进行承台桩位的测设。
（2）建筑物承台桩位测设的质量控制
建筑物承台桩位的测设是以桩位轴线的引桩为基础进行测设的，桩基础设计根据地上建筑物的需要分群桩和单排桩。规范规定3～20根桩为一组的称为群桩。1～2根为一组的称为单排桩。群桩的平面几何图形分为正方形、长方形、三角形、圆形、多边形和椭圆形等。测设时，可根据设计所给定的承台桩位与轴线的相互关系，选用直角坐标法、线交会法、极坐标法等进行测设。对于复杂建筑物承台桩位的测设，往往设计所提供的数据不能直接利用，而是需要经过换算后才能进行测设。在承台桩位测设后，应打入小木桩作为桩位标志，并撒上白灰，便于桩基础施工。在承台桩位测设后，应及时检测，对本承台桩位间的实量距离与设计长度之差不应大于±2cm，对相邻承台桩位间的实量距离与设计长度之差不应大于±3cm.在桩点位经检测满足设计要求后，才能移交给桩基础施工单位进行桩基础施工。
3.2桩基础竣工测量质量控制
桩基础竣工测量成果图是桩基础竣工验收重要资料之一，其主要内容：测出地面开挖后的桩位偏移量、桩顶标高、桩的垂直度等，有时还要协助测试单位进行单桩垂直静载实验。
（1）恢复桩位轴线。在桩基础施工中由于确定桩位轴线的引桩，往往因施工被破坏，不能满足竣工测量要求，所以首先应根据建筑物定位矩形网点恢复有关桩位轴线的引桩点，以满足重新恢复建筑物纵、横桩位轴线的要求。恢复引桩点的精度要求应与建筑物定位测量时的作业方法和要求相同。
（2）单桩垂直静载实验。在整个桩基础工程完成后，测量工作需要配合岩土工程测试单位进行荷载沉降测量，对桩的荷载沉降量的测量一般采用百分表测量。
（3）桩位偏移量测定。桩位偏移量是指桩顶中心点在设计纵、横桩位轴线上的偏移量。对桩位偏移量的允许值，不同类型的桩有不同要求。当所有桩顶标高差别不大时，桩位偏移量的测定方法可采用拉线法，即在原有或恢复后的纵、横桩位轴线的引桩点间分别拉细尼纶绳各一条，然后用角尺分别量取每个桩顶中心点至细尼纶绳的垂直距离，即偏移量，并要标明偏移方向；当桩顶标高相差较大时，可采用经纬仪法。把纵、横桩位轴线投影到桩顶上，然后再量取桩位偏移量，或采用极坐标法测定每个桩顶中心点坐标与理论坐标之差计算其偏移量。
（4）桩顶标高测量。采用普通水准仪，以散点法施测每个桩顶标高，施测时应对所用水准点进行检测，确认无误后才进行施测，桩顶标高测量精度应满足±1cm要求。
（5）桩身垂直度测量。桩身垂直度一般以桩身倾斜角来表示的，倾斜角系指桩纵向中心线与铅垂线间的夹角，桩身垂直度测定可以用自制简单测斜仪直接测完其倾斜角，要求盘度半径不少30cm，度盘刻度不低于10′。
（6）桩位竣工图编绘。桩位竣工图的比例尺一般与桩位测量放线图一致，采用1：500或1：200，其主要包括内容：建筑物定位矩形网点、建筑物纵、横桩位轴线编号及其间距、承台桩点实际位置及编号、角桩、引桩点位及编号。
4小结
近几年，随着城市化进程的进一步加快，建筑工程也在日益崛起，桩基工程的施工质量越来越受到工程技术人员的重视。但往往由于各种质量因素的影响，使得成桩质量不理想，为了保证施工质量，采取正确的控制措施，采取先进的桩体质量检测手段以确保桩基施工质量就显得极为重要。从而必须加大对桩基检测内容和检测技术的研究，确保建筑工程安全使用。
参考文献：
[1] 周炳和.浅析砌体工程施工及质量控制[J].科技资讯,2010,(22) .
[2] 丁建楠.浅析高层建筑基础底板大体积混凝土施工监理[J].科技资讯,2010,(21) .
篇4
关键词：群桩基础；桩土相互作用；最小桩距；弹塑性分析
桩基是一种古老、传统的基础形式，又是一种应用广泛、生命力很强的基础形式。最早使用的是木桩。随着我国桥梁建设事业的迅猛发展，大跨径桥梁不断涌现，对基础承载能力的要求也越来越高，而桩基础具有承载力高、沉降量小而均匀，且对地质条件适应性强等优点，使得桩基础得到了广泛的应用。近二十年来，由于工程建设和工业技术的发展，桩的类型和成桩工艺，桩的承载力与桩体结构完整性的检测，桩基的设计计算水平，都有较大提高。在实际工程中，设计采取桩基础的原因不外乎有两个:或是因为天然地基的承载力不够，需要采取桩基础将上部结构的荷载传到深层土或支撑于坚硬持力层上；或是因为天然地基土在上部荷载作用下将发生较大的沉降变形，需要采取桩基础来减少沉降。绝大多数情况下，桩基础设计时采用的是承台一桩群体系（即群桩基础）。因此，群桩承载力及相应沉降成为工程设计所关注的焦点。
1 桩基础数值优化
在计算模型中，土体被简化为理想均质、各向同性体。土体的计算范围取为:桩底下方选取一倍桩长，侧向边界也取一倍桩长。混凝土桩垂直设置于土体之中，桩与承台之间采用刚性连接。承台被简化为绝对刚性体。桩土之间不设置接触面，无相对滑动，桩与土体共用节点，完全接触。承台、桩和土体均采用ANSYS程序中的八节点六面体等参单元来建模。荷载采用分级施加的方式，以模拟实际加载方式。
对于大多数群桩基础来说，主要是由于桩周土体出现大片塑性区，使得群桩位移过大而影响结构物的使用功能，此时桩与承台仍处于弹性变形阶段。混凝土桩垂直设置于土体之中，桩与土体采用共用节点的方法。上部结构的自重荷载施加于承台顶所有节点上，该荷载包括两部分:上部结构自重和桥墩自重。实际的计算模型进行模拟分析时只考虑到一定的土体范围，所以土体边界采用对节点进行固定的方法:土体底面节点只固定沿桩长方向的位移，土体侧面节点固定与桩长方向垂直的平面内的两个方向的位移。
2 单排群桩相互作用模拟设计优化
对单桩进行了模拟分析，用位移控制法得出了单桩的极限承载力；在极限承载力作用范围内，得出了单桩的荷载一位移曲线、轴力图曲线、单桩土移云图和单桩土体应力云图，并分析了刚度比的变化对单桩受力特性的影响，为与群桩的对比分析准备了基础资料。
单桩的模拟分析使用ANSYS有限元程序来进行，因为没有实际的工程地质资料可以借鉴所以采用资料上的土体参数进行分析。单桩竖向承载力是指单桩所具有的承受竖向荷载的能力，其最大的承载能力称为单桩极限承载力，可由单桩竖向静载试验测定，也可用其他的方法（如规范经验参数法、静力触探法等）估算。单桩竖向承载力包括地基土对桩的承载能力和桩的结构强度所允许的最大轴向荷载两个方面的涵义，以最小值控制桩的承载性能。一般情况下，桩身材料强度计算单桩竖向承载力要远大于按土对桩的承载力确定的单桩竖向承载力。所以在一般情况下，桩的承载力主要受地基土的支承能力所控制，桩身材料强度往往不能充分发挥，只有在特殊情况下，桩身材料强度才起到控制作用。
极限荷载往往与桩的下沉量有联系，因此常以规定桩顶下沉量的方法来确定极限荷载。在使用ANSYS建好有限元模型之后，对桩逐级施加竖向荷载，记录单桩在各级荷载作用下的桩顶位移，求得桩的荷载一位移曲线关系，用以分析确定单桩的极限承载力。桩端持力层性质不同的大直径桩都具有相似的荷载一沉降特性，都属于缓变型，不显示明显的破坏特征点。桩侧阻力都在较小桩顶沉降下发挥出来，而端阻力随沉降增大而逐渐发挥并不显示极限特征点。因此，根据静载试验曲线确定大直径桩的承载力特征值时，通常取对应的荷载为极限承载力。
在对单桩进行逐级加载时，随着荷载的增加，桩底周围土始终产生竖向位移。这说明桩端土不发生整体剪切破坏，而由土的压缩机理起主导作用。即随着荷载的增加，桩底以下土体产生竖向和侧向压缩，由此排除的土体积足以容纳桩端的下沉体积，而不会导致土体形成通向桩端平面以上的连续剪切滑动面。这种以压缩机理起主导作用的渐进破坏，因此极限承载力或容许承载力的确定一般应以位移控制。
