樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)

軟土層第三章樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)昆明學(xué)院馮博士

如果建筑場(chǎng)地淺層的土質(zhì)不能滿足建筑物對(duì)地基承載力和變形的要求、而又不宜采取地基處理措施時(shí)，就需要考慮以下部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層的深基礎(chǔ)方案。樁基礎(chǔ)是應(yīng)用最為廣泛的一類深基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)是最古老的基礎(chǔ)型式之一。在人類有歷史記載以前，就已經(jīng)在地基土條件不良的河谷及洪積地區(qū)采用樁基礎(chǔ)來(lái)建造房屋；在許多不同文化時(shí)期的初期，都可以找到樁基礎(chǔ)的房屋。1982年在智利發(fā)掘的文化遺址所見(jiàn)到的樁，距今大約有12000～14000年。我國(guó)最早的樁基礎(chǔ)距今大約有7000多年，是在浙江寧波附近的河姆渡，作為古代木結(jié)構(gòu)建筑的基礎(chǔ)是有圓木樁、方木樁和板樁組成的樁基礎(chǔ)。圓木樁直徑在6～8cm之間，板樁厚2.4～4.0cm，寬10～50cm，木樁均系下部削尖，入土深度最深達(dá)115cm。這是最早的樁的雛形。我國(guó)秦代的渭橋、隋朝的鄭州超化寺、五代的杭州灣大海堤、南京的石頭城和上海的龍華塔等，都是我國(guó)古代樁基礎(chǔ)的典范。我國(guó)最早的樁基是在浙江河姆渡的原始社會(huì)居住的遺址中發(fā)現(xiàn)的。榫卯木構(gòu)件磚木結(jié)構(gòu)，七層，高40.64米，塔身外平面為八角形，龍華塔位于上海市徐匯區(qū)，相傳是三國(guó)東吳（222－265）孫權(quán)為孝敬他的母親而建，故又名報(bào)恩塔。唐末毀于戰(zhàn)火,北宋太平興國(guó)二年（977）重建。塔基共分四層，第一層在離地表2米多處，打有直徑0.18米、長(zhǎng)30米的木樁多根，樁間填有三合土。龍華塔宋代，樁基技術(shù)已經(jīng)比較成熟。如建于北宋天圣年間1023-1032的山西太原晉祠圣母殿，是采用樁基的古建筑，至今保存完好。階段年代主要樁型特點(diǎn)初期階段人類有歷史記載以前（我國(guó)7000多年前）～19世紀(jì)木樁石樁1.由天然材料制作而成，樁身較短，樁徑??；2.樁豎直設(shè)置，主要用于傳遞豎向荷載；3.多設(shè)置于地基條件不良的河谷及洪積地區(qū)4.采用簡(jiǎn)單人工錘打沉樁。發(fā)展階段19世紀(jì)中葉～20世紀(jì)20年代除天然材料做成的樁外，主要是混凝土樁和鋼筋混凝土樁1.受水泥工業(yè)出現(xiàn)及其發(fā)展的影響；2.樁型不多，開(kāi)始使用打樁機(jī)械沉樁；3.樁基設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)比較簡(jiǎn)單，處于“萌芽”階段；4.樁身尺寸有所擴(kuò)大，樁徑約30cm，樁長(zhǎng)9～15m；5.土力學(xué)的建立為樁基技術(shù)的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)?，F(xiàn)代化階段第二次世界大戰(zhàn)后～現(xiàn)在除鋼筋混凝土樁外，發(fā)展了一系列的樁系，如鋼樁系列、水泥土系列、特種樁（超高強(qiáng)度、超大直徑、變截面等）系列，以及天然材料的砂樁、灰土樁和石灰樁等。1.發(fā)展了眾多的新型的樁型，形成現(xiàn)代樁基的各種不同體系；2.樁基技術(shù)和理論引進(jìn)了其它學(xué)科的先進(jìn)的研究成果，大大地拓寬了它的研究領(lǐng)域和深度，樁的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)展；3.人工沉樁被復(fù)雜的機(jī)械和專門(mén)化的工藝代替。12概述樁基礎(chǔ)的類型34單樁承載力群樁承載力5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第三章樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)1概述第三章樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)基本概念樁：設(shè)置于土中的豎直或傾斜的柱型基礎(chǔ)構(gòu)件，由側(cè)阻力和端阻力共同承受荷載。承臺(tái)：連接樁與上部結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)件，將上部結(jié)構(gòu)荷載分散到各樁上。樁基礎(chǔ)單樁基礎(chǔ)群樁基礎(chǔ)：樁與樁頂連接的承臺(tái)共同組成的基礎(chǔ)。群樁中的單樁稱為基樁。3.1概述樁基礎(chǔ)圖片/承臺(tái)

3.1概述一、樁基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)

樁基礎(chǔ)的適用性

1.承載力高

2.沉降量小

3.能承受一定的水平荷載和上拔力，穩(wěn)定性好

4.可以提高地基基礎(chǔ)的剛度5.可提高建筑物的抗震能力

6.便于實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)工程機(jī)械化和工業(yè)化

3.1概述二、樁基礎(chǔ)的適用范圍1.建筑物荷載較大，地基上部軟弱而下部不太深處埋藏有堅(jiān)實(shí)地層時(shí)；2.高層建筑或其它重要的建筑物，不允許地基有過(guò)大的沉降或不均勻沉降時(shí)；3.高聳建筑物或構(gòu)筑物對(duì)限制傾斜有特殊要求時(shí)；4.建筑物為敏感性結(jié)構(gòu)，而地基土極不均勻時(shí)；5.大型或精密的機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)，對(duì)沉降或沉降速率有嚴(yán)格要求；6.地震區(qū)，以樁基作為結(jié)構(gòu)抗震措施時(shí)。7.采用其它地基基礎(chǔ)形式會(huì)遇到施工困難時(shí)(排水不易,流砂,開(kāi)挖困難)8.采用其它地基基礎(chǔ)形式不經(jīng)濟(jì)時(shí)。3.1概述二、樁基礎(chǔ)的適用范圍海洋構(gòu)筑物3.1概述向家壩樁基工程3.1概述建筑樁基3.1概述北京地鐵五號(hào)線樁基工程3.1概述樁基設(shè)計(jì)原則1.單樁承受的豎向荷載不宜超過(guò)單樁豎向承載力特征值；2.樁基礎(chǔ)的沉降不得超過(guò)建筑物的沉降允許值；3.對(duì)位于坡地岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。3.1概述樁基的安全等級(jí)3.2樁基礎(chǔ)的類型安全等級(jí)破壞后果建筑物類型一級(jí)很嚴(yán)重重要的工業(yè)與民用建筑二級(jí)嚴(yán)重一般的工業(yè)與民用建筑三級(jí)不嚴(yán)重次要的建筑物樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容

