《桩基工程》演讲》PPT课件.ppt

桩 基 工 程,（第 三 讲）,22 桩基础竖向承载力计算 桩为承载力是设计桩基础的关键所在。 我国确定桩的承载力的方法有两种： 1、根据建筑地基基础设计规范 2、根据建筑桩基技术规范,桩的承载力包括： 单桩竖向承载力 群桩竖向承载力 桩的水平承载力,一、 单桩竖向承载力 1对各级建筑物的规定 (1)对于一级建筑物 单桩的竖向承载力标准值，应通过现场静载荷试验确定。 在同一条件下的试柱数量不宜少于总桩数的1，并不应少于3根。建筑桩基技术规范还要求结合静力触探、标准贯入度等原位测试方法综合确定。,(2)对于二级建筑物 也可参照地质条件相同的试验资料 根据具体情况确定。 建筑桩基技术规范规定：应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算。当缺乏可参照的试桩资料或地质条件复杂时，应由现场静载荷试验确定。,(3)对于三级建筑桩基 如无原位测试资料时，可利用承载力经验参数估算。,二、单桩竖向极限承载力标准值的确定 .按桩身材料确定抗压承载力 .土对桩的支承力确定抗压承载力 .按静载荷试验确定抗压承载力,1、 土对桩的支承力确定抗压承载力 建筑桩基技术规范（JCJ94-94）推 荐的经验公式进行计算。 （根据土的物理性能指标建立的经验公式） （见书P17）,（1）对于混凝土预制桩、水下钻（冲）孔桩、沉管灌注桩、干作业钻孔桩，都可按该式计算单桩竖向极限承载力标准值。 注：该式只适用于桩径0.8m的小直径桩,式中： U 桩身横截面周长（m） A p 桩身横截面面积,扩底桩是柱底部水平投影（m2） l i 按土层划分，第 i 层土的分段桩长（m） q sik 桩侧第i层土的极限侧阻力标准值（kpa） q sik 极限桩端阻力标准值（kpa）,（2）对于大直径桩（d0.8m），单桩竖向极限承载力标准值可按下式计算。 式中：si，p 大直径侧阻、端阻尺寸效应系数按（P18表面2-10）取值。,2单桩竖向抗压静载荷试验确定承载力 (1)试验目的: 在建筑工程现场实际工程地质和实际工作条件下，采用与工程规格尺寸完全相同的试桩进行竖向坑压静载荷试验。直至加载破坏由此确定单桩竖向极限承载力，作为桩基设计的依据。 这是确定单桩竖向承载力最可靠的方法。,(2)试验准备 a)在建筑工地选择有代表性的桩位将与设计采用的工程桩的截面、长度及质量完全相同的试桩，用设汁采用的施工机具与方法，将试桩沉至设计标高；,b)确定试桩加载装置，根据工程的规模、试桩的尺寸、地质情况及设计采用的单桩竖向承载力，以及经费情况、全面考虑后确定； c)筹备荷载与沉降的量测仪表；,d)从成桩到试桩需间歇的时间，在桩身强度达到设计要求的前提下，对于砂类土不应少于10天，对于粉土和一般粘性土不应少于15天，对于淤泥或淤泥质土中的桩不应少于25天，用以消散沉桩时产生的孔隙水压力 和触变等影响，才能反映真实的桩的端承力与桩侧摩擦力的数值。,(3)试验加载装置 通常试验采用油压干斤顶加载，千斤顶的反力装置常见如下 2种形式：,如采用工程桩作锚桩时，试桩与两则锚桩之间的中心距不小于4倍桩径，并不小于2.0m 。锚桩数量不得少于4根，并应检测静载试验过程中锚桩的上拔量。,桩基静载荷试验 确定单桩竖向（抗压）极限承载力 确定单桩或复合地基的竖向极限承载力 对工程桩的承载力进行抽样检验和评价,堆载平台 确定单桩或复合地基的竖向极限承载力 对工程桩或复合地基的承载力进行抽样检验和评价,（4）静载荷试验要点 a.试验加载方式： 采用慢速维持荷载法，即逐级加载。每级荷载达到相对稳定后，加下一级荷载、直到试桩破坏，然后分级卸载到零。 (b).加载分级：P=（1/51/8）R 或 P=（1/101/15）R；第一级可为二倍的P加荷。,(c).桩顶沉降观测： 每级加荷后间隔5，10，15，15，15，30，20，30，分钟测记一次沉降。 (d).沉降相对稳定标准： 每一小时的沉降不超过0.1mm，并连续出现两次，认为已达到相对稳定可加下级荷载。,(e).终止加载条件：当出现下列情况之一时，即可终止加载： 当荷裁沉降曲线上，有可判定极限承载力的陡降段，且桩顶总沉降量S40mm； 桩顶总沉降量S40mm后，继续增二级或二级以上荷载仍无陡降段； 某级荷载作用下桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍。即Si5Si-1； 某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，即Si2Si-1;且 经24小时尚未达到相村稳定；,桩底端支承在坚硬岩上层上。桩的沉降量很小时，最大加载量已达到设计荷载的2倍。 已达到锚桩最大抗拔力或压重平台的最大重量时。,( f)卸载与卸载沉降观测： a)每级卸载值为每级加载值的2倍； b)每级卸载后，间隔15、15、30分钟各测记一次后，即可卸下一级荷载； c)全部卸载后、间隔(34)小时再读次。,(6)单桩竖向承载力标准值的确定 a)单桩竖向极限承载力实测值 取直角坐标，以柱顶荷载P为横坐标，桩顶沉降S为纵坐标(向下)，绘制荷载一沉降(PS)曲线,2单桩竖向极限承载力标准值Quk a.