05樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程ppt課件

1、2022-5-41Hunan University4.樁基礎(chǔ) 基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程 電子教案電子教案研制單位：湖南大學(xué)土木工程學(xué)院研制單位：湖南大學(xué)土木工程學(xué)院2022-5-42Hunan University4.樁基礎(chǔ)2022-5-43Hunan University4.樁基礎(chǔ)圖圖4.14.1樁基礎(chǔ)的應(yīng)用樁基礎(chǔ)的應(yīng)用4.1 4.1 類型及適用條件類型及適用條件2022-5-44Hunan University4.樁基礎(chǔ)圖圖4.2 4.2 單樁、群樁基礎(chǔ)、基樁單樁、群樁基礎(chǔ)、基樁4.1 4.1 類型及適用條件類型及適用條件2022-5-45Hunan University4.樁基礎(chǔ)組成：基樁和連接

2、于樁頂?shù)某信_(tái)。組成：基樁和連接于樁頂?shù)某信_(tái)。作用：將上部結(jié)構(gòu)荷載通過承臺(tái)作用：將上部結(jié)構(gòu)荷載通過承臺(tái)傳遞給樁基礎(chǔ)，再由樁傳遞到地傳遞給樁基礎(chǔ)，再由樁傳遞到地基土持力層）基土持力層） 。特點(diǎn)：承載力高、穩(wěn)定性好、沉特點(diǎn)：承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小而均勻、便于機(jī)械化施工、降量小而均勻、便于機(jī)械化施工、適應(yīng)性強(qiáng)。適應(yīng)性強(qiáng)。4.1.1 4.1.1 組成、作用與特點(diǎn)組成、作用與特點(diǎn)圖圖4.3 4.3 低承臺(tái)樁基示意圖低承臺(tái)樁基示意圖2022-5-46Hunan University4.樁基礎(chǔ)n 按承載性狀分按承載性狀分( (荷載傳遞方式荷載傳遞方式) ) ：摩擦樁與端承樁：摩擦樁與端承樁n 按施工方法

3、分：按施工方法分：n 預(yù)制樁混凝土預(yù)制樁、鋼樁、木樁）預(yù)制樁混凝土預(yù)制樁、鋼樁、木樁）n 灌注樁沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁）灌注樁沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁）n 按樁的設(shè)置效應(yīng)分：按樁的設(shè)置效應(yīng)分： 擠土樁、部分?jǐn)D土樁、部分?jǐn)D擠土樁、部分?jǐn)D土樁、部分?jǐn)D土樁土樁4.1.2 4.1.2 樁基的分類樁基的分類2022-5-47Hunan University4.樁基礎(chǔ)按承載性狀分類荷載傳遞方式）按承載性狀分類荷載傳遞方式）摩擦型樁摩擦型樁摩摩 擦擦 樁樁端承摩擦樁端承摩擦樁端承型樁端承型樁端端 承承 樁樁摩擦端承樁摩擦端承樁2022-5-48Hunan University4.樁基礎(chǔ)

4、n 傳力方式n 樁側(cè)及樁端土層不同n 沉降量大?。阂话隳Σ列蜆冻两递^大，而端承型樁 沉降較小。n 群樁效應(yīng)：一般摩擦型樁群樁效應(yīng)大，端承型樁群樁效應(yīng)小。2022-5-49Hunan University4.樁基礎(chǔ)分為預(yù)制樁和灌注樁兩類。分為預(yù)制樁和灌注樁兩類。預(yù)制樁預(yù)制樁在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成的各種形式的樁，在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成的各種形式的樁，用沉樁設(shè)備通過錘擊、振動(dòng)、靜壓或旋入將樁打用沉樁設(shè)備通過錘擊、振動(dòng)、靜壓或旋入將樁打入、壓入或振入土中，或有的用高壓水沖沉入土入、壓入或振入土中，或有的用高壓水沖沉入土中。中。灌注樁灌注樁在施工現(xiàn)場(chǎng)的樁位上用機(jī)械或人工成在施工現(xiàn)場(chǎng)的樁位上用機(jī)械或人工成孔，

5、然后在孔內(nèi)灌注混凝土而成。根據(jù)成孔方法的孔，然后在孔內(nèi)灌注混凝土而成。根據(jù)成孔方法的不同分為挖孔、鉆孔、沖孔灌注樁，沉管灌注樁和不同分為挖孔、鉆孔、沖孔灌注樁，沉管灌注樁和爆擴(kuò)樁等。爆擴(kuò)樁等。 2022-5-410Hunan University4.樁基礎(chǔ)n混凝土預(yù)制樁混凝土預(yù)制樁n 要求：截面邊長(zhǎng)要求：截面邊長(zhǎng)300500mm，分節(jié)長(zhǎng)度，分節(jié)長(zhǎng)度12m。預(yù)。預(yù)應(yīng)力應(yīng)力 管樁外徑管樁外徑300600mm，每節(jié)長(zhǎng)，每節(jié)長(zhǎng)513m；n 優(yōu)點(diǎn)：承載力高，耐久性好，質(zhì)量較易保證。優(yōu)點(diǎn)：承載力高，耐久性好，質(zhì)量較易保證。n 缺點(diǎn)：自重大，打樁難，樁長(zhǎng)難統(tǒng)一，工藝復(fù)雜。缺點(diǎn)：自重大，打樁難，樁長(zhǎng)難統(tǒng)一，工

6、藝復(fù)雜。n剛樁剛樁n 要求：直徑要求：直徑2501200mm，批量生產(chǎn)。，批量生產(chǎn)。n 優(yōu)點(diǎn)：穿透性強(qiáng)，承載能力高，應(yīng)用方便。優(yōu)點(diǎn)：穿透性強(qiáng)，承載能力高，應(yīng)用方便。n 缺點(diǎn)：成本高，易銹蝕。缺點(diǎn)：成本高，易銹蝕。n木樁木樁n 要求：樁徑要求：樁徑160 260mm，樁長(zhǎng)，樁長(zhǎng)4 6m。n 優(yōu)點(diǎn)：制作運(yùn)輸方便，打樁設(shè)備簡(jiǎn)單。優(yōu)點(diǎn)：制作運(yùn)輸方便，打樁設(shè)備簡(jiǎn)單。n 缺點(diǎn)：承載力低，僅在一些加固工程與臨時(shí)工程中缺點(diǎn)：承載力低，僅在一些加固工程與臨時(shí)工程中采用。采用。2022-5-411Hunan University4.樁基礎(chǔ)n 分類分類n 沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、挖孔樁。沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、挖孔

7、樁。n 原理原理n 是直接在樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)是直接在樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)安放鋼筋籠灌注混凝土而成。安放鋼筋籠灌注混凝土而成。n 特點(diǎn)特點(diǎn)n 能適應(yīng)各種地層，無需接樁，施工時(shí)無能適應(yīng)各種地層，無需接樁，施工時(shí)無振動(dòng)、無擠土、噪音小，宜在建筑物密集振動(dòng)、無擠土、噪音小，宜在建筑物密集地區(qū)使用。地區(qū)使用。n 施工的關(guān)鍵問題施工的關(guān)鍵問題n 樁身的成型和混凝土質(zhì)量。樁身的成型和混凝土質(zhì)量。2022-5-412Hunan University4.樁基礎(chǔ)按樁的設(shè)置效應(yīng)分類按樁的設(shè)置效應(yīng)分類n非擠土樁非擠土樁n 這類在成樁過程中基本對(duì)樁相鄰?fù)敛划a(chǎn)生擠這類在成樁過程中基本對(duì)樁相鄰?fù)敛划a(chǎn)生擠土效

