建筑物桩基础及深基础设计与施工

《土力学与地基基础》课程

讲授班级：11建筑工程技术2012年12月主讲老师：xxx土木建筑工程学院

深基础适用条件建筑场地浅层地基土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，也不宜采用地基处理等措施时。以地基深层坚实土层或岩层作为地基持力层，采用深基础方案。常见深基础类型桩基础，沉井基础，墩基础，沉箱基础，地下连续墙以及高层建筑深基础护坡工程等。

第一节：桩基础的应用范围一、桩基础的概念及其发展简况由桩和承台两部分组成。具有承载力高、沉降小而均匀特点，且便于机械化施工，适应于各种不良土质。主要组成由上部的承台和下部的基桩两部分组成

第八章桩基础及其它深基础软土层桩基础承台基桩

第八章桩基础及其它深基础桩基发展的历史十九世纪以前，木桩7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔十九世纪开始，材料和动力进步铸铁管桩，1824年波特兰水泥注册专利，蒸汽动力十九世纪末，现场钻孔桩(1897,Raymond)

第八章桩基础及其它深基础干栏式建筑

第八章桩基础及其它深基础排桩

带撑木桩

第八章桩基础及其它深基础灞河（灞水[BaRiver]。中国陕西中部的河流，是渭河的支流）上建桥始于春秋时期，秦穆公称霸西戎，将滋水改为灞水，并于河上建桥，故称“灞桥”，是我国最古老的石柱墩桥。1400年前的隋代灞桥遗址

第八章桩基础及其它深基础被洪水冲走的隋代灞桥上的桥桩隋代灞桥桥墩上的龙头

第八章桩基础及其它深基础隋代灞桥石料上刻有“耀州”二字证实修桥石料来源于西安以北约100公里的古耀州

第八章桩基础及其它深基础

第八章桩基础及其它深基础桩基在基础托换及移楼中的应用新加坡发展银行,四墩,每墩直径7.3m将荷载传递到下部好土层,承载力高大直径钻孔桩风化砂岩及粉砂岩部分风化及不风化泥岩

第八章桩基础及其它深基础现场灌注护坡桩造价低现场灌注护坡桩造价低第八章桩基础及其它深基础

深基础与浅基础区别1.由深层较好的土来承受上部结构的荷重以外，还有深基础周壁的摩阻力共同承受上部荷重。深基础承载力较高。2.需要用特殊方法进行施工。3.造价较高。4.工期较长。5.技术较复杂，需要专职技术人员负责施工及质量检查，发现问题及时处理。桩基的特点优点1、将荷载传递到下部好土层,承载力高2、沉降量小3、抗震性能好,穿过液化层4、承受抗拔(抗滑桩)及横向力(如风载荷)5、与其他深基础比较,施工造价低缺点施工环境影响,

预制桩施工噪音,

钻孔灌注桩的泥浆有地下室时,有一定干扰,需开挖深基坑，在深基坑中做桩

第八章桩基础及其它深基础二、桩基础的应用范围1、荷载大及对沉降要求严格限制的建筑物2、地面堆载过大的单层工业厂房等3、相邻建筑物因地基沉降产生的相互影响4、对限制倾斜量有特殊要求的建筑物。5、活载较大的建筑物6、配备重型吊车的厂房7、用于提高抗震8、重大或精密机械的基础9、水上建筑物

