基礎(chǔ)工程課件-第4章樁基礎(chǔ)2

4.2樁的類(lèi)型根據(jù)樁的使用功能根據(jù)樁的荷載傳遞方式和豎向受力情況劃分3.根據(jù)施工方法劃分4.根據(jù)擠土效應(yīng)劃分5.根據(jù)樁的直徑大小豎向受壓樁

豎向抗拔樁電力輸電鐵塔

水平承載樁抗滑樁

根據(jù)樁的使用功能4.2.1樁的分類(lèi)4.2樁的類(lèi)型1.按樁的承載性狀（豎向受力情況）分類(lèi)端承型樁：端阻力（主要）＋側(cè)阻力（次要）＝外荷載

實(shí)踐代表：樁端位于中密以上粗粒土層，或基巖頂面。亞類(lèi)端承樁：端阻力（絕對(duì)主要）≈外荷載實(shí)踐代表：l/d≤10，樁身周?chē)淋浫?，樁端位于密?shí)土層中或巖層頂面。摩擦型樁：端阻力（次要）＋側(cè)阻力（主要）＝外荷載

實(shí)踐代表：樁端土層較軟弱，側(cè)阻發(fā)揮較充分。亞類(lèi)摩擦樁：側(cè)阻力（絕對(duì)主要）≈外荷載實(shí)踐代表：樁的長(zhǎng)徑比很大（無(wú)論樁端土是否軟弱），樁端土很軟弱，樁底有虛土和殘?jiān)?.2.1端承型樁和摩擦型樁端承型樁是指樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受的樁。端承型樁包括端承樁和摩擦端承樁兩類(lèi)。當(dāng)樁側(cè)阻力很小可以忽略不計(jì)時(shí)，稱為端承樁。摩擦型樁是指樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受的樁。摩擦型樁包括摩擦樁和端承摩擦樁。當(dāng)樁端阻力很小可以忽略不計(jì)時(shí),稱為摩擦樁。樁側(cè)阻力，樁端阻力端承型樁：其樁端一般進(jìn)入中密以上的砂類(lèi)、碎石類(lèi)土層，或位于中風(fēng)化、微風(fēng)化及新鮮基巖頂面。這類(lèi)樁的側(cè)摩阻力雖屬次要，但不可忽略。端承樁：樁的長(zhǎng)徑比較?。ㄒ话鉲／d≤10），樁身穿越軟弱土層，樁端設(shè)置在密實(shí)砂類(lèi)、碎石類(lèi)土層中或位于中風(fēng)化、微風(fēng)化及未風(fēng)化硬質(zhì)巖石頂面（即入巖深度hr≤0.5d）。嵌巖樁：當(dāng)樁端嵌入完整和較完整的中風(fēng)化、微風(fēng)化及未風(fēng)化硬質(zhì)巖石一定深度以上（hr>0.5d)時(shí),稱為嵌巖樁。工程實(shí)踐中，嵌巖樁一般按端承樁設(shè)計(jì)。但這并不意味著嵌巖樁不存在側(cè)阻和嵌巖阻力，摩擦型樁：樁端持力層多為較堅(jiān)實(shí)的粘性土、粉土和砂類(lèi)土，且樁的長(zhǎng)徑比不很大。摩擦樁：具備下列條件之一時(shí)：①樁的長(zhǎng)徑比很大，樁頂荷載只通過(guò)樁身壓縮產(chǎn)生的樁側(cè)阻力傳遞給樁周土，因而樁端下土層無(wú)論堅(jiān)實(shí)與否，其分擔(dān)的荷載都很小；②樁端下無(wú)較堅(jiān)實(shí)的持力層；③樁底殘留虛土或殘?jiān)^厚的灌注樁；④打入鄰樁使先設(shè)置的樁上抬、甚至樁端脫空等情況。2.按施工方法分類(lèi)預(yù)制樁和灌注樁(1)預(yù)制樁木樁，混凝土預(yù)制樁，鋼樁常用松木，長(zhǎng)4~6m，樁徑160~260mm，多用于軟弱地基上的民宅和小型建筑物。應(yīng)打入地下水位以下0.5m。要確保樁端進(jìn)入硬持力層。

