基础工程课件4_桩基础ppt

1、 4.桩基础 4.桩基础2 4.桩基础b1 桩身计算宽度（简化为平面受力）桩身计算宽度（简化为平面受力）f1f1 1 m1.50.5 1 mkddbkdd EI桩身抗弯刚度时，对于钢筋砼桩，取桩身抗弯刚度时，对于钢筋砼桩，取EI 0.85EcI0(建工建工)或或0.80EcI0(路桥路桥)，其中，其中Ec为砼的弹模，为砼的弹模，I0为桩身截面惯性矩为桩身截面惯性矩.15mbEI 为桩的水平变形系数，量纲为为桩的水平变形系数，量纲为L-1 h为桩的入土深度，为桩的入土深度，m 地基土横向抗力系数的比例系数地基土横向抗力系数的比例系数(MN/m4)，受桩材和刚，受桩材和刚度、土类及其性质、荷载作用

2、方式、荷载水平、桩身水平位度、土类及其性质、荷载作用方式、荷载水平、桩身水平位移等因素影响，对多层地基可取当量移等因素影响，对多层地基可取当量m值计算，取层厚值计算，取层厚2( d+1) m；如无试验资料，如无试验资料，m值可参照规范表格值可参照规范表格 4.桩基础3 4.桩基础多采用线弹性地基反力法。多采用线弹性地基反力法。假设假设x与桩的水平位与桩的水平位移移x成正比。成正比。关键在于确定土体抗力系数沿深度的关键在于确定土体抗力系数沿深度的分布，分为：分布，分为： (a)常数法；常数法；(b)k法；法；(c)m法；法；(d) c法法 z( a )n=0Q0M0 x( d )n=0.5( b

3、 )n=1( c )n=0Ztkhzkh=mzkh=cz1/2Zt 4.桩基础4 4.桩基础n 微分方程的建立微分方程的建立zM +DMdzzzoq=b1q(x,z)Q+dQP(z)+dPP(z)Q-dxMx取一基桩微元体，由平衡取一基桩微元体，由平衡条件可得挠曲微分方程条件可得挠曲微分方程 ： 采用幂级数求解采用幂级数求解：42042dd( )ddxxEINp zzz 00320020000 zxxzzMMzQQHMxABEIEIHMABEIEIHxAM BVH AM B位移转角弯矩剪力图图4.24 4.24 微元体受力示意图微元体受力示意图 相关系数可查表确定。相关系数可查表确定。 4.桩

4、基础5 4.桩基础n 单桩水平静载荷试验单桩水平静载荷试验试验装置：试验装置： 加荷系统：千斤顶、试桩加荷系统：千斤顶、试桩 位移观测：百分表位移观测：百分表百分表垫块500千斤顶球铰百分表基准桩基准梁图图4.20 单桩水平静载荷试验单桩水平静载荷试验 4.桩基础6 4.桩基础每级荷载大小每级荷载大小 约为预估水平极限承载力的（约为预估水平极限承载力的（1/10-1/15）。）。 读数方法读数方法 每级加荷后恒载每级加荷后恒载4min测读桩顶水平位移，然后卸载至测读桩顶水平位移，然后卸载至零，停零，停2min测读残余水平位移，如此循环测读残余水平位移，如此循环5次，再施次，再施加下一级荷载。加

5、下一级荷载。 终止加载条件终止加载条件 桩身折断桩身折断 桩顶水平位移超过桩顶水平位移超过3040mm 桩侧地表出现明显裂缝或隆起。桩侧地表出现明显裂缝或隆起。试验方法试验方法n 单桩水平静载荷试验单桩水平静载荷试验 4.桩基础7 4.桩基础水平极限承载力的确定水平极限承载力的确定两特征点对应的荷载称为两特征点对应的荷载称为临界荷载临界荷载Hcr和和极限荷载极限荷载Hu图图4.21 单桩单桩H0 x0/H0曲线曲线图图4.22 单桩单桩H0g曲线曲线 4.桩基础8 4.桩基础n 要求要求 和浅基础一样，桩基设计也应符合和浅基础一样，桩基设计也应符合安全、合理安全、合理和经济和经济的要求。的要求

