各类桩基础介绍ppt+120

案例分析广州一基坑采采用护坡桩支支护，将挖出出的弃土堆在在坑边，并且且在基坑中采采用人工挖孔孔桩，结果在在施工中，护护坡桩倾覆、、基坑失事。。分析其原因因。EaEp案例分析载荷试验在北京拟建一一个二十层的的高楼，采用用筏基10×10m。计划将筏基基放在砂砾石石层地基上，，承载力为270kPa。但是开挖到设设计基底高层层时，发现尚尚有1－2m的软弱土层，，承载力为150kPa。施工技术人员员在软弱土层层上用水泥掺掺土夯实作了了一层70cm的垫层，经1m×1m尺寸的荷载板板试验，结果果达到270kPa。问此地基可否否直接建高层层建筑的筏板板基础？扩散角为28o案例分析加深加宽基础础总是承载力力有利吗？分析清华某住住宅楼条形基基础的例子，，在上部结构构总荷载F＝160kN/m不变时，加深深加宽基础总总是对承载力力有利吗？见见图基础宽度度1.2m(某些数据作了了调整)F50.048.848.21.2m人工填土＝18kN/m3粉质粘土＝19kN/m3fk＝160kPaEs＝8MPa软粘土fk＝100kPaEs＝2.7MPa0.6m案例分析天然地基上的的浅基础需要要掌握的重点点承载力确确定方法原位试验规规范公式经经验法持力层，软弱弱下卧层的承承载力计算宽度深度修正正宽度、深度对对承载力的影影响确定基础埋深深的原则掌握基础尺寸寸确定的原则则刚性性角掌握地基变形形计算、基础础冲切计算浅基础小结桩基础Pilefoundation本章主要内容概述-桩的功能及类型Pilefoundation桩的承载机理理Mechanism单桩承载力Capacityofasinglepile桩基础设计Designofpilefoundation软土层层桩Pile：指垂直或者者稍倾斜布置置于地基中，，其断面相对对其长度较小小的杆状构件件。桩的功能：通通过杆件的侧侧壁摩阻力和和端阻力将上上部结构的荷荷载传递到深深处的地基上上。桩的功能及类类型沉井caisson工作间梯子支护通气桶深基础第一节概概述桩的应用1历史－十九世世纪以前，木木桩(1)7000-8000年前湖上居民民,浙江河姆渡(2)3000-4000年前罗马(3)西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔2十九世纪开始始，材料和动动力进步铸铁管桩，1824年波特兰水泥泥注册专利蒸蒸汽动力十九世纪末，，现场钻孔桩桩(1897,Raymond)桩的功能新加坡发展银银行,四墩,每墩直径7.3m将荷载传递到到下部好土层层,承载力高大直径钻孔桩风化砂岩及粉砂岩部分风化及不风化泥岩桩的功能新加坡发展银银行,四墩7.3m现场灌注护坡桩造价低桩的功能桩的功能2特点优点将荷载传递到到下部好土层层,承载力高沉降量小抗震性能好,穿过液化层承受抗拔(抗滑桩)及横向力(如风载荷)与其他深深基础比比较,施工造价价低DowntownHoustonSuctionpilesSuctionpiles桩的功能能及类型型缺点比浅基础础造价高高施工环境境影响,预制桩施施工噪音音,有地下室时,有一定干扰,深基坑中做桩桩的功能能及类型型3适用条件件(1)水上建筑筑物(2)深持力(3)抗震地基(4)对沉降非常敏感的建筑,如精密仪器桩的功能能及类型型日本阪神神地震中中发生的的桩基础础的破坏坏导致墩墩倾倒桩的功能能及类型型二桩桩的分类类不同的分分类标准准(一)按承台承台:将几个桩桩结合起起来传递递荷载(二)材料(三)形状(四)承载机理理(五)按尺寸(六)施工方法法软土层桩的功能能及类型型二桩桩的分类类(一)按承台承台:将几个桩桩结合起起来传递递荷载高承台桩承承台台在地面面以上,桥桩,码头,栈桥低承台桩桩承承台台在地面面以下,承台本身身承担部部分荷载载软土层桩的功能能及类型型低承台桩桩桩的功能能及类型型高承台桩桩(二)按材料木桩、混混凝土、、钢筋混混凝土、、钢管(型钢)桩、复合合桩钢筋混凝凝土：普普通混凝凝土、预预应力混混凝土(离心预制制)、高强混混凝土桩的功能能及类型型(三)按形状按纵断面面：楔形形桩、树树根桩、、螺旋桩桩、多节节(分叉)桩、扩底底桩、支支盘桩、、微型桩桩按横断面面：圆形形，八边桩的功能能及类型型桩身桩的功能能及类型型桩端Dd桩的功能能及类型型横断面桩的功能能及类型型(四)按尺寸按断面(直径）的的大小：：大直径径:d>80cm;小直径d<40（25）cm按长度(长径比)l>60m（>3)l<10m短桩

