各類樁基礎(chǔ)介紹.ppt課件

1、第十二章 樁基礎(chǔ)112.1 概 述12.8 樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)12.2 樁的類型12.3 樁的豎向承載力12.4 樁基礎(chǔ)的沉降計(jì)算12.5 樁的負(fù)摩擦問(wèn)題12.6 樁的水平承載力12.7 樁的平面布置原則12.9 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般步驟2 一、樁基礎(chǔ)及其應(yīng)用樁基礎(chǔ)（簡(jiǎn)稱樁基）：樁基礎(chǔ)由樁和承臺(tái)兩部分組成，共同承受靜動(dòng)荷載的一種深基礎(chǔ)。樁：是設(shè)置于土中的具有一定剛度和抗彎能力的豎直或傾斜的柱型基礎(chǔ)構(gòu)件，其橫截面尺寸比長(zhǎng)度小得多，它與連接樁頂和承接上部結(jié)構(gòu)的承臺(tái)組成深基礎(chǔ)。承臺(tái)：把若干根樁的頂部聯(lián)結(jié)成整體，把上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整分配于各樁，由穿過(guò)軟弱土層或水的樁傳遞到深部較堅(jiān)硬的、壓縮性小的土層或

2、巖層，從而保證建筑物滿足地基穩(wěn)定和變形允許值的要求。 樁基礎(chǔ)具有承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小而均勻、抗震能力強(qiáng)、便于機(jī)械化施工、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在工程中得到廣泛的應(yīng)用。12.1 概 述34 對(duì)下述情況，一般可考慮選用樁基礎(chǔ)方案： 天然地基承載力和變形不能滿足要求的高重建筑物； 天然地基承載力基本滿足要求、但沉降量過(guò)大，需利用樁基減少沉降的建筑物，如軟土地基上的多層住宅建筑，或在使用上、生產(chǎn)上對(duì)沉降限制嚴(yán)格的建筑物； 重型工業(yè)廠房和荷載很大的建筑物，如倉(cāng)庫(kù)、料倉(cāng)等； 軟弱地基或某些特殊性土上的各類永久性建筑物； 作用有較大水平力和力矩的高聳結(jié)構(gòu)物（如煙囪、水塔等）的基礎(chǔ)，或需以樁承受水平力或上拔

3、力的其他情況； 需要減弱其振動(dòng)影響的動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)，或以樁基作為地震區(qū)建筑物的抗震措施； 地基土有可能被水流沖刷的橋梁基礎(chǔ)； 需穿越水體和軟弱土層的港灣與海洋構(gòu)筑物基礎(chǔ)，如棧橋、碼頭、海上采油平臺(tái)及輸油、輸氣管道支架等。5 6樁的應(yīng)用歷史(1)7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡(2)3000-4000年前在羅馬(3)西安灞橋,北京御河橋,隋唐建塔(4)明清7 二、樁基礎(chǔ)的類型根據(jù)承臺(tái)與地面相對(duì)位置的高低，分為：低承臺(tái)樁基和高承臺(tái)樁基。低承臺(tái)樁基：承臺(tái)底面位于地面以下。（工業(yè)民用建筑）高承臺(tái)樁基：承臺(tái)底面高于地面。（橋梁、海洋構(gòu)筑物）8 樁基是由樁、土、承臺(tái)共同組成的基礎(chǔ)，應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)考

4、慮三者的共同作用。由于樁基承載力都較高，通常大多數(shù)樁基的首要問(wèn)題是在于控制其沉降量，因此，樁基設(shè)計(jì)應(yīng)按變形控制設(shè)計(jì)。樁基設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列條件：強(qiáng)度要求：?jiǎn)螛冻惺茇Q向荷載不宜超過(guò)單樁豎向承載力特征值；變形要求：樁基礎(chǔ)的沉降不得超過(guò)建筑物沉降允許值；對(duì)于坡地岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算。三、樁基設(shè)計(jì)原則9四、樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容 樁基設(shè)計(jì)包括下列基本內(nèi)容：樁的類型和幾何尺寸的選擇；單樁豎向（和水平向）承載力的確定；確定樁的數(shù)量、間距和平面布置；樁基承載力和沉降驗(yàn)算；樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；承臺(tái)設(shè)計(jì)；繪制樁基施工圖。10樁的分類按承載性狀摩擦型樁端承型樁按施工方法預(yù)制樁灌注樁按樁成型效應(yīng)擠土樁部分?jǐn)D土樁按承臺(tái)地面位置

5、非擠土樁低承臺(tái)樁高承臺(tái)樁12.2 樁的類型11 一、按樁的承載性狀和豎向受力分類 摩擦型樁和端承型樁摩擦型樁： 樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力和端阻力共同承擔(dān)，但樁側(cè)阻力分擔(dān)較多荷載。 當(dāng)樁頂豎向荷載絕大部分由樁側(cè)阻力承擔(dān)，端阻力很小時(shí)，稱為摩擦樁。 下列情況可按摩擦樁考慮：1、樁的長(zhǎng)徑比很大，樁端分擔(dān)的荷載很??；2、樁端下無(wú)較堅(jiān)實(shí)的土層；3、樁底有較厚虛土和殘?jiān)墓嘧叮?、打入鄰樁使先前設(shè)置的樁上抬，樁端脫空。12 端承型樁： 樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承受，但樁端阻力分擔(dān)荷載較多的樁。 這類樁的側(cè)摩阻力雖屬次要，但不可忽視。主要由樁端阻力分擔(dān)荷載，而側(cè)阻力很小可以忽視不計(jì)時(shí)的樁稱為端承

6、樁。下列情況可按端承型樁考慮：1、樁的長(zhǎng)徑比較?。╨/d10），樁穿過(guò)軟土層，樁端位于硬土層。2、當(dāng)樁嵌入完整或較完整巖層時(shí)稱為嵌巖樁。13 二、按樁的施工方法分類： 預(yù)制樁和灌注樁（一）預(yù)制樁 1、定義：指借助于專用機(jī)械設(shè)備將預(yù)先制作好的具有一定形狀、剛度與構(gòu)造的樁桿打入、壓入或振入土中去的樁型。 2、預(yù)制樁的種類： 據(jù)制樁材料不同，主要有木樁、混凝土預(yù)制樁和鋼樁。1）混凝土預(yù)制樁 一般為配筋率較低（0.31.0%）的鋼筋混凝土樁。截面形狀：方形、圓形等，普通實(shí)心方樁截面尺寸：300500 mm。制作方式：工廠預(yù)制，每節(jié)長(zhǎng)度小于12m，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制2530m，沉樁時(shí)現(xiàn)場(chǎng)連接到所需長(zhǎng)度。特點(diǎn)：可方

7、便地按所需長(zhǎng)度、斷面形狀與尺寸進(jìn)行制作（制作方便），材料易得，質(zhì)量可控制與檢驗(yàn)，強(qiáng)度高、剛度大，采用廣泛。配筋主要受起吊、運(yùn)輸、吊立、沉樁等各階段的應(yīng)力控制，用鋼量較大。14 2）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁 為減少混凝土預(yù)制樁的鋼筋用量、提高樁的承載力和抗裂性，可采用預(yù)應(yīng)力混凝土樁。 預(yù)應(yīng)力混凝土樁是指將鋼筋混凝土樁的部分或全部主筋作為預(yù)應(yīng)力張拉鋼筋，采用先張法或后張法對(duì)樁身混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力，以減小樁身混凝土的錘擊拉應(yīng)力和彎拉應(yīng)力，提高樁的抗沖（錘）擊能與抗彎能力。其特點(diǎn)為：強(qiáng)度高、抗裂性好。 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制作。 樁的下端設(shè)置十字型樁尖、圓錐型樁尖或開(kāi)口型樁尖。1

8、53）鋼樁 工程常用的鋼樁有H型鋼樁以及下端開(kāi)口或閉口的鋼管樁等。 H型鋼樁的橫截面大都呈正方形，截面尺寸為200200mm 360410mm，翼緣和腹板的厚度為926mm。H型鋼樁貫人各種土層的能力強(qiáng)，對(duì)樁周土的擾動(dòng)亦較小。由于H型鋼樁的橫截面面積較小，因此能提供的端部承載力并不高。 特點(diǎn)： 鋼樁的穿透能力強(qiáng)，自重輕、錘擊沉樁的效果好，承載能力高，無(wú)論起吊、運(yùn)輸或是沉樁、接樁都很方便。但鋼樁的耗鋼量大，成本高，抗腐蝕性能較差，須做表面防腐蝕處理，目前我國(guó)只在少數(shù)重要工程中使用。16 預(yù)制樁的沉樁方式主要有錘擊法沉樁、振動(dòng)法沉樁及靜壓法沉樁。1）錘擊法（打樁）沉樁 系采用蒸汽錘、柴油錘、液壓錘