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。經(jīng)高壓蒸氣養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)的為預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（代號(hào)為PHC樁），其樁身離心混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C80；未經(jīng)高壓蒸氣養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)的為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（代號(hào)為PC樁），其樁身離心混凝土強(qiáng)度等級(jí)C60～C80。常用的PHC、PC管樁的外徑為300～600mm，分節(jié)長(zhǎng)度為7～13m，沉樁時(shí)樁節(jié)處通過(guò)焊接端頭板接長(zhǎng)。樁的下端設(shè)置十字型樁尖、圓錐型樁尖或開(kāi)口型樁尖。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁預(yù)應(yīng)力混凝土管樁鋼樁尖建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力砼空心方樁》JG197-2006預(yù)應(yīng)力砼空心方樁KFZ，C60預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)砼空心方樁HKFZ，C80薄壁預(yù)應(yīng)力砼空心方樁TKFZ，C60邊長(zhǎng)300~1000mm相比管樁，承載力更高，成本低，抗震性好，更易成樁。鋼樁H型鋼樁，下端開(kāi)口或閉口的鋼管樁

H型鋼樁的橫截面大都呈正方形，截面尺寸200×200～360×410mm翼緣和腹板的厚度為9～26mm。H型鋼樁貫入各種土層的能力強(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。

鋼管樁的直徑一般為400～3000mm，壁厚為6～50mm，國(guó)內(nèi)工程中常用的大致為400～1200mm，壁厚為9～20mm。端部開(kāi)口的鋼管樁易于打入（沉樁困難時(shí)，可在管內(nèi)取土以助沉），但端部承載力較閉口的鋼管樁小。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。工程實(shí)例－－杭州灣跨海大橋全長(zhǎng)36km，打設(shè)鋼管樁5475根，樁徑1500~1600mm，壁厚20~23mm，l=71~89.35m。砼預(yù)制樁主要優(yōu)缺點(diǎn)：樁身質(zhì)量好，施工工期短。樁徑較小，穿透能力有限，配筋量較大。（2）灌注樁灌注樁是直接在所設(shè)計(jì)樁位處成孔，然后在孔內(nèi)加放鋼筋籠（也有省去鋼筋的）再澆灌混凝土而成。特點(diǎn)：適用于各種地基土，樁端可進(jìn)入中、微風(fēng)化巖層；樁徑可較大，配筋量??；樁長(zhǎng)可按要求確定；樁身質(zhì)量相對(duì)較差。預(yù)制樁灌注樁◆預(yù)制樁◆現(xiàn)場(chǎng)灌注樁錘擊沉樁振動(dòng)沉樁靜壓樁引孔,部分?jǐn)D土