8、應(yīng)的樁土效應(yīng)的樁, ,如鉆沖或挖孔灌注樁及先鉆孔后如鉆沖或挖孔灌注樁及先鉆孔后再打入的預(yù)制樁；再打入的預(yù)制樁；n部分?jǐn)D土樁部分?jǐn)D土樁n 對(duì)樁周土體稍有排擠作用，但土的強(qiáng)度和變對(duì)樁周土體稍有排擠作用，但土的強(qiáng)度和變形性質(zhì)變化不大。包括沖擊成孔灌注樁、預(yù)鉆孔形性質(zhì)變化不大。包括沖擊成孔灌注樁、預(yù)鉆孔打入式預(yù)制樁等。打入式預(yù)制樁等。n擠土樁擠土樁n 設(shè)置過程中使土的結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?cái)_動(dòng)破壞，對(duì)土設(shè)置過程中使土的結(jié)構(gòu)嚴(yán)重?cái)_動(dòng)破壞，對(duì)土的強(qiáng)度和變形性質(zhì)影響較大。實(shí)心的預(yù)制樁、下的強(qiáng)度和變形性質(zhì)影響較大。實(shí)心的預(yù)制樁、下端封閉的管樁、木樁以及沉管灌注樁等。端封閉的管樁、木樁以及沉管灌注樁等。2022-5-413H

9、unan University4.樁基礎(chǔ)n按樁徑分：小樁、中等直徑樁、大直徑樁按樁徑分：小樁、中等直徑樁、大直徑樁n按功能分：受壓樁、橫向受荷樁、錨樁、抗拔樁、按功能分：受壓樁、橫向受荷樁、錨樁、抗拔樁、護(hù)坡樁護(hù)坡樁n按樁身截面形狀分：圓樁、方樁、多邊形樁、異按樁身截面形狀分：圓樁、方樁、多邊形樁、異形樁形樁n按承臺(tái)位置：高承臺(tái)樁基、低承臺(tái)樁基。按承臺(tái)位置：高承臺(tái)樁基、低承臺(tái)樁基。2022-5-414Hunan University4.樁基礎(chǔ)4.2 4.2 樁基礎(chǔ)的施工樁基礎(chǔ)的施工4.2.1 4.2.1 預(yù)制樁的施工預(yù)制樁的施工圖圖4.4 4.4 吊點(diǎn)位置及樁身彎距圖吊點(diǎn)位置及樁身彎距圖a a

10、兩吊點(diǎn)；兩吊點(diǎn)；b b單吊點(diǎn)單吊點(diǎn)20.0214ABABMMMql20.0429CCDMMql2022-5-415Hunan University4.樁基礎(chǔ)n錘擊錘擊n振動(dòng)下沉振動(dòng)下沉n靜壓靜壓4.2.1 4.2.1 預(yù)制樁的施工預(yù)制樁的施工2022-5-416Hunan University4.樁基礎(chǔ)打入第一節(jié)樁體打入第一節(jié)樁體電焊接樁電焊接樁打入末節(jié)樁體打入末節(jié)樁體n 插：插：Flash動(dòng)動(dòng)畫畫2022-5-417Hunan University4.樁基礎(chǔ)沉樁深度控制沉樁深度控制以最后貫入度指沉至某標(biāo)高時(shí)，每次錘擊的沉入以最后貫入度指沉至某標(biāo)高時(shí)，每次錘擊的沉入量量 ）和樁尖設(shè)計(jì)標(biāo)高兩方面

11、控制。）和樁尖設(shè)計(jì)標(biāo)高兩方面控制。要求最后兩陣的平均貫入度為要求最后兩陣的平均貫入度為10-50mm/陣。陣。錘擊法：常以錘擊法：常以10次錘擊為一陣。次錘擊為一陣。振動(dòng)法：以振動(dòng)法：以1min為一陣。為一陣。2022-5-418Hunan University4.樁基礎(chǔ)沉管灌注樁：利用錘擊或振動(dòng)等方法沉管成孔，然沉管灌注樁：利用錘擊或振動(dòng)等方法沉管成孔，然后澆灌混凝土拔出套筒?？杀苊饬魃?、坍孔及后澆灌混凝土拔出套筒?？杀苊饬魃啊⑻准芭旁缺撞?。排渣等弊病。錘擊沉管灌注樁錘擊沉管灌注樁振動(dòng)沉管灌注樁振動(dòng)沉管灌注樁內(nèi)擊式沉管灌注樁內(nèi)擊式沉管灌注樁4.2.2 4.2.2 灌注樁的施工灌注樁的施工

12、2022-5-419Hunan University4.樁基礎(chǔ)沉管灌注樁沉管灌注樁 ( e )( f )( d )( c )( b )( a )圖圖4.54.5 沉管灌注樁的施工程序示意沉管灌注樁的施工程序示意（a a）打樁機(jī)就位；（）打樁機(jī)就位；（b b） 沉管；（沉管；（c c） 澆灌混凝土；（澆灌混凝土；（d d） 邊拔管，邊拔管，邊振動(dòng)；（邊振動(dòng)；（e e） 安放鋼筋籠，繼續(xù)澆灌混凝土；（安放鋼筋籠，繼續(xù)澆灌混凝土；（f f） 成型成型2022-5-420Hunan University4.樁基礎(chǔ)2022-5-421Hunan University4.樁基礎(chǔ)n原理原理n 用鉆機(jī)如螺旋鉆

13、、振動(dòng)鉆、沖抓錐鉆等鉆用鉆機(jī)如螺旋鉆、振動(dòng)鉆、沖抓錐鉆等鉆土成孔需泥漿護(hù)壁），然后清除孔底殘?jiān)餐脸煽仔枘酀{護(hù)壁），然后清除孔底殘?jiān)卜配摻罨\，澆灌混凝土。放鋼筋籠，澆灌混凝土。n施工方法施工方法n 有正循環(huán)、反循環(huán)施工法。有正循環(huán)、反循環(huán)施工法。n優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)n 優(yōu)點(diǎn)：入土深，能進(jìn)入巖層，剛度大，承載優(yōu)點(diǎn)：入土深，能進(jìn)入巖層，剛度大，承載力高，樁身變形小，并可方便地進(jìn)行水下施工。力高，樁身變形小，并可方便地進(jìn)行水下施工。n 缺點(diǎn)：要求有專門的設(shè)備鉆機(jī)），清孔較缺點(diǎn)：要求有專門的設(shè)備鉆機(jī)），清孔較難徹底。難徹底。 2022-5-422Hunan University4.樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁鉆孔

14、灌注樁-護(hù)筒埋設(shè)護(hù)筒埋設(shè)護(hù)筒的作用護(hù)筒的作用1 1固定樁位，并作鉆孔導(dǎo)向；固定樁位，并作鉆孔導(dǎo)向；2 2保護(hù)孔口，防止孔內(nèi)土層坍保護(hù)孔口，防止孔內(nèi)土層坍塌塌3 3隔水，穩(wěn)固孔壁。隔水，穩(wěn)固孔壁。2022-5-423Hunan University4.樁基礎(chǔ)泥漿制備與運(yùn)輸泥漿制備與運(yùn)輸2022-5-424Hunan University4.樁基礎(chǔ)圖圖 4.6 4.6 沖擊鉆機(jī)示意圖沖擊鉆機(jī)示意圖11滑輪；滑輪；22主桿；主桿；33拉索；拉索；44斜斜撐；撐；55卷?yè)P(yáng)機(jī)；卷?yè)P(yáng)機(jī)；66墊木；墊木；77鉆頭鉆頭n 旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)n 沖擊鉆進(jìn)沖擊鉆進(jìn)n 沖抓鉆進(jìn)沖抓鉆進(jìn)2022-5-425Hunan

