基礎(chǔ)工程--深基礎(chǔ)課件

1、第一節(jié) 深基礎(chǔ)概述第二節(jié) 樁基礎(chǔ)分類第三節(jié) 單樁豎向承載力第四節(jié) 單樁水平承載力第五節(jié) 基樁承載力第六節(jié) 樁基初步設(shè)計第七節(jié) 樁基驗算第八節(jié) 樁基結(jié)構(gòu)設(shè)計第九節(jié) 承臺設(shè)計一、深基礎(chǔ)類型1、樁基礎(chǔ)：樁基礎(chǔ)是理論和實踐經(jīng)驗最為成熟，應(yīng)用最為廣泛，也最為經(jīng)濟的深基礎(chǔ)。2、沉井基礎(chǔ)：用鋼筋混凝土制成的井筒狀結(jié)構(gòu)物，施工時起圍護作用，施工后為永久性的基礎(chǔ)。有單孔、雙孔及多孔沉井。3、沉箱基礎(chǔ)4、地下連續(xù)墻二、樁基礎(chǔ)特點及適用性承載力大，沉降變形小，適用于荷載大、地基軟弱、對地基變形要求嚴格的建筑物，尤其是地表下不太深處埋藏有堅實的土層時，最宜采用樁基。三、樁基礎(chǔ)主要內(nèi)容1、樁基分類2、單樁豎向承載力3、

2、單樁水平承載力4、基樁承載力5、樁基初步設(shè)計6、樁基驗算7、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計8、承臺結(jié)構(gòu)設(shè)計四、樁基概念設(shè)計1、傳統(tǒng)設(shè)計樁基存在問題地基差異沉降大?；A(chǔ)沉降變形呈現(xiàn)碟形，中間大，邊緣?。粯俄敺戳?。樁頂反力分布呈馬鞍形，角樁最大，邊樁次之，中樁最?。粋髁β窂綇?fù)雜，基礎(chǔ)底板內(nèi)力計算值大，配筋多，厚度大；樁的承載力發(fā)揮程度低。 2、樁土相互作用法蘭克福展覽會大樓建于上世紀80年代末，地上56層，地下3層，總高度256m的鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)。樁筏基礎(chǔ)，筏板平面尺寸58.8m58.8m，板厚內(nèi)部為 6m，周邊為3m，埋深14m。但為了盡可能地減少建筑物的總沉降量，嚴格限制建筑物傾斜和減小筏基的內(nèi)力，經(jīng)

3、方案比較，結(jié)構(gòu)工程師大膽地運用了補償平衡原理，按筏底地基土承擔2/3的上部荷載，而剩余的1/3荷載由樁基承擔的理念來進行設(shè)計。共用了64根長度不等的1300mm鉆孔樁，其中角樁共28根，長27.0m，邊樁20根，長31.0m，內(nèi)樁呈環(huán)形布置16根，長35.0m，樁距為3.5d6.0d。設(shè)計思想是以此來加大內(nèi)樁的支承反力，同時減小角樁和邊樁的支承反力，從而達到減小筏板彎矩和沖切力峰值的目的，并試圖用這64根樁將沉降減少1/2。實測結(jié)果表明，筏底土的分擔比為45，樁分擔比55。平均每根單樁承擔的實際荷載為Qu/1.5，充分發(fā)揮了樁的承載能力。2、陜西省郵政電信網(wǎng)管中心大樓陜西省郵政電信網(wǎng)管中心大樓

4、結(jié)構(gòu)封頂時，實測整個筏底樁間土約承擔了14的上部總荷載，最大的樁頂反力只占單樁極限荷載Qu/3.43。 3、南京某大廈南京某大廈28層，總高度99.8m，框架核心筒結(jié)構(gòu)，樁筏基礎(chǔ)，樁端嵌入強風化基巖，樁間距s=3.75d。實測筏底土的分擔比穩(wěn)定在1525%之間，結(jié)構(gòu)封頂后兩個月最大樁頂反力只占單樁豎向承載力設(shè)計值的46.6，相當于Qu/3.83。 可見，不管樁的布置如何，是什么類型的樁，樁間土都承擔一定比例的上部荷載；我國樁和土的承載力利用率都比較低，還有較大的潛力可挖。三、地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)相互作用基礎(chǔ)受力鋼筋的應(yīng)力測試表明，在施工底部幾層時，基礎(chǔ)鋼筋的應(yīng)力是處于逐漸增長的狀態(tài)，變形曲率也逐

