lxdjjc11《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》第十一章樁基礎(chǔ)及其他深基礎(chǔ)ppt課件

1、第十一章第十一章 樁根底設(shè)計(jì)及其他深根底樁根底設(shè)計(jì)及其他深根底本章提要與教學(xué)目的1 了解樁根底的運(yùn)用，熟習(xí)樁根底的設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原那么、分類(lèi)及成樁效應(yīng)；2 了解樁根底單樁傳送機(jī)理，熟習(xí)掌握樁根底豎向承載力確實(shí)定，熟習(xí)群樁效應(yīng)；3 了解單樁沉降計(jì)算，熟習(xí)群樁沉降計(jì)算及減小樁負(fù)摩阻力的措施。4 掌握樁根底承臺(tái)設(shè)計(jì)，熟習(xí)樁根底設(shè)計(jì)步驟及施工圖繪制。11.1 概述樁根底：經(jīng)過(guò)承臺(tái)把假設(shè)干根單樁銜接成為整體，共同接受動(dòng)靜荷載的一種深根底。特點(diǎn)：承載力高 穩(wěn)定性好 沉降量小而均勻 便于機(jī)械化施工 順應(yīng)性強(qiáng)一、選擇樁根底的條件n地基土的性質(zhì)：特殊土，地基土的性質(zhì)：特殊土，強(qiáng)度不均強(qiáng)度不均n荷載：較大的豎向荷

2、載，荷載：較大的豎向荷載，具有偏心荷載、程度荷具有偏心荷載、程度荷載、動(dòng)力荷載等其他方載、動(dòng)力荷載等其他方式的荷載作用式的荷載作用n構(gòu)造物：對(duì)不均勻沉降構(gòu)造物：對(duì)不均勻沉降較為明顯，需求長(zhǎng)期保較為明顯，需求長(zhǎng)期保管的歷史性建筑物管的歷史性建筑物n地下水位：水中的構(gòu)筑地下水位：水中的構(gòu)筑物物n何種情況下選用樁根底方案？二、樁基設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2 持力層與樁長(zhǎng)3 樁的合理布置4 樁基的程度承載力1 樁基方式地質(zhì)條件。建筑的體型與構(gòu)造特點(diǎn)建筑功能對(duì)地下空間利用的方式1能提供足夠大的單樁承載力。2保證建筑物不產(chǎn)生過(guò)大的沉 降與差別沉降。3思索樁基造價(jià)。4思索樁基施工技術(shù)的能夠性。 n樁根底設(shè)計(jì)包括哪些工

3、程？三、建筑樁基的平安等級(jí)建筑樁基平安等級(jí)與重要性系數(shù)0平安等級(jí)破壞后果建筑物類(lèi)型重要性系數(shù)一級(jí)二級(jí)三級(jí)很?chē)?yán)重嚴(yán)重不嚴(yán)重重要的工業(yè)與民用建筑；對(duì)樁基變形有特殊要求的工業(yè)建筑普通的工業(yè)與民用建筑次要的建筑1.11.21.01.10.91.0n對(duì)于對(duì)于20層以上的高層建筑，其總高度從地面層以上的高層建筑，其總高度從地面起算將超越起算將超越60 m，樁基允許傾斜值為，樁基允許傾斜值為2.5，建筑物頂端的傾斜位移值允許值不超，建筑物頂端的傾斜位移值允許值不超越越15cm，此時(shí)，尚不致對(duì)人們心思產(chǎn)生不良，此時(shí)，尚不致對(duì)人們心思產(chǎn)生不良影響，電梯也能堅(jiān)持運(yùn)轉(zhuǎn)。假設(shè)傾斜超越該項(xiàng)影響，電梯也能堅(jiān)持運(yùn)轉(zhuǎn)。假設(shè)傾

4、斜超越該項(xiàng)限值，那么會(huì)呵斥人們心思上的恐懼，電梯不限值，那么會(huì)呵斥人們心思上的恐懼，電梯不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，對(duì)于能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，對(duì)于20層以上的高層建筑層以上的高層建筑應(yīng)列入重要建筑物。對(duì)于有留念意義的或供群應(yīng)列入重要建筑物。對(duì)于有留念意義的或供群眾性集會(huì)的民用建筑，經(jīng)濟(jì)意義艱苦的工業(yè)建眾性集會(huì)的民用建筑，經(jīng)濟(jì)意義艱苦的工業(yè)建筑也應(yīng)列入重要建筑物。筑也應(yīng)列入重要建筑物。四、樁基計(jì)算的荷載效應(yīng)組合四、樁基計(jì)算的荷載效應(yīng)組合n根據(jù)根據(jù) JGJ94-94JGJ94-94進(jìn)展設(shè)計(jì)時(shí)：進(jìn)展設(shè)計(jì)時(shí)：n樁基承載才干極限形狀的計(jì)算采用作用效應(yīng)的根本樁基承載才干極限形狀的計(jì)算采用作用效應(yīng)的根本組合和地震作用效

