樁基礎.12課件分解

第四章樁基礎和深基礎ξ4-1概述ξ4-2樁基礎的類型ξ4-3單樁豎向極限承載力ξ4-4

單樁水平極限承載力ξ4-5復合基樁承載力驗算ξ4-6樁基礎沉降驗算ξ4-7樁基礎的設計步驟ξ4-8軟土地基減沉復合疏樁基礎計算ξ4-9深基礎簡介

建筑場地淺層地基土質不能滿足建筑物對地基承載力和變形的要求，也不宜采用地基處理等措施時。以地基深層堅實土層或巖層作為地基持力層，采用深基礎方案。常見深基礎主要有：樁基礎，沉井基礎，墩基礎，沉箱基礎，地下連續(xù)墻以及高層建筑深基礎護坡工程等。目前，我國的樁基最大入土深度已達百米，樁徑已超過5米。第一節(jié)概述

樁基礎是通過承臺把若干根樁的頂部聯結成整體，共同承受動、靜荷載的一種深基礎，而樁是設置于土中的豎直或傾斜的基礎構件，其作用在于穿越軟弱的壓縮性土層或水中，將樁所承受的荷載傳遞到更硬、更密實或壓縮性較小的地基持力層上，通常將樁基礎中的樁稱之為基樁。

樁：垂直或微斜埋置于土中的受力桿件，它的橫截面尺寸比長度小得多。樁承受承臺傳遞過來的荷載，通過樁側對土摩擦力及樁端對土的壓力將荷載傳遞到土中。

樁基礎：由基樁和連接于樁頂的承臺共同組成。上部結構傳來的荷載，通過承臺傳遞給樁，再由樁傳遞到土中低承臺樁基礎的示意圖

承臺的作用：承受上部結構荷載，并將荷載傳遞給各樁。承臺箍住樁頂使各個樁共同承受荷載。由于樁基礎具有承載力高、穩(wěn)定性好、沉降穩(wěn)定快和沉降變形小、抗震能力強，以及能適應各種復雜地質條件等特點，在工程中得到了廣泛應用。樁基礎除主要用來承受堅向抗壓荷載外，還在橋梁工程、港口工程、近海采油平臺、高聳和高重建筑物、支擋結構、抗震工程結構以及特殊土地基如凍土、膨脹土等中，用于承受側向土壓力、波浪力、風力、地震力、車輛制動力、凍脹力、膨脹力等水平荷載和豎向抗拔荷載等。

一、樁基礎的適用性通常對下列情況，可考慮用樁基礎方案：(1)軟弱地基或某些特殊性土上的各類永久性建筑物，不允許地基有過大沉降和不均勻沉降；(2)對于高重建筑物，如高層建筑、重型工業(yè)廠房和倉庫、料倉等，地基承載力不能滿足設計需要時；(3)對橋梁、碼頭、煙囪、輸電塔等結構，宜采用樁基以承受較大的水平力和上拔力時；(4)對精密或大型的設備基礎，需要減小基礎振幅、減弱基礎振動對結構的影響時；二、樁基設計原則

樁基礎設計也應滿足地基承載力和變形這兩項基本要求。

按行業(yè)標準《建筑樁基技術規(guī)范》，建筑樁基設計與建筑結構設計一樣，采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計法，并按極限狀態(tài)設計表達式計算。樁基的極限狀態(tài)分為兩類：1.承載能力極限狀態(tài)

對應于樁基受荷達到最大承載能力導致整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形；2.正常使用極限狀態(tài)

對應于樁基變形達到為保證建筑物正常使用所規(guī)定的限值或樁基達到耐久性要求的某項限值。建筑樁基的安全等級見下表。設計等級建筑物類型甲級重要的建筑30層以上或高度超過100m的高層建筑體型復雜，層數相差超過10層的高低層連體建筑物20層以上框筒結構及其他對差異沉降有特殊要求的建筑物場地和地基條件復雜的一般建筑物及坡地、岸邊建筑對相鄰既有工程影響較大的建筑乙級除甲級，丙級以外的建筑丙級場地和地基條件簡單，荷載分布均勻的七層及七層以下的建筑建筑樁基安全等級

根據承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求，樁基需進行如下計算和驗算：1.所有樁基均應進行承載能力極限狀態(tài)計算.2.應根據建筑樁基的設計等級及長期荷載作用下樁基變形對上部結構的影響程度，按規(guī)定進行變形計算.3.應根據樁基所處的環(huán)境類別和相應的裂縫控制等級，驗算樁和承臺正截面的抗裂和裂縫寬度。

三、

樁基礎的設計步驟與內容（1）選擇樁型、施工工藝、斷面、樁端持力層、承臺埋深。（2）估算單樁承載力設計值。（3）確定樁數和承臺底面尺寸。（4）確定復合基樁豎向承載力設計值。（5）樁頂作用效應驗算，認為柱底水平剪力作用于承臺頂面。（6）樁基沉降計算。按長期效應組合柱底效應進行樁基沉降計算。（7）樁身結構設計計算。（8）承臺設計計算。

設計樁基應先根據建筑物的特點和有關要求，進行巖土工程勘察和場地施工條件等資料的收集工作；設計時應考慮樁的設置方法及其影響。No結構與地質資料樁型、樁長、樁距確定樁數n=P/R樁基中單樁承載力驗算軟弱下臥層驗算承臺設計沉降計算樁基礎的設計步驟第二節(jié)樁基礎的分類