3 多排群桩相互作用模拟设计优化
本文用ANSYS有限元程序模拟分析方法分析两种有代表性的桩型:六桩矩形承台群桩和九桩方形承台群桩。对于钻孔灌注桩，规范规定其最小桩距为2.5d，故桩间距也采用1.5、2、2.5、3倍桩的直径。
六桩的模拟分析同样通过ANSYS有限元程序来进行，其中桩的几何尺寸和力学参数与单桩分析时相同，土的物理力学指标仍按单桩分析时取值。对六桩矩形承台群桩基础所进行的模拟计算同样获得桩顶的荷载一沉降曲线和载荷为36000KN时四种不同桩距的各基桩轴力图、桩间土体的位移和应力云图。
对九桩方形承台群桩基础所进行的模拟计算同样获得桩顶的荷载一沉降曲线和载荷为54000KN时四种不同桩距的各基桩轴力图、桩间土体的位移和应力云图，。为了准确分析桩距变化时相邻桩之间的应力重叠对桩间土的位移和变形的影响，故取A（z0时中桩与边桩之间的中心点）、B（z0时边桩与角桩之间的中心点）在不同荷载和不同桩距下的位移和应力进行对比。
桩基的荷载一沉降关系是群桩基础工作性能及群桩效应的综合反映。因此，不论排数和桩数的多少，群桩基础的承载能力都随着桩距和承台的增大而提高。
4 结语
与单桩相比，群桩基础中由于桩与桩之间的相互作用使桩的沉降和轴力、桩间土体的应力位移都有所增大，且随排数和桩数的增多而增大。刚度比对桩的沉降和轴力有较大影响，且随其呈正比变化。随着刚度比的减小，桩周土移减小，但是桩周土体应力有增大的趋势。随着桩距的增大，群桩的沉降变小，桩间土体的应力位移也减小，群桩的承载力明显提高，各基桩的轴力逐渐增加。
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【关键字】：桩基础施工技术
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、引言
桩基础是由桩和承台构成的深基础。由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基础应用广泛。
二、研究现状
随着我市市政建设工程规模的急速扩大，市政工程从地下往空间发展，房屋保护的要求也越来越高，大直径钻孔灌注桩因其具有较高的承载力、无挤土、无震动、能贴近建筑物施工，适应性强等优点，在市政工程中得到广泛应用。但是，由于桩基施工为隐蔽工程，地下地质情况千变万化，错综复杂，施工质量控制难度大，经常遇到意想不到的情况和突发事件，大直径灌注桩的质量事故时常发生，影响其功效的发挥。
三、研究目的和意义
钻孔灌注桩作为一种桩基础中的基础形式之一,其用途十分广泛,可以在各种基础施工中用到。同时它的特点也是显而易见的，比如:施工速度较快、施工占用面积较小,对于周围的其他施工影响较小等等。钻孔灌注桩的相关施工所涉及的内容很多,其中有测量方面的工作、还有机械相关操作方面的工作以及钢筋的加工、混凝土的搅拌等等多种工作。这些工作的种类相对较多,工作中的技术含量也较多,因此所受到的制约方面也很多。这样就会给施工过程带来一些问题。如果这些问题的出现必然会对整体施工的质量产生不利影响,如果不对这些问题进行关注的话,这些质量问题必然会使成桩难以满足设计要求,如果进行相关补救也存在一定的难度。所以在施工过程中,要加强施工准备、成孔等各环节的质量技术,确保钻孔灌注桩的成桩质量，同时桩基础质量直接关系到建筑结构及施工人员的安全性。
四、桩基础分类
1按承台高低分
a.高承台桩基础：指承台底与地面不接触（在冲刷线以上）的桩基。b.低承台桩基础：指承台底在地面以下，与地基土（冲刷线）接触的桩基。
2按桩身材料分a.木桩b.钢桩c.混凝土桩d.钢筋混凝土桩
3按作用机理分a.摩擦桩b.端承桩c.端承―摩擦桩d.摩擦―端承桩e.嵌岩桩
4按桩径大小分a.小桩：d≤250mm
b.中等直径桩：250mm
c.大直径桩：d≥800mm
5按施工方法分a.预制桩
b.灌注桩
五、桩基施工新技术
在明确了桩基础概念之后，我们向大家介绍几种成功应用的桩基础施工新技术。
(一)静力压桩
1.静力压桩的含义
用静力压桩机或锚杆将预制钢筋混凝土桩分节压入地基土中的一种沉桩施工工艺。静力压桩包括锚杆静压桩及其他各种非冲击力沉桩。
2.适用范围
静力压桩适用于软土、填土及一般粘性土层中应用，特别适合于居民稠密及危房附近环境要求严格的地区沉桩，但不宜用于地下有较多孤石、障碍物或有厚度大于2m的中密以上砂夹层的情况，以及单桩承载力超过1600kN的情况。
（二）泥浆护壁钻孔灌注桩
1.泥浆护壁钻孔灌注桩的含义
（1）灌注桩：先用机械或人工成孔，然后再下钢筋笼、灌注混凝土的基桩。
（2）泥浆护壁：用机械进行灌注桩成孔时，为防止塌孔，在孔内用相对密度大于1的泥浆进行护壁的一种成孔施工工艺。
2.适用范围
泥浆护壁钻孔灌注桩按成孔工艺和成孔机械的不同，可分为如下几种，其适用范围如下：
（1）冲击成孔灌注桩：适用于黄土、粘性土或粉质粘土和人工杂填土层中应用，特别适合于有孤石的砂砾石层、漂石层、坚硬土层、岩层中使用，对流砂层亦可克服，但对淤泥及淤泥质土，则应慎重使用。
（2）冲抓成孔灌注桩：适用于一般较松软粘土、粉质粘土、砂土、砂砾层以及软质岩层应用，孔深在20m内。
（3）回转钻成孔灌注桩：适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、粘性土、砂土、软质岩层。
（4）旋挖钻成孔灌注桩：适用于一般粘性土、砂土、砂砾层以及中等密实度的卵石地层应用，孔深在80m内。
（5）潜水钻成孔灌注桩：适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、砂土、砂夹卵石及风化页岩层中使用，不得用于漂石。
（三）人工成孔灌注桩
1.人工成孔灌注桩的含义
人工成孔灌注桩，又称人工挖孔灌注桩，即是采用人工挖土成孔、灌注混凝土成桩的一种基桩。
2.适用范围
人工成孔灌注桩适用于桩直径800mm以上，无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土，含少量的砂、砂卵石、姜结石的粘土层采用，特别适于黄土地层中使用，深度一般20m左右。可用于高层建筑、公用建筑、水工结构（如泵站、桥墩作支承、抗滑、挡土、锚拉桩之用。）对有流砂、地下水位较高、涌水量大的冲积地层及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土层不宜使用。
（四）螺旋钻成孔灌注桩
1.螺旋钻成孔灌注桩的含义
（1）干作业成孔灌注桩：是指不用泥浆或套管护壁的情况下用人工或钻机成孔，下钢筋笼、浇灌混凝土的基桩。
（2）螺旋钻成孔灌注桩：是干作业成孔灌注桩的一种，是利用电动机带动带有螺旋叶片的钻杆转动，使钻头螺旋叶片旋转削土，土块随螺旋叶片上升排出孔口，至设计深度后，进行孔底清理，然后下钢筋笼、浇灌混凝土成桩。
2.适用范围
螺旋钻成孔灌注桩适用于地下水位以上的一般粘性土、粉土、黄土，以及密实的粘性土、砂土层中使用。
六、结论
