基础工程2ppt课件

1、第四章 桩根底的设计计算第一节 单桩承载力确实定一、单桩承载力定义：一、单桩承载力定义： 单桩在荷载轴向力、横轴向力、弯距作用下，地基土单桩在荷载轴向力、横轴向力、弯距作用下，地基土和桩本身的强度、变形、稳定性能满足构造正常运用的要求。和桩本身的强度、变形、稳定性能满足构造正常运用的要求。二、桩的两种极限形状二、桩的两种极限形状桩基承载力极限形状：桩基承载力极限形状： 1、超越最大承载力、超越最大承载力 2、产生不适于继续承载的变形、产生不适于继续承载的变形 3、桩基发生整体失稳、桩基发生整体失稳桩基正常运用极限形状：桩基正常运用极限形状： 1、变形控制、变形控制 2、耐久性限值、耐久性限值第

2、一节 单桩承载力确实定三、单桩轴向荷载传送机理和特点1、荷载传送过程及土对桩的支撑力v桩顶位移桩身弹性紧缩桩底土层紧缩vqP的发扬程度与位移值有关：v 粘性土：25d ；砂性土：(810)dvqS的发扬与桩与土间的相对位移有关：v 粘性土：4 6mm；砂性土： 610mmv端承桩桩侧摩擦力的发扬：v 普通长度支撑桩v 较长支撑桩v摩擦桩桩底支撑反力的发扬：v 普通土层上的摩擦桩v 桩长很大的摩擦桩桩身轴力随深度减小2、桩侧摩阻力的影响要素及其分布3、桩底阻力的影响要素及深度效应v影响要素：影响要素：v 土的性质、持力层上覆荷载、桩径、桩底作用力、土的性质、持力层上覆荷载、桩径、桩底作用力、时间

3、、桩底端进入持力层深度时间、桩底端进入持力层深度v深度效应：深度效应：v 桩底阻力随着桩的入土深度，特别是进入持力层的桩底阻力随着桩的入土深度，特别是进入持力层的深度而变化。深度而变化。v临界深度：到达一定深度后，原线性变化的桩底阻临界深度：到达一定深度后，原线性变化的桩底阻力坚持稳定，这一深度叫临界深度。力坚持稳定，这一深度叫临界深度。4、单桩在轴向受压荷载作用下的破坏方式四、单桩承载力确实定确定要素：确定要素： 桩本身体料强度；桩本身体料强度； 土层的支承才干；土层的支承才干； 上部构造的允许变形值；上部构造的允许变形值；确定方法：确定方法： 三者同时兼顾，并取最小值。三者同时兼顾，并取最

4、小值。 一用静载实验确定单桩轴向允许承载力1、实验方法：、实验方法：逐级加载逐级加载读取沉降时间、沉降值读取沉降时间、沉降值绘制绘制P-S曲线或曲线或S-logt曲线曲线察看曲线察看曲线确定单桩轴向允许承载力确定单桩轴向允许承载力2、加载：、加载： 等级加载：破坏荷载的等级加载：破坏荷载的1/101/15 递变加载：递变加载： 开场阶段：开场阶段：1/2.5 1/5 终了阶段：终了阶段： 1/101/153、测读沉降时间和沉降值、测读沉降时间和沉降值 每级加载后的第一个小时，按每级加载后的第一个小时，按2、5、15、30、45、60min测读一次，以测读一次，以后每隔后每隔30min测读一次，

5、直至沉降稳定。测读一次，直至沉降稳定。 沉降稳定规定：沉降稳定规定： 砂性土：砂性土：0.1mm/30min 粘性土：粘性土： 0.1mm/1h单桩允许承载力：KPPj【例【例1】根据静载荷实验结果确定单桩的竖向承载力】根据静载荷实验结果确定单桩的竖向承载力条件：某工程为混凝土灌注桩条件：某工程为混凝土灌注桩在建筑场地现场已进展的在建筑场地现场已进展的3根桩的静载荷实验，其报告提供根据有根桩的静载荷实验，其报告提供根据有关曲线确定桩的极限承载力规范值分别为关曲线确定桩的极限承载力规范值分别为590kN、605kN、620kN。要求：确定单桩竖向极限承载力特征值要求：确定单桩竖向极限承载力特征值

