樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)11課件

鐘山風(fēng)雨起蒼黃，百萬雄師過大江虎踞龍盤今勝昔，天翻地覆慨而慷宜將勝勇追窮寇，不可沽名學(xué)霸王天若有情天宜老，人間正道是滄桑8/18/20241登金陵鳳凰臺李白鳳凰臺上鳳凰游，鳳去臺空江自流。吳宮花草埋幽徑，晉代衣冠成古丘。三山半落青天外，二水中分白鷺洲?？倿楦≡颇鼙稳?，長安不見使人愁。8/18/20242第11章樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第一節(jié)樁基礎(chǔ)分類和質(zhì)量檢驗(yàn)第二節(jié)單樁軸向荷載的傳遞第三節(jié)單樁豎向承載力特征值第四節(jié)群樁豎向承載力第五節(jié)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)學(xué)以修身為本，師以淑仁為善。8/18/20243第一節(jié)樁基礎(chǔ)分類和質(zhì)量檢驗(yàn)一、樁基礎(chǔ)分類1.承臺位置分類低承臺樁基礎(chǔ)高承臺樁基礎(chǔ)群樁承臺板承臺梁8/18/202448/18/202458/18/202462.傳力方式分類摩擦型樁

摩擦樁—樁端阻力可不計(jì)端承摩擦樁—端阻力較大，但不大于30%端承型樁

摩擦端承樁—主要端阻力，摩擦力較小端承樁—樁側(cè)摩阻力可略去8/18/202473.樁身材料分類混凝土樁鋼筋混凝土樁鋼樁

開口或敞口管樁H型鋼樁異型鋼樁木樁較少采用8/18/202484.成樁方法分類（1）預(yù)制樁動力打樁機(jī)打入土層靜力壓樁機(jī)壓入土層8/18/20249（2）灌注樁

a.

沉管灌注樁b.鉆孔灌注樁泥漿護(hù)壁鋼套管護(hù)壁下鋼筋籠澆混凝土8/18/202410c.挖孔灌注樁機(jī)械挖孔人工挖孔：需要護(hù)壁d.擴(kuò)底樁鉆擴(kuò)樁爆擴(kuò)樁夯擴(kuò)樁夯擴(kuò)樁機(jī)8/18/202411二、樁的質(zhì)量檢驗(yàn)方法開挖檢驗(yàn)：觀察外露部分鉆芯法鉆取混凝土芯樣抗壓強(qiáng)度測試，確定質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)聲波檢測法測定超聲波在樁身內(nèi)的傳播速度檢測缺陷動測法：動應(yīng)變測試8/18/202412第二節(jié)單樁豎向荷載傳遞一、抗壓樁樁身受力1.外加壓力Q承臺傳來之力方向向下2.抗力（承載力之要素）樁側(cè)摩阻力qs（

或）樁端反力qP（

）3.特定情況要考慮彎曲變形qsQqP8/18/202413二、負(fù)摩阻力的概念1.定義樁側(cè)摩阻力qs（

），稱為負(fù)摩阻力負(fù)摩阻力對工程有害2.可能出現(xiàn)負(fù)摩阻力的情況地表大面積堆載或新填土樁穿過欠固結(jié)土，支承于堅(jiān)硬土層地下水位下降，引起地面下陷濕陷性黃土浸水后產(chǎn)生濕陷8/18/2024143.負(fù)摩阻力產(chǎn)生機(jī)理樁周土的沉降量＞樁的下降量4.中性點(diǎn)（1）定義：樁、土位移相等，qs=0的分界點(diǎn)其上，負(fù)摩阻；其下，正摩阻（2）位置當(dāng)樁周主要為處于固結(jié)的土層時，中性點(diǎn)位置大多在樁長的70%~75深度處支承在基巖上的樁，中性點(diǎn)接近基巖面8/18/202415第三節(jié)單樁豎向承載力

特征值一、試樁法1.靜力試樁數(shù)量要求（1）不少于總樁數(shù)的1%（2）不少于3根樁2.試驗(yàn)裝置（1）加載系統(tǒng)（2）測量系統(tǒng)8/18/2024168/18/2024173.試驗(yàn)要點(diǎn)（1）開始時間：預(yù)制樁入土?xí)r間砂土7天后黏性土中不少于15天飽和軟黏土不少于25天灌注樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后（2）荷載分級：不小于8級每級加荷量為預(yù)估極限荷載的1/8~1/10（3）測讀沉降的時間：5、10、15min間隔15min,1h后間隔30min8/18/202418連續(xù)兩小時內(nèi)每小時沉降<0.1mm，視為穩(wěn)定，可施加下一級荷載（4）停止加載的條件荷載-沉降曲線上有陡降段，且s>40mm