5、應(yīng)組合。組合和地震作用效應(yīng)組合。n當(dāng)進(jìn)展樁基的抗震承載才干計(jì)算時(shí)，荷載設(shè)計(jì)值和當(dāng)進(jìn)展樁基的抗震承載才干計(jì)算時(shí)，荷載設(shè)計(jì)值和地震作用設(shè)計(jì)值應(yīng)符合地震作用設(shè)計(jì)值應(yīng)符合 GB50011-GB50011-20012001的規(guī)定。的規(guī)定。n按正常運(yùn)用極限形狀驗(yàn)算樁基沉降時(shí)采用荷載的長(zhǎng)按正常運(yùn)用極限形狀驗(yàn)算樁基沉降時(shí)采用荷載的長(zhǎng)期效應(yīng)組合。期效應(yīng)組合。n驗(yàn)算樁基的程度變位、抗裂、裂痕寬度時(shí)，根據(jù)運(yùn)驗(yàn)算樁基的程度變位、抗裂、裂痕寬度時(shí)，根據(jù)運(yùn)用要求和裂痕控制等級(jí)，分別采用作用效應(yīng)的短期效用要求和裂痕控制等級(jí)，分別采用作用效應(yīng)的短期效應(yīng)組合。應(yīng)組合。樁基計(jì)算的荷載效應(yīng)組合n2.2.根據(jù)根據(jù) GB50007-2

6、002GB50007-2002進(jìn)展設(shè)計(jì)時(shí)：進(jìn)展設(shè)計(jì)時(shí)：n按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí)，傳至承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí)，傳至承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)按正常運(yùn)用極限形狀下荷載效應(yīng)的規(guī)范組合；相應(yīng)的抗力按正常運(yùn)用極限形狀下荷載效應(yīng)的規(guī)范組合；相應(yīng)的抗力采用單樁承載力特征值。采用單樁承載力特征值。n計(jì)算地基變形時(shí)，傳至承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)按正常運(yùn)計(jì)算地基變形時(shí)，傳至承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)按正常運(yùn)用極限形狀下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合；相應(yīng)的限值為地基用極限形狀下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合；相應(yīng)的限值為地基變形允許值。變形允許值。n確定樁承臺(tái)高度、配筋和驗(yàn)算樁身體料強(qiáng)度時(shí)，上部構(gòu)確定樁承臺(tái)高度、配筋和驗(yàn)算樁身體

7、料強(qiáng)度時(shí)，上部構(gòu)造傳來(lái)的荷載效應(yīng)組合按承載才干極限形狀下荷載效應(yīng)的造傳來(lái)的荷載效應(yīng)組合按承載才干極限形狀下荷載效應(yīng)的根本組合，采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。根本組合，采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。n驗(yàn)算樁臺(tái)或樁身的裂痕寬度時(shí)，按正常運(yùn)用極限形狀下驗(yàn)算樁臺(tái)或樁身的裂痕寬度時(shí)，按正常運(yùn)用極限形狀下荷載效應(yīng)的規(guī)范組合。荷載效應(yīng)的規(guī)范組合。11.2 樁的類(lèi)型樁的類(lèi)型根據(jù)樁體資料劃分 天然資料樁、混凝土樁、鋼樁、水泥土樁、砂漿樁、特種(改良)型樁 按樁的承載性狀和運(yùn)用功能劃分 豎向抗壓樁、側(cè)向受荷樁豎向抗拔樁、復(fù)合受荷樁 根據(jù)成樁方法對(duì)土層影響劃分 擠土樁、部分?jǐn)D土樁和非擠土樁 按成樁方法劃分 圖11-1 圖11-1 按成

8、樁方法劃分樁的類(lèi)型backn鉆孔擴(kuò)底灌注樁，按成樁方法分類(lèi)應(yīng)為鉆孔擴(kuò)底灌注樁，按成樁方法分類(lèi)應(yīng)為 B nA. 擠土樁；擠土樁； B.非擠土樁；非擠土樁； C.部分?jǐn)D土樁部分?jǐn)D土樁 D. 端承樁端承樁n沉管灌注樁和鉆孔灌注樁又都屬于擠土沉管灌注樁和鉆孔灌注樁又都屬于擠土樁樁 F 。煙臺(tái)大學(xué)住宅樓人工挖孔灌注樁煙臺(tái)大學(xué)住宅樓人工挖孔灌注樁壽光造紙廠長(zhǎng)螺旋壓貫砼樁壽光造紙廠長(zhǎng)螺旋壓貫砼樁三水大廈鉆孔灌注樁煙臺(tái)國(guó)稅大廈鉆孔灌注混凝土樁-鋼筋籠煙臺(tái)大學(xué)文經(jīng)學(xué)院預(yù)制樁煙臺(tái)大學(xué)8、9號(hào)樓預(yù)制樁煙臺(tái)濱海路橋沖擊鉆進(jìn)成孔混凝土樁11.3 單樁豎向承載力確實(shí)定孤立的一根樁稱(chēng)為單樁，群樁中的一根樁稱(chēng)為基樁，群孤立的

9、一根樁稱(chēng)為單樁，群樁中的一根樁稱(chēng)為基樁，群樁中思索群樁效應(yīng)的一根樁稱(chēng)為復(fù)合基樁。樁中思索群樁效應(yīng)的一根樁稱(chēng)為復(fù)合基樁。 一、一、 豎向荷載下單樁的荷載傳送豎向荷載下單樁的荷載傳送 樁的荷載傳送機(jī)理研討提示的是樁樁的荷載傳送機(jī)理研討提示的是樁土之間力的傳送土之間力的傳送與變形協(xié)調(diào)的規(guī)律，因此它是樁的承載力機(jī)理和樁與變形協(xié)調(diào)的規(guī)律，因此它是樁的承載力機(jī)理和樁土共同作用分析的重要實(shí)際根據(jù)。土共同作用分析的重要實(shí)際根據(jù)。 樁側(cè)阻力與樁端阻力的發(fā)揚(yáng)過(guò)程就是樁樁側(cè)阻力與樁端阻力的發(fā)揚(yáng)過(guò)程就是樁土體系荷載土體系荷載的傳送過(guò)程。的傳送過(guò)程。 樁土體系荷載傳送分析由上圖可以看出，任一深度z樁身截面的荷載為： 豎

