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基礎(chǔ)工程1概述2樁的分類及選用3豎向承壓樁的荷載傳遞4豎向承壓樁單樁承載力的確定5樁的抗拔承載力與樁的負(fù)摩擦力6樁在水平荷載下的性狀及承載力確定7樁基的沉降計(jì)算8樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)9樁基技術(shù)和理論的新發(fā)展10墩基礎(chǔ)11沉井基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程1概述2樁的分類及選用3豎向承壓樁的荷載傳遞4豎向承壓樁單樁承載力的確定5樁的抗拔承載力與樁的負(fù)摩擦力6樁在水平荷載下的性狀及承載力確定7樁基的沉降計(jì)算8樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)9樁基技術(shù)和理論的新發(fā)展10墩基礎(chǔ)11沉井基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程一、樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)的適用范圍二、深基礎(chǔ)的類型三、深基礎(chǔ)的特點(diǎn)四、樁基礎(chǔ)的類型五、樁基設(shè)計(jì)原則六、樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容1概述基礎(chǔ)工程1天然地基土質(zhì)軟弱。設(shè)計(jì)天然地基淺基礎(chǔ)不能滿足地基承載力或變形要求、或采用人工加固處理地基不經(jīng)濟(jì),或時間不允許時,可采用樁基礎(chǔ)。2高層建筑。在地震區(qū),基礎(chǔ)埋深d不應(yīng)小于建筑物高度1/15,采用淺基礎(chǔ)難滿足此要求,只能用樁基礎(chǔ)或深基礎(chǔ)。3重型設(shè)備。一、樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)的適用范圍如:上海寶鋼一號高爐,總質(zhì)量達(dá)50000t,地基未軟弱淤泥質(zhì)土,地基承載力僅80kpa,用大直徑鋼管樁,直徑914mm,樁長60m,共144根鋼管樁才滿足高爐正常運(yùn)用?;A(chǔ)工程常用深基礎(chǔ)類型包括:樁基礎(chǔ)、大直徑樁墩基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、箱樁基礎(chǔ)和高層建筑深基坑護(hù)坡工程等,其中樁基礎(chǔ)應(yīng)用最廣。二、深基礎(chǔ)的類型基礎(chǔ)工程三、深基礎(chǔ)的特點(diǎn)1施工方法較復(fù)雜:2地基承載力高:深基礎(chǔ)一般選擇較堅(jiān)實(shí)的土層作為建筑物的持力層;另外經(jīng)過深度修正后承載力大幅度提高;不僅基底土層有較高承載力,且四周側(cè)壁的摩阻力也具有一定的承載力。3施工需要專門設(shè)備:如預(yù)制樁施工需打樁設(shè)備;灌注樁施工需成孔設(shè)備;沉井基礎(chǔ)施工需現(xiàn)場澆筑砼、井點(diǎn)降水、沉降觀測及糾偏等一整套設(shè)備。4深基礎(chǔ)技術(shù)較復(fù)雜:需進(jìn)行特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5深基礎(chǔ)造價較高:基礎(chǔ)各方案需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析。6深基礎(chǔ)工期較長基礎(chǔ)工程根據(jù)承臺與地面相對位置的高低,樁基礎(chǔ)可分為低承臺樁基和高承臺樁基兩種。低承臺樁基的承臺底面位于地面以下,而高承臺樁基的承臺底面高出地面以上。在工業(yè)與民用建筑中,幾乎都使用低承臺樁基,而且大量采用豎直樁,斜樁少用。但在橋梁、港灣和海洋構(gòu)筑物等工程中,常使用高承臺樁基,且多用斜樁,以承受較大的水平荷載。四、樁基礎(chǔ)類型基礎(chǔ)工程樁基的首要問題是控制其沉降量,故樁基設(shè)計(jì)應(yīng)按變形控制設(shè)計(jì)。樁基設(shè)計(jì)時,上部結(jié)構(gòu)傳至承臺上的荷載效應(yīng)組合同淺基礎(chǔ)。樁基設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列基本條件:1單樁承受豎向荷載不宜超過單樁豎向承載力特征值2樁基礎(chǔ)沉降不得超過建筑物的沉降允許值3對位于坡地岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算五、樁基設(shè)計(jì)原則基礎(chǔ)工程六、樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容1樁的類型和幾何尺寸選擇2單樁豎向承載力的確定3確定樁的數(shù)量、間距和平面布置4樁基承載力和沉降驗(yàn)算5樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6承臺設(shè)計(jì)7繪制樁基施工圖基礎(chǔ)工程1概述2樁的分類及選用3豎向承壓樁的荷載傳遞4豎向承壓樁單樁承載力的確定5樁的抗拔承載力與樁的負(fù)摩擦力6樁在水平荷載下的性狀及承載力確定7樁基的沉降計(jì)算8樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)9樁基技術(shù)和理論的新發(fā)展10墩基礎(chǔ)11沉井基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程一、樁的承載性狀分類二、按樁的使用功能分類三、按樁的材料分類四、按樁施工方法分類五、按樁的成樁方法分類六、按樁徑的大小分類七、樁型選用2樁的分類及選用基礎(chǔ)工程1摩擦型樁1)摩擦樁——在極限承載力狀態(tài)下,樁頂荷載由樁側(cè)阻力承受,即純摩擦樁,樁端阻力可忽略不計(jì)。2)端承摩擦樁——在極限承載力狀態(tài)下,樁頂荷載主要由樁側(cè)阻力承受,樁端阻力占少量比例。如長徑比很大,樁頂荷載通過樁側(cè)阻力傳遞給樁周土,樁端阻力很?。粯抖讼聼o較堅(jiān)實(shí)的持力層;例如:置于軟塑狀態(tài)粘性土中的長樁,樁端土為可塑狀態(tài)的粘性,就屬于端承摩擦樁。一、按承載性狀分類基礎(chǔ)工程2端承樁1)端承樁——在極限承載力狀態(tài)下,樁頂荷載由樁端阻力承受。較短的樁,樁端進(jìn)入微風(fēng)化或中等風(fēng)化巖石時,為典型的端承樁,此時樁側(cè)阻力忽略不計(jì)。即樁頂極限荷載絕大部分由樁端阻力承擔(dān),而樁側(cè)阻力可以忽略不計(jì)的樁。這種樁其長徑比較小(l/d<10),樁端設(shè)置在密實(shí)砂類、碎石類土層中或位于中等風(fēng)化微風(fēng)化及新鮮基巖頂面。注意:嵌巖樁不屬于端承樁(因?yàn)榍稁r樁側(cè)阻力是其單樁承載力的主要部分)一、按承載性狀分類基礎(chǔ)工程2)摩擦端承樁——在極限承載力狀態(tài)下,樁頂荷載主要由樁端阻力承受,樁側(cè)摩擦力占的比例較小,但不能忽略不計(jì)。例如:預(yù)制樁截面400mm×400mm,樁長,樁周土為流塑狀態(tài)粘性土,樁端土為密實(shí)粗砂,則此樁為摩擦端承樁,樁側(cè)摩擦力約占單樁承載力20%。一、按承載性狀分類基礎(chǔ)工程巖石密實(shí)粗砂(a)摩擦樁(b)端承摩擦樁(c)端承樁(d)摩擦端承樁軟塑可塑基礎(chǔ)工程一、樁的承載性狀分類二、按樁的使用功能分類三、按樁的材料分類四、按樁施工方法分類五、按樁的成樁方法分類六、按樁徑的大小分類七、樁型選用2樁的分類及選用基礎(chǔ)工程1豎向抗壓樁:大多數(shù)建筑樁基礎(chǔ)為抗壓樁2豎向抗拔樁:如高壓輸電塔的樁基礎(chǔ),因偏心荷載很大,樁基可能受上拔力,成為抗拔樁。3水平受荷樁:如深基坑護(hù)坡樁,承受水平方向土壓力作用,為水平受荷樁4復(fù)合受荷樁:樁承受的豎向荷載與水平荷載均較大。如:上海寶鋼運(yùn)輸?shù)V石的長江棧橋的樁基礎(chǔ)。二、按樁的使用功能分類基礎(chǔ)工程一、樁的承載性狀分類二、按樁的使用功能分類三、按樁的材料分類四、按樁施工方法分類五、按樁的成樁方法分類六、按樁徑的大小分類七、樁型選用2樁的分類及選用基礎(chǔ)工程上海的龍華塔,高,建于宋朝,地基為淤泥質(zhì)土,采用18cm×18cm的方樁,樁間充填三合土,防腐蝕效果好。三、按樁身材料分類1木樁材料與規(guī)格:木樁的長度一般為4~10m,直徑約18~26cm。木柱樁頂應(yīng)平整,并加鋼箍。下端削成棱錐形,樁尖長度為樁直徑的1~2倍。優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):制作容易,儲運(yùn)方便,設(shè)備簡單,造價低廉;缺點(diǎn):承載力較低;不經(jīng)防腐處理,使用壽命不長。適用范圍:小型工程和臨時工程;古代文物的基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程2素砼:適用范圍:對樁基承載力要求低材料與規(guī)格:砼材料:砼的強(qiáng)度等級采用C20,砼樁不配置受力筋,必要時可配構(gòu)造鋼筋;砼樁的規(guī)格:常用樁徑為300~500mm,長度不超過25m。制作:通常砼樁在工地現(xiàn)場制作。