樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制ppt（152頁(yè)）

1、樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制要點(diǎn) 12 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)傳 遞給基樁，再由基樁傳遞到 地基土體 。 特點(diǎn)：歷史悠久、承載力高、穩(wěn)定 性好、沉降量小而均勻、便 于機(jī)械化施工、適應(yīng)性強(qiáng)。低承臺(tái)樁基示意圖2.1 樁基礎(chǔ)及其分類2.1.1 概述樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制23 單樁基礎(chǔ)群樁基礎(chǔ)承臺(tái)基樁上部結(jié)構(gòu)荷載2.1.1 概述樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制34 地基土質(zhì)差或軟硬不均，不能滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)變形的要求。 地基軟弱或土性特殊，自重濕陷性黃土、膨脹土等。 荷載大，且伴有較大偏心、水平、動(dòng)力或周期性荷載作用。 水中基礎(chǔ)施工困難，如橋梁、碼頭、鉆采平臺(tái)等。 需要長(zhǎng)期保存、具有重要?dú)v史意

2、義的建筑物。2.1.1 概述樁基礎(chǔ)適用范圍樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制4樁的作用：（1）將荷載傳至硬土層（如下圖a），或分配到較大的深度范圍 （如下圖b），以提高承載力。 樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制5（2）減小沉降，從而也減小沉降差，故地基強(qiáng)度夠，而變形不合要求時(shí)采用樁基礎(chǔ)。兩塔過近，會(huì)相對(duì)傾斜，用樁基解決廠房?jī)?nèi)堆載，使柱下基礎(chǔ)傾斜，導(dǎo)致柱子開裂。可用樁基解決。樁的作用：樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制6（3）抗拔：用于抗風(fēng)、抗震、抗浮等；（4）有一定抗水平荷載能力，特別是斜樁：（5）抗液化：深層土不易液化，淺層土液化后，有樁支撐，有助于上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。樁的作用： 所以樁基礎(chǔ)應(yīng)用廣泛，沿海、內(nèi)陸地區(qū)均用。同基坑支護(hù)、地基處理

3、并為土木工程三大熱點(diǎn)。樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制7古代已應(yīng)用樁基。例如：上海龍華塔，共7層，高40.4m, 相當(dāng)于13層樓高, 初建于三國(guó)東吳時(shí)代 (AD220-280), 重建于宋代AD977年, 用木樁, 樁周用灰土防腐，是軟基上建高層的范例。樁基礎(chǔ)歷史：樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制8木樁和石樁基礎(chǔ) 西安灞橋（1834年清道光14年）樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制9 以后在 宋、明、清期間曾先后幾次廢毀，到清乾隆四十六年（1781年），陜西巡撫畢沅重建橋，但橋已非過去規(guī)模。直到清道光十四年（1834年）巡撫楊公恢才按舊制又加建造。橋長(zhǎng)380米，寬7米，旁設(shè)石欄，橋下有72孔，每 孔跨度為4米至7米不等，橋柱408個(gè)。

4、灞橋位于西安城東12公里處，是一座頗有影響的古橋。最初的灞橋建于漢代，是座木梁石柱墩橋，墩臺(tái)上加木梁并鋪設(shè)灰土石板橋面。是石柱墩的首創(chuàng)者。 10樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制11新加坡發(fā)展銀行,四墩, 每墩直徑7.3m將荷載傳遞到下部好土層,承載力高大直徑鉆孔樁風(fēng)化砂巖及粉砂巖部分風(fēng)化及不風(fēng)化泥巖12新加坡發(fā)展銀行,四墩7.3m132 特點(diǎn)將荷載傳遞到下部好土層,承載力高；沉降量小；抗震性能好，可穿過液化層；承受抗拔(抗滑樁)及水平力(如風(fēng)載荷)；與其他深基礎(chǔ)比較,施工造價(jià)低。樁基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)：14比淺基礎(chǔ)造價(jià)高；施工環(huán)境影響大； 預(yù)制樁施工噪音大； 鉆孔灌注樁的泥漿。樁基礎(chǔ)的缺點(diǎn)：樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制15樁基

