樁基礎(chǔ)與其他深基礎(chǔ)_第1頁
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文檔簡介

樁基礎(chǔ)與其他深基礎(chǔ)第1頁/共143頁2樁基的作用將荷載傳遞到堅(jiān)硬下臥層將荷載傳遞樁周土體抵抗水平荷載第2頁/共143頁3避免脹縮土帶來的問題提供抗拔阻力防止土體流失帶來的承載力下降第3頁/共143頁41)高層、重要建筑物;2)重型工業(yè)廠房、倉庫、料倉;3)較大水平荷載或上拔力的構(gòu)筑物基礎(chǔ);4)精密或大型設(shè)備基礎(chǔ);5)表層軟弱土層、需處理土層;6)地震區(qū)。樁基適用范圍:第4頁/共143頁5新加坡發(fā)展銀行,四墩,每墩直徑7.3m將荷載傳遞到下部好土層,承載力高大直徑鉆孔樁風(fēng)化砂巖及粉砂巖部分風(fēng)化及不風(fēng)化泥巖第5頁/共143頁6新加坡發(fā)展銀行,四墩7.3m第6頁/共143頁7現(xiàn)場灌注護(hù)坡樁造價(jià)低第7頁/共143頁8現(xiàn)場灌注護(hù)坡樁造價(jià)低第8頁/共143頁9樁基特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)將荷載傳遞到下部好土層,承載力高沉降量小抗震性能好,穿過液化層承受抗拔(抗滑樁)及橫向力(如風(fēng)載荷)缺點(diǎn)施工環(huán)境影響:

預(yù)制樁施工噪音 鉆孔灌注樁的泥漿造價(jià)較高第9頁/共143頁10樁基設(shè)計(jì)原則(《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008))承載能力極限狀態(tài)——樁基達(dá)到最大承載力導(dǎo)致整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形。正常使用極限狀態(tài)——樁基達(dá)到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值或達(dá)到耐久性要求的限值。設(shè)計(jì)依據(jù)第10頁/共143頁11

安全等級甲級、乙級、丙級

設(shè)計(jì)原則①所有樁基均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算

樁基豎向(抗壓或抗拔)承載力和水平承載力計(jì)算;樁端平面以下軟弱下臥層承載力驗(yàn)算;樁基抗震承載力驗(yàn)算;承臺及樁身承載力計(jì)算。第11頁/共143頁12②需要進(jìn)行變形驗(yàn)算的樁基

設(shè)計(jì)等級為甲級的非嵌巖樁和非深厚堅(jiān)硬持力層的建筑樁基,設(shè)計(jì)等級為乙級的體型復(fù)雜、荷載分布顯著不均或樁端平面以下存在軟弱土層的建筑樁基,以及軟土地基上多層建筑減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行沉降計(jì)算;承受較大水平荷載或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格的建筑樁基的水平變位驗(yàn)算。③抗裂或裂縫寬度驗(yàn)算

不允許出現(xiàn)裂縫或需要限制裂縫寬度的混凝土樁身和承臺應(yīng)進(jìn)行抗裂或裂縫開展寬度驗(yàn)算。原則:單樁承受的豎向荷載不超過單樁豎向承載力特征值;樁基礎(chǔ)的沉降量不超過建筑物的允許沉降量;位于坡地、岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算。第12頁/共143頁13樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容選定樁的類型及幾何尺寸單樁豎向(及水平)承載力的確定確定樁的數(shù)量、間距及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)承臺設(shè)計(jì)繪制樁基施工圖第13頁/共143頁14不同的分類標(biāo)準(zhǔn)(一)按承臺

(二)材料(三)形狀(四)按尺寸(五)承載機(jī)理(六)施工方法(七)施工對土體的擠土效應(yīng)樁的分類第14頁/共143頁15高承臺樁:承臺在地面以上,橋樁、碼頭、棧橋低承臺樁:承臺在地面以下,承臺本身承擔(dān)部分荷載軟土層(一)按承臺承臺:將幾個(gè)樁結(jié)合起來傳遞荷載第15頁/共143頁16低承臺樁基第16頁/共143頁17高承臺樁基第17頁/共143頁18(二)按樁材料分(樁身材料選擇)木 便宜; 輕,易于處理 可修剪至任意長度 水位下耐久 水位上易腐爛 對荷載較大的情況不適用混凝土(鋼筋混凝土) 適合樁的范圍很廣 地下水對混凝土的侵蝕 混凝土的質(zhì)量控制非常重要鋼