本文通过对当今普遍采用的钻孔灌注桩施工工艺的分析，参照大量施工经验总结的资料，认真总结得出的主要结论如下：在施工前的施工组织设计中应按地质情况以及设计要求去综合考虑，选择方案时，应以选择对桩基质量有利的方案为原则。钻孔灌注桩的这一技术的发明，实际上就是因为使用了泥浆，因此，可见泥浆在钻孔灌注桩中的重要性。结合工程实践，通过实验探讨泥浆的护壁性能，提出了合适的泥浆配合比。一旦出现桩基施工和质量事故，就应仔细分析其原因，找出正确的措施进行解决，要做到对症下药。对付事故的最好办法还是以预防为主，在施工之前，就应做足一切必要的防患措施，尽量做到少出事故
参考文献
1、《桩基工程手册》沈保汉
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关键词：桩基础 分类 声波检测
1 桩基检测分类
桩的测试方法分为静载荷试验和动力测桩两大类，还有抽芯法和静力、动力触探以及埋设传感器法等辅助类方法。目前桩的静载荷试验主要采用堆载平台法、锚桩法、地锚法、锚桩和堆载联合法以及孔底预埋顶压法等。现我国已有几家拥有1×104kN级以上的桩基静载设备，最大加载能力达2×104kN。桩的动测技术起步较晚，目前已拥有CE系列、RS、RSM系列、PDA、EFI系列动力设备，用高应变法检测桩的承载力和桩的完整性，用低应变法检测桩的完整性。高应变法试桩一般用CASE法、CAPWAP法。低应变检测常用应力波反射法（锤击波动法）、声波透射法。
2 桩基检测方法与讨论
2.1 由散体材料桩或低粘结强度桩和土组成的复合地基（碎石桩、石灰桩等），采用静载荷试验也可采用静力触探分别对桩和土进行检测，确定复合地基承载力。
2.2 大直径桩宜采用声波透射法或钻芯法检测。各类桩、墩及桩墙结构完整性检测，一般采用低应变或高应变动力试桩法检测。
2.3 采用静载荷试验检测由高粘结强度桩和土组成的复合地基（水泥土桩、CFG桩、低标号混凝土桩等）的竖向承载力。单桩承载力的检测同其它刚性桩。
2.4 一般采用质点速度监测系统或加速度监测系统对施工中由于震动对环境的影响进行测试，也可用地震仪检测。
2.5 一般采用钢弦或压力盒通过静载荷试验复合地基中，桩、土荷载分担比进行测定，也可采用特制的应力传感器测试。
2.6 施工中用变形传感器（测斜仪）对由于挤土效应对环境的影响进行监测，也可用沉降变形标配合水平仪，经纬仪检测。
2.7 使用阶段桩体应力-应变的测试，使用混凝土应力计，钢筋应力计或特制的传感器。
2.8 可以采用分贝计对施工中噪音的测试加以判定。
2.9 当桩长大于30m，用其它检测手段难以准确判定桩完整性时，可采用抽芯的方法，抽芯还可以较准确地判断桩体混凝土的强度。也可采用声波透射法进行检测。
3 结合工程实例谈桩基础的检测
3.1 工程概况。本工程主桥、引桥及梯道共有桩基础46根，其中主桥8根，桩径2.2m；引桥共34根，其中2.0m桩径18根，1.2m桩径16根；梯道共4根，桩径为1.5m。1#-8#墩为嵌岩桩，持力层为弱风化花岗岩，要求嵌岩深度不小于1.5D，桩底沉渣不大于5cm。其余均为摩擦桩，桩底沉渣不大于15cm。桩身除主墩及梯道为C30水下砼外，其余均为C25水下砼。工程桩分批检测，检测时确保桩身混凝土强度不低于设计强度的70%，且留置混凝土试块单轴极限抗压强度不低于15Mpa；钻芯法检测时基桩桩身混凝土龄期不小于28天。
3.2 桩基检测数量。本工程总桩数为46根，均为钻孔灌注桩，工程基桩成桩质量进行100%检测。≥2.0m桩径超声波检测测26根，其他桩基础按不少于30%进行超声波透射法的检测共6根；其他桩基础进行基桩反射波法检测，共20根。钻芯检测法检测按桩数为总桩数的10%，共5根。
3.3 桩基检测方法和目的 ①基桩反射波法检测执行《建筑地基基础检测规范》。试验目的：普查桩身结构完整性，判定桩身结构完整性质量等级。为静载试验、高应变动力试验、钻孔抽芯试验等确定桩位提供依据。检测方法：检测前凿去桩顶浮浆、松散或破损部分，漏出坚硬的混凝土表面，在桩顶均布四个检测点，用手砂轮将桩顶混凝土打磨平整，平面与基桩轴线基本垂直，检测时保证打磨区域干净无积水。检测人员用动测仪和小锤进行检测。②钻芯检测法执行《建筑地基基础检测规范》，其检测按下列规定进行。a设备安装、操作参照国家地质矿产部行业标准《钻孔灌注桩施工规程》DZ/T0155附录D（抽芯取样）；应采用高转速的油压钻机、单动双管钻具、直径101mm以上的钻头进行抽芯。b芯样试件制作、试验、混凝土强度换算值的计算参照中国工程建设标准化协会标准《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS：03-2007。如果试件内骨料的最大粒径大于试件半径，则该试体的强度值无效。c每孔按上、中、下三个部位各取1组有代表性的芯样试件，每组芯样3个试件，每组芯样的强度代表值的确定参照《混凝土强度评定标准》GBJ107-87。当缺陷位置能取样试验时，必须取样进行混凝土抗压试验。持力层取材应靠近桩底部。d桩端持力层岩土分类参照《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）或《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）或广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ 15-31-2003）。e沉渣厚度的判别标准按设计施工图要求并参照《地基与基础工程施工及验收规范》（GB 50202-2002）和《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2 -2008）。f对桩底持力层的钻探，每桩应不少于1孔且钻探深度不小于设计要求值；当无设计要求值时；应执行《公路桥涵地基与基础设计规范及《建筑地基基础检测规范》的有关规定，一般应不小于3倍桩径且不小于5m。g各种桩径的桩其每桩钻孔数分别规定为：1.2～1.6m的钻2孔，大于1.6m的钻3孔。对于无法保证钻至桩底的超长桩，在保证总钻孔数的前提下，可减少每桩的钻孔数，而相应增加检测桩数。单孔开孔位置宜偏离桩中心10～15cm。检测试验目的：检验桩底沉渣是否符合设计及施工验收规范要求；灌注桩桩身混凝土质量、桩身混凝土强度是否达到设计要求；极端持力层的强度和厚度是否符合设计要求；施工记录桩长是否属实等。③超声波透射法检测参照执行《建筑地基基础检测规范》。各种桩径的桩其每桩的声测管埋设数量分别规定为：桩径小于0.8m的对称埋设两根管，0.8
3.4 桩基检测明细表。为了保证桩基声测数量和检测准确性，主桥以外的其他基桩声测管的预埋数量按总桩数的100%预埋。本方案提供的钻芯法检测的桩位为暂定桩位，具体抽芯检测桩位将根据反射波和超声波投射法检测的结果进行调整。下列表中：标有“√”符号为需预埋声测管，标有“”符号的为桩基声测，标有“”符号的为桩基动测，标有“”符号为桩基钻芯法检测。
4 结束语
随着社会的发展，工程部门对基桩的桩长和桩径都提出了更高的要求，目前我国用于桥梁中的最大基桩的桩径已经达到5m以上，最大桩长也已超过100m。确定桩基础承载力的理论和方法也不断涌现，当前桩基检测使用的方法有静载法、动测法、静动结合法、声波检测法以及自平衡测试法等。桩基工程是隐蔽工程，必须在质量上防患于未然，桩基必须做好试验及检测工作，针对不同类型的桩，采取相应的检测方法，保证桩基础的施工质量。
参考文献：
[1]丁小文.浅谈桩基检测技术的分类[J].山西建筑，2011（30）.