15、University4.樁基礎(chǔ)圖圖4.84.8反循環(huán)泥漿循環(huán)成孔工藝反循環(huán)泥漿循環(huán)成孔工藝11鉆頭；鉆頭；22泥漿循環(huán)方向；泥漿循環(huán)方向；33沉淀池；沉淀池；44泥漿池；泥漿池；55泥漿泵；泥漿泵；66砂石泵；砂石泵；77水龍水龍頭；頭；88鉆桿；鉆桿；99鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置鉆進(jìn)方法鉆進(jìn)方法2022-5-426Hunan University4.樁基礎(chǔ)清孔清孔目的目的除去孔底沉渣，保證孔底砼質(zhì)量及樁的承載力。除去孔底沉渣，保證孔底砼質(zhì)量及樁的承載力。方法方法n 抽漿清孔：用空氣吸泥機(jī)吸出含鉛渣的泥漿。抽漿清孔：用空氣吸泥機(jī)吸出含鉛渣的泥漿。n 換漿清孔：正、反循環(huán)在鉆孔完成后不停鉆、不進(jìn)

16、尺。換漿清孔：正、反循環(huán)在鉆孔完成后不停鉆、不進(jìn)尺。n 掏渣清：孔用掏渣筒掏清孔內(nèi)粗粒鉛渣。掏渣清：孔用掏渣筒掏清孔內(nèi)粗粒鉛渣。n 繼續(xù)循環(huán)換漿清渣。繼續(xù)循環(huán)換漿清渣。 要求：要求：孔底孔底0.5m內(nèi)；內(nèi)；1.25；含砂率；含砂率8；粘度；粘度28s。2022-5-427Hunan University4.樁基礎(chǔ)n將導(dǎo)管居中插入，將導(dǎo)管居中插入，上接漏斗，設(shè)隔水上接漏斗，設(shè)隔水栓；栓；n放開隔水栓使混凝放開隔水栓使混凝土向孔底猛落，將土向孔底猛落，將水?dāng)D出，并使導(dǎo)管水?dāng)D出，并使導(dǎo)管始終埋在混凝土內(nèi)，始終埋在混凝土內(nèi)，此后連續(xù)灌注混凝此后連續(xù)灌注混凝土；土；n不斷提升導(dǎo)管，直不斷提升導(dǎo)管，直至灌

17、注完畢。至灌注完畢。水下混凝土灌注水下混凝土灌注直升導(dǎo)管法直升導(dǎo)管法2022-5-428Hunan University4.樁基礎(chǔ)n混凝土攪拌必須均勻；防止卡管事故；混凝土攪拌必須均勻；防止卡管事故；n必須連續(xù)作業(yè)，避免中斷灌注，并防止混凝土必須連續(xù)作業(yè)，避免中斷灌注，并防止混凝土上升頂起鋼筋籠；上升頂起鋼筋籠；n隨時(shí)記錄孔內(nèi)混凝土灌注標(biāo)高和導(dǎo)管入孔長(zhǎng)度，隨時(shí)記錄孔內(nèi)混凝土灌注標(biāo)高和導(dǎo)管入孔長(zhǎng)度，防止導(dǎo)管提升過猛，形成斷樁；防止導(dǎo)管提升過猛，形成斷樁；n樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)值愈加一定高度，以確?；鞓俄敇?biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)值愈加一定高度，以確?；炷临|(zhì)量。一般取凝土質(zhì)量。一般取0.5m。本卷須知本卷須知20

18、22-5-429Hunan University4.樁基礎(chǔ)基本要求基本要求 內(nèi)徑內(nèi)徑800mm，開挖直徑，開挖直徑1000mm，護(hù)壁厚，護(hù)壁厚100mm分節(jié)支護(hù)，每節(jié)高分節(jié)支護(hù)，每節(jié)高5001000mm樁長(zhǎng)小樁長(zhǎng)小于于40m。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：符合國(guó)情，經(jīng)濟(jì)，設(shè)備簡(jiǎn)單，噪音小，場(chǎng)優(yōu)點(diǎn)：符合國(guó)情，經(jīng)濟(jì)，設(shè)備簡(jiǎn)單，噪音小，場(chǎng)區(qū)內(nèi)各樁可同時(shí)施工，可直接憑肉眼觀察地層情區(qū)內(nèi)各樁可同時(shí)施工，可直接憑肉眼觀察地層情況，孔底易清除干凈，且樁徑大、適應(yīng)性強(qiáng)。況，孔底易清除干凈，且樁徑大、適應(yīng)性強(qiáng)。 缺點(diǎn)：可能遇到流砂、塌孔、缺氧、有害氣體、缺點(diǎn)：可能遇到流砂、塌孔、缺氧、有害氣體、觸電和地面掉重物等危險(xiǎn)而造

19、成傷亡事故。觸電和地面掉重物等危險(xiǎn)而造成傷亡事故。原理原理采用人工或機(jī)械挖掘成孔，逐段邊開挖邊支護(hù)，達(dá)所采用人工或機(jī)械挖掘成孔，逐段邊開挖邊支護(hù)，達(dá)所需深度后再進(jìn)行擴(kuò)孔，利用鉆沖孔機(jī)具鉆土成孔，需深度后再進(jìn)行擴(kuò)孔，利用鉆沖孔機(jī)具鉆土成孔，然后清除孔底殘?jiān)?，安裝鋼筋籠，澆灌混凝土。然后清除孔底殘?jiān)?，安裝鋼筋籠，澆灌混凝土。4-2-3 4-2-3 人工挖孔樁人工挖孔樁2022-5-430Hunan University4.樁基礎(chǔ)柱 插 筋插 筋 箍 筋 8 2 0 0 加 勁 筋 1 6 2 0 0 0扶 壁200_ 主 筋2 2 2 22 0 0 02 6 0 0600 6001 4 0 01

20、6 0 01230021000圖圖4.10 4.10 人工挖孔樁示例人工挖孔樁示例2022-5-431Hunan University4.樁基礎(chǔ)人工挖孔樁人工挖孔樁2022-5-432Hunan University4.樁基礎(chǔ)4.2.5 4.2.5 樁基的質(zhì)量檢測(cè)樁基的質(zhì)量檢測(cè)可能存在的質(zhì)量問題可能存在的質(zhì)量問題 預(yù)制樁：樁位偏差、樁身裂縫過大、斷樁等預(yù)制樁：樁位偏差、樁身裂縫過大、斷樁等 灌注樁：縮頸、夾泥、斷樁、沉渣過厚等。灌注樁：縮頸、夾泥、斷樁、沉渣過厚等。質(zhì)量檢測(cè)質(zhì)量檢測(cè) 開挖檢查：只限于對(duì)所暴露的樁身進(jìn)行觀察檢查。開挖檢查：只限于對(duì)所暴露的樁身進(jìn)行觀察檢查。 抽芯檢查：在灌注樁樁身

21、內(nèi)鉆孔，取混凝土芯樣進(jìn)抽芯檢查：在灌注樁樁身內(nèi)鉆孔，取混凝土芯樣進(jìn)行觀察，看它的連續(xù)性。行觀察，看它的連續(xù)性。 反射波法：測(cè)砼的連續(xù)性，是否存在孔洞、斷樁等。反射波法：測(cè)砼的連續(xù)性，是否存在孔洞、斷樁等。 動(dòng)測(cè)法：高應(yīng)變測(cè)樁承載力，低應(yīng)變只能測(cè)砼質(zhì)量。動(dòng)測(cè)法：高應(yīng)變測(cè)樁承載力，低應(yīng)變只能測(cè)砼質(zhì)量。2022-5-433Hunan University4.樁基礎(chǔ)4.2.6 4.2.6 樁基設(shè)計(jì)原則樁基設(shè)計(jì)原則 GB50007-2019：基于正常使用極限狀態(tài)的：基于正常使用極限狀態(tài)的概率設(shè)計(jì)原則概率設(shè)計(jì)原則 JGJ94-94：采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限：采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，并按極限