6、Ra。v解由静载荷实验得出单桩的竖向极限承载力，三次实验的平均值为：解由静载荷实验得出单桩的竖向极限承载力，三次实验的平均值为：kNQ6053/620605590unkNkN5 .181%3060530590206 极极差差kNQQum605uk kNQRuka5 .30226052 故取：故取：v1、摩擦桩、摩擦桩钻挖孔灌注桩的允许承载力计算公式：)3(212200hKAmlUPii 管柱的允许承载力计算公式： 单桩受拉允许承载力计算公式(组合、或作用时)WlUPii3 . 01打入桩的允许承载力计算公式：)(21RiiiAlUPPPUSSUKPKPP1）桩底极限阻力（桩侧极限摩阻力（单桩容

7、许承载力PUSUPPKP 根本公式：对钢管桩：RPiisjAlUP2、端承桩、端承桩aRUhCACP)(21：根据岩石破碎程度、清孔情况等要素而定的系数21CC、三按动测试桩法确定单桩轴向允许承载力三按动测试桩法确定单桩轴向允许承载力v原理：原理：v 给桩顶施加动荷载，量测桩土系统相应信号，分析给桩顶施加动荷载，量测桩土系统相应信号，分析计算桩的性能和承载才干。计算桩的性能和承载才干。v分类：分类：低应变法高应变法锤击贯入法动摇方程动力打桩公式【例【例2】某建筑场地，根据工程地质勘察，有关土的物理力学】某建筑场地，根据工程地质勘察，有关土的物理力学性质目的见表所示，拟建建筑物为性质目的见表所示

8、，拟建建筑物为8层住宅楼，确定根底方式层住宅楼，确定根底方式为混凝土灌注桩。选择黏土层作为持力层，桩尖进入持力层厚为混凝土灌注桩。选择黏土层作为持力层，桩尖进入持力层厚度不小于度不小于1米，桩顶的承台厚度米，桩顶的承台厚度1.0m，承台顶面距地表，承台顶面距地表1.0m，桩长桩长11m，桩的入土深度，桩的入土深度13m。试确定直径。试确定直径1米基桩的承载力。米基桩的承载力。土的有关物理性质目的见表：土的有关物理性质目的见表：土层名土层名称称厚度厚度（m m）(kN/(kN/m m3 3) ) W W(%)(%)e eIpIlE Es s(MP(MPa)a)回填土回填土0.50.51818粉质

9、粘粉质粘土土1.51.5191926.26.2 20.80.812120.0.6 68.58.5淤泥质淤泥质土土9.09.016.416.474742.02.09 921.21.3 32.2.55552.182.18黏土黏土7.07.020.820.817.17.5 50.50.50 020200.0.26261313v例2：某一桩根底工程，每根基桩顶轴向荷载P=1500KN，地基土第一层为塑性粘性土，厚2m，天然含水量为w=28.2%，wL=36%，IL=0.5，r=19KN/m3，第二层为中密中砂， r=20KN/m3，砂层厚数十米，地下水在地面下20m，现采用钻孔灌注桩，设计桩径1m，试

10、确定其入土深度。四按静力触探法确定单桩轴向允许承载力四按静力触探法确定单桩轴向允许承载力v原理：原理：v 将触探仪的探头压入土中测得探头的贯入阻力，按阅将触探仪的探头压入土中测得探头的贯入阻力，按阅历公式计算单桩允许承载力。历公式计算单桩允许承载力。v计算公式：计算公式：v )(21RiiiiAlUP：第i层土的静力触探测得的平均部分侧摩阻；：桩底标高以上和以下4d范围内静力触探端阻的平均值；：分别为桩侧摩阻和桩底端阻的综合修正系数；iR、i五桩身体料验算五桩身体料验算ssddcAfAfPr9 .00根据桩身构造强度确定单桩竖向承载力，将桩视为一轴向受压构件。根据桩身构造强度确定单桩竖向承载力