10、向位移為：由微分段dz的豎向平衡可求得 為： 微分段dz的緊縮量為： 00)( )zsQ zQuq z dz（001( )( )zpS zSQ z dzE A( )( )pQ zdS zdzE A1( )( )sdQ zq zudz ( )sq z 由上兩式得： 式中 A 樁身截面積； 樁身彈性模量； u 樁身周長(zhǎng)。 上式就是樁土體系荷載傳送分析計(jì)算的根本微分方程。經(jīng)過(guò)在樁身埋設(shè)應(yīng)力或位移測(cè)試元件，即可求得軸力和側(cè)阻力沿樁身的變化曲線。 22( )( )psE Ad S zq zudz pE根據(jù)力的豎向平衡，有：式中 樁側(cè)總摩阻力； 樁端總阻力。spQQQsQpQ根據(jù) 和 的大小，定性地將樁分

11、為：摩擦樁 大致在0.8以上端承摩擦樁 大致在0.60.75左右端承樁 大致在0.8以上摩擦端承樁 大致在0.60.75左右。sQ QpQQsQ QsQ QpQQpQQ樁的荷載傳送的普通規(guī)律 樁端土與樁側(cè)土的模量比 愈小，樁身軸力沿深度衰減愈快，即傳送到樁端的荷載愈?。?隨樁土剛度比 樁身剛度與樁側(cè)土剛度之比的增大，傳送到樁端的荷載添加；但當(dāng) 1000后， 的變化不明顯； 隨樁的長(zhǎng)徑比 l為樁長(zhǎng),d 為樁徑增大，傳送到樁端的荷載減小，樁身下側(cè)阻發(fā)揚(yáng)值相應(yīng)降低；當(dāng) 40時(shí)，在均勻土層中，趨于零；當(dāng) 100時(shí)，不論樁端土剛度多大，其值小到可忽略不計(jì)；(4)既使對(duì)于長(zhǎng)徑比 1520 的嵌巖樁，也屬于

12、摩擦型樁，其樁端總阻力也較?。?5)擴(kuò)展樁端面積，樁端傳送荷載的比率 增大。 spEE /spEE /QQP/sbEE /dl/dl/dl/dl/QQP/相關(guān)考題n右圖，回答以下問(wèn)題：(1)樁頂荷載Q由小增大的過(guò)程中，Q主要由哪些力支承？n樁側(cè)摩阻力和樁端阻力n(2)樁身軸力隨深度添加還是減??；n減少n(3)樁頂沉降o比樁端位移l大還是?。籲大n(4)假設(shè)原來(lái)地下水位較近地面，后來(lái)全面下降，荷載傳送會(huì)發(fā)生什么變化？為什么？n負(fù)摩阻力二、樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題n當(dāng)土體相對(duì)于樁身向下位移時(shí)，土體不僅不能起分散當(dāng)土體相對(duì)于樁身向下位移時(shí)，土體不僅不能起分散樁身軸向力的作用，反而會(huì)產(chǎn)生下拉的摩阻力，使樁樁身

13、軸向力的作用，反而會(huì)產(chǎn)生下拉的摩阻力，使樁身的軸力增大，如圖身的軸力增大，如圖11-3所示。該下拉的摩阻力稱(chēng)為所示。該下拉的摩阻力稱(chēng)為負(fù)摩阻力。負(fù)摩阻力的存在，增大了樁身荷載和樁基負(fù)摩阻力。負(fù)摩阻力的存在，增大了樁身荷載和樁基的沉降。的沉降。1. 產(chǎn)生樁側(cè)負(fù)摩阻力的條件 三類(lèi)情況：第一類(lèi)情況為樁周土在自重作用下固結(jié)沉降或浸水導(dǎo)致土體構(gòu)造破壞、強(qiáng)度降低而下沉濕陷 ；第二類(lèi)情況為外界荷載作用導(dǎo)致樁周土固結(jié)沉降 ；第三類(lèi)情況為因降水導(dǎo)致樁周土中有效應(yīng)力增大而固結(jié)。n4-軟土地域由密集樁群施工呵斥的土隆起和隨后的再固結(jié)，也會(huì)產(chǎn)生樁側(cè)負(fù)摩阻力。n由于某些緣由使樁周在某一長(zhǎng)度內(nèi)產(chǎn)生負(fù)摩阻力，這時(shí)，在該長(zhǎng)度

14、內(nèi)土層的程度面會(huì)產(chǎn)生相對(duì)于同一標(biāo)高處的樁身截面的位移或位移趨勢(shì)，其方向是 b n a 向上； b 向下； c 向上或向下視負(fù)摩阻力大小而定；d 與樁的截面成某一角度。負(fù)摩阻力的分布n中性點(diǎn)：樁截面位移與土層豎向位移相等的點(diǎn)n位置：當(dāng)樁周主要為產(chǎn)生固結(jié)的土層時(shí)，多為樁長(zhǎng)的70%-75%靠下方處；樁支承在基巖上，中性點(diǎn)接近基巖面n中性點(diǎn)之上出現(xiàn)負(fù)摩阻力；中性點(diǎn)之下出現(xiàn)正摩阻力。中性點(diǎn)處樁身軸力最大2.思索樁側(cè)負(fù)摩阻力的樁基承載力和沉降問(wèn)題 普通情況下對(duì)摩擦型樁基，可近似視實(shí)際中性點(diǎn)以上側(cè)阻力為零計(jì)算樁基承載力。 對(duì)于端承型樁基 ，應(yīng)計(jì)算中性點(diǎn)以上負(fù)摩阻力構(gòu)成的下拉荷載，并以下拉荷載作為外荷載的一部