5、礎(chǔ)的適用條件：水上建筑物；深持力層、高地下水位；抗震地基；對(duì)沉降非常敏感的建筑，如精密儀器；高層和超高層建筑。樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制1617 按承載性狀：摩擦型樁、端承型樁 按施工方法：預(yù)制樁、灌注樁 按設(shè)置效應(yīng)：非擠土樁、部分?jǐn)D土樁、擠土樁 按樁徑大?。盒?250mm)、中等直徑樁(250 800mm)、大直徑樁(800mm) 按使用功能：受壓樁、抗拔樁、橫向受荷樁、錨樁 按截面形狀：圓樁、方樁、多邊形樁、異形樁等2.2 樁基礎(chǔ)的類型 基樁分類樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制17按承臺(tái)分類 承臺(tái)作用:將幾個(gè)樁結(jié)合起來傳遞荷載高承臺(tái)樁 承臺(tái)在地面以上,橋樁,碼頭,棧橋低承臺(tái)樁 承臺(tái)在地面以下, 承臺(tái)本身承擔(dān)部

6、分荷載軟土層18低承臺(tái)樁19高承臺(tái)樁20按材料分類 木樁、混凝土樁、鋼筋混凝土樁、鋼管（型鋼）樁、復(fù)合樁； 混凝土種類：普通混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土（離心預(yù)制）、高強(qiáng)混凝土。樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制21鋼 樁樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制22木樁水位以上耐久性差，強(qiáng)度低，我國(guó)森林資源不足，應(yīng)盡量少用。鋼樁本身強(qiáng)度高，易加工，接頭容易，運(yùn)輸方便，但造價(jià)是混凝土的3-4倍，用于海洋平臺(tái)及陸上重要工程，如寶鋼高爐、金茂大廈用鋼管樁。鋼砼樁取材方便，價(jià)格便宜，耐久性好，可預(yù)制、現(xiàn)澆，尺寸易調(diào)，適用性強(qiáng)，故應(yīng)用廣泛，是主要研究對(duì)象。各種材料樁的優(yōu)缺點(diǎn)：樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制2324 要求：截面邊長(zhǎng)300500mm，分節(jié)長(zhǎng)度12m

7、。預(yù)應(yīng)力 管樁外徑300600mm，每節(jié)長(zhǎng)513m； 優(yōu)點(diǎn)：承載力高，耐久性好，質(zhì)量較易保證。 缺點(diǎn)：自重大，打樁難，樁長(zhǎng)難統(tǒng)一，工藝復(fù)雜。 鋼樁 要求：直徑2501200mm，批量生產(chǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：穿透性強(qiáng)，承載能力高，應(yīng)用方便。 缺點(diǎn)：成本高，易銹蝕。 木樁 要求：樁徑160 260mm，樁長(zhǎng)4 6m。 優(yōu)點(diǎn)：制作運(yùn)輸方便，打樁設(shè)備簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：承載力低，僅在一些加固工程與臨時(shí)工程中采用?；炷令A(yù)制樁樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制24按形狀分類 按縱斷面：楔形樁、樹根樁、螺旋樁、多節(jié)（分叉）樁、擴(kuò)底樁、支盤樁、微型樁 按橫斷面：圓形，多邊形，十字樁、X形樁樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制25樁身26樁身27樁端Dd樁基

8、礎(chǔ)施工質(zhì)量控制28橫斷面樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制29按尺寸分類按斷面(直徑）的大?。?大直徑: d800mm 小直徑：d60m 短樁：L80) 可取s=6080mm對(duì)應(yīng)的荷載。 沉降速率法s-lgt法 取破壞荷載的前一級(jí)荷載作為Qu圖2.7 單樁Q-s曲線單樁豎向極限承載力特征值：K安全系數(shù)，取K=2.0樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制125126 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)膫鞲衅髁繙y(cè)此動(dòng)力響應(yīng)信號(hào)（如位移、速度或加速度），據(jù)此分析確定樁身完整性或承載力。 高應(yīng)變法：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)樁的外來抗力，可同時(shí)測(cè)定樁身完整性與承載力