11、，将桩视为一轴向受压构件。钢筋混凝土桩的竖向抗压承载力设计值可按下式计算：钢筋混凝土桩的竖向抗压承载力设计值可按下式计算：v普通桩的计算模型：普通桩的计算模型：v 轴心受压构件轴心受压构件v 偏心受压构件偏心受压构件强度验算强度验算强度验算、裂痕验算强度验算、裂痕验算五、关于桩的负摩阻问题1、概念、概念 当桩围土层由于某种缘由相对于桩向下位移时，桩当桩围土层由于某种缘由相对于桩向下位移时，桩侧摩阻力方向向下，称为负摩阻力。侧摩阻力方向向下，称为负摩阻力。2、产生缘由：、产生缘由： 桩周地面有较大的堆载，引起地面沉降；桩周地面有较大的堆载，引起地面沉降； 抽取地下水或其他缘由使地下水位下降，导致

12、土固抽取地下水或其他缘由使地下水位下降，导致土固结下沉；结下沉； 桩穿过欠固结桩穿过欠固结(新填新填)土层，土自重固结下沉；土层，土自重固结下沉； 群桩施工产生超空隙水压力，施工后土回塑下沉群桩施工产生超空隙水压力，施工后土回塑下沉 黄土湿陷、冻土融陷。黄土湿陷、冻土融陷。3、危害：、危害： 加大沉降，添加外荷载，使桩或土破坏。加大沉降，添加外荷载，使桩或土破坏。4、消除负摩阻措施：涂适当粘度沥青、消除负摩阻措施：涂适当粘度沥青 中性点及其位置确实定负摩阻力的计算v对位于脆弱土层上的其它土层的负摩阻强度计算：对位于脆弱土层上的其它土层的负摩阻强度计算：unqq21v对软粘土层的负摩阻强度计算：

13、对软粘土层的负摩阻强度计算：viniqZvv单桩负摩阻强度计算：单桩负摩阻强度计算：ininilquNn1六、单桩横轴向允许承载力确实定 横向力：风、地震、车辆制动荷载、船舶及横向力：风、地震、车辆制动荷载、船舶及 漂浮物的撞击力、水中构造受风浪荷载等漂浮物的撞击力、水中构造受风浪荷载等 决议单桩横轴向允许承载力的要素：决议单桩横轴向允许承载力的要素： 土层的支承才干；土层的支承才干； 桩本身体料强度；桩本身体料强度； 上部构造横向允许变形值；上部构造横向允许变形值；一横向荷载作用下桩的破坏机理和特点v刚性桩：刚性桩：v 桩径较大，入土深度桩径较大，入土深度较小或周围土层松软，较小或周围土层松

14、软，桩的刚度远大于土层刚桩的刚度远大于土层刚度度v弹性桩：弹性桩：v 桩径较小，入土深度桩径较小，入土深度较大或周围土层较坚实，较大或周围土层较坚实，桩的相对刚度较小。桩的相对刚度较小。二单桩横向允许承载力确实定方法1、单桩程度静载实验：、单桩程度静载实验：实验安装：实验安装：实验方法：实验方法： 单向多循环加卸载法单向多循环加卸载法 慢速延续加载法慢速延续加载法2、分析计算法、分析计算法一、钻孔灌注桩的施工测定桩位钻孔灌注桩施工工艺流程v适用范围：适用范围：v 适用于无水或少水的较密实的各类土层，桩的直适用于无水或少水的较密实的各类土层，桩的直径径1.4m，孔深，孔深20m。v 施工工序：施