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【关键词】桩基础；分类；问题
随着国内经济的飞速发展，这就给基础建设带来的前所未有的时机，在对基础设施进行施工的时候，为了能达到其使用正常并且能具有一定的使用年限，通常采用的是桩基础。对桩基础的设计质量要非常重视，因为其很大程度上决定着这个工程的质量，所以对其设计是个非常重要的方面。
1 桩基础工作特点
桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。其作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。桩基础具有承载力高，沉降量小而均匀，沉降速率缓慢等特点。它能承受垂直荷载、水平荷载、上拔力以及机器的振动或动力作用，已广泛用于房屋地基、桥梁、水利等工程中。其更适用于高承载力土层埋藏较深，当基础上部为坚实土层而下部为软弱土层时则不宜采用桩基础。
2 桩基础分类
桩基础按承载性质不同分类可以分为摩擦型桩和端承型桩。摩擦型桩又可以分为端承摩擦桩和摩擦桩。端承摩擦桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩侧摩擦阻力承受。即在外荷载作用下，桩的端阻力和侧壁摩擦力都同时发挥作用，但桩侧摩擦阻力大于桩尖阻力。如穿过软弱地层嵌入较坚实的硬粘土的桩。摩擦桩：竖向荷载下，基桩的承载力以桩侧摩阻力为主，外部荷载主要通过桩身侧表面与土层之间的摩擦阻力传递给周围的土层，桩尖部分承受的荷载很小。主要用于岩层埋置很深的地基。这类桩基的沉降较大，稳定时间也较长。端承型桩又可以分为摩擦端承桩和端承桩。摩擦端承桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩。如通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩，由于桩的细长比很大，在外部荷载作用下，桩身被压缩，使桩侧摩擦阻力得到部分地发挥。端承桩：在极限荷载作用状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受的桩。如通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩，外部荷载通过桩身直接传给基岩，桩的承载力由桩的端部提供，不考虑桩侧摩擦阻力的作用。
按成孔方法可以分为挤土桩、非挤土桩和部分挤土桩。挤土桩就是在成桩过程中，桩周围的土被挤密或挤开，使桩周围的土受到严重扰动，土的原始结构遭到破坏，土的工程性质发生很大变化。挤土桩主要有打入或压入的混凝土方桩、预应力管桩、钢管桩和木桩。部分挤土桩是桩在设置过程中，由于挤土作用轻微。故桩周土的工程性质变化不大。这类桩主要有打入的截面厚度不大的工字型和H型钢桩、开口钢管桩和螺旋钻成孔桩等。非挤土桩是指成桩过程中桩周土体基本不受挤压的桩。在成桩过程中。将与桩体积相同的土挖出。因而桩周围的土很少受到扰动。这类桩主要有干作业法、泥浆护法和套管护壁法钻挖孔灌注桩。
按制作方法可以分为钻孔灌注桩和预制桩。钻孔灌注桩则适用于各类土层、岩层，但在软土或可能发生流沙的土层施工则应注意防止塌孔，而挖孔灌注桩则适用于无地下水或地下水量少的地质情况下。预制桩一般适用于中密、稍松砂类土或可塑性粘性土、碎石类土等，其是靠打入、震八、压入或旋转进入土中。
3 桩基础设计应注意的问题
3.1 高层带裙房桩筏基础
现阶段设计出来的很多项目是高层带裙房及同一大面积地下室上有多栋高层和裙房，按照桩基础设计规范的规定，建筑物基础都得设计为一级，桩基设计不宜采用不同桩型和不同持力层。而大多数设计单位未按原规范建议设计考虑荷载和桩的承载力水平，采用不同持力层、不同桩型或不同布桩密度，使桩的承载力水平接近的原则。实际上主楼与裙房荷载差异悬殊，反映在桩的承载力水平也相差悬殊，采用相同持力层，裙房桩的承载力水平过高，制约裙房的变形，致使梁上出现裂缝。对于这方面应适当考虑引起建筑物变形地基土的压缩性及厚度因素，在承载力水平上予以增减，建筑物建成多年未发现过大的差异沉降致使梁出现裂缝，为了能达到变形协调的效果，必须对主楼的桩基进行强化，裙房的桩基也要适当的弱化。
3.2 桩筏基础变刚度调平设计
在高层中心集荷部位，通过桩顶反力分布，可以桩的直径增大或者长度变长，提高中心部位的桩土刚度，则筏板下的桩顶反力分布发生变化，成为外小内大状态，筏板的变形随之趋于平缓。变刚调平的概念设计基本思路为桩、土与上部结构共同作用，对其沉降变形的主导因素是对桩土支承刚度分布进行调整，使其沉降变形均匀，一般可以将中心部位桩的桩径加大、布桩加密处理或者适当加长，这三种方法可以单独使用也可以重复使用，从而加强中心部位桩土刚度，达到刚度平衡的效果，概念设计只可以通过变刚度设计对实际存在的欠缺进行弥补的设计理念，而不能成熟分析软件或者精确计算表达式。
3.3 地基士质与桩基础的关系
对于桩底标高和土质之间的关系的分析，大部分时候桩长决定着柱底的标高。如果土质在一定范围内较好的情况下的桩底，为了保证桩尖落入承载力较高的土层来提高桩基础承载力就需要适当加大桩长以保证桩尖落入承载力较高的土层，而对由于钻探不是逐墩钻探而不能提供全面的钻探资料时则应根据相邻处桩长进行确定，一般为安全起见取相邻桩长较大值。对沉渣段与土质两者之间的分析，当桩尤其是桩端落于具有粗颗粒的砂砾、卵石等土层时，因为桩端会有较大粒径的卵石等，这时候为了保证桩基础的承载力以及灌注混凝土质量，就必须在施工时应必须给予清除。
3.4 同基础相邻桩底高差
若桩底标高相差过大，对于桩基础尤其是摩擦桩来说则会导致单桩的竖向承载力相差较大而造成桩基础整体失稳问题，所以对于同一建筑物尤其是坐落在同一土层的桩基础桩长长度及桩底标高差不宜超过桩长度的1/10；但若桩基础坐落于强度及稳定性较好的基岩上的端承桩则该限值可适当放宽；而桩端落于非岩石类土上则相邻桩高差不宜大于桩的中心距来避免将桩长较小的桩所受荷载传到相邻桩上增加临桩所受的侧向推力。
3.5 工程地质勘察
对于高层建筑的工程地质勘探的工作，勘探部门一般都比较重视，并且有个完整的报告内容，但是在多层建筑物工程地质勘探的时候，各方面的参数很难达到设计的要求。这种情况表现在以下两个方面：变形计算的主要指标土的压缩模量，未按工程设计所需深度土的自重压力与附加压力之和进行室内试验和提供分层指标、e―P曲线；勘探手段单一，无控制性勘探孔或数量不足，钻探深度不能满足变形计算的要求，甚至存在桩长超过钻孔深度现象，控制桩端下压缩层深度不够，多层建筑未提供第二桩端持力层土性指标等。不能实现调节桩长变刚度设计。上面的这些情况与地质勘探人员对设计荷载情况了解程度有关，也与勘察单位的资质有关。对于概念的设计需要设计人员和勘探部门之间相互配合得到的勘察报告才能符合设计的要求。
4 结束语
桩基础的设计是个复杂的问题，它要求设计人员对场地类型，土质土层情况，工程造价和施工工艺都要有较高的了解。设计人员要谨慎的把握每个设计环节，对各方面都要有综合的分析和判断。努力达到在保证工程质量的情况下，尽可能的降低成本降低造价。
参考文献
[1]建筑地基基础设计规范(GBS0007―2002)[M].中国建筑工业出版社 2002.
