樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容及例題

學(xué)習(xí)資料內(nèi)部使用樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的包包括下列各項(xiàng)項(xiàng)：選擇樁的類型和和幾何尺寸；；確定單樁的豎向向（和水平向向）承載力設(shè)設(shè)計(jì)值；確定樁的數(shù)量、間間距、布樁方方式；驗(yàn)算樁基的承載載力和沉降；；樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；；承臺(tái)設(shè)計(jì)；繪制樁基施工圖圖；樁的質(zhì)量檢測：：開挖檢查。只限限于對所暴露露的樁身進(jìn)行行觀察。抽芯法。在灌注注樁樁身內(nèi)鉆鉆孔（直徑100~1150mm）,取混凝土芯芯樣進(jìn)行觀察察和單軸抗壓壓試驗(yàn)。聲波檢測法。動(dòng)側(cè)法。樁側(cè)摩阻力和樁樁端阻力：隨隨著樁頂荷載載的逐級(jí)增加加，樁截面的的軸力、位移移、樁側(cè)摩阻阻力不斷變化化。起初，Q值較小，樁樁身截面位移移主要發(fā)生在在樁身上段，Q主要由上段段樁側(cè)阻力承承擔(dān)。當(dāng)Q增大到一定定數(shù)值時(shí)樁端端產(chǎn)生位移，樁樁端阻力開始始發(fā)揮，直到到樁底持力層層破壞、無力力支承更大的的樁頂荷載，基基樁處于承載載力極限狀態(tài)態(tài)。樁樁端阻力的發(fā)發(fā)揮不僅滯后后于樁側(cè)阻力力，而且其充充分發(fā)揮所需需的樁底位移移值比樁側(cè)摩摩阻力到達(dá)極極限所需的莊莊身截面位置置大得多。因因此，在工作作狀態(tài)下，單單樁樁端阻力力的安全儲(chǔ)備備一般大于樁樁側(cè)阻力的安安全儲(chǔ)備。此外，樁長對荷荷載的傳遞也也有重要的影影響。但樁長長較大（例如如l/d>225）時(shí)，因樁樁身壓縮變形形大，樁端反反力尚未發(fā)揮揮，樁頂位移移已超過實(shí)用用所要求的范范圍，此時(shí)傳傳遞道樁端的的荷載極為微微小。因此，很很長的樁實(shí)際際上總是摩擦擦樁，用擴(kuò)大大樁端直徑來來提高承載力力是徒勞的。樁側(cè)負(fù)摩阻力：：樁圖之之間的相對位位移方向決定定了樁側(cè)摩阻阻力的方向，當(dāng)當(dāng)樁周土層相相對于樁側(cè)向向下位移，樁樁側(cè)摩阻力方方向向下，稱稱為負(fù)摩阻。通通常，在下列列情況下考慮慮負(fù)摩阻力作作用。樁穿越較厚松散散填土、自重重濕陷性黃土土、欠固結(jié)土土層進(jìn)入較硬硬土層時(shí)。樁周存在軟弱土土層，鄰近樁樁側(cè)地面承受受局部較大的的長期荷載，或或地面大面積積堆載（包括括填土）時(shí)。由于降低地下水水位，使樁周周土中有效應(yīng)應(yīng)力增大，并并產(chǎn)生壓縮沉沉降時(shí)。單樁豎向承載力力的確定：單樁的豎向承載載力主要取決決于地基土對對樁的支承能能力和樁身的的材料強(qiáng)度。一一般情況下，樁樁的承載力由由地基土的支支承能力所控控制，材料強(qiáng)強(qiáng)度往往不能能充分發(fā)揮，只只有端承樁、超超長樁及樁身身質(zhì)量有缺陷陷的樁，樁身身材料強(qiáng)度才才起控制作用用。此外，當(dāng)當(dāng)樁的入土深深度較大、樁樁周土質(zhì)軟弱弱且比較均勻勻、樁端沉降降量較大，尤尤其是高層建建筑或?qū)﹁⒂刑厥庖笄髸r(shí)，還應(yīng)考考慮樁的豎向向沉降量，按按上部結(jié)構(gòu)對對沉降的要求求來確定單樁樁豎向承載力力。