桩基础.12课件分解

第四章桩基础和深基础ξ4-1概述ξ4-2桩基础的类型ξ4-3单桩竖向极限承载力ξ4-4

单桩水平极限承载力ξ4-5复合基桩承载力验算ξ4-6桩基础沉降验算ξ4-7桩基础的设计步骤ξ4-8软土地基减沉复合疏桩基础计算ξ4-9深基础简介

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。常见深基础主要有：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。目前，我国的桩基最大入土深度已达百米，桩径已超过5米。第一节概述

桩基础是通过承台把若干根桩的顶部联结成整体，共同承受动、静荷载的一种深基础，而桩是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件，其作用在于穿越软弱的压缩性土层或水中，将桩所承受的荷载传递到更硬、更密实或压缩性较小的地基持力层上，通常将桩基础中的桩称之为基桩。

桩：垂直或微斜埋置于土中的受力杆件，它的横截面尺寸比长度小得多。桩承受承台传递过来的荷载，通过桩侧对土摩擦力及桩端对土的压力将荷载传递到土中。

桩基础：由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。上部结构传来的荷载，通过承台传递给桩，再由桩传递到土中低承台桩基础的示意图

承台的作用：承受上部结构荷载，并将荷载传递给各桩。承台箍住桩顶使各个桩共同承受荷载。由于桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降稳定快和沉降变形小、抗震能力强，以及能适应各种复杂地质条件等特点，在工程中得到了广泛应用。桩基础除主要用来承受坚向抗压荷载外，还在桥梁工程、港口工程、近海采油平台、高耸和高重建筑物、支挡结构、抗震工程结构以及特殊土地基如冻土、膨胀土等中，用于承受侧向土压力、波浪力、风力、地震力、车辆制动力、冻胀力、膨胀力等水平荷载和竖向抗拔荷载等。

一、桩基础的适用性通常对下列情况，可考虑用桩基础方案：(1)软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物，不允许地基有过大沉降和不均匀沉降；(2)对于高重建筑物，如高层建筑、重型工业厂房和仓库、料仓等，地基承载力不能满足设计需要时；(3)对桥梁、码头、烟囱、输电塔等结构，宜采用桩基以承受较大的水平力和上拔力时；(4)对精密或大型的设备基础，需要减小基础振幅、减弱基础振动对结构的影响时；二、桩基设计原则

桩基础设计也应满足地基承载力和变形这两项基本要求。

按行业标准《建筑桩基技术规范》，建筑桩基设计与建筑结构设计一样，采用以概率理论为基础的极限状态设计法，并按极限状态设计表达式计算。桩基的极限状态分为两类：1.承载能力极限状态

对应于桩基受荷达到最大承载能力导致整体失稳或发生不适于继续承载的变形；2.正常使用极限状态

对应于桩基变形达到为保证建筑物正常使用所规定的限值或桩基达到耐久性要求的某项限值。建筑桩基的安全等级见下表。设计等级建筑物类型甲级重要的建筑30层以上或高度超过100m的高层建筑体型复杂，层数相差超过10层的高低层连体建筑物20层以上框筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物及坡地、岸边建筑对相邻既有工程影响较大的建筑乙级除甲级，丙级以外的建筑丙级场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下的建筑建筑桩基安全等级

根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，桩基需进行如下计算和验算：1.所有桩基均应进行承载能力极限状态计算.2.应根据建筑桩基的设计等级及长期荷载作用下桩基变形对上部结构的影响程度，按规定进行变形计算.3.应根据桩基所处的环境类别和相应的裂缝控制等级，验算桩和承台正截面的抗裂和裂缝宽度。

三、

桩基础的设计步骤与内容（1）选择桩型、施工工艺、断面、桩端持力层、承台埋深。（2）估算单桩承载力设计值。（3）确定桩数和承台底面尺寸。（4）确定复合基桩竖向承载力设计值。（5）桩顶作用效应验算，认为柱底水平剪力作用于承台顶面。（6）桩基沉降计算。按长期效应组合柱底效应进行桩基沉降计算。（7）桩身结构设计计算。（8）承台设计计算。

设计桩基应先根据建筑物的特点和有关要求，进行岩土工程勘察和场地施工条件等资料的收集工作；设计时应考虑桩的设置方法及其影响。No结构与地质资料桩型、桩长、桩距确定桩数n=P/R桩基中单桩承载力验算软弱下卧层验算承台设计沉降计算桩基础的设计步骤第二节桩基础的分类