水平变形系数l2.5为刚性性短桩桩2.5<l2.5为弹性中长桩桩l4.0为弹性性长桩桩桩的功功能及及类型型(五)按荷载载传递递方式式(1)竖直荷荷载：：端承承桩(嵌岩桩桩)、摩Q=Qp+QsTipresistance(端承力),Skinfriction(侧摩阻力)端承桩主要由桩端承受极限荷载,桩不长,桩端土坚硬摩擦桩主要由桩侧壁与土的摩擦力承受极限荷载,桩长,深桩的功功能及及类型型端承桩桩PsPsP桩的功能及及类型(六)按施工方法法施工方法—沉桩方法1预制桩Prefabricatedpile挤土桩2现场灌注桩桩Castinplace非挤土桩桩的功能及及类型1预制桩2现场灌注桩桩气锤打入振动沉桩静压桩引孔,部分挤土大面积地面隆起不引孔,挤土桩成孔方法人工挖孔螺旋钻正反循环—地下水以下下泥浆护壁壁冲击,夯扩,爆破沉管灌注浇注法省,易泥皮,虚土,断桩水上水下其他离心,预应力,工厂,现场桩的功能及及类型振动沉桩预制桩1－13m桩的功能及及类型接桩桩的功能及及类型离心预应力力预制钢筋筋混凝土桩的类型人工挖孔桩桩桩的功能及及类型广州市亚洲洲大酒店人工挖孔桩桩桩的功能及及类型螺旋钻沉管螺旋钻钻孔灌注桩桩粘性土砂性土桩的功能及及类型2.2扩底桩人工挖孔扩扩孔桩（芝加哥法法）桩的功能及及类型UK英国1.0-3.0m0.6-0.9m桩的功能及及类型爆破扩底桩桩桩的功能及及类型内夯式扩底底桩200kN钢锤碎石混凝土钢筋笼桩的功能及及类型钻扩桩挤扩桩（支支盘桩）桩的功能及及类型桩的功能及及类型奇特的扩底底桩北京西北某某工地一技技术员(实为包工头头)考虑桩的载载荷试验。。此为人工工控孔扩底底桩，桩长长大约20m。扩底部分分在地下水水位以下，，并且为粉粉细砂。如如何施工，，倒坡开控控天论如何何是站不住住的。技术术员讲：不不用担心，，我早已扩扩底了。那那就是从地地面往下一一级一级地地扩大，控控成一个瓮瓮形，到了了地下水位位以下的粉粉细砂就好好挖了。他他控的扩底底桩见左图图，右图为为设计桩形形。(一)按承台(二)材料(三)形状(四)承载机理(五)按尺寸(六)施工方法桩的功能及及类型桩的分类总总结挤土桩(打入预制桩桩)非挤土桩(现场钻孔)摩擦桩端承桩Q=Qp+QskN竖向受压桩桩

竖向抗抗拔桩水水平承载桩桩桩的承载机机理DowntownHoustonSuctionpilesSuctionpiles第二节竖竖向受压压桩的承载载力Bearingcapacityofasinglepile桩的承载力力机理单桩承载力力确定方法法桩基础的作作用是将荷荷载传递到到下部土层层，通过桩桩与桩周土土的相互作作用进行的的桩的承载机机理QpQQs一桩的承承载机理1竖向承载力力的组成对于摩擦为为主的桩摩阻力所需需位移很小小端阻力需要要较大位移移;不同阶段二二者分担比比不同Q/kNQsQpQS/mmQs桩侧摩阻力力Skin，ShaftfrictionQp桩端阻力Point,endresistanceQsQpQ桩的承载机机理桩的竖向承承载力发挥挥的特点随着荷载增增加，桩身身上部侧阻阻力先于下下部侧阻力力的发挥一般摩擦桩桩，侧阻力力先于端阻阻力发挥，，侧阻发挥挥的比例明明显高于端端阻对于长桩，，即使桩端端土很好，，工作荷载载下端阻力力也很难发发挥。上部下部侧阻力端阻力桩的承载机机理桩侧摩阻力力单位侧摩阻阻力qs的分布qs侧摩阻力u为桩的周长S0Sp各点位移Q轴向力NS0SpNqs桩的侧摩阻阻力影响因因素K土的侧压力力系数，随随着深度增增加,砂土中存在在临界深度度桩的侧摩阻阻力临界深度qs