第八章桩基础及其它深基础第二节：桩基础的类型一、按基桩数量可分为单桩基础和群桩基础

第八章桩基础及其它深基础二、按承台标高分承台:将几个桩结合起来传递荷载高承台桩承台在地面以上,桥桩,码头,栈桥低承台桩承台在地面以下,承台本身承担部分荷载软土层

第八章桩基础及其它深基础低承台桩

第八章桩基础及其它深基础高承台胃桩三、按讲材料分：木桩、布混凝土餐、钢筋外混凝土勒、钢管供（型钢娱）桩、确复合桩木桩（杉木链、松木掩、橡木届），长4~1摘0m，直径18~病26c坟m。适用苍于常年沸在地下傍水位以截下的地展基。混凝土查桩直径30~5息0cm，长不超绝过25m适用于：眼中小型工听程承压桩妻、深基坑枯护坡桩。毁大多为施导工期间临足时性工程士桩，待基卡础完工，病基坑回填欠至地面后掩报废。优脱点：设备旅简单，操城作方便，倘经济，省齐钢材。缺录点：可能讯产生“缩息颈”、断盘桩、局部促夹土、混眠凝土离析钢筋混进凝土：普通混傻凝土、预粮应力混凝殖土（离心仗预制）、赵高强混凝嗽土第八章万桩泄基础及搁其它深误基础四、头按桩截面坑形状分按纵断坊面：楔兴形桩、据树根桩队、螺旋珍桩、多亮节（分傻叉）桩梳、扩底抛桩、支骑盘桩、惊微型桩按横断面但：圆形，田八边形，悠十字桩、X形桩第八章害桩基础揪及其它深圾基础桩身横断面第八章孤桩基础让及其它深伙基础五、按姿桩身直枝径尺寸浩分大直径桩:d≥80c香m中等直再径桩：25~8端0cm小直径桩d≤25c吼m第八章哑桩奸基础及盆其它深棍基础六、爪按桩对土层献作用效应雕分：1挤土桩芳：桩周土嗽被挤密婚或挤开俊，周围萝土层严崖重扰动厦，结构羊破坏。粘土由于巩重塑扰动久降低强度否；非密实无毯粘性土由兔于振动挤肿密，强度绿提高。打入或哑压入的干预制桩肆、毛封底钢击管桩、洽沉管灌设注桩。2少量（部启分）挤土誉桩：桩周土萝层受较少帝扰动，土域的结构和爬工程性质冷变化不明显显。小截面H型钢桩耍、型钢乒桩、开惧口式钢柿管桩、颂螺旋桩。3非挤土桩天：桩孔内柔土被取烧出。土询体应力父松弛各种挖纲孔桩、络钻孔桩捐等现场均灌注桩第八章歇桩基础锻及其它深初基础七、按承怕载性能（歼传力方式漂）分桩身受力樱可分为桩附端阻力和帆桩侧摩擦雷阻力义两部分Q=拦QP+QS1、端承型桩尿：主要由悠桩端承戒受极限筒荷载,桩不长,桩端土坚渠硬又可分为火：端承桩枣、摩擦端计承桩2、摩擦型桩伞：主要由抽桩侧壁街与土的初摩擦力统承枪受极限狗荷载,桩较长苏、桩身与在硬土敲层又可分欲为：摩计擦桩、唐端承摩横擦桩第八章胳桩基础我及其它深私基础端承桩摩擦桩第八章熟桩基础狠及其它深蛾基础八、按鹅桩施工方寺法成桩方法1预制桩：闪在预制厂哗或现场预垦制，施工气时现场深哨入地层中央。2现场灌注拨桩：直接来在设计桩宋位处成孔退，然后在章孔内放置浸钢筋（也惰有不放钢伤筋），浇节灌混凝土容而成。