1、樁的類型和幾何尺寸的選擇；

2、單樁豎向（和水平方向）的承載力的確定；

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(tái)設(shè)計(jì)；

7、繪制樁基施工圖。3.1概述第三章樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)2樁基礎(chǔ)的類型按樁的數(shù)量分類按承臺(tái)位置分類按使用功能分類按承載性狀分類按樁的材料分類按樁的直徑分類按施工方法分類按樁的設(shè)置效應(yīng)分類3.2樁基礎(chǔ)的類型按樁的數(shù)量分類

1）單樁基礎(chǔ)2）群樁基礎(chǔ)

3.2樁基礎(chǔ)的類型按承臺(tái)位置分類

1）高承臺(tái)樁基2）低承臺(tái)樁基

低承臺(tái)樁基:樁身全部埋于土中，承臺(tái)底面與土體接觸的樁基礎(chǔ)。高承臺(tái)樁基:樁身上部露出地面，承臺(tái)底面位于地面以上的樁基礎(chǔ)。低承臺(tái)樁基高承臺(tái)樁基3.2樁基礎(chǔ)的類型樁基礎(chǔ)，其最大橋墩高達(dá)178米，創(chuàng)下連續(xù)鋼構(gòu)箱梁橋墩高度的世界之最3.2樁基礎(chǔ)的類型鉆孔灌注樁基礎(chǔ)柱式墩身。該圖為鋼筋籠吊裝現(xiàn)場(chǎng)。3.2樁基礎(chǔ)的類型3.2樁基礎(chǔ)的類型3.2樁基礎(chǔ)的類型按使用功能分類豎向抗壓樁：以承受豎向抗壓荷載為主的樁，包括摩擦樁、端承樁和中間類型的樁。應(yīng)進(jìn)行豎向承載力計(jì)算，必要時(shí)還需計(jì)算樁基沉降，驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力以及負(fù)摩阻力產(chǎn)生的下拉荷載。豎向抗拔樁：主要承受豎向上拔荷載的樁。應(yīng)進(jìn)行樁身強(qiáng)度和抗裂計(jì)算以及抗拔承載力驗(yàn)算。

水平受荷樁：主要承受水平荷載的樁。應(yīng)進(jìn)行樁身強(qiáng)度和抗裂驗(yàn)算以及水平承載力和位移驗(yàn)算。

復(fù)合受荷樁（也稱為縱橫彎曲樁）：承受豎向和水平荷載均較大的樁。應(yīng)按豎向抗壓（或抗拔）樁及水平受荷樁的要求進(jìn)行驗(yàn)算。3.2樁基礎(chǔ)的類型抗拔樁：又稱錨樁。主要由樁周摩阻力或擴(kuò)大樁頭阻力構(gòu)成抗拔力。水下建筑抗浮樁、輸電塔樁基礎(chǔ)、發(fā)射塔基礎(chǔ)等。端承樁：樁穿過(guò)軟弱土層，樁端支承在堅(jiān)硬土層或巖層上時(shí)，則樁頂極限荷載主要靠樁尖處堅(jiān)硬巖土層提供的反力來(lái)支承，樁側(cè)摩擦力很小，可以忽略不計(jì)。3.2樁基礎(chǔ)的類型按承載性狀分類摩擦樁：當(dāng)軟土層很厚，樁端達(dá)不到堅(jiān)硬土層或巖層上時(shí)，則樁頂?shù)臉O限荷載主要靠樁身與周圍土層之間的摩擦力來(lái)支承，樁尖處土層反力很小，可忽略不計(jì)。摩擦端承樁:樁頂?shù)臉O限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，但主要由樁端阻力承受。端承摩擦樁:樁頂?shù)臉O限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，但主要由樁側(cè)阻力承受。3.2樁基礎(chǔ)的類型混凝土樁：包括普通鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁。鋼樁：常用鋼管樁和H型樁。木樁：用木材制作而成。目前很少使用。組合樁：用兩種或兩種以上材料做成的樁?？梢虻刂埔思右赃x取。

3.2樁基礎(chǔ)的類型按樁的材料分類大直徑樁：樁徑d≥800mm。近年來(lái)的發(fā)展較快，應(yīng)用范圍逐漸增大。因?yàn)闃稄酱笄覙抖诉€可以擴(kuò)大，因此，單樁承載力較高。此類樁除大直徑鋼管樁外，多數(shù)為鉆、沖、挖孔灌注樁。通常用于高層或重型建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)，并可實(shí)現(xiàn)柱下單樁的結(jié)構(gòu)型式。正因?yàn)槿绱?，也決定了大直徑樁施工質(zhì)量的重要性。中等直徑樁：250mm<d<800mm。這類樁長(zhǎng)期以來(lái)在工業(yè)與民用建筑物中大量使用，成樁方法和工藝繁多。小直徑樁：樁徑d≤250mm。由于樁徑小，施工機(jī)械，施工場(chǎng)地及施工方法一般較為簡(jiǎn)單。小樁多用于基礎(chǔ)加固（樹(shù)根樁或錨桿靜壓樁）及復(fù)合樁基礎(chǔ)。3.2樁基礎(chǔ)的類型按樁的直徑分類

預(yù)制樁灌注樁3.2樁基礎(chǔ)的類型按施工方法分類預(yù)制混凝土樁在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制作，用錘擊打入、振動(dòng)打入、靜力壓力、水沖送入或旋入等方式沉樁樁的預(yù)制

場(chǎng)地壓實(shí)、平整→場(chǎng)地地平作三七灰土或澆筑混凝土→支?！壴摻罟羌?、安設(shè)吊環(huán)→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)至百分之30強(qiáng)度拆?！чg隔端頭模板、刷隔離劑、綁鋼筋→澆筑間隔樁混凝土→同法間隔制作第二層樁→養(yǎng)護(hù)至70%強(qiáng)度起吊→達(dá)100%強(qiáng)度后運(yùn)輸。3.2樁基礎(chǔ)的類型

預(yù)制樁

優(yōu)點(diǎn)：樁身質(zhì)量易于保證，單樁承載力較高；

缺點(diǎn):（1）樁身規(guī)格、長(zhǎng)度受限，接樁影響樁質(zhì)量和承載力發(fā)揮；（2）打入或壓入式沉樁存在擠土效應(yīng)問(wèn)題；（3）噪音污染(靜壓樁不存在此問(wèn)題）、接、截樁麻煩。適用條件：

（1）不需考慮噪音污染和震動(dòng)影響的環(huán)境；

（2）持力層上覆蓋為較松軟地層，無(wú)堅(jiān)硬夾層；

（3）持力層頂起伏變化不大，樁長(zhǎng)易于控制；

（4）水下樁基工程；（5）大面積打樁工程；（6）不宜穿越密實(shí)或稍密的砂層。（易折斷，擠土明顯）3.2樁基礎(chǔ)的類型

鋼筋混凝土預(yù)制樁制作－鋼筋、模板施工

3.2樁基礎(chǔ)的類型采用疊層法生產(chǎn)時(shí)，上層樁和鄰樁澆筑，必須在下層和鄰樁的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%以后才能進(jìn)行。澆筑完畢后，立即加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止由于混凝土收縮產(chǎn)生裂縫，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。3.2樁基礎(chǔ)的類型鋼筋混凝土預(yù)制樁制作－混凝土澆筑樁在起吊搬運(yùn)時(shí)，必須做到平穩(wěn)，避免沖擊和振動(dòng)，吊點(diǎn)應(yīng)同時(shí)受力，且吊點(diǎn)位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定。如無(wú)吊環(huán)，設(shè)計(jì)又未作規(guī)定時(shí)，綁扎點(diǎn)的數(shù)量及位置按樁長(zhǎng)而定，應(yīng)符合起吊彎矩最小的原則，可按圖所示的位置捆綁。

