桩基础与深基础工管.pptx

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1、适用范围、浅层差，深层较好的地基、荷载大、动力荷载、重要建筑物或上部结构对基础的不均匀沉 降敏感、地下水位或地表水位较高，排水困难、大面积荷载的建筑物或软土上活荷载较大的 筒仓、油库 第1页/共64页桩基设计原则桩基规范规定，建筑桩基采用以概率理论为基础的极限状态设计法，并按极限状态表达式计算，且桩基的极限状态分为两类：1）承载力极限状态2)正常使用极限状态 第2页/共64页1、建筑桩基安全等级安全等级安全等级破坏后果破坏后果建筑物类型建筑物类型一级一级很严重很严重重重要要的的工工业业与与民民用用建建筑筑物物；对对桩桩基变形有特殊要求的工业建筑基变形有特殊要求的工业建筑二级二级严重严重一般的工

2、业与民用建筑物一般的工业与民用建筑物三级三级不严重不严重次要的建筑物次要的建筑物第3页/共64页2、计算和验算要求以及效应组合所有桩基均应进行承载能力极限状态计算有些桩基尚应进行变形验算对不允许出现裂缝或需限制裂缝宽度的砼桩身和承台还应进行抗裂或裂缝宽度验算（应根据使用要求和裂缝控制等级，分别采用作用效应的短期效应组合或短期效应组合考虑长期荷载的影响）第4页/共64页8.2桩的类型桩的类型一、按桩承载性状分类 1、端承桩 在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承受，桩侧阻力相对于桩端阻力忽略不计。按端阻力分担荷载的比例可分为：端承桩摩擦端承桩2、摩擦桩桩未达到坚硬土层或岩层。按桩侧

3、阻力分担荷载的比例可分为：摩擦桩：桩顶荷载绝大部分由桩侧阻力承受端承摩擦桩：桩顶荷载主要由桩侧阻力承受第5页/共64页二、按桩身材料分类砼桩钢筋混凝土桩钢桩组合材料桩石桩木桩第6页/共64页三、按桩的施工方法分类：预制桩or灌注桩预制桩：在工厂（12m）或工地(0.8m）桩单桩竖向极限承载力标准值 第27页/共64页对于砼护壁的大直径挖孔灌注桩，计算单桩竖向承载力时，其设计桩径取护壁外直径。*大直径桩的桩底持力层一般都呈渐进破坏，Qs曲线呈缓变型，单桩的承载力常常以沉降控制，极限端阻力和侧阻力随桩径的增大而减小。故要进行修正。第28页/共64页单桩竖向承载力设计值对于桩数少于3的情况：基桩的竖

4、向承载力设计值：据静载试验确定单桩竖向极限承载力时，基桩的竖向承载力设计值：式中，-单桩总极限侧阻力，端阻力，竖向极限承载力标准值-分别为桩侧阻抗力分项系数、桩端阻抗力分项系数、桩侧阻端阻综合抗力分项系数，按表8.9采用。注意分项系数取值一样是由于试验资料较少，理论上应该不一样。第29页/共64页桩的抗拔承载力高耸建筑物桩基、承受浮力的基础、承受水平力的桩结构，桩侧部分或全部承受上拔力，须验算桩的抗拔承载力。桩的抗拔承载力主要取决于桩身材料强度及桩与土之间的抗拔侧阻力和桩身自重。规范规定，对于二、三级建筑物估算单桩抗拔极限承载力第30页/共64页单桩抗拔承载力标准值：（8.13）单桩抗拔承载力

5、设计值（8.14）“桩基规范”（8.16）N基桩上拔力设计值；Gp基桩自重设计值。第31页/共64页单桩水平承载力水平荷载种类：风荷载、地震荷载、土压力、水压力和上部传来水平力等。破坏状态：水平力作用下，桩身产生裂缝以至断裂或土体明显开裂和隆起，桩的水平位移超过容许值，桩基达破坏状态。影响承载力的因素：桩的截面尺寸、刚度、材料强度、桩顶嵌固程度、桩侧地基土的性质、桩的入土深度、桩的水平位移容许值、桩的间距等。第32页/共64页 确定水平承载力的方法：1、水平静载荷试验2、理论计算（据桩顶水平位移或材料强度、抗裂 度等）第33页/共64页第34页/共64页桩身材料验算施工时起吊、运输；考虑三方面

6、沉桩时动荷载作用；桩身材料按轴心受压杆件，确定桩身承载力 钢筋砼桩 砼构件的弯曲（稳定）系数，低承台桩为1.0 桩的工作条件（工艺）系数 0.60.75第35页/共64页综述：一级桩基_静载结合静力触探、标贯等原位试验确定二级桩基_静力触探、标贯、经验参数等估算，参照周围试桩经验综合确定三级桩基_无试验资料，可用经验参数估算第36页/共64页按“地基规范”02年计算单桩竖向承载力特征值1.一般规定2.按静载试验确定 (8.18)Ru单桩竖向极限承载力；Ra单桩竖向承载力特征值。3.按公式确定 (8.19)第37页/共64页群桩竖向承载力竖向荷载下的群桩基础，各桩的承载力发挥和沉降常与相同情况下

7、的单桩有显著的差别。群桩效应：群桩基础受荷载后，由于桩、土、承台的相互作用，使桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩有所不同。第38页/共64页第39页/共64页端承桩或桩数不超过三根的非端承桩基，各桩相互影响小，群桩承载力等于全部单桩承载力之和,群桩的沉降也与单桩基本相同不考虑群桩效应 对于承台底桩数超过3根的非端承桩基要考虑桩、土、承台的相互作用考虑群桩效应第40页/共64页第41页/共64页1、复合基桩或基桩的竖向承载力设计值 2、根据静载试验确定单桩竖向极限承载力设计值式中，s，p，c和sp 分别为侧阻,端阻,承台底土阻力和侧阻端阻群桩效应系数;Qck为复合基桩的承台底地基土的