第八章矮桩基础鸽及其它深眼基础1预制桩2现场灌注枝桩锤击打阻入振动沉桩静压桩引孔,部分挤蜓土,大面积议地面隆尘起不引孔,挤土桩成孔方法人工挖孔螺旋钻正反循环—地下水构以下泥街浆护壁冲击,夯扩,爆破沉管灌注浇注法省钢,易泥皮,虚土,断桩水上水下离心,预应力,工厂,现场第八章楚桩址基础及便其它深悠基础振动沉踪蝶桩预制桩1－13m离心预住应力预傍制钢筋冰混凝土第八章闸桩皱基础及效其它深执基础人工挖孔候桩人工挖笨孔桩排爷桩第八章永桩基础璃及其它深歪基础螺旋钻第八章银桩基础耽及其它深佣基础扩底桩人工挖批孔扩孔岂桩（芝加哥俗法）第八章域桩粥基础及凉其它深原基础英国1.0-参3.0棵m0.6艳-0.喜9m第八章孟桩基础保及其它深擦基础爆破扩辱底桩第八章搭桩朵基础及擦其它深漂基础第三节锣：则单桩姐竖向承坏载力的畅确定单桩竖向哀极限承载践力——是指单桩轮在竖向荷矮载作用下乡丰，到达破勇坏状态前脖或出现不咏适于继续木承载的变咬形时所对陵应的最大怠荷载。它减取决于地企基土对桩魂的支承能力和桩身烘的材料强约度。第八章睡桩借基础及殿其它深鸟基础一、按脱桩身强炼度确定坡单桩竖告向抗压驾承载力一般把毫桩看作仓轴心受殿压杆件穗，按有趁关规范伯计算二、按闹土的支帽承力确驶定单桩拉竖向抗惹压承载烧力1、静载荷际试验法：按单桩案竖向抗糠压静载牺试验确慕定根据单桩薯的荷载-沉降（Q~S）曲线栽。第八章乎桩基础田及其它深裂基础平板载荷试验（1）静载试重验法获得单冶桩承载肝力最可袖靠的方敢法锚桩反力旦梁次梁锚筋锚桩主梁千斤顶百分表基准柱第八章径桩基础榆及其它深欧基础第八章花桩猛基础及暮其它深农基础锚桩反脏力梁法锚桩桁舒架法,24青00吨三、桩身死应力分布我及桩侧负韵摩阻力当桩周土泊层相对于斧桩侧向下位丙移时，产衣生向下羽的摩阻阴力称为负摩阻得力。负摩阻力撇的存在将性给桩的工翅作带来不利的影响。烛桩身受到期负摩阻力撤作用时,相当于奋施加在桩矿身上的竖述向向下连的垄荷载，它会使桩债身的轴木力加大,增大桩毛身的沉灾降,降低了丘桩的承合载力。第八章闻桩垒基础及络其它深跳基础桩侧负渗摩阻力桩端阻力第八章徒桩候基础及懂其它深记基础负摩阻跨力的产拦生原因:(1)在桩基础壁附近地面大面积剖堆载,引起地暮面沉降,对桩产生剩负摩阻力,对于桥头路堤高填司土的桥台桩渐基础,地坪大面窑积堆放重毫物的车间,仓库建筑桩基垦础,均要特役别注意和负摩阻奇力问题;(2)土层中证抽取底罚下大面肿积降低斧地下水鹊位,使土层产哀生自重固皆结下沉;(3)桩周土为牵欠固结的秤软粘土或汉新填土;(4)在黄土,冻土中浆的因黄蹈土遇水岂湿陷,冻土融化往产生地面袍下沉;(5)打桩.桩侧负摩屑阻力问题,实质上差和正摩侨阻力一素样,只要得知木土与桩之惯间的相对乎位移以及方负摩阻力唤与相对位庄移之间的惰关系,就可以振了解桩紧侧负摩危阻力的驻分布和辣桩身轴需力与截威面位移兼了.第八章痒桩基础嫌及其它深俩基础正摩阻负摩阻桩侧负马摩阻力霞和正摩朝阻力1、正摩赴阻力的棵分布qs摩阻力u为桩的脏周长S0Sp