22、狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式計(jì)狀態(tài)設(shè)計(jì)法，并按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式計(jì)算，考慮樁基的兩種極限狀態(tài)，即承載能算，考慮樁基的兩種極限狀態(tài)，即承載能力、正常使用。并根據(jù)樁基損壞所造成的力、正常使用。并根據(jù)樁基損壞所造成的后果的嚴(yán)重性分為后果的嚴(yán)重性分為3個(gè)等級(jí)。個(gè)等級(jí)。2022-5-434Hunan University4.樁基礎(chǔ) 樁基的豎向承載力抗壓和抗拔）、水平承載力樁基的豎向承載力抗壓和抗拔）、水平承載力計(jì)算計(jì)算 樁端平面以下的軟弱下臥層驗(yàn)算樁端平面以下的軟弱下臥層驗(yàn)算 樁基抗震承載力計(jì)算樁基抗震承載力計(jì)算 承載及樁身結(jié)構(gòu)計(jì)算包括預(yù)制樁吊運(yùn)和錘擊過承載及樁身結(jié)構(gòu)計(jì)算包括預(yù)制樁吊運(yùn)和錘擊過程中的強(qiáng)度驗(yàn)算、樁身屈曲

23、穩(wěn)定計(jì)算）程中的強(qiáng)度驗(yàn)算、樁身屈曲穩(wěn)定計(jì)算）所有樁基均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算所有樁基均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 樁基尚應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算樁基尚應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算 樁端持力層為軟弱土的一、二級(jí)建筑物豎向沉降）樁端持力層為軟弱土的一、二級(jí)建筑物豎向沉降） 樁端持力層為粘性土、粉土或存在軟弱下臥層的一級(jí)建樁端持力層為粘性土、粉土或存在軟弱下臥層的一級(jí)建 筑樁基豎向沉降）筑樁基豎向沉降） 承受較大水平荷載或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格的一級(jí)建筑樁承受較大水平荷載或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格的一級(jí)建筑樁 基水平變位）基水平變位）2022-5-435Hunan University4.樁基礎(chǔ)4.3 4.3 單樁承載力單樁承載

24、力n機(jī)理：荷載機(jī)理：荷載樁壓縮樁壓縮側(cè)摩阻消耗荷載側(cè)摩阻消耗荷載樁底阻樁底阻力。力。n土對(duì)樁的支撐力土對(duì)樁的支撐力 ：樁側(cè)摩阻力和樁底阻力：何種：樁側(cè)摩阻力和樁底阻力：何種為主，與樁身壓縮量有關(guān)。為主，與樁身壓縮量有關(guān)。n樁的荷載傳遞過程實(shí)質(zhì)上就是樁側(cè)摩阻力與樁端樁的荷載傳遞過程實(shí)質(zhì)上就是樁側(cè)摩阻力與樁端阻力逐步發(fā)揮的過程。阻力逐步發(fā)揮的過程。4.3.1 4.3.1 樁的荷載傳遞過程樁的荷載傳遞過程2022-5-436Hunan University4.樁基礎(chǔ) 樁側(cè)阻力先于樁端阻力發(fā)揮，發(fā)樁側(cè)阻力先于樁端阻力發(fā)揮，發(fā)揮程度與樁土相對(duì)位移相關(guān)；揮程度與樁土相對(duì)位移相關(guān)；側(cè)阻充分發(fā)揮樁土相對(duì)位移值

25、：側(cè)阻充分發(fā)揮樁土相對(duì)位移值： 粘性土：粘性土：46mm； 砂土：砂土： 610mm；端阻充分發(fā)揮樁底極限位移值：端阻充分發(fā)揮樁底極限位移值： 砂類土砂類土: (0.080.1) d； 粘性土粘性土 0.25d，硬粘土，硬粘土 0.1d。樁側(cè)阻與樁端阻存在深度效應(yīng)。樁側(cè)阻與樁端阻存在深度效應(yīng)。( a )中 密 土 層( b )巖 層軟 弱 土 層QQ4.3.1 4.3.1 樁的荷載傳遞過程樁的荷載傳遞過程 圖圖4.114.11a.a.摩擦樁；摩擦樁； b. b. 端承樁端承樁2022-5-437Hunan University4.樁基礎(chǔ)樁側(cè)摩阻力影響因素樁側(cè)摩阻力影響因素n 土的性質(zhì)：如抗剪強(qiáng)

26、度c, j） 決定摩阻力的可能最大值n樁土相對(duì)位移 決定摩阻力的發(fā)揮程度n時(shí)間因素：土的固結(jié)隨t增加向下部轉(zhuǎn)移。 決定摩阻力發(fā)揮的時(shí)間n樁的剛度：影響樁周應(yīng)力的分布。n土中的應(yīng)力狀態(tài)：主要指?jìng)?cè)向壓力n施工方法：a)擠土樁；b)非擠土樁。2022-5-438Hunan University4.樁基礎(chǔ)sZQoQsoZQosQs壓 曲oQsZsooQ圖圖4.124.12壓曲破壞壓曲破壞圖圖4.134.13整體剪切破壞整體剪切破壞圖圖4.144.14刺入破壞刺入破壞壓曲破壞：沉降量很小，樁端阻為主，樁材控制壓曲破壞：沉降量很小，樁端阻為主，樁材控制承載力，穿越軟弱土層的小直徑樁和嵌巖樁屬于承載力，穿越

27、軟弱土層的小直徑樁和嵌巖樁屬于此類；此類；整體剪切：沉降量較大，樁端阻為主，樁端樁側(cè)整體剪切：沉降量較大，樁端阻為主，樁端樁側(cè)土控制承載力，打入式短樁、鉆孔短土控制承載力，打入式短樁、鉆孔短 樁屬于此類；樁屬于此類；刺入破壞：沉降量大，樁側(cè)阻為主，樁頂容許沉刺入破壞：沉降量大，樁側(cè)阻為主，樁頂容許沉降控制承載力，一般情況下的鉆孔灌注樁屬于此降控制承載力，一般情況下的鉆孔灌注樁屬于此類。類。 4.3.2 4.3.2 單樁的破壞模式單樁的破壞模式2022-5-439Hunan University4.樁基礎(chǔ)4.3.3 4.3.3 樁側(cè)負(fù)摩阻力樁側(cè)負(fù)摩阻力正摩擦負(fù)摩擦圖圖4.15 4.15 摩阻力示

28、意圖摩阻力示意圖2022-5-440Hunan University4.樁基礎(chǔ) 樁側(cè)大范圍降低地下水，樁側(cè)大范圍降低地下水，如大面積抽水，基坑降水等如大面積抽水，基坑降水等 樁側(cè)地面大面積堆載；樁側(cè)地面大面積堆載； 樁身穿越較厚松散填土、樁身穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土層進(jìn)入相對(duì)較硬土層；層進(jìn)入相對(duì)較硬土層； 凍土區(qū)升溫引起樁側(cè)土沉凍土區(qū)升溫引起樁側(cè)土沉陷。陷。產(chǎn)生負(fù)摩阻力的條產(chǎn)生負(fù)摩阻力的條件件填土圖圖4.4.6 6 住宅樓建于有新填土的住宅樓建于有新填土的斜坡上斜坡上 2022-5-441Hunan University4.樁基礎(chǔ)中性點(diǎn)中性點(diǎn) 定義：樁