9、等，依靠沉重的錘芯自由下落以及部分包含液壓產(chǎn)生的沖擊力，將樁體貫入土中，直至設(shè)計(jì)深度。 適用于地基土為松散的碎石土（不含大卵石或漂石）、砂土、粉土以及可塑粘性土的情況。 缺點(diǎn)：會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)、擠土和噪聲，引起鄰近建筑物或地下管線的附加沉降或隆起，妨礙人們的正常生活與工作。 措施：施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鄰近建筑物和地下管線的變形監(jiān)測(cè)與施工控制，并采取周密的防護(hù)措施。適用于松軟土地質(zhì)條件和較空曠的地區(qū)。17 2）振動(dòng)法沉樁 憑借放置于樁頂?shù)恼駝?dòng)錘使樁產(chǎn)生振動(dòng)，從而使樁周土體受擾動(dòng)或液化，強(qiáng)度和阻力大大降低，于是樁體在自重和動(dòng)力荷載作用下沉入土中。 適用于可塑狀的粘性土和砂土，對(duì)受振動(dòng)時(shí)土的抗剪強(qiáng)度有較大

10、降低的砂土地基和自重不大的鋼樁，沉樁效果更好。 選用時(shí)應(yīng)考慮其振動(dòng)、噪聲和擠土效應(yīng)。 3）靜壓法沉樁 采用液壓或機(jī)械方法對(duì)樁頂施加靜壓而將樁壓入土中設(shè)計(jì)標(biāo)高。施工過(guò)程中無(wú)振動(dòng)和噪聲。適宜在軟土地帶城區(qū)施工。但應(yīng)注意，其擠土效應(yīng)仍不可忽略，亦應(yīng)采取防擠措施。靜壓樁機(jī)壓樁力一般約為800kN至5000kN，最大壓樁力已達(dá)8000kN。18 沉管灌注樁鉆孔灌注樁挖孔灌注樁爆破灌注樁灌注樁（二）灌注樁 指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成的樁孔內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。灌注樁的橫截面呈圓形，可以做成大直徑和擴(kuò)底樁。 優(yōu)點(diǎn)：省去了預(yù)制樁的制作、運(yùn)輸、吊裝和打入等工序

11、，樁不承受這些過(guò)程中的彎折和錘擊應(yīng)力，節(jié)省了鋼材和造價(jià)。同時(shí)更能適應(yīng)基巖起伏變化劇烈的地質(zhì)條件（適應(yīng)性強(qiáng)）。 缺點(diǎn)：成樁過(guò)程完全在地下“隱蔽”完成。施工過(guò)程中的許多環(huán)節(jié)把握不當(dāng)則會(huì)影響成樁質(zhì)量。19 1、沉管灌注樁 沉管灌注樁是指采用錘擊沉管打樁機(jī)或振動(dòng)沉管打樁機(jī)，將套上預(yù)制鋼筋混凝土樁尖或帶有活瓣樁尖（沉管時(shí)樁尖閉合，拔管時(shí)活瓣張開(kāi)以便澆灌混凝土）的鋼管沉入土層中成孔，然后邊灌注混凝土、邊錘擊或邊振動(dòng)邊拔出鋼管并安放鋼筋籠而形成的灌注樁。錘擊沉管灌注樁的常用直徑（指預(yù)制樁尖的直徑）為300500mm，振動(dòng)沉管灌注樁的直徑一般為400500mm。沉管灌注樁樁長(zhǎng)常在20m以內(nèi)，可打至硬塑粘土層或

12、中、粗砂層。優(yōu)點(diǎn)：在鋼管內(nèi)無(wú)水環(huán)境中沉放鋼筋籠和澆灌混凝土，為樁身混凝土的質(zhì)量提供了保障。缺點(diǎn)：一是提管速度過(guò)快會(huì)造成縮頸、夾泥、甚至斷樁；二是沉管過(guò)程中產(chǎn)生擠土效應(yīng)除產(chǎn)生與預(yù)制樁類似的影響處，還可能使混凝土尚未結(jié)硬的鄰樁被剪斷。對(duì)策： 控制提管速度，并振動(dòng)樁管，不讓管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓， 提高樁身混凝土的密實(shí)度并保持其連續(xù)性； 采用“跳打”順序施工，待混凝土強(qiáng)度足夠時(shí)再在它的近旁施打相鄰樁。 20 機(jī)器就位沉管澆混凝土撥管、振動(dòng)機(jī)器就位安鋼筋籠，澆混凝土成型21 2、鉆孔灌注樁： 指各種在地面用機(jī)械方法取土成孔的灌注樁。目前，樁徑為600或650mm的鉆孔灌注樁，國(guó)內(nèi)常用回轉(zhuǎn)機(jī)具成孔，樁長(zhǎng)1030m

13、；1200mm以下的鉆（沖）孔灌注樁在鉆進(jìn)時(shí)不下鋼套筒，而是采用泥漿保護(hù)孔壁以防塌孔，清孔（排走孔底沉渣）后，在水下澆灌混凝土。更大直徑（1500 - 3000mm）的鉆（沖）孔樁一般用鋼套筒護(hù)壁，所用鉆機(jī)具有回旋鉆進(jìn)、沖擊、磨頭磨碎巖石和擴(kuò)大樁底等多種功能，鉆進(jìn)速度快，深度可達(dá)80m。步驟：成孔、沉放導(dǎo)管和鋼筋籠、澆灌水下混凝土成樁。優(yōu)點(diǎn)：施工過(guò)程無(wú)擠土、無(wú)振動(dòng)、噪聲小，對(duì)鄰近建筑物及地下管線危害較小，且樁徑不受限制，是城區(qū)高層建筑常用樁型。缺點(diǎn)：泥漿沉淀不易清除，以至使其端部承載力不能充分發(fā)揮，并造成較大沉降。措施：孔底夯填碎石消除淤泥沉淀或樁底注漿，置換與加固沉淀泥漿。 22 3、挖孔灌

14、注樁 挖孔樁可采用人工或機(jī)械挖掘成孔，每挖深0.91.0m，就現(xiàn)澆或噴射一圈混凝土護(hù)壁（上下圈之間用插筋連接），然后安放鋼筋籠，灌注混凝土而成。人工挖孔樁的樁身直徑一般為8002000mm，最大可達(dá)3500mm。當(dāng)持力層承載力低于樁身混凝土受壓承載力時(shí)，樁端可擴(kuò)底，視擴(kuò)底端部側(cè)面和樁端持力層土性情況，擴(kuò)底端直徑與樁身直徑之比D/d不宜超過(guò)3，最大擴(kuò)底直徑可達(dá)4500mm。 挖孔樁的樁身長(zhǎng)度宜限制在30m內(nèi)。當(dāng)樁長(zhǎng)L8m時(shí)，樁身直徑（不含護(hù)壁）不宜小于0.8m；當(dāng)8mL15m時(shí)，樁身直徑不宜小于1.0m；當(dāng)15mL20m時(shí)，樁身直徑不宜小于1.2m;當(dāng)樁長(zhǎng)L20m時(shí)，樁身直徑應(yīng)適當(dāng)加大。工藝特點(diǎn)

15、：現(xiàn)多用現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁。適用環(huán)境：適用于粘性土和地下水位較低，含水砂層易引起流砂坍孔；優(yōu)點(diǎn)：一是直觀性，可在開(kāi)挖面直接鑒別和檢驗(yàn)孔壁和孔底的土質(zhì)情況；二是能直能測(cè)定與控制樁身與樁底的直徑及形狀等，克服“隱蔽性”；三是干作業(yè)，挖土和澆灌混凝土都是在無(wú)水環(huán)境下進(jìn)行，避免了泥水對(duì)樁身質(zhì)量和承載力的影響；四是施工過(guò)程對(duì)周圍沒(méi)有擠土影響；五是不必采用大型機(jī)械、造價(jià)低，但需注意安全。23244、爆擴(kuò)灌注樁 爆擴(kuò)灌注樁是指就地成孔后，在孔底放人炸藥包并灌注適量混凝土后，用炸藥爆炸擴(kuò)大孔底，再安放鋼筋籠，灌注樁身混凝土而成的樁。爆擴(kuò)樁的樁身直徑一般為200350 mm，擴(kuò)大頭直徑一般取樁身直徑的23倍，樁長(zhǎng)一