各点位移Q轴向力NS0Sp第八章麻桩基础免及其它深茶基础负摩擦萄力的确械定(负摩阻敬力成为蜂荷载的蔬一部分)对于下部马为岩石的葡端承桩,可能全杂桩为负絮摩阻力;对于一般接桩,因为桩痒土都有贩变形,负摩阻榜力出现毅视二者颠的相对敲位移量飘和方向.ln中性点土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N第八章毙桩基础呜及其它深戏基础解决方劲法：1）对开推于填土怀场地，松先填土港并保证辛填土密增实度，2）对于大贸面积地面危堆载的建穗筑物，易如采用预压蔽处理，3）通过计泥算预估下石沉的沉降蝇量。在预制桩四表面中性总点以上涂习一薄层沥乖青在桩土咱之间加一姿层土浆，惑减少摩擦露力。4）对自重令湿陷性黄灭土地基，刮采用强夯控，挤密土芒桩等方法醒处理，消码除湿陷性铺。第八章搂桩骡基础及颈其它深闷基础四、单戒桩竖向控抗拔力渐（了解轻）五、桩誓身质量处检验方败法。1、开挖检队查2、钻芯加法3、声波简检测法4、动力试杀桩法确秒定（动唐力测试喉法）它是应蝴用物体缝振动和高振动波神的传播电理论对够桩进行棕承载力姜的确定恩及检验珍工程桩便身完整敲性的方慌法第八章粥桩基础俯及其它深争基础第四节：刷群寸桩承载力帖计算一、群桩付基础的工权作特点1、群桩效穿应：群桩基础升受竖向荷枝载后，由皱于承台、榆桩、土的布相互作用速，使基桩担测阻力、船桩端阻力叼、沉降等菊性状发生候变化而与创单桩明显疑不同，承已载力往往秧不等于各除单桩承载谣力之和。第八章临桩逢基础及婆其它深钉基础群桩与群等桩效应岩石土压力扩捆散深度>6d第八章淋桩鸡基础及忍其它深单基础群桩与地群桩效陵应1预制桩沉径桩砂土,非饱和饿土和一拾般粘性库土,填土有堂挤密作呼用,使承载力址增加饱和粘沃土,超静孔阳压积累,地面上浮,先入桩上企浮,土层扰扁动,使承载制力降低2应力叠档加桩底应力星增加,使承载历力不足;总的沉缘瑞降增加3桩之间纱互相调欠节个别桩取承载力蔬低总体穿上可互霉补;个别桩恭受荷,其他桩帮梅助传递荷茄载4承台可瓶部分承犹受荷载第八章粪桩帖基础及味其它深洗基础应力叠脉加估桩底应鸦力增加,使承载尤力不足;总的沉降幅增加第八章度桩基础及毕其它深基梦础对于砂土讨sp1.笋0,粘性土黑sp1例.0P24糟2表8.13、8.14第八章耍桩肝基础及刷其它深摧基础二群毫桩基础承不载力计算荒（了解）对于3根以上,非端承桩的桩基承础,要考虑群桩宰效应；若承台底尘面土体与弄承台底不供脱开，则考虑承责台承载翅能力（茧承台效纲应）。1单桩承关载力设行计值群桩效应系数抗力分项系数第八章扶桩尸基础及足其它深剖基础2关于承鸟台承载列力问题承台下土皇的承载力肌低于浅基僻础承台内翠反力小准于外围,双曲线岭分布在动力视荷载下(铁路桥梁);负摩擦买力(地面下沉);端承桩;饱和软土古中沉入密鸽集桩群等沿情况下不葡考虑承台布承载力。第八章给桩维基础及芬其它深樱基础三、群桩弊地基强度蔽验算（了摄解）四、桩基鸽沉降计算涂（了解）第五节：恐单职桩水平承兄载力（了月解）在水平健荷载作跟用下,桩产生变胖形并挤压昌桩周土,促使桩疗周土发岩生相应耍的变形枯而产生浆水平抗堤力.桩身对桩那周土体产哭生侧向压妄应力，同呆时桩侧土言反作用于翁桩，产生帝侧向土抗肃力，桩土选共同作用轿，相互影状响。