不引孔,擠土沉樁方式挖孔鉆孔沖擊,夯擴(kuò),爆擴(kuò)沉管灌注水上水下◆澆筑方式先鉆引孔，孔徑略小于預(yù)制樁截面，深度為樁長(zhǎng)的(2/3~1)l，再壓樁，有利于沉樁。數(shù)十種錘擊法沉樁靜壓法沉樁焊接接樁1)沉管灌注樁沉樁方式：錘擊、振動(dòng)、振動(dòng)沖擊樁徑：300~500mm樁長(zhǎng)：20m以內(nèi)施工設(shè)備簡(jiǎn)單，沉樁進(jìn)度快，成本最低，但很易產(chǎn)生縮頸（樁身截面局部縮?。?、斷樁、局部夾土、混凝土離析和強(qiáng)度不足等質(zhì)量問(wèn)題。特點(diǎn)：2）鉆（沖、磨）孔灌注樁樁徑600~2500mm（國(guó)內(nèi)）樁長(zhǎng)70m特點(diǎn)：樁徑大；能克服流砂、消除孤石等障礙物；樁端能進(jìn)入微風(fēng)化硬質(zhì)巖石。成本高；現(xiàn)場(chǎng)不夠環(huán)保（泥漿護(hù)壁時(shí)）。鉆（沖）孔施工3)挖孔樁樁徑0.8~2m（廣州新電視塔用了24根，樁徑3.8m)樁長(zhǎng)宜小于30m人工挖孔樁施工挖孔樁挖孔樁的優(yōu)點(diǎn)是，可直接觀察地層情況，孔底易清除干凈，設(shè)備簡(jiǎn)單，噪聲小，場(chǎng)區(qū)各樁可同時(shí)施工，樁徑大，適應(yīng)性強(qiáng)，樁端可以入巖，又較經(jīng)濟(jì)；缺點(diǎn)是樁孔內(nèi)空間狹小、勞動(dòng)條件差，可能遇到流砂、塌孔、有害氣體、缺氧、觸電和上面掉下重物等危險(xiǎn)而造成傷亡事故，在松砂層（尤其是地下水位下的松砂層）、極軟弱土層、地下水涌水量多且難以抽水的地層中難以施工或無(wú)法施工。預(yù)制樁的施工方法振動(dòng)沉樁

振動(dòng)沉樁是利用固定在樁頂部的振動(dòng)器所產(chǎn)生的激振力，通過(guò)樁身使土顆粒受迫振動(dòng)，使其改變排列組織，產(chǎn)生收縮和位移，這樣樁表面與土層間的摩擦力就減少，樁在自重和振動(dòng)力共同作用下沉入土中。適用于在粘土、松散砂土及黃土和軟土中沉樁，更適合于打鋼板樁，同時(shí)借助起重設(shè)備可以拔樁。灌注樁的施工方法沉管灌注樁沉管灌注樁是利用錘擊或振動(dòng)方法將帶有預(yù)制混凝土樁尖（樁靴）的樁管（鋼管）沉入土中成孔。當(dāng)樁管打到要求深度后，放入鋼筋骨架，邊澆筑混凝土，邊拔出樁管而成樁。施工工藝主要包括：就位→沉鋼管→放鋼筋籠→澆筑混凝土→拔鋼管人工挖孔樁廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁螺旋鉆

螺旋鉆孔灌注樁粘性土砂性土

擴(kuò)底樁人工挖孔擴(kuò)孔樁（芝加哥法）爆破擴(kuò)底樁內(nèi)夯式擴(kuò)底樁200kN鋼錘碎石混凝土鋼筋籠擠擴(kuò)樁（支盤(pán)樁）

預(yù)制樁

優(yōu)點(diǎn)：樁身質(zhì)量易于保證，單樁承載力較高；

缺點(diǎn):（1）樁身規(guī)格、長(zhǎng)度受限，接樁影響樁質(zhì)量和承載力發(fā)揮；（2）打入或壓入式沉樁存在擠土效應(yīng)問(wèn)題；（3）噪音污染(靜壓樁不存在此問(wèn)題）、接、截樁麻煩。適用條件：