貴 易處理 承受很大的打樁應(yīng)力 高強(qiáng)度、高抗彎剛度 長度可很長,可承擔(dān)荷載大 暴露部分易腐 在海岸工程中長期使用需要保護(hù) 薄截面樁可能會屈曲復(fù)合樁第18頁/共143頁19(三)按樁的截面形狀分實(shí)心 方樁 圓形樁空心

管樁 工字型樁

Y型樁等異型樁工Y第19頁/共143頁20(四)按尺寸按斷面(直徑)的大小:大直徑:d>800mm;小直徑:

d≤250mm;中等直徑:250mm<d≤800mm按長度(長徑比)短樁:L≤15m;

中長樁:15m<L≤40m;長樁:40m<L≤80m(>3);超長樁:L>80mL/(:樁的特征長度)第20頁/共143頁21(五)按承載性狀分

Q=Qp+Qs

Tipresistance,Skinfriction(1)端承型樁:是指在豎向荷載作用下,樁頂荷載全部或主要由樁端阻力承受。根據(jù)樁端阻力所分擔(dān)荷載的比例,分為:

端承樁:樁頂極限荷載絕大部分由樁端阻力承擔(dān),樁側(cè)阻力可忽略不計(jì)。樁的長徑比較小,樁端設(shè)置在密實(shí)砂類、碎石類土層中或位于中、微風(fēng)化及新鮮基巖中。

摩擦端承樁:樁頂極限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān),但樁端阻力分擔(dān)荷載較大,樁側(cè)阻力不可忽略。通常樁端進(jìn)入中密以上的砂類、碎石類土層中或位于中、微風(fēng)化及新鮮基巖頂面。嵌巖樁:樁端嵌入巖層一定深度第21頁/共143頁22(2)摩擦型樁:是指在豎向荷載作用下,樁頂荷載全部或主要由樁側(cè)阻力承受。根據(jù)樁側(cè)阻力與樁端阻力所分擔(dān)荷載的比例,分為:

摩擦樁:樁頂極限荷載絕大部分由樁側(cè)阻力承擔(dān),樁端阻力可忽略不計(jì)。如:①樁長徑比很大,樁頂荷載只通過樁身壓縮產(chǎn)生的樁側(cè)阻力傳遞給樁周土,樁端土層分擔(dān)荷載很小;②樁端下無較堅(jiān)實(shí)的持力層③樁底殘留虛土或沉渣的灌注樁④樁端出現(xiàn)脫空的打入樁。

端承摩擦樁:樁頂極限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān),但樁側(cè)阻力分擔(dān)荷載較大,同時(shí)有一定的樁端阻力。第22頁/共143頁23第23頁/共143頁24(六)按施工方法分預(yù)制樁 混凝土樁(實(shí)心、空心),預(yù)應(yīng)力管樁 鋼樁(各種截面) 沉樁方法:錘擊、振動錘、靜壓灌注樁 沉管灌注樁 鉆孔灌注樁 挖孔樁 爆破灌注樁 現(xiàn)澆薄壁管樁

關(guān)鍵就是要成孔第24頁/共143頁25打入樁錘擊法沉樁是用樁錘(或輔以高壓射水)將樁擊入地基中的施工方法,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。錘擊法沉樁伴有噪聲、振動和地層擾動等問題,在城市建設(shè)中應(yīng)考慮其對環(huán)境的影響。第25頁/共143頁26打入預(yù)制樁——第一節(jié)樁體打入預(yù)制樁——電焊接樁