16、般為46m，最深不超過(guò)10m。這種樁的適應(yīng)性強(qiáng)，除軟土的新填土外，其他各種地層均可用，最適宜在粘土中成型并支承在堅(jiān)硬密實(shí)土層上的情況。我國(guó)常用灌注樁的適用范圍見(jiàn)下頁(yè)表2526 （三）按樁的成型方式效應(yīng)分類： 擠土樁、部分?jǐn)D土樁和非擠土樁 樁的成型方式（打入或鉆孔成樁等）不同，樁周土受到的擠土作用也很不相同。擠土作用會(huì)引起樁周土的天然結(jié)構(gòu)、應(yīng)力狀態(tài)和性質(zhì)產(chǎn)生變化，從而影響樁的承載力，這種變化與土的類別、性質(zhì)特別是土的靈敏度、密實(shí)度和飽和度有密切關(guān)系。對(duì)摩擦型樁，成樁后的承載力還隨時(shí)間呈一定程式的增長(zhǎng)，一般來(lái)說(shuō)，初期增長(zhǎng)速度較快，隨后逐級(jí)變緩，一段時(shí)間后則趨于某一極限值。 根據(jù)成樁方法對(duì)樁周土層的

17、影響，樁可分為擠土樁、部分?jǐn)D土樁和非擠土樁三類。27（1）擠土樁(也稱排土樁)： 這類樁在設(shè)置過(guò)程中，樁周土被擠開(kāi)，使土的工程性質(zhì)與天然狀態(tài)比較，發(fā)生較大變化。擠土樁主要包括打入或壓入預(yù)制混凝土樁、封底鋼管樁和混凝土管樁和沉管式的灌注樁等； 擠土樁的成樁效應(yīng):粘性土：表現(xiàn)為樁側(cè)土受到擠壓、擾動(dòng)、重塑，產(chǎn)生超孔隙水壓力，飽和粘性土中，可能會(huì)因鄰近土體產(chǎn)生橫向位移和豎向隆起而使臨近先打入的樁被推移或被抬起，或?qū)︵徑慕Y(jié)構(gòu)物造成重大影響。隨后超孔隙水壓力消散、產(chǎn)生再固結(jié)和觸變恢復(fù)。擠土效應(yīng)將使樁周土產(chǎn)生壓縮增強(qiáng)效應(yīng)，使側(cè)阻力提高。但壓縮增強(qiáng)效應(yīng)有限，與土的強(qiáng)度、模量、泊松比有關(guān)。28砂土：非密實(shí)砂土

18、中的擠土樁，樁周土因側(cè)向擠壓而趨于密實(shí)，土的相對(duì)密實(shí)度提高。擠密范圍樁側(cè)可達(dá)35.5倍樁徑，樁端可達(dá)2.54.5倍樁徑。樁群的樁周土擠密效應(yīng)更為顯著。從而使樁的承載力提高。 （2）部分?jǐn)D土樁(也稱少量排土樁)： 這類樁在設(shè)置過(guò)程中，由于擠土作用輕微，故樁周土的工程性質(zhì)變化不大。這類樁主要有打入的截面厚度不大的工字型和H型鋼樁、開(kāi)口鋼管樁、開(kāi)口的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等； 29（3）非擠土樁(也稱非排土樁)： 這類樁在設(shè)置過(guò)程中將相應(yīng)于樁身體積的土挖出，因而樁周及樁底土有應(yīng)力松弛現(xiàn)象。這類樁主要是各種型式的鉆挖孔灌注樁以及預(yù)鉆孔埋樁等。 成樁效應(yīng)：粘性土：干作業(yè)無(wú)護(hù)壁條件下，孔壁土處于自由狀態(tài)，產(chǎn)生向

19、孔內(nèi)的徑向位移，雖然澆注混凝土后徑向位移會(huì)有所恢復(fù)，但樁周土仍處于一定的松弛狀態(tài) 泥漿護(hù)壁條件下，孔壁側(cè)向變形受到約束，松弛效應(yīng)不明顯，但樁側(cè)阻力受泥漿稠度、混凝土澆注等影響較大，樁側(cè)阻力多少有所下降；樁端下土?xí)軘_動(dòng)與發(fā)生軟化，孔底殘留虛土和沉渣，導(dǎo)致樁端阻力降低、沉降量增大。砂土：砂土中的大直徑鉆（挖）孔樁一般需用鋼套管或泥漿護(hù)壁，剛套管護(hù)壁時(shí)，套管沉拔、搖動(dòng)使孔壁砂土松動(dòng)，減小了樁側(cè)阻力。30 （四）按承臺(tái)與地面相對(duì)位置高低：低承臺(tái)樁基（承臺(tái)位于地面以下）和 高承臺(tái)樁基（承臺(tái)位于地面以上）。31 木樁、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管（型鋼）樁、復(fù)合樁。 鋼筋混凝土：普通混凝土、預(yù)應(yīng)力（離心預(yù)制

20、）混凝土、高強(qiáng)混凝土。（五）按樁身材料分：32（六）按樁身形狀分：33橫斷面34 按斷面(直徑）的大?。捍笾睆綐叮篸 800mm；用作大型橋梁、超高層建筑的基礎(chǔ)。中等直徑樁（最常用）：250mmd800mm；小直徑樁：dKp單一安全系數(shù)法：分項(xiàng)安全系數(shù)法：46 單樁豎向承載力的確定方法：靜載荷試驗(yàn)法靜力觸探法標(biāo)準(zhǔn)貫入法動(dòng)力分析法經(jīng)驗(yàn)分析法（按規(guī)范經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法)建筑樁基技術(shù)規(guī)范對(duì)單樁豎向承載力的確定有如下規(guī)定：一級(jí)建筑樁基：現(xiàn)場(chǎng)靜載荷實(shí)驗(yàn)，結(jié)合靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入等原位測(cè)試方法綜合確定；二級(jí)建筑樁基：靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)估算，并參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，當(dāng)缺乏可參照的試樁資料或地質(zhì)條件復(fù)雜

21、，應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)確定；三級(jí)建筑樁基：如無(wú)原位測(cè)試資料時(shí)，利用承載力經(jīng)驗(yàn)參數(shù)估算。47靜載荷試驗(yàn)是評(píng)價(jià)單樁承載力諸法中可靠性較高的一種方法。試驗(yàn)要求：成樁后間歇時(shí)間：擠土樁在設(shè)置后須隔一段時(shí)間才開(kāi)始載荷試驗(yàn)。這是由于打樁時(shí)土中產(chǎn)生的孔隙水壓力有待消散，且土體因打樁擾動(dòng)而降低的強(qiáng)度也有待隨時(shí)間而部分恢復(fù)。所需的間歇時(shí)間：預(yù)制樁在砂類土中不得少于7天；粉土和粘性土不得少于15天；飽和軟粘土不得少于25天。應(yīng)在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能進(jìn)行。測(cè)樁數(shù)：在同一條件下，進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)的樁數(shù)不宜少于總樁數(shù)的1，且不應(yīng)少于3根。試驗(yàn)裝置：主要包括加荷穩(wěn)壓部分、提供反力部分和沉降觀測(cè)部分。靜荷載一般由安裝在

22、樁頂?shù)挠蛪呵Ы镯斕峁?。千斤頂?shù)姆戳赏ㄟ^(guò)錨樁承擔(dān)，或借壓重平臺(tái)上的重物來(lái)平衡。量測(cè)樁頂沉降的儀表主要有百分表或電子位移計(jì)等。1、靜載荷試驗(yàn)法48加荷裝置：49試驗(yàn)方法、終止加載條件：（1）加載 逐級(jí)等量加載，分級(jí)荷載宜為最大加載量或預(yù)估極限承載力的1/10，其中第一級(jí)可取分級(jí)荷載的2倍。 為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的豎向抗壓試驗(yàn)測(cè)試應(yīng)采用慢速荷載維持法（滿足連續(xù)兩小時(shí)內(nèi)每小時(shí)的樁頂沉降量不超過(guò)0 .1mm的相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，施加下一級(jí)荷載）。每級(jí)荷載施加后按第5，15，30，45，60min測(cè)讀樁頂沉降量（及樁側(cè)阻力與樁端阻力），以后每隔30min測(cè)讀一次。工程樁驗(yàn)收檢測(cè)宜采用慢速荷載維持法。當(dāng)有成熟的地區(qū)

