复习的重点桩基工程20131108

1、复习的重点复习的重点2013年年11月月蒋建平蒋建平主要内容 1 1 概述概述 2 2 桩基础的施工桩基础的施工 3 3 竖向荷载作用下单桩的工作性能竖向荷载作用下单桩的工作性能 4 4 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定 5 5 桩的水平承载力确定桩的水平承载力确定 6 6 群桩基础计算群桩基础计算 7 7 桩基础的设计桩基础的设计 1 概述1.1.桩基础的应用及分类（1）浅基础人工地基桩基础改变上部结构桩基础历史悠久桩基础的优点桩基础在多种工程中承受复杂荷载桩基础发展迅速软 土 层承台承台桩桩 桩的定义桩的定义 桩是将建筑物的荷载（竖向的和水平桩是将建筑物的荷载（竖向的和水平的）全部

2、或部分传递给地基土（或岩层）的）全部或部分传递给地基土（或岩层）的具有一定刚度和抗弯能力的传力杆件。的具有一定刚度和抗弯能力的传力杆件。桩的横截面尺寸比长度小得多。桩的性质桩的横截面尺寸比长度小得多。桩的性质随桩身材料、制桩方法和桩的截面大小而随桩身材料、制桩方法和桩的截面大小而异，有很大的适应性。异，有很大的适应性。 桩、桩基的区别桩、桩基的区别桩：指插入土中的传力杆件。桩：指插入土中的传力杆件。桩基：指桩和桩周土组成的复合体。桩基：指桩和桩周土组成的复合体。“桩基与土的相互作用桩基与土的相互作用”是不对的，应是是不对的，应是“桩（或桩基础）与土的相互作用桩（或桩基础）与土的相互作用” 桩的

3、特点（桩的特点（1） 桩可以用各种材料制成，例如木材、桩可以用各种材料制成，例如木材、钢材、混凝土或它们的组合。桩可以现场钢材、混凝土或它们的组合。桩可以现场或工厂预制，也可以在地基土中开孔直接或工厂预制，也可以在地基土中开孔直接浇筑。桩顶可以做成专门的钢帽，也可伸浇筑。桩顶可以做成专门的钢帽，也可伸出钢筋以便与基础承台连接。桩身通常是出钢筋以便与基础承台连接。桩身通常是柱形，但也可以是锥形。柱形，但也可以是锥形。 桩的特点（桩的特点（2） 桩表面一般是平直的，也可以做成槽桩表面一般是平直的，也可以做成槽形或螺旋形。桩的断面形状常为圆形、环形或螺旋形。桩的断面形状常为圆形、环形、方形，也有矩形

4、、多边形、三角形或形、方形，也有矩形、多边形、三角形或H形等异形断面。桩端可以做成锥尖形，或形等异形断面。桩端可以做成锥尖形，或平底的，也可能扩大成球台形、或梨形的。平底的，也可能扩大成球台形、或梨形的。桩基础的作用桩基础的作用 （1）桩支承于坚硬的（基岩、密）桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，具有较高的土、中密砂等）持力层，具有较高的竖向单桩承载力或群桩承载力。竖向单桩承载力或群桩承载力。 （2）桩基具有很大的竖向单桩刚）桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群桩刚度（摩擦桩），度（端承桩）或群桩刚度（摩擦桩），在自

5、重或相邻荷载影响下，不产生过在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。斜不超过允许范围。 （3）凭借较大的单桩侧向刚度（大）凭借较大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证建筑物的的水平荷载与力矩荷载，保证建筑物的抗倾覆稳定性。抗倾覆稳定性。 （4）桩身穿过可液化土层而支承于）桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化

6、与震陷的情况下，桩造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保建筑的稳定，与抗拔承载力，从而确保建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。且不产生过大的沉陷与倾斜。3 3、按、按设置效应设置效应分分是否挤土是否挤土挤土桩挤土桩打入或压入，预制桩或沉管灌注桩。挤土打入或压入，预制桩或沉管灌注桩。挤土使土密实，但打入有噪声，挤土会发生漂桩，还会使土密实，但打入有噪声，挤土会发生漂桩，还会破坏周边设施破坏周边设施非挤土桩非挤土桩钻、挖孔桩，桩长、桩径可较大，可钻、挖孔桩，桩长、桩径可较大，可穿越硬土层。无挤密效果，但有些土（

7、饱和软粘穿越硬土层。无挤密效果，但有些土（饱和软粘土）本不可挤密。土）本不可挤密。部分挤土桩部分挤土桩钻小口径孔，再打入，或钢管、砼管桩钻小口径孔，再打入，或钢管、砼管桩打入桩有较大的振动和噪声，打入桩有较大的振动和噪声，在城市建筑密集地区施工，在城市建筑密集地区施工，须考虑对环境的影响。须考虑对环境的影响。 灌注桩的施工方法是用钻灌注桩的施工方法是用钻(冲冲)孔机具孔机具在土中钻进，边破碎土体边出土渣在土中钻进，边破碎土体边出土渣而成孔，然后在孔内放入钢筋骨架，而成孔，然后在孔内放入钢筋骨架，灌注混凝土而形成的桩。为了顺利灌注混凝土而形成的桩。为了顺利成孔、成桩，需采用包括制备有一成孔、成桩