先開孔到所需深度,隨即在孔內(nèi)澆筑砼,經(jīng)搗實(shí)后即為砼樁。優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡單,操作方便,節(jié)約鋼材,比較經(jīng)濟(jì);缺點(diǎn):單樁承載力不很高,不能做抗拔樁或承受較大的彎矩,灌注樁還可能產(chǎn)生“縮頸”、斷樁、局部夾土和砼離析等質(zhì)量事故,應(yīng)采取必要的措施。三、按樁身材料分類基礎(chǔ)工程3鋼筋砼樁1)適用范圍:適用于大中型各類建筑工程的承載樁。2)制作:預(yù)制樁:通常采用工廠預(yù)制,為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。若用作托換法加固建筑,樹根短樁,往往就地預(yù)制,再用打樁機(jī)打入設(shè)計(jì)標(biāo)高。灌注樁:體積大,無法運(yùn)輸,采用就地灌注樁3)樁的規(guī)格:橫截面采用正方形、圓形,必要時用管樁。預(yù)制樁截面邊長一般為250~400mm。截面邊長太小,單樁承載力太小,樁數(shù)量大,打樁工作量大。截面邊長太大時,樁自重大,運(yùn)輸量大,打樁困難。三、按樁身材料分類基礎(chǔ)工程灌注樁無運(yùn)輸問題,橫截面可大些,直徑達(dá)1000mm。預(yù)制樁長受運(yùn)輸條件限制,樁長一般不大于12m,如需采用長樁可以接樁。接樁方法:螺栓連接、電焊連接和硫磺膠泥錨固等,視具體情況選用。4)樁的材料與構(gòu)造A砼強(qiáng)度:預(yù)制樁強(qiáng)度要求不低于C30,預(yù)應(yīng)力砼要求不低于C40。采用靜壓法沉樁時,可適當(dāng)降低,不低于C20。B受力主筋按計(jì)算確定。根據(jù)樁的截面大小,選用4~8根鋼筋,直徑為12~25mm。三、按樁身材料分類基礎(chǔ)工程三、按樁身材料分類C配筋率通常為1%~3%。最小配筋率:預(yù)制樁%;灌注樁為%~%,小樁徑取高值,大樁徑取低值。D箍筋采用6~8mm,間距@200mm。樁頂(3~5)d范圍內(nèi)箍筋適當(dāng)加密。E樁頂與樁尖構(gòu)造:為保證打樁安全,預(yù)制樁的樁頂采用3層鋼筋網(wǎng);樁尖鋼筋焊成錐形整體,以利沉樁。沉管灌注樁應(yīng)設(shè)C30的砼預(yù)制樁尖。
5)鋼筋砼樁的優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)工程優(yōu)點(diǎn):單樁承載力大,預(yù)制樁不受地下水位與土質(zhì)條件限制,無縮頸等質(zhì)量事故,安全可靠;缺點(diǎn):預(yù)制樁自重大,需運(yùn)輸,需大型打樁機(jī)和吊樁的吊車,若樁長不夠需接樁,樁太長需截樁,費(fèi)事,造價較高。4鋼樁:1)適用范圍A超重型設(shè)備基礎(chǔ):寶鋼一號高爐總重5萬噸,地基為淤泥質(zhì)土,其承載力僅80kpa,其他基礎(chǔ)型式無法滿足地基承載力與變形要求,采用914mm大直徑鋼管樁,樁長60m。
三、按樁身材料分類基礎(chǔ)工程三、按樁身材料分類B江河深水基礎(chǔ):棧橋基礎(chǔ)是用914mm大直徑鋼管樁,樁長60m。C高層建筑深基礎(chǔ)護(hù)坡工程:鋼板樁可多次應(yīng)用。2)鋼樁的形式與規(guī)格:A鋼樁形式:鋼管樁與寬翼工字形(H型)鋼樁等型鋼。B鋼樁規(guī)格:截面外徑為400~1000mm,壁厚為9,12,14,16,18mm。工字形鋼截面尺寸為200mm×200mm,250mm×250mm,300mm×300mm,350mm×350mm,400mm×400mm,鋼樁長度根據(jù)需要定,可用對焊連接?;A(chǔ)工程三、按樁身材料分類C鋼樁的端部形式:鋼管樁樁端分敞口和閉口兩種,工字形鋼樁分帶端板和不帶端板兩種。3)鋼樁的優(yōu)缺點(diǎn):鋼樁承載力高,材料強(qiáng)度均勻可靠,作護(hù)坡樁可多次使用。費(fèi)鋼材、價格高、易銹蝕。采用防腐措施,如陰極保護(hù),或在外表涂防腐層。5組合材料樁:組合材料樁指用兩種不同材料組合的樁,如鋼管樁內(nèi)填充砼,或上部為鋼管樁、下部為砼等型式的組合樁?;A(chǔ)工程一、樁的承載性狀分類二、按樁的使用功能分類三、按樁的材料分類四、按樁施工方法分類五、按樁的成樁方法分類六、按樁徑的大小分類七、樁型選用2樁的分類及選用基礎(chǔ)工程四、按樁施工方法分類1預(yù)制樁2灌注樁3擴(kuò)底樁基礎(chǔ)工程1預(yù)制樁施工前已預(yù)先制作成型,再各種機(jī)械設(shè)備把它沉入地基甚至設(shè)計(jì)標(biāo)高的樁,稱為預(yù)制樁。(1)制作:工廠預(yù)制:標(biāo)準(zhǔn)化大規(guī)模生產(chǎn),因此樁的截面規(guī)整、均勻,質(zhì)量好,強(qiáng)度高,需注意在運(yùn)輸、吊裝及打樁過程中應(yīng)避免樁體損傷。就地預(yù)制:就地預(yù)制通常為非標(biāo)準(zhǔn)的短樁。就地預(yù)制方便施工。如進(jìn)行危房加固用的錨桿靜壓樁,樁身橫截面僅200mm×200mm,樁長僅1-2m?;A(chǔ)工程1預(yù)制樁(2)預(yù)制樁的沉樁方法A錘擊法:設(shè)備包括:樁架、樁錘、動力與起吊設(shè)備等。常用樁錘有單動汽錘、雙動汽錘、柴油錘和落錘。為使預(yù)制樁順利打入土中,防止樁頂打碎,應(yīng)在鋼筋砼樁頂板設(shè)置樁帽,并在樁與樁帽之間加設(shè)彈性襯墊,如硬橡膠、硬木等。樁錘的選用原則是重錘輕擊。B靜力壓樁法:用靜力壓樁機(jī)將預(yù)制樁壓入地基中,最適用在均質(zhì)軟土地基。靜力壓樁法優(yōu)點(diǎn)是無噪音,無振動,對鄰近建筑物不產(chǎn)生不良影響?;A(chǔ)工程C振動法:在樁頂裝上振動器,使預(yù)制樁隨著振動下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。主要設(shè)備是振動器。振動法適用于砂土地基,尤其是地下水位以下的砂土,受振動使砂土發(fā)生液化,樁極易下沉。對于自重不大的鋼樁沉樁效果好。這種方法不適用于一般的粘土地基。(3)預(yù)制樁長度與沉樁的實(shí)際深度沉樁的實(shí)際深度根據(jù)樁位處樁端土層的深度確定1預(yù)制樁基礎(chǔ)工程在建筑工地現(xiàn)場成孔并灌注砼制成的樁。按成孔工藝和所用機(jī)具不同,分為三大類:1)鉆孔灌注樁:先機(jī)鉆鉆孔,取出樁位處的土,然后灌注砼成樁。有長螺旋鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)、回旋鉆機(jī)等。優(yōu)點(diǎn):可避免錘打噪音和振動。2)沖孔灌注樁:用沖擊鉆頭成孔??咨羁蛇_(dá)50m,采用泥漿護(hù)壁,適合地下水位以上的各類土。3)沉管灌注樁:樁孔就位;沉管;沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高;立即灌注砼,盡量減少間隔時間;拔鋼管并振搗砼,使樁徑擴(kuò)大;下放鋼筋籠;再澆注砼至樁頂成樁。2灌注樁基礎(chǔ)工程砂土取約1/3,粉土、粘性土取約1/2。。擴(kuò)底端側(cè)面的斜率,根據(jù)成孔最大擴(kuò)底直徑及支護(hù)條件確定:失高擴(kuò)底樁優(yōu)點(diǎn):擴(kuò)大部分的砼量并不多,但單樁承載力比等截面樁身的樁,可成倍提高。隨著高層建筑的發(fā)展,擴(kuò)底樁也相應(yīng)發(fā)展。有三種施工方法:分樁身與擴(kuò)底端兩部分:樁身等截面;擴(kuò)底端變截面。3擴(kuò)底樁基礎(chǔ)工程3擴(kuò)底樁A機(jī)械成孔人工擴(kuò)底:83~84年北京中央彩色電視中心動工,主體部分基礎(chǔ)采用擴(kuò)底樁。樁徑800mm,機(jī)械成孔。人工擴(kuò)底,最大直徑2600mm,樁長左右。B人工挖孔人工擴(kuò)底:北京圖書館,部分基礎(chǔ)采用擴(kuò)底樁。樁身直徑1m,樁長,擴(kuò)底直徑,全部采用人工挖孔人工擴(kuò)底。C機(jī)械成孔機(jī)械擴(kuò)底:北京京信大廈32層綜合辦公樓,基礎(chǔ)采用擴(kuò)底樁。樁身直徑1m,樁長,擴(kuò)底直徑,整幢大樓共用198根擴(kuò)底樁?;A(chǔ)工程4嵌巖樁(1)適用范圍:地面下不深處存在基巖時可采用嵌巖樁,包括巖溶地區(qū)和石筍密布地區(qū)可采用嵌巖樁。(2)嵌巖深度:嵌巖深度或不小于。對于大直徑嵌巖樁,要求樁的周邊實(shí)際嵌入巖體的深度大于。(3)樁端巖體要求:樁底端3倍樁徑范圍內(nèi)無軟弱夾層。樁端應(yīng)力擴(kuò)散范圍內(nèi)無巖體凌空面?;A(chǔ)工程一、樁的承載性狀分類二、按樁的使用功能分類三、按樁的材料分類四、按樁施工方法分類五、按樁的成樁方法分類六、按樁徑的大小分類七、樁型選用2樁的分類及選用基礎(chǔ)工程五、按成樁方法分類(1)非擠土樁成樁過程對樁周圍的土無擠壓作用的樁稱為非擠土樁,成樁方法有干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁法和套管護(hù)法。這類非擠土樁施工方法是首先清除樁位的土,然后在樁孔中灌注砼成樁,例如:人工挖孔擴(kuò)底樁。(2)部分?jǐn)D土樁成樁過程對樁周圍的土產(chǎn)生部分?jǐn)D壓作用的樁稱為部分?jǐn)D土樁,包括三種:A部分?jǐn)D土灌注樁;B預(yù)鉆孔打入式預(yù)制樁;C打入式敞口樁?;A(chǔ)工程五、按成樁方法分類(3)擠土樁成樁過程中土未取出,全部擠壓到樁的四周,這類樁稱為擠土樁。