23、經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也可采用快速荷載維持法（每級(jí)荷載至少維持1h，是否延長(zhǎng)維持荷載時(shí)間應(yīng)根據(jù)樁頂沉降收斂情況確定）。 (2）卸載分級(jí)卸載，每級(jí)卸載量取分級(jí)加載量的2倍。每級(jí)荷載維持1h,按第15，30， 60min測(cè)讀測(cè)試值。卸載至零后，測(cè)讀樁頂殘余沉降量，維持3h，測(cè)讀時(shí)間為第15，30min，以后每隔30min測(cè)讀一次。 50（3)終止加荷條件 某級(jí)荷載下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的5倍。（注：當(dāng)樁頂沉降能相對(duì)穩(wěn)定且總沉降量小于40mm時(shí)，宜加載至樁頂總沉降超過(guò)40mm。） 某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。 已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量

24、。 工程樁做錨樁時(shí)，錨樁上拔量已達(dá)到允許值。 當(dāng)荷載一沉降曲線呈緩變型時(shí)，加載至樁頂總沉降量達(dá)6080mm；特殊情況下，根據(jù)具體要求加載至樁頂總沉降量超過(guò)80mm。51單樁承載力確定 （1)試驗(yàn)成果： 豎向荷載一沉降（Q-s）曲線；沉降一時(shí)間對(duì)數(shù)（s-logt)曲線。 (2)單樁豎向抗壓極限承載力Q。按下列方法綜合確定： 根據(jù)沉降隨荷載變化特征確定。對(duì)于陡降型Q-s曲線，其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值。 根據(jù)沉降隨時(shí)間變化的特征值確定。取s-logt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值。 根據(jù)相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)確定。某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到

25、穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，取前一級(jí)荷載值。52根據(jù)沉降量確定。對(duì)于緩變型Q-s曲線，一般?。簊= 40 60mm 對(duì)應(yīng)的荷載值（當(dāng)樁長(zhǎng)大于40m時(shí)，宜考慮樁身彈性壓縮量）；對(duì)于大直徑樁可取：s（0.030.06)D（D為樁端直徑，大直徑取低值，小直徑取高值）所對(duì)應(yīng)的荷載值；對(duì)于細(xì)長(zhǎng)樁(l/d80)可取，s=6080mm對(duì)應(yīng)的荷載值。 按上述四款判定樁的豎向抗壓承載力未達(dá)到極限時(shí)，取最大試驗(yàn)荷載值。 (3)確定豎向抗壓極限承載力的統(tǒng)計(jì)值的要求： 參加統(tǒng)計(jì)的試樁結(jié)果，當(dāng)滿足其極差不超過(guò)平均值的30時(shí)，取其平均值； 極差超過(guò)平均值的30時(shí)，應(yīng)分析極差過(guò)大的原因，綜合工程具體情況確定，必要時(shí)可增加試樁數(shù)量； 對(duì)樁數(shù)

26、為3根或3根以下的柱下承臺(tái)，或工程樁抽檢數(shù)量少于3根時(shí)，應(yīng)取低值。 (4)單位工程同一條件下的單樁豎向抗壓承載力特征值R。應(yīng)按單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計(jì)值的一半取值。53試驗(yàn)成果：542.靜力觸探、：修正系數(shù)qc, fsi ：探頭的端阻與側(cè)阻Electric static cone55三、經(jīng)驗(yàn)方法 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中的單樁豎向承載力特征值按下式計(jì)算：式中 樁端端阻力、樁側(cè)阻力特征值，由當(dāng)?shù)仂o 載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析算得，也可查規(guī)范給出的參考值；樁底端橫截面面積； 樁身周邊長(zhǎng)度； 第i層巖土的厚度。 56 當(dāng)樁端嵌入完整及較完整的硬質(zhì)巖中時(shí)，可按下式估算單樁豎向承載力特征值：式中 樁端巖石承載

27、力特征值?？砂碐B50007-2002附錄H確定，或根據(jù)室內(nèi)巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：57 建筑樁基技術(shù)規(guī)范中的單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：附5859附（1）一般預(yù)制樁及灌注樁60效應(yīng)系數(shù)：與土性有關(guān)附（2）大直徑樁61（3）嵌驗(yàn)樁附62 同時(shí)，樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足樁的承載力設(shè)計(jì)要求。R:混凝土樁的單軸軸向承載力設(shè)計(jì)值（kN）；c：施工工藝系數(shù)；c：樁的穩(wěn)定系數(shù)；fc : 混凝土軸心抗壓強(qiáng)度,kPa; fy: 縱向鋼筋抗壓強(qiáng)度,kPa；Ap，Ag：樁身截面和縱向鋼筋橫截面面積（m2）。混凝土鋼筋混凝土附63Pile Cap Fug三、豎向荷載下的群樁基礎(chǔ)及群樁效應(yīng)（一）群樁基礎(chǔ)

28、 由多根樁在上部通過(guò)承臺(tái)聯(lián)結(jié)而成的樁基礎(chǔ)稱為群樁基礎(chǔ)。 群樁效應(yīng):由于承臺(tái)、樁、土相互作用, 群樁基礎(chǔ)中的單根樁（基樁）單獨(dú)受荷時(shí)的承載力和沉降性狀，往往與相同地質(zhì)條件和設(shè)置方法的同樣獨(dú)立單樁有顯著差別，這種現(xiàn)象稱為群樁效應(yīng)。（二）群樁效應(yīng)1、端承型群樁基礎(chǔ)的群樁效應(yīng) 樁底持力層較硬，樁身下沉量小，樁側(cè)摩阻力不易發(fā)揮，上部荷載通過(guò)樁身直接傳到樁端土層，而樁端處承壓面積小，各樁端的壓力彼此互不影響。因此，有：端承群樁中各樁的工作特點(diǎn)與 單樁工作情況基本一致；群樁承載力=各單樁承載力之和；群樁沉降量=單樁沉降量。巖石土65 2、摩檫型群樁基礎(chǔ)的群樁效應(yīng)（1）群樁的工作特點(diǎn)：摩擦樁的側(cè)摩阻力在土中引

29、起的附加壓力一般假定為按某一角度沿樁長(zhǎng)向下擴(kuò)散分布至樁端平面處。66如果sD（如s=(34)d）,摩擦群樁工作性狀存在群樁效應(yīng)，因樁端平面各基樁的應(yīng)力互相疊加，使樁底壓力增加，影響深度和范圍增加。此時(shí)，摩擦群樁承載力不等于各單樁承載力之和，對(duì)于粘土尤其是軟土地基，群樁承載力小于各單樁承載力之和群樁沉降量大于單樁沉降量；砂土地基由于群樁產(chǎn)生擠密效應(yīng),樁側(cè)摩阻力會(huì)增加，其中，中間樁增值大些，邊樁和角樁小些，群樁承載力可能大于各單樁承載力之和。如果s6d）, 摩擦群樁各基樁的工作性狀與單樁工作性狀基本相同，因樁端平面各基樁的應(yīng)力不存在互相疊加現(xiàn)象，此時(shí)，摩擦群樁承載力等于各單樁承載力之和，摩擦群樁沉

30、降等于單樁沉降；67壓力擴(kuò)散深度68（2）承臺(tái)的影響高承臺(tái)：由于承臺(tái)底面與土脫開(kāi)，荷載全部由樁承擔(dān)。承臺(tái)主要是通過(guò)承臺(tái)剛度對(duì)樁頂位移和荷載施加影響，類似于剛性淺基礎(chǔ)基底反力問(wèn)題。中心荷載作用下的剛性承臺(tái)在迫使各樁同時(shí)均勻沉降的同時(shí)，也使各樁樁頂荷載分配有別,其中角樁最大、邊樁次之，中間樁最小，樁數(shù)越多，差異越明顯。隨著承臺(tái)柔度增加，各樁樁頂荷載的分配將逐漸與承臺(tái)上的荷載分布一致。69低承臺(tái)：除了具有高承臺(tái)的影響外，但由于低承臺(tái)底面與土接觸，承臺(tái)底面通過(guò)樁間土反力分擔(dān)荷載，使承臺(tái)兼有淺基礎(chǔ)作用，低承臺(tái)樁基礎(chǔ)也稱為“復(fù)合樁基”。 由于承臺(tái)底可分擔(dān)一部分荷載（從百分之十幾到百分之五十以上），使樁基承