第26頁/共143頁27壓入樁靜壓法沉樁是采用靜力壓樁機(jī)將預(yù)制樁壓入地基中的施工方法。靜壓法沉樁具有無噪聲、無振動、無沖擊力、施工應(yīng)力小、樁頂不易損壞和沉樁精度較高等特點(diǎn)。但較長樁分節(jié)壓入時(shí),接頭較多會影響壓樁的效果。第27頁/共143頁28第28頁/共143頁29第29頁/共143頁30第30頁/共143頁31濕作業(yè)法適用于地下水位較高的地質(zhì)條件;干作業(yè)法適用于地下水位以上干土層樁基。優(yōu)點(diǎn):無擠土、無振動、噪音小,對鄰近建筑物影響小,城區(qū)高層建筑常用。缺點(diǎn):泥漿沉淀不易清除,承載力降低,沉降量增大。防治措施:澆灌前清底,夯填或注水泥漿。尺寸:一般600~800mm,較大3000mm。第31頁/共143頁32鉆孔灌注樁鉆機(jī)鉆孔第32頁/共143頁33吊鋼筋籠入孔第33頁/共143頁34澆筑混凝土第34頁/共143頁35成樁第35頁/共143頁36第36頁/共143頁37人工挖孔灌注樁第37頁/共143頁38第38頁/共143頁39人工挖孔樁第39頁/共143頁40人工挖孔灌注樁干澆混凝土第40頁/共143頁41(七)按施工對土體的擠土效應(yīng)分 擠土樁:實(shí)心樁或者閉口的管樁打入或壓入地基中,將擠開大量的土體。部分?jǐn)D土樁:同樣是打入或者壓入到地基中,但截面積小,開口管樁,H型樁,I型樁或者箱形樁非擠土樁:首先在地基中取土成孔(鉆、挖孔),然后在鉆孔內(nèi)成樁第41頁/共143頁42荷載傳遞機(jī)理發(fā)揮過程單樁豎向承載力(a)軸向受壓的樁(b)截面位移(c)摩阻力分布(d)軸力分布

樁土體系荷載傳遞分析

8.2樁的承載力第42頁/共143頁43樁側(cè)阻力與樁端阻力的發(fā)揮過程就是樁土體系荷載的傳遞過程。樁頂受豎向荷載后,樁身壓縮而向下位移,樁側(cè)表面受到土的向上摩阻力,樁側(cè)土體產(chǎn)生剪切變形,并使樁身荷載傳遞到樁周土層中去,從而使樁身荷載與樁身壓縮變形隨深度遞減。隨著荷載增加,樁端出現(xiàn)豎向位移和樁端反力。樁端位移加大了樁身各截面的位移,并促使樁側(cè)阻力進(jìn)一步發(fā)揮。一般說來,靠近樁身上部土層的側(cè)阻力先于下部土層發(fā)揮,而側(cè)阻力先于端阻力發(fā)揮出來。

豎向荷載下單樁的荷載傳遞第43頁/共143頁44側(cè)阻力和端阻力發(fā)揮的異步性側(cè)阻力在樁土相對位移5~10mm全部發(fā)揮(粘性土4~6mm,砂土6~10mm),與樁的長度和尺寸無關(guān)。端阻力在樁端位移達(dá)0.1~0.25倍樁徑才全部發(fā)揮(粘性土0.1~0.25d,砂土0.08~0.1d)。第44頁/共143頁45樁側(cè)阻力與樁端阻力相對大小與樁徑、樁長、樁身的壓縮性、樁間距,以及樁側(cè)土體性狀、樁端土體性狀、成樁方式、荷載水平等因素有關(guān),。根據(jù)力的豎向平衡,有:

樁的荷載傳遞的一般規(guī)律第45頁/共143頁46荷載機(jī)理的主要影響因素(主要是對端阻力、側(cè)阻力的發(fā)揮)樁端土和樁周土剛度之比Eb/Es樁身剛度與樁側(cè)土的剛度比

Ec/Es

Eb/Es越小,側(cè)摩阻力分擔(dān)的荷載比例越大,樁身軸力沿深度衰減越快,傳遞到樁端的荷載越小。Ec/Es越大,傳遞到樁端的荷載增大,但當(dāng)Ec/Es達(dá)到較大值后,端阻分擔(dān)的荷載比的變化將不明顯。第46頁/共143頁47樁端直徑與樁身直徑D/d長徑比l/dl/d增大,傳遞到樁端的荷載減小,樁身下部側(cè)阻力發(fā)揮值相應(yīng)降低很長的樁都屬于摩擦樁。為什么?D/d增大,樁端阻力分擔(dān)的荷載比增加第47頁/共143頁48單樁的破壞形式1、樁身發(fā)生破壞