kPaz(m)qs

接近常数桩的侧摩阻阻力影响因因素超静孔隙水水压力消散散,土的触变性性摩阻力的时效性预制单桩静静载试验前前，砂土中中7天，粘性土土的15天，饱和软粘土土25天饱和软粘土桩的侧摩阻力力桩的侧摩阻力力影响因素打入预制桩,挤土使qs增加(1)挤密(2)残余应力钻孔预制桩,使qs减少(1)泥皮(2)应力松弛(3)水泥浆渗入土中使表面粗糙，增加侧摩阻力其他施工因素桩的侧摩阻力力挤土桩非挤土桩桩的承载机理理桩的承载机理理桩的侧摩阻力力影响因素超静孔隙水压压力消散,土的触变性摩阻力的时效性打入预制桩,挤土使qs增加(1)挤密(2)残余应力钻孔预制桩,使qs减少(1)泥皮(2)应力松弛(3)水泥浆渗入土中使表面粗糙，增加侧摩阻力施工因素qs随着深度增加加,砂土中存在临临界深度桩的侧摩阻力力桩的端承力(1)常作为基础承承载力问题(太沙基解)很小(1)很难达到整体体破坏(2)端承力与深度度有关(3)存在临界深度度太沙基梅耶霍夫型桩的承载机理理(2)土的极限端阻阻力影响因素素与土性有关,存在临界深度度与施工方法有有关桩端充填粉土土二单桩竖竖向承载力的的确定在荷载作用下下，桩在地基基土中不丧失失稳定性。桩顶不产生过过大位移3桩身不发生材材料破坏混凝土R=cfcAp钢筋混凝土R=cfcAp+fyAg钢筋抗压强度度设计值单桩承载力确确定二确定单桩桩竖直向承载载力的方法静载荷试验2其他现场试验验方法3经验方法：静静力触探经验公式单桩承载力确确定2、桩基现场测测试的传统方方法(1)静载试验法获获得单桩桩承载力最可可靠的方法锚桩反力梁次梁锚筋锚桩主梁千斤顶百分表基准柱单桩承载力确确定单桩承载力确确定锚桩反力梁法法单桩承载力确确定单桩承载力确确定单桩承载力确确定锚桩桁架法法,2400吨桩顶试验中单桩承载力确确定Q(kN)s(mm)次梁锚筋锚桩主梁千斤顶百分表桩的荷载试验验成果－荷载载沉降曲线单桩承载力确确定(2)载荷试验确定定极限承载力力Qu(各规范不同)如果有陡降点点,取为Qu缓变曲线取桩桩顶总沉降s=40mm对应荷载24h未稳定,Sn对应的荷载◎确定平均值(极限承载力标标准值)如离散太大,增加试桩数，，具体确定◎设计值R=Q(kN)s(mm)单桩承载力确确定二确定单桩桩竖直向承载载力的方法2其他现场试验验方法Osterberg法动测桩法桩端深层平板板载荷试验离心模型试验验岩基载荷试验验（不介绍））单桩承载力确确定Osterberg法0s(mm)s(mm)p(kN)千斤顶单桩承载力确确定安装单桩承载力确确定多动式单桩承载力确确定动测桩法气缸堆载桩消音器力传感器Statnamic大应变动测桩桩承载力方法法－加拿大和和荷兰单桩承载力确确定深层平板载荷荷试验－确定定桩端承载力力千斤顶承载力特征值值：1比例界限2极限荷载之半半3s/d＝0.01~0.05对应荷载>0.8m刚性板直径800mm单桩承载力确确定左:土工离心机右上:离心机中的入入桩设备右下:模型桩单桩承载力确确定二确定单桩桩竖直向承载载力的方法静载荷试验2其他现场试验验方法原位测试和经经验方法：静力触探标准贯入试验验经验公式单桩承载力确