5、漸加大。施工到上部45層時，鋼筋的應(yīng)力達到最大值。然后隨著層數(shù)及其相應(yīng)的荷載逐步增加，底板鋼筋的應(yīng)力又逐漸減小，變形曲率也逐漸減緩。其原因是，在施工底部4、5層時，已建上部結(jié)構(gòu)的混凝土尚未達到設(shè)計強度，剛度也尚未形成，這時的上部荷載全部由基礎(chǔ)底板來單獨承擔。而隨著繼續(xù)往上施工，上部結(jié)構(gòu)的剛度漸次形成，并逐漸加大，和基礎(chǔ)底板整體作用，共同抗力，則產(chǎn)生拱的作用，使基礎(chǔ)底板的變形趨于平緩。如：北京中醫(yī)院工程箱形基礎(chǔ)底板和頂板均為拉應(yīng)力，說明了中和軸已移到上部結(jié)構(gòu)。陜西省郵政電信網(wǎng)管中心大樓筏板所測得的最大鋼筋拉應(yīng)力也只有42.66N/mm2。北京前三門604#工程，地下2層，地上10層，箱形基礎(chǔ)。實

6、測顯示：施工至5層前，基礎(chǔ)底板鋼筋應(yīng)力最大值為30N/mm2，5層以后，底板鋼筋應(yīng)力隨樓層數(shù)量的增加而減小，結(jié)構(gòu)封頂時，底板鋼筋的最大應(yīng)力只有4N/mm2。某些個別內(nèi)力較大的工程，底板鋼筋的最大應(yīng)力也幾乎沒有超過70N/mm2。一、按使用功能分類豎向抗壓樁豎向抗拔樁水平受荷樁復(fù)合受荷樁二、按材料分類1、木樁：直徑一般為160260mm，長46m。木材易腐朽，樁頂應(yīng)埋入最低地下水位以下0.5m，僅用于木材產(chǎn)地和某些應(yīng)急工程。2、鋼筋混凝土樁：預(yù)制鋼筋混凝土樁直徑或邊長一般為300550mm，長度現(xiàn)場預(yù)制為2530m，工廠預(yù)制不超過12m，混凝土強度等級不低于C30。1、預(yù)制樁 在現(xiàn)場或工廠制作而

7、成，以錘擊、振動、靜壓等方法設(shè)置。2、灌注樁 定義：在樁位處開孔，然后在孔內(nèi)放鋼筋籠再澆筑混凝土而成。 類型：沉管灌注樁，鉆（沖、磨）孔灌注樁，挖孔灌注樁3、混凝土樁：混凝土灌注樁直徑6001200mm，混凝土強度等級不低于C20。4、鋼樁：有管樁和H型鋼樁，直徑2501200mm，易銹蝕，成本高，僅在重要工程中使用。三、按施工方法分類缺點：縮徑，斷樁、局部夾土，混凝土離析，樁尖虛土等缺陷，應(yīng)加強質(zhì)量檢驗。四、按承載力性狀分類1、摩擦型樁摩擦樁：樁頂極限荷載絕大部分由樁側(cè)阻力承擔，樁端阻力很小可以忽略不計。如樁端無較硬的持力層或樁長徑比很大。軟土層較硬土層端承摩擦樁：樁頂極限荷載由樁側(cè)阻力和樁

8、端阻力共同承擔，但樁側(cè)阻力分擔的荷載大于樁端阻力。如樁長徑比不很大，樁端持力層為較堅硬的粘性土，粉土或砂類土。2、端承型樁端承樁：樁頂極限荷載絕大部分由樁端阻力承擔，樁側(cè)阻力很小可以忽略不計。如樁長徑比較?。?0)，樁身穿越軟弱土層，樁端持力層為密實的砂土，碎石類土或微風化和新鮮的巖層。軟土層較硬土層堅實土層摩擦端承樁：樁頂極限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔，但樁端阻力分擔的荷載大于樁側(cè)阻力。如樁端持力層為中密的砂土，碎石土或中、微風化巖層。五、按設(shè)置效應(yīng)分類1、非劑土樁2、部分劑土樁3、擠土樁六、按樁徑大小分類1、小樁：樁徑d250mm2、中等直徑樁：樁徑250mm 800mm一、單樁破壞

9、模式屈曲破壞。在軸向荷載作用下，產(chǎn)生的縱向撓曲破壞。樁沉降量很小，有明確的破壞荷載，承載力取決于樁身材料強度。穿越軟弱土層長細比較大的端承樁多屬屈曲破壞。整體剪切破壞。樁端土體強度不足，形成滑動面而出現(xiàn)整體剪切破壞。穿越較軟土層，支承在強度較高土層上的短樁多屬此種破壞。Q QQ刺入破壞。沿樁側(cè)形成滑動面，樁向土中刺入的破壞。一般情況下樁多屬于此種情況。二、單樁軸向荷載傳遞),(cfxzz0zkxzzpzdzuQN0lzzpplzdzNAE1三、單樁豎向抗壓承載力1、確定方法單樁承載力確定的方法有：靜載試驗，原位測試和經(jīng)驗參數(shù)方法。設(shè)計采用的單樁豎向極限承載力標準值應(yīng)符合下列規(guī)定：設(shè)計等級為甲級