29、土相對(duì)位移為零處樁側(cè)摩阻力為定義：樁土相對(duì)位移為零處樁側(cè)摩阻力為零處。零處。 在某深度處樁周土與樁截面沉降相等；在某深度處樁周土與樁截面沉降相等； 或兩者無相對(duì)位移發(fā)生；或兩者無相對(duì)位移發(fā)生； 或其摩阻力為零。或其摩阻力為零。 在中性點(diǎn)處樁身軸力達(dá)到最大值。在中性點(diǎn)處樁身軸力達(dá)到最大值。 2022-5-442Hunan University4.樁基礎(chǔ)n中性點(diǎn)位置還與時(shí)間因素、環(huán)境因素、地質(zhì)條件等有關(guān)，中性點(diǎn)位置還與時(shí)間因素、環(huán)境因素、地質(zhì)條件等有關(guān)，精確計(jì)算有困難，目前采用經(jīng)驗(yàn)估算法：（精確計(jì)算有困難，目前采用經(jīng)驗(yàn)估算法：（0.51.0l0）nl0樁周變形土層下限深度，即軟弱壓縮層厚度。樁周變

30、形土層下限深度，即軟弱壓縮層厚度。 樁側(cè)土下沉曲線樁下沉曲線樁底下沉摩阻力分布曲線中性點(diǎn)位置的確定中性點(diǎn)位置的確定中性點(diǎn)的位置取決于樁中性點(diǎn)的位置取決于樁土間的相對(duì)位移：土間的相對(duì)位移：當(dāng)樁側(cè)壓縮變形大，當(dāng)樁側(cè)壓縮變形大，樁地下土層堅(jiān)硬，抗下樁地下土層堅(jiān)硬，抗下沉量小，沉量小，下移；下移；反之，中性點(diǎn)位置上反之，中性點(diǎn)位置上移。移。圖圖4.17 4.17 單樁在產(chǎn)生負(fù)摩阻力單樁在產(chǎn)生負(fù)摩阻力時(shí)的荷載傳遞時(shí)的荷載傳遞2022-5-443Hunan University4.樁基礎(chǔ)n涂層法；涂層法；n塑料薄膜隔離層法；塑料薄膜隔離層法；n樁土之間灌注斑脫土漿法；樁土之間灌注斑脫土漿法；n插入變徑預(yù)制

31、樁法插入變徑預(yù)制樁法鉆孔樁；鉆孔樁；n群樁：設(shè)內(nèi)外圍保護(hù)樁法群樁：設(shè)內(nèi)外圍保護(hù)樁法減小負(fù)摩阻力的措施減小負(fù)摩阻力的措施2022-5-444Hunan University4.樁基礎(chǔ)n 按樁材強(qiáng)度確定n 按靜載試驗(yàn)確定n 按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定n 按靜力觸探法確定n 按經(jīng)驗(yàn)公式確定n 國(guó)標(biāo)：n n 路橋：n 按動(dòng)力試樁法確定00221 (3)2i iPUlmKhapapsia iRq Auq l4.3.4 4.3.4 單樁承載力確定單樁承載力確定2022-5-445Hunan University4.樁基礎(chǔ)工民建專業(yè)工民建專業(yè)路橋?qū)I(yè)路橋?qū)I(yè)按樁材強(qiáng)度確定按樁材強(qiáng)度確定 0.90()cdsdsP

32、fAfA)(gypccAfAfRfcd 砼軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；砼軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； fsd縱向鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；縱向鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；A樁身截面積，當(dāng)縱向筋的配筋率大于樁身截面積，當(dāng)縱向筋的配筋率大于3%時(shí)，時(shí)， A應(yīng)改為應(yīng)改為An=AAs；As全部縱向鋼筋的截面積；全部縱向鋼筋的截面積； 2022-5-446Hunan University4.樁基礎(chǔ)ppkisikppkskukAqlquQQQ按經(jīng)驗(yàn)公式確定按經(jīng)驗(yàn)公式確定 ppkpsisiksippkskukAqlquQQQprcprrcrpisiksipukAfhfulquQ一般預(yù)制樁與一般預(yù)制樁與中小直徑灌注樁中小直徑灌注樁大直徑樁

33、大直徑樁嵌巖樁嵌巖樁800mm為界為界 工民建專業(yè)工民建專業(yè)2022-5-447Hunan University4.樁基礎(chǔ)路橋?qū)I(yè)路橋?qū)I(yè)摩擦樁摩擦樁n 打入樁打入樁21RiiiAlUP li承臺(tái)底面或局部最大沖刷線以下各土層的厚度；i與li對(duì)應(yīng)的樁側(cè)各土層的單位面積極限摩阻力； A樁底面積； R樁底處土的極限承載力； i、振動(dòng)下沉對(duì)樁側(cè)摩阻力與樁端阻力的影響系數(shù)。按經(jīng)驗(yàn)公式確定按經(jīng)驗(yàn)公式確定2022-5-448Hunan University4.樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁 u樁周長(zhǎng)，樁周長(zhǎng)， (旋轉(zhuǎn)鉆增大旋轉(zhuǎn)鉆增大35cm；沖擊鉆增大；沖擊鉆增大510cm；沖抓鉆增大沖抓鉆增大1020cm)

34、；考慮基樁長(zhǎng)徑比的修正系數(shù)；考慮基樁長(zhǎng)徑比的修正系數(shù)； 清底系數(shù)；清底系數(shù)； 樁端處土的容許承載力；樁端處土的容許承載力；h樁底埋深，有沖刷時(shí)從一般沖刷線算起，取值應(yīng)樁底埋深，有沖刷時(shí)從一般沖刷線算起，取值應(yīng)40m；A按設(shè)計(jì)直徑計(jì)算。按設(shè)計(jì)直徑計(jì)算。 )3(212200hKAmluPiiUdddd成成鉆，0m00m2022-5-449Hunan University4.樁基礎(chǔ)柱樁：柱樁：c1,c2視清孔情況、巖石破碎程度等因素而定的系數(shù)；視清孔情況、巖石破碎程度等因素而定的系數(shù)；U樁身嵌入基巖部分的截面周長(zhǎng)，對(duì)于鉆孔樁和管柱按設(shè)計(jì)樁身嵌入基巖部分的截面周長(zhǎng)，對(duì)于鉆孔樁和管柱按設(shè)計(jì)直徑采用；直徑

35、采用；Ra天然濕度巖石單軸極限抗壓強(qiáng)度天然濕度巖石單軸極限抗壓強(qiáng)度(試件高徑比相等，直徑試件高徑比相等，直徑710cm)。arRUhcAcP)(21路橋?qū)I(yè)路橋?qū)I(yè)按經(jīng)驗(yàn)公式確定按經(jīng)驗(yàn)公式確定 2022-5-450Hunan University4.樁基礎(chǔ)由豎向抗壓靜載試驗(yàn)確定由豎向抗壓靜載試驗(yàn)確定是評(píng)價(jià)單樁承載力最為直觀和可靠的方法。是評(píng)價(jià)單樁承載力最為直觀和可靠的方法。 基本原則基本原則 樁數(shù)：不宜小于總數(shù)樁數(shù)：不宜小于總數(shù)1，不少于，不少于3根；根； 對(duì)于預(yù)制樁，樁設(shè)置后開始載荷試驗(yàn)所需的間歇對(duì)于預(yù)制樁，樁設(shè)置后開始載荷試驗(yàn)所需的間歇時(shí)間：對(duì)于砂類土不得少于時(shí)間：對(duì)于砂類土不得少于10天

36、；粉土和粘性土天；粉土和粘性土不得少于不得少于15天，飽和軟粘土不得少于天，飽和軟粘土不得少于25天。天。2022-5-451Hunan University4.樁基礎(chǔ)試驗(yàn)裝置及方法試驗(yàn)裝置及方法n試驗(yàn)裝置：加荷系統(tǒng)：包括加力裝置和反力裝試驗(yàn)裝置：加荷系統(tǒng)：包括加力裝置和反力裝置、位移觀測(cè)系統(tǒng)置、位移觀測(cè)系統(tǒng)n測(cè)試方法：分級(jí)測(cè)試方法：分級(jí)1/51/8倍預(yù)估破壞荷載，終了倍預(yù)估破壞荷載，終了階段階段1/101/15慢速維持荷載法。慢速維持荷載法。加 壓( a )試 驗(yàn) 樁沉 降 觀測(cè) 點(diǎn)千 斤 頂 錨 樁（ 四 根 ）主 梁次 梁試 驗(yàn) 樁( b )支 墩千 斤 頂加 壓沉 降 觀 測(cè) 點(diǎn)重 物