15、分驗(yàn)算其承載力。 相關(guān)考題n 何謂負(fù)摩阻力？負(fù)摩阻力對(duì)單樁承載力有哪些影響？如何消除或降低這些影響？n影響：降低樁的實(shí)踐承載力；使樁產(chǎn)生附加沉降n措施：預(yù)制樁外表涂一層瀝青油或在鋼筋再加一層3mm的塑料薄膜 三、豎向荷載下單樁承載力確實(shí)定方法一一 單樁豎向承載力的概念和確定原那么單樁豎向承載力的概念和確定原那么 單樁豎向承載力是指單樁在豎向荷載作用下，單樁豎向承載力是指單樁在豎向荷載作用下，地基土和樁本身強(qiáng)度和穩(wěn)定性均能得到保證、地基土和樁本身強(qiáng)度和穩(wěn)定性均能得到保證、變形也在允許范圍內(nèi)的情況下，并且可以保證變形也在允許范圍內(nèi)的情況下，并且可以保證構(gòu)造物正常運(yùn)用時(shí)單樁所能接受的最大豎向荷構(gòu)造物

16、正常運(yùn)用時(shí)單樁所能接受的最大豎向荷載。載。 n靜載實(shí)驗(yàn)方法是確定單樁豎向承載力最可靠的方法，但由于單樁靜載實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用、時(shí)間、人力耗費(fèi)都較高，大量推行運(yùn)用是不現(xiàn)實(shí)的。因此，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性選擇確定單樁承載力的方法，在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間選擇合理的平衡。n對(duì)各類(lèi)建筑物，均應(yīng)采用多種方法綜合分析確定承載力，以提高確定結(jié)果的可靠性。n不同的技術(shù)規(guī)范有不同的要求，應(yīng)根據(jù)詳細(xì)情況選用。n對(duì)單樁豎向承載力特征值確實(shí)定規(guī)定如下：n(1)、單樁豎向承載力特征值應(yīng)經(jīng)過(guò)單樁豎向靜載荷實(shí)驗(yàn)確定。在同一條件下的試樁數(shù)量，不宜小于總樁數(shù)的1，且不應(yīng)小于3根。n當(dāng)樁端持力層為密實(shí)砂卵石或其它承載力類(lèi)似的土層時(shí)，對(duì)單樁承載

17、力很高的大直徑端承型樁，可采用深層平板載荷實(shí)驗(yàn)確定樁端土的承載力特征值。n(2)地基根底設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物，可采用靜力觸探及標(biāo)貫實(shí)驗(yàn)參數(shù)確定值。n(3)初步設(shè)計(jì)時(shí)單樁豎向承載力特征值可按下式估算：isiapppalquAqRn當(dāng)樁端嵌入完好及較完好的硬質(zhì)巖中時(shí)，可按下式估算單樁豎向承載力特征值 ppaaAqR 二單樁豎向極限承載力確實(shí)定方法1.按靜載實(shí)驗(yàn)確定單樁極限承載力規(guī)范值 進(jìn)展靜載實(shí)驗(yàn)時(shí)在樁頂用千斤頂逐級(jí)加載，記錄變形穩(wěn)定時(shí)每級(jí)荷載下樁頂?shù)某两盗縮，直至樁失穩(wěn)為止。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制出的荷載Q與樁頂?shù)某两盗縮曲線如下圖。 n試述用載荷實(shí)驗(yàn)成果和閱歷公式確定單樁垂直承載力的方法 2.按靜力

18、觸探方法確定單樁極限承載力規(guī)范值 根據(jù)雙橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預(yù)制單樁豎向極限承載力規(guī)范值時(shí)，對(duì)于粘性土、粉土和砂土，如無(wú)當(dāng)?shù)亻啔v時(shí)，可按下式計(jì)算： 式中 第i層土的探頭平均側(cè)阻力； 樁端平面以上4d、以下1d范圍內(nèi)的探頭阻力平均值； 樁端阻力修正系數(shù)，對(duì)粘性土、粉土取，對(duì)飽和砂土??；ukisi icpQuf lq Asifcq 第i層土樁側(cè)阻力綜合修正系數(shù)，按下式計(jì)算：粘性土、粉土：砂土： i0.455.05()isif0.5510.44()isif3.按土的物理目確實(shí)定單樁極限承載力規(guī)范值(1) 普通鋼筋混凝土樁的單樁極限承載力規(guī)范值p241 根據(jù)土的物理目的與承載力參數(shù)之間的閱歷關(guān)