10、的建筑樁基應(yīng)按單樁靜載試驗確定。設(shè)計等級為乙級的建筑樁基，當?shù)刭|(zhì)條件簡單時，可參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，結(jié)合靜力觸探等原位測試和經(jīng)驗參數(shù)綜合確定；其余均應(yīng)按單樁靜載試驗確定。設(shè)計等級為丙級的建筑樁基，可根據(jù)原位測試和經(jīng)驗參數(shù)確定。2、靜載荷試驗法試驗裝置:加載裝置，反力裝置，量測裝置。 試驗方法:慢速維持荷載法；快速維持荷載法；等貫入速率法；等時間間隔加載法；循環(huán)加載法。反力裝置要求提供的最大反力應(yīng)不小于試驗最大荷載的1.21.5倍。采用工程樁做錨樁時，錨樁數(shù)量不少于4根。試樁、錨樁與基準樁之間的間距應(yīng)滿足有關(guān)要求。試坑要求：試坑底面應(yīng)與承臺底面設(shè)計標高一致。試樁要求試樁頂高出試坑底面應(yīng)不少

11、于60cm。從成樁到試樁間歇時間。灌注樁：樁身強度達到設(shè)計要求。預(yù)制樁：砂類土不少于7天；粉土和粘性土不少于15天；飽和軟粘土不得少于25天。試樁根數(shù)：不少于樁總數(shù)的1%，且不少于3根。試驗要點荷載分級：不少于8級，每級荷載宜為預(yù)估單樁極限荷載值的1/81/10。測讀樁沉降量的時間間隔：每級加載后，隔5、10、15、15、15min各測讀一次，以后每隔30min讀一次。穩(wěn)定標準：在每級荷載作用下，樁的沉降量小于0.1mm/h，并連續(xù)出現(xiàn)兩次。終止加載條件:出現(xiàn)下列條件之一時，可終止加載荷載沉降(Q S)關(guān)系曲線有可判定極限承載力的陡降段，且樁頂總沉降量超過40mm。某級荷載下，樁頂沉降增量大于

12、前一級荷載下樁頂沉降增量的2倍，且經(jīng)24小時尚未達到相對穩(wěn)定。SQQuQu陡降型緩變型 25m以上的非嵌巖樁， Qs 關(guān)系曲線呈緩變型時，且樁頂總沉降量大于4080mm。單樁豎向極限承載力基本值Qu0SQQuQu陡降型緩變型 根據(jù)荷載沉降關(guān)系曲線特征確定: 根據(jù)沉降速率曲線確定: 取有明顯彎曲的曲線對應(yīng)的前一級荷載作為Qu0。陡降型Qs關(guān)系曲線，取Qs關(guān)系曲線發(fā)生明顯陡降的起始點所對應(yīng)的荷載。滿足終止加載條件二時，取前一級荷載值。緩變型Qs關(guān)系曲線，取s=40mm對應(yīng)的荷載。單樁豎向極限承載力標準值Quk參加統(tǒng)計的試樁，當滿足其極差不超過平均值的30%時，可取其平均值為單樁豎向極限承載力標準值

13、Quk；極差超過平均值的30%時，宜增加試樁數(shù)量，并分析原因，結(jié)合工程具體情況確定單樁豎向極限承載力標準值Quk。3、靜力觸探法 單樁豎向極限承載力標準值QuksiiipcukfluAqQfsi：第i層土的探頭平均側(cè)阻力，kPa。qc：樁端平面上、下探頭平均阻力；取樁端平面以上4d范圍內(nèi)按土層厚度加權(quán)的探頭阻力平均值、然后再和樁端平面以下1d范圍內(nèi)探頭阻力平均，kPa 。 ：樁端阻力修正系數(shù)；粘性土、粉土取2/3，飽和砂土取1/2。i：樁側(cè)阻力修正系數(shù)，粘性土、粉土：砂土：55. 004.10siif45. 005. 5siif式中：4、經(jīng)驗參數(shù)法一般樁基式中：qsik：樁側(cè)第i層土極限側(cè)阻力

14、標準值，kPa；qpk：極限端阻力標準值，kPa；極限側(cè)阻、端阻力標準值應(yīng)由當?shù)仂o載荷試驗結(jié)果統(tǒng)計分析算得。無當?shù)亟?jīng)驗時，也可根據(jù)土的性質(zhì)、樁型查表確定。大直徑樁isikppkuklquAqQisiksippkpuklquAqQ式中： p 、si：端阻、側(cè)阻尺寸效應(yīng)系數(shù)。嵌巖樁式中：r：嵌巖段側(cè)阻、端阻綜合系數(shù)，與嵌巖深徑比，巖石軟硬程度和成樁工藝有關(guān)。frk:巖石飽和單軸抗壓強度標準值。后注漿灌注樁isikprkruklquAfQisikjsjksjppkpuklqulquAqQp 、sj：后注漿端阻、側(cè)阻增強系數(shù)；qsjk 、qpk：后注漿增強段第j層土初始極限側(cè)阻力標準值、端阻力標準值。