吊點(diǎn)的合理位置

(a)1個(gè)吊點(diǎn)；(b)2個(gè)吊點(diǎn)；(c)3個(gè)吊點(diǎn)；(d)4個(gè)吊點(diǎn)

3.2樁基礎(chǔ)的類型樁的運(yùn)輸打樁前，樁從制作處運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)前備打樁，并應(yīng)根據(jù)打樁順序隨打隨運(yùn)以避免二次搬運(yùn)。樁的運(yùn)輸方式，在運(yùn)距不大時(shí)，可用起重機(jī)吊運(yùn)；當(dāng)運(yùn)距較大時(shí)，可采用輕便軌小平臺(tái)車運(yùn)輸。樁的堆放堆放樁的地面必須平整、堅(jiān)實(shí)，墊木間距應(yīng)與吊點(diǎn)位置相同，各層墊木應(yīng)位于同一垂直線上，堆放層數(shù)不宜超過(guò)4層。不同規(guī)格的樁，應(yīng)分別堆放。

3.2樁基礎(chǔ)的類型接樁3.2樁基礎(chǔ)的類型3.2樁基礎(chǔ)的類型鋼筋混凝土預(yù)制樁施工送樁接樁錘擊沉樁樁錘是對(duì)樁施加沖擊，將樁打入土中的主要機(jī)具。樁錘主要有落錘蒸汽錘、柴油錘和液壓錘。用錘擊沉樁時(shí)，為防止樁受沖擊應(yīng)力過(guò)大而損壞，力求采用“重錘輕擊”。如采用輕錘重?fù)簦N擊功能很大一部分被樁身吸收，樁不易打入，且樁頭容易打碎。

3.2樁基礎(chǔ)的類型靜壓力樁

靜力壓樁是利用靜壓力將樁壓入土中，施工中雖然仍然存在擠土效應(yīng)，但沒(méi)有振動(dòng)和噪音，適用于軟弱土層和鄰近有怕振動(dòng)的建（構(gòu)）筑物的情況。靜力壓樁機(jī)有機(jī)械式和液壓式之分，目前使用的多為液壓式靜力壓樁機(jī)，壓力可達(dá)5000kN。3.2樁基礎(chǔ)的類型混凝土、鋼筋混凝土灌注樁灌注樁是直接在樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)安放鋼筋籠并灌注混凝土而成。灌注樁能適應(yīng)各種地層，無(wú)需接樁，施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)擠土、噪音小，宜在建筑物密集地區(qū)使用。但其操作要求嚴(yán)格，施工后需較長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)期方可承受荷載，成孔時(shí)有大量土渣或泥漿排出。根據(jù)成孔工藝不同，分為干作業(yè)成孔的灌注樁、泥漿護(hù)壁成孔的灌注樁、套管成孔的灌注樁和爆擴(kuò)成孔的灌注樁等。灌注樁施工工藝近年來(lái)發(fā)展很快，還出現(xiàn)夯擴(kuò)沉管灌注樁、鉆孔壓漿成樁等一些新工藝。3.2樁基礎(chǔ)的類型灌注樁優(yōu)點(diǎn)：樁長(zhǎng)可隨持力層起伏而變化；無(wú)接、截樁麻煩；僅承受軸壓時(shí)不用配鋼筋，需配置鋼筋時(shí)按工作荷載要求布置；節(jié)約用鋼量；直徑大，單樁承載力大，比預(yù)制樁經(jīng)濟(jì)；承載力由樁身成型和混凝土質(zhì)量保證。缺點(diǎn)：施工問(wèn)題如局部夾土、混凝土離析、縮頸等；泥漿護(hù)壁污染環(huán)境適用條件：各種地基土3.2樁基礎(chǔ)的類型灌注樁的施工方法沉管灌注樁沉管灌注樁是利用錘擊或振動(dòng)方法將帶有預(yù)制混凝土樁尖（樁靴）的樁管（鋼管）沉入土中成孔。當(dāng)樁管打到要求深度后，放入鋼筋骨架，邊澆筑混凝土，邊拔出樁管而成樁。施工工藝主要包括：就位→沉鋼管→放鋼筋籠→澆筑混凝土→拔鋼管3.2樁基礎(chǔ)的類型樁基礎(chǔ)圖片/灌注樁基礎(chǔ)3.2樁基礎(chǔ)的類型3.2樁基礎(chǔ)的類型螺旋鉆孔灌注樁粘性土砂性土3.2樁基礎(chǔ)的類型螺旋鉆

鉆孔樁3.2樁基礎(chǔ)的類型

沉管灌注樁3.2樁基礎(chǔ)的類型為了提高樁的質(zhì)量和承載能力，沉管灌注樁常采用單打法、復(fù)打法等施工工藝。3.2樁基礎(chǔ)的類型單打法(又稱一次拔管法)：拔管時(shí)，每提升0.5～1.0m，振動(dòng)5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，這樣反復(fù)進(jìn)行，直至全部拔出。復(fù)打法：在同一樁孔內(nèi)連續(xù)進(jìn)行兩次單打，或根據(jù)需要進(jìn)行局部復(fù)打。施工時(shí)，應(yīng)保證前后兩次沉管軸線重合，并在混凝土初凝之前進(jìn)行。

沉管灌注樁容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及處理方法頸縮

①頸縮：指樁身的局部直徑小于設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象。

②當(dāng)在淤泥和軟土層沉管時(shí)，由于受擠壓的土壁產(chǎn)生空隙水壓，拔管后便擠向新灌注的混凝土，樁局部范圍受擠壓形成頸縮。

③當(dāng)拔管過(guò)快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時(shí)，周圍淤泥質(zhì)土趁機(jī)填充過(guò)來(lái)，也會(huì)形成頸縮。

④處理方法：拔管時(shí)應(yīng)保持管內(nèi)混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴(kuò)散壓力，混凝土坍落度應(yīng)控制在50～70mm。拔管時(shí)應(yīng)采用復(fù)打法，并嚴(yán)格控制拔管的速度。3.2樁基礎(chǔ)的類型人工挖孔灌注樁施工機(jī)具

