基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)

基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.1概述；4.2樁和樁基的分類與質(zhì)量檢測；4.3豎向荷載下單樁的工作性能；4.4單樁豎向承載力確定；4.5樁的水平承載力與位移；4.6群樁基礎(chǔ)設(shè)計；4.7樁基礎(chǔ)設(shè)計。本章主要內(nèi)容軟土層樁(Pile)：指垂直或者稍傾斜布置于地基中，其斷面相對其長度較小的桿狀構(gòu)件。樁的功能：通過樁的側(cè)壁摩阻力和端阻力將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到深處的地基上。4.1概述承載力高，穩(wěn)定性好，沉降量小而均勻，適應(yīng)性強；具有很大的抗拔力和水平承載力；具有很好的抗震性能；便于機械化施工。不足：造價高、技術(shù)復(fù)雜、工期長。一、樁基礎(chǔ)的優(yōu)缺點：二、樁基礎(chǔ)的適用性1.地基的上層土質(zhì)太差而下層土質(zhì)較好；或地基軟硬不均或荷載不均，不能滿足上部結(jié)構(gòu)對不均勻變形的要求；2.地基軟弱，不適合采用地基加固措施；或地基土性特殊，如存在可液化土層，自重濕陷性黃土，膨脹土及季節(jié)性凍土等；3.除承受較大垂直荷載外，尚有較大偏心荷載，水平荷載，動力或周期性荷載作用；4.上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)的不均勻沉降相當敏感；建筑物受到大面積地面超載的影響；5.地下水位很高，采用其他基礎(chǔ)形式施工困難；或位于水中的構(gòu)筑物基礎(chǔ)，如橋梁，碼頭，鉆采平臺等；6.需要長期保存，具有重要歷史意義的建筑物。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。風(fēng)化砂巖及粉砂巖部分風(fēng)化及不風(fēng)化泥巖新加坡坡發(fā)展展銀行行,四墩直直接均均為7.3m。金貿(mào)大大廈相相關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)：：大廈廈自重重30萬噸；；樁深深83.5米；澆澆筑混混凝土土18萬立方方米；；電梯梯79臺；打打樁1062根；；挖挖除除土土方方32萬立立方方米米；；耗耗用用鋼鋼材材7.6萬噸噸；；抗抗震震烈烈度度7度。。金茂茂大大廈廈，，又又稱稱金金茂茂大大樓樓，，位位于于上上海海浦浦東東新新區(qū)區(qū)黃黃浦浦江江畔畔的的陸陸家家嘴嘴金金融融貿(mào)貿(mào)易易區(qū)區(qū)，，樓樓高高420.5米，，目目前前是是上上海海第第2高的的摩摩天天大大樓樓（（截截至至2008年8月））、、中中國國大大陸陸第第3高樓樓、、世世界界第第8高樓樓。。三、、樁樁基基設(shè)設(shè)計計內(nèi)內(nèi)容容選擇擇樁樁的的類類型型和和幾幾何何尺尺寸寸；；2.確定定單單樁樁豎豎向向（（和和水水平平向向））承承載載力力特特征征值值；；3.確定定樁樁的的數(shù)數(shù)量量、、間間距距和和布布樁樁方方式式；；4.驗算算樁樁基基的的承承載載力力和和沉沉降降；；5.樁身身結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計；；6.承臺臺設(shè)設(shè)計計；；7.繪制制樁樁基基礎(chǔ)礎(chǔ)施施工工圖圖。。設(shè)計計樁樁基基應(yīng)應(yīng)先先根根據(jù)據(jù)建建筑筑物物的的特特點點和和有有關(guān)關(guān)要要求求，，進進行行巖巖土土工工程程勘勘察察和和場場地地施施工工條條件件等等資資料料的的收收集集工工作作。。