15、式中：增強段長度成樁工藝單一樁端后注漿樁端、樁側(cè)復(fù)式注漿泥漿護壁成孔樁端以上12m樁側(cè)注漿斷面以上12m干作業(yè)成孔樁端以上6m樁側(cè)注漿斷面以上6m樁周有液化土層時，應(yīng)考慮液化影響。5、單樁豎向抗壓承載力特征值pukaQR/式中：p：單樁承載力分項系數(shù)，取為2.01、定義：當?shù)鼗料鄬τ跇扼w發(fā)生向下的位移時，在樁側(cè)產(chǎn)生的向下的摩阻力。2、中性點：樁、土相對位移為0的截面。中性點的位置應(yīng)按樁土沉降相等的條件計算確定，也可根據(jù)持力層的性質(zhì)查表確定。四、樁側(cè)負摩阻力Q負摩阻力中性點3、樁周負摩阻力標準值中性點位置表持力層性質(zhì)粘性土、粉土中密以上砂礫石、卵石巖基中性點深度比ln/l00.5-0.60.7

16、-0.80.91.0注：Ln 、l0 ：自樁頂算起的中性點深度和軟土層的下限深度。ininsiqczipni：樁周第i層土負摩阻力系數(shù)，按土的類別和成樁工藝確定；i：樁周第i層土平均豎向有效應(yīng)力；cz：樁周第i層土平均自重應(yīng)力；p：地表堆載。式中：樁側(cè)負摩阻力會因樁的沉降減小甚至消失。若樁周土為欠固結(jié)土、軟弱土、濕陷性黃土、地表大面積堆載或降水，可能引起樁側(cè)負摩阻力，此時應(yīng)根據(jù)工程具體情況考慮負摩阻力對樁基承載力和沉降的影響。摩擦型樁基取中性點以上樁側(cè)摩阻力為0計算單樁承載力特征值。端承型樁基除取中性點以上樁側(cè)摩阻力為0計算單樁承載力特征值外，尚應(yīng)在荷載效應(yīng)中計入負摩阻力引起的下拉荷載。Q負摩

17、阻力中性點五、抗拔承載力1、確定方法設(shè)計等級為甲級或乙級的建筑樁基，應(yīng)通過單樁上拔靜載荷試驗確定。設(shè)計等級為丙級的建筑樁基，抗拔極限承載力標準值可按經(jīng)驗公式計算。2、群樁呈非整體破壞時式中：qsik：樁側(cè)第i層土抗壓極限側(cè)阻力標準值。 i：抗拔系數(shù)，根據(jù)土的類別確定；ui: 樁身截面周長。iisikiukluqT抗拔系數(shù)表土類砂土粉土、粘性土抗拔系數(shù)0.5-0.70.7-0.8擴底樁周長表自樁底起算的li(4-10)d(4-10)d擴底樁 uiDd3、群樁呈整體破壞時式中：ui: 樁群外圍周長。4、單樁抗拔承載力特征值isikiluklqunT1pukaTT/一、水平荷載下樁的工作性狀水平荷載

18、下樁的工作性狀與樁土相對剛度、樁入土深度和樁頂嵌固情況等因素有關(guān)。樁在水平荷載作用下，發(fā)生水平位移，當樁發(fā)生破壞、失去穩(wěn)定或不適于繼續(xù)承載的位移時，水平荷載就達到了極限。1、短樁：轉(zhuǎn)動或樁頂嵌固時的平移。2、長樁：過大水平位移或折斷。可能有多個零位移點和零彎矩點。Mu二、單樁水平承載力確定方法及選擇設(shè)計等級為甲級或乙級的建筑樁基，應(yīng)通過單樁水平靜載荷試驗確定。設(shè)計等級為丙級的建筑樁基，或缺乏單樁水平靜載荷試驗資料時，可按經(jīng)驗公式估算。三、單樁水平靜載荷試驗1、試驗裝置。 水平力作用線應(yīng)通過工程樁基承臺底面標高處。水平位移用大量程百分表量測。固定百分表的基準樁與試樁的凈距不少于一倍試樁直徑。2、