8、总极限阻力标准值，其余符号同于不考虑群桩效应的公式。第42页/共64页桩侧负摩阻力第43页/共64页负摩阻力:桩周土相对于桩向下位移，桩相对于桩侧的土上抬，桩侧产生向下的摩阻力。负摩阻力仅存在于桩周土相对于桩下沉的范围内。中性点的概念？1、发生负摩阻力的情况：桩穿越较厚的松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层；桩周存在软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载（包括填土）；由于降低地下水位，使桩周土中有效应力增大，并产生显著压缩沉降。第44页/共64页8.4 8.4 桩基础的设计桩基础的设计一、调查研究、收集资料、建筑物上部结构的类型、平面尺寸、构造及使用要求

9、；、上部结构传来的荷载及其性质；、工程地质勘察资料（必须在提出工程地质勘察任务时，说明拟用的桩基方案）；、当地建筑材料供应情况；、当地施工条件，包括沉桩机具、施工方法及施工质量；、施工现场及周围情况，交通和施工机械进出场地条件，周围是否有对振动敏感的建筑物；、当地及现场周围建筑基础设计及施工的经验教训。第45页/共64页二、确定桩的规格与单桩竖向承载力1、桩材：主要使用砼和钢筋。砼:预制桩C30预应力桩C40灌注桩C20水下灌注时C20钢筋:、级2、桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm，主筋伸入承台的锚固长度:级钢30d，、级35d。3、桩型：包括种类、断面尺寸、桩长需作具体的技术经济比较，才

10、能作出决定。第46页/共64页4、持力层：选择坚实土层和岩层，其次为中等强度土层，否则重选桩规格。避免在同一结构体系下采用不同型式的桩基。中等强度土层：中密以上砂层或中等压缩性的一般粘性土在层厚较大的高灵敏度流塑粘土中，不宜采用桩距小而桩数多的打入式桩，应该采用承载力高而桩数少的大直径桩。5、桩端进入持力层深度桩端全断面进入持力层深度：宜(13)d当硬持力层较厚且施工条件许可时，桩端全断面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度。桩端阻力的临界深度-指桩端阻力随桩端进入持力层的深度增加而增加的界限深度。第47页/共64页桩长=桩顶嵌入承台尺寸+初定桩长+桩尖摩擦桩的长与持力层、承载力和沉降量有

11、关。确定持力层桩长（初定）选型截面尺寸承台底标高（初定）确定桩长确定单桩竖向承载力第48页/共64页三、确定桩数及布置桩位1、确定桩数中心受压时偏心受压时 第49页/共64页2、桩位的布置 尽可能使上部荷载（基本组合）的中心与群桩横截面重心重合，弯距M较大时加密外围桩。桩的中心距不宜小于规范规定的最小中心距（表8-20），要求摩擦型桩中心距不宜小于3d，扩底灌注桩不宜小于1.5倍桩扩大头直径，当D大于2m时，桩端净距不宜小于1m。桩可布置成方形、梅花形、条形基础下单排或双排布置。第50页/共64页四、桩基础验算1、单桩承载力验算：单桩所受的力应小于容许值。1）按桩基规范（JGJ94-94）的方

12、法2）按地基规范（GB20007-2002）的方法2、桩基沉降计算:在某些情况下，必须验算。SS 第51页/共64页1、单桩承载力验算：单桩受力应小于容许值。1）按桩基规范（JGJ94-94）的方法（1）中心荷载作用（8.37）（2）偏心荷载作用（8.38）2）按地基规范（GB20007-2002）的方法（1）中心荷载作用（8.39）（2）偏心荷载作用（8.40）第52页/共64页五、承台的设计1、承台的构造要求承台平面形状：根据上部结构要求和桩布置形式决定。常见形状：矩形、三角形、多边形、圆形、环形及条形（若发生桩基补桩则承台形式怪异）。横截面：锥形和阶梯形底板厚度300mm承台宽度 500

13、mm第53页/共64页2、承台厚度的确定承台厚度由冲切和剪切条件确定。先冲切计算，后剪切验算。柱边冲切计算位置承台变阶处角桩第54页/共64页柱对承台的冲切：F 作用在柱（墙）底的竖向承载力设计值冲切破坏锥体范围内各基桩的净反力（不计承台和承台上土的重力）设计值之和。对于圆柱和圆桩，计算时应将截面换算成方柱（0.8dC）及方桩(0.8d)*对于柱(墙)冲切破坏锥体以外的基桩,尚应考虑单桩对承台的冲切作用.第55页/共64页第56页/共64页剪切验算：ax、ay为柱边（墙边）或承台变阶处至x、y方向计算一排桩的水平距离。第57页/共64页3、承台的配筋计算承台经常为受弯破坏，故按最大弯矩配筋。第58页/共64页矩形承台三角形承台计算截面：柱边计算截面：柱边和承台变阶处第59页/共64页墙下条形承台可按墙梁理论计算弯矩六、绘制施工图七、例题1）确定：桩持力层、桩材、桩型、外形尺寸及单桩承载力设计值2）确定桩数及布桩3）初步选择承台尺寸4）计算桩顶荷载设计值5）承台抗冲切验算6）承台剪切验算7）承台抗弯验算8）绘制施工图第60页/共64页8.5其它深基础简介沉井基础地下连续墙箱桩基础大直径桩墩基础深基槽护坡工程第61页/共64页沉井基础第62页/共64页地下连续墙第63页/共64页感谢您的观看！第64页/共64页