軟土地基與深基礎(chǔ)工程之樁基礎(chǔ)

軟土地基與深基礎(chǔ)工程

主要內(nèi)容一、軟土工程性質(zhì)二、地基處理三、基坑開挖四、樁基礎(chǔ)五、地基與基礎(chǔ)共同作用四樁基礎(chǔ)1概述2樁基分類3樁基技術(shù)前瞻4單樁豎向承載力5單樁水平承載力6群樁1概述1.1樁的定義樁是將建筑物的荷載（豎向的和水平的）全部或部分傳遞給地基土（或巖層）的具有一定剛度和抗彎能力的傳力桿件。樁的橫截面尺寸比長度小得多。樁的性質(zhì)隨樁身材料、制樁方法和樁的截面大小而異，有很大的適應(yīng)性。1.2

樁、樁基的區(qū)別樁：指插入土中的傳力桿件。樁基：指樁和樁周土組成的復(fù)合體?！皹痘c土的相互作用”是不對的，應(yīng)是“樁（或樁基礎(chǔ)）與土的相互作用”1.3

樁的特點(diǎn)（1）樁可以用各種材料制成，例如木材、鋼材、混凝土或它們的組合。樁可以現(xiàn)場或工廠預(yù)制，也可以在地基土中開孔直接澆注。樁頂可以做成專門的鋼帽，也可伸出鋼筋以便與基礎(chǔ)承臺連接。樁身通常是柱形，但也可以是錐形。

樁的特點(diǎn)（2）樁表面一般是平直的，也可以做成槽形或螺旋形。樁的斷面形狀常為圓形、環(huán)形、方形，也有矩形、多邊形、三角形或H形等異形斷面。樁端可以做成錐尖形，或平底的，也可能擴(kuò)大成球臺形、或梨形的。1.4樁基礎(chǔ)的作用（1）樁支承于堅(jiān)硬的（基巖、密實(shí)的卵礫石層）或較硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力層，具有較高的豎向單樁承載力或群樁承載力。（2）樁基具有很大的豎向單樁剛度（端承樁）或群樁剛度（摩擦樁），在自重或相鄰荷載影響下，不產(chǎn)生過大的不均勻沉降，并確保建筑物的傾斜不超過允許范圍。（3）憑借較大的單樁側(cè)向剛度（大直徑樁）或群樁基礎(chǔ)的側(cè)向剛度及其整體抗傾覆能力，抵御由于風(fēng)和地震引起的水平荷載與力矩荷載，保證建筑物的抗傾覆穩(wěn)定性。（4）樁身穿過可液化土層而支承于穩(wěn)定的堅(jiān)實(shí)土層或嵌固于基巖，在地震造成淺部土層液化與震陷的情況下，樁基憑靠深部穩(wěn)固土層仍具有足夠的抗壓與抗拔承載力，從而確保建筑的穩(wěn)定，且不產(chǎn)生過大的沉陷與傾斜。2樁基礎(chǔ)分類2.1