19、加載方法。一般采用單向多循環(huán)加卸載法，每級荷載增量約為預(yù)估水平極限承載力的1/15-1/10，根據(jù)樁徑大小并考慮土層軟硬，對直徑300-1000mm的樁，每級荷載增量可取2.5kN-20kN。每級荷載施加后，恒載4min測讀水平位移，然后卸載至零，停2min測讀殘余水平位移，如此循環(huán)5次，再施加下一級荷載。加載時間應(yīng)盡量縮短，間隔時間應(yīng)嚴格準確，試驗不得中途停歇。 3、終止加載條件出現(xiàn)下列條件之一可終止加載。樁身折斷。水平位移超過30mm-40mm(軟土取40mm)時，可終止試驗。樁側(cè)地表出現(xiàn)明顯的裂縫或隆起。所加水平荷載已超過預(yù)估水平極限荷載。4、水平承載力的確定根據(jù)試驗結(jié)果，可繪制樁頂水平

20、荷載-時間-樁頂水平位移(H-t-u)曲線、水平荷載-位移梯度(H-u/H)曲線，當測量樁身應(yīng)力時，尚應(yīng)繪制樁身應(yīng)力分布及水平荷載與最大彎矩截面鋼筋應(yīng)力(H-g)曲線。上述曲線通常有兩個特征點，分別對應(yīng)樁頂水平荷載的臨界荷載和極限荷載。臨界荷載Hcr。相當于樁身開裂、受拉區(qū)混凝土退出工作時的最大樁頂水平力，可按以下方法綜合確定： H-t-u曲線出現(xiàn)突變點(相同荷載增量下出現(xiàn)比前一級明顯增大的位移增量)的前一級荷載。 H-u/H曲線第一直線段的終點所對應(yīng)的荷載。 H-g曲線第一突變點對應(yīng)的荷載。極限荷載Hu極限荷載是相當于樁身應(yīng)力達到強度極限時的樁頂水平力，可按以下方法綜合確定： H-t-u曲線

21、明顯陡降(水平位移包絡(luò)線向下凹曲)時的前一級荷載。 H-u/H曲線第二直線段終點所對應(yīng)的荷載。 樁身折斷或鋼筋應(yīng)力達到極限的前一級荷載。四、單樁水平承載力特征值1、混凝土預(yù)制樁、鋼樁、樁身配筋率不小于0.65的灌注樁，可根據(jù)水平靜載荷試驗取地面處水平位移為10mm(對水平位移敏感的建筑物取6mm)所對應(yīng)的荷載的75%；當樁的水平承載力由水平位移控制，且缺少水平靜載荷試驗資料時可按下式估算：axhauEIR375. 0) 1( 2322020dddWgE) 1( 262020bbbWgE2/000dWI 2/000bWI 085. 0IEEIc圓形截面矩形截面式中：x:樁頂水平位移系數(shù)，根據(jù)樁頂

22、約束情況和樁的換算埋深查表確定；ua:樁頂允許水平位移;d0、b0：樁扣除保護層厚度的直徑或?qū)挾龋籈：鋼筋與混凝土的彈性模量比；g：樁身配筋率；：樁的水平變形系數(shù)，m：樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)；b0：樁身計算寬度。圓形樁：b0=0.9(1.5d+0.5)； d1m時， b0=0.9(d+1)方形樁：b0=1.5b+0.5； b1m時， b0=b+150/EImb2、樁身配筋率小于0.65的灌注樁，可取臨界荷載的75%，缺少水平靜載荷試驗資料時可按下式估算：)1)(2225. 1 (75. 00ntmkNgMtmhaAfNWfR) 1(1 42gEndA圓形截面矩形截面) 1(1 2gEnb

23、AM:樁身最大彎矩系數(shù)，根據(jù)樁頂約束情況和樁的換算埋深查表確定；m:樁截面模量塑性系數(shù)，圓形截面取2，矩形截面取1.75；式中：ft：樁身混凝土抗拉強度設(shè)計值；An：樁身換算截面積；N：樁頂豎向力影響系數(shù)，壓力取0.5，拉力取1.0；Nk：樁頂豎向力標準值，壓力取正，拉力取負。3、驗算永久荷載控制的水平承載力時，單樁水平承載力特征值應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)0.80。4、驗算地震作用的水平承載力時，單樁水平承載力特征值應(yīng)乘以調(diào)整系數(shù)1.25。五、影響樁水平承載力的因素影響樁水平承載力的因素有樁的斷面尺寸、剛度、材料強度、入土深度、間距、樁頂嵌固程度以及土質(zhì)條件和上部結(jié)構(gòu)的水平位移容許值等。 一、群樁效應(yīng)1