單樁豎向極限承承載力標(biāo)準(zhǔn)值值的最常用確確定方法（根根據(jù)地基土對對樁的支承能能力）：（1）靜載荷試試驗(yàn)靜載荷試驗(yàn)驗(yàn)是評價(jià)單樁樁承載力最為為直觀和可靠靠的方法，其其除了考慮到到地基土的支支承能力外，也也計(jì)入了樁身身材料強(qiáng)度對對于承載力的的影響。對于于一級(jí)建筑物物，必須通過過靜載荷試驗(yàn)驗(yàn)。在同一條條件下，試樁樁的數(shù)量不易易少于總數(shù)的的1%,并不少于3根。工程總總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不不應(yīng)少于2根。（2）按土的抗抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)確定（3）靜力觸探探法（4）經(jīng)驗(yàn)公式式法（5）動(dòng)力試樁樁法。此法是是應(yīng)用物體振振動(dòng)和應(yīng)力波波的傳播理論論來確定單樁樁豎向承載力力以及檢驗(yàn)樁樁身完整性的的一種方法。樁的抗拔承載力力主要取決于于樁身材料強(qiáng)強(qiáng)度與樁與土土之間的抗拔拔側(cè)阻力和樁樁身自重。上上拔時(shí)形成的的樁端真空吸吸引力所占比比例不大，且且可靠性不高高，可不與考考慮。[例題1]：某某預(yù)制樁樁徑徑400mm，樁長10m,穿越厚度l1=3m,液性指數(shù)Il=0.75的粘土層；；進(jìn)入密實(shí)的的中砂層，長長度l2=7m。樁基同一一承臺(tái)中采用用3根樁，樁頂頂離地面1.5m。試確定該該預(yù)制樁的豎豎向極限承載載力和基樁的的豎向承載力力設(shè)計(jì)值。[解]：查表得得樁的極限側(cè)側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值值qsik為：粘土層：Il==0.75，qs1k=500kpa;中砂層：密實(shí)，可可取qs2k=800kpa;樁的入土深度：：h=1.55+3+7==11.5mm，查得預(yù)制制樁的修正系系數(shù)為1.0。查表得樁的極限限端阻力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值qpk為：密實(shí)中砂，h==11.5mm，qpk=51000~63000kpa,,可取qpk=60000kpa。故單樁的豎向極極限承載力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值為：Quk=Qskk+Qpk=up∑qsikLi+qpkAp=π×00.4×(550×3+880×7)++6000××π×0.42/4=8922.21+7753.988=16446.19kkN因該樁基屬樁數(shù)數(shù)不超過3根的非端承承樁基，可取取群樁效應(yīng)系系數(shù)ηc=0,ηs=ηp=ηsp=1.00,γs=γp=1.655.基樁豎向承載力力設(shè)計(jì)值為：：R=ηsQssk/γs+ηpQpk/γp+ηcQck/γc=Qsk//γs+Qpk/γp=892.11/1.655+753..98/1..65=998kNN基樁豎向承載力力驗(yàn)算:荷載效應(yīng)基本組組合承受軸心荷載的的樁基，其承承載力設(shè)計(jì)值值R應(yīng)符合下列列要求：γ0N≤R承受偏心荷載的的樁基，除應(yīng)應(yīng)滿足上式要要求外，尚應(yīng)應(yīng)滿足下式要要求：γ0Nmax≤1.2R式中：N、Nmmax—樁頂豎向壓壓力、最大豎豎向壓力設(shè)計(jì)計(jì)值；γ0—建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)重要性系數(shù)數(shù)；荷載效應(yīng)基本組組合地震震害調(diào)查表表明，不論樁樁周土如何，基基樁豎向承載載力均可提高高25%，故：軸心荷載作用下下：N≤1.25RR偏心荷載作用下下，除應(yīng)滿足足上式要求外外，尚應(yīng)滿足足下式要求：：Nmax≤1.5R樁基軟弱下臥層層承載力檢算算：當(dāng)樁端平面以下下受力范圍內(nèi)內(nèi)存在軟弱下下臥層時(shí)，應(yīng)應(yīng)進(jìn)行下臥層層的承載力檢檢算。