包括:A擠土灌注樁:如沉管灌注樁在沉管過程中,把樁孔部位的土擠壓至樁管周圍,澆注砼振搗成樁。B擠土預(yù)制樁:預(yù)制樁定位后,將預(yù)制樁打入或壓入地基土中,在樁位處的土被擠壓至四周?;A(chǔ)工程一、樁的承載性狀分類二、按樁的使用功能分類三、按樁的材料分類四、按樁施工方法分類五、按樁的成樁方法分類六、按樁徑的大小分類七、樁型選用2樁的分類及選用基礎(chǔ)工程1小樁定義:樁徑d≤250mm的樁稱為小樁。特點(diǎn)和用途:樁徑小,沉樁的施工機(jī)械、施工場地與施工方法較簡單;適用于中小型工程和基礎(chǔ)加固。2中等直徑樁定義:樁徑d=250~800mm的樁,稱為中等直徑樁。特點(diǎn)和用途:樁承載力較大,工民建中大量使用。這類樁的成樁方法和施工工藝種類很多。3大直徑樁定義:樁徑d>800mm的樁,稱為大直徑樁。六、按樁徑大小分類基礎(chǔ)工程六、按樁徑大小分類特點(diǎn)和用途:樁徑大,樁端還可擴(kuò)大,因此單樁承載力高。常用于高層建筑、重型設(shè)備基礎(chǔ)。施工中,大直徑樁每一根樁的施工質(zhì)量必須切實(shí)保證。要求對每一根樁做施工記錄,進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)將虛土清除干凈,再下鋼筋籠,并用商品砼一次澆成,不得留施工冷縫?;A(chǔ)工程一、樁的承載性狀分類二、按樁的使用功能分類三、按樁的材料分類四、按樁施工方法分類五、按樁的成樁方法分類六、按樁徑的大小分類七、樁型選用2樁的分類及選用基礎(chǔ)工程七、樁型的選用樁型與成樁工藝的選擇應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、荷載性質(zhì)、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層土類、地下水條件、施工設(shè)備、施工環(huán)境、施工經(jīng)驗(yàn)、制樁材料供應(yīng)等條件因地制宜地進(jìn)行。原則是經(jīng)濟(jì)合理和安全適用?;A(chǔ)工程基礎(chǔ)工程1概述2樁的分類及選用3豎向承壓樁的荷載傳遞4豎向承壓樁單樁承載力的確定5樁的抗拔承載力與樁的負(fù)摩擦力6樁在水平荷載下的性狀及承載力確定7樁基的沉降計(jì)算8樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)9樁基技術(shù)和理論的新發(fā)展10墩基礎(chǔ)11沉井基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程一、承壓的單樁豎向承載力的組成二、影響單軸荷載傳遞的影響因素三、樁的側(cè)阻力四、樁的端阻力3豎向承壓樁的荷載傳遞基礎(chǔ)工程作用于樁頂?shù)呢Q向壓力由作用于樁側(cè)的總摩阻力和作用于樁端的端阻力共同承擔(dān)。樁側(cè)阻力和樁端阻力的發(fā)揮過程是樁土體系荷載的傳遞過程。樁頂受豎向壓力后,樁身壓縮并向下位移,樁側(cè)表面與土間發(fā)生相當(dāng)運(yùn)動,樁側(cè)表面開始受土的向上摩擦阻力,荷載通過側(cè)阻力向樁周土中傳遞,就使樁身的軸力與樁身壓縮變形量隨深度遞減。隨著荷載增加,樁身下部側(cè)阻力也發(fā)揮作用。當(dāng)荷載增加到一定值時,樁端才開始發(fā)生豎向位移,樁端的反力也開始發(fā)揮作用。一、承壓單樁豎向承載力的組成基礎(chǔ)工程樁側(cè)阻力Qs和樁端阻力Qp發(fā)揮作用所需的位移量不同。大量常規(guī)直徑樁一般側(cè)阻力發(fā)揮所需相對位移不超過20mm。對于大直徑樁一般在位移量s=(3%~6%)d,側(cè)阻已發(fā)揮絕大部分的作用。但端阻力發(fā)揮作用的情況比較復(fù)雜,與樁端土的類型與性質(zhì)及樁長度、樁徑、成樁工藝和施工質(zhì)量等因素有關(guān)。對于巖層和硬的土層,只需很小的樁端位移就可充分發(fā)揮樁端阻力。一般土層完全發(fā)揮端阻需位移量則可能很大。工作荷載作用下,側(cè)阻力可能已發(fā)揮出大部分,而端阻力只發(fā)揮了很小一部分。只有支承于堅(jiān)硬巖基上的剛性短樁,由于樁端無法下沉,而樁身壓縮量很小,摩阻力無法發(fā)揮作用,端阻力才先于側(cè)阻發(fā)揮作用。一、承壓單樁豎向承載力的組成基礎(chǔ)工程綜上所述,可歸納為以下幾點(diǎn):1荷載增加時,樁身上部側(cè)阻先于下部側(cè)阻發(fā)揮作用。2一般情況下,側(cè)阻先于端阻發(fā)揮作用。3工作荷載作用下,對于一般摩擦型樁,側(cè)阻發(fā)揮作用的比例明顯高于端阻發(fā)揮作用的比例。4對于l/d較大的樁,即使樁端持力層為巖層或堅(jiān)硬土層,樁端阻很小,也可忽略成摩擦樁。一、承壓單樁豎向承載力的組成基礎(chǔ)工程一、承壓的單樁豎向承載力的組成二、影響單軸荷載傳遞的影響因素三、樁的側(cè)阻力四、樁的端阻力3豎向承壓樁的荷載傳遞基礎(chǔ)工程二、影響單軸荷載傳遞主要因素1樁端土與樁周土的剛度比Eb/Es:Eb/Es越小,樁身軸力沿深度衰減越快,即傳遞到樁端的荷載越小。2樁土剛度比Ep/Es:Ep/Es越大,傳遞到樁端荷載越大。但當(dāng)Ep/Es超過1000后對樁端阻力分擔(dān)荷載比影響不大3樁端擴(kuò)底直徑與樁身直徑之比D/d:D/d越大,樁端阻力分擔(dān)的荷載比越大。4樁的長徑比l/d:隨著l/d的增大,傳遞到樁端的荷載減小,樁身下部側(cè)阻力發(fā)揮值相應(yīng)降低。在均勻土層中的長樁的樁端阻力分擔(dān)荷載比趨于零?;A(chǔ)工程一、承壓的單樁豎向承載力的組成二、影響單軸荷載傳遞的影響因素三、樁的側(cè)阻力四、樁的端阻力3豎向承壓樁的荷載傳遞基礎(chǔ)工程側(cè)阻力沿樁身的分布樁側(cè)摩阻力發(fā)揮作用的程度與樁和樁土間的相對位移有關(guān),對于摩擦樁,當(dāng)樁頂有豎向壓力Q時,樁頂位移為s0。s0由兩部分組成:一部分為樁端的下沉量sp(包括樁端土體的壓縮量和樁尖刺入樁端土層而引起的整個樁身的位移),另一部分為樁身在軸向力作用下產(chǎn)生的壓縮變形ss。s0=sp+ss基礎(chǔ)工程N(yùn)(z)N(z)+dN(z)qs(z)udzxxqs(z)udzQlzdzs0spqs(z)qpz側(cè)阻力沿樁身的分布取微樁段上力的平衡條件,可得到樁側(cè)阻力qs與樁身軸力N(z)的關(guān)系:
樁荷載傳遞的基本微分方程基礎(chǔ)工程側(cè)阻力沿樁身的分布N0zN0=QQp=NlQsqs0zqs(z)s0zs0spss測出樁頂豎向位移s0后,可利用上述已測軸力分布曲線N(z)計(jì)算出樁端位移和任意深度處樁截面的位移s(z),即:樁身截面位移s(z):基礎(chǔ)工程一、承壓的單樁豎向承載力的組成二、影響單軸荷載傳遞的影響因素三、樁的側(cè)阻力四、樁的端阻力3豎向承壓樁的荷載傳遞基礎(chǔ)工程1經(jīng)典理論計(jì)算法按地基極限承載力理論求出樁端的極限承載力,確定極限單位端阻力qpu。較常用的太沙基型和梅耶霍夫型滑動面形狀?;A(chǔ)工程【4-1】某預(yù)制樁,截面尺寸,樁長12m,樁在豎向荷載Q0=1000kN作用下實(shí)測軸力分布如圖所示,試計(jì)算樁側(cè)阻分布。12008001000kN7.2m8m12m解:樁長,軸力分布的方程為:樁長7.2~12m,軸力分布的方程為:基礎(chǔ)工程12008001000kN7.2m8m12m23.1kpa7.2m8m12m69.3kpa基礎(chǔ)工程2深度效應(yīng)側(cè)阻深度效應(yīng)——側(cè)阻隨深度增大而增加,但當(dāng)樁入土深達(dá)某一臨界深度后,側(cè)阻就不隨深度增加了。這個現(xiàn)象稱為側(cè)阻深度效應(yīng)。端阻也存在深度效應(yīng)現(xiàn)象。當(dāng)樁端入土深度現(xiàn)象增加,而大于該深度后則保持恒值不變,這一深度稱為端阻的臨界深度,它隨持力層密度的提高,上覆荷載的減小而增大?;A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值我國確定樁的承載力的方法有兩種:根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)方法;根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)。樁的承載力包括單樁豎向承載力、群樁豎向承載力和樁的水平承載力。先按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)介紹。一單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值1對各級建筑物的規(guī)定1)對于一級建筑樁基,單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)通過現(xiàn)場靜載荷試驗(yàn)確定。在同一條件下的試樁數(shù)量基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值不宜少于總樁數(shù)的1%,并不應(yīng)少于3根,工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時不應(yīng)少于2根?!督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)范》還要求結(jié)合靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入等原位測試方法綜合確定。