四、、樁樁基基設(shè)設(shè)計計原原則則《建筑筑樁樁基基技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范》（JGJ94-2008）規(guī)規(guī)定定，，建建筑筑樁樁基基礎(chǔ)礎(chǔ)應(yīng)應(yīng)按按下下列列兩兩類類極極限限狀狀態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計：：（1）承載載能能力力極極限限狀狀態(tài)態(tài)：：樁基達到到最大承承載能力力，整體體失穩(wěn)或或發(fā)生不不適于繼繼續(xù)承載載的變形形；（2）正常使用用極限狀狀態(tài)：樁基達到到建筑物物正常使使用所規(guī)規(guī)定的變變形限值值或耐久久性要求求的某些些限值。。根據(jù)建筑規(guī)模模、功能特征征、對差異變變形的適適用性、場地地基基和建筑物體體型的復(fù)復(fù)雜性以及由于于樁基問問題可能能造成建建筑物破破壞或影影響正常常使用的的程度，，將樁基基設(shè)計分分為三個個安全等等級：甲甲級、乙乙級、丙丙級。同同時要求求進行相相關(guān)計算算和驗算算。A.所有樁基基均根據(jù)據(jù)具體條條件分別別進行承承載能力力計算和和穩(wěn)定性性驗算，，內(nèi)容包包括：1.根據(jù)樁基基使用功功能和受受力特征征分別進進行豎向向和水平平向承載載力計算算；2.計算樁身身和承臺臺結(jié)構(gòu)的的承載力力；3.樁端平面面以下存存在軟弱弱下臥層層時應(yīng)進進行軟弱弱下臥層層承載力力驗算；；4.坡地、岸岸邊樁基基應(yīng)進行行整體穩(wěn)穩(wěn)定性驗驗算；5.抗浮、抗抗拔樁基基應(yīng)進行行基樁和和群樁的的抗拔承承載力驗驗算；6.抗震設(shè)防防區(qū)的樁樁基應(yīng)進進行抗震震承載力力驗算。。B.以下樁基基尚應(yīng)進進行變形形驗算：：沉降計算算：水平位移移計算：：對承受大大水平荷荷載或水水平位移移有嚴格格限制的的建筑樁樁基應(yīng)計計算其水水平位移移。C.對不允許許出現(xiàn)裂裂縫或需需限制裂裂縫寬度度的混凝凝土樁身身和承臺臺還應(yīng)進進行抗裂裂或裂縫縫寬度驗驗算。設(shè)計等級為甲甲級的非嵌巖巖樁和非深厚厚堅硬持力層層的建筑樁基基；設(shè)計等級為乙乙級的體形復(fù)復(fù)雜、荷載分分布顯著不均均勻或樁端平平面以下存在在軟弱土層的的建筑樁基；；軟土地基多層層建筑減沉復(fù)復(fù)合疏樁基礎(chǔ)礎(chǔ)。4.2樁和樁基的分分類與質(zhì)量檢檢測一、樁基的分分類：（一）按樁的的個數(shù)A單樁基礎(chǔ)：單單根樁承受和和傳遞上部結(jié)結(jié)構(gòu)的荷載。。B群樁基礎(chǔ)：2根或2根以上的多根根樁組成群樁樁，由承臺將將群樁在上部部聯(lián)結(jié)成一個個整體，建筑筑物的荷載通通過承臺分配配給各根樁，，樁群再把荷荷載傳遞給地地基。群樁基基礎(chǔ)中的單樁樁稱為基樁。（二）按承臺臺分類承臺:將幾個樁結(jié)合合起來傳遞荷荷載，根據(jù)承承臺與地面的的相對位置不不同，可以分分為：高承臺樁基：：承臺底面在地地面以上，且且常處于水下下，水平受力力差，可避免免水下施工及及節(jié)省基礎(chǔ)材材料，多用于于橋梁及港口口工程。低承臺樁基：：承臺底面在地地面以下,承臺本身承擔擔部分荷載，，因此受力性性能好，具有有較強的抵抗抗水平荷載的的能力，在工工業(yè)與民用建建筑中，幾乎乎都使用低承承臺樁。高承臺樁基礎(chǔ)承臺在地面以上,橋樁,碼頭,棧橋。