（1）不需考慮噪音污染和震動(dòng)影響的環(huán)境；

（2）持力層上覆蓋為較松軟地層，無(wú)堅(jiān)硬夾層；

（3）持力層頂起伏變化不大，樁長(zhǎng)易于控制；

（4）水下樁基工程；（5）大面積打樁工程；（6）不宜穿越密實(shí)或稍密的砂層。（易折斷，擠土明顯）灌注樁優(yōu)點(diǎn)：樁長(zhǎng)可隨持力層起伏而變化；無(wú)接、截樁麻煩；僅承受軸壓時(shí)不用配鋼筋，需配置鋼筋時(shí)按工作荷載要求布置；節(jié)約用鋼量；直徑大，單樁承載力大，比預(yù)制樁經(jīng)濟(jì)；承載力由樁身成型和混凝土質(zhì)量保證。缺點(diǎn)：施工問(wèn)題如局部夾土、混凝土離析、縮頸等；泥漿護(hù)壁污染環(huán)境適用條件：各種地基土擠土樁的成樁效應(yīng)非飽和土由于擠壓而增密；飽和粘性土由于擠密而產(chǎn)生超孔隙水壓力，土體產(chǎn)生橫向位移和豎向隆起，對(duì)臨近的樁或建筑物造成重大影響；松散的無(wú)粘性土擠密效果最佳，密實(shí)或飽和粘性土的擠密效果較小非擠土樁的成樁效應(yīng)由于孔壁側(cè)向應(yīng)力解除，樁周土出現(xiàn)側(cè)向松弛變形而產(chǎn)生松弛效應(yīng)，導(dǎo)致樁周土體強(qiáng)度削弱，樁側(cè)阻力降低。樁側(cè)阻力的降低幅度與土性、泥漿護(hù)壁、孔徑大小等因素有關(guān)4.2.3按擠土效應(yīng)分類(lèi)(1)擠土樁－－實(shí)心的預(yù)制樁，下端封閉的管樁，木樁，沉管灌注樁擠土樁在錘擊、振動(dòng)貫入或壓入過(guò)程中，都將樁位處的土大量排擠開(kāi)因而使樁周土層受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)，土的原狀結(jié)構(gòu)遭到破壞，土的工程性質(zhì)有很大變化。粘性土由于重塑作用而降低了抗剪強(qiáng)度，孔隙水壓力升高（土體固結(jié)后強(qiáng)度會(huì)更高）；而非密實(shí)的無(wú)粘性土則由于振動(dòng)擠密而使抗剪強(qiáng)度提高。在飽和粘性土中擠土樁若設(shè)置過(guò)密，會(huì)使土體產(chǎn)生橫向位移和豎向隆起，致使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?！爸矘丁狈ㄊ┕?。(2)非擠土樁－－鉆、沖、挖孔樁設(shè)樁時(shí)樁周土不但沒(méi)有受到排擠，相反可能因樁周土向樁孔內(nèi)移動(dòng)而產(chǎn)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象。因此，非擠土樁的樁側(cè)摩阻力常有所減小。(3)部分?jǐn)D土樁－－開(kāi)口的管樁、鋼管樁、H型鋼樁4.2.2樁的成型方式效應(yīng)（設(shè)置效應(yīng)）成型方式擠土作用樁周土樁承載力變化天然結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)性質(zhì)影響因素：粘性土－－擾動(dòng)，強(qiáng)度降低1.土的類(lèi)別無(wú)粘性土－擠密，強(qiáng)度提高2.土體性質(zhì)（靈敏度、密實(shí)度、飽和度）4.2.2樁的成型方式效應(yīng)（設(shè)置效應(yīng)）擠土樁擠土效應(yīng)對(duì)樁距的影響飽和土中的擠土樁產(chǎn)生超靜孔隙水壓力樁周土體隆起和側(cè)移樁受拔力和橫向推力預(yù)制樁鄰樁抬起，擠斜，斷裂。灌注樁鄰樁頸縮，錯(cuò)位，斷裂。所以，樁距宜大。非飽和土中的擠土樁樁周土部分壓縮。擠土效應(yīng)減小所以，樁距可小一點(diǎn)。其它分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)※材料※形狀※尺寸軟土層※按材料：

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)力混凝土（離心預(yù)制）、高強(qiáng)混凝土※按形狀按縱斷面：楔形樁、樹(shù)根樁、螺旋樁、多節(jié)（分叉）樁、擴(kuò)底樁、支盤(pán)樁、微型樁按橫斷面：圓形，八邊形，十字樁、X形樁樁身樁端Dd橫斷面按尺寸按斷面(直徑）的大?。捍笾睆?d>80cm;

小直徑d<40（25）cm按長(zhǎng)度l>60m長(zhǎng)樁

l<10m短樁按長(zhǎng)徑比

l/d

>100超長(zhǎng)樁l/