垂直運(yùn)輸工具：?jiǎn)诬夒妱?dòng)葫蘆配提升金屬架與軌道，活底提土吊桶。

排水機(jī)具：潛水泵。

通風(fēng)設(shè)備：鼓風(fēng)機(jī)和送風(fēng)管。

挖掘工具：鎬、鍬、土筐等。此外，還有井內(nèi)外照明，電等設(shè)備3.2樁基礎(chǔ)的類型挖孔樁的優(yōu)點(diǎn)是，可直接觀察地層情況，孔底易清除干凈，設(shè)備簡(jiǎn)單，噪聲小，場(chǎng)區(qū)各樁可同時(shí)施工，樁徑大，適應(yīng)性強(qiáng)，樁端可以入巖，又較經(jīng)濟(jì)；缺點(diǎn)是樁孔內(nèi)空間狹小、勞動(dòng)條件差，可能遇到流砂、塌孔、有害氣體、缺氧、觸電和上面掉下重物等危險(xiǎn)而造成傷亡事故，在松砂層（尤其是地下水位下的松砂層）、極軟弱土層、地下水涌水量多且難以抽水的地層中難以施工或無(wú)法施工。3.2樁基礎(chǔ)的類型3.2樁基礎(chǔ)的類型3.2樁基礎(chǔ)的類型樁基礎(chǔ)圖片/人工挖孔樁灌注樁施工3.2樁基礎(chǔ)的類型樁基礎(chǔ)圖片/人工樁3.2樁基礎(chǔ)的類型3.2樁基礎(chǔ)的類型人工挖孔樁3.2樁基礎(chǔ)的類型3.2樁基礎(chǔ)的類型3.2樁基礎(chǔ)的類型3.2樁基礎(chǔ)的類型按樁的設(shè)置效應(yīng)分類擠土樁：成樁過(guò)程中對(duì)土體有較大排擠和擾動(dòng)。除施工噪音較大外，不存在泥漿及棄土污染問(wèn)題，當(dāng)施工質(zhì)量好，方法得當(dāng)時(shí)，其單方混凝土材料所提供的承載力較非擠土樁及部分?jǐn)D土樁高。；部分?jǐn)D土樁：當(dāng)擠土樁無(wú)法施工時(shí)，可采用預(yù)鉆小孔后打較大尺寸預(yù)制或灌注樁的施工方法，也可打入敞口樁。成樁過(guò)程中對(duì)土體有明顯排擠和擾動(dòng)，但不如擠土樁強(qiáng)烈。包括有長(zhǎng)螺旋壓灌灌注樁、沖孔灌注樁、鉆孔擠擴(kuò)灌注樁、攪拌勁芯樁、預(yù)鉆孔打入（靜壓）預(yù)制樁、打入（靜壓）式敞口鋼管樁、敞口預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁和H型鋼樁；非擠土樁：在成樁過(guò)程中基本對(duì)樁相鄰?fù)敛划a(chǎn)生擠土效應(yīng)。設(shè)備噪音較擠土樁小，而廢泥漿、棄土運(yùn)輸?shù)瓤赡軙?huì)對(duì)周圍環(huán)境造成影響。3.2樁基礎(chǔ)的類型擠土樁擠土效應(yīng)對(duì)樁距的影響飽和土中的擠土樁產(chǎn)生超靜孔隙水壓力樁周土體隆起和側(cè)移樁受拔力和橫向推力預(yù)制樁鄰樁抬起，擠斜，斷裂。灌注樁鄰樁頸縮，錯(cuò)位，斷裂。所以，樁距宜大。非飽和土中的擠土樁樁周土部分壓縮。擠土效應(yīng)減小所以，樁距可小一點(diǎn)。3.2樁基礎(chǔ)的類型樁的選型原則將荷載分配給承載力高，模量高的土層。提高單樁承載力。好土層很深，不易達(dá)到時(shí)，應(yīng)設(shè)法讓更多土層參與工作。如：擴(kuò)大承臺(tái)面積，加大樁長(zhǎng)和樁距，采用變截面樁（好土中用大截面）考慮樁端利用好土夾層的可能性。采用絕對(duì)沉降和差異沉降較小的樁型。施工的難易程度和周邊環(huán)境的限制。造價(jià)和工期。3.2樁基礎(chǔ)的類型第三章樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)3單樁承載力單樁承載力的構(gòu)成單樁軸向荷載的傳遞機(jī)理樁側(cè)阻力樁端阻力

樁－土相互作用3.3單樁承載力Qs樁側(cè)摩阻力Qp

樁端阻力樁的豎向荷載傳遞過(guò)程樁側(cè)摩阻力和樁端阻力樁在軸向荷載下的破壞模式back3.3.1

豎向荷載作用下單樁的工作性能3.3單樁承載力樁在軸向壓力荷載作用下:樁頂將發(fā)生軸向位移(沉降)=樁身彈性壓縮+樁底土層壓縮置于土中的樁與其側(cè)面土是緊密接觸的，當(dāng)樁相對(duì)于土向下位移時(shí)就產(chǎn)生土對(duì)樁向上作用的樁側(cè)摩阻力。樁頂荷載沿樁身向下傳遞的過(guò)程中，必須不斷地克服這種摩阻力，樁身軸向力就隨深度逐漸減小，傳至樁底軸向力也即樁底支承反力。樁底支承反力=樁頂荷載-全部樁側(cè)摩阻力(1)樁的豎向荷載傳遞過(guò)程3.3.1

豎向荷載作用下單樁的工作性能3.3單樁承載力(1)樁的豎向荷載傳遞過(guò)程3.3單樁承載力微元體材料力學(xué)靜力平衡條件(1)樁的豎向荷載傳遞過(guò)程3.3單樁承載力樁側(cè)摩阻力和樁底阻力的發(fā)揮程度與樁土間的變形性態(tài)有關(guān)，并各自達(dá)到極限值時(shí)所需要的位移量是不相同的。試驗(yàn)表明：樁底阻力的充分發(fā)揮需要有較大的位移值，粘性土中約為樁底直徑的25%，砂性土中約為8%～10%。而樁側(cè)摩阻力只要樁土間不太大的相對(duì)位移就能充分的發(fā)揮，一般認(rèn)為粘性土為4～6mm，砂性土為6～10mm。(2)樁側(cè)摩阻力和樁端阻力3.3單樁承載力樁側(cè)阻力的發(fā)揮先于樁端阻力。模型和現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)研究表明，樁的承載力隨著樁的入土深度，特別是進(jìn)入持力層的深度而變化，這種特性稱為深度效應(yīng)。樁底端進(jìn)入持力砂土層或硬粘土層時(shí)，樁底的極限阻力隨著進(jìn)入持力層的深度線性增加。達(dá)到一定深度后，樁底阻力的極限值保持穩(wěn)值。這一深度稱為臨界深度hcp。樁側(cè)的極限摩阻力隨著進(jìn)入持力層的深度線性增加。達(dá)到一定深度后，保持穩(wěn)值。這一深度稱為臨界深度hcs。back(2)樁側(cè)摩阻力和樁端阻力3.3單樁承載力1）單樁的破壞模式影響因素樁周土的抗剪強(qiáng)度樁端支承情況樁的尺寸樁的類型