[2]郑建. 辉论桩基础设计的心得 [J] 广东科技.2007(8).
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关键词：桩基础动力特性试验数值模拟
中图分类号：0313文献标识码： A
Analysis of dynamic behavior of pile foundation
Abstract: The experimental of dynamic loading test is introduced. The research development and achievements of dynamic behavior of pile foundation are discussed in domestic and foreign and some problems exist now are put forward.
Keywords: pile foundation; dynamic behavior; experiment; numerical simulation
1 前言
桩基础在基础结构设计中是一种主要选择形式。当基础持力层埋藏深度较深，上部建筑承载力要求较高时，结构沉降控制较严时，桩基础往往是基础设计中的优选方案。桩基础实际是把上部结构荷载直接传递到较深土层的一种直接、易于工业化生产、机械化施工的基础形式[1-3]。
大量工程项目实测数据证明，采用桩基方案的结构，往往具有较小的沉降量，当在结构外侧布置一定数量桩基是，即可获得较大的抗倾覆能力。在地震加速度影响下，桩土之间的传力机理可以提供结构更长的自振周期，当这个自振周期与场地特征周期因此而加大间距时，必然带来结构地震反应的减弱。此外，桩基结构在地震作用下的水平位移也会被桩基与土体之间的阻尼、微位移、以及相应的耗能摩擦作用削弱，破坏能量相应减小，从而形成天然的 “隔震垫”。
桩基础作为一种重要基础形式，从十九世纪即开始了理论分析。但是，进行桩基础的动力特性研究，开始于二十世纪七零年代。在此之前，大部分研究人员认为桩基础的主要受力特征来自于上部建筑荷载向下的传递。通过桩基础的动力特性研究，发现当结构处于飓风、地震、潮汐等特殊工况作用下，桩基往往由于这些偶然荷载作用导致较大的水平作用。而如果在设计阶段对这些水平作用不提起足够的重视，将对桩基结构带来重大破坏，甚至带来上部结构倒塌。上部结构水平作用在承台与桩基顶部直接的连接部位，当这些部位发生机械振动时，桩基即有可能发生破坏，由于桩基往往深埋于地底，对其的破坏情况进行判定已是非常复杂，对其进行修复更是困难重重。由于桩基破坏而导致结构无法使用甚至破坏倒塌也是有较多案例。
2 桩基的震害特点
虽然长期地震震中及震后灾害评估及观测累积的数据及实际情况表明：采用桩基础的结构往往具备相对其他形式基础更好的抗震表现及受力特性。在多次大地震的观测中，仍出现大量桩基础的损伤及破坏情况，如日本1948年的福井地震，1952年的十胜冲地震，1964年的新泻地震，1964年美国Alaska地震，1985年Mexieo city地震，1995年的Kobe地震，我国1975年海城地震，1976唐山地震等强震，均观察到大量桩基础损伤及破坏。
根据现有的震后数据整理及现象观察，地震作用于主体结构，主要的破坏形式是由于土层断裂，隆起带来的巨大的土层运动，通过桩基传递至主体结构，结构由于自身质量带来的惯性，产生与土体间的加速度互相作用，该作用的直接媒介就是埋藏在土中的桩基、承台及地下室的外墙。作为土层短期高强度运动与原有不动上部结构间的主要作用媒介，桩基承担了大量主体结构与土体直接相互作用力，其破坏原因主要是桩身承担的巨大的加速度、惯性力以及土层的液化。地下土层由气、液、砂土颗粒三相构成，平时为一个稳定的平衡体，当土层产生大量运动时，该平衡打破，尤其是粘聚力差、液体渗流迅速的砂性土壤，土体中液体大量瞬时分离，直接导致土体结构破坏，土壤液化。土体液化往往导致桩基失去侧限或桩端突然刺入下部持力层导致结构倾覆、沉陷。
具体破坏主要体现在图1的几种情况，a、b、f归因于桩基与承台连接、桩身强度、承台自身强度储备不足；c往往是因为场地软弱土层交界处土刚度突变也容易引起桩身的水平剪切破坏。d、e的成因也是往往因为土层侧向对桩基及承台的支承作用削弱导致的桩基大幅变形。通过对震害的观察与调查表明，桩基破坏主要是由于地基大幅度运动导致作用在桩上巨大的运动和惯性力或土体的液化所引起的。地下砂层液化是桩基础破坏的重要原因之一，地基液化可能导致整移过大或倾覆，液化砂层界面是出现较大弯矩与剪力的危险部位，液化层在中部则弯曲破坏的危险较大。群桩与桩帽的连接处也是群桩基础的薄弱处，桩帽脱落或在连接处被剪坏也是常见的桩基震害现象。常见的桩基破坏形式如图1所示。
图1 地震作用下桩基的破坏形式
地震作用下土体与结构的动力相互作用是一个普遍存在的问题。土体与结构动力相互作用，是一个涉及到土动力学、结构动力学、非线性振动理论、地震工程学以及计算机技术等众多学科的交叉性研究课题，也是一个涉及到非线性、大变形、接触面、局部不连续等当代力学领域众多理论与技术热点的前沿性研究课题，同时又是一个与土木、水利、建筑、市政、交通等众多生产部门的工业建设质量和安全性密切相关的实际性研究课题，因而，数十年来引起了国内外学者的广泛关注[4]。
3 桩的动力特性研究现状
p-y曲线是在水平荷载作用下，泥面以下深度x处的土反力p与该点桩的挠度y之间的关系曲线。它综合反映了桩周土的非线性、桩的刚度和外荷载作用性质等特点。Matlock于1970年对水下饱和软粘土中的钢管桩进行了侧向荷载试验，提出了短期静荷载与循环荷载作用下桩的p-y曲线，（如图2所示）[5]。
图2 软粘土的p-y曲线（Matlock，1970）
Reese与Cox于1974年对沙土中的桩进行了侧向荷载试验，并对打入水下的桩也作了试验，提出了短期静荷载与循环荷载作用下桩的p-y曲线[6~7]。上述成果为美国石油协会1975年制定的《固定式海上平台设计施工技术规范》（API-RP2A）[8]采纳，我国制定的《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）局部修订（桩的水平承载力设计）[9]和《桩基工程手册》[3]也采用了这条曲线。
先计算出桩侧单位桩长的极限水平土抗力pu和桩周土达极限水平抗力之半时，相应桩的侧向水平变形yu，将上述两者代入静荷载和循环荷载下的p/pu-y/yu关系式中，即可得到软粘土中的p-y曲线。此外，硬粘土和砂土也存在不同的计算方法。
4 试验方法
