基础工程桩基础

基础工程桩基础4.1概述；4.2桩和桩基的分类与质量检测；4.3竖向荷载下单桩的工作性能；4.4单桩竖向承载力确定；4.5桩的水平承载力与位移；4.6群桩基础设计；4.7桩基础设计。本章主要内容软土层桩(Pile)：指垂直或者稍倾斜布置于地基中，其断面相对其长度较小的杆状构件。桩的功能：通过桩的侧壁摩阻力和端阻力将上部结构的荷载传递到深处的地基上。4.1概述承载力高，稳定性好，沉降量小而均匀，适应性强；具有很大的抗拔力和水平承载力；具有很好的抗震性能；便于机械化施工。不足：造价高、技术复杂、工期长。一、桩基础的优缺点：二、桩基础的适用性1.地基的上层土质太差而下层土质较好；或地基软硬不均或荷载不均，不能满足上部结构对不均匀变形的要求；2.地基软弱，不适合采用地基加固措施；或地基土性特殊，如存在可液化土层，自重湿陷性黄土，膨胀土及季节性冻土等；3.除承受较大垂直荷载外，尚有较大偏心荷载，水平荷载，动力或周期性荷载作用；4.上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感；建筑物受到大面积地面超载的影响；5.地下水位很高，采用其他基础形式施工困难；或位于水中的构筑物基础，如桥梁，码头，钻采平台等；6.需要长期保存，具有重要历史意义的建筑物。新加坡发展银行,四墩,每墩直径7.3m将荷载传递到下部好土层,承载力高。风化砂岩及粉砂岩部分风化及不风化泥岩新加坡坡发展展银行行,四墩直直接均均为7.3m。金贸大大厦相相关数数据：：大厦厦自重重30万吨；；桩深深83.5米；浇浇筑混混凝土土18万立方方米；；电梯梯79台；打打桩1062根；；挖挖除除土土方方32万立立方方米米；；耗耗用用钢钢材材7.6万吨吨；；抗抗震震烈烈度度7度。。金茂茂大大厦厦，，又又称称金金茂茂大大楼楼，，位位于于上上海海浦浦东东新新区区黄黄浦浦江江畔畔的的陆陆家家嘴嘴金金融融贸贸易易区区，，楼楼高高420.5米，，目目前前是是上上海海第第2高的的摩摩天天大大楼楼（（截截至至2008年8月））、、中中国国大大陆陆第第3高楼楼、、世世界界第第8高楼楼。。三、、桩桩基基设设计计内内容容选择择桩桩的的类类型型和和几几何何尺尺寸寸；；2.确定定单单桩桩竖竖向向（（和和水水平平向向））承承载载力力特特征征值值；；3.确定定桩桩的的数数量量、、间间距距和和布布桩桩方方式式；；4.验算算桩桩基基的的承承载载力力和和沉沉降降；；5.桩身身结结构构设设计计；；6.承台台设设计计；；7.绘制制桩桩基基础础施施工工图图。。设计计桩桩基基应应先先根根据据建建筑筑物物的的特特点点和和有有关关要要求求，，进进行行岩岩土土工工程程勘勘察察和和场场地地施施工工条条件件等等资资料料的的收收集集工工作作。。四、、桩桩基基设设计计原原则则《建筑筑桩桩基基技技术术规规范范》（JGJ94-2008）规规定定，，建建筑筑桩桩基基础础应应按按下下列列两两类类极极限限状状态态设设计计：：（1）承载载能能力力极极限限状状态态：：桩基达到到最大承承载能力力，整体体失稳或或发生不不适于继继续承载载的变形形；（2）正常使用用极限状状态：桩基达到到建筑物物正常使使用所规规定的变变形限值值或耐久久性要求求的某些些限值。。根据建筑规模模、功能特征征、对差异变变形的适适用性、场地地基基和建筑物体体型的复复杂性以及由于于桩基问问题可能能造成建建筑物破破坏或影影响正常常使用的的程度，，将桩基基设计分分为三个个安全等等级：甲甲级、乙乙级、丙丙级。同同时要求求进行相相关计算算和验算算。A.所有桩基基均根据据具体条条件分别别进行承承载能力力计算和和稳定性性验算，，内容包包括：1.根据桩基基使用功功能和受受力特征征分别进进行竖向向和水平平向承载载力计算算；2.计算桩身身和承台台结构的的承载力力；3.桩端平面面以下存存在软弱弱下卧层层时应进进行软弱弱下卧层层承载力力验算；；4.坡地、岸岸边桩基基应进行行整体稳稳定性验验算；5.抗浮、抗抗拔桩基基应进行行基桩和和群桩的的抗拔承承载力验验算；6.抗震设防防区的桩桩基应进进行抗震震承载力力验算。。B.以下桩基基尚应进进行变形形验算：：沉降计算算：水平位移移计算：：对承受大大水平荷荷载或水水平位移移有严格格限制的的建筑桩桩基应计计算其水水平位移移。C.