31、載力隨之提高。對(duì)發(fā)揮承臺(tái)底樁間土反力的有利因素是：樁頂荷載水平高、樁端持力層可壓縮、承臺(tái)底面下土質(zhì)好、樁身細(xì)而短、布樁少而疏。但下列情況下的低承臺(tái)樁基在建成后，承臺(tái)底面仍可能會(huì)與基土脫開(kāi)：承臺(tái)下為可液化土、濕陷性黃土、高靈敏度粘土、欠固結(jié)土、新近填土、可出現(xiàn)震陷、降水、沉樁過(guò)程產(chǎn)生高超靜水壓力及地面隆起的地基土。70群樁效應(yīng)擠密效應(yīng)擾動(dòng)與超靜孔壓力地面與樁的側(cè)移與上浮約束效應(yīng)荷載的調(diào)節(jié)作用應(yīng)力疊加沉降增加承臺(tái)承擔(dān)部分荷載71（三）群樁效應(yīng)系數(shù)72 國(guó)內(nèi)外的大量工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究證明：用單一的群樁效應(yīng)系數(shù)不能正確反映群樁基礎(chǔ)的工作狀態(tài)，原因是：群樁基礎(chǔ)的沉降量只要滿足建筑物樁基變形允許值的要求，

32、無(wú)需按單樁的沉降量控制；群樁基礎(chǔ)的基樁與單樁的工作條件不同，其極限承載力也不一樣。 目前工程上考慮群樁效應(yīng)的方法有兩種：群樁分項(xiàng)效率系數(shù)法：以概率極限設(shè)計(jì)為指導(dǎo)，通過(guò)實(shí)測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析對(duì)群樁內(nèi)每一基樁的側(cè)阻力和端阻力分別乘以群樁效應(yīng)系數(shù)。建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（JG94-2008）等代實(shí)體基礎(chǔ)法：把承臺(tái)、樁、樁間土當(dāng)成一個(gè)整體埋置于樁端平面深度的深基礎(chǔ)，進(jìn)行承載力和變形驗(yàn)算。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50007-2002）73四、群樁基礎(chǔ)基樁豎向承載力的確定群樁分項(xiàng)效率系數(shù)法不再采用單一安全系數(shù)，代之以采用側(cè)阻力、端阻力、承臺(tái)土的抗力系數(shù)s、p、c?；騻?cè)阻端阻綜合抗力系數(shù)sp和承臺(tái)土的抗力系數(shù)c

33、。根據(jù)樁群-土-承臺(tái)相互作用特性，經(jīng)大量試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析，給出各項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)：側(cè)阻力群樁效應(yīng)系數(shù)s、端阻力群樁效應(yīng)系數(shù)p 、側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)sp以及承臺(tái)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)c 。利用按規(guī)范與經(jīng)驗(yàn)求得的單樁總極限側(cè)阻力、端阻力，或按靜荷載試驗(yàn)測(cè)得的單樁極限承載力，得基樁承載力設(shè)計(jì)值。747576777879 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002)以下情況需計(jì)算樁基礎(chǔ)沉降并符合要求地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物樁基；體型復(fù)雜、荷載不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的建筑物樁基；摩擦型樁基。12.4 樁基礎(chǔ)的沉降計(jì)算80一、單樁沉降計(jì)算1、單樁沉降的組成樁身彈性壓縮;側(cè)阻傳

34、遞到樁端平面以下引起土體壓縮;端阻引起土體壓縮（樁的貫入變形）。2、單樁沉降計(jì)算方法（具體方法略）彈性理論分析法(Poulos);荷載傳遞分析法（位移協(xié)調(diào)法，coyle、Reese 1966);數(shù)值分析方法：FEM(Plaxis)剪切變形傳遞法其它81二、群樁沉降計(jì)算1、群樁沉降的組成樁身彈性壓縮;樁側(cè)剪應(yīng)力引起樁端沉降;樁端應(yīng)力引起樁端沉降；低承臺(tái)的承臺(tái)土反力引起樁端沉降。2、影響群樁沉降的因素群樁幾何尺寸（樁間距、樁長(zhǎng)、樁數(shù)、樁基礎(chǔ)寬度與樁長(zhǎng)比等）;成樁工藝;土層性質(zhì)；荷載大小與持續(xù)時(shí)間；承臺(tái)設(shè)置方式；樁的布置。82 由于影響因素復(fù)雜，目前尚未有較為完善的計(jì)算方法。多采用實(shí)體深基礎(chǔ)法（樁距

35、不大于6d）：將樁基礎(chǔ)看作是設(shè)置在樁端平面處的實(shí)體基礎(chǔ)，然后用一般計(jì)算淺基礎(chǔ)沉降的單向壓縮分層總和法計(jì)算樁端下土的壓縮層厚度內(nèi)的變形值，即作為樁基礎(chǔ)的沉降。 地基土附加應(yīng)力計(jì)算方法有：Boussinesq法；Mindlin法。雖然較Boussinesq法更符合實(shí)際，但更復(fù)雜。 3、群樁沉降計(jì)算方法838485一） 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（GB50007-2002）推薦的計(jì)算方法是實(shí)體深基礎(chǔ)法：實(shí)體深基礎(chǔ)底面與樁端齊平。支承面積可按考慮擴(kuò)散作用和不考慮擴(kuò)散作用采用。按淺基礎(chǔ)的沉降計(jì)算方法計(jì)算，但須將淺基礎(chǔ)的沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)s改為樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)p。采用Boussinesq法計(jì)算附加應(yīng)力，也可采用M

36、indlin法。86注意兩種方法的不同之處：支承面積；實(shí)體深基礎(chǔ)受力；我國(guó)多采用考慮擴(kuò)散作用的計(jì)算圖式（a），美國(guó)等有些國(guó)家采用不考慮擴(kuò)散作用的計(jì)算圖式（ b ）。87式中pk 相應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)的實(shí)體深基礎(chǔ)底面處的基底壓力；c實(shí)體深基礎(chǔ)基底處原有的土中自重應(yīng)力； Fk相應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)，作用于樁基 承臺(tái)頂面的豎向力；Gk 實(shí)體深基礎(chǔ)自重，包括承臺(tái)自重、承臺(tái)上土重以及承臺(tái) 底面至實(shí)體深基礎(chǔ)范圍內(nèi)的土重與樁重； 但在地下水位以下部分應(yīng)扣去浮力；A 實(shí)體基礎(chǔ)基底面積，a0、b0樁群外圍樁邊包絡(luò)線內(nèi)矩形面積的長(zhǎng)、短邊長(zhǎng)度。1）考慮擴(kuò)散作用88 2、不考慮擴(kuò)散作用時(shí)式中pk 相應(yīng)于荷載

37、效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)的實(shí)體深基礎(chǔ)底面處的基底壓力；c實(shí)體深基礎(chǔ)基底處原有的土中自重應(yīng)力； Fk相應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)，作用于樁基 承臺(tái)頂面的豎向力；Gk樁基承臺(tái)自重及承臺(tái)上土重；Gfk實(shí)體深基礎(chǔ)樁及樁間土的自重；m實(shí)體深基礎(chǔ)底面以上各土層的加權(quán)平均重度 。89 二） 建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（JG94-2008）推薦的“等效作用分層總和法”通過(guò)引入“等效沉降系數(shù)”來(lái)間接考慮Mindlin法的優(yōu)點(diǎn)。 方法如下：等效作用面位于樁端平面，等效面積為樁承臺(tái)投影面積。考慮到樁自重引起的附加應(yīng)力較小，可忽略不計(jì)，等效作用面的附加應(yīng)力近似取對(duì)應(yīng)荷載準(zhǔn)永久組合時(shí)承臺(tái)底面的平均附加應(yīng)力。等效面以下的附加應(yīng)力分布采用B