37、圖圖4.18 靜載實(shí)驗(yàn)裝置靜載實(shí)驗(yàn)裝置2022-5-452Hunan University4.樁基礎(chǔ)直接堆載直接堆載錨樁反力梁法錨樁反力梁法錨樁：d=1.8m橫梁：1.7m2.7m2022-5-453Hunan University4.樁基礎(chǔ)n每級(jí)荷載大小每級(jí)荷載大小n 分級(jí)每級(jí)分級(jí)每級(jí) 荷載為荷載為1/51/8倍預(yù)估破壞荷載，終了倍預(yù)估破壞荷載，終了階段階段1/101/15）。）。n測(cè)讀沉降時(shí)間測(cè)讀沉降時(shí)間n 在每級(jí)荷載施加后第一個(gè)小時(shí)內(nèi)，按在每級(jí)荷載施加后第一個(gè)小時(shí)內(nèi)，按2、5、15、30、45、60min測(cè)讀一次，以后每隔測(cè)讀一次，以后每隔30min測(cè)讀一次，測(cè)讀一次，直至沉降穩(wěn)定為止。

38、直至沉降穩(wěn)定為止。n穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)n 每級(jí)荷載下樁頂沉降量小于每級(jí)荷載下樁頂沉降量小于0.1mm/h，并連續(xù)出現(xiàn)，并連續(xù)出現(xiàn)兩次。兩次。慢速維持荷載法慢速維持荷載法2022-5-454Hunan University4.樁基礎(chǔ)n某級(jí)荷載下，樁頂沉降量為前一級(jí)荷載下沉降量的某級(jí)荷載下，樁頂沉降量為前一級(jí)荷載下沉降量的5倍；倍；n某級(jí)荷載下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載下沉降量的某級(jí)荷載下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載下沉降量的2倍，倍，且經(jīng)且經(jīng)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定；尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定；n已達(dá)到錨樁最大抗拔力或壓重平臺(tái)的最大重量時(shí)。已達(dá)到錨樁最大抗拔力或壓重平臺(tái)的最大重量時(shí)。終止條件終止條件n每級(jí)卸載為

39、加載時(shí)的兩倍。每級(jí)卸載為加載時(shí)的兩倍。n卸載時(shí)，每級(jí)荷載維持卸載時(shí)，每級(jí)荷載維持1h，按第，按第15、30、60min測(cè)讀樁測(cè)讀樁頂沉降量；卸載至零后測(cè)讀樁頂殘余沉降量，維持頂沉降量；卸載至零后測(cè)讀樁頂殘余沉降量，維持3h，測(cè)讀時(shí)間為第測(cè)讀時(shí)間為第15、30min，以后每隔，以后每隔30min測(cè)讀一次。測(cè)讀一次。 卸載觀測(cè)卸載觀測(cè)2022-5-455Hunan University4.樁基礎(chǔ)試驗(yàn)成果處理：試驗(yàn)成果處理：極限荷載確定極限荷載確定1根據(jù)沉降隨荷載的變化特征根據(jù)沉降隨荷載的變化特征確定確定對(duì)于陡降型對(duì)于陡降型Q-s曲線，可取曲線曲線，可取曲線發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的發(fā)生明顯陡降的

40、起始點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載為荷載為Qu 2根據(jù)沉降量確定根據(jù)沉降量確定Qu 對(duì)于緩變型對(duì)于緩變型Q-s曲線，可取曲線，可取s4060mm對(duì)應(yīng)的荷載值為對(duì)應(yīng)的荷載值為Qu。對(duì)于大直徑樁可取。對(duì)于大直徑樁可取s0.030.06d所對(duì)應(yīng)的荷載所對(duì)應(yīng)的荷載值大樁徑取低值，小樁徑取高值大樁徑取低值，小樁徑取高值），對(duì)于細(xì)長(zhǎng)樁值），對(duì)于細(xì)長(zhǎng)樁l/d 80）可取可取s6080mm對(duì)應(yīng)的荷載。對(duì)應(yīng)的荷載。 3沉降速率法沉降速率法S-Lgt法法4) 取破壞荷載的前一級(jí)荷載取破壞荷載的前一級(jí)荷載Qu= 1 5 0 0 k N樁頂下沉量s(mm2 04 84 44 02 83 63 22 412Qu= 7 8 0 k N0

41、81 61 242 0樁 頂 荷 載Q (1 0 k N )4 0 6 0 8 01 0 01 2 01 4 01 6 0圖圖4.19 4.19 單樁單樁Q-sQ-s曲線曲線2022-5-456Hunan University4.樁基礎(chǔ)n原理：在樁頂施加動(dòng)荷載，使樁身產(chǎn)生加速度原理：在樁頂施加動(dòng)荷載，使樁身產(chǎn)生加速度和土阻尼等效應(yīng)，通過設(shè)置于樁頂?shù)膫鞲衅髁亢屯磷枘岬刃?yīng)，通過設(shè)置于樁頂?shù)膫鞲衅髁繙y(cè)此動(dòng)力響應(yīng)信號(hào)，如位移、速度或加速度信測(cè)此動(dòng)力響應(yīng)信號(hào)，如位移、速度或加速度信號(hào)，據(jù)此分析確定樁身完整性或承載力。號(hào)，據(jù)此分析確定樁身完整性或承載力。n高應(yīng)變法：一般以重錘敲擊樁頂，使樁貫入，高應(yīng)變法

42、：一般以重錘敲擊樁頂，使樁貫入，樁土間產(chǎn)生相對(duì)位移，從而分析對(duì)樁的外來抗樁土間產(chǎn)生相對(duì)位移，從而分析對(duì)樁的外來抗力，測(cè)定樁的承載力。力，測(cè)定樁的承載力。n低應(yīng)變法：施加的荷載遠(yuǎn)小于樁的使用荷載，低應(yīng)變法：施加的荷載遠(yuǎn)小于樁的使用荷載，不足以使樁產(chǎn)生相對(duì)位移，而只通過應(yīng)力波的不足以使樁產(chǎn)生相對(duì)位移，而只通過應(yīng)力波的反射和傳播，檢測(cè)砼質(zhì)量。反射和傳播，檢測(cè)砼質(zhì)量。 按動(dòng)力試樁法確定按動(dòng)力試樁法確定 2022-5-457Hunan University4.樁基礎(chǔ)水平承載力水平承載力n 基本概念基本概念n 剛性短樁剛性短樁(h2.5),樁側(cè)土體水平抗力不夠樁側(cè)土體水平抗力不夠(土體屈土體屈服服)破壞。

43、破壞。n 彈性樁彈性樁(h2.5),地表土體屈服地表土體屈服,樁材強(qiáng)度不夠樁材強(qiáng)度不夠(屈從屈從)而破壞。而破壞。 n 計(jì)算公式計(jì)算公式n n 位移：位移：n n 彎矩：彎矩：n 0032zxxHMxABEIEI00zMMHMAM B2022-5-458Hunan University4.樁基礎(chǔ)單樁水平靜載荷試驗(yàn)單樁水平靜載荷試驗(yàn)試驗(yàn)裝置：試驗(yàn)裝置：加荷系統(tǒng)：千斤頂、試加荷系統(tǒng)：千斤頂、試樁樁位移觀測(cè)系統(tǒng)：百分表位移觀測(cè)系統(tǒng)：百分表百 分 表墊 塊500千斤頂球 鉸百 分 表基 準(zhǔn) 樁基 準(zhǔn) 梁?jiǎn)螛端匠休d力確定單樁水平承載力確定圖圖4.4.0 0 單樁水平靜載單樁水平靜載荷實(shí)驗(yàn)裝置荷實(shí)驗(yàn)裝置