19、系確定單樁豎向極限承載力規(guī)范值時(shí)，可按下式計(jì)算：(2)大直徑樁的單樁極限承載力規(guī)范值p242ukskpksik ipkpQQQuq lq Aukskpksisik ippkpQQQuq lqA11.4 群樁承載力的計(jì)算n群樁效應(yīng)n高層建筑樁基通常為低承臺(tái)式，群樁根底受豎向荷載后，承臺(tái)、樁群與土構(gòu)成一個(gè)相互作用、共同任務(wù)體系，其變形和承載力均受相互作用的影響。一、群樁的荷載傳送特征端承型群樁端承型群樁摩擦型群樁摩擦型群樁由端承樁組成的群樁根底，經(jīng)過(guò)由端承樁組成的群樁根底，經(jīng)過(guò)承臺(tái)傳送到各樁頂?shù)呢Q向荷載，其承臺(tái)傳送到各樁頂?shù)呢Q向荷載，其大部分由樁身直接傳送到樁端。大部分由樁身直接傳送到樁端。 在豎

20、向荷載作用下，其樁頂荷載在豎向荷載作用下，其樁頂荷載的大部分經(jīng)過(guò)樁側(cè)阻力傳送到樁的大部分經(jīng)過(guò)樁側(cè)阻力傳送到樁側(cè)和樁端土層中，其他部分由樁側(cè)和樁端土層中，其他部分由樁端接受。端接受。 影響群樁效應(yīng)的主要要素有兩組：一是群樁本身的幾何特征：包括承臺(tái)的設(shè)置方式高、低承臺(tái)、樁間距、樁長(zhǎng)及樁長(zhǎng)與承臺(tái)寬度比、樁的陳列方式、樁數(shù)等；一是樁側(cè)及樁端的土性及其分布、成樁工藝等。二、群樁的沉降特性 由摩擦樁與承臺(tái)組成的群樁，在豎向荷載作用下，其沉降的變形性狀是樁、承臺(tái)、地基土之間相互影響的綜合結(jié)果，群樁沉降及其性狀同孤立單樁有明顯不同。 群樁沉降由樁間土緊縮和樁端以下土緊縮變形所組成。 三 、群樁的豎向承載力計(jì)算

21、群樁的豎向承載力：首先是指將群樁和一定范圍內(nèi)的土視為整體時(shí)所能接受的豎向總荷載 ；其次是指所產(chǎn)生沉降小于允許沉降量的豎向荷載 。1 群樁的整體豎向承載力計(jì)算單樁承載力的簡(jiǎn)單累加法 假定群樁的極限承載力為，單樁的極限承載力為： 那么式中 n樁數(shù)。 上式僅適用于端承群樁，以及按規(guī)定，滿(mǎn)足樁數(shù)n3的摩擦樁。因此，對(duì)大多數(shù)建筑的摩擦樁基不能采用上述簡(jiǎn)單累加法。uuPnQ分項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)法分項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)法n思索群樁效應(yīng)計(jì)算群樁的極限承載力，將使計(jì)算結(jié)果的可靠性提高，使設(shè)計(jì)趨于更經(jīng)濟(jì)合理。JGJ94-94采用概率極限形狀設(shè)計(jì)法，援用了群樁效應(yīng)系數(shù)的根本概念 n側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)和端阻群樁效應(yīng)系數(shù)定義如下：

22、單樁平均極限側(cè)阻力阻力群樁中基樁平均極限側(cè)s單樁平均極限端阻力阻力群樁中基樁平均極限端pn側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)定義如下：?jiǎn)螛稑O限承載力承載力群樁中各基樁平均極限sp樁基中復(fù)合基樁的承載力設(shè)計(jì)值按以下公式計(jì)算：或者/ppkccksskspcQQRQspukcckspcQQR四、單樁承載力的校核群樁中復(fù)合基樁或基樁應(yīng)按以下要求進(jìn)展校核： 對(duì)于軸心豎向力作用： 對(duì)于偏心豎向力作用，除滿(mǎn)足上式外，尚應(yīng)滿(mǎn)足下式：NRmax1.2NR11.5 樁的程度承載力n建筑工程中的樁根底大多以接受豎向荷建筑工程中的樁根底大多以接受豎向荷載為主，但在風(fēng)荷載、地震荷載、機(jī)械載為主，但在風(fēng)荷載、地震荷載、機(jī)械制動(dòng)荷載

23、或土壓力、水壓力等作用下，制動(dòng)荷載或土壓力、水壓力等作用下，也將接受一定的程度荷載。尤其是橋梁也將接受一定的程度荷載。尤其是橋梁工程中的樁基，除需求滿(mǎn)足樁基的豎向工程中的樁基，除需求滿(mǎn)足樁基的豎向承載力要求之外，還必需對(duì)樁基的程度承載力要求之外，還必需對(duì)樁基的程度承載力進(jìn)展驗(yàn)算承載力進(jìn)展驗(yàn)算一一 、程度荷截作用下單樁、程度荷截作用下單樁的任務(wù)特點(diǎn)的任務(wù)特點(diǎn) 樁可以承當(dāng)程度荷載的樁可以承當(dāng)程度荷載的才干稱(chēng)單樁程度承載力。才干稱(chēng)單樁程度承載力。 豎直樁的程度承載力主豎直樁的程度承載力主要依托周?chē)馏w的程度要依托周?chē)馏w的程度抵抗。抵抗。 樁入土深度越大，土的樁入土深度越大，土的程度抵抗才干也越大程