9、。 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)力波的反射和傳播，主要用以檢測(cè)樁身砼質(zhì)量。 按動(dòng)力試樁法確定 2.3.3 單樁豎向抗壓承載力確定樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制126127 作用機(jī)理：水平荷載(力和彎矩）作用下，樁身產(chǎn)生橫向位移或撓曲變形，并擠壓樁側(cè)土體，同時(shí)樁側(cè)土反作用于樁，產(chǎn)生側(cè)向土抗力，樁土共同作用 破壞模式 剛性樁(ah2.5)：樁身剛體轉(zhuǎn)動(dòng)破壞，承載力主要由樁的水平位移和傾斜控制 柔性樁(ah2.5)：樁身發(fā)生擾曲變形，破壞時(shí)樁身某點(diǎn)彎矩超過截面抵抗矩或土體屈服失穩(wěn)，承載力由樁身水平位移及最大彎矩值控制 2.4 單樁水平承載力樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制1271

10、28 b1 樁身計(jì)算寬度（簡(jiǎn)化為平面受力） EI樁身抗彎剛度時(shí)，對(duì)于鋼筋砼樁，取EI 0.85EcI0(建工)或0.80EcI0(路橋)，其中Ec為砼的彈模，I0為樁身截面慣性矩.a為樁的水平變形系數(shù)，量綱為L(zhǎng)-1 h為樁的入土深度，m 地基土橫向抗力系數(shù)的比例系數(shù)(MN/m4)，受樁材和剛度、土類及其性質(zhì)、荷載作用方式、荷載水平、樁身水平位移等因素影響，對(duì)多層地基可取當(dāng)量m值計(jì)算，取層厚2(d+1)m；如無試驗(yàn)資料，m值可參照規(guī)范表格2.4 單樁水平承載力128129 多采用線彈性地基反力法。假設(shè)x與樁的水平位移x成正比。關(guān)鍵在于確定土體抗力系數(shù)沿深度的分布，分為： (a)常數(shù)法；(b)k法

11、；(c)m法；(d) c法 2.4 單樁水平承載力樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制129130 微分方程的建立取一基樁微元體，由平衡條件可得撓曲微分方程 ： 采用冪級(jí)數(shù)求解：圖2.24 微元體受力示意圖 相關(guān)系數(shù)可查表確定。2.4 單樁水平承載力樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制130131 單樁水平靜載荷試驗(yàn)試驗(yàn)裝置： 加荷系統(tǒng)：千斤頂、試樁 位移觀測(cè)：百分表圖2.20 單樁水平靜載荷試驗(yàn)4.4 單樁水平承載力樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制131132 每級(jí)荷載大小 約為預(yù)估水平極限承載力的（1/10-1/15）。 讀數(shù)方法 每級(jí)加荷后恒載4min測(cè)讀樁頂水平位移，然后卸載至零，停2min測(cè)讀殘余水平位移，如此循環(huán)5次，再施加下一級(jí)

12、荷載。 終止加載條件 樁身折斷 樁頂水平位移超過3040mm 樁側(cè)地表出現(xiàn)明顯裂縫或隆起。試驗(yàn)方法 單樁水平靜載荷試驗(yàn)樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制132133 水平極限承載力的確定兩特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載稱為臨界荷載Hcr和極限荷載Hu圖4.21 單樁H0 x0/H0曲線圖4.22 單樁H0g曲線樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制133134 2.4 群樁豎向承載力巖石土圖 2.13 群樁效應(yīng) 2.4.1 群樁基礎(chǔ)工作特點(diǎn)群樁效應(yīng)134135 端承樁組成的群樁 樁底持力層剛硬，其受壓面積小，各樁間相互影響小，不必考慮群樁效應(yīng)。 群樁承載力各單樁承載力之和摩擦樁組成的群樁 樁頂作用荷載通過側(cè)阻傳至樁周土體，并經(jīng)擴(kuò)散使樁底壓力分