李永波[10]等提出的冻土-桩动力模型试验系统，在多年冻土区进行选土，在试验中采用代表性的粉质黏土，将模型钢管桩基埋设在该实验室代表性土层中，对桩基实施水平动力加载，对3 ℃、5℃及其上层融化的多年冻土进行研究，得到试验桩基的动力响应特性。分析了冻融条件下桩头位移-荷载关系（如图3示）和冻融作用对桩头最大位移的影响。
图3 不同冻土环境下桩头荷载-位移关系曲线
武思宇等[11]使用振动台，进行了刚性桩复合地基1:10比尺的试验。使用柔性容器来拟合大范围地基在地震作用下的动力特性。基于Bockingham 定理进行了试验模型各项相似比设计，综合考虑振动台性能、自重失真不能过大等因素设定长度相似比为1:10，弹性模量相似比为1:4，质量密度相似比为1:1，进而推出其他物理量的相似比。由此给出加速度的相似比为2.5:1，由于结构竖向的重力加速度难以参照这一组相似关系进行模拟。如不能较好解决这一问题，试验结果将直接带来基底压力和土体围压的失真，，武思宇等通过在振动台台面和基础之间布置拉索，直接对基础底板上预加竖向压力，来拟合实际工程中的基底压力。
试验中将模型每层质量设定为90 kg和175 kg的两组，来模拟刚性桩复合地基在不同类型上部结构情况下的动力性能，分级对两组结构输入加速度峰值，设定输入最大加速度峰值为1.5g。为拟合抗震规范中定义的7度、8度和9度地震动加速度，设定了0.25g，0.5g，1.0g等多个加速度峰值点。图4为传感器布置图。
图4 传感器布置图
通过试验，刚性桩复合地基表现出一定的抗震能力，小震状态下，桩身弯曲、剪切应变表现出一定规律，试验中，桩身轴向应变变化不大，桩身弯曲应变和剪切应变均未达到极限值，桩身最大弯曲应变发生在桩顶以下20 cm处，最大剪切应变发生在桩顶，在地震作用下，基础埋深范围内的土体对抵抗结构倾覆和滑移起到了重要的作用；中震后，桩基周围土体与桩身脱开，对桩身约束大大削弱，中震和大震下，桩头处桩土出现分离现象，但振动结束后，土体对桩头的约束可以恢复，甚至有所增强。地震动作用加大，土体软化、约束削弱效应明显，地震作用终止后，土体仍能在一定程度上恢复到震前状态。
冯士伦[12]进行了液化土层中桩基抗震性能振动台试验，试验布置简图如图6所示。在试验箱中填筑均匀级配的河砂，控制砂的相对密度为30%。采用外直径D=19.9 mm，壁厚t=1.8mm的铝管桩，于桩顶放置2.45kg的配重。沿振动方向成对布置应变片，如图所示。
图5 试验布置简图
图6 为模型桩不同位置处的动力p-y曲线与API推荐做法得到的静力p-y曲线的比较图。
从这些图中看到，在动力荷载作用下，由于砂土液化，土层横向承载能力的削弱，在生相同的桩土位移时，砂土液化后的侧向土反力比静力荷载条件下的侧向土反力小；但液化后的砂土还是有一定的横向承载能力的，即土反力并不是完全丧失了。
（a）距桩底0.2m处（b）距桩底0.3m处
（c）距桩底0.4m处 （d）距桩底0.5m处
图6 不同位置的p-y曲线
通过振动台试验，初步研究了饱和砂土中桩基的振动特性，通过对振动过程中桩身不同深度处的弯矩以及砂土中不同深度处孔压的测量以及对得到的动力p-y曲线的分析，对桩土振动过程中的动力相互作用有了初步的认识。从数值上，说明了饱和砂土液化降低了模型桩的横向承载能力，但并没有使模型桩的横向承载能力完全丧失。考虑到砂土液化对上部结构的减震作用，工程设计人员完全不考虑液化砂土的侧面承载力是保守的。通过该试验研究，初步尝试了试验研究桩土动力相互作用这一课题，为进一步定量分析砂土液化对桩基础横向承载能力的影响奠定了坚实的基础。
5 单桩动力特性的数值模拟
金伟良和宋志刚[13]力并考虑到桩体动平衡条件,可得到桩-土体系的动力相互作用控制微分方程:
其中:[M]是桩体质量矩阵；[K]为桩体刚度矩阵；{f(t)}为激振力向量；[C]是阻尼矩阵，主要考虑土壤本身的材料阻尼，与对角形式的土体弹簧刚度[Ks]有关。根据Kagawa和Gazates等人的研究，土壤动抵抗力可以表示为：
其中：pd为土动抗力集度，ksd为土体弹簧静刚度，Dp为桩直径，阻尼系数取值在0.02~0.1之间。因此[C]可以表达为如下形式：
采用了Newmark算法计算桩的动力响应，利用修正p-y曲线，再根据修正后的p-y曲线确定迭代过程土体弹簧的切线刚度。为了进一步说明问题，分析了MUQ[14]平台桩基础在桩顶水平激励下的动力反应，确定了桩-土的脱开区域，并分析了桩-土脱开效应对桩基动力响应的影响。图8为不同计算条件下桩土脱开情况。
(a) (b) (c)
图7 不同计算条件下桩土脱开状况
研究表明：时程最大位移的分布形式与桩基础振动的一阶振动形态基本一致；在桩基土体脱开效应下，桩顶水平力作用出现动力放大效应，响应的脱开范围也相应加大；由于阻尼作用，桩顶的水平位移和水平力发展之间有滞后效应，对模型进行荷载循环作用下，相应可以绘制出桩顶水平力和水平位移之间关系的滞回环。
6 结论与展望
对国内外桩基础的动力特性进行了归纳总结，介绍了桩基础的动力性能的相关试验和数值模拟的研究成果。在此基础上，认为还存在一些深入的问题值得思考：
（1）由于试验条件的限制，目前大多数采用的都是缩尺试验，与框架结构的桩基础，特别是公路桥梁桩基础相比相差很大，因此，必须考虑尺寸效应的影响，为现实结构中柱构件的设计提供依据。
（2）现有的大部分工作结果都是由试验测试而得，而试验的结果是具有一定的离散性的，还没有统一的计算理论，因此，建立一套合理有效的理论计算模型是非常有必要的。
（3）目前关于群桩动力特性的研究还比较少。
参考文献
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篇9
关键词：桩基础；质量控制；建筑施工
中图分类号：O213.1 文献标识码： A
引言
我国当前处在社会主义建设的重要时期，经济在高速的发展，建筑行业空前的蓬勃，各种建筑每天都在拔地而起，其中建高层已成为当前社会中的主要趋势。高层建筑所采用的基础多数是桩基础，因为随着高度的增加，上部荷载也在增加，而普通的天然地基不能满足承载力的要求。桩基础已经在现代社会的建设中起着相当重要的作用，它给社会带来了越来越明显的经济效果。
一、桩的分类
桩基础是广义的深基础的一种结构形式，根据使用材料、构造形式和施工技术等条件的差异，有着不同的分类方法。
1、按承载性能分
摩擦型。这种桩是在极限承载力状态下，桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力来承受。摩擦型桩又可分为纯摩擦桩和端承摩擦桩两类。前者桩尖部分荷载很小，一般不超过整个荷载的10%。后者是桩顶荷载主要由桩侧阻力来承受，即在外荷载作用下，桩端阻力和侧壁摩擦力都同时发挥各自的作用；