屈曲破壞—取決于樁身的材料強(qiáng)度2、地基土發(fā)生破壞

整體剪切破壞--取決于樁端土的支承力

刺入破壞---取決于樁周土強(qiáng)度(土較硬)

-----取決于上部結(jié)構(gòu)所能承受的極限沉降(土較軟)第48頁/共143頁49樁側(cè)和樁端土能提供的承載力要超過樁身強(qiáng)度所能承受的荷載,樁身先于土發(fā)生曲折或樁頂壓屈破壞。易發(fā)生樁身材料屈服破壞的樁型:端承樁超長摩擦樁屈曲破壞第49頁/共143頁50整體剪切破壞樁穿透較軟弱土層進(jìn)入較硬持力土層,當(dāng)樁底壓力超過持力土層的極限承載力時(shí),在土中形成完整的滑裂面,土體向上擠出而破壞。易發(fā)生整體剪切破壞的樁型:樁端進(jìn)入硬土層的摩擦樁第50頁/共143頁51

刺入剪切破壞樁周與樁端以下均為具有中等強(qiáng)度的均質(zhì)土層。易發(fā)生刺入剪切破壞的樁型:均質(zhì)土中的摩擦樁土較軟土較硬第51頁/共143頁52單樁豎向承載力確定方法樁身材料強(qiáng)度能提供的承載力混凝土R=cfcAp鋼筋混凝土R=(cfcAp+0.9fy’As)fy’—鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

—樁的穩(wěn)定系數(shù)c—基樁施工的工藝系數(shù)第52頁/共143頁53靜載荷試驗(yàn)是評價(jià)單樁承載力諸法中可靠性較高的一種方法。

缺點(diǎn):時(shí)間長;費(fèi)用高。靜載荷試驗(yàn)第53頁/共143頁54擠土樁在設(shè)置后須隔一段時(shí)間才開始載荷試驗(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。灌注樁應(yīng)在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能進(jìn)行。加荷分級不應(yīng)少于8級,每級加載量宜為預(yù)估極限荷載的1/8~1/10。第54頁/共143頁55符合下列條件之一時(shí)可終止加載:1.當(dāng)荷載~沉降(Q~s)曲線上有可判定極限承載力的陡降段,且樁頂總沉降量超過40mm;2.Δsn+1/Δsn≥2,且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定;3.25m以上的非嵌巖樁,Q~s曲線呈緩變型時(shí),樁頂總沉降量大于60~80mm;4.在特殊情況下,可根據(jù)具體要求加載至樁頂總沉降量大于100mm。第55頁/共143頁56單樁豎向極限承載力Qu應(yīng)按下列方法確定:1.作荷載~沉降(Q~s)曲線和其他輔助分析所需的曲線。2.當(dāng)陡降段明顯時(shí),取相應(yīng)于陡降段起點(diǎn)的荷載值。3.當(dāng)出現(xiàn)終止加載條件第二條的情況,取前一級荷載值。4.Q~s曲線呈緩變型時(shí),取樁頂總沉降量s=40mm所對應(yīng)的荷載值,當(dāng)樁長大于40m時(shí),宜考慮樁身的彈性壓縮。第56頁/共143頁57單樁豎向極限承載力Qu的確定1)按右式計(jì)算n根試樁的實(shí)測極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值2)極差不超過平均值的30%時(shí),取其平均值為單樁豎向抗壓極限承載力在同一條件下,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。3)當(dāng)極差超過平均值的30%時(shí),宜增加試樁數(shù)并分析離差過大的原因,結(jié)合工程具體情況確定極限承載力Qu。第57頁/共143頁585)單樁豎向承載力特征值K—安全系數(shù),取K=24)對樁數(shù)為3根及3根以下的柱下樁臺,則取最小值為單樁豎向極限承載力Qu第58頁/共143頁59經(jīng)驗(yàn)公式法僅限初步設(shè)計(jì)階段或不很重要的工程qsik

—樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值,查表,和土性及成樁方法有關(guān),沉管灌注樁小,因質(zhì)量難保證;對預(yù)制樁有深度修正系數(shù)(灌注樁不修正)qpk