24、、概念基樁：群樁中的一根樁。群樁基礎(chǔ)由于承臺、地基和樁的相互作用，使得基樁的承載力、沉降等性狀與單樁不同。2、影響因素土的類別。樁間距、樁數(shù)、樁長、布置方式。承臺的底面尺寸、高度、埋深。成樁工藝。樁在承臺中的嵌固情況等。3、群樁效應(yīng)系數(shù)單樁承載力基樁樁承載 群樁效應(yīng)系數(shù)用以反映群樁作用效應(yīng)的程度。由于多數(shù)樁基樁間距不小于3d，對樁側(cè)阻，端阻影響較小，為了簡化計算，08規(guī)范僅考慮了承臺效應(yīng)。承臺底土的抗力，承臺側(cè)土的摩阻力，成為樁基承載力的一部分，此效應(yīng)稱為承臺效應(yīng)。4、影響承臺效應(yīng)的因素樁距：樁距大，樁間土的沉降小，反力大，承臺效應(yīng)高。承臺寬度與樁長之比Bc/l： Bc/l大，承臺效應(yīng)高。樁數(shù)

25、與排列：樁數(shù)與排數(shù)多，承臺效應(yīng)小。中間土反力小，邊緣大。承臺埋深：承臺埋深大，承臺側(cè)土阻力和承臺底土反力大，承臺效應(yīng)高。土的性質(zhì)：土的性質(zhì)好，強度大，承臺效應(yīng)高。二、基樁豎向抗壓承載力特征值 1、端承型樁基、樁數(shù)少于4根的摩擦型柱下獨立樁基、或由于地基土性、使用條件等因素不宜考慮承臺效應(yīng)時，基樁的豎向抗壓承載力特征值取單樁的豎向抗壓承載力特征值。 aRR 2、考慮承臺效應(yīng)基樁的豎向抗壓承載力特征值不考慮地震作用：考慮地震作用：式中：cakcaAfRRcakcaaAfRR25.1c：承臺效應(yīng)系數(shù)，按Bc/l及s/d查表確定；fak：承臺下1/2承臺寬度且不超過5m深度內(nèi)土按厚度加權(quán)的承載力特征值

26、；Ac：基樁對應(yīng)的承臺底凈面積；Aps：樁身截面面積；nnAAApsc/)(承臺效應(yīng)系數(shù) s/dBc/l345660.40.06-0.08 0.14-0.17 0.22-0.26 0.32-0.380.5-0.80.4-0.80.08-0.10 0.17-0.20 0.26-0.30 0.38-0.440.80.10-0.12 0.20-0.22 0.30-0.34 0.44-0.50單排樁0.15-0.18 0.25-0.30 0.28-0.450.5-0.60注：Bc/l是承臺寬度與樁長之比；s/d是樁間距與樁徑之比，非正方形排列時，nAs/A：承臺計算域面積，柱下獨立基礎(chǔ)，為承臺總面積；

27、樁筏基礎(chǔ)，為柱或墻間跨距的1/2和懸臂邊2.5倍筏板厚度所圍成的面積，樁集中布置于單片墻下時，為墻間跨距的1/2，按條形承臺計算c。c：地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)，按現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011采用。當承臺底為可液化土、濕陷性黃土、高靈敏度軟土、欠固結(jié)土、新填土時，沉樁引起超孔隙水壓力和土體隆起時，不考慮承臺效應(yīng)。三、基樁抗拔承載力特征值基樁抗拔承載力特征值取單樁抗拔承載力特征值。T=Ta四、基樁水平承載力特征值1、單樁基礎(chǔ)Rh=Rha2、群樁基礎(chǔ)群樁基礎(chǔ)基樁水平承載力特征值應(yīng)考慮承臺、樁群和土相互作用產(chǎn)生的群樁效應(yīng)。Rh=hRha一、設(shè)計內(nèi)容和步驟1、收集材料2、確定樁基持力層、樁型和幾何

28、尺寸3、確定單樁承載力特征值4、初定承臺底面尺寸和埋深5、初定樁的根數(shù)和布置6、樁基驗算承載力驗算變形驗算7、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計8、承臺設(shè)計9、繪施工圖二、確定樁基持力層、樁型和幾何尺寸1、樁端持力層選擇持力層主要取決于土層性質(zhì)和建筑物荷載大小。堅實的巖土層最宜作為持力層。10層以下的建筑，也可選擇中等強度的土層作為持力層。2、樁型樁型主要取決于土層條件、各類樁的成樁工藝和使用范圍。土層堅硬、或存在大孤石、廢金屬渣、或土層分布不均勻，不宜使用預(yù)制樁；靈敏度大的軟粘土不宜使用有擠土效應(yīng)的樁。3、樁長樁長主要取決于持力層。樁端全斷面進入持力層的深度，對于粘性土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d ，

29、碎石類土不宜小于1d，當存在軟弱下臥層時，樁端以下持力層厚度不宜小于3d 。嵌巖灌注樁嵌入巖石中的深度不宜小于0.5m。對于抗震設(shè)防區(qū)的樁基，樁進入液化土層以下穩(wěn)定土層的長度應(yīng)按計算確定；對于碎石土，礫砂、粗、中砂，密實粉土，堅硬粘性土尚不應(yīng)小于23d，對其他非巖石土不宜小于45d。4、樁截面尺寸樁截面尺寸應(yīng)根據(jù)成樁工藝和建筑物的荷載大小確定，預(yù)制樁：300550mm，灌注樁：4001200mm。樁截面尺寸層數(shù)1200三、初定承臺底面尺寸和埋深承臺底面尺寸可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的平面布置初步確定。承臺埋深主要考慮結(jié)構(gòu)要求和方便施工等因素，低承臺樁基，埋深不宜小于0.5m。四、初定樁的根數(shù)和布置1、樁的