24、度抵抗才干也越大 ，其程度承載力就越大。其程度承載力就越大。 樁的程度承載力對(duì)于長(zhǎng)樁來(lái)說(shuō)，由樁的程度位移和樁身彎矩所控制，而短樁那么為程度位移和傾斜控制。n影響樁基程度承載力的要素有哪些？影響樁基程度承載力的要素有哪些？ n樁截面尺寸；剛度；資料強(qiáng)度；樁頂嵌樁截面尺寸；剛度；資料強(qiáng)度；樁頂嵌固程度；土質(zhì)條件；樁的入土深度固程度；土質(zhì)條件；樁的入土深度二、樁的程度靜載實(shí)驗(yàn)n首先，在現(xiàn)場(chǎng)制造兩根一樣的試樁，兩樁間程度放置加載用的千斤頂及安裝程度位移丈量安裝。加載方式通常采用循環(huán)加卸載法，以便與樁基所承載的瞬時(shí)、反復(fù)的程度荷載情況一致；對(duì)于受長(zhǎng)期程度荷載的樁基，也可以采用慢速加載法進(jìn)展實(shí)驗(yàn)。二 根據(jù)

25、程度載荷實(shí)驗(yàn)，繪制程度荷載時(shí)間位移曲線，取該曲線明顯陡降的前一級(jí)荷載為極限荷載kN。 極限程度承載力除以平安系數(shù)2.0，可作為單樁程度承載力的特征值。三 、程度受荷樁的實(shí)際分析 按文克勒假定，樁側(cè)土作用在樁上的抗力p(kN/m)可以用下式表示： 式中 樁的計(jì)算寬度； x 程度位移；m 土的程度抗力系數(shù)(或稱(chēng)程度基床系數(shù)或地基系數(shù))，kNm3。 hopk xbhkobn由于對(duì)kh的不同假設(shè)將直接影響撓曲線微分方程的求解和截面內(nèi)力計(jì)算。kh與土的種類(lèi)和樁入土深度有關(guān)。由于對(duì)kh 的分布所作的假定不同，就區(qū)分為不同的計(jì)算分析方法，采用較多的有以下幾種：n由于對(duì) 的分布所作的假定不同，就區(qū)分為不同的計(jì)

26、算分析方法，采用較多的有以下幾種：n1常數(shù)法n 假定地基程度抗力系數(shù)沿深度均勻分布，即n=0。由于假設(shè)不變，而地面的變形普通又最大，因此，相應(yīng)的土抗力也大，這與實(shí)踐不符，但由于此法數(shù)學(xué)處置較為簡(jiǎn)單假設(shè)適中選擇的大小，依然可以保證一定的精度，滿(mǎn)足工程需求。此法在日本和美國(guó)采用較多。n1常數(shù)法n此法為我國(guó)學(xué)者張有齡在30年代提出，假定地基程度抗力系數(shù)沿深度均勻分布，即n=0。見(jiàn)圖11-8a。由于假設(shè)不變，而地面的變形普通又最大，因此，相應(yīng)的土抗力也大，這與實(shí)踐不符，但由于此法數(shù)學(xué)處置較為簡(jiǎn)單假設(shè)適中選擇的大小，依然可以保證一定的精度，滿(mǎn)足工程需求。此法在日本和美國(guó)采用較多。2k法 此法假定在彈性曲

27、線第一位移零點(diǎn)Zt以上按直線或拋物線變化，以下那么為常數(shù)(見(jiàn)上圖b)。3m法 假定地基程度抗力系數(shù)隨深度呈線性添加，即n=1， ，這里m為比例系數(shù)見(jiàn)上圖c。即 hkmzhoopk xbmzxb4C法 假定地基程度抗力系數(shù)隨深度呈拋物線添加，即： n=0.5， ， c為比例常數(shù)見(jiàn)上圖d。 多用于公路部門(mén)。 12hkczn在單樁程度力計(jì)算中地基程度抗力系數(shù)有哪幾種方法，試分別繪出各方法的程度抗力系數(shù)分布表示圖天大四、m法計(jì)算程度荷載作用下單樁的內(nèi)力與位移-了解單樁的撓曲線微分方程設(shè)單樁在樁頂豎向荷載 、程度荷載 、彎矩和地基程度抗力P(z)作用下產(chǎn)生撓曲，其彈性撓曲線微分方程為：由于 的影響很小，

28、所以忽略一項(xiàng)。得樁的撓曲線微分方程式為：4242od xd xEINpdzdz oN0H0MoNn令n n得:n n上式中的 稱(chēng)為樁的程度變形系數(shù)，單位是m。4040mbd xzxdzEI4540d xzxdz05mbEI按上式計(jì)算出的單樁程度抗力、內(nèi)力、變形隨深度的變化如圖11-9所示 單樁的程度承載力特征值取決于樁的資料強(qiáng)度、截面剛度、入土深度、土質(zhì)條件、樁頂程度位移允許值和樁頂嵌固情況等要素。在程度荷載作用下，樁基應(yīng)滿(mǎn)足： 式中 相應(yīng)于荷載效應(yīng)規(guī)范組合時(shí)，作用 于任一單樁的程度力； 單樁程度承載力特征值。ikHaHRikHHaR11.6 樁根底設(shè)計(jì)樁根底的設(shè)計(jì)可按以下步驟進(jìn)展：？樁根底的