—樁端持力層極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值,查表,和土性及入土深度有關(guān)(a)一般預(yù)制樁、灌注樁(d<800mm)1)、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》l1l2l3qs1qs2qs3qpQAP—樁身的橫載面面積(m2);u

—樁身周長(m),對于鉆、挖、沖孔灌注樁應(yīng)采用樁直徑計(jì)算。li—按土層劃分的各段樁長(m)。第59頁/共143頁60(b)大直徑樁d≥800mmqsik同樣查表;qpk

為d=0.8m的端阻標(biāo)準(zhǔn)值Ysi

、Yp

—尺寸效應(yīng)修正系數(shù)(c)嵌巖樁以往按端承設(shè)計(jì),欠妥:樁不很短時(shí)側(cè)阻部分發(fā)揮;嵌深段有側(cè)阻,嵌深>5d則端承極小。所以嵌深度過大無用K—安全系數(shù),取K=2第60頁/共143頁612)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》式中Ra——單樁豎向承載力特征值;

qpa、qsia——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(查表);

Ap——樁底橫截面面積;

up——樁身周邊長度;

li——第i層巖土的厚度。

當(dāng)樁端嵌入完整或較完整的硬質(zhì)巖中時(shí),單樁豎向承載力特征值可按下式估算:

Ra=qpaAp初步設(shè)計(jì)時(shí)按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定(少用)第61頁/共143頁62例題有一根直徑為480mm的灌注樁,樁長10.5m,樁側(cè)土層自上而下依次為:淤泥,厚6m,qs1k=7kPa;粉土,厚2.5m,qs2k=28kPa;粘土,很厚(樁端進(jìn)入該層2m),qs3k=35kPa,qpk=1800kPa。試計(jì)算單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值和豎向承載力特征值。

第62頁/共143頁63單樁水平承載力單樁水平承載力取決于樁的材料與斷面尺寸、入土深度、土質(zhì)條件及樁頂約束條件等因素。樁水平承載力一般通過現(xiàn)場荷載試驗(yàn)確定,亦可用理論方法確定。單樁抗拔承載力高聳建(構(gòu))筑物、受地下水浮力作用的地下結(jié)構(gòu)物等樁基受上拔力作用。單樁抗拔承載力由抗拔靜載荷試驗(yàn)確定。在水平荷載作用下,樁基應(yīng)滿足—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),作用于任一單樁的水平力;—單樁水平承載力特征值。第63頁/共143頁64群樁的豎向承載力群樁效應(yīng)群樁基礎(chǔ):由2根以上樁組成的樁基。低承臺樁基高承臺樁基單樁承載力加起來是否等于群樁承載力?第64頁/共143頁65群樁的工作特點(diǎn)1)端承型群樁

端承型群樁的承載力等于各單樁承載力之和(這是由于端承型群樁的承載力完全依賴于樁尖土層的支承,樁端處承壓面積很小,各樁端的壓力彼此不影響),群樁的沉降量也與單樁基本相同(由于端承樁樁端持力層土質(zhì)堅(jiān)硬,使得群樁沉降量基本同單樁)。2)摩擦型群樁

在豎向荷載作用下,樁頂荷載的大部分通過樁側(cè)摩阻力傳遞到樁側(cè)土層中,剩余部分由樁端承受。由于貫入性變形和樁身彈性壓縮,對低承臺樁,有時(shí)承臺底部土體也產(chǎn)生一定的反力,使得承臺底面土體、樁間土、樁端土體共同作用,使得群樁中的基樁工作條件明顯不同于單樁。第65頁/共143頁66一般假定樁側(cè)摩阻力在土中引起的附加應(yīng)力σz按一定角度沿樁長向下擴(kuò)散分布,在樁端平面處,壓力分布如圖所示

1)當(dāng)樁數(shù)較少時(shí),樁的中心距sa較大時(shí),如sa>6d,則樁端平面處各樁傳來的壓應(yīng)力互不重疊或重疊不多,群樁中基樁的工作情況與單樁一致,故群樁的承載力等于各單樁承載力之和。