2)對于二級建筑樁基,也可參照地質(zhì)條件相同的試驗(yàn)資料,根據(jù)具體情況確定?!督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)范》規(guī)定:應(yīng)根據(jù)靜力觸探,標(biāo)準(zhǔn)貫入、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)等估算。當(dāng)缺乏可參照的試樁資料或地質(zhì)條件復(fù)雜時應(yīng)由現(xiàn)場靜載荷試驗(yàn)確定。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值3)對于三級建筑樁基,可利用承載力經(jīng)驗(yàn)參數(shù)估算。2按靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值1)試驗(yàn)?zāi)康模涸诮ㄖこ态F(xiàn)場實(shí)際工程地質(zhì)和實(shí)際工作條件下,采用與工程規(guī)格尺寸完全相同的試樁,進(jìn)行豎向抗壓靜載荷試驗(yàn),直至加載破壞,由此確定單樁豎向極限承載力作為樁基設(shè)計(jì)的依據(jù)。這是確定單樁豎向極限承載力最可靠的方法。2)試驗(yàn)設(shè)備3)試驗(yàn)加載裝置4)荷載與沉降的量測5)靜載荷試驗(yàn)要點(diǎn)6)單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的確定基礎(chǔ)工程(1)單樁豎向極限承載力實(shí)測值1)P-s曲線有明顯的陡降段,取陡降段起點(diǎn)相應(yīng)的荷載值。2)樁徑或樁寬在550mm以下的預(yù)制樁,在某級荷載Pi作用下,其沉降增量與相應(yīng)荷載增量的比值大于時,取前一級荷載Pi-1值為極限荷載Pu。3)當(dāng)P-s曲線為緩變型,無陡降段時,據(jù)樁頂沉降量確定極限承載力:一般樁可取s=40~60mm對應(yīng)的荷載;樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)工程大直徑樁可取s=~0.06)D對應(yīng)的荷載值;對于細(xì)長樁(L/D>80)可取s=60~80mm對應(yīng)荷載;根據(jù)沉降隨時間變化特征確定極限承載力:取s-lgt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級荷載值。IVaaabbOs/mmP/kNI
IIIII樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)工程(2)單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值QukA計(jì)算n根試樁實(shí)測極限承載力平均值Qum:B計(jì)算每根試樁的極限承載力實(shí)測值Qui與平均值Qum之比i:下標(biāo)i根據(jù)Qui值按由小到大的順序確定。C計(jì)算i的標(biāo)準(zhǔn)差Sn:樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)工程DQuk的計(jì)算:當(dāng)i的標(biāo)準(zhǔn)差Sn:
Quk——單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值;Qum——單樁豎向極限承載力實(shí)測值;——單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值折減系數(shù),按照表和公式確定。
樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)工程3按土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值(物理指標(biāo)法)1)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系,確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值式中Qsk——單樁總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值;Qpk——單樁總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值;u——樁身的周邊長度;qsik——樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值;可以查表;qpk——極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值;可以查表;樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)工程二單樁豎向承載力特征值:si,p——大直徑樁側(cè)阻、端阻尺寸效應(yīng)系數(shù),查表知。對于砼護(hù)壁的大直徑挖孔樁,計(jì)算單樁豎向承載力時,設(shè)計(jì)樁徑取護(hù)壁外直徑。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.3單樁豎向承載力特征值k為安全系數(shù),取2;2)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系,確定大直徑樁(d800mm)單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)工程2據(jù)靜載試驗(yàn)確定單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值時,基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值:s——樁側(cè)阻抗力分項(xiàng)系數(shù);
p——樁端阻抗力分項(xiàng)系數(shù);
sp——樁側(cè)端阻綜合阻抗力分項(xiàng)系數(shù);查表知。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.4單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值94-941對于樁數(shù)小于3的樁基,基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.4單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值94-94樁基豎向承載力抗力分項(xiàng)系數(shù)樁型與工藝s=p=spc靜載試驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法預(yù)制樁、鋼管樁1.601.651.70大直徑灌注樁(清底干凈)1.601.651.65泥漿護(hù)壁鉆(沖)孔灌注樁1.621.671.65干作業(yè)鉆孔灌注樁(d<0.8m)1.651.701.65沉管灌注樁1.701.751.70基礎(chǔ)工程【例題4-2】某工程采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ),樁徑,樁長16m,樁端持力層為泥質(zhì)巖,其中一根工程樁進(jìn)行靜載荷試驗(yàn),其豎向荷載和樁頂沉降數(shù)據(jù)見表,試分析該樁單樁極限承載力值,并計(jì)算單軸承載力特征值。解:從Q-s曲線看出,無陡降段,屬緩變型,可根據(jù)沉降量確定極限承載力,樁長16m,可取s=40mm所對應(yīng)的荷載為單樁極限承載力。Qu=4150kN,單樁承載力特征值:Ra=4150/2=2075kN基礎(chǔ)工程【例題4-3】某工程采用截面預(yù)制樁,樁長20m,抽取4根樁進(jìn)行單樁靜載荷試驗(yàn),其單樁極限承載力分別為850kN,900kN,1000kN和1100kN,試確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值(《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范2002》)。解:4根樁實(shí)測極限承載力平均值:;的極差,所以其單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為Quk=962.5kN基礎(chǔ)工程作業(yè)【4-4】某鉆孔灌注樁,樁身直徑,擴(kuò)底直徑,擴(kuò)底高度,樁長,土層分布:0~6m黏土,qsik=40kpa;粉土,qsik=44kpa;以下中砂層,qsik=55kpa,qpk=5500kpa。試計(jì)算單樁承載力特征值?;A(chǔ)工程作業(yè)【4-5】某鉆孔灌注樁,樁徑,擴(kuò)底直徑,樁端持力層為硬塑黏土,試求大直徑樁擴(kuò)底和不擴(kuò)底的單樁總極限端阻力比值。基礎(chǔ)工程作業(yè)(橋梁方向)【4-6】某公路橋梁鉆孔灌注樁為摩擦樁,樁徑,樁長35m。土層分布及樁側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qik、樁端處土的承載力基本容許值[fa0]如圖所示。樁端以上各土層的加權(quán)平均重度為20kN/m3,樁端處土的容許承載力隨深度修正系數(shù)k2。