低承臺樁基礎(chǔ)承臺在地面以下,承臺本身承擔部分荷載低承臺樁基礎(chǔ)礎(chǔ)高承臺樁基礎(chǔ)礎(chǔ)摩擦型樁端承型樁二、樁的分類類摩擦樁端承摩擦樁端承樁摩擦端承樁根據(jù)樁豎向荷荷載下樁土相相互作用特點點，達到承載載力極限狀態(tài)態(tài)時，樁側(cè)與與樁端阻力的的發(fā)揮程度和和分擔荷載比比例。將樁分分為摩擦型樁樁和端承型樁樁兩大類：在豎向極限荷荷載作用下，，樁頂荷載全全部或主要由由樁側(cè)阻力承承受。在豎向極限荷荷載作用下，，樁頂荷載全全部或主要由由樁端阻力承承受。1.按承載性狀端承型樁摩擦型樁預(yù)制樁灌注樁錘擊打入振動沉樁靜壓沉樁2.按施工方法預(yù)制樁可以是是木樁，鋼樁樁或鋼筋混凝凝土樁等。沉管灌注樁鉆孔灌注樁挖孔樁優(yōu)點：施工過過程中無擠土土、無振動、噪音音小，且樁徑不受限限制。缺點：泥漿沉沉淀不易清除除，影響端部承載載力的充分發(fā)揮，并并造成較大沉降。①鉆（沖）孔灌灌注樁：優(yōu)點：在鋼管內(nèi)無水水環(huán)境中沉放放鋼筋和澆灌灌混凝土，從從而為樁身混混凝土的質(zhì)量供了保障障。缺點：a.拔除套管時，，如果提管速速度過快會造造成縮頸、夾夾泥，甚至斷斷樁。b.沉管過程的擠擠土效應(yīng)除產(chǎn)產(chǎn)生與預(yù)制樁樁類似的影響響外，還可能能使混凝土尚未結(jié)硬硬的鄰樁被剪剪斷。對策：a.控制提管速度度；b.采取“跳打”順序施工。②沉管灌注樁：：就位沉入澆筑成型邊拔邊澆放入鋼筋籠繼續(xù)澆筑挖孔樁主要適適用于粘性土土和地下水位位較低的條件，，最忌在含水水砂層中施工，因易引起起流砂坍孔，，十分危險。。③人工挖孔灌注注樁3.按樁的設(shè)置效效應(yīng)樁的設(shè)置方法法（打入或鉆鉆孔成樁等））不同，樁周周土所受的排排擠作用也很很不同，排擠擠作用將使土土的天然結(jié)構(gòu)構(gòu)，應(yīng)力狀態(tài)態(tài)和性質(zhì)發(fā)生生很大變化，，從而影響樁樁的承載力和和變形性質(zhì)。。這些影響統(tǒng)統(tǒng)稱為樁的設(shè)設(shè)置效應(yīng)。樁樁按設(shè)置效應(yīng)應(yīng)可分為下列列三類。A非擠土樁：鉆孔，挖孔，，沖孔灌注樁樁，先鉆孔后后再打入的預(yù)預(yù)制樁。B部分擠土樁：：H型鋼樁，開口口鋼管樁，開開口預(yù)應(yīng)力混混凝土管樁。。C擠土樁：實心的預(yù)制樁樁，下端封閉閉的管樁，木木樁，沉管灌灌注樁。4.樁徑大小小樁（d≤250mm）；普通樁（250mm<d<800mm）；大直徑樁（d≥800mm）。豎向抗壓樁、、豎向抗拔樁樁、水平受荷荷樁以及復(fù)合合受荷樁。5.按樁的使用功功能分類木樁、混凝土土樁、鋼筋混混凝土樁、鋼鋼樁以及組合合材料樁。6.按樁身材料分分類三、樁的質(zhì)量量檢驗樁基礎(chǔ)屬于地地下隱蔽工程程，尤其是灌灌注樁，很容容易出現(xiàn)頸縮，夾泥，斷樁或沉渣過厚等多種形態(tài)的的質(zhì)量缺陷，，影響樁身結(jié)結(jié)構(gòu)完整性和和單樁承載力力，因此必須須進行施工監(jiān)監(jiān)督、現(xiàn)場記記錄和質(zhì)量檢檢測，以保證證質(zhì)量，減少少隱患。常用用的樁身結(jié)構(gòu)構(gòu)完整性檢測測技術(shù)：A開挖檢查。只只限于對暴露露的樁身進行行觀察檢查；；B抽芯法；C聲波透射法；；D動測法。鋼筋混凝土預(yù)預(yù)制樁混凝土（鋼筋筋混凝土）預(yù)預(yù)制樁起吊先張法預(yù)應(yīng)力力鋼筋混凝土土預(yù)制樁混凝土（鋼筋筋混凝土）預(yù)預(yù)制樁-方樁人工挖孔樁1.0-3.0m0.6-0.9m廣州市亞洲大大酒店人工挖挖孔樁螺旋鉆孔灌注注樁粘性土砂性土螺旋鉆擴底樁內(nèi)夯式擴底樁樁200kN鋼錘碎石混凝土鋼筋籠鉆擴樁先張法預(yù)應(yīng)力力離心混凝土空空心管樁生產(chǎn)