6、。n 基本原则基本原则 对桩和承台对桩和承台有足够的强度、刚度和耐久性；有足够的强度、刚度和耐久性； 对地基（主要是桩端持力层）对地基（主要是桩端持力层）有足够的承载力有足够的承载力 和不产生过量的变形。和不产生过量的变形。 4.桩基础9 4.桩基础 竖向承载力验算竖向承载力验算 软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算 竖向抗拔承载力及负摩阻力验算竖向抗拔承载力及负摩阻力验算 水平承载力验算水平承载力验算 沉降验算沉降验算n 桩基础验算内容桩基础验算内容 4.桩基础10 4.桩基础n设计步骤设计步骤 收集有关资料；收集有关资料； 确定桩基持力层；确定桩基持力层； 选择桩材，确定桩型、外形尺寸

7、和构造；选择桩材，确定桩型、外形尺寸和构造； 定单桩承载力设计值；定单桩承载力设计值； 初拟桩的数量和平面布置；初拟桩的数量和平面布置； 初拟承台的轮廓尺寸及承台底标高；初拟承台的轮廓尺寸及承台底标高； 验算作用于单桩上的竖向和横向荷载；验算作用于单桩上的竖向和横向荷载； 验算承台尺寸及结构强度；验算承台尺寸及结构强度； 必要时验算桩基整体承载力和沉降量，若桩端下有软弱下必要时验算桩基整体承载力和沉降量，若桩端下有软弱下 卧层，验算软弱下卧层地基承载力；卧层，验算软弱下卧层地基承载力； 单桩设计，绘制桩和承台的结构及施工详图。单桩设计，绘制桩和承台的结构及施工详图。 4.桩基础11 4.桩基础

8、n包括建筑类型（上部结构型式、平面、使用上包括建筑类型（上部结构型式、平面、使用上要求）、荷载及其性质、工程地质勘察资料、要求）、荷载及其性质、工程地质勘察资料、材料来源及施工技术设备、建筑场地条件（如材料来源及施工技术设备、建筑场地条件（如交通、周边建筑物、管线设施）等情况，并尽交通、周边建筑物、管线设施）等情况，并尽量了解当地使用桩基的经验。量了解当地使用桩基的经验。 n详细勘察除满足现行勘察规范有关要求外，勘详细勘察除满足现行勘察规范有关要求外，勘探间距和勘探深度还有要求。探间距和勘探深度还有要求。 4.桩基础12 4.桩基础n桩型选择桩型选择（在了解各种桩型优缺点基础上）在了解各种桩型

9、优缺点基础上） n桩长选择：桩长选择：主要取决于桩端主要取决于桩端持力层的选择持力层的选择。桩端进入持力层的深度据土类别而有所不同。桩端进入持力层的深度据土类别而有所不同。 n截面尺寸：截面尺寸：根据桩型与受荷大小等确定。根据桩型与受荷大小等确定。 n承台埋深：承台埋深：从结构要求和方便施工的角度选从结构要求和方便施工的角度选择，平面尺寸根据桩数及构造要求定择，平面尺寸根据桩数及构造要求定 4.桩基础13 4.桩基础 n桩数桩数 初估桩数时，先不考虑群桩效应，根据单桩竖向承载力设初估桩数时，先不考虑群桩效应，根据单桩竖向承载力设计值计值R定桩数定桩数n 。 轴心受压轴心受压时，可按下式估算：时

10、，可按下式估算： F作用在承台上的竖向压力设计作用在承台上的竖向压力设计 值；值； G承台及其上方填土的重力。承台及其上方填土的重力。 偏心受压偏心受压时，分为两种情况：时，分为两种情况： 若群桩重心与荷载合力点重合，桩数仍可按上式确定。若群桩重心与荷载合力点重合，桩数仍可按上式确定。 若不能满足，则应增加若不能满足，则应增加(10-20)桩数。桩数。RGFn 4.桩基础14 4.桩基础n 桩中心距桩中心距 一般桩的最小中心距为（一般桩的最小中心距为（34）d，具体应符合具体应符合规范规定规范规定对大面积桩群，尤其是挤土桩，桩最对大面积桩群，尤其是挤土桩，桩最小中心距应按表列数值适当加大。小中