(3)單樁的破壞模式3.3單樁承載力2）常見(jiàn)的單樁破壞模式

屈曲破壞整體剪切破壞刺入破壞(3)單樁的破壞模式3.3單樁承載力

(1)屈曲破壞※荷載--沉降(Q-S)關(guān)系曲線特征：呈“急進(jìn)破壞”的陡降型※破壞模式特點(diǎn)：當(dāng)樁底支承在堅(jiān)硬的土層或巖層上，樁周土層極為軟弱，樁身無(wú)約束或側(cè)向抵抗力。樁在軸向荷載作用下，如同一細(xì)長(zhǎng)壓桿出現(xiàn)縱向撓曲破壞，其沉降量很小，具有明確的破壞荷載（圖a)※樁的承載力取決于樁身的材料強(qiáng)度?！┰缴詈裼倌噘|(zhì)土層中的小直徑端承樁或嵌巖樁，細(xì)長(zhǎng)的木樁等多屬于此種破壞。3.3單樁承載力(2)

整體剪切破壞※荷載--沉降(Q-S)關(guān)系曲線的特征：呈“急進(jìn)破壞”的陡降型※破壞模式特點(diǎn)：當(dāng)具有足夠強(qiáng)度的樁穿過(guò)抗剪強(qiáng)度較低的土層，達(dá)到強(qiáng)度較高的土層，且樁的長(zhǎng)度不大時(shí)，樁在軸向荷載作用下，由于樁底上部土層不能阻止滑動(dòng)土楔的形成，樁底土體形成滑動(dòng)面而出現(xiàn)整體剪切破壞。此時(shí)樁的沉降量較小，樁側(cè)摩阻力難以充分發(fā)揮，主要荷載由樁端阻力承受，呈現(xiàn)明確的破壞荷載(圖b)?！鶚兜某休d力主要取決于樁端土的支承力?！话愦蛉胧蕉虡丁@擴(kuò)短樁等均屬于此種破壞。3.3單樁承載力(3)

刺入破壞 ※(Q-S)關(guān)系曲線特征：一般當(dāng)樁周土質(zhì)較軟弱時(shí),荷載～沉降(Q-S)關(guān)系曲線為呈“漸進(jìn)破壞”的緩變型曲線，無(wú)明顯拐點(diǎn)，極限荷載難以判斷，樁的承載力主要由上部結(jié)構(gòu)所能承受的極限沉降su確定；當(dāng)樁周土的抗剪強(qiáng)度較高時(shí)，荷載～沉降(Q-S)關(guān)系曲線可能為陡降型，有明顯拐點(diǎn)，樁的承載力主要取決于樁周土的強(qiáng)度?！茐哪Ｊ教攸c(diǎn)：當(dāng)樁的人土深度較大或樁周土層抗剪強(qiáng)度較均勻時(shí)，樁在軸向荷載作用下將出現(xiàn)刺入破壞，如圖c所示。此時(shí)樁頂荷載主要由樁側(cè)摩阻力承受，樁端阻力極微，樁的沉降量較大?！话闱闆r下的鉆孔灌注樁多屬于此種情況。3.3單樁承載力單樁豎向容許承載力：?jiǎn)螛对谳S向荷載作用下，地基土和樁本身的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均能得到保證，變形也在容許范圍之內(nèi)所容許承受的最大荷載，它是以單樁軸向極限承載力(極限樁側(cè)摩阻力與極限樁底阻力之和）考慮必要的安全度后求得的。確定方法有多種，考慮地基土具有多變性、復(fù)雜性和地域性，幾種方法作綜合考慮和分析，合理地確定。3.3.2

單樁豎向承載力的確定3.3單樁承載力取決于二方面：①樁身的材料強(qiáng)度②地層的支承力設(shè)計(jì)時(shí)分別按這兩方面確定后取其中的小值。如按樁的載荷試驗(yàn)確定，則已兼顧到這兩方面。3.3.2

單樁豎向承載力的確定3.3單樁承載力按材料強(qiáng)度確定用靜載試驗(yàn)確定按靜力觸探法確定按設(shè)計(jì)規(guī)范經(jīng)驗(yàn)公式確定

back3.3單樁承載力按材料強(qiáng)度確定back3.3單樁承載力靜載荷試驗(yàn)是評(píng)價(jià)單樁承載力諸法中可靠性較高的一種方法。

缺點(diǎn)：時(shí)間長(zhǎng)；費(fèi)用高。廣東最大可加載3000t。3.3單樁承載力按靜載試驗(yàn)確定次梁錨筋錨樁主梁千斤頂百分表3.3單樁承載力3.3單樁承載力3.3單樁承載力樁頂試驗(yàn)中擠土樁在設(shè)置后須隔一段時(shí)間才開(kāi)始載荷試驗(yàn)。這是由于打樁時(shí)土中產(chǎn)生的孔隙水壓力有待消散，且土體因打樁擾動(dòng)而降低的強(qiáng)度也有待隨時(shí)間而部分恢復(fù)。所需的間歇時(shí)間：預(yù)制樁在砂類土中不得少于7天；粉土和粘性土不得少于15天；飽和軟粘土不得少于25天。灌注樁應(yīng)在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能進(jìn)行。3.3單樁承載力測(cè)試方法加載應(yīng)分級(jí)：

每級(jí)荷載約為預(yù)估的破壞荷載的1/10-1/15。有時(shí)也采用遞變加載，開(kāi)始1/2.5—1/5，終了階段1/10—1/15。測(cè)讀沉降時(shí)間：

每級(jí)加荷后的第一小時(shí)內(nèi)，按2、5、15、30、45、60min測(cè)讀一次，以后每隔30min測(cè)讀一次，直至沉降穩(wěn)定為止。沉降穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)：

對(duì)砂性土為30min內(nèi)不超過(guò)0.lmm，對(duì)粘性土為lh內(nèi)不超過(guò)0.lmm。3.3單樁承載力單樁豎向極限承載力Qu應(yīng)按下列方法確定：1.作荷載～沉降(Q~s)曲線和其他輔助分析所需的曲線。2.當(dāng)陡降段明顯時(shí)，取相應(yīng)于陡降段起點(diǎn)的荷載值。3.當(dāng)出現(xiàn)終止加載條件第二款的情況，取前一級(jí)荷載值。4.Q~s曲線呈緩變型時(shí)，取樁頂總沉降量s=40mm所對(duì)應(yīng)的荷載值，當(dāng)樁長(zhǎng)大于40m時(shí)，宜考慮樁身的彈性壓縮。3.3單樁承載力荷載～沉降（Q~s）曲線取值方法：①Q(mào)~s曲線有明顯陡降段時(shí)，取相應(yīng)于陡降段起點(diǎn)的荷載值。②Q~s曲線為緩變型時(shí)，取樁頂s=40mm所對(duì)應(yīng)的荷載值。

作荷載～沉降（Q~s）曲線3.3單樁承載力在同一條件下，進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)的樁數(shù)不宜少于總樁數(shù)的1％，且不應(yīng)少于3根。