29、設(shè)計(jì)可按以下步驟進(jìn)展：？1.選擇樁的持力層、樁的類(lèi)型和幾何尺寸，初擬承臺(tái)底面選擇樁的持力層、樁的類(lèi)型和幾何尺寸，初擬承臺(tái)底面標(biāo)高；標(biāo)高；2.確定單樁或基樁承載力設(shè)計(jì)值；確定單樁或基樁承載力設(shè)計(jì)值；3.確定樁的數(shù)量及其平面布置；確定樁的數(shù)量及其平面布置；4.驗(yàn)算樁基承載力和沉降量；驗(yàn)算樁基承載力和沉降量；5.必要時(shí)驗(yàn)算樁基程度承載力和變形；必要時(shí)驗(yàn)算樁基程度承載力和變形；6.樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)；樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)；7.承臺(tái)設(shè)計(jì)與計(jì)算；承臺(tái)設(shè)計(jì)與計(jì)算；8.繪制樁基施工圖。繪制樁基施工圖。n樁根底設(shè)計(jì)通常包括哪些根本步驟？樁根底設(shè)計(jì)通常包括哪些根本步驟？一、樁型、樁長(zhǎng)和截面尺寸選擇n樁的長(zhǎng)度主要取決于樁端持力層

30、的選擇。樁端宜進(jìn)入鞏固土層或巖層，采用端承型樁或嵌巖樁；當(dāng)鞏固土層的埋深很深時(shí)，那么宜采用摩擦型樁，樁端應(yīng)盡量坐落在低緊縮性、中等強(qiáng)度的土層上。n樁端進(jìn)入持力層的深度，對(duì)粘性土、粉土，不宜小于2dd為樁的直徑，對(duì)砂土，不宜小于1.5d，對(duì)碎石類(lèi)土，不宜小于d。當(dāng)存在脆弱下臥層時(shí)，樁端以下硬持力層厚度不宜小于4d，嵌巖灌注樁的樁周嵌入微風(fēng)化或中等風(fēng)化巖體的最小深度不宜小于0.5m,以確保樁端與巖體接觸。n樁型及樁長(zhǎng)初步確定以后，根據(jù)單樁或基樁承載力大小的要求，定出樁的截面尺寸，并初步確定承臺(tái)底面標(biāo)高。 n普通情況下，承臺(tái)埋深的選擇主要從構(gòu)造要求和方便施工的角度來(lái)思索，并且不得小于600mm。 二

31、、樁數(shù)及樁位布置 1.樁的數(shù)量 當(dāng)樁基為軸心受壓時(shí)，樁數(shù)可按下式估算： 偏心受壓時(shí)，對(duì)于偏心距固定的樁基，假設(shè)樁的布置使得群樁橫截面的形心與上部構(gòu)造荷載合力作用點(diǎn)重合，樁數(shù)仍可按上式確定。否那么，應(yīng)將上式確定的樁數(shù)添加10%20%。 FnR2.樁的間距 可以查表，或者積累閱歷來(lái)確定樁的間距；3.樁位的布置backn為了使樁基中各樁受力為了使樁基中各樁受力比較均勻，布置時(shí)應(yīng)盡比較均勻，布置時(shí)應(yīng)盡能夠使上部荷載的中心能夠使上部荷載的中心與樁群的形心重合或接與樁群的形心重合或接近。當(dāng)作用在承臺(tái)底面近。當(dāng)作用在承臺(tái)底面的彎矩較大時(shí)，應(yīng)添加的彎矩較大時(shí)，應(yīng)添加樁基橫截面的慣性矩。樁基橫截面的慣性矩。對(duì)墻

32、下柱基，可在外縱對(duì)墻下柱基，可在外縱墻之外布設(shè)一至二根墻之外布設(shè)一至二根“探探頭樁頭樁(圖圖11-11)。三 、樁身截面強(qiáng)度計(jì)算1. 鋼筋混凝土預(yù)制樁鋼筋混凝土預(yù)制樁 預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30，采用，采用靜壓法沉樁時(shí)，可適當(dāng)降低，但不宜低于靜壓法沉樁時(shí)，可適當(dāng)降低，但不宜低于C20；預(yù)應(yīng)力混凝土樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于預(yù)應(yīng)力混凝土樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C40。 2.灌注樁灌注樁 灌注樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)普通應(yīng)不低于灌注樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)普通應(yīng)不低于C15，水下灌注時(shí)應(yīng)不低于水下灌注時(shí)應(yīng)不低于C20，混凝土預(yù)制樁尖不，混凝土預(yù)制樁尖不應(yīng)低于應(yīng)低于C3

33、0。四、樁基承臺(tái)設(shè)計(jì)四、樁基承臺(tái)設(shè)計(jì) 樁基承臺(tái)可分為柱下獨(dú)立承臺(tái)、柱下或墻下條形承臺(tái)梁式承臺(tái)，以及筏板承臺(tái)和箱形承臺(tái)等。 承臺(tái)的作用是將樁結(jié)合成一個(gè)整體，并把建筑物的荷載傳到樁上，因此承臺(tái)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。承臺(tái)設(shè)計(jì)包括確定承臺(tái)的資料、外形、高度、底面標(biāo)高、平面尺寸，以及部分受壓、受沖切、受剪及受彎承載力計(jì)算 。煙臺(tái)大學(xué)化學(xué)館三樁承臺(tái)煙臺(tái)大學(xué)化學(xué)館四樁承臺(tái)1.承臺(tái)的外形尺寸及構(gòu)造要求 承臺(tái)的平面尺寸普通由上部構(gòu)造、樁數(shù)及布樁方式?jīng)Q議。 通常，墻下樁基做成條形承臺(tái)即梁式承臺(tái)；柱下樁基宜做成板式承臺(tái)矩形或三角形，如以下圖所示，其剖面外形可做成錐形、臺(tái)階形或平板形。 (a) 矩形承臺(tái) (b)三樁承