13、布范圍比樁身截面大很多。當(dāng)樁距小于某距離時(shí)（一般為6d），樁底應(yīng)力擴(kuò)散面積交叉重疊，與原來單樁端應(yīng)力疊加，使群樁樁底地基所受壓力比單樁大，故 群樁承載力各單樁承載力之和 2.4.1 群樁基礎(chǔ)工作特點(diǎn)效率系數(shù)：135136 承臺(tái)下土對(duì)荷載的分擔(dān)作用 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。 條 件: 樁及樁間土整體下沉，保證承臺(tái)底不脫空。 特 性: 承臺(tái)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)生樁土相對(duì)位移也使承臺(tái)底反力增 加。通常，沉臺(tái)底分擔(dān)荷載的比例可從百 分之十幾直至百分之三十。2.4.1 群樁基礎(chǔ)工作特點(diǎn)樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制136確定基樁或復(fù)

14、合基樁豎向承載力特征值R 單樁豎向承載力特征值Ra(11.4）單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）； 安全系數(shù)，取K=2。（1）不考慮沉臺(tái)效應(yīng)時(shí)，基樁豎向承載力特征值 R即基樁豎向承載力特征值取單樁豎向承載力特征值137（2）考慮沉臺(tái)效應(yīng)時(shí)，復(fù)合基樁豎向承載力特征值 R不考慮地震作用時(shí)：（11.5）考慮地震作用時(shí)：（11.6） 單樁豎向承載力特征值，按式（11.4）計(jì)算； 承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)，按表11.7選?。?承臺(tái)下1/2沉臺(tái)寬且不超過5m深度范圍內(nèi)個(gè)土層的 地基承載力特征值，按厚度加權(quán)平均值取； 承臺(tái)底凈面積： 地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)，查建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 樁的根數(shù)；分別為承臺(tái)總面積及樁身截面積138

15、Nk Nkmax NEk NEkmax見教材P242式（11.8）（11.9）（11.10)群樁豎向承載力計(jì)算1）樁基豎向承載力計(jì)算：樁基豎向承載力的計(jì)算應(yīng)滿足下列計(jì)算式：（1）荷載效應(yīng)基本組合： 軸心豎向力荷載，應(yīng)滿足：偏心豎向力荷載，應(yīng)滿足：（2）地震作用效應(yīng)組合：（11.11）(11.12）軸心豎向力荷載，應(yīng)滿足：偏心豎向力荷載，應(yīng)滿足：R 基樁或復(fù)合基樁豎向承載力特征值，kN樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制1392.4.2 群樁豎向承載力計(jì)算2）樁基豎向承載力特征值 R ：對(duì)于端承型樁基、樁數(shù)小于4根的摩擦型柱下獨(dú)立樁基、或由于某些因素不宜考慮承臺(tái)效應(yīng)的樁基，樁基的豎向承載力特征值應(yīng)取單樁豎向承載力

16、特征值。 即 ： 考慮承臺(tái)效應(yīng)的摩擦型樁基，復(fù)合基樁豎向承載力特征值可按下式計(jì)算：不考慮地震作用時(shí)：（2.29）考慮地震作用時(shí)：（2.30）承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)，可按表8.13取值。承臺(tái)下1/2承臺(tái)寬且不超過5m深度范圍內(nèi)各層土的 的厚度加權(quán)平均值，kPa。計(jì)算基樁所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積，m2。140141 要求 和淺基礎(chǔ)一樣，樁基設(shè)計(jì)也應(yīng)符合安全、合理和經(jīng)濟(jì)的要求。2.6 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 基本原則 對(duì)樁和承臺(tái)有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性； 對(duì)地基（主要是樁端持力層）有足夠的承載力 和不產(chǎn)生過量的變形。樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制141142 豎向承載力驗(yàn)算 軟弱下臥層承載力驗(yàn)算 豎向抗拔承載力及負(fù)摩阻力驗(yàn)算 水平承載