計(jì)算參加統(tǒng)計(jì)的極限承載力的平均值，當(dāng)滿足其極差不超過(guò)平均值的30%時(shí)，可取其平均值為單樁豎向極限承載力Qu；當(dāng)極差超過(guò)平均值的30%時(shí)，宜增加試樁數(shù)并分析離差過(guò)大的原因，結(jié)合工程具體情況確定極限承載力Qu。對(duì)樁數(shù)為3根及3根以下的柱下樁臺(tái)，則取最小值為單樁豎向極限承載力Qu。

單樁豎向承載力特征值Ra=Qu/2（取安全系數(shù)為2）3.3單樁承載力觸探儀的探頭貫入土中時(shí)的貫入阻力與受壓?jiǎn)螛对谕林械墓ぷ鳡顩r有相類似。將探頭壓入土中測(cè)得探頭的貫入阻力，取得資料與試樁結(jié)果進(jìn)行比較，通過(guò)大量資料的積累和分析研究，建立經(jīng)驗(yàn)公式確定軸向受壓?jiǎn)螛度菰S承載力。測(cè)試時(shí)，可采用單橋或雙橋探頭。

按靜力觸探法確定3.3單樁承載力《建筑樁基規(guī)范》粘性土砂性土3.3單樁承載力式中Ra——單樁豎向承載力特征值；

qpa、qsia——樁端端阻力、樁側(cè)阻力特征值，由當(dāng)?shù)仂o載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析算得（查表）；Ap——樁底橫截面面積；up——樁身周邊長(zhǎng)度；

li——第i層巖土的厚度。3.3單樁承載力經(jīng)驗(yàn)公式法例題某承臺(tái)下設(shè)置了3根直徑為480mm的灌注樁，樁長(zhǎng)10.5m，樁側(cè)土層自上而下依次為：淤泥，厚6m，qsia=7kPa；粉土，厚2.5m，qsia=28kPa；粘土，很厚（樁端進(jìn)入該層2m），qsia=35kPa，qpa=1800kPa。試計(jì)算單樁豎向承載力特征值。

3.3單樁承載力某樁基礎(chǔ)，承臺(tái)埋深2.5m，樁截面為方形，尺寸為0.4m，樁長(zhǎng)20m的混凝土預(yù)制樁，其雙橋靜力觸探結(jié)果如下表，據(jù)此計(jì)算基樁承載力特征值。3.3單樁承載力土名層厚/m層底深/mfsi/kPaqc/kPa填土2.52.5--淤泥質(zhì)黏土10.012.515.8-黏土8.020.545.51800細(xì)砂9.029.590.55500第二層淤泥質(zhì)黏土：3.3單樁承載力對(duì)于飽和砂土，樁端阻力修正系數(shù)α取1/2；由于樁端位于地面下22.5m，樁端以上4d為22.5-4×0.4=20.9m。依然處于細(xì)砂層中，所以qc=5500kPa單樁承載力特征值Ra=Qu/2=1906/2=953kN第三層黏土：第四層細(xì)砂：受上拔力的樁：抗拔承載力計(jì)算公式：理論計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式影響抗拔承載力的因素：土類別樁長(zhǎng)度樁徑樁類型施工方法3.3單樁承載力3.3.3

樁的抗拔承載力樁基受拔可能出現(xiàn)的情況：?jiǎn)螛妒馨稳簶吨胁糠謽妒馨稳簶墩w受拔單樁或部分樁受拔的承載力：back3.3單樁承載力(一)負(fù)摩阻力的意義及其產(chǎn)生原因

(二)中性點(diǎn)及其位置的確定(三)減小負(fù)摩力的工程措施3.3.4

樁側(cè)負(fù)摩阻力3.3單樁承載力產(chǎn)生負(fù)摩擦的條件和原因在樁頂豎向荷載作用下，當(dāng)樁相對(duì)于樁側(cè)土體向下位移時(shí)，土對(duì)樁產(chǎn)生的向上作用的摩阻力，稱為正摩阻力。但是，當(dāng)樁側(cè)土體因某種原因而下沉，且其下沉量大于樁的沉降（即樁側(cè)土體相對(duì)于樁向下位移）時(shí)，土對(duì)樁產(chǎn)生的向下作用的摩阻力，稱為負(fù)摩阻力。

3.3單樁承載力1.引起樁側(cè)負(fù)摩阻力的條件是：樁側(cè)土體下沉必須大于樁的下沉

2.負(fù)摩阻力的產(chǎn)生原因(1)樁周附近地面大面積堆載(2)大面積降低地下水位(3)欠固結(jié)土,新填土(4)濕陷性黃土遇水濕陷(5)打樁引起的超靜孔隙水壓力消散正摩阻負(fù)摩阻

樁土之間相對(duì)位移的方向決定了樁側(cè)摩阻力的方向，當(dāng)樁周土層相對(duì)于樁側(cè)向下位移時(shí)，樁側(cè)摩阻力方向向下，稱為負(fù)摩阻力。3.3單樁承載力后果使樁的樁身軸力加大。中性點(diǎn)3.3單樁承載力中性點(diǎn)深度ln的確定(1)

應(yīng)按樁周土層沉降與樁沉降相等的條件計(jì)算確定。(2)

經(jīng)驗(yàn)方法軟土持力層中性點(diǎn)3.3單樁承載力減小負(fù)摩阻力的工程措施對(duì)可能出現(xiàn)負(fù)摩阻力的樁基，宜按下列原則設(shè)計(jì)：①對(duì)于填土建筑場(chǎng)地，先填土并保證填土的密實(shí)度，待填土地面沉降基本穩(wěn)定后再成樁；②對(duì)于地面大面積堆載的建筑物，采取預(yù)壓等處理措施，減少堆載引起的地面沉降；③對(duì)位于中性點(diǎn)以上的樁身進(jìn)行處理，以減少負(fù)摩阻力；④對(duì)于自重濕陷性黃土地基，采取強(qiáng)夯、擠密土樁等先行處理，消除上部或全部土層的自重濕陷性；⑤采用其他有效而合理的措施。3.3單樁承載力1）在預(yù)制樁表面涂一層瀝青；瀝青越軟越厚為佳。2）對(duì)干作業(yè)成孔灌注樁加雙層筒形塑料薄膜；3）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)灌注樁也可在樁與土之間填充高稠度膨脹土泥漿等方法，來(lái)消除或降低負(fù)摩阻力的影響。3.3單樁承載力第三章樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)4群樁承載力群樁效應(yīng)——在豎向荷載作用下，由于承臺(tái)、樁、地基土的相互作用情況不同，群樁基礎(chǔ)中一根樁的承載力發(fā)揮和沉降性狀往往與相同情況下的獨(dú)立單樁有顯著差別，這種現(xiàn)象稱為群樁效應(yīng)。3.4群樁承載力群樁基礎(chǔ)：由2根以上樁組成的樁基。群樁效應(yīng)系數(shù)η：群樁效應(yīng)可用群樁效應(yīng)系數(shù)η和沉降比ζ表示。指群樁豎向極限承載力Pu