按承載狀況分類摩擦樁摩擦型樁端承摩擦樁端承樁端承型樁摩擦端承樁2.2按樁的使用功能分類豎向抗壓樁；豎向抗拔樁；水平受荷樁；傾斜受荷樁；復(fù)合受荷樁。2.3

按樁身材料分類混凝土樁；鋼樁；組合材料樁。

2.4按成樁對環(huán)境的影響分類擠土樁；部分?jǐn)D土樁；非擠土樁。2.5按樁徑大小分類小直徑樁：中等直徑樁:大直徑樁:2.6按成樁方法分類預(yù)制樁灌注樁3樁基技術(shù)前瞻樁的應(yīng)用已經(jīng)歷一萬數(shù)千年的歷史。然而審視現(xiàn)狀，環(huán)顧世界各地，樁的應(yīng)用正方興未艾。樁的生命依然顯得年輕，有許多奧秘還待人們探索，其前景仍然十分廣闊。在21世紀(jì)，在樁基技術(shù)發(fā)展中至少有以下一系列動向和課題值得人們關(guān)注：（1）近年的工程實(shí)踐極大地推動了一些傳統(tǒng)樁型和新樁型的發(fā)展。如新型樁——預(yù)應(yīng)力管樁得到廣泛應(yīng)用；如靜壓施工工藝愈來愈受人們青睞。（2）樁在20世紀(jì)的百年中，從“預(yù)制打入”的方式，進(jìn)入“取土置換”的方式，而后又進(jìn)入“深層攪拌”的方式；實(shí)踐證明后一方式不需取土置換而僅少量擠土，在施工工藝上堪稱后來居上。國外正在研究發(fā)展采用大直徑深層攪拌而后插入外表帶螺旋狀肋條的鋼管的新型樁，它兼具現(xiàn)有各種樁型的優(yōu)點(diǎn)，值得借鑒開發(fā)。（3）基于高層建筑承重的需要，一種巨型“壁板樁”正在國外和國內(nèi)興起。我國北京等大中城市已開始應(yīng)用于城市高架路立交橋等樁基，今后將會迅速進(jìn)入高層建筑領(lǐng)域而出現(xiàn)“條形樁基”的新技術(shù)。（4）將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于樁基施工，在我國有了新發(fā)展。一種被稱為“DX全智能型”多功能擠擴(kuò)裝置的新設(shè)備最近在武漢等地應(yīng)用獲得成功。該裝置配合常規(guī)的泥漿護(hù)壁或干取土大直徑灌注樁施工，可制成多級擴(kuò)孔樁。它由計(jì)算機(jī)通過傳感器記錄，可顯示施工過程的擴(kuò)孔實(shí)況。（5）舌上部結(jié)柱構(gòu)的荷列載完全擦由樁承醬擔(dān)的時義代即將跳過去；股樁基按秤變形設(shè)片計(jì)將被動人們廣著泛應(yīng)用底；復(fù)合蠅樁基理趨論與設(shè)閘計(jì)方法衡將走上哨一個新諷臺階。（6）樁婚的承載力遍在很大程斷度上受施墨工工藝技搏術(shù)的影響喘。人們已沃清楚地知炊道了在一題定的地質(zhì)哲條件下，積樁的承載濾力并不是擁固定不變候，而是通膊過采取一稈定的技術(shù)題措施可以超駕馭的。喝自從灌注宴樁出現(xiàn)了跨壓漿技術(shù)氣，其承載蔽力有大幅穿度提高。稼人們以此濾為契機(jī)，員必將繼續(xù)幻玉與地基處椒理技術(shù)互鏟相滲透融霜合，開發(fā)側(cè)出更多的刻新技術(shù)，癥進(jìn)而把樁餓基理論和匯技術(shù)推向凍一個新的桶高度。4單樁豎向壯承載力4.1梢荷載槍傳遞樁受力示駝意圖樁頂－己沉降曲壘線樁頂荷載趙－樁頂沉嘉降曲線豎向荷挖載施加胸于樁頂囑時，樁雅身的上缸部首先夏受到壓位縮而發(fā)牧生相對記于土的鏟向下位躲移，于館是樁周騙土在樁牛側(cè)界面諷上產(chǎn)生歐向上的錢摩阻力榴，樁頂鉆荷載沿片樁身向短下傳遞特的過程同就是不浙斷克服郵這種摩滾阻力并循通過它攪向土中搭擴(kuò)散的愧過程。沿樁身甜的側(cè)阻辨力曲線單樁豎野向承載覆力是指邀單樁所雞具有的繼承受豎影向荷載伏的能力牽，其最慌大的承克載力稱幻玉為單樁復(fù)極限承乓載力，儉可由單你樁豎向夫靜載荷瞇試驗(yàn)、決規(guī)范參耍數(shù)法、柱靜力觸欠探法、挽動力法揭等確定綁。4.2單樁豎條向極限飛承載力搞的確定（1）王單樁豎奔向靜載史荷試驗(yàn)樁沉降急抵劇增加或強(qiáng)樁發(fā)生破斜壞時．陡嘉降段(第漿二拐點(diǎn))塘十分醒目腿，極限承載炎力極易判擔(dān)定。樁在破套壞時，洪樁頂荷食載迅速窗降低，朽而樁的許沉降仍景在繼續(xù)最增加。邀此荷載寬－沉降搖曲線破盆壞點(diǎn)十葛分清楚啦，因此疑，極限顛承載力背也極易夢確定。慘但必須戀注意其賀極限承拍載力應(yīng)顧為前一嚷級荷載桶值，而呢不是破弟壞點(diǎn)的養(yǎng)荷載值炎。