水平荷金载较小体时,桩周土趋的变形唤是弹性茫的,水平抗力平主要靠近宅地面的表劳层土提供;随着横避向荷载轮的加大救，桩的仅水平位烧移与土计的变形烈增大，盒会发生炉土体明彻显开裂市、隆起授；当桩急基水平底位移超挪过容许称值时，榆桩身产臂生裂缝烂以至断热裂或拔屯出，桩言基失效民或破坏妥。第八章鉴桩纤基础及喘其它深伴基础第六节：碗桩蔑及桩承台刷的设计与蚁计算（了岗解）一、桩基剥础设计的物内容和步桑骤1、调查络研究、搜运集设计资从料2、选择晨和确定桩程的类型、兵截面和桩芬长和承台压埋深、持奶力层等3、确凯定单桩勤承载力头设计值4、确定桩衫的根数和呆桩位平面野布置及承碰台平面尺曾寸等5、确定辩群桩或肠单桩基奏础的承统载力，殃必要时神验算群蔽桩地基甩强度和滋变形。6、桩身订构造设斯计与强舅度计算7、承台结丛构设计8、绘制轮桩基础街施工图茅。第八章蜂桩散基础及贯其它深界基础第七节：怜其吗他深基础一、沉井纸基础沉井的刚工作原业理在深基础颗工程施工比中，为减洽少放坡大包开挖的大贷量土方量彼，并保证俘陡坡开挖榨边坡的稳贸定性，人剥们创造了内沉井基础臭。这是一批种竖向的洋筒形结构劈燕物，通常鲁用砖、素流混凝土或面钢筋混凝估土材料制糟成。沉井工磁作原理证：先在晋地面制强作一个第井筒形喇结构，束后从井低筒内挖雪土，使晶沉井失壤去支撑这靠自重杏作用而雨下沉，雷直到达灰到设计就高程为榆止；最斑后封底盯，如图傅所示。绩沉井的寒井筒，借在施工咽期间作苹为支撑齐四周土勿体的护贩壁，竣咸工后即触为永久更性的深旗基础。第八章避桩基础滩及其它深洪基础沉井工作间梯子支护通气桶第八章肢桩粘基础及鄙其它深续基础沉井用途1、重型结万构物基础沉井常用谱于平面尺潮寸紧凑的设重型结构喇物，如烟怠囱、重型劝设备的承腔重的深基纠础。2、江河上尚的结构物沉井的井寨筒不仅可喇以挡土，炕也可挡水司，因此也丽使用于江灭河上的结从构物。江慨墩或边墩中采用沉井男更多。例些如，南京狂长江大桥巴的桥墩基混础，即为孟筑岛沉井用。3、取水幅结构物当地面下过不深处有透含水的卵竿石层，常阀用沉井作锯为取水的兽水泵站。然如上海宝歼钢发电厂校的水泵房垂位于长江独岸边，即位采用大型堂沉井：平臭面尺寸为39.连80m矿×39厉.49谎m，深达16.卸2m。第八章挎桩基础爆及其它深四基础4、地下管工程包括地下香厂房、地栗下仓库、伐地下油库歼、地下车土道和车站畜等。例如摘，某地下愿热电厂，上采用钢筋涉混凝土大领型沉井作宴围壁，沉摇井直径达68m，深度28.汗5m，三节宣浇注，犹一次下增沉成功扁。5、邻近建恰筑物的深餐基础在原有建店筑物邻近辣，新建深叔基础工程为基槽开挖还时，将危异及原有建蜂筑物浅基僻础的稳定须性。采用沉井终，可防止饶原有浅基掘础的滑动厅。例如，酒清华大学奴扩建发电罗厂，新建墓发电机的江平台基础泊，紧挨原珍发电厂厂怎房浅基础贴且埋深更播大，设计宪要求施工日采取措施扎，防止原风厂房基础结滑动，后叠采用沉井抓解决了这讽一问题。第八章阴桩基础花及其它深完基础6、房屋奖纠倾工泄作井近年来，奋房屋纠倾载，行之有舞效的冲土角法或掏土券法，需在骂房屋沉降登小的一侧兽作一排工饱作井。工圆作井即用竖砖砌的小从型沉井，咱工人在井矛内向房屋棚地基中冲恋土或掏土奔。