與群樁中所有樁的單樁豎向極限承載力Qu總和之比，即：

沉降比ζ:是指在每根樁承擔(dān)相同荷載條件下，群樁沉降量Sn

與單樁沉降量S之比群樁效率系數(shù)η越小，沉降比ζ越大，則表示群樁效應(yīng)越強(qiáng)，也就意味著群樁承載力越低，沉降越大。3.4群樁承載力壓力擴(kuò)散深度S>6dS=(3-4)d摩擦型群樁3.4群樁承載力應(yīng)力重疊沉降增加單樁承載力下降，η<1。

摩擦型群樁受力特點(diǎn)（1）在豎向荷載作用下，樁頂大部分荷載通過(guò)樁側(cè)阻力傳到樁周土和樁端土中，其余部分由樁端承受。由于樁端土的貫入變形和樁身彈性壓縮，對(duì)低樁承臺(tái)群樁，承臺(tái)底也產(chǎn)生一定反力，分擔(dān)一部分荷載，使承臺(tái)底土、樁間土、樁端土都參與工作，形成承臺(tái)、樁、土相互作用，使群樁的工作性質(zhì)復(fù)雜。（2）群樁中基樁的性質(zhì)明顯不同于單樁，群樁承載力小于單樁承載力之和，群樁沉降量則大于單樁的沉降量。3.4群樁承載力端承型群樁的樁底持力層剛硬、樁端貫入變形小，由樁身壓縮引起的樁頂沉降不大，承臺(tái)底面土反力很小。

樁頂荷載集中通過(guò)樁端傳給樁底持力層，樁側(cè)阻力忽略不計(jì)，即不考慮樁端平面處的應(yīng)力疊加現(xiàn)象。

巖石土端承型群樁3.4群樁承載力端承型群樁受力特點(diǎn)1）承臺(tái)分配給各樁樁頂?shù)呢Q向荷載，其大部分直接傳遞到樁端。2）樁側(cè)阻力分擔(dān)荷載較小，傳遞到樁端平面應(yīng)力重疊效應(yīng)較小。3）樁端持力層較堅(jiān)硬，承臺(tái)底土反力小，故承臺(tái)底土分擔(dān)荷載的作用可忽略不計(jì)。4）群樁承載力等于個(gè)單樁承載力之和Qg=∑Qi

群樁沉降等于單樁的沉降sg=si

群樁效應(yīng)系數(shù)η=15）樁端下存在軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的驗(yàn)算。3.4群樁承載力由于各影響因素對(duì)群樁效應(yīng)特性的影響效果不同，用單一的群樁效率系數(shù)難以如實(shí)反映群樁效應(yīng)問(wèn)題，為此《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-94)引入分項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)，即樁側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)

，樁端阻群樁效應(yīng)系數(shù)

，樁側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)

以及承臺(tái)底土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)

。3.4群樁承載力對(duì)于一般建筑物和受水平力較小的高大建筑物，當(dāng)樁基中各樁的樁徑相同時(shí)，可假定：①.承臺(tái)是剛性的；②.各樁剛度相同；③.x、y是樁基平面的慣性主軸。3.4群樁承載力樁基承載力計(jì)算樁頂荷載（豎向力）計(jì)算軸心豎向力作用下偏心豎向力作用下3.4群樁承載力水平力作用下基樁豎向承載力驗(yàn)算

1、荷載效應(yīng)基本組合

偏心

2、地震作用效應(yīng)組合3.4群樁承載力

軸心

偏心

軸心按規(guī)范確定基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值當(dāng)根據(jù)靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，按下式計(jì)算基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值：3.4群樁承載力軟弱下臥層驗(yàn)算3.4群樁承載力整體沖切破壞基樁沖切破壞樁距＜6d，將樁基視為整體基礎(chǔ)：Flb0t

z

G

3.4群樁承載力壓力擴(kuò)散角原則是持力層剛度越大，擴(kuò)散角越大。3.4群樁承載力樁距＞6d，基樁沖剪破壞群樁承載力不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)的補(bǔ)救措施：1.對(duì)中小直徑樁（非端承樁）當(dāng)承載力相差較多時(shí)，必須補(bǔ)樁，并重新設(shè)計(jì)承臺(tái)；當(dāng)承載力相差不多時(shí)，可通過(guò)加大承臺(tái)面積、加大承臺(tái)間聯(lián)系梁的剛度等措施來(lái)彌補(bǔ)。2.對(duì)大直徑灌注樁通常須對(duì)地基或樁身砼作補(bǔ)強(qiáng)處理。3.4群樁承載力工程實(shí)例

某18層大樓采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)25m。在挖孔過(guò)程中，由于地下水的劇烈流動(dòng)和大量涌入，使得花崗巖殘積土強(qiáng)度降低，且由于灌注樁底和樁身砼時(shí)，難于將地下水完全排出，因而影響了樁身的完整性和單樁承載力。

3.4群樁承載力措施：沿樁身軸線鉆孔，鉆孔穿過(guò)樁端進(jìn)入殘積土，然后在樁端下方采用三重管旋噴工藝灌注水泥漿，在樁端下形成一水泥“結(jié)石”人工地基。在以水泥漿回灌樁身鉆孔的同時(shí)，采用壓密灌漿工藝對(duì)樁身缺陷進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。經(jīng)動(dòng)測(cè)檢驗(yàn)，處理后樁身完整性良好，單樁承載力從處理前的5093~6287kN提高到約8200kN，滿足原設(shè)計(jì)7900kN的要求。3.4群樁承載力某框架柱采用樁基礎(chǔ)，正方形承臺(tái)下均布5根直徑為600mm的鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)15m，承臺(tái)頂面處柱的豎向軸力標(biāo)準(zhǔn)值Fk=3840kN，Myk=161kN.m。承臺(tái)及其上覆土自重標(biāo)準(zhǔn)值Gk=447kN，計(jì)算基樁最大豎向力。3.4群樁承載力3.4群樁承載力某5樁承臺(tái)樁基，樁徑為0.6m，地震作用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于承臺(tái)頂豎向荷載Fk=8000kN，彎矩Mk=480kN.m，承臺(tái)及其上土Gk=500kN，考慮地震作用效應(yīng)時(shí)基樁的承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)為多少？所以基樁承載力特征值第三章樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求——安全、合理、經(jīng)濟(jì)對(duì)樁和承臺(tái)：足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性對(duì)地基：足夠的承載力和不產(chǎn)生過(guò)量變形計(jì)算樁數(shù)：按正常使用極限狀態(tài)，荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算變形：按正常使用狀態(tài)，荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合，不計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用確定承臺(tái)高度、計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力及配筋：按承載力極限狀態(tài)，荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)荷載取值單樁承載力樁基沉降3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)No結(jié)構(gòu)與地質(zhì)資料樁型、樁長(zhǎng)、樁距確定樁數(shù)n樁基中單樁承載力驗(yàn)算軟弱下臥層驗(yàn)算實(shí)體深基礎(chǔ)驗(yàn)算承臺(tái)設(shè)計(jì)沉降計(jì)算樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一、必要的資料準(zhǔn)備在設(shè)計(jì)之前，首先應(yīng)通過(guò)調(diào)查研究，充分掌握一些基本的設(shè)計(jì)資料，其中包括上部結(jié)構(gòu)的情況(如平面布置、結(jié)構(gòu)型式、荷較大小以及構(gòu)造和使用上的要求)、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘察資料、基礎(chǔ)材料的來(lái)源及施工條件(如樁的制作、運(yùn)輸、沉樁設(shè)備)等。并了解當(dāng)?shù)厥褂脴兜慕?jīng)驗(yàn)，以供設(shè)計(jì)參考。3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)二、初步選擇樁的類型、樁長(zhǎng)及樁的截面尺寸等