30、根數(shù)樁的根數(shù)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載和單樁承載力特征值初步確定。akknRGFn式中：n：調(diào)整系數(shù)，根據(jù)荷載偏心大小、承臺效應(yīng)，可取0.91.2；Fk：相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，單樁所受的豎向；Gk:承臺及其上土的自重標準值；Ra:單樁承載力特征值，如考慮承臺效應(yīng)，可根據(jù)承臺寬度和樁長，將Ra 提高1020%計算樁數(shù)。2、樁間距樁間距不宜小于樁徑的3倍，一般為35倍。擠土效應(yīng)為不利情況時，應(yīng)適當增大間距。3、布置形式：行列式形，三角形，梅花形。 區(qū)位：墻、柱下。4、概念布樁中間疏、粗而長；邊緣密、細而短。d/2，且不小于150一、驗算基樁承載力1、承載力要求荷載效應(yīng)標準組合抗壓承載力 抗拔承載力水平承

31、載力式中：RNkRNk2 . 1maxHkRH pkGTNNk:荷載效應(yīng)標準組合時，基樁所受的平均豎向力；Nkmax:荷載效應(yīng)標準組合時，基樁所受的豎向力最大值；Hk:荷載效應(yīng)標準組合時，基樁所受的平均水平力；Gp:整體破壞時為樁土總自重標準值除以總樁數(shù)，非整體破壞時為樁自重標準值。地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)標準組合抗壓承載力 水平承載力式中：RNEk25. 1RNEk5 . 1maxHEkRH25. 1NEk:地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)標準組合時，基樁所受的平均豎向力；NEkmax:地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)標準組合時，基樁所受的豎向力最大值；HEk:地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)標準組合時，基樁所受的平均水平

32、力。2、樁頂荷載計算豎向力 水平力22jiykjixkkkikxxMyyMnGFNnHHkikxyMxkMyk3、軟弱下臥層的承載力驗算 當持力層下存在低于持力層承載力1/3的軟弱下臥層時，應(yīng)驗算軟弱下臥層的承載力。azmzfz)tan2)(tan2()( 5 . 10000tbtllqblGFisikkkz二、樁基沉降驗算1、應(yīng)進行沉降計算的樁基設(shè)計等級為甲級的非嵌巖樁和非深厚堅硬持力層的建筑樁基；設(shè)計等級為乙級的體型復(fù)雜、荷載分布顯著不均勻或樁端平面以下存在軟弱土層的建筑樁基；軟土地基多層建筑減沉疏樁基礎(chǔ)。2、實體基礎(chǔ)法應(yīng)力擴散法實體基礎(chǔ)底面尺寸：bp=b0+2ltan，lp=a0+2lt

33、an實體基礎(chǔ)埋深：dp=l+d基礎(chǔ)側(cè)阻法實體基礎(chǔ)底面尺寸：bp=b0，lp=a0實體基礎(chǔ)埋深：dp=l+d實體基礎(chǔ)底面處的豎向力：Fv=F+G-2(a0+b0)qsili等效作用法等效作用面在樁端平面，作用面積為承臺底面積，附加壓力取承臺底平均附加壓力，按分層總和法計算。s=ces式中： c 、e：分別為樁基沉降經(jīng)驗系數(shù)和等效沉降系數(shù)。樁基等效沉降系數(shù)與土的性質(zhì)，樁數(shù)、樁的布置、距徑比、長徑比以及承臺的寬高比等有關(guān)。3、Mindlin應(yīng)力公式法單樁所受附加荷載Q，端阻分擔Q ，側(cè)阻可分解成沿樁身均勻分布和三角形分布兩種，分別承擔Q和(1-)Q ，在樁端平面下深度z處產(chǎn)生的應(yīng)力分別為：pzpIl

34、Q2)1(212sszsIIlQ式中：樁端阻力比，可近似取單樁極限端阻與極限承載力的比值；Ip、 Is1 、 Is2 ：分別為樁端阻、側(cè)阻均布和三角形分布時的應(yīng)力影響系數(shù)。樁群在樁端平面下深度z處產(chǎn)生的應(yīng)力:niisispiiizsIIIlQ1212)1(niispiiizsIIlQ122)1(假定=0得： 樁基沉降計算，有時還需考慮承臺效應(yīng)，計入樁身壓縮量。 若樁基承載力和沉降均能滿足要求，則樁基初步設(shè)計可行，否則應(yīng)調(diào)整初步設(shè)計。一、構(gòu)造要求1、灌注樁主筋配筋率：0.20.65%，小直徑樁取大值。主筋長度端承型樁或位于坡地、岸邊的樁應(yīng)沿樁身通長配筋；摩擦型樁不應(yīng)小于2/3樁長；當受水平荷載時