确定(1)静力触探StaticConePenetration地基基础设计计为丙级的建建筑物通过单桥探头头得到比贯入入阻力ps单桩竖向承载载力特征值为传感器电缆单桥探头qs桩周土承载力力标准值qp桩端土承载力力标准值Ap桩底横截面面面积up桩身周长li第i层土的厚度单桩承载力确确定(2)经验公式法根据相应的地地基规范竖向承载力小小节承载机理确定方法单桩承载力确确定第三节桩桩的抗拔承载载力与负摩擦擦力Pulloutstrengthandnegativeshaftfriction单桩的抗拔承承载力抗浮桩，冻拔拔桩抗拔桩抗拔桩承载力力1.抗拔承载机理理特点抗拔时，桩周周土的应力状状态、应力路路径和土的变变形与承压桩桩不同。一般般抗拔的摩阻阻力小于抗压压的摩阻力。。p’q破坏线Kf承压桩路径抗拔桩路径抗拔桩承载力力2.单桩抗拔承载载力特征值Ta1现场抗抗拔静静载荷荷试验验－重重要建建筑物物2公式－－非重重要建建筑物物第i层土抗抗拔折折减系系数pi：砂土0.5-0.7,粉,粘土0.7-0.8抗拔桩桩承载载力NkTa＋GGpNk相应于于荷载载效应应的标标准组组合，，单桩桩上拔拔力Gp为桩的的自重重,水下为为浮重重G永久荷荷载的的分项项系数数单桩的的抗拔拔验算算抗拔桩桩承载载力1负摩擦擦的产产生(1)桩周附附近地地面大大面积积堆载载(2)大面积积降低低地下下水位位(3)欠固结结土,新填土土(4)湿陷性性黄土土遇水水湿陷陷(5)砂土液正摩阻阻负摩阻阻二桩桩的负负摩阻阻力桩相对对土向向下土相对对桩向向下2负摩擦擦力的的确定定,成为荷荷载下部为为岩石石的端端承桩桩,可能全全桩为为负阻阻力,抗拔桩桩承载载力lnNegative-+摩阻力轴向力N桩顶位移Sp对于一一般桩桩,因为桩桩土都都有变变形,视二者者的相相对位位移量量和方方向桩身压缩Sc土的位移Se负摩擦区正摩擦区l抗拔桩桩承载载力第四节节桩基在在水平平荷载载下的的承载载力风荷载载吊车制制动荷荷载地震荷荷载风荷载载水平承承载桩桩1水平承承载机机理桩土的的相互互作用用承载力力大小小取决决于：：土性性、桩桩长和和桩断断面刚刚度和和桩的的约束束条件件。l水平承承载桩桩2.横向受受力桩桩的承承载力力确定定静力载载荷试试验RH为设计计值,Hu为横向向极限限荷载载H为抗力力分项项系数数理论公公式计计算弹性地地基梁梁挠度度方程程kh水平抗抗力系系数常数法法、m法、k法、c法水平承承载桩桩不同荷荷载作作用下下桩的的承载载力小小结竖向承承压桩桩承载载力=摩阻力力+端阻力力摩阻力力-土性，，深度度（临临界深深度）），入入桩方方式，，桩土土相对对位移移端阻力力-土性，，深度度（临临界深深度）），，入桩桩方式式确定单单桩承承载力力的方方法抗拔桩桩及负负摩擦擦力水平荷荷载作作用下下桩的承承载力力水平承承载桩桩F第五节节桩桩基基沉降降计算算多数桩桩基需需要进进行沉沉降验验算荷载采采用准准永久久组合合基本假假设：：单向向压缩缩、均均质各各向同同性和和弹性性假设设的分分层总总和法法方法：假想想实体基础础法－布氏氏解；明德德林（Mindlin)方法FlGb0A’实体深基础础法