樁基沉降驗(yàn)算：：當(dāng)建筑物對樁基基的沉降有特特殊要求時(shí)，或或樁端存在有有軟弱下臥層層，或?yàn)槟Σ敛列腿簶痘A(chǔ)礎(chǔ)時(shí)，尚應(yīng)考考慮樁基的沉沉降驗(yàn)算。目目前，在工程程中計(jì)算樁基基沉降量，仍仍假定樁群為為一假想的實(shí)實(shí)體深基礎(chǔ)，按按與淺基礎(chǔ)相相同的計(jì)算方方法和步驟計(jì)計(jì)算樁尖平面面以下由附加加應(yīng)力引起的的壓縮層范圍圍內(nèi)地基的變變形量，但計(jì)計(jì)算過程中各各土層的壓縮縮模量，按實(shí)實(shí)際的自重應(yīng)應(yīng)力和附加應(yīng)應(yīng)力有試驗(yàn)確確定；樁的水平承載力力與位移：確定單樁水平承承載力的方法法，以水平靜靜荷載試驗(yàn)最最能反映實(shí)際際情況，所得得到的承載力力和地基水平平抗力系數(shù)最最符合實(shí)際情情況，若預(yù)先先埋設(shè)量測元元件，還能反反映加荷過程程中樁身截面面的內(nèi)力和位位移。“m”法：假定定地基水平抗抗力系數(shù)隨深深度承線性增增加，即n=1。樁身最大彎矩及及其位置：要設(shè)計(jì)樁截面配配筋，最關(guān)鍵鍵是求出樁身身最大彎矩值值Mmzx及其相相應(yīng)的截面位位置Z0,根據(jù)最大彎彎矩截面剪應(yīng)應(yīng)力為零的條條件，可導(dǎo)出出其計(jì)算過程程如下：由CD=aM00/H0查表得相應(yīng)應(yīng)的換算深度度(=aZ),則Z0=/a其中，CD—最最大彎矩截面面系數(shù)CCM—最大彎矩系系數(shù)樁的水平變形系系數(shù)，其單位位為1/m,,a=;b1—樁的截面面計(jì)算寬度，b1=kf(d+1)d>1m;;b1=kf(11.5d+00.5)dd≤1m;kkf—樁的形狀系系數(shù)，方樁截截面kf=1.0，圓形截面面樁kf=0.9，d—樁的直徑，方方形截面時(shí)為為樁的邊長b。計(jì)算樁的的抗彎剛度EI時(shí)，對于鋼鋼筋混凝土樁樁，可取Ei=0..85ECI0,其中，EC為混凝土的的彈性模量；；I0為樁身換算算截面慣性矩矩。由查表可得樁身身最大彎矩系系數(shù)CM,即MMmax=CMM0一般樁的入土深深度達(dá)4.0/aa時(shí)，樁身內(nèi)內(nèi)力及位移幾幾乎為零。在在此深度以下下，樁身只需需按構(gòu)造配筋筋或不配鋼筋筋。樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)點(diǎn)樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)應(yīng)應(yīng)力求選型恰恰當(dāng)、經(jīng)濟(jì)合合理、安全適適用，對樁和和承臺(tái)有足夠夠的強(qiáng)度、剛剛度、和耐久久性；（對地地基主要是樁樁端持力層）有有足夠的承載載力和不產(chǎn)生生過量的變形形，其設(shè)計(jì)內(nèi)內(nèi)容和步驟有有如下或如圖圖所示。進(jìn)行調(diào)查研究，場場地勘查，收收集有關(guān)資料料；綜合勘察報(bào)告、荷荷載情況、使使用要求、上上部結(jié)構(gòu)條件件等確定樁基基持力層；選擇樁材、確定定樁的類型、外外形尺寸和構(gòu)構(gòu)造；確定單樁的承載載力設(shè)計(jì)值（水水平、豎向）