44、2022-5-459Hunan University4.樁基礎(chǔ)n每級(jí)荷載大小每級(jí)荷載大小n 約為預(yù)估水平極限承載力的約為預(yù)估水平極限承載力的1/10-1/15）。）。n讀數(shù)方法讀數(shù)方法n 每級(jí)荷載施加后，恒載每級(jí)荷載施加后，恒載4min測(cè)讀樁頂水平位移，測(cè)讀樁頂水平位移，然然 后卸載至零，停后卸載至零，停2min測(cè)讀殘余水平位移，如測(cè)讀殘余水平位移，如此循環(huán)此循環(huán)5次，再施加下一級(jí)荷載。次，再施加下一級(jí)荷載。n終止加載條件終止加載條件n 樁身折斷樁身折斷n 樁頂水平位移超過樁頂水平位移超過3040mmn 樁側(cè)地表出現(xiàn)明顯裂縫或隆起。樁側(cè)地表出現(xiàn)明顯裂縫或隆起。水平靜載荷試驗(yàn)方法水平靜載荷試驗(yàn)方

45、法2022-5-460Hunan University4.樁基礎(chǔ)水平極限承載力的確定水平極限承載力的確定兩個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的樁頂水平荷載稱為臨界荷載兩個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的樁頂水平荷載稱為臨界荷載Hcr和極限荷載和極限荷載Hu圖圖4.21 4.21 單樁單樁H0H0 x0/ x0/ H0H0曲線曲線圖圖4.22 4.22 單樁單樁H0gH0g曲線曲線2022-5-461Hunan University4.樁基礎(chǔ)4.44.4基樁的內(nèi)力及位移計(jì)算基樁的內(nèi)力及位移計(jì)算z( a )n=0Q0M0 x( d )n=0.5( b )n=1( c )n=0Ztkhzkh=mzkh=cz1/2Zt我國(guó)多采用線彈性地基反力

46、法。假設(shè)我國(guó)多采用線彈性地基反力法。假設(shè)x與樁的水平位與樁的水平位移移x成正比。關(guān)鍵在于如何假定土體的抗力系數(shù)沿深度成正比。關(guān)鍵在于如何假定土體的抗力系數(shù)沿深度的變化規(guī)律，可分為：的變化規(guī)律，可分為： (a)常數(shù)法；常數(shù)法；(b)k法；法；(c)m法；法；(d) c法法圖圖4.23 4.23 地基水平抗力稀疏的分布圖示地基水平抗力稀疏的分布圖示2022-5-462Hunan University4.樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)化為平面受力，計(jì)算寬度：簡(jiǎn)化為平面受力，計(jì)算寬度：f1f11 m1.50.51 mkddbkddn 計(jì)算樁身抗彎剛度計(jì)算樁身抗彎剛度EI時(shí)，對(duì)于鋼筋混凝土樁，可取時(shí)，對(duì)于鋼筋混凝土樁，可取E

47、I 0.67EcIo，其中，其中Ec為混凝土的彈性模量；為混凝土的彈性模量；Io為樁身?yè)Q算截面為樁身?yè)Q算截面慣性矩。慣性矩。n 如無試驗(yàn)資料時(shí)，地基水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)如無試驗(yàn)資料時(shí)，地基水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m值可值可參考表參考表4.12選取。選取。 2022-5-463Hunan University4.樁基礎(chǔ)微分方程的建立微分方程的建立zM + D Mdzzzoq = b1q (x ,z)Q + d QP (z)+ d PP (z)Q-d xMx在基樁中取一微元體，通在基樁中取一微元體，通過平衡方程，可得到撓曲過平衡方程，可得到撓曲微分方程微分方程 ：采用冪級(jí)數(shù)求解：采用冪級(jí)數(shù)求解：4

48、2042dd( )ddxxEINp zzz 00320020000 zxxzzMMzQQHMxABEIEIHMABEIEIHxAM BVH AM B位移轉(zhuǎn)角彎矩剪力圖圖4.24 4.24 微元體受力示意圖微元體受力示意圖 相關(guān)系數(shù)查表可得。相關(guān)系數(shù)查表可得。2022-5-464Hunan University4.樁基礎(chǔ)4.5 4.5 群樁基礎(chǔ)的豎向分析群樁基礎(chǔ)的豎向分析及其驗(yàn)算及其驗(yàn)算 巖石巖石土圖圖4.25 4.25 群樁效應(yīng)群樁效應(yīng) 4.5.1 4.5.1 群樁效應(yīng)群樁效應(yīng)2022-5-465Hunan University4.樁基礎(chǔ)n 端承樁型的荷載傳遞端承樁型的荷載傳遞n樁底持力層剛硬

49、，樁的貫入量小。群樁的承樁底持力層剛硬，樁的貫入量小。群樁的承載力單樁承載力之和，不必考慮群樁效應(yīng)。載力單樁承載力之和，不必考慮群樁效應(yīng)。n 摩擦樁型的荷載傳遞摩擦樁型的荷載傳遞 n樁頂上的作用荷載通過樁側(cè)阻傳遞到樁周土樁頂上的作用荷載通過樁側(cè)阻傳遞到樁周土體。樁周摩阻力擴(kuò)散使樁底處的壓力分布范體。樁周摩阻力擴(kuò)散使樁底處的壓力分布范圍比樁身截面大很多。當(dāng)樁距小于某距離時(shí)圍比樁身截面大很多。當(dāng)樁距小于某距離時(shí)一般認(rèn)為一般認(rèn)為6d6d），樁底處應(yīng)力擴(kuò)散面積交叉），樁底處應(yīng)力擴(kuò)散面積交叉重疊，與原來單樁端應(yīng)力疊加，使群樁樁底重疊，與原來單樁端應(yīng)力疊加，使群樁樁底地基受到的壓力比單樁時(shí)要大。于是群樁承

50、地基受到的壓力比單樁時(shí)要大。于是群樁承載力小于單樁承載力之和。載力小于單樁承載力之和。 4.5.2 4.5.2 群樁的荷載傳遞特性群樁的荷載傳遞特性2022-5-466Hunan University4.樁基礎(chǔ)群樁基礎(chǔ)計(jì)算群樁基礎(chǔ)計(jì)算群樁的工作特點(diǎn)群樁的工作特點(diǎn) 應(yīng)力迭加應(yīng)力迭加 群樁效應(yīng)群樁效應(yīng)承臺(tái)下土對(duì)荷載的分擔(dān)作用承臺(tái)下土對(duì)荷載的分擔(dān)作用復(fù)合樁基復(fù)合樁基: : 由樁和承臺(tái)底地基土共同承擔(dān)荷載的樁基。由樁和承臺(tái)底地基土共同承擔(dān)荷載的樁基。條條 件件: : 樁及樁間土整體下沉，保證承臺(tái)底不脫空。樁及樁間土整體下沉，保證承臺(tái)底不脫空。特特 性性: : 承臺(tái)底分擔(dān)荷載的作用隨樁群相對(duì)于地基土承臺(tái)