34、臺(tái) 柱下多樁矩形承臺(tái) 計(jì)算截面應(yīng)取在柱邊和承臺(tái)高度變化處杯口外側(cè)或臺(tái)階邊緣，按下式計(jì)算：xiiMN yyiiMN x2. 承臺(tái)的內(nèi)力計(jì)算 柱下三樁三角形承臺(tái) 計(jì)算截面應(yīng)取在柱邊，并按下式計(jì)算：yyMN yxxMN x 柱下或墻下條形承臺(tái)梁 柱下條形承臺(tái)的正截面彎矩設(shè)計(jì)值普通可按彈性地基梁進(jìn)展分析，地基的計(jì)算模型應(yīng)根據(jù)地基土層的特性選取。墻下條形承臺(tái)梁可按倒置的彈性地基梁計(jì)算彎矩和剪力。 承臺(tái)厚度可按沖切及剪切條件確定。普通可先閱歷估計(jì)承臺(tái)厚度，然后再校核沖切和剪切強(qiáng)度，并進(jìn)展調(diào)整。承臺(tái)強(qiáng)度計(jì)算包括受沖切、受剪切、部分承壓及受彎計(jì)算。 3. 承臺(tái)厚度及強(qiáng)度計(jì)算沖切計(jì)算沖切計(jì)算 如承臺(tái)有效高度缺乏

35、，如承臺(tái)有效高度缺乏，將產(chǎn)生沖切破壞。其破將產(chǎn)生沖切破壞。其破壞方式可分為沿柱墻壞方式可分為沿柱墻邊的沖切和單一基樁對(duì)邊的沖切和單一基樁對(duì)承臺(tái)的沖切兩類(lèi)。此時(shí)承臺(tái)的沖切兩類(lèi)。此時(shí)應(yīng)該進(jìn)展沖切驗(yàn)算。應(yīng)該進(jìn)展沖切驗(yàn)算。n承臺(tái)驗(yàn)算時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足：n柱下矩形獨(dú)立承臺(tái)受柱沖切時(shí) ：00ttmr Ff u htiFFN0.720.200002()()txcoyycoxr Fbahafhn四樁含四樁以上承臺(tái)受角樁沖切的承載力按以下公式計(jì)算：01211110(/ 2)(/ 2)txyyxr Ncacafh110.56/(0.2)xx110.56/(0.2)vvn【例11-2】某二級(jí)建筑樁基如圖11-18所示，柱截面

36、尺寸為450mm600mm，作用在根底頂面的荷載設(shè)計(jì)值為：F=2800kN，M=210kNm作用于長(zhǎng)邊方向，H=145kN，擬采用截面為350mm350mm的預(yù)制混凝土方樁，樁長(zhǎng)12m，已確定基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R=500.0kN，程度承載力設(shè)計(jì)值Rh=45kN，承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，配置II級(jí)鋼筋，試設(shè)計(jì)該樁根底不思索承臺(tái)效應(yīng)。 11.7 其他深根底 除樁基外，墩基、沉井和地下延續(xù)墻等都屬于深根底。 一、墩根底 墩基是在現(xiàn)場(chǎng)就地開(kāi)挖出的坑孔內(nèi)澆灌混凝土而成的深根底。 與樁之間的主要區(qū)別在于：墩的斷面尺寸較大，長(zhǎng)細(xì)比較小，經(jīng)常單獨(dú)承當(dāng)荷載，且承載力比單樁高。至于荷載傳送的性質(zhì)，樁與墩并無(wú)

37、本質(zhì)的差別。二、沉井根底n沉井是以現(xiàn)場(chǎng)澆筑、挖土下沉方式進(jìn)入地基中沉井是以現(xiàn)場(chǎng)澆筑、挖土下沉方式進(jìn)入地基中的深根底。普通是鋼筋混凝土制成，很少情況的深根底。普通是鋼筋混凝土制成，很少情況也可用磚石、鋼筒等。也可用磚石、鋼筒等。 n沉井根底有時(shí)與墩根底類(lèi)似，兩者最主要的區(qū)沉井根底有時(shí)與墩根底類(lèi)似，兩者最主要的區(qū)別在于沉井的特殊施工方法，另外，大多數(shù)沉別在于沉井的特殊施工方法，另外，大多數(shù)沉井根底是封底而不全填筑成實(shí)心根底。井根底是封底而不全填筑成實(shí)心根底。n沉井適用于地基覆蓋層承載力較低，持力層相沉井適用于地基覆蓋層承載力較低，持力層相對(duì)較深，不能采用天然地基淺根底的情況。對(duì)較深，不能采用天然地基淺根底的情況。 沉井施工步驟n施工時(shí)首先制造第一節(jié)井筒，經(jīng)過(guò)在井筒內(nèi)部施工時(shí)首先制造第一節(jié)井筒，經(jīng)過(guò)在井筒內(nèi)部不斷的挖土排水干挖或者水下開(kāi)挖，使沉不斷的挖土排水干挖或者水下開(kāi)挖，使沉井在自重作用下抑制土的阻力而下沉。井在自重作用下抑制土的阻力而下沉。n隨著沉井的下沉，逐漸加高井筒，沉到設(shè)計(jì)標(biāo)隨著沉井的下沉，逐漸加高井筒，沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在其底部澆筑混凝土封底。高后，在其底部澆筑混凝土封底。n根據(jù)需求填充井筒，制造井蓋，建筑上部構(gòu)造。根據(jù)需求填充井筒，制造井蓋，建筑上部構(gòu)造。 江陰大橋北錨沉井三、地下延