根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGT-2007)計(jì)算,試問單樁軸向受壓承載力容許值為多少?(取修正系數(shù),清底系數(shù)m0)基礎(chǔ)工程粉土中砂一般沖刷線局部沖刷線粗砂深厚碎石層q1k=40kpaq2k=60kpaq3k=100kpaq4k=100kpa[fa0]=1000kpa2m1m15m15m2m基礎(chǔ)工程三單樁抗拔承載力1單樁抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值1)一級建筑物應(yīng)通過現(xiàn)場單樁上拔靜載荷試驗(yàn)確定2)對于二、三級建筑物可用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)或按下式計(jì)算:樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.4單樁抗拔承載力基礎(chǔ)工程式中——基樁抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值;式中——單樁抗拔極限承載力設(shè)計(jì)值——安全系數(shù),取2~3——樁周土摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值,查表——抗拔與抗壓極限側(cè)阻力之比——樁身有效自重,扣除水的浮力樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.4單樁抗拔承載力2單樁抗拔承載力設(shè)計(jì)值1)經(jīng)驗(yàn)公式基礎(chǔ)工程2)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》公式式中——樁基重要性系數(shù),一二三級分別取1.1,1.0,0.9;對于柱下單樁,按提高一級考慮;對于柱下單樁的一級建筑樁基取1.2——基樁上拔力設(shè)計(jì)值——基樁上拔力標(biāo)準(zhǔn)值——樁側(cè)阻力分項(xiàng)系數(shù),查表——基樁自重設(shè)計(jì)值,地下水位以下取浮容重樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.4單樁抗拔承載力基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.5單樁水平承載力四單樁水平承載力單樁的水平承載力取決于樁的材料強(qiáng)度、截面剛度、入土深度、樁側(cè)土質(zhì)條件、樁頂水平位移允許值和樁頂嵌固情況等因素。對于受水平荷載較大的一級建筑樁基,單樁水平承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)通過單樁靜力水平荷載試驗(yàn)確定。實(shí)際工程中,通過設(shè)置斜樁來承受水平荷載。如上海寶鋼在長江中深水棧橋樁基承受長江風(fēng)浪水平荷載,采用斜樁來解決?;A(chǔ)工程除按上述方法確定單樁承載力外,還應(yīng)對樁身材料進(jìn)行強(qiáng)度或抗裂度驗(yàn)算樁身材料強(qiáng)度驗(yàn)算:樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.6樁身材料驗(yàn)算五樁身材料驗(yàn)算0——建筑樁基重要性系數(shù);N——單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值——構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù),取決于樁的長細(xì)比,即樁的計(jì)算長度與截面邊長之比。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.5樁身材料驗(yàn)算fc——砼軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按砼強(qiáng)度等級取A——樁的橫截面積fy——鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值A(chǔ)s——樁的全部縱向鋼筋橫截面積,按樁的縱向受力主筋計(jì)算c——基樁施工工藝系數(shù),砼預(yù)制樁c,干作業(yè)非擠土灌注樁c等對于預(yù)制樁,尚應(yīng)進(jìn)行運(yùn)輸、起吊和錘擊等過程中的強(qiáng)度驗(yàn)算。基礎(chǔ)工程1一般規(guī)定1)單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過單樁豎向靜載荷試驗(yàn)確定。在同一條件下,試樁數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的1%,且不應(yīng)少于3根。2)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為丙級的建筑物,可采用靜力觸探及標(biāo)貫試驗(yàn)參數(shù)確定單樁豎向承載力特征值。下面按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)介紹樁承載力計(jì)算樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.7單樁豎向承載力特征值的確定六單樁豎向承載力特征值的確定基礎(chǔ)工程2按靜載荷試驗(yàn)確定根據(jù)單樁豎向靜載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制荷載-沉降曲線,由P-s曲線確定第i根樁豎向極限承載力Pui。各試樁極差不超過平均值的30%時,可取平均值為單樁豎向極限承載力。單樁豎向承載力特征值:Ra——單樁豎向承載力特征值Ru——單樁豎向極限承載力K——安全系數(shù),取。
樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.7單樁豎向承載力特征值的確定3)初步設(shè)計(jì)時單樁豎向承載力特征值可按土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定?;A(chǔ)工程3按土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定按這種方法估算單樁豎向承載力特征值:qpa——樁端巖石承載力特征值樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.7單樁豎向承載力特征值的確定當(dāng)樁端嵌入完整或較完整的硬質(zhì)巖中時,可按下式估算單樁豎向承載力特征值:qpa——樁端端阻力特征值;qsia——樁側(cè)阻力特征值;Ap、up——底端橫截面積及樁身周長;li——第層i土厚度基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.7單樁豎向承載力特征值的確定【例4-1】某飯店為一幢高層超過100m的高層建筑。經(jīng)場地的工程地質(zhì)勘察,已知建筑地基土層分以下8層:表層為中密狀態(tài)人工填土,層厚;第二層為軟塑粉質(zhì)粘土IL,層厚;第三層為流塑粉質(zhì)粘土IL,層厚;第四層為軟塑粉質(zhì)粘土IL,層厚;第五層為硬塑粉質(zhì)粘土IL,層厚;第六層為粗砂,中密狀態(tài),層厚;第七層為強(qiáng)風(fēng)化巖石,層厚;第八層為泥質(zhì)頁巖,微風(fēng)化,層厚大于20m。設(shè)計(jì)采用樁基礎(chǔ),外徑550mm,內(nèi)徑390mm,鋼筋混凝土預(yù)制管樁。樁長16m,以第八層為樁端持力層,共計(jì)314根樁。試計(jì)算樁基礎(chǔ)的單樁豎向承載力。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.7單樁豎向承載力特征值的確定1按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》計(jì)算u樁周長×=qsk樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值,查表知:粉質(zhì)粘土qs2k=44kpa,qs3k=33kpa,qs4k=47kpa,qs5k=82kpa,粗砂qs6k=84kpa,強(qiáng)風(fēng)化巖石qs7k=127kpali按土層劃分各段樁長,l2=2m,l3,l4,l5,l6,l7qpk樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值,查表取卵石高值qpk=12000kpaAp管樁的橫截面積Ap2基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.7單樁豎向承載力特征值的確定Qsk×(44×2+33×2.5+47×2.5+82×2.0+84×3.8+127×1.7)=1707kNQpk=12000×樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值:
s樁側(cè)阻抗力分項(xiàng)系數(shù),查表p、p樁端阻抗力分項(xiàng)系數(shù),查表p則:R=1034+1728=2762kN基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.7單樁豎向承載力特征值的確定2按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算qpa樁端端阻力特征值,查表軟質(zhì)巖石微風(fēng)化欄,取中值qpa=6250kpa;Ap樁底端橫截面積Ap2up樁身周邊長度upqsia樁側(cè)阻力特征值粉質(zhì)粘土qs2a=21kpa,qs3a=15kpa,qs4a=22kpa,qs5a=38kpa,粗砂qs6a=40kpa,強(qiáng)風(fēng)化巖石qs7a=65kpa;基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
3.7單樁豎向承載力特征值的確定li第層i土的厚度l2=2m,l3,l4,l5,l6,l7Ra=6250×0.2376+1.728×(21×2+15×2.5+22×2.5+38×2.0+40×3.8+65×1.7)=1485+817=2302kN基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
4群樁豎向承載力一群樁的特點(diǎn)多根樁組成群樁共同承受設(shè)備荷載。群樁受力情況與承載力計(jì)算,與單樁是否相同?1群樁效應(yīng)以端承摩擦樁為例。單樁受力情況,樁頂軸向荷載N由樁端阻力與樁周摩擦力共同承受。群樁受力情況同樣的每根樁的樁頂軸向荷載N由樁端阻力與樁周摩擦力共同承受,但因樁的間距小,樁間摩擦力無法充分發(fā)揮作用,同時在樁端產(chǎn)生應(yīng)力疊加。因此,群樁的承載力小于單樁承載力與樁數(shù)的乘積,即基礎(chǔ)工程Rn與nR的比值稱為群樁效應(yīng)系數(shù),以表示:群樁效應(yīng)系數(shù)與樁距、樁數(shù)、樁徑、樁的入土深度、樁的排列、承臺寬度及樁間土的性質(zhì)等因素有關(guān),其中樁距為主要因素。2樁承臺效應(yīng)傳統(tǒng)樁基設(shè)計(jì)中,考慮承臺與地基土脫開,承臺只起分配上部荷載到各樁并將樁聯(lián)合成整體共同承擔(dān)上部荷載的聯(lián)系作用,即承臺本身無承載能力。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
4群樁豎向承載力基礎(chǔ)工程大量工程實(shí)踐表明,這種考慮不合理。承臺與地基土脫空情況是極少數(shù)特殊情況,如:承臺底面以下存在可液化土、濕陷性黃土、欠固結(jié)土,或可能出現(xiàn)震陷、降水、沉樁過程產(chǎn)生高孔隙水壓和土體隆起。大多數(shù)情況承臺為現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu),在上部荷載作用下,承臺與地基土壓得更緊。承臺具有一定承載力。二群樁承載力計(jì)算1不考慮群樁效應(yīng)和承臺效應(yīng)對于端承樁或樁數(shù)不超過3根的非端承樁不考慮群樁效應(yīng)和承臺效應(yīng)。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
4群樁豎向承載力基礎(chǔ)工程2考慮群樁效應(yīng)和承臺效應(yīng)1)樁數(shù)大于3的非端承樁樁基,其復(fù)合基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值為:
Qsk——單樁總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值Qpk——單樁總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值Qck——相應(yīng)于任一復(fù)合基樁的承臺底地基土總極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
4群樁豎向承載力基礎(chǔ)工程2)據(jù)靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk時,其復(fù)合基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值為:Quk——單樁豎向極限力標(biāo)準(zhǔn)值qck——承臺底c深度范圍內(nèi)地基土極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)c——承臺底地基土凈面積c——承臺底土阻群樁效應(yīng)系數(shù),與樁距、樁長、承臺寬度、樁的排列、承臺內(nèi)外區(qū)面具比有關(guān)樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
4群樁豎向承載力基礎(chǔ)工程ic,ec——承臺內(nèi)區(qū)、外區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù),查表得。c——承臺底土阻群樁效應(yīng)系數(shù),與樁距、樁長、承臺寬度、樁的排列、承臺內(nèi)外區(qū)面具比有關(guān)。Aic,Aec——承臺內(nèi)區(qū)(外圍樁邊包絡(luò)區(qū))、外區(qū)的凈面積。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
4群樁豎向承載力基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)樁端持力層為軟弱土的一、二級建筑樁基以及樁端持力層為粘性土、粉土或存在軟弱下臥層的一級建筑樁基,應(yīng)驗(yàn)算沉降,并宜考慮上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)共同作用?!督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦群樁沉降計(jì)算方法不考慮樁間土的壓縮變形對沉降的影響,采用單向壓縮分層總和法按下式計(jì)算樁基礎(chǔ)的最終沉降量基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范s——樁基最終計(jì)算沉降量;m——樁端平面以下壓縮層范圍內(nèi)土層總數(shù);nj——樁端平面下第j層土的計(jì)算分層數(shù);——樁端平面以下第j層土第i個分層在自重應(yīng)力至自重應(yīng)力加附加應(yīng)力作用段的壓縮模量——樁端平面下第j層土第i個分層厚度——樁端平面下第j層土第i個分層豎向附加應(yīng)力——樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)基礎(chǔ)工程一實(shí)體基礎(chǔ)采用實(shí)體深基礎(chǔ)計(jì)算時,實(shí)體深基礎(chǔ)的底面與樁端齊平,支承面積可按圖,并假設(shè)樁基礎(chǔ)如同天然地基上的實(shí)體深基礎(chǔ)一樣工作,按淺基礎(chǔ)的沉降計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算時需將淺基礎(chǔ)沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)改為實(shí)體深基礎(chǔ)的樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù),即樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范地基內(nèi)的應(yīng)力分布宜采用各向同性均質(zhì)線性變形體理論,按實(shí)體深基礎(chǔ)(樁距不大于6d)或其它方法(包括明德林應(yīng)力公式方法)計(jì)算:基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范——實(shí)體深基礎(chǔ)自重,包括承臺、承臺以上土及承臺底面至實(shí)體基礎(chǔ)范圍內(nèi)土重與樁重實(shí)體深基礎(chǔ)樁底平面處基底附加應(yīng)力按下列方法考慮:1考慮擴(kuò)散作用承臺、樁與土的平均容重,取19kN/m3,地下水位以下部分扣去浮力A——實(shí)體深基礎(chǔ)基底面積——樁群外圍樁邊包絡(luò)線內(nèi)矩形面積長短邊長基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范2不考慮擴(kuò)散作用——樁基承臺自重及承臺上土自重——實(shí)體深基礎(chǔ)的樁及樁間土自重基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范dlFka0b0考慮擴(kuò)散作用dlFka0b0qsia不考慮擴(kuò)散作用實(shí)體深基礎(chǔ)的底面積基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范明德林應(yīng)力解是指在彈性半無限空間內(nèi)部,作用著豎直或水平集中力P時,在半無限體內(nèi)任一點(diǎn)所引起的應(yīng)力和位移解。前述沉降計(jì)算方法是建立在布辛納斯克解基礎(chǔ)上,即把荷載當(dāng)成作用于彈性體表面。實(shí)際上,樁端的荷載是分布于彈性體內(nèi)部,因此用明德林(Mindlin)應(yīng)力解代替布辛納斯克應(yīng)力解更為合理。采用明德林應(yīng)力公式計(jì)算地基中某點(diǎn)的豎向附加應(yīng)力值時,可將各根樁在該點(diǎn)所產(chǎn)生的附加應(yīng)力逐根疊加計(jì)算。2明德林應(yīng)力公式基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范Q為單樁在豎向荷載的準(zhǔn)永久組合作用下的附加荷載,由樁端阻力Qp和樁側(cè)阻力Qs共同承擔(dān),且Qp=Q,是樁端阻力比。樁的端阻力假定為集中力,樁側(cè)摩阻力可假定為沿樁身均勻分布和沿樁身線性增長分布兩種形式組成,其值分別為Q和(1--)Q,如圖所示。Q單樁荷載分擔(dān)沿樁身均勻分布沿樁身線性增長Q=集中力Q+(1--