2)當(dāng)樁數(shù)較多時(shí),如樁距較小如sa=(3~4)d時(shí),樁端處壓應(yīng)力比單樁大得多,產(chǎn)生群樁效應(yīng)第66頁/共143頁67群樁與群樁效應(yīng)巖石土壓力擴(kuò)散深度>6d第67頁/共143頁68群樁效應(yīng):荷載作用下群樁基礎(chǔ)中的一根樁單獨(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)象叫群樁效應(yīng)

群樁效率系數(shù)η

沉降比ζ:指在每根單樁承擔(dān)相同荷載的條件下,群樁沉降量與單樁沉降量之比:沉降比單樁沉降量群樁沉降量群樁效應(yīng)系數(shù)η越小,沉降比ζ越大,則表示群樁效應(yīng)越強(qiáng),也就意味著群樁承載力越低,沉降越大。第68頁/共143頁69模型及載荷試驗(yàn)表明:1、樁距增大時(shí),提高,ζ減小;2、樁距相同時(shí),樁數(shù)越多,越低,ζ加大;3、樁距增大至一定值后,增加不顯著;可見,樁距,樁數(shù)及排列是主要因素,規(guī)范歸納為如下原則:端承樁和樁數(shù)n<9根的摩擦樁以及條形基礎(chǔ)下不超過兩排的摩擦樁,其群樁的豎向抗壓承載力為各單樁豎向抗壓承載力的總和。樁距s<6d,樁數(shù)n9根的摩擦樁基,可視作一假想的實(shí)體深基礎(chǔ),進(jìn)行基礎(chǔ)下地基承載力驗(yàn)算和沉降計(jì)算。第69頁/共143頁701.端承型群樁基礎(chǔ)端承型群樁基礎(chǔ)中各根單樁的工作性狀接近于獨(dú)立單樁,故η=1。

第70頁/共143頁712.摩擦型群樁基礎(chǔ)應(yīng)力重疊沉降增加單樁承載力下降,η<1。當(dāng)樁距小于3d(d為樁徑)時(shí),樁端處應(yīng)力重疊現(xiàn)象嚴(yán)重;當(dāng)樁距大于6d時(shí),應(yīng)力重疊現(xiàn)象較小。對打入較疏松的砂類土和粉土中的擠土群樁,其樁間土和樁端土被明顯擠密,所以群樁效應(yīng)系數(shù)η常大于1。1)承臺底面脫地的情況(非復(fù)合樁基)摩擦型樁的樁頂荷載通過側(cè)阻擴(kuò)散形成的樁端平面壓力分布(a)單樁(b)群樁第71頁/共143頁722)承臺底面貼地的影響(復(fù)合樁基)由摩擦型樁組成的群樁基礎(chǔ),當(dāng)其承受豎向荷載而沉降時(shí),承臺底面一般與地基土緊密接觸,因此承臺底面必產(chǎn)生土反力,從而分擔(dān)了一部分荷載,使樁基承載力隨之提高??紤]到一些因素可能會導(dǎo)致承臺底面與基土脫開(例如擠土樁施工時(shí)產(chǎn)生的孔隙水壓力會在承臺修筑后繼續(xù)消散而引起地基土固結(jié)下沉),為了保證安全可靠,設(shè)計(jì)時(shí)一般不考慮承臺貼地時(shí)承臺底反力對樁基承載力的貢獻(xiàn)。第72頁/共143頁73由樁承臺貼地引起的群樁效應(yīng),可概括為以下幾個(gè)方面:對樁側(cè)阻力的削弱作用低承臺限制了樁群上部的樁土相對位移,使基樁上部的側(cè)阻力發(fā)揮值降低;承臺對樁群上部樁土相對位移的制約,影響樁身荷載的傳遞性狀,使得樁側(cè)阻力發(fā)揮不是始于樁頂,而是始于樁身下部(短樁)或樁身中部(中、長樁)。對樁端阻力的增強(qiáng)作用對于低承臺樁基礎(chǔ),當(dāng)承臺寬度與樁長之比Bc/L>0.5,承臺底壓力傳遞到樁端平面上使樁端平面處主應(yīng)力差減小,具有阻止樁端平面以下土體的側(cè)向位移的作用,樁端阻力提高;承臺還具有限制樁土相對位移、減小樁端貫入變形的作用,導(dǎo)致樁端阻力的提高;承臺底地基土越軟弱,承臺效應(yīng)越小。第73頁/共143頁74考慮承臺效應(yīng)的復(fù)合樁基豎向承載力特征值R可按下式確定:不考慮地震作用:考慮地震作用:單樁豎向承載力特征值:單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值安全系數(shù),取2承臺下1/2承臺寬度且不超過5m深度范圍內(nèi)承臺土的地基承載力特征值。計(jì)算基樁所對應(yīng)的承臺底凈面積地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)承臺計(jì)算域面積樁身截面面積第74頁/共143頁75樁頂荷載計(jì)算軸心豎向力作用下:偏心豎向力作用下:樁基承載力驗(yàn)算水平力作用下:第75頁/共143頁76荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸壓偏壓地震作用效應(yīng)組合軸壓偏壓地震震害調(diào)查表明,不論樁周土類別如何,基樁豎向承載力均可提高25%,故:第76頁/共143頁77【例題】某廠房柱底內(nèi)力即承臺頂面的豎向荷載設(shè)計(jì)值為F=3400kN,彎矩設(shè)計(jì)值M=500kN·m,水平力設(shè)計(jì)值為H=40kN。承臺埋深2m,承臺尺寸及柱間距如圖所示,選擇灰黃色粉土為樁端持力層,樁側(cè)土層自上而下依次為:灰色粘土,qs1k=40kPa,fak=220kPa;灰黃色粉土,qs2k=66kPa,qpk=2100kPa,fak=500kPa,采用邊長為300mm的鋼筋砼預(yù)制方樁,其平面布置及有關(guān)承臺尺寸、地質(zhì)情況等如圖所示,不考慮地震作用,試進(jìn)行基樁承載力驗(yàn)算。第77頁/共143頁78解:1、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值2、單樁豎向承載力特征值3、基樁豎向承載力特征值