1樁基礎的分類：樁基礎按樁的數量可分為單樁基礎、群樁基礎；按承臺位置分：低承臺及高承臺樁基礎.2樁的分類

樁1.按承載性狀可分2.施工方法可分

1）端承型樁2）摩擦型樁

1）預制樁

2）灌注樁

3.使用功能可分

1）抗壓樁、抗拔樁

2）水平受荷樁、復合受荷樁

4.按成樁方法可分

1）非擠土樁2）部分擠土樁3）擠土樁⑴摩擦型樁

指在豎向荷載作用下，樁頂荷載全部或大部分由樁側摩阻力承擔的樁。摩擦樁端承摩擦樁1.按承載性狀可分⑵端承型樁

:在豎向極限荷載作用下，樁頂荷載

全部或主要由樁端阻力承擔，而樁側摩阻力相對

于樁端阻力較小的樁。

端承樁摩擦端承樁定義:預制樁是指在工廠或工地現場預先將樁制作成型，然后運送到樁位，用某種沉樁方法將其沉入土中的樁。斷面尺寸：300mm×300mm~550mm×550mm分類:預制樁按材料分類主要有：鋼筋混凝土預制樁、混凝土預制樁、鋼樁、木樁。鋼筋混凝土樁優(yōu)點：樁身強度高，制作方便，耐腐蝕性能好，不受地下水位與土質條件限制，質量易保證，安全可靠，承載力高。缺點：自重大，需要運輸及打樁設備，有時要接樁、要截樁；工期長，對比灌注樁，用鋼量大，造價高；錘擊沉樁時，噪音大。雖然有缺點，但由于鋼筋混凝土預制樁的優(yōu)越性顯著，它的應用還是很廣泛。

2.施工方法可分

錘擊工廠或現場預制振動靜壓成樁(1)預制樁離心預應力預制鋼筋混凝土樁靜壓樁機柴油打樁機定義:灌注樁是在施工現場在樁位處先成孔，在孔內加放鋼筋籠（也有不放鋼筋籠的），灌注混凝土制成的樁。灌注樁具有造價低、用鋼量少、樁長可以靈活掌握及施工噪音小、振動小等優(yōu)點。分類:為沉管灌注樁、鉆孔（沖、挖）孔灌注樁等。(2)灌注樁現場成孔澆注混凝土成樁鉆孔沖孔沉管夯擴挖孔沉管灌注樁：沉管灌注樁利用錘擊或振動等方法，將一定直徑的鋼管沉入土中，形成樁孔，然后澆筑混凝土，拔出鋼管形成所需要的灌注樁。沉管灌注樁的施工工藝示意圖如下:

優(yōu)點：造價低，管內無水作業(yè)樁身砼質量好；

缺點：

產生縮頸、夾土、斷樁，因擠土效應,相鄰樁可能破壞防治措施：控制拔管速度，快振慢拔；

2）鉆（沖）孔灌注樁：

先用機械方法取土成孔，然后清除孔底殘渣土，安放鋼筋籠，澆灌混凝土而形成灌注樁。

它包括各種鉆孔灌注樁、振動沉管灌注樁和干作業(yè)法（螺旋鉆、鉆斗及人工挖孔等）。（1）適合各類地層成樁，鉆孔樁的樁長、樁徑不受限，但沉管樁因擠土量大樁長、樁徑將受到一定限制；（2）沒有接樁的問題，樁的耐久性好；（3）樁身配筋比鋼筋混凝土預制樁少，單樁承載力高；（4）可實施擴底或支盤，以增大單樁的豎向承載力；（5）對于水下導管法灌注樁，混凝土灌注工藝及操作技術較復雜。

如需要提高單樁承載力，可采用擴底樁，即在鉆機成孔后，撐開鉆頭的擴孔刀刃使之旋轉切土擴大樁孔，澆灌混凝土后在底端形成擴大樁端，但擴底直徑不宜大于3倍樁身直徑。粘性土砂性土螺旋鉆孔灌注樁螺旋鉆

鉆擴樁碎石混凝土鋼筋籠內夯式擴底樁200kN鋼錘爆破擴底樁豎向抗壓樁豎向抗拔樁水平受荷樁復合受荷樁主要承受豎向下壓荷載（簡稱豎向荷載）的樁，應進行豎向承載力計算，必要時還需計算樁基沉降，驗算軟弱下臥層的承載力以及負摩阻力產生的下拉荷載。主要承受豎向上拔荷載的樁，應進行樁身強度和抗裂計算以及抗拔承載力驗算。主要承受水平荷載的樁，應進行樁身強度和抗裂驗算以及水平承載力和位移驗算。承受豎向、水平荷載均較大的樁，應按豎向抗壓（或抗拔）樁及水平受荷樁的要求進行驗算。3.使用功能可分

非擠土樁（干作業(yè)法、泥漿護壁法、套管護壁法）：人工挖孔樁，干鉆孔灌注樁，濕鉆孔灌注樁；

部分擠土樁：預鉆孔（引孔）預制靜壓（或打入）樁，開口預制混凝土管樁鋼樁

擠土樁：沉管灌注樁、預制實心靜壓（或打入）樁，閉口預應力砼管樁、鋼管樁，閉口預應