8、，需采用包括制备有一定要求的泥浆护壁、提高孔内泥浆定要求的泥浆护壁、提高孔内泥浆水的水位、灌注水下混凝土等相应水的水位、灌注水下混凝土等相应的施工工艺和方法。的施工工艺和方法。 钻孔灌注桩的施工设备简单，操作尚钻孔灌注桩的施工设备简单，操作尚方便。但由于泥浆的排放处理，在城方便。但由于泥浆的排放处理，在城市中的应用有时会受到一定的限制。市中的应用有时会受到一定的限制。 预制桩的施工方法是将各种预先预制桩的施工方法是将各种预先制好的桩制好的桩(主要是钢筋混凝土或主要是钢筋混凝土或预应力混凝土实心桩或管桩，也预应力混凝土实心桩或管桩，也有钢桩或木桩有钢桩或木桩)以不同的沉桩方以不同的沉桩方式式(设

9、备设备)沉入地基内达到所需要沉入地基内达到所需要的深度。的深度。 打入桩一般适用于桩径较小打入桩一般适用于桩径较小(一般直一般直径在径在0.6m以下，但国内最大管桩直以下，但国内最大管桩直径已达径已达lm)，地基土质为可塑状粘性，地基土质为可塑状粘性土、砂性土、粉土、细砂以及松散的土、砂性土、粉土、细砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石类土的情不含大卵石或漂石的碎卵石类土的情况。况。 桩在轴向压力荷载作用下，桩顶沉桩在轴向压力荷载作用下，桩顶沉降降=桩身弹性压缩桩身弹性压缩+桩底土层压缩。桩底土层压缩。 桩侧摩阻力和桩底阻力的发挥程度与桩侧摩阻力和桩底阻力的发挥程度与桩土间的变形性态有关，并各

10、自达到桩土间的变形性态有关，并各自达到极限值时所需要的位移量是不相同的。极限值时所需要的位移量是不相同的。 灌注桩包括人工挖孔灌注桩（非挤灌注桩包括人工挖孔灌注桩（非挤土）、土）、 、机械钻孔灌注桩（非挤、机械钻孔灌注桩（非挤土）、沉管灌注桩等（部分挤土）。土）、沉管灌注桩等（部分挤土）。 灌注桩中有人工挖孔灌注桩和机械灌注桩中有人工挖孔灌注桩和机械钻孔灌注桩。钻孔灌注桩。 4 4、按、按荷载传递方式荷载传递方式分分端承摩擦桩桩擦摩摩擦型桩 摩擦端承桩桩承端端承型桩 桩端土差、桩很长、灌注桩端土差、桩很长、灌注桩清底差桩清底差桩端为岩石、大头桩桩端为岩石、大头桩桩顶极限荷载绝大部分由桩侧阻力承

11、受，桩端阻力很小可忽略不计桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，桩侧阻力分担的荷载大于桩端阻力。桩顶极限荷载绝大部分由桩端阻力承受，桩侧阻力很小可忽略不计。桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，桩端阻力分担的荷载大于桩侧阻力。预制桩的施工方法是将各种预先预制桩的施工方法是将各种预先制好的桩制好的桩(主要是钢筋混凝土或主要是钢筋混凝土或预应力混凝土实心桩或管桩，也预应力混凝土实心桩或管桩，也有钢桩或木桩有钢桩或木桩)以不同的沉桩方以不同的沉桩方式式(设备设备)沉入地基内达到所需要沉入地基内达到所需要的深度。的深度。 打入桩一般适用于桩径较小打入桩一般适用于桩径较小(一般直一般直径在径在0

12、.6m以下，但国内最大管桩直以下，但国内最大管桩直径已达径已达lm)，地基土质为可塑状粘性，地基土质为可塑状粘性土、砂性土、粉土、细砂以及松散的土、砂性土、粉土、细砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石类土的情不含大卵石或漂石的碎卵石类土的情况。况。 群桩效应系数：摩擦型群桩基础当桩数较多，桩距较小时，此时群桩中各桩的工作状态与单桩的显著不同，其承载力小于各单桩承载力之和，沉降量大于单桩沉降量，这种现象叫群桩效应。摩擦桩和端承桩的群桩效应系数的区别：摩擦型群桩基础： （1）、桩数少、桩距较大时，压力不相互重叠。群桩承载力各单桩承载力之和，群桩沉降量与单桩基本相同。可认为不存在群桩效应。（2）、桩数较多、桩距较小时，各桩传来的压力相互重叠，桩端处压力比单桩时大得多，压缩土层厚度也比单桩要深。群桩承载力各单桩承载力之总和，沉降量单桩的沉降量，即群桩效应。群桩效应系数 端承型群桩基础：各基桩的工作性状与单桩基本一致：（1）、桩的变形很小，