17、力驗(yàn)算 沉降驗(yàn)算 樁基礎(chǔ)驗(yàn)算內(nèi)容2.6 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制142143 設(shè)計(jì)步驟 收集有關(guān)資料； 確定樁基持力層； 選擇樁材，確定樁型、外形尺寸和構(gòu)造； 定單樁承載力設(shè)計(jì)值； 初擬樁的數(shù)量和平面布置； 初擬承臺(tái)的輪廓尺寸及承臺(tái)底標(biāo)高； 驗(yàn)算作用于單樁上的豎向和橫向荷載； 驗(yàn)算承臺(tái)尺寸及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度； 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 臥層，驗(yàn)算軟弱下臥層地基承載力； 單樁設(shè)計(jì)，繪制樁和承臺(tái)的結(jié)構(gòu)及施工詳圖。 2.6 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制143144 2.6.1 收集設(shè)計(jì)資料包括建筑類型（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、材料來源及

18、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，并盡量了解當(dāng)?shù)厥褂脴痘慕?jīng)驗(yàn)。 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。樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制144145 2.6.2 樁型、樁長(zhǎng)和截面尺寸選擇樁型選擇（在了解各種樁型優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上） 樁長(zhǎng)選擇：主要取決于樁端持力層的選擇。樁端進(jìn)入持力層的深度根據(jù)土的類別而有所不同。 截面尺寸：根據(jù)樁型與受荷大小等確定。 承臺(tái)埋深：從結(jié)構(gòu)要求和方便施工的角度選擇，平面尺寸根據(jù)樁數(shù)及構(gòu)造要求定 樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制145146 2.6.3 樁數(shù)及樁位布置 樁數(shù) 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R定樁數(shù)n 。

19、 軸心受壓時(shí)，樁數(shù)n可按下式估算： Fk作用在承臺(tái)頂面的荷載組合標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)豎向壓力值，kN； Gk承臺(tái)及其上方填土自重標(biāo)準(zhǔn)值，kN。 偏心受壓時(shí)，分為兩種情況： 若群樁重心與荷載合力點(diǎn)重合，樁數(shù)仍可按上式確定。 若不能滿足，則應(yīng)增加(10-20)樁數(shù)。(8.73)系數(shù)，軸心受壓時(shí)；偏心受壓時(shí)樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制146147 樁中心距 一般樁的最小中心距為（34）d，具體應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定對(duì)大面積樁群，尤其是擠土樁，樁最小中心距應(yīng)按P292表8.21所列數(shù)值適當(dāng)加大。 樁位布置 原則：應(yīng)盡可能使上部荷載的中心與樁群的橫截面形心重合或接近形式可多種多樣。 2.6.3 樁數(shù)及樁位布置 樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制147148 2.6.4 樁身截面強(qiáng)度計(jì)算 預(yù)制樁要求 混凝土強(qiáng)度等級(jí)宜C30 主筋(縱向)按計(jì)算選用48根1425mm的鋼筋。最小配筋率min宜0.8 箍筋可取68200mm，樁頂樁端應(yīng)加密 打入法沉樁時(shí)，樁頂應(yīng)設(shè)置三層64070的鋼筋網(wǎng)，層距50。樁尖所有主筋應(yīng)焊接在一根圓鋼上，或在樁尖處用鋼板加強(qiáng) 主筋的混凝土保護(hù)層應(yīng)30mm，樁上需埋設(shè)吊環(huán)，位置由計(jì)算確定。 樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制1481