对不允许许出现裂裂缝或需需限制裂裂缝宽度度的混凝凝土桩身身和承台台还应进进行抗裂裂或裂缝缝宽度验验算。设计等级为甲甲级的非嵌岩岩桩和非深厚厚坚硬持力层层的建筑桩基基；设计等级为乙乙级的体形复复杂、荷载分分布显著不均均匀或桩端平平面以下存在在软弱土层的的建筑桩基；；软土地基多层层建筑减沉复复合疏桩基础础。4.2桩和桩基的分分类与质量检检测一、桩基的分分类：（一）按桩的的个数A单桩基础：单单根桩承受和和传递上部结结构的荷载。。B群桩基础：2根或2根以上的多根根桩组成群桩桩，由承台将将群桩在上部部联结成一个个整体，建筑筑物的荷载通通过承台分配配给各根桩，，桩群再把荷荷载传递给地地基。群桩基基础中的单桩桩称为基桩。（二）按承台台分类承台:将几个桩结合合起来传递荷荷载，根据承承台与地面的的相对位置不不同，可以分分为：高承台桩基：：承台底面在地地面以上，且且常处于水下下，水平受力力差，可避免免水下施工及及节省基础材材料，多用于于桥梁及港口口工程。低承台桩基：：承台底面在地地面以下,承台本身承担担部分荷载，，因此受力性性能好，具有有较强的抵抗抗水平荷载的的能力，在工工业与民用建建筑中，几乎乎都使用低承承台桩。高承台桩基础承台在地面以上,桥桩,码头,栈桥。低承台桩基础承台在地面以下,承台本身承担部分荷载低承台桩基础础高承台桩基础础摩擦型桩端承型桩二、桩的分类类摩擦桩端承摩擦桩端承桩摩擦端承桩根据桩竖向荷荷载下桩土相相互作用特点点，达到承载载力极限状态态时，桩侧与与桩端阻力的的发挥程度和和分担荷载比比例。将桩分分为摩擦型桩桩和端承型桩桩两大类：在竖向极限荷荷载作用下，，桩顶荷载全全部或主要由由桩侧阻力承承受。在竖向极限荷荷载作用下，，桩顶荷载全全部或主要由由桩端阻力承承受。1.按承载性状端承型桩摩擦型桩预制桩灌注桩锤击打入振动沉桩静压沉桩2.按施工方法预制桩可以是是木桩，钢桩桩或钢筋混凝凝土桩等。沉管灌注桩钻孔灌注桩挖孔桩优点：施工过过程中无挤土土、无振动、噪音音小，且桩径不受限限制。缺点：泥浆沉沉淀不易清除除，影响端部承载载力的充分发挥，并并造成较大沉降。①钻（冲）孔灌灌注桩：优点：在钢管内无水水环境中沉放放钢筋和浇灌灌混凝土，从从而为桩身混混凝土的质量供了保障障。缺点：a.拔除套管时，，如果提管速速度过快会造造成缩颈、夹夹泥，甚至断断桩。b.沉管过程的挤挤土效应除产产生与预制桩桩类似的影响响外，还可能能使混凝土尚未结硬硬的邻桩被剪剪断。对策：a.控制提管速度度；b.采取“跳打”顺序施工。②沉管灌注桩：：就位沉入浇筑成型边拔边浇放入钢筋笼继续浇筑挖孔桩主要适适用于粘性土土和地下水位位较低的条件，，最忌在含水水砂层中施工，因易引起起流砂坍孔，，十分危险。。③人工挖孔灌注注桩3.按桩的设置效效应桩的设置方法法（打入或钻钻孔成桩等））不同，桩周周土所受的排排挤作用也很很不同，排挤挤作用将使土土的天然结构构，应力状态态和性质发生生很大变化，，从而影响桩桩的承载力和和变形性质。。这些影响统统称为桩的设设置效应。桩桩按设置效应应可分为下列列三类。A非挤土桩：钻孔，挖孔，，冲孔灌注桩桩，先钻孔后后再打入的预预制桩。B部分挤土桩：：H型钢桩，开口口钢管桩，开开口预应力混混凝土管桩。。C挤土桩：实心的预制桩桩，下端封闭闭的管桩，木木桩，沉管灌灌注桩。4.桩径大小小桩（d≤250mm）；普通桩（250mm<d<800mm）；大直径桩（d≥800mm）。竖向抗压桩、、竖向抗拔桩桩、水平受荷荷桩以及复合合受荷桩。5.按桩的使用功功能分类木桩、混凝土土桩、钢筋混混凝土桩、钢钢桩以及组合合材料桩。6.按桩身材料分分类三、桩的质量量检验桩基础属于地地下隐蔽工程程，尤其是灌灌注桩，很容容易出现颈缩，夹泥，断桩或沉渣过厚等多种形态的的质量缺陷，，影响桩身结结构完整性和和单桩承载力力，因此必须须进行施工监监督、现场记记录和质量检检测，以保证证质量，减少少隐患。常用用的桩身结构构完整性检测测技术：A开挖检查。只只限于对暴露露的桩身进行行观察检查；；B抽芯法；C声波透射法；；D动测法。钢筋混凝土预预制桩混凝土（钢筋筋混凝土）预预制桩起吊先张法预应力力钢筋混凝土土预制桩混凝土（钢筋筋混凝土）预预制桩-方桩人工挖孔桩1.0-3.0m0.6-0.9m广州市亚洲大大酒店人工挖挖孔桩螺旋钻孔灌注注桩粘性土砂性土螺旋钻扩底桩内夯式扩底桩桩200kN钢锤碎石混凝土钢筋笼钻扩桩先张法预应力力离心混凝土空空心管桩生产