（一一）荷载扩扩散法a0、b0群桩外缘长长短边的长长度l桩的入土深深度所有土层内内摩擦角平平均值G扩散后面积积上的重量量(矩形)p0如果忽略桩桩身l长度部分在在入桩前后后重量的变变化a、b承台的长度度和宽度所有土层内内摩擦角平平均值pc0承台底面处处地基土自自重应力Gk承台和承台台以上土的的重量(矩形)FlGb0A’p0s桩基最终计计算沉降量量n计算分层数数Esi压缩模量pi第i层土的竖向向附加应力力平均值p沉降计算经经验系数按照扩散后后的面积进进行分层总总和法计算算沉降FlGb0A’p0FlGb0A’实体深基础础法

（二二）扣除桩桩群侧壁摩摩阻力法hi桩身穿越第第i层土层厚度度l桩的入土深深度qsia第i层土侧阻力力特征值Gk承台和承台台以上土的的重量按照前面的的分层总和和法计算沉沉降p0lQ二明德林林－盖得斯斯应力计算算pi第i层土层中点点处的附加加应力m桩数zp,k第k根桩端荷载载产生的附附加应力zs,k第k根桩侧荷载载产生的附附加应力Q(1－)Qi第六节桩桩基础设设计一群桩与与群桩效应应二群桩设设计问题单桩承载力力加起来等等于群桩承承载力？实际工程中中桩基础是是由多根桩桩组成，上上部由承台台连接。由由三根和三三根以上的的桩组成的的桩基础称称为群桩基基础作用：1加强土，2将荷载传递递到更深土土层中一群桩与群桩桩效应Pilegroupandgroupefficiency岩石土压力扩散深深度>6d一群群桩与群桩桩效应1预制桩沉桩桩砂土,非饱和土和和一般粘性性土,填土有挤密密作用,使承载力增增加饱和粘土,超静孔压积积累,地面上浮,先入桩上浮浮,土层扰动,使承载力降降低2应力叠加桩桩底应应力增加,使承载力不不足;总的沉降增增加3桩之间互相相调节个个别桩承承载力低总总体上可互互补;个别桩受荷荷,其他桩帮助助传递荷载载4承台可部分分承受荷载载应力叠加桩桩底应应力增加,侧阻发挥程程度降低，，端阻发挥挥程度提高高;总的沉降增增加关于承台承承载力问题题承台可以承承担荷载，，最高达30％刚性承台下下各桩承担担的荷载不不同在动力荷载载下(铁路桥梁);负摩擦力(地面下沉);端承桩情况况下不考虑虑承台承载载力各桩承担的竖向力群桩效应与与很多因素素相关。可可以用群桩桩效应系数数估计对于砂土、、长桩和大大间距条件件下1.0,工程设计中中常取＝1.0=群桩承载力力群桩中各单单桩承载力力之和二桩基基础设计1.桩基础设计计步骤2.群桩中的单单桩承载力力3.承台设计桩基础的设设计步骤No结构、地质和环境资料桩型、桩长、断面桩数和布置验算单桩承载力桩基沉降验算承台与桩身设计计算设计结束单桩承载力特征值RaNo荷载、持力力层、相邻邻建筑根据施工条条件决定桩桩型根据持力层层深度确定定桩长根据荷载大大小决定桩桩截面桩端进入持持力层深度度：1～3d，进入较好好岩体0.5m。桩端下持持力层厚度度>4d。根据第二节节的方法确确定单桩承承载力特征征值1单桩的静静载荷试试验2其他现场场试验3原位测试试4经验方法法初估桩数nFk竖向荷载效应的标准组合Gk

设计地面下承台底面以上结构和土的自重，容重用19.6kN/m3桩距摩擦桩一般>3d扩底灌注桩>扩底直径的1.5倍群桩承载力合力作用点与长期荷载的重心重合承载力验验算采用用正常使使用极限限状态下下荷载效效应的标标准组合合沉降验算算采用正正常使用用极限状状态下荷荷载效应应的准永永久组合合承台和桩桩身强度度验算时时采用正正常使用用极限状状态下荷荷载效应应的基本本组合承台尺寸寸、厚度度承台的抗抗冲切、、抗弯、、抗剪验验算钢筋混凝凝土桩的的配筋等等设计2群桩基础础中的单单桩承载载力验算算中心竖直直荷载实际分布假设的分分布F假设每个个桩的荷荷载相同同Gk承台以上上总自重重n桩数G偏心竖向向荷载荷荷载线线性分布布假设Yx7y7Qik第i根桩底竖竖向力Mxk，Myk作用于承承台底面面通过桩桩群形心心的x，y轴的力矩矩MyMx987216345X承台的设设计计算算独立承台台、条形形承台梁梁，筏板板承台和和箱形承承台承台的埋埋置深度度一般与与浅基础础相同，，主要由由建筑物物结构设设计和环环境条件件决定对于承台台应进行行抗弯、、抗冲切切和抗剪剪计算承台的设设计计算算

构造造基本要要求形状方方,矩型,三角形,多边形,圆形最小宽度度50cm最小厚度度30cm桩外缘距距离承台边15cm边桩中心心距离承台边1.0D桩嵌入承台大大桩横向向荷载10cm,小桩5cm,钢筋伸入入承台30d混凝土标标号C20cm,保护层7cm配筋要求求1.0d15cm>5、10cm承台(1)承台的抗抗弯计算算如果承台台厚度较较小，配配筋量不不足，承承台可能能发生弯弯曲破坏坏。XXYYxiyixy