端承型。端承桩分端承桩和摩擦端承桩。端承桩是指在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受的桩，它不考虑桩侧摩擦阻力的作用。摩擦端承桩是指在极限承载力条件下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩。
2、按桩身材料分
按照桩身的使用材料，桩基础可分为钢筋混凝土桩、钢桩和组合材料桩。按制作工艺分，桩基础可分为预制桩、灌注桩、搅拌桩。
二、桩基础施工中常见的质量问题及原因分析
1、桩基础出现的缺陷
1.1桩基础中部缺陷
实际施工过程中，可能会由于勘探失误，引起混凝土浇灌时突发局部塌孔，阻碍混凝土翻浆，从而造成桩基础的桩身表现出局部缺陷。施工，很多工人由于用力不均匀，拆管时使混凝土受到连续性的扰动，影响到混凝土的质量。导管气密性如果较差，则水下灌注混凝土的导管在进入泥浆后，导管内外压强值会不相等，情况严重时会阻碍混凝土连续下料，影响到正常翻浆工序，进而发生断桩。
1.2桩基础顶部缺陷。
影响桩基顶部质量的主要原因是混凝土的质量问题。首先，水下浇筑混凝土会有沉淀泥浆出现，而沉淀泥浆厚度难以较为准确地测定，但是若超灌桩顶的混凝土缺乏较高的强度，则既有可能表现出夹泥现象，从而进一步影响到混凝土质量；其次，在混凝土浇筑工序完成后，施工人员由于用力不均匀，导致对钢护筒的预埋和拆拔工作较为粗糙，以此对桩顶的混凝土产生了干扰，影响到混凝土的质量；最后，由于凿除混凝土桩头的风镐功率较大，会在一定程度上对声测管附近的混凝土产生扰动，从而影响混凝土的质量。
2、断桩、缩径
造成断桩的主要原因来自于复杂的地质构造。管桩的持力层通常会选在强风化岩层中。当淤泥层或软塑层直接覆盖在基岩上,并且基岩表面强风化层和中风化岩层都较薄,有的甚至缺失。在这种“上软下硬,软硬突变”的地质构造下打桩,管桩迅速穿过软覆盖层遇到坚硬的岩层,阻力加大,使贯入度突然降低,同时由于软覆盖层对管桩的阻力较小,锤冲击力直接作用于桩身,致使桩身容易断裂。而其他如桩体倾斜度过大、桩堆放、运输、起吊的支点或吊点位置不得当、沉桩过程中桩身弯曲较大,锤击产生的弯曲，桩细长且遇到的土层较硬等都可能造成桩的断裂。
3、桩接头断离
由于设计的桩长度比较长，在施工工艺上不可能直接的沉入，这时会在预制时分成几段，然后再分段沉入，各段直接用钢制焊接连接件连接。在施工时，由于沉入预制桩时倾斜过大，桩和桩的连接头会出现大的缝隙，还有在施工时各段桩的中心线不在一条直线上，桩接头施工的技术不达标，质量差使桩接头断裂。
基桩检测问题。基桩检测理论不完善、检测人员素质差、检测方法选用不合适、检测工作不规范等，均有可能对桩基完整性普查及桩基承载力确定给出错误结论与评价。
三、常用处理方法
如果打桩工序中出现了相关的质量问题，施工单位切不可自行进行处理。处理时，需通知有关部门，在经设计单位、监理单位以及相关专业技术部门共同斟酌后在采取针对性的解决办法。出现上述问题，常见的处理方法主要有接桩法、补桩法、纠偏法、补送结合法、钻孔补强法、扩大承台（梁）法和复合地基基础法。由于灌注桩对复杂多变的地质条件要求有很高的应对能力，因此，如果该类型桩出现问题，一般采用原位破除，重新浇灌。先对预制桩常用的处理方法作进一步讨论。
1、接桩法
开挖接桩。挖出桩头，凿去混凝土浮浆及松散层，并凿出钢筋，整理与冲洗干净后用钢筋接长，再浇混凝土至设计标高。
嵌入式接桩。当成桩中出现混凝土停浇事故后，清除已浇混凝土有困难时，可采用此法。
2、补桩法
桩基承台前补桩。当桩距较小时，可采用先钻孔，后植桩，再沉桩的方法。在桩基承台以及地下室的施工完成后，打上静压桩。打静压桩时会让土层的摩擦阻力和桩尖阻力产生结构反力，产生的这些力全部由地下室和承台去承受，不需要再采取其他的相关措施。这种方式的特点是噪声很小，设施过程简单，容易操作，同时还不影响其他工期的正常进行。因此，实际施工中，如果出现断桩和桩承载力不足情况，均可采取该方法加以解决。
3、纠偏法
纠偏法主要是针对桩身倾斜的情况下使用的,使用正确合理的纠偏方法,可使各种原因造成的桩身倾向复位,避免继续施工造成桩身断裂。需要注意的是,纠偏只能是在桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短的情况下进行,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位。如果桩身已经断裂,则不能采取纠偏方法来处理。严禁采用机械方式进行强行纠偏,以免造成桩身断裂。
4、钻孔补强法
此法适应条件是基身混凝土严重蜂窝，离析，松散，强度不够及桩长不足，桩底沉渣过厚等事故，常用高压注浆法来处理，但此法一般不宜采用。桩身混凝土局部有离析，蜂窝时，可用钻机钻到质量缺陷下一倍桩径处，进行清洗后高压注浆。桩长不足时，采用钻机钻至设计持力层标高；对桩长不足部分注浆加固。
5、扩大承台法
扩大承台（梁）法即扩大承台截面的尺寸以满足规范规定的构造要求和承载力要求。以下两方面原因的出现需要扩大承台的尺寸来处理。
桩位偏差过大，原设计的承台（梁）断面宽满足不了规范要求，此时采用扩大承台（梁）来处理。
考虑桩同作用，当单桩承载力达不到设计要求，可用扩大承台（梁）并考虑桩与天然地基共同分组上部结构荷载的方法。需要注意的是在扩大承台（梁）断面宽度的同时，适当加大承台（梁）的配筋。
6、复合地基基础法
承台下做换土地基。在桩基承台施工前，挖除一定深度的土，分层夯填砂、石垫层，然后再在人工地基和桩基上施工承台。桩间加水泥土桩。当桩实际承载力达不到设计值时，可采用在桩间土中干喷水泥形成水泥土桩的方法组成复合地基基础。大同市某教学楼(6层一7层框架)桩基事故就采用此法处理，取得了较好的效果。桩与挤密桩合成复合地基。可在桩间用石灰等材料做挤密桩，提高地基承载力，也可适当提高桩周摩阻力。承台周边加做石灰桩。某(7层一9层框架)建筑，灌注桩身混凝土完好率很低，采用此法处理后，取得良好效果，施工也较方便。
结束语
总之，桩基工程是一繁重而复杂的过程，施工人员一定要考虑到每一个环节，统筹兼顾，从各方面使之合理化。好的桩基础不仅仅是能保证建筑物安全，而且能不断地提高施工质量保障和施工进度。
参考文献
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[4]潘磊,高文君.建筑施工中桩基础质量控制措施探讨[J].现代商贸工业,2012.11
说明：
基金项目：银川能源学院校级科研基金资助项目
篇10
关键词∶灌注桩基础;自然接地;雷电流
Abstract: This paper mainly discusses the pile foundation of natural ground in overhead power line design in practical application.