由中段簡的曲線剩狀態(tài)轉(zhuǎn)瞧變?yōu)楹筢t(yī)段的斜罪直線狀倦態(tài)。在碗此情況淹下，由勸曲線狀醬態(tài)轉(zhuǎn)化旗為斜直扮線狀態(tài)爪的那個鉆點(diǎn)的荷地載即為梢極限荷少載。其前段為征直線，中三段為曲線牢，后段為立斜直線。伐在此情況棒下曲線曲恭率最大的固點(diǎn)前后近師似直線部磚分的切線飽的交點(diǎn)所見對應(yīng)的荷瓜載即為極忙限荷載。基本上事分不出嗎直線段盡、曲線內(nèi)段、斜淹直線段葬。因此澤，極限巖承載力危就難于擱判定。（2）恰根據(jù)單板橋靜力賽觸探確潮定（3）根斯據(jù)雙橋靜昌力觸探確插定（4）畫根據(jù)經(jīng)島驗(yàn)參數(shù)留確定嵌巖樁5單樁水平幫承載力高層建鴿筑和高誰聳結(jié)構(gòu)抽物承受芝風(fēng)荷載友或地震筒荷載時漿，傳給棍基礎(chǔ)很舍大的水是平力和冷力矩，雅依靠樁埋基的水哭平承載頁力來平升衡。樁為在水平鵝力和力落矩作用扣下，樁躁為受彎央構(gòu)件，案樁身產(chǎn)衛(wèi)生水平杜變位和灘彎曲應(yīng)瘦力。外硬力的一器部分由漠樁身承埋擔(dān)，5.1稿概述另一部分很通過樁傳虛給樁側(cè)土亞體。隨著賢水平力和各力矩的增猛加，樁的神水平變位規(guī)和彎矩也慰繼續(xù)增大繼。當(dāng)樁頂陽或地面變被位過大時黎，將引起傾上部結(jié)構(gòu)忌的損壞；它彎矩過大消則將使樁喊身斷裂。貌對于樁側(cè)閑土，隨著理水平力和共力矩的增壩大，土體稍由地面向戲下逐漸產(chǎn)鋒生塑性變筆形，在一扯定范圍內(nèi)早產(chǎn)生塑性解破壞，而赴下部土仍受處于彈性駝狀態(tài)。5.2齒確定單樁歉水平承載灣力的方法（1）候由單樁長水平靜店載荷試傍驗(yàn)確定循環(huán)荷崖載試驗(yàn)獨(dú)方法：耽模擬風(fēng)赴浪、地澇震、機(jī)妥器擾力改等動力活水平荷恒載。連續(xù)加載麻試驗(yàn)方法穿：模擬橋箏臺、擋墻助等長期靜民止水平荷央載。循環(huán)荷福載試驗(yàn)演法水平力－盞時間－位翼移曲線連續(xù)加載倚試驗(yàn)法水平力－姓位移曲線水平力－補(bǔ)位移梯度掩曲線（2）按蟲樁頂容許針?biāo)轿灰苽浪愦_定估算方法屢適用于預(yù)麥制樁、鋼簡樁和樁身原配筋不小刺于0.6仔5％的灌走注樁。估謠算公式為敵：（3）按福臨界荷載茂估算確定梁的撓度膀曲線微分泊方程為樁入土部姿分的撓度統(tǒng)曲線微分喬方程為5.3兵橫向外受力樁撕的基本曉微分方說程樁的入妄土部分闊無橫向形荷載，飾則橫向送受力樁竿的基本腿微分方航程為6群樁實(shí)際工程密中，大多轉(zhuǎn)的情況并肢不是由一離根樁單獨(dú)蓬承擔(dān)荷載秩，而是由幅承臺將若偶干根樁連虧成一個整普體共同承糕擔(dān)外荷載殿，形成群蒸樁。群樁誓是一個復(fù)那雜的傳力興體系，它它的承載性忠能不同于蒸單樁，具穗有群樁效旦應(yīng)。6.1漁概述由多根樁捕通過承臺寺聯(lián)成一體慘所構(gòu)成的煉群樁基礎(chǔ)稈，與單樁拌相比，在史豎向荷載指作用下，先不僅樁直利接承受荷員載，而且弄在一定條衫件下樁間歷土也可能槳通過承臺創(chuàng)底面參與暴荷載；同街時各個樁暴之間通過幟樁間土產(chǎn)熄生相互影磚響；來自呆樁和承臺貴的豎向力炕最終在樁更端平面形雅成了應(yīng)力敗的疊加，霞從而使樁遍端平面的擋應(yīng)力水平儀大大超過休單樁，應(yīng)存力擴(kuò)散的憶范圍也遠(yuǎn)盡大于單樁伶。6.2悉群樁效應(yīng)群樁效應(yīng)線一般針對況摩擦型群巾樁。它主鑼要表現(xiàn)在霞承載力和滋沉降兩個齒方面。由泊于群樁影像響而使承銳載力降低悔可以用群得樁效應(yīng)系物數(shù)表示，歇而群樁沉求降的增大葬可以用沉扒降比來表虛示。采用貍這兩個系湊數(shù)將群樁追與單樁的饅性狀進(jìn)行窩比較，并吧以此來評砍價群樁的五工作性能考。（1）村群樁即效應(yīng)系粱數(shù)（2）沉遼降比（3）群右樁效應(yīng)系擇數(shù)和沉降株比的特征群樁效應(yīng)踐系數(shù)鋤越壘小，長徑饑比越大。畜即群樁效文應(yīng)越強(qiáng)，將則群樁承長載力越低釘、沉降越辯大。和腥的己定量評價站是一個復(fù)蓬雜的問題饒，主要受淋樁距、樁鈴數(shù)、土質(zhì)餃、土層構(gòu)芳