38、oussnesq解。909192 一、產(chǎn)生負(fù)摩擦的條件和原因正摩阻力：樁相對(duì)于樁側(cè)土體向下位移時(shí)，土對(duì)樁產(chǎn)生的向上作用的摩阻力，稱為正摩阻力。負(fù)摩阻力：當(dāng)樁側(cè)土體因某種原因而下沉，且其下沉量大于樁的沉降時(shí)，土對(duì)樁產(chǎn)生的向下作用的摩阻力，稱為負(fù)摩阻力。負(fù)摩阻力相當(dāng)于是施加于樁身的外荷載，增大了樁身軸力，導(dǎo)致樁的承載力相對(duì)下降和樁基的沉降加大 。正摩擦負(fù)摩擦12.5 樁的負(fù)摩擦問(wèn)題93(1)樁側(cè)地面上有分布范圍較大的荷載（如大面積堆載），致使樁周土壓密；(2)地下水位全面下降（如長(zhǎng)期抽取地下水）致使土的有效應(yīng)力增加，引起大面積沉降；(3)樁穿過(guò)欠固結(jié)軟粘土或新填土，而支撐于堅(jiān)硬的土層上，樁周土在自

39、重應(yīng)力作用下隨時(shí)間而逐漸固結(jié)；(4)濕陷性黃土遇水濕陷下沉、季節(jié)性凍土的融陷下沉、可液化土層受地震或其它動(dòng)力荷載作用使液化土重新固結(jié)引起下沉；(5)打樁使已設(shè)置的鄰樁抬升(6)在飽和軟土中打入密集的樁群，產(chǎn)生超靜孔隙水壓力，引起土體大量上涌，隨后重塑土體因超孔隙水壓力消散而重新固結(jié)引起下沉。產(chǎn)生負(fù)摩擦的條件94 中性點(diǎn)樁土間沒(méi)有相對(duì)位移，作用在樁上的摩阻力為零的樁截面位置中性點(diǎn)處樁身軸力達(dá)到最大值。95二、負(fù)摩阻力的計(jì)算1、單樁負(fù)摩阻力的計(jì)算（1）中性點(diǎn)的位置lnln土位移Ss樁位移Sp中性點(diǎn)96 受影響因素多、與樁周土的性質(zhì)、外界條件（堆載、降水、浸水等）變化有關(guān)，目前多用近似估算法或采用工

40、程經(jīng)驗(yàn)值。工程實(shí)測(cè)表明，在可壓縮土層l0的范圍內(nèi)，ln隨樁端持力層的強(qiáng)度和剛度增大而增大?？砂聪卤磉x用。97（2）負(fù)摩阻力強(qiáng)度n 受樁周土和樁端土的強(qiáng)度和變形性質(zhì)、土層的應(yīng)力歷史、地面堆載的大小與范圍、地下水降低的幅度和范圍、樁的類型與成樁工藝、樁頂荷載施加時(shí)間的影響，精確計(jì)算復(fù)雜而困難。第i層土樁側(cè)負(fù)摩阻力強(qiáng)度；樁周第i層土的平均豎向有效覆蓋應(yīng)力；樁周土的負(fù)摩阻力系數(shù)。飽和軟土：015025；黏性土、粉土：0.250.40；砂土：0.350.50；自重濕陷性黃土：0.200.35樁周第i層土的側(cè)壓力系數(shù)，可近似取靜止土壓力系數(shù)值；樁周第i層土的有效內(nèi)摩擦角；98對(duì)于砂土也可用下公式計(jì)算：樁周

41、底i層土經(jīng)鉆桿長(zhǎng)度修正后的平均標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)。（3）下拉荷載Fn為中性點(diǎn)深度ln范圍內(nèi)負(fù)摩阻力累計(jì)值。樁截面周長(zhǎng)；中性點(diǎn)以上土層數(shù)；中性點(diǎn)以上樁周第i層土的厚度。992、群樁負(fù)摩阻力的計(jì)算群樁中任一單樁的下拉荷載；負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)系數(shù)；縱橫向樁的中心距；樁徑；中性點(diǎn)以上樁周土體加權(quán)平均有效重度。100三、減小負(fù)摩阻力的工程措施1、預(yù)制混凝土樁和鋼樁 涂軟瀝青層：采用軟化點(diǎn)較低瀝青（5065度），先將樁面清洗干凈，將瀝青加熱至150180度，噴澆厚度610mm。2、灌注樁充填膨潤(rùn)土；鋪設(shè)塑料薄膜。101 大多數(shù)樁以承受豎向荷載為主，有時(shí)也要承受一定的水平荷載。作用于樁頂?shù)乃胶奢d性質(zhì)包括：長(zhǎng)

42、期作用的水平荷載：如上部結(jié)構(gòu)傳遞的或由土、水壓力施加的以及拱的推力等水平荷載；反復(fù)作用的水平荷載：如風(fēng)力、波浪力、船舶撞擊力以及機(jī)械制動(dòng)力等水平荷載；地震作用所產(chǎn)生的水平力。 若樁基以承受水平荷載為主，可考慮采用斜樁。但受斜樁施工施工條件的限制，且一般的工民建筑所承受的水平荷載不大，如果不超過(guò)豎向荷載的1/101/12，應(yīng)采用豎直樁。本節(jié)只討論豎直樁。1、水平荷載種類12.6 樁的水平承載力102 樁的水平（橫向）承載力指樁能夠承擔(dān)的水平力的大小。對(duì)于抗彎性能差的樁（如低配筋率的灌注樁）：水平承載力可能由樁身強(qiáng)度來(lái)控制；對(duì)于抗彎性能好的樁（如鋼筋混凝土預(yù)制樁）：通常由樁周圍土體所能提供的橫向抵

43、抗力控制，且以樁頂水平位移達(dá)到一定值或樁側(cè)土出現(xiàn)明顯破壞，作為樁達(dá)到橫向極限承載力的標(biāo)志。水平承載力與樁身抗彎剛度、樁周土的剛度、樁的入土深度、樁頂約束條件有關(guān)。樁頂嵌固于承臺(tái)中的樁比樁頂自由的樁，水平承載力要大。2、影響樁水平承載力的因素103一、水平荷載下樁的工作性狀 取決于樁-土之間的相互作用：作用過(guò)程大概如下：在水平荷載作用下，樁產(chǎn)生變形并擠壓樁周土，促使樁周土發(fā)生相應(yīng)的變形而產(chǎn)生水平抗力。水平荷載較小時(shí)，樁周土的變形是彈性的，水平抗力主要由靠近地面的表層土提供；隨著水平荷載的增大，樁的變形加大，表層土逐漸產(chǎn)生塑性屈服，水平荷載將向更深的土層傳遞；當(dāng)樁周土失去穩(wěn)定、或樁體發(fā)生破壞（低配

44、筋率的灌注樁常是樁身首先出現(xiàn)裂縫，然后斷裂破壞）、或樁的變形超過(guò)建筑物的允許值（抗彎性能好的混凝土預(yù)制樁和鋼樁，樁身雖未斷裂但樁周土如已明顯開(kāi)裂和隆起，樁的水平位移一般已超限）時(shí)，水平荷載也就達(dá)到極限。104 依據(jù)樁、土相對(duì)剛度不同，水平荷載作用下的樁可分為：剛性樁、半剛性樁、柔性樁。半剛性樁和柔性樁統(tǒng)稱為彈性樁。（1）剛性樁：當(dāng)樁很短或樁周土很軟弱時(shí)，樁、土的相對(duì)剛度很大，屬剛性樁。剛性樁的樁身不發(fā)生撓曲變形且樁的下段得不到充分的嵌制，因而樁頂自由的剛性樁發(fā)生繞靠近樁端的一點(diǎn)作全樁長(zhǎng)的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)（圖 a )，而樁頂嵌固的剛性樁則發(fā)生平移（圖b）。剛性樁的破壞一般只發(fā)生于樁周土中，樁體本身不發(fā)生

45、破壞。剛性樁常用B. B.布諾姆斯（Broms，1964）的極限平衡法計(jì)算。105 （2）彈性樁：半剛性樁（中長(zhǎng)樁）和柔性樁（長(zhǎng)樁）的樁、土相對(duì)剛度較低，在水平荷載作用下樁身發(fā)生撓曲變形，樁的下段可視為嵌固于土中而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著水平荷載的增大，樁周土的屈服區(qū)逐步向下擴(kuò)展，樁身最大彎矩截面也因上部土抗力減小而向下部轉(zhuǎn)移，一般半剛性樁的樁身位移曲線只出現(xiàn)一個(gè)位移零點(diǎn)（圖a、a），柔性樁則出現(xiàn)兩個(gè)以上位移零點(diǎn)和彎矩零點(diǎn)（圖b、b ）。當(dāng)樁周土失去穩(wěn)定、或樁身最大彎矩處（樁頂嵌固時(shí)可在嵌固處和樁身最大彎矩處）出現(xiàn)塑性屈服、或樁的水平位移過(guò)大時(shí)，彈性樁便趨于破壞。106二、水平荷載下彈性樁的計(jì)算計(jì)算方法