1桩基础的分类：桩基础按桩的数量可分为单桩基础、群桩基础；按承台位置分：低承台及高承台桩基础.2桩的分类

桩1.按承载性状可分2.施工方法可分

1）端承型桩2）摩擦型桩

1）预制桩

2）灌注桩

3.使用功能可分

1）抗压桩、抗拔桩

2）水平受荷桩、复合受荷桩

4.按成桩方法可分

1）非挤土桩2）部分挤土桩3）挤土桩⑴摩擦型桩

指在竖向荷载作用下，桩顶荷载全部或大部分由桩侧摩阻力承担的桩。摩擦桩端承摩擦桩1.按承载性状可分⑵端承型桩

:在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载

全部或主要由桩端阻力承担，而桩侧摩阻力相对

于桩端阻力较小的桩。

端承桩摩擦端承桩定义:预制桩是指在工厂或工地现场预先将桩制作成型，然后运送到桩位，用某种沉桩方法将其沉入土中的桩。断面尺寸：300mm×300mm~550mm×550mm分类:预制桩按材料分类主要有：钢筋混凝土预制桩、混凝土预制桩、钢桩、木桩。钢筋混凝土桩优点：桩身强度高，制作方便，耐腐蚀性能好，不受地下水位与土质条件限制，质量易保证，安全可靠，承载力高。缺点：自重大，需要运输及打桩设备，有时要接桩、要截桩；工期长，对比灌注桩，用钢量大，造价高；锤击沉桩时，噪音大。虽然有缺点，但由于钢筋混凝土预制桩的优越性显著，它的应用还是很广泛。

2.施工方法可分

锤击工厂或现场预制振动静压成桩(1)预制桩离心预应力预制钢筋混凝土桩静压桩机柴油打桩机定义:灌注桩是在施工现场在桩位处先成孔，在孔内加放钢筋笼（也有不放钢筋笼的），灌注混凝土制成的桩。灌注桩具有造价低、用钢量少、桩长可以灵活掌握及施工噪音小、振动小等优点。分类:为沉管灌注桩、钻孔（冲、挖）孔灌注桩等。(2)灌注桩现场成孔浇注混凝土成桩钻孔冲孔沉管夯扩挖孔沉管灌注桩：沉管灌注桩利用锤击或振动等方法，将一定直径的钢管沉入土中，形成桩孔，然后浇筑混凝土，拔出钢管形成所需要的灌注桩。沉管灌注桩的施工工艺示意图如下:

优点：造价低，管内无水作业桩身砼质量好；

缺点：

产生缩颈、夹土、断桩，因挤土效应,相邻桩可能破坏防治措施：控制拔管速度，快振慢拔；

2）钻（冲）孔灌注桩：

先用机械方法取土成孔，然后清除孔底残渣土，安放钢筋笼，浇灌混凝土而形成灌注桩。

它包括各种钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩和干作业法（螺旋钻、钻斗及人工挖孔等）。（1）适合各类地层成桩，钻孔桩的桩长、桩径不受限，但沉管桩因挤土量大桩长、桩径将受到一定限制；（2）没有接桩的问题，桩的耐久性好；（3）桩身配筋比钢筋混凝土预制桩少，单桩承载力高；（4）可实施扩底或支盘，以增大单桩的竖向承载力；（5）对于水下导管法灌注桩，混凝土灌注工艺及操作技术较复杂。

如需要提高单桩承载力，可采用扩底桩，即在钻机成孔后，撑开钻头的扩孔刀刃使之旋转切土扩大桩孔，浇灌混凝土后在底端形成扩大桩端，但扩底直径不宜大于3倍桩身直径。粘性土砂性土螺旋钻孔灌注桩螺旋钻

钻扩桩碎石混凝土钢筋笼内夯式扩底桩200kN钢锤爆破扩底桩竖向抗压桩竖向抗拔桩水平受荷桩复合受荷桩主要承受竖向下压荷载（简称竖向荷载）的桩，应进行竖向承载力计算，必要时还需计算桩基沉降，验算软弱下卧层的承载力以及负摩阻力产生的下拉荷载。主要承受竖向上拔荷载的桩，应进行桩身强度和抗裂计算以及抗拔承载力验算。主要承受水平荷载的桩，应进行桩身强度和抗裂验算以及水平承载力和位移验算。承受竖向、水平荷载均较大的桩，应按竖向抗压（或抗拔）桩及水平受荷桩的要求进行验算。3.使用功能可分

非挤土桩（干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法）：人工挖孔桩，干钻孔灌注桩，湿钻孔灌注桩；

部分挤土桩：预钻孔（引孔）预制静压（或打入）桩，开口预制混凝土管桩钢桩

挤土桩：沉管灌注桩、预制实心静压（或打入）桩，闭口预应力砼管桩、钢管桩，闭口预应