15、工工序：v 开挖桩孔开挖桩孔v 设置护壁和支撑设置护壁和支撑v 现浇混凝土护圈现浇混凝土护圈 v 沉井护圈沉井护圈 v 钢套管护圈钢套管护圈 v 吊装钢筋笼吊装钢筋笼v 灌注桩身砼灌注桩身砼 二、挖孔灌注桩的施工人工开挖：边开挖，边衬砌人工开挖：边开挖，边衬砌开挖本卷须知：开挖本卷须知： 流砂、缺氧流砂、缺氧(10m)、送风、送风优点：优点：(1) 质量比钻孔桩容易保证；质量比钻孔桩容易保证；(2) 直接鉴别、检查土质情况，直接鉴别、检查土质情况，弥补和纠正勘查任务缺乏。弥补和纠正勘查任务缺乏。(3) 直接测定控制桩身与桩底直接测定控制桩身与桩底的直径和外形，抑制了隐的直径和外形，抑制了隐蔽性

16、。蔽性。(4) 造价低；造价低；缺陷：缺陷： 开挖不能过深开挖不能过深 三、沉管灌注桩的施工v成桩原理：成桩原理：v 沉管成孔灌注桩是利用锤击或振动方法沉管成孔灌注桩是利用锤击或振动方法将带有桩尖桩靴的桩管钢管沉入将带有桩尖桩靴的桩管钢管沉入土中成孔。当桩管打到要求深度后，放人土中成孔。当桩管打到要求深度后，放人钢筋骨架，边浇筑混凝土，边拔出桩管而钢筋骨架，边浇筑混凝土，边拔出桩管而成桩。成桩。 v施工工艺：施工工艺：v就位就位沉钢管沉钢管放钢筋笼放钢筋笼浇筑混凝土浇筑混凝土拔钢管拔钢管 四、打入桩的施工v打入桩的施工工艺：打入桩的施工工艺：桩机就位吊桩打桩接桩打桩截桩送桩 打入桩的施工吊桩

17、桩在起吊时，吊点应符合设计规定。吊点位置的选择随桩长而异，并应符合起吊弯矩最小的原那么。20214. 0qlMMMABBA20429. 0qlMMCDC 打入桩的施工v打桩本卷须知：打桩本卷须知：v 1、合理安排打桩顺序；、合理安排打桩顺序；v 2、打桩前检查桩位、桩的垂直度或倾斜度；、打桩前检查桩位、桩的垂直度或倾斜度；v 3、开场时轻击慢打，逐渐增大锤击的冲击能量；、开场时轻击慢打，逐渐增大锤击的冲击能量；v 4、打桩过程中记录贯入度在一定程度上反映桩的承载力，对特、打桩过程中记录贯入度在一定程度上反映桩的承载力，对特大桥和地质条件复杂的大、中桥，打桩开场前进展试桩和静载实验；大桥和地质条

18、件复杂的大、中桥，打桩开场前进展试桩和静载实验；v 5、打桩过程中随时观测打桩情况，防止桩基的偏移，并做好打桩记、打桩过程中随时观测打桩情况，防止桩基的偏移，并做好打桩记录；录；v 6、 每打一根桩应一次延续完成，防止中途停顿过久，否那么因桩周每打一根桩应一次延续完成，防止中途停顿过久，否那么因桩周摩阻力的恢复添加沉桩的困难：摩阻力的恢复添加沉桩的困难：v 7、接桩要使上下下两节桩对准接准，接头必需结实，焊接时要留意、接桩要使上下下两节桩对准接准，接头必需结实，焊接时要留意焊接质量，宜用两人双向对称同时电焊。以免产生不对称的收缩，焊完焊接质量，宜用两人双向对称同时电焊。以免产生不对称的收缩，焊完待冷却后再打桩，以免热的焊缝遇到地下水而开裂；待冷却后再打桩，以免热的焊缝遇到地下水而开裂；v 8在建筑物接近打桩场地或建筑物密集地域打桩时，需观测地面变在建筑物接近