)Q+基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范第k根樁的端阻力在深度z處產(chǎn)生的應(yīng)力第k根樁的側(cè)摩阻力在深度z處產(chǎn)生的應(yīng)力對于一般摩擦型樁可假定樁側(cè)摩阻力全部是沿樁身線性增長的,即=0,則可簡化為:基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范可得單向壓縮分層總和法沉降計(jì)算公式l樁長,Ip、Is1、Is2為應(yīng)力影響系數(shù),對明德林應(yīng)力公式進(jìn)行積分的方式推導(dǎo)得出將上式代入基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑樁基技術(shù)規(guī)范樁端阻力比和樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)p根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ虒?shí)測資料統(tǒng)計(jì)確定。
許多工程實(shí)測證明,應(yīng)用明德林解計(jì)算群樁沉降比布辛納斯克解更符合實(shí)際。但由于明德林解的計(jì)算方法復(fù)雜,故一直未能得到推廣應(yīng)用。通過大量計(jì)算工作,《樁基規(guī)范》在明德林解與布氏解之間建立相關(guān)關(guān)系,引入“等效沉降系數(shù)”e,并推薦一種稱為“等效作用面分層總和法”用以計(jì)算樁基沉降。該法既保留以布氏解為基礎(chǔ)的分層總和法簡單實(shí)用的優(yōu)點(diǎn),同時又考慮明德林解合理的內(nèi)容?;A(chǔ)工程等效作用面位于樁端平面,其面積為樁承臺投影面積;等效作用附加應(yīng)力p,近似取承臺底面的平均附加應(yīng)力。等效作用面以下應(yīng)力分布采用布氏解。樁基最終沉降量樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑樁基技術(shù)規(guī)范——樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù);e——樁基等效沉降系數(shù),其定義為群樁基礎(chǔ)按明德林解計(jì)算沉降量與按布氏解計(jì)算沉降量sB之比,即e=sM/sB基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
5群樁沉降的計(jì)算_建筑樁基技術(shù)規(guī)范dlFkbjp0bjBjajajAjzi-1ziznzHp基礎(chǔ)工程一負(fù)摩阻力的概念1定義:固結(jié)穩(wěn)定土層中,樁受荷產(chǎn)生向下的位移,樁周土產(chǎn)生向上的摩阻力稱正摩阻力。相反,樁周土層沉降超過樁的沉降時,則樁周土產(chǎn)生向下的摩阻力,稱負(fù)摩阻力。2產(chǎn)生負(fù)摩阻力的條件1)樁穿越較厚的松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土層,進(jìn)入相對較硬土層時;2)樁周存在軟弱土層,鄰近樁的地面承受局部較大的長期荷載,或地面大面積堆載使樁周土層發(fā)生沉降。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
6樁的負(fù)摩阻力基礎(chǔ)工程3)由于降低地下水位,使樁周土中的有效應(yīng)力增大,產(chǎn)生大面積土層壓縮沉降。3中性點(diǎn)1)樁截面沉降量與樁周土土層的沉降量相等的點(diǎn),樁與樁周土相對位移為0,稱為中性點(diǎn)。2)中性點(diǎn)的位置:當(dāng)樁周為產(chǎn)生固結(jié)土層時,大多在樁長的70%~75%(靠下方)處。中性點(diǎn)處,樁所受的下拉荷載最大。4負(fù)摩阻力的數(shù)值:其數(shù)值與作用在樁側(cè)有效應(yīng)力成正比;負(fù)摩阻力的極限值近似等于土的不排水剪強(qiáng)度樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
6樁的負(fù)摩阻力基礎(chǔ)工程二單樁負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值無實(shí)測資料時,可按下式計(jì)算:當(dāng)降低地下水位時:當(dāng)?shù)孛嬗袧M布荷載時:式中——第i層土樁側(cè)負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值;——樁周土負(fù)摩阻力系數(shù),可查表——樁周第i層土平均豎向有效應(yīng)力;——第i層土層底以上樁周土加權(quán)平均有效容重——自地面算起的第I層土的中點(diǎn)深度;——地面均布荷載樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
6樁的負(fù)摩阻力基礎(chǔ)工程三下拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值群樁中任一基樁的下拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值,可按下式計(jì)算:式中n——中性點(diǎn)以上土層數(shù)——中性點(diǎn)以上各土層的厚度——負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)系數(shù)——縱橫向樁的中心距——中性點(diǎn)以上樁的平均負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值;——中性點(diǎn)以上樁周土平均有效容重。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
6樁的負(fù)摩阻力基礎(chǔ)工程四中性點(diǎn)深度中性點(diǎn)深度應(yīng)按樁周土層沉降與樁沉降相等的條件計(jì)算確定,也可參考表格4-4五考慮負(fù)摩阻力基樁承載力驗(yàn)算1摩擦型基樁:取樁身計(jì)算中性點(diǎn)以上側(cè)阻力為零,按下式計(jì)算基樁承載力:2端承型基樁:應(yīng)計(jì)入下拉荷載計(jì)算基樁承載力:樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
6樁的負(fù)摩阻力基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
7樁的平面布置原則一樁的中心距通常樁的中心距宜取(3~4)d(樁徑)。若中心距過小,樁施工時互相擠土影響樁的質(zhì)量;反之,樁的中心距過大,則承臺尺寸太大,不經(jīng)濟(jì)。樁的最小中心距應(yīng)符合表格中的規(guī)定。二樁的平面布置盡量使樁群承載力合力點(diǎn)與長期荷載重心重合。柱基受水平力和力矩較大方向即承臺的長邊,有較大的截面模量。樁離樁承臺邊緣凈距不小于?;A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
7樁的平面布置原則A柱基,獨(dú)立基礎(chǔ):梅花形布置,受力條件均勻;或者行列式布置B條形基礎(chǔ):布置成一字形;小型工程一排樁,大中型工程多排樁。C煙囪水塔基礎(chǔ):通常這類基礎(chǔ)為圓形,樁平面布置成圓環(huán)形。D大直徑樁,一柱一樁。
基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
7樁的平面布置原則土類與成樁工藝排數(shù)不少于3排且樁數(shù)不少于9根的摩擦型樁基其他情況非擠土樁和少量擠土灌注樁3.0d2.5d擠土灌注樁穿越非飽和土穿越飽和土3.5d0d3.0d3.5d擠土預(yù)制樁3.0d3.0d打入式敞口管樁和H型鋼樁3.5d3.0d樁的最小中心距灌注樁擴(kuò)底端最小中心距成樁方法最小中心距鉆、挖孔灌注樁1.5db或db+1m(當(dāng)db>2m時)沉管擴(kuò)底灌注樁2.0db(db為擴(kuò)大端設(shè)計(jì)直徑)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