Key words: pile foundation; natural grounding; lightning current
中图分类号：TU473.1+4 文献标识码：A 文章编号：
1 架空线路杆塔接地装置的作用
架空线路杆塔接地装置的主要作用是，能迅速将雷电流在大地中扩散泄导，以保持线路有一定的耐雷水平。杆塔接地电阻值愈小，其耐雷水平就愈高，所以降低杆塔接地电阻是提高线路耐雷水平、减少线路雷击跳闸的主要措施。笔者认为，由于灌注桩基础的主筋和纵向箍筋相互焊接成一个整体，形成一个庞大的等电位体法拉第笼，这个法拉第笼的接地电阻往往很小，完全可以作为杆塔的自然接地体来利用。
2利用自然接地的理论根据
根据有关规程规定，完全可以利用灌注桩基础的钢筋笼作为自然接地体，当自然接地体满足规程规定时，完全可以不敷设人工接地装置。
2.1根据《110～750kV架空输电线路设计规范》
根据《110～750kV架空输电线路设计规范》GB 50545-2010第7.0.16条的规定，土壤电阻率较低的地区，如杆塔的自然接地电阻不大于表1所列数值，可不装人工接地体。
表1有地线的线路杆塔的工频接地电阻
土壤电阻率变化范围很大，通常从小到十几欧米，大到上万欧米。至于什么地区才算是土壤电阻率较低的地区，笔者认为这只是一个相对数，佛山市除北部三水区和西部高明区外，其它大部分地区属于三角洲冲积平原，地下水较丰富，松散状软塑淤泥质土较厚，这些地区，就算干燥季节，其土壤电阻率也往往在100Ω·m以下，所以这些地区应当算是土壤电阻率较低的地区。
另外，《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 620-1997第6.1.7条也规定，钢筋混凝土杆和铁塔应充分利用其自然接地作用，在土壤电阻率不超过100Ω·m或有运行经验的地区，可不另设人工接地装置。
2.2根据《交流电气装置的接地》
根据《交流电气装置的接地》DL/T 621-1997第3.1条的规定，电力系统中电气装置、设施的某些可导电部分应接地。接地装置应充分利用自然接地极接地，但应校验自然接地极的热稳定。
第6.3.1条规定，高压架空线路杆塔的接地装置，在土壤电阻率ρ≤100Ω·m的潮湿地区，可利用铁塔和钢筋混凝土杆自然接地。在居民区，当自然接地电阻符合要求时，可不设人工接地装置。
第7.2.7条规定，土壤电阻率在200Ω·m及以下地区的铁横担钢筋混凝土杆线路，可不另设人工接地装置。
另外，《电力设备接地设计技术规程》也有相同的条文。
以上的规定可理解为，只要灌注桩基础的自然接地极满足热稳定要求，对于土壤电阻率较低的地区，可以不另外敷设人工接地装置。
2.3其它行业接地规定
地铁、工业与民用建筑等亦涉及到接地问题，且这些接地设施更直接地关系到人们的生命安全，所以应比电力设施的接地要求更为苛刻。而查阅《地铁设计规范》、《城市轨道交通设计规范》和《工业与民用电力装置的接地设计规范》等规范，无一例外地主张充分利用自然接地，且在自然接地体满足要求时，亦可不装设人工接地装置。
3自然接地的热稳定验算
3.1雷电流的热效应
在架空线路杆塔遭受雷击时，极大的雷电流将使导体温度迅速升高，称之为雷电流的热效应。文献[1]指出，钢筋流过大电流，因发热而温度升高，能使水泥和钢筋的结合力显著减小。钢筋温度达到350～400℃时，结合力将全部破坏，并使混凝土保护层产生横向和纵向裂纹。因此，钢筋的温度不应大于100℃。
为此，必须验算，当采用灌注桩基础的钢筋笼作为自然接地体时，钢筋截面是否满足热效应的要求。根据文献[1]，热效应的钢筋截面A，可按公式（1）计算。
（1）
式中：A——钢筋总面积，mm2；
Ik——接地短路电流，kA；
T——短路时间，s；
P——钢筋20℃电阻系数，0.145，（Ω·mm2）/m；
C——钢筋比热，取0.5W·s/g℃；
r——钢筋密度，取7.85g/cm3；
——温升，≤60℃；
k1——集肤效应系数，取1.05；
k2——钢电阻温度系数。
由公式（1），当雷电流108kA、持续时间为0.62s时（根据文献[9]，大于108kA的雷电流仅占10%，一次雷电放电的总持续时间大于0.62s的仅占5%，所以这样取值能够包含90%以上的情况），验算钢筋的温度不大于60℃时对应的钢筋截面积为2371mm2。 相当于8根Φ20的圆钢，如果分配至铁塔的四个灌注桩上去的话，那么仅需要2根Φ20的圆钢就足够了，而灌注桩基础的主筋截面都超过该数值。但是，对于整个基础混凝土内的通流通道来说，钢筋截面最薄弱处为地脚螺栓与基础主筋之间的连接筋，所以设计接地连接筋时应满足这点要求。换言之，对于钢管杆灌注桩基础，接地连接筋应不少于8根Φ20的圆钢或总截面不小于2371mm2；对于四腿灌注桩基础，每腿接地连接筋应不少于2根Φ20的圆钢或总截面不小于593mm2。
值得一提的是，由于架空地线~杆塔系统的阻抗(电阻)小于杆塔的接地阻抗，因此，在雷电流泄放时，架空地线可以分担一部分雷电流。所以以上计算结果偏于安全。
从以上分析可知，由于雷电流波形是一瞬态波，冲击电流持续时间很短，在接地电阻较小的情况下，接地体钢筋的温升是有限的。所以，只要灌注桩基础主筋和接地连接筋满足上述要求，那么，雷电流导致基础混凝土结合力的破坏的可能性几乎为零。
验算结论为：目前的灌注桩基础设计满足雷电流的热效应要求。
3.2雷电流的冲击效应
雷电流的冲击效应是由于雷击于树木或建筑物构件时，被击物体内部瞬时产生大量的热量，使内部水分瞬间蒸发并膨胀，产生巨大的内压力而爆炸，曾有记载雷电劈开百年大树和将钢筋混凝土击出一个大洞的现象。那么，雷电流流过灌注桩基础时，其冲击效应会不会将混凝土击碎呢？根据文献[1]，只要钢筋与混凝土接触面的电流密度满足热稳定要求，就不会产生火花，不会将混凝土击碎。混凝土的热稳定的最大允许电流密度Jy，可按公式（2）计算。
（2）
式中：Jy——最大允许电流密度，A；
γ——1.5×106J/(m3·℃)；
τm——稳定温升，℃；
ρ——接地电阻率，Ω·m；
t ——短路时间，s。
根据公式（2），当稳定温升60℃、混凝土接地电阻率100Ω·m、短路时间为0.62s时，Jy为1205A/m2，即0.1205 A/mm2。文献[1]指出，根据模型试验结果，潮湿状态的混凝土，电流密度的极限值为4.2~15.7 A/mm2，同时，雷电流流过混凝土时，无累积的破坏效应。根据上述计算结果，雷电流流过基础混凝土时钢筋与混凝土接触面的电流密度满足要求。
验算结论为：目前的灌注桩基础设计满足雷电流的冲击效应要求。
4利用铁塔自然接地的工程实例
已建成投运的220kV湛江霞山站至东山岛站过海线路。 2 已建成投运的深圳前湾电厂至平安站220kV送电线路。 3 广州电力设计新设计的110kV振兴线、110kV公益线和110kV石马线。这些线路均未设置人工接地装置，工程由于充分利用灌注桩基础自然接地，节省了资金，也省去了运行部分对人工接地装置的运行维护工作，节省了人力物力。对于规划区、水田河网区、海底腐蚀严重区，敷设、运行维护接地网都存在较大的困难和较高的费用，所以，充分利用灌注桩基础自然接地，具有重要意义。
5结论
(1)利用灌注桩基础的钢筋笼作为自然接地体，是有理论根据的，实践证明也是切实可行的。在新建和大修、技改工程中，应充分利用灌注桩基础的钢筋笼作为自然接地体，且在测量自然接地电阻满足规程规定时，可以取消人工接地装置。这个不仅可以降低工程造价，还可以减化施工程序，无疑对电力建设是非常有利的。