建筑地基基础设计规范法 参加统计的试桩的实测值，当满足其极差不超过平均值的30时，可取实测值的平均值为单桩竖向极限承载力标准值Qum。 对桩数n3根的桩下承台，取实测值的最小值为单桩竖向极限承载力标准值。,b建筑桩基技术规范法,例题：一建筑物场地，采用预制桩，桩的静载荷试验结果见图，求单桩竖向极限承载力标准值Quk,例题2 我国南方某国际一流饭店，为一幢高度超过l00m的高层建筑。经场地的工程地质勘察，已知建筑地基土层分以下8层； 表层为中密状态人工填土，层厚1.0m； 第2层为软塑粉质粘土，IL0.85，层厚2.0m； 第3层为流塑粉质粘土，IL1.10，层厚2.5m； 第4层为软塑粉质粘土，IL0.80，层厚2.5m； 第5层为硬塑粉质粘土，IL0.25，层厚2.0m； 第6层为粗砂，中密状态，层厚为38m， 第7层为强风化岩石，层厚为17m； 第8层为泥质页岩，微风化，层厚大于20m。,因地表8m左右地基软弱，设计采用桩基础。桩的规格为：外径550mm，内径390mm，钢筋混凝土预制管桩。桩长16m，以第8层微风化泥质页岩为桩端持力层。共计314根桩。 计算此桩基础的单桩竖向承载力。,计算题1： 1.某厂房作用在某号柱下桩基承台顶面的荷载设计值F=2000KN，My=300KN.m，地基表层为杂填土，厚1.8m；第二层为软粘土，厚为7.5m，qs1 =28kpa;第三层为粉质粘土，厚为5m，qs2 =60kpa, qpk =1600kpa.若选取承台埋深d=1.8m,承台厚度1.5m,承台底面积取2.4m*3.0m。选用截面积为300*300mm的钢筋混凝土预制桩，试确定桩长L及桩数n,并进行桩位布置和群桩位中单桩受力验算。,解题指导： 该题属综合应用题，主要考查对经验公式法确定单桩竖向承载力，怎样选择持力层，确定桩数，各单桩受力的计算和验算等问题的掌握情况，要求能正确运用所学的理论知识求解桩基设计中最基本的问题。,解：（1）确定桩长L： 根据地质资料，将第三层粉质粘土层作为桩端持力层较好，设桩打入第三层的深度为5倍的桩宽，即 5*0.3=1.5m 则桩的长度L为：L=0.05+7.5+1.5=9.05m 取L=10m(包括桩尖长度）,解：（2）根据题意，画出工程地质剖面图，并标出各层的土性指标。,（3）确定单桩竖向承载力标准值Quk： 由经验公式进行计算,（4）确定基桩竖向承载力设计值R： 预估桩数 n3根的非端承桩复合桩基，应考虑桩群、土、承台的相互作用效应，由P29式（3-23）计算： 注：查P29知s= p= sp= 1.65，C=1.70。,因承台下软粘土，不考虑承台效应，即c=0， s、p取P29表3-12中Bc/l0.2一栏的对应值。因为桩数n未知，桩距Sa也未知，先按Sa/d=3查表，待确定桩数及桩距后，再验算基桩的承载力设计值是否满足要求。 s = 0.8 p = 1.64 sp = 0.93,（5）桩数n、桩距Sa及平面布置 : 承台及其以上土的平均重量G为： 桩数 n 为：（公式：P40，4-1） -偏心受力不均增加经验系数1.1至1.2,取 n=9根,（5）桩数n、桩距Sa及平面布置 : 承台及其以上土的平均重量为： 桩数 n 为：（公式：2-33，2-32） 取 n=8根,（5）桩在承台底面上的布置： 桩的最小中心距： 桩位的布置 见图：,（6）群桩中单桩的受力验算： .单桩所受的平均竖向力为：,.群桩中单桩所受的最大、最小竖向力为：,计算题2： 某工程地质土第一层土厚2m, w=30.6%,wL=35%, wp=18%；第二层土厚7m,e=0.8, w=24.5%, wL=25%,wp=16.5%；第三层为中密的中砂，厚5m。如果承台埋深取1m，采用桩长9m( 不包括桩尖长度），载面边长300mm方形钢筋混凝土预制桩，试求单桩的竖向承载力设计值。,解题前复习土力学知识： w 土的含水量； wL 液限，土从可态塑转为流动态界限； wp 塑限，土从半固态转到可塑态界限； Ip 塑性指数， Ip= wL- wp 当Ip10为粘土 ，否则为 粉土 IL 液性指数， e 孔隙比，,解题指导： 该题属简单应用题，主要考查对经验公式法求单桩竖向承载力的理解和掌握情况，要求熟记各单桩竖向承载力的经验公式，并理解公式中各项的含义。,解：（1）根据题意，画出工程地质剖面图，并标出各层的土性指标。,(2).判断各层土的类别 第一层土： Ip=wL- wp =35-18=1710(为粉质粘土） 见P15表2-6,第二层土： Ip=wL- wp =25-16.5=8.5 10(为粉土） 0.70 e = 0.8 0.9 qs = 20kPa (见P15表2-6) 第三层土： 为中密的中砂，查表得:(见P14表2-5、6),（3）计算单桩竖向承载力标准值Quk：,（4）求单桩竖向承载力设计R：预估桩基的 根数 n3,侧有sp= 1.65 sp = 0.93,例题1. 某工程位于软土地区，采用桩基础。已知基础顶面竖向荷载N3900kN，弯矩 M400kNm,水平方向剪力T=50kN工程地质勘察查明地基土层如下： 表层为人工填土，松散，层厚