1.樁的類型2.樁的截面尺寸3.樁長(zhǎng)4.樁端進(jìn)入持力層的深度3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1、樁型選擇的原則1）地質(zhì)條件——選擇樁型首要因素2）建筑條件——決定樁型的重要因素3）施工對(duì)周圍環(huán)境的影響4）施工的可行性——選擇樁型的前提條件5）經(jīng)濟(jì)分析3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)粘土2d砂土1.5d碎石1.0d

4d持力層軟弱下臥層2、樁長(zhǎng)的確定

樁長(zhǎng)的確定—關(guān)鍵是樁端持力層的選擇

樁端全斷面進(jìn)入持力層深度，依據(jù)各類持力層中成樁的可能性和盡可能提高樁端阻力的要求決定，一般為1~3倍樁徑；

堅(jiān)硬持力層較厚且施工條件允許，宜達(dá)樁端阻力的臨界深度；

持力層較薄且有軟弱下臥層，樁端下堅(jiān)實(shí)土層厚度不宜小于4倍樁徑。3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)三、確定樁的數(shù)量及其平面布置3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.樁的根數(shù)

初步估算樁數(shù)時(shí)，當(dāng)樁基為軸心受壓時(shí)，樁數(shù)n按下式估算偏心受壓時(shí)，應(yīng)按軸心受壓確定的樁數(shù)增加10～20％選擇最優(yōu)的樁距就是合理布樁，這是使樁基設(shè)計(jì)做到經(jīng)濟(jì)和有效的重要一環(huán)。

一般常用樁距為：s=3~4d

樁距太大會(huì)增加承臺(tái)的面積，使其體積和用料加大而不經(jīng)濟(jì)；

樁距太小則會(huì)使摩擦樁基承載力降低，沉降加大，且給施工造成困難。

樁的邊距s1（樁的中心至承臺(tái)邊的距離）一般不小于樁的直徑，亦不得小于300mm。3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

2.樁的中心距

一般樁的最小中心距應(yīng)符合表規(guī)定。對(duì)于大面積樁群,尤其是擠土樁，樁的最小中心距還應(yīng)按表列數(shù)值適當(dāng)加大。3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3.樁的平面布置－－確定承臺(tái)尺寸在確定樁數(shù)、樁距和邊距后，根據(jù)布樁的原則，選用合理的排列方式，尺寸。

布置原則:①力求使樁基中各樁受力比較均勻:

作用在板式承臺(tái)上荷載的合力作用點(diǎn)，應(yīng)與群樁橫截面的重心相重合或接近；②樁基在承受水平和彎矩較大方向有較大的抵抗矩，以增強(qiáng)樁基的抗彎能力。3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)p.160平面布置形式對(duì)稱式梅花式行列式環(huán)狀排列，不等距排列，外密內(nèi)疏等3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為了使樁基中各樁受力比較均勻，群樁橫截面的重心應(yīng)與豎向永久荷載合力的作用點(diǎn)重合或接近。為了節(jié)省承臺(tái)用料和減少承臺(tái)施工的工作量，在可能情況下，墻下應(yīng)盡量采用單排樁基，柱下的樁數(shù)也應(yīng)盡量減少。一般地說(shuō)，樁數(shù)較少而樁長(zhǎng)較大的摩擦型樁基，無(wú)論在承臺(tái)的設(shè)計(jì)和施工方面，還是在提高群樁的承載力以及減小樁基沉降量方面，都比樁數(shù)多而樁長(zhǎng)小的樁基優(yōu)越。3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)六、樁基承臺(tái)設(shè)計(jì)3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)四、確定單樁承載力

五、軟弱下臥層驗(yàn)算、沉降驗(yàn)算

樁基承臺(tái)可分為柱下獨(dú)立承臺(tái)、柱下或墻下條形承臺(tái)（梁式承臺(tái)），以及筏板承臺(tái)和箱形承臺(tái)等。承臺(tái)的作用是將樁聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，并把建筑物的荷載傳到樁上承臺(tái)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度樁基承臺(tái)的設(shè)計(jì)包括確定承臺(tái)的材料、底面標(biāo)高、平面形狀及尺寸、剖面形狀及尺寸以及進(jìn)行受彎、受剪、受沖切和局部受壓承載力計(jì)算，并應(yīng)符合構(gòu)造要求。1.構(gòu)造要求

承臺(tái)形狀方形、矩形、三角形、多邊形、圓形(1)最小寬度

500mm(2)最小厚度

300mm(3)樁外緣距離承臺(tái)邊

150mm

邊樁中心距離承臺(tái)邊

1.0d(4)樁嵌入承臺(tái)大直徑樁

100mm,小樁

50mm

(5)混凝土樁的樁頂主筋應(yīng)伸入承臺(tái)內(nèi)，其錨固長(zhǎng)度不宜小于鋼筋直徑的30倍

1.0d

150mm100mm3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，承臺(tái)底面鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于70mm，當(dāng)有混凝土墊層時(shí)，不應(yīng)小于40mm。

承臺(tái)的配筋，對(duì)于矩形承臺(tái)，鋼筋應(yīng)按雙向均勻通長(zhǎng)布置，鋼筋直徑不宜小于10mm，間距不宜大于200mm；對(duì)于三樁承臺(tái)，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)。

3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2.承臺(tái)的計(jì)算

承臺(tái)計(jì)算包括受彎、受剪、受沖切及局部受壓承載力計(jì)算。受彎計(jì)算的結(jié)果→承臺(tái)的鋼筋配置受沖切和受剪計(jì)算→承臺(tái)的厚度3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.受彎計(jì)算(1)柱下多樁矩形承臺(tái)Mx＝∑Niyi

My＝∑Nixi

式中Mx、My——分別為垂直于y軸和x軸方向計(jì)算截面處的彎矩設(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(tái)和其上填土自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的第i樁豎向力設(shè)計(jì)值。

3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2.承臺(tái)受沖切計(jì)算(1)柱對(duì)承臺(tái)的沖切3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)式中

Fl——扣除承臺(tái)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，；

βhp——受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時(shí)，βhp取1.0，

當(dāng)h大于等于2000mm時(shí)，βhp取0.9，其間按線性內(nèi)插法取用；

ft——承臺(tái)混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

h0——沖切破壞錐體的有效高度；

3.5樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)β0x、β0y——沖切系數(shù)；

λ0x、λ0y——沖跨比，λ0x＝a0x／h0、λ0y＝a0y／h0，a0x、a0y為柱邊或變階處