sn+1/sn

2,且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定

25m以上的非嵌巖樁，Q~s曲線呈緩變時，s>60~80mm在特殊條件下，可根據(jù)具體要求s>100mm4.承載力確定（1）極限承載力8/18/202419陡降段的起點(diǎn)為極限荷載沉降24h無法穩(wěn)定時，取前一級荷載曲線緩時，取s=40mm對應(yīng)的荷載極差不超過平均值的30%時，取平均值為極限承載力Qu（2）承載力特征值8/18/202420二、初步設(shè)計(jì)時單樁豎向承載力估算1.摩擦樁豎向承載力特征值2.嵌巖樁豎向承載力特征值8/18/202421例題10.1鋼筋混凝土預(yù)制方樁截面450mm450mm，長18m。打穿6m厚的淤泥質(zhì)土qsa=5kPa，進(jìn)入黏土層qsa=32kPa、qpa=1600kPa。求單樁豎向承載力特征值。解kN8/18/202422第四節(jié)群樁豎向承載力一、群樁工作特點(diǎn)1.端承型群樁基樁的工作性狀與單樁一致群樁承載力等于單樁承載力之和，變形相等2.摩擦型群樁應(yīng)力發(fā)生重疊群樁承載力不等于各單樁承載力之和群樁效率系數(shù)8/18/202423二、承臺下土對荷載的分擔(dān)作用1.承臺效應(yīng)摩擦型群樁在豎向荷載作用下，樁土相對位移承臺下土分擔(dān)一部分荷載形成復(fù)合樁基2.復(fù)合樁基豎向承載力特征值承臺效應(yīng)系數(shù)，按表10-9取值計(jì)算基樁所對應(yīng)的承臺底面凈面積A—承臺計(jì)算域面積Aps—樁身截面面積n—樁數(shù)8/18/202424第五節(jié)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一、選型尺寸1.樁材料：鋼筋混凝土、鋼2.樁型：預(yù)制、灌注（1）10層以下房屋，直徑500mm左右的灌注樁、邊長400mm的預(yù)制樁；（2）10~20層房屋，直徑800~1000mm左右的灌注樁、邊長400mm、450mm的預(yù)制樁（3）20~30層房屋，直徑1000~1200mm灌注樁、邊長500mm預(yù)制樁8/18/202425（4）30~40層房屋，1200mm灌注樁、外徑500~550mm預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、大直徑鋼管樁3.確定尺寸（1）樁截面尺寸（2）樁身長度（3）承臺標(biāo)高4.確定單樁豎向承載力特征值Ra初步設(shè)計(jì)時根據(jù)公式估算或勘察單位提供的數(shù)值8/18/202426二、估算樁數(shù)n1.軸心受壓2.偏心受壓樁數(shù)在軸壓的基礎(chǔ)上增加10%-20%三、布置樁位1.布置原則（1）盡量使上部荷載中心與樁群截面重心重合8/18/202427（2）對稱式，梅花形，行列式，環(huán)狀排列（3）樁箱基礎(chǔ)，宜將樁布置在墻下；樁筏基礎(chǔ)，宜將樁布置在梁（肋）下；大直徑樁，宜采用一柱一樁布置（4）同一結(jié)構(gòu)單元，宜避免采用不同的樁型8/18/2024282.樁的平面尺寸滿足最小中心距的要求：（1）摩擦型樁的中心距不宜小于樁身直徑的3倍；（2）擴(kuò)底灌注樁中心距不宜小擴(kuò)底直徑的1.5倍，當(dāng)擴(kuò)底直徑>2m時，樁端凈距不宜小于1m。滿足承臺邊緣距離的要求：（1）邊樁中心至承臺邊緣的距離不宜小于樁的直徑或邊長，樁的外邊緣至承臺邊緣的距離不小于150mm；（2）樁的外邊緣至承臺梁邊緣至少75mm。8/18/202429偏心受壓

平均值算法與軸心受壓時相同，角樁承擔(dān)的軸力最大四、單樁承載力驗(yàn)算1.單樁軸力Q計(jì)算軸心受壓8/18/2024302.承載力條件（1）軸心豎向荷載作用下（2）偏心豎向力作用下8/18/202431例題10.2某一般建筑柱下三樁基礎(chǔ)，軸心受壓，如圖所示。Fk=2250kN，Gk=90kN。方形混凝土預(yù)制樁，邊長為400mm。驗(yàn)算基樁的豎向承載力。解（1）單樁豎向承載力特征值qpaqsaqsaqsakN8/18/202432（2）在軸心豎向力作用下，單樁承載力驗(yàn)算符合規(guī)范要求kNkN8/18/202433例題10-3某柱傳至承臺頂部的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值為：軸力1800kN、彎矩300kN.m、剪力40kN。采用邊長400mm的預(yù)制方樁，樁長10m，單樁豎向承載力特征值Ra=420kN。試確定此柱下樁基礎(chǔ)的樁數(shù)和平面布置(摩擦型樁)。解：（1）預(yù)估承臺尺寸和埋深設(shè)承臺底面尺寸為3000mm4000mm厚度1200mm埋深1500mm8/18/202434（2）確定樁數(shù)kNkN偏心受壓，取放大系數(shù)1.1取n=68/18/202435（3）樁群平面布置6根樁布置成兩排，每排三根中心距mm邊樁中心到承臺邊緣的距離400mm邊樁邊緣承臺邊緣的距離200mm>150mm承臺底面實(shí)際尺寸3200mm2000mm120012001200