51、底分擔(dān)荷載的作用隨樁群相對(duì)于地基土向下位移幅度的加大而增強(qiáng)，樁身彈性壓縮產(chǎn)向下位移幅度的加大而增強(qiáng)，樁身彈性壓縮產(chǎn)生樁土相對(duì)位移也使承臺(tái)底反力增加。通常，生樁土相對(duì)位移也使承臺(tái)底反力增加。通常，臺(tái)底分擔(dān)荷載的比例可從百分之十幾直至百分臺(tái)底分擔(dān)荷載的比例可從百分之十幾直至百分之三十。之三十。2022-5-467Hunan University4.樁基礎(chǔ)群樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值群樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值n樁基規(guī)樁基規(guī) 經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，考慮了土類別、樁距經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，考慮了土類別、樁距- -樁徑比、樁徑比、承臺(tái)寬承臺(tái)寬- -樁長(zhǎng)比等因素，通過引進(jìn)側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)、樁長(zhǎng)比等因素，通過引進(jìn)側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)、端樁群樁

52、效應(yīng)系數(shù)端樁群樁效應(yīng)系數(shù) 、側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)等，、側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)等，從而建立群樁豎向承載力與單樁側(cè)阻、端阻之間的關(guān)從而建立群樁豎向承載力與單樁側(cè)阻、端阻之間的關(guān)系式：系式：n當(dāng)根據(jù)靜載荷試驗(yàn)確定基樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，當(dāng)根據(jù)靜載荷試驗(yàn)確定基樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力已同時(shí)綜合考慮，故基樁的豎樁側(cè)摩阻力和樁端阻力已同時(shí)綜合考慮，故基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值為：向承載力設(shè)計(jì)值為： cckcppkpssksQQQR/cckcspukspQQR/2022-5-468Hunan University4.樁基礎(chǔ)n 豎向承載力驗(yàn)算豎向承載力驗(yàn)算n 軟弱下臥層承載力驗(yàn)算軟

53、弱下臥層承載力驗(yàn)算n 豎向抗拔承載力及負(fù)摩阻力驗(yàn)算豎向抗拔承載力及負(fù)摩阻力驗(yàn)算n 水平承載力驗(yàn)算水平承載力驗(yàn)算n 沉降驗(yàn)算沉降驗(yàn)算樁基礎(chǔ)驗(yàn)算內(nèi)容樁基礎(chǔ)驗(yàn)算內(nèi)容2022-5-469Hunan University4.樁基礎(chǔ) 和淺基礎(chǔ)一樣，樁基的設(shè)計(jì)也應(yīng)符合安和淺基礎(chǔ)一樣，樁基的設(shè)計(jì)也應(yīng)符合安全、合理和經(jīng)濟(jì)的要求。全、合理和經(jīng)濟(jì)的要求。4.6 4.6 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基本原則基本原則n 對(duì)樁和承臺(tái)對(duì)樁和承臺(tái)有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性；有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性；n 對(duì)地基主要是樁端持力層）對(duì)地基主要是樁端持力層）有足夠的承載力和不產(chǎn)生過量的變有足夠的承載力和不產(chǎn)生過量的變形。形。2022-5-

54、470Hunan University4.樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟 n 收集有關(guān)資料；收集有關(guān)資料；n 確定樁基持力層；確定樁基持力層；n 選擇樁材，確定樁型、外形尺寸和構(gòu)造；選擇樁材，確定樁型、外形尺寸和構(gòu)造；n 定單樁承載力設(shè)計(jì)值；定單樁承載力設(shè)計(jì)值；n 初擬樁的數(shù)量和平面布置；初擬樁的數(shù)量和平面布置；n 初擬承臺(tái)的輪廓尺寸及承臺(tái)底標(biāo)高；初擬承臺(tái)的輪廓尺寸及承臺(tái)底標(biāo)高；n 驗(yàn)算作用于單樁上的豎向和橫向荷載；驗(yàn)算作用于單樁上的豎向和橫向荷載；n 驗(yàn)算承臺(tái)尺寸及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；驗(yàn)算承臺(tái)尺寸及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；n 必要時(shí)驗(yàn)算樁基整體承載力和沉降量，若樁端下有軟弱下臥必要時(shí)驗(yàn)算樁基整體承載力和沉降量，

55、若樁端下有軟弱下臥層，驗(yàn)算軟弱下臥層地基承載力；層，驗(yàn)算軟弱下臥層地基承載力；n 單樁設(shè)計(jì)，繪制樁和承臺(tái)的結(jié)構(gòu)及施工詳圖。單樁設(shè)計(jì)，繪制樁和承臺(tái)的結(jié)構(gòu)及施工詳圖。2022-5-471Hunan University4.樁基礎(chǔ)4.6.1 4.6.1 收集設(shè)計(jì)資料收集設(shè)計(jì)資料n包括建筑類型上部結(jié)構(gòu)型式、平面、使用上包括建筑類型上部結(jié)構(gòu)型式、平面、使用上要求）、荷載及其性質(zhì)、工程地質(zhì)勘察資料、要求）、荷載及其性質(zhì)、工程地質(zhì)勘察資料、材料來源及施工技術(shù)設(shè)備、建筑場(chǎng)地條件如材料來源及施工技術(shù)設(shè)備、建筑場(chǎng)地條件如交通、周邊建筑物、管線設(shè)施等情況，并盡交通、周邊建筑物、管線設(shè)施等情況，并盡量了解當(dāng)?shù)厥褂脴痘?/p>

56、的經(jīng)驗(yàn)。量了解當(dāng)?shù)厥褂脴痘慕?jīng)驗(yàn)。n詳細(xì)勘察除滿足現(xiàn)行勘察規(guī)范有關(guān)要求外，勘詳細(xì)勘察除滿足現(xiàn)行勘察規(guī)范有關(guān)要求外，勘探間距和勘探深度還有要求。探間距和勘探深度還有要求。2022-5-472Hunan University4.樁基礎(chǔ)4.6.2 4.6.2 樁型、樁長(zhǎng)和截面樁型、樁長(zhǎng)和截面尺寸選擇尺寸選擇n 樁型選擇在了解各種樁型優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)樁型選擇在了解各種樁型優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上）上）n 樁長(zhǎng)選擇：主要取決于樁端持力層的選擇。樁長(zhǎng)選擇：主要取決于樁端持力層的選擇。樁端進(jìn)入持力層的深度據(jù)土類別而有所不樁端進(jìn)入持力層的深度據(jù)土類別而有所不同。同。n 截面尺寸截面尺寸n 承臺(tái)埋深：從結(jié)構(gòu)要求和方便施工的角度承

57、臺(tái)埋深：從結(jié)構(gòu)要求和方便施工的角度來選擇，平面尺寸根據(jù)樁數(shù)及構(gòu)造要求定來選擇，平面尺寸根據(jù)樁數(shù)及構(gòu)造要求定2022-5-473Hunan University4.樁基礎(chǔ)4.6.3 4.6.3 樁數(shù)及樁位布置樁數(shù)及樁位布置 (1) 樁數(shù)樁數(shù) 初估樁數(shù)時(shí)，先不考慮群樁效應(yīng)，根據(jù)單初估樁數(shù)時(shí)，先不考慮群樁效應(yīng)，根據(jù)單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R定樁數(shù)定樁數(shù)n 。 軸心受壓時(shí)，可按下式估算：軸心受壓時(shí)，可按下式估算： 式中式中 F作用在承臺(tái)上的豎向壓力設(shè)計(jì)作用在承臺(tái)上的豎向壓力設(shè)計(jì) 值；值； G承臺(tái)及其上方填土的重力。承臺(tái)及其上方填土的重力。RGFn2022-5-474Hunan University4.樁基礎(chǔ) 偏心受壓時(shí)，分為兩種情況：偏心受壓時(shí)，分為兩種情況： 若樁的布置使群樁橫截面的重心與荷載若樁的布置使群樁橫截面的重心與荷載合力作用點(diǎn)重合，樁數(shù)仍可按上式確定。合力作用點(diǎn)重合，樁數(shù)仍可按上式確定。 不能滿足，則應(yīng)增加不能滿足，則應(yīng)增加1