这种工境作沉井作两为挡土护扮壁，保护昆工人的安学全，又可第作房屋地侧基土外流良的临时储谎泥坑，效全果良好。由上可模知，沉泥井在工阳程上应躬用范围势广泛，税且经济框。缺点挽：土层刑中存在渡严重障窑碍物时引，难以仿施工下牢沉。第八章踏桩基础病及其它深瘦基础沉井类杠型单孔沉季井——最常见净的中小掏型沉井叫，圆形甩、方形梅、矩形螺、椭圆管形。单排孔薄沉井——有一排偷井孔。鬼各井孔慕之间用栽隔墙隔处开，即眠增加沉香井的整锅体刚度地，又便姐于挖土闹和下沉晃，适用针于长度洞大的工枯程。多排孔锅沉井——成为刚度帝很大的空赌间结构，诞适用于大茄型结构物泥。在施工周过程中，铁有利于控绸制各个井忧孔挖土的致进度，保辜证沉井均泻匀下沉，兄不致于发甚生倾斜事巷故。第八章扰桩创基础及升其它深会基础第八章擦桩承基础及独其它深禁基础沉井结构——刃脚、井饭筒、内隔民墙、底梁蛋、封底与芬顶盖等部渔分。第八章胞桩基础迹及其它深隐基础沉井施工1、准备工畅作－平整书场地、放丽线定位2、沉井陡制作3、沉井经下沉4、沉井工封底沉井制作链方法承垫木狐法无垫木法土模法第八章最桩基础想及其它深茅基础承垫木法箱：在平整定理位的场地带上铺一层婚砂垫层，傅在其上，卷于沉井刃槽脚部位，嫩对称、成蝴对地安置超承垫木鸦，在各垫育木之间填脚实砂土，喉再立模板表、扎钢筋踩、浇注第协一节沉井显。第八章愧桩基础大及其它深始基础无垫木法垮：在均匀土灭层上，浇狮注第一层童与沉井井矮壁等厚的怎混凝土，活代替承垫淋木和砂垫胖层。第八章丸桩靠基础及叫其它深稠基础土模法：在定位放冷线的刃脚请部位，按凤照设计的滨尺寸，仔很细开挖黏缠性土基槽切，利用地痕基黏性土乏作为天然疫模板，以私代替砂垫跳层、承垫君木等。此握法可节省呆时间和费贷用。第八章振桩眯基础及狮其它深迎基础沉井封底秋方法干封法干封法：适用于寻底部无殊水情况捆，成本欠低、工南期短、横质量好宗，常用荒方法。当底部土吗挖至设计谋标高后，匹清除虚土模，挖一个狮深坑，作疑为集水井方；用水泵在刊集水井中责抽水，使桑地下水面葬下降到沉泽井底面以徒下；将集水井缴以外的全连部底板一拐次浇注混吃凝土，最行后快速封闸堵集水井。第八章鸦桩基础桶及其它深僚基础水下封底喊法：如抽水时剂产生流砂亦，无法采断用干封法怨时，可用拾此法。沉井开流挖下沉莫到设计桐标高后叨，将井毒底浮土偶清除干差净；安装水洞下浇注河混凝土膊的钢导抚管，进行水酿下混凝鲜土浇注。第八章杰桩基础扫及其它深信基础施工特诱殊问题战处理沉井突辈然大幅续度下沉沉井倾绣斜沉井不下谎沉第八章京桩捷基础及衰其它深用基础二、地下齐连续墙地下连肥续墙是诵近期发锐展起来士的一种乖新型深善基础形乌式。要股点为：珍修筑导封墙，用坏机械在党导墙内刻分段竖撕直挖槽绪，采用用泥浆护毁壁，就刺地吊放大钢筋笼运，水下送浇注混越凝土，雹一段段龙连接成长一地下户钢筋混事凝土连虽续墙，岛成为永诉久性深抬基础工雕程。优点施工期披间不需靠降水，谢不需挡滨土护坡栗，不需乌立模板茅与支撑鲜，把施仍工护坡祖与永久恨性工程扇融为一爬体。因铅此，此轿基础形霉式可避圈免开挖廊大量的把土方量然，缩短尺工期，辽降低造皇价。尤扑其在城双市密集针建筑群丢中修建组深基础撒时，为脆防止对脂邻近建贸筑物安漠全稳定鸭的影响旷，此法先更显示评出其优麦越性。第八章尤桩菠基础及将