7樁的平面布置原則ssssssssssssssssssss>3d>a>3d>a(a)柱下樁基(b)墻下樁基(c)圓形樁基基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)一承臺作用1把多根樁聯(lián)結(jié)成整體,共同承受上部荷載2把上部結(jié)構(gòu)荷載通過樁承臺傳遞到各根樁的頂部樁承臺為現(xiàn)澆鋼筋砼結(jié)構(gòu),相當(dāng)于一個淺基礎(chǔ)。二承臺種類分高樁承臺和低樁承臺。高樁承臺——樁頂位于地面以上相當(dāng)高度的承臺。低樁承臺——凡樁頂位于地面以下的樁承臺?;A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)三材料與施工采用鋼筋砼材料,現(xiàn)場澆筑施工。砼強(qiáng)度等級不低于C15。配筋設(shè)計(jì)按計(jì)算確定。鋼筋保護(hù)層厚度不小于50mm。四承臺尺寸1平面尺寸:依據(jù)樁的平面布置,承臺每邊由樁外圍外伸不小于d/2,承臺寬度不宜小于500mm。2承臺厚度:保證樁頂嵌入承臺,防止樁的集中荷載造成承臺沖切破壞。最小厚度不宜小于300mm。基礎(chǔ)工程五構(gòu)造要求承臺最小寬度不應(yīng)小于500mm,為滿足樁頂嵌固及抗沖切的需要,邊樁中心至承臺邊緣的距離不宜小于樁的直徑或邊長,且樁的外邊緣至承臺邊緣的距離不小于150mm。對于墻下條形承臺,考慮到墻體與條形承臺的相互作用可增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體剛度,不致于產(chǎn)生樁頂對承臺的沖切破壞,樁的外邊緣至承臺邊緣的距離不小于75mm。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程承臺配筋,矩形承臺,鋼筋按雙向均勻通長布置,鋼筋直徑不宜小于10mm,間距不宜大于200mm。三樁承臺,鋼筋應(yīng)按三向板帶均勻布置,且最里面的三根鋼筋圍成的三角形應(yīng)在柱截面范圍內(nèi)。承臺梁的主筋除滿足計(jì)算要求外,尚應(yīng)符合最小配筋率的規(guī)定,主筋直徑不宜小于12mm,架立筋不宜小于10mm,箍筋直徑不宜小于6mm。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程六樁承臺的內(nèi)力樁承臺的內(nèi)力按簡化計(jì)算方法確定,按《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行局部受壓、受沖切、受剪及受彎的強(qiáng)度計(jì)算,防止承臺破壞,保證工程安全。樁頂嵌入承臺長度對于大直徑樁,不宜小于100mm;對于中等直徑樁不宜小于50mm。砼樁的樁頂主筋應(yīng)伸入承臺內(nèi),其錨固長度不宜小于鋼筋直徑(HPB235)的30倍和鋼筋直徑(HRB335&HRB400)的35倍。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程1受彎計(jì)算1)柱下多樁矩形承臺柱下多樁矩形承臺在配筋不足的情況下將產(chǎn)生彎曲破壞,其破壞特征呈梁式破壞,撓曲裂縫在平行于柱邊兩個方向交替出現(xiàn),承臺在兩個方向交替呈梁式承擔(dān)荷載,最大彎矩產(chǎn)生在平行于柱邊兩個方向的屈服線處。設(shè)彎矩全部由鋼筋承擔(dān),不考慮砼的拉力作用,利用極限平衡方法按懸臂梁計(jì)算。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程
柱下多樁矩形承臺彎矩的計(jì)算截面應(yīng)取柱邊和承臺高度變化處(杯口外側(cè)或臺階邊緣),按下式計(jì)算:根據(jù)柱邊截面和截面變高處彎矩,分別計(jì)算同一方向各截面配筋量后,取各向最大值按雙向均布配置。樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)Mx,My——垂直于y軸和x軸方向計(jì)算截面彎矩設(shè)計(jì)值xi,yi——垂直于y軸和x軸方向自樁軸線到相應(yīng)計(jì)算截面的距離;Ni——扣除承臺和其上填土自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的第i樁豎向力設(shè)計(jì)值?;A(chǔ)工程2)柱下三樁三角形承臺(建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范)柱下三樁三角形承臺分等邊和等腰兩種形式,其受彎破壞模式有所不同。后者明顯的梁式破壞模式。等邊三樁承臺具有代表性的破壞模式是圖a所示,可利用鋼筋砼板的屈服線理論,按機(jī)動法的基本原理來推導(dǎo)公式得:這種考慮屈服線產(chǎn)生在柱邊過于理想化。sc(a)樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程s(b)圖b是等邊三樁承臺最不利平衡模式,可得另一公式:這種未考慮柱子約束作用是偏于安全的。根據(jù)試件破壞的多數(shù)情況,采用這兩種情況的平均值作為規(guī)范推薦公式,即樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程sC1(c)C2等腰三樁承臺典型的屈服線基本上都垂直于等腰三樁承臺的兩個腰,當(dāng)試件在長跨產(chǎn)生開裂破壞后,才在短跨內(nèi)產(chǎn)生裂縫。因此根據(jù)試件的破壞形態(tài)并考慮梁的約束的影響作用,按梁的理論給出計(jì)算公式:這種未考慮柱子的約束影響偏于安全。在長跨,當(dāng)屈服線通過柱中心時:樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程當(dāng)屈服線通過柱邊縫時,樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)這種屈服線通過柱邊緣處,又不夠安全。采用兩式平均值作為推薦公式:基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)2受沖切計(jì)算當(dāng)樁基承臺的有效高度不足時,承臺將產(chǎn)生沖切破壞。承臺沖切破壞的方式,一種是柱對承臺的沖切,另一種是角樁對承臺的沖切。沖切破壞錐體斜面與承臺底面的夾角大于或等于45度,柱邊沖切破壞錐體頂面在柱與承臺交界處或承臺變階處,底面在柱頂平面處;而角樁沖切破壞錐體頂面在角樁內(nèi)邊緣處,底面在承臺上方。1)柱對承臺沖切的承載力:基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)Fl——扣除承臺及其上填土自重,作用在沖切破壞錐體上相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合的沖切力設(shè)計(jì)值?!軟_切承載力截面高度影響系數(shù),其間線性內(nèi)插?!信_砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值h0——沖切破壞錐體的有效高度——沖切系數(shù)——沖跨比基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)——沖跨比為柱邊或變階處到樁邊的水平距離;當(dāng)時,;當(dāng)F——柱根部軸力設(shè)計(jì)值——沖切破壞錐體范圍內(nèi)各樁的凈反力設(shè)計(jì)值之和。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)2)角樁對承臺沖切A多樁矩形承臺受角樁沖切的承載力計(jì)算 Nl——扣除承臺及其上填土自重,角樁樁頂相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合的豎向力設(shè)計(jì)值?!軟_切承載力截面高度影響系數(shù),其間線性內(nèi)插?;A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)——承臺砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值——角樁沖切系數(shù)——角樁沖跨比,比值滿足0.2~1.0?!獜某信_底角樁內(nèi)邊緣引45沖切線與承臺頂面或承臺變階處相交點(diǎn)到角樁內(nèi)邊緣的水平距離。h0——承臺外邊緣的有效高度B三樁三角形承臺受角樁沖切的承載力底部角樁頂部角樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)——角樁沖垮比,——從承臺底角樁內(nèi)邊緣向相鄰承臺邊引45度沖切線與承臺頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離;當(dāng)柱位于該45度線以內(nèi)時則取柱邊與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線。對圓柱及圓樁,計(jì)算時可將圓形截面換算成正方形截面?;A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)2受沖切計(jì)算(建筑樁基技術(shù)規(guī)范)Fl——作用在沖切破壞錐體上的沖切力設(shè)計(jì)值;是沖跨,即柱邊或承臺變階處到樁邊的水平距離;h0——沖切破壞錐體的有效高度;——沖切系數(shù);um——沖切破壞錐體一半有效高度處的周長;——沖跨比;滿足0.2~1.0;——承臺砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)1)柱下矩形獨(dú)立承臺受柱沖切的承載力 ——沖切破壞錐體范圍內(nèi)各樁的凈反力設(shè)計(jì)值之和(不計(jì)承臺和承臺上土自重)
為柱長邊到最近樁邊水平距離F——柱根部軸力設(shè)計(jì)值——沖跨比為柱短邊到最近樁邊水平距離基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)
8樁承臺的設(shè)計(jì)2)角樁對承臺沖
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