11、心距应按表列数值适当加大。 n 桩位布置桩位布置 原则：应尽可能使上部荷载的中心与桩群的横原则：应尽可能使上部荷载的中心与桩群的横截面形心重合或接近截面形心重合或接近形式可多种多样。形式可多种多样。 4.桩基础15 4.桩基础 n 预制桩要求预制桩要求 混凝土强度等级宜混凝土强度等级宜C30 主筋主筋(纵向纵向)按计算选用按计算选用48根根1425mm的钢筋。的钢筋。最小配筋率最小配筋率 min宜宜0.8 箍筋可取箍筋可取68200mm，桩顶桩端应加密，桩顶桩端应加密 打入法沉桩时，桩顶应设置三层打入法沉桩时，桩顶应设置三层 64070的钢的钢筋网，层距筋网，层距50。桩尖所有主筋应焊接在一根

12、圆。桩尖所有主筋应焊接在一根圆钢上，或在桩尖处用钢板加强钢上，或在桩尖处用钢板加强 主筋的混凝土保护层应主筋的混凝土保护层应30mm，桩上需埋设吊环，桩上需埋设吊环，位置由计算确定。位置由计算确定。 4.桩基础16 4.桩基础 混凝土强度等级应混凝土强度等级应C20，混凝土预制桩尖应，混凝土预制桩尖应C30。 当桩顶轴向力和水平力满足规范条件时，可按构造要当桩顶轴向力和水平力满足规范条件时，可按构造要求配置桩顶与承台的连接钢筋笼。求配置桩顶与承台的连接钢筋笼。 对一级建筑桩基，主筋为对一级建筑桩基，主筋为6-10根根 12-14， min0.2，锚入承台锚入承台30dg（主筋直径），伸入桩身长

13、度（主筋直径），伸入桩身长度10d； 对二级建筑桩基，可配置对二级建筑桩基，可配置4-8根根 10-12的主筋，锚入承的主筋，锚入承台台30dg，且伸入桩身长度，且伸入桩身长度5d，对于沉管灌注桩，配筋长，对于沉管灌注桩，配筋长度不应小于承台软弱土层层底厚度；度不应小于承台软弱土层层底厚度； 对三级建筑桩基可不配构造钢筋。对三级建筑桩基可不配构造钢筋。n 灌注桩要求灌注桩要求 4.桩基础17 4.桩基础承台的作用是将桩联结成一个整体，把建筑物荷载传到桩承台的作用是将桩联结成一个整体，把建筑物荷载传到桩上，因而承台应有足够的强度和刚度。上，因而承台应有足够的强度和刚度。( b )三桩承台( a

14、)矩形承台n 外形尺寸及构造要求外形尺寸及构造要求平面尺寸由上部结构、桩数及布桩形式决定。厚度应平面尺寸由上部结构、桩数及布桩形式决定。厚度应 300mm，宽度，宽度500mm，边缘至边桩中心距应，边缘至边桩中心距应d。 配筋按计算定，对矩形承台板，宜双向均匀配置；配筋按计算定，对矩形承台板，宜双向均匀配置； 对于三桩承台，应按三向板带均匀配置对于三桩承台，应按三向板带均匀配置 。 4.桩基础18 4.桩基础n 承台的内力计算承台的内力计算柱下独立桩基承台配筋不足时柱下独立桩基承台配筋不足时将产生将产生弯曲破坏弯曲破坏，最大弯矩产生最大弯矩产生于于屈服线屈服线处，只需计算承台正截处，只需计算承台正截面最大弯矩，具体分为：面最大弯矩，具体分为： 柱下多桩矩形承台柱下多桩矩形承台 柱下三桩三角形承