46、：地基反力系數(shù)法（目前最常用）、彈性理論法、有限元法。地基反力系數(shù)法原理：應(yīng)用文克爾（E.Winkler,1867）地基模型，把承受水平荷載的單樁視作彈性地基中的豎直梁，通過(guò)求解梁的撓曲微分方程來(lái)計(jì)算樁身的彎矩、剪力以及樁的水平承載力。1、基本假設(shè) 單樁承受水平荷載時(shí)，把土體視為線性變形體，假定深度z處的土的水平抗力x等于該點(diǎn)的水平抗力系數(shù)kx與該點(diǎn)的水平位移x的乘積，即107 地基水平抗力系數(shù)kx有4種較為常用的假定分布圖式： (1)常數(shù)法(張有齡)：假定地基水平抗力系數(shù)沿深度為均勻分布。 kxkh (2）“k”法：假定在樁身第一撓曲零點(diǎn)（深度t處）以上按拋物線變化，以下為常數(shù)。 (3) “

47、m”法：我國(guó)鐵道部門首先采用這一方法，近年來(lái)也在建筑工程和公路橋涵的樁基設(shè)計(jì)中逐漸推廣。 kxmz (4)“c值”法：我國(guó)交通部門在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上提出的方法。 kxcz0.5（c為比例常數(shù)，隨土類不同而異）。108 實(shí)測(cè)資料表明，m法（當(dāng)樁的水平位移較大時(shí)）和c值法（當(dāng)樁的水平位移較小時(shí)）比較接近實(shí)際。只簡(jiǎn)單介紹m法。1092、單樁的微分撓曲方程由材料力學(xué)，梁的純彎微分方程為：由梁的微元靜力平衡條件：110得：111解為：A、B等系數(shù)見(jiàn)下表1121131143、初始參數(shù)的確定單樁樁頂荷載：樁截面計(jì)算寬度b0：由于計(jì)算時(shí)樁簡(jiǎn)化成平面受力，計(jì)算寬度（m）按如下方法確定： 圓形樁：當(dāng)直徑d1.0時(shí)

48、，b0=0.9(1.5d+0.5）； 當(dāng)直徑 d1.0m時(shí)， b0=0.9(d+1） ；方形樁：當(dāng)邊寬b1m時(shí)， b0=1.5b+0.5 ； 當(dāng)邊寬b1m時(shí)， b0=b+1 。樁身抗彎剛度EI：對(duì)于鋼筋混凝土樁，樁身彈性模量E取混凝土彈性模量Ec的0.85倍（E=0.85Ec）。115m值：按“m法”計(jì)算時(shí)，m宜通過(guò)水平靜載荷試驗(yàn)確定，無(wú)資料參見(jiàn)下表1164、樁頂水平位移x01175、樁身最大彎矩及其位置先求C，查z、C。l4/才能用下表，l4/需另查手冊(cè)。118三、單樁水平靜載荷試驗(yàn) 目前，確定單樁水平承載力的方法有兩類：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；理論計(jì)算?，F(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)結(jié)果更可靠。1、試驗(yàn)裝置119120

49、 2加荷方法 對(duì)于承受反復(fù)作用的水平荷載的樁基，其單樁試驗(yàn)宜采用多循環(huán)加卸載方式。每級(jí)荷載的增量為預(yù)估水平極限承載力的1/101/15，或取2.520kN（當(dāng)樁徑為300l000mm時(shí)）。每級(jí)各加卸載5次，即每次施加不變的水平荷載4min；（用千斤頂加荷時(shí)，達(dá)到預(yù)計(jì)的荷載值所需要的時(shí)間很短，不另外計(jì)算），卸載2min;或者加載、卸載各10min，并按上述時(shí)間間隔記錄百分表讀數(shù)，每次卸載都將該級(jí)荷載全部卸除。承受長(zhǎng)期作用的水平荷載的樁基，宜采用分級(jí)連續(xù)的加載方式，各級(jí)荷載的增量同上，各級(jí)荷載維持10min并記錄百分表讀數(shù)后即進(jìn)行下一級(jí)荷載的試驗(yàn)。如在加載過(guò)程中觀測(cè)到l 0min時(shí)的水平位移還未穩(wěn)

50、定，則應(yīng)延長(zhǎng)該級(jí)荷載的維持時(shí)間，直至穩(wěn)定為止。其穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)可參照豎向靜載荷試驗(yàn)。 3終止加荷的條件 當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止試驗(yàn)： (1)樁身已斷裂； (2)樁側(cè)地表出現(xiàn)明顯裂縫或隆起； (3)樁頂水平位移超過(guò)30一40mm（軟土取40mm）； (4)所加的水平荷載已超過(guò)按下述方法所確定的極限荷載。121 4資料整理 由試驗(yàn)記錄可繪制樁頂水平荷載一時(shí)間一樁頂水平位移曲線（H0- t- u0）（如圖4-26）及水平荷載一位移梯度曲線（H0-u0/H0）（圖4-27）。當(dāng)具有樁身應(yīng)力量測(cè)資料時(shí)，尚可繪制樁身應(yīng)力分布圖以及水平荷載與最大彎矩截面鋼筋應(yīng)力曲線(H0-g），如圖4-28所示。1225

51、水平臨界荷載與極限荷載 根據(jù)一些試驗(yàn)成果分析，在上列各種曲線中常發(fā)現(xiàn)兩個(gè)特征點(diǎn)，這兩個(gè)特征點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的樁頂水平荷載，可稱為臨界荷載和極限荷載。 水平臨界荷載（Hcr）是相當(dāng)于樁身開(kāi)裂、受拉區(qū)混凝土不參加工作時(shí)的樁頂水平力。其數(shù)值可按下列方法綜合確定： (1)取H0-t-u0曲線出現(xiàn)突變點(diǎn)（在荷載增量相同的條件下出現(xiàn)比前一級(jí)明顯增大的位移增量）的前一級(jí)荷載。 (2)取H0- u0/ H0曲線的第一直線段的終點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載。 (3)取H0- g曲線第一突變點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載。123 水平極限荷載（Hu）是相當(dāng)于樁身應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限時(shí)的樁頂水平力，此外，使得樁頂水平位移超過(guò)3040mm或者使得樁側(cè)土體破壞的

52、前一級(jí)水平荷載，宜作為極限荷載看待。確定Hu時(shí)，可根據(jù)下列方法，并取其中的較小值。 (1)取H0-t-u0曲線明顯陡降的第一級(jí)荷載，或按該曲線各級(jí)荷載下水平位移包絡(luò)線的凹向確定。若包絡(luò)線向上方凹曲，則表明在該級(jí)荷載下，樁的位移逐漸趨于穩(wěn)定。如包絡(luò)線朝下方凹曲（如圖4-26中當(dāng)H0=195kN時(shí)的水平位移包絡(luò)線所示），則表明在該級(jí)荷載作用下，隨著加卸荷循環(huán)次數(shù)的增加，水平位移仍在增加，且不穩(wěn)定。因此可認(rèn)為該級(jí)水平力為樁的破壞荷載，而其前一級(jí)水平力則為極限荷載。 (2)取H0- u0/ H0曲線第二直線段的終點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載。 (3)取樁身斷裂或鋼筋達(dá)到流限的前一級(jí)荷載。由水平荷載確定允許承載力時(shí)應(yīng)

53、除以安全系數(shù)2。124一級(jí)建筑樁基：?jiǎn)螛鹅o力水平荷載試驗(yàn)確定；對(duì)于預(yù)制樁、鋼樁、配筋率大于0.65%的灌注樁，取地面處水平位移為10mm(對(duì)水平位移敏感的建筑物取6mm)所對(duì)應(yīng)荷載作為單樁水平承載力設(shè)計(jì)值；配筋率小于0.65%的灌注樁，取臨界荷載作為單樁水平承載力設(shè)計(jì)值。缺少單樁水平靜載試驗(yàn)資料時(shí)，按下式估算樁身配筋率0.65%的灌注樁單樁水平承載力特征值。（式中符號(hào)及定值見(jiàn)規(guī)范）126127 樁位的布置： 樁在平面內(nèi)可布置成方形或矩形、三角形和梅花形，條形基礎(chǔ)下的樁，可采用單排或雙排布置，也可采用不等距布置。柱下單獨(dú)樁基和整片式樁基，外密內(nèi)疏布置。 為了使樁基中各樁受力比較均勻，布置時(shí)應(yīng)盡可