35、，尚不應(yīng)小于4.0/（樁水平變形系數(shù)）；受地震作用的樁基，應(yīng)穿過可液化土層和軟弱土層，進入穩(wěn)定土層的深度同樁長要求；受負摩阻力的樁、先成樁后因基坑開挖回彈的樁，應(yīng)穿過軟弱土層，進入穩(wěn)定土層的深度不應(yīng)小于2-3d；受拔力的樁，應(yīng)通長配筋。主筋數(shù)量和間距：水平受荷樁，不應(yīng)小于812；抗壓樁和抗拔樁，不應(yīng)小于610； 沿樁周均勻布置，凈距不應(yīng)小于60mm。箍筋：應(yīng)采用螺旋式配置，直徑不應(yīng)小于6 ，間距宜為200-300mm；受水平荷載作用的樁基或考慮主筋計算樁身承載力的，樁頂以下5d范圍內(nèi)箍筋應(yīng)加密，間距不應(yīng)大于100mm；位于液化土層的樁段箍筋應(yīng)加密；當鋼筋籠長度超過4m時，應(yīng)每隔2m設(shè)一道直徑不

36、小于12mm的焊接加勁箍筋?；炷翉姸鹊燃墸簶渡聿坏眯∮贑25，預(yù)制樁尖不得小于C30?；炷帘Ｗo層厚度：一般不應(yīng)小于35mm，水下灌注樁不應(yīng)小于50mm 。 擴底樁擴底尺寸：挖孔樁D3d，鉆孔樁D2.5d。2、預(yù)制樁截面邊長：不應(yīng)小于200mm，預(yù)應(yīng)力混凝土樁不應(yīng)小于350mm。主筋最小配筋率 ： 錘擊法沉樁時，不宜小于0.8%，靜壓法不宜小于0.6% 。主筋直徑：不宜小于14mm，主筋在樁尖處應(yīng)合攏焊接在一根輔助鋼筋上。箍筋：6200，樁頂以下45d范圍內(nèi)箍筋應(yīng)加密，間距50100mm，并應(yīng)設(shè)鋼筋網(wǎng)片。 混凝土強度等級：樁身不宜小于C30，預(yù)應(yīng)力樁不得小于C40?；炷帘Ｗo層厚度：不宜小于

37、30mm。 接頭數(shù)量：不宜超過3個。二、樁身承載力計算1、軸心受壓樁樁頂以下5d范圍內(nèi)螺旋式箍筋間距不大于100mm，且滿足構(gòu)造要求時：否則：N：荷載效應(yīng)基本組合時，單樁所受荷載設(shè)計值； fc：混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；Ap：樁身橫截面積；c：成樁工藝系數(shù)，預(yù)制樁取0.85；灌注樁：干作業(yè)取0.9，軟土地區(qū)擠土樁取0.6，其他灌注樁取0.70.8；式中:pccAfNsypccAfAfN9 . 0As：軸向受壓鋼筋截面面積； fy：軸向受壓鋼筋強度設(shè)計值。一般情況，受壓樁不考慮壓曲影響和偏心距增大影響。但對于高承臺樁、樁身穿過液化土層或不排水剪強度小于10kPa的軟弱土層時，應(yīng)考慮壓曲影響和偏心

38、距增大影響。2、預(yù)制樁吊運和錘擊驗算預(yù)制樁施工過程包括起吊、運輸、吊立和錘擊。吊運驗算可取動力系數(shù)為1.5。3、水平受荷樁正截面承載力驗算：對于樁頂固接的樁，應(yīng)驗算樁頂正截面彎矩；對于樁頂自由或鉸接的樁，應(yīng)驗算樁身最大彎矩截面處的正截面彎矩。斜截面承載力驗算：應(yīng)驗算樁頂截面的斜截面受剪承載力。一、構(gòu)造要求1、幾何尺寸厚度300，寬度500；邊樁距承臺邊的凈距：矩形承臺d/2，且150，條形承臺75；保護層厚度：有混凝土墊層時50，無墊層時70 ，尚不應(yīng)小于樁頭嵌入承臺中的長度。樁嵌入承臺中的長度：中樁50，大樁100。2、混凝土等級C153、鋼筋柱下獨立承臺：直徑12，間距200，最小配筋率為0.15%。鋼筋應(yīng)通長配置，三樁承臺最里面的三根鋼筋圍成的三角形應(yīng)在柱截面