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桩基础被普遍地应用于各类建筑物与构筑物下,各类水利、港口、桥梁工程也经常采用桩基。近年来,随着我国大量高层、超高层建筑的兴建,桩基础的理论研究、设计、施工及检测技术均有了很大提高。
20世纪70年代以来,桩基础设计在满足承载力要求的基础之上,开始考虑变形控制设计。变形问题在桩基础理论研究与实践中被提高到控制设计的高度,其核心问题是考虑桩土相互作用,更进一步则要考虑上部结构、基础、桩及土的相互作用。目前,减沉复合疏桩基础、复合桩基、沉降控制复合桩基(上海)、变刚度调平设计等,其核心都是桩与土共同承担荷载,通过满足上部结构对沉降和差异沉降的控制来指导桩基础设计,使桩基设计理念发生根本性的变革。国内外已经有不少经典设计实例。
在港口、码头的建设以及边坡抗滑桩等设计中,桩以承担水平荷载为主。此外,大型桥梁、高速铁路等也大量采用了桩基础,桥墩下桩基础承担巨大的水平地震荷载作用;海洋采油平台下桩基础设计除了要考虑地震作用外,还要考虑波浪循环荷载、冰凌撞击等的作用以及地震荷载作用下砂土液化区等。桩基础在水平荷载作用下的性状研究受到相当重视,一般认为桩基本身抗震性能较好,但日本阪神地震后拆除建筑物时发现很多桩基在地震荷载作用下已破坏,桩本身在强震时的抗震问题也引起人们的重视。
高层、超高层建筑一般具有较大的基础埋深,城市地下空间的开发利用,提出了与基础工程相关的深、大基坑开挖与支护问题。因此,基坑工程学随着高层建筑和地下工程兴建而日益受到重视。Terzaghi等人自20世纪30年代就开始了对基坑开挖的研究。深基坑的支护结构与土相互作用、土压力、边坡稳定、地下水与渗流问题、深开挖对环境的影响评估与控制等均是基坑工程学重点研究的问题。目前,国内最深的基坑深度将近50m,如润扬长江公路大桥北锚深度达48m,北京国家大剧院基坑深度最大达32.6m,天津站综合交通枢纽工程基坑最大深度达31m,这些都对工程技术人员提出了巨大挑战。由于城市建筑与道路的日趋密集,城市中心区的深基坑周围条件越来越复杂,对基坑支护设计的要求越来越严格,以目前的土力学及数值分析方法的发展水平,对岩土工程师是巨大的挑战。
近年来,随着计算机技术和数值分析方法的不断发展,传统浅基础的设计水平得到了提高,考虑上部结构-基础-地基共同作用的设计方法被逐渐采用,从而使地基基础的设计水平得以提高。同时,现场原位测试技术和基础工程质量检测技术也有了很大发展。许多新的测试仪器和测试手段已被广泛应用。测试数据采集和资料整理自动化、试验设备和试验方法的标准化等方面均在不断发展。此外,各种不同类型的地基处理新技术因需要而产生和发展,成为基础工程中的一个重要发展课题。