54、能使上部荷載的中心與樁群的形心重合或接近。 當(dāng)作用在承臺(tái)底面的彎矩較大時(shí)，應(yīng)增加樁基橫截面的慣性矩。對(duì)墻下柱基，可在外縱墻之外布設(shè)一至二根“探頭”樁。12.7 樁的平面布置原則128 樁的間距過(guò)大，會(huì)增加承臺(tái)的體積，造價(jià)提高；樁的間距過(guò)小，將給樁基的施工造成困難，并使樁的承載力得不到充分的發(fā)揮。一般采用34倍樁徑。具體滿足建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-94規(guī)定。常用布樁方法129130 一般的樁基礎(chǔ)均要設(shè)置承臺(tái)。作用：將樁聯(lián)成一整體，把上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整、分 配于各樁。分類：柱下獨(dú)立承臺(tái)、柱下或墻下條形承臺(tái)、筏板承臺(tái)、箱形承臺(tái)。設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定承臺(tái)材料及強(qiáng)度等級(jí)；幾何平面形狀和尺寸； 承

55、臺(tái)結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算； 符合構(gòu)造要求內(nèi)容參照建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（50007-2002）12.8 樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)131承臺(tái)的最小寬度：不應(yīng)小于500mm。承臺(tái)邊緣至邊樁中心的距離：不宜小于樁的直徑或邊長(zhǎng)，且樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣的距離不小于150mm（墻下條形承臺(tái)不小于75mm） 。承臺(tái)厚度：條形和柱下獨(dú)立承臺(tái)不應(yīng)小于300mm，筏板、箱形承臺(tái)板的厚度應(yīng)滿足整體剛度、施工條件及防水要求。對(duì)于樁布置于墻下或基礎(chǔ)梁下的情況，承臺(tái)板厚度不宜小于250mm，且板厚與計(jì)算區(qū)段最小跨度比不宜小于1/20。承臺(tái)最小埋深：500mm。承臺(tái)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)：不宜低于C20；承臺(tái)底面鋼筋的混凝土保護(hù)層不宜小于70mm，當(dāng)

56、設(shè)素混凝土墊層時(shí)，保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm。承臺(tái)板下混凝土墊層：厚度宜為100mm，強(qiáng)度等級(jí)宜為C7.5。一、構(gòu)造要求132形狀: 方形,矩形,三角形,多邊形,圓形最小寬度 500 mm最小厚度 300 mm樁外緣距離承臺(tái)邊150 mm 邊樁中心距離承臺(tái)邊1.0d樁嵌入承臺(tái) 大樁橫向荷載100mm,小樁50mm,鋼筋伸入承臺(tái)30d 混凝土標(biāo)號(hào)C20 cm,保護(hù)層70mm 1.0d15cm10 cm133 承臺(tái)配筋：柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)的受力鋼筋應(yīng)通長(zhǎng)配置。矩形承臺(tái)板宜雙向均勻通長(zhǎng)配筋，直徑不宜小于10，間距100200mm。對(duì)于三樁承臺(tái)，應(yīng)按三向板帶均勻配置，最里面的三根鋼筋相交圍成的三角形應(yīng)位

57、于柱截面范圍以內(nèi)。承臺(tái)梁的主筋除滿足計(jì)算要求外尚應(yīng)符合現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于最小配筋率的規(guī)定，主筋直徑不宜小于12mm，架立筋不宜小于10mm，箍筋直徑不宜小于6mm。134承臺(tái)與樁之間的連結(jié)：樁頂嵌入承臺(tái)的長(zhǎng)度，對(duì)于大直徑樁不宜小于100mm；中直徑樁不宜小于50mm?；炷翗兜臉俄斨鹘顟?yīng)伸入承臺(tái)內(nèi)，其錨固長(zhǎng)度不宜小于3035倍主筋直徑；對(duì)于抗拔樁不應(yīng)小于40倍主筋直徑。預(yù)應(yīng)力混凝土樁可采用鋼筋與樁頭鋼板焊接的連接方法。 承臺(tái)之間的連接：對(duì)于單樁承臺(tái)，宜在兩個(gè)互相垂直的方向上設(shè)置聯(lián)系梁；對(duì)于兩樁承臺(tái)，宜在其短向設(shè)置聯(lián)系梁；有抗震要求的柱下獨(dú)立承臺(tái)，宜在縱橫方向設(shè)置聯(lián)系梁；聯(lián)系梁頂面宜與承

58、臺(tái)位于同一標(biāo)高，聯(lián)系梁的寬度不宜小于250mm，高度取承臺(tái)中心距1/101/15，配筋據(jù)計(jì)算確定，不宜小于4 12mm。135二、柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)（一）承臺(tái)受彎計(jì)算當(dāng)承臺(tái)配筋不足時(shí)承臺(tái)將產(chǎn)生彎曲破壞。1、柱下多樁矩形承臺(tái) 屈服線柱樁136 彎矩計(jì)算截面取柱邊和承臺(tái)高度變化處（杯口外側(cè)或臺(tái)階邊緣），按下式計(jì)算彎矩：算出彎矩后，按下式計(jì)算配筋后取各向最大值雙向配筋，并應(yīng)符合構(gòu)造要求。137 有：等邊和等腰兩種形式。(1)等邊三樁承臺(tái)式中 M由承臺(tái)形心至承臺(tái)邊緣距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值；Nmax扣除承臺(tái)和其上填土自重后的三樁中相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的最大單樁豎向力設(shè)計(jì)值； s樁距； c方柱邊長(zhǎng)，

59、圓柱時(shí)c0.866d（d為圓柱直徑）。算出彎矩后，按下式配筋2、柱下三樁三角形承臺(tái)注：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范和建筑樁基技術(shù)規(guī)范不同138(2)等腰三樁承臺(tái)式中：M1 , M2分別為由承臺(tái)形心到承臺(tái)兩腰和底邊的距離范圍內(nèi) 板帶的彎矩設(shè)計(jì)值； s長(zhǎng)向樁距； 短向樁距與長(zhǎng)向樁距之比，當(dāng)小于0.5時(shí)，應(yīng)按變截面的二樁承臺(tái)設(shè)計(jì)；c1、c2分別為垂直于、平行于承臺(tái)底邊的柱截面邊長(zhǎng)。139 （二）承臺(tái)受沖切計(jì)算當(dāng)承臺(tái)有效高度不足時(shí)，承臺(tái)將產(chǎn)生沖切破壞。承臺(tái)沖切破壞的方式：柱對(duì)承臺(tái)的沖切；角樁對(duì)承臺(tái)的沖切。沖切破壞錐體斜面與承臺(tái)底面的夾角45o柱邊沖切破壞錐體的頂面在柱與承臺(tái)交界處或承臺(tái)變階處，底面在樁頂平面處

60、；角樁沖切破壞的頂面在內(nèi)緣處，底面在承臺(tái)上方；計(jì)算以矩形或方形樁、柱為例，圓形樁、柱換算成方形。計(jì)算中假定承臺(tái)與地基土脫空，對(duì)非脫空承臺(tái)偏于安全。(a) 柱對(duì)承臺(tái)沖切計(jì)算簡(jiǎn)圖(b) 矩形承臺(tái)角樁沖切計(jì)算簡(jiǎn)圖140（1）柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算141Fh0aixaiyc1c245oF45oh0142（2）角樁對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算多樁矩形承臺(tái)角樁的沖切143（2）角樁對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算三樁三角形承臺(tái)角樁的沖切144（三）承臺(tái)受剪切計(jì)算 樁基承臺(tái)的抗剪計(jì)算，在小剪跨比的條件下具有深梁的特征。 柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)應(yīng)分別對(duì)柱邊和樁邊、變截面和樁邊聯(lián)線形成的斜截面進(jìn)行受剪計(jì)算（如圖)。當(dāng)柱邊外有多排樁形成多個(gè)剪切斜截面