在考慮承臺效應(yīng)、不考慮地震作用的條件下來計(jì)算基樁豎向承載力特征值。第78頁/共143頁794、基樁承載力驗(yàn)算承臺及上填土的重量繞y軸力矩作用在基樁頂?shù)钠骄Q向力作用在基樁頂?shù)淖畲筘Q向力因此,基樁承載力滿足條件第79頁/共143頁80樁基礎(chǔ)軟弱下臥層承載力驗(yàn)算σz—作用于軟弱下臥層頂面的附加應(yīng)力;γm—軟弱層頂面以上各土層重度加權(quán)平均設(shè)計(jì)值;z—地面至軟弱層頂面的深度;faz—軟弱下臥層經(jīng)深度修正的地基極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Fk

lb0tzGk

對樁距sa≤6d的群樁基礎(chǔ),當(dāng)樁端持力層以下受力層范圍內(nèi)存在承載力低于樁端持力層1/3的軟弱下臥層時(shí),應(yīng)進(jìn)行軟弱下臥層的承載力驗(yàn)算:

Fk—作用于承臺頂面的豎向力設(shè)計(jì)值;Gk—承臺及其上土重設(shè)計(jì)值;a0、b0

—樁群外圍樁邊包絡(luò)線內(nèi)矩形面積的長、短邊長θ

—樁端硬持力層擴(kuò)散角t

—樁端至軟弱下臥層頂面的距離第80頁/共143頁81樁基礎(chǔ)的沉降驗(yàn)算群樁沉降一般包括:①樁身彈性壓縮引起的樁頂沉降②樁側(cè)應(yīng)力傳遞到樁端平面引起的樁端沉降③樁端應(yīng)力引起的樁端沉降④各樁相互影響引起的樁端附加沉降上述沉降可以籠統(tǒng)劃分為:樁間土的壓縮變形和樁端平面以下地基土的整體壓縮變形。第81頁/共143頁82需要進(jìn)行沉降計(jì)算:

甲級建筑物的樁基對沉降有嚴(yán)格要求的建筑物樁基體型復(fù)雜或樁端以下存在軟弱土層的建筑物樁基乙級建筑物的樁基不需沉降計(jì)算的情況

丙級建筑物樁基

s>6d樁距大于6倍樁徑

n>9獨(dú)立基礎(chǔ)

m2條基礎(chǔ)某些單層工業(yè)廠房樁基第82頁/共143頁83沉降的計(jì)算《樁基規(guī)范》采用等效作用分層總和法計(jì)算樁基礎(chǔ)沉降,適用于樁距小于或等于6倍樁徑的樁基礎(chǔ)。假定群樁基礎(chǔ)為一假想的實(shí)體深基礎(chǔ),它不考慮樁基礎(chǔ)的側(cè)面應(yīng)力擴(kuò)散作用,將承臺底面的長與寬看成實(shí)體深基礎(chǔ)的長寬,作用在實(shí)體深基礎(chǔ)樁端等效作用面上的附加應(yīng)力近似取為承臺底的平均附加壓力,等效作用面以下的應(yīng)力分布采用各向同性均質(zhì)直線變形理論,取基礎(chǔ)中心點(diǎn)以下附加應(yīng)力。第83頁/共143頁84計(jì)算::沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)e:等效沉降系數(shù)。FlG

B0A’A’=Ac×Bc第84頁/共143頁85一)負(fù)摩阻力的概念在樁頂豎向荷載作用下,當(dāng)樁相對于樁側(cè)土體向下位移時(shí),土對樁產(chǎn)生的向上作用的摩擦力,稱為正摩阻力。

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(即樁側(cè)土體相對于樁向下位移)時(shí),土對樁產(chǎn)生的向下作用的摩擦力,稱為負(fù)摩阻力。樁的負(fù)摩阻力問題正摩阻負(fù)摩阻第85頁/共143頁86二)負(fù)摩阻力的產(chǎn)生

(樁側(cè)土體沉降必須大于樁的沉降)(1)樁周附近地面大面積堆載(2)大面積降低地下水位(3)欠固結(jié)土,新填土(4)濕陷性黃土遇水濕陷(5)砂土液化、凍土融解第86頁/共143頁87三)中性點(diǎn)樁土之間不產(chǎn)生相對位移的截面位置,稱為中性點(diǎn)。

第87頁/共143頁88樁側(cè)負(fù)摩阻力的應(yīng)用

主要應(yīng)用于樁基的承載力和沉降的計(jì)算中1)摩擦型樁:負(fù)摩阻力相當(dāng)于對樁體施加下拉荷載,使持力層壓縮量加大,引起樁基沉降。樁基沉降一旦出現(xiàn),土相對樁的位移減少,使摩阻力降低,直至為零。一般情況下對摩擦型樁,可近似看成中性點(diǎn)以上樁側(cè)負(fù)摩阻力為零來計(jì)算樁基承載力。2)端承樁:由于其樁端持力層較堅(jiān)硬,受負(fù)摩阻力引起的下拉荷載不至于產(chǎn)生沉降或沉降量較小,負(fù)摩阻力長期作用于樁身中性點(diǎn)以上側(cè)表面。應(yīng)計(jì)算中性點(diǎn)以上負(fù)摩阻力形成的下拉荷載,并將其作為外荷載的一部分來驗(yàn)算樁基承載力。第88頁/共143頁89

消減與避免負(fù)摩阻力的技術(shù)措施主要有降低摩擦法、隔離法、預(yù)處理等方法。

樁側(cè)涂層法:在可能產(chǎn)生負(fù)摩阻力范圍的樁段,采用在樁側(cè)涂瀝青或其他化合物的辦法來降低土與樁身的摩擦,從而消減負(fù)摩阻力;

預(yù)鉆孔法:在樁位采用預(yù)鉆孔,然后將樁插入,在樁周圍灌入膨潤土混合漿,達(dá)到消減負(fù)摩阻力的方法,該方法一般適用于黏性土地層;

雙重套管法:即在樁外側(cè)設(shè)置套管,用套管承受負(fù)摩阻力的方法;

設(shè)置消減負(fù)摩阻樁群法:即在群樁周圍設(shè)置一排樁,用以承受負(fù)摩阻力,從而達(dá)到消減負(fù)摩阻力的方法;

地基處理法:對于松散填土、欠固結(jié)土層,如采用預(yù)固結(jié)法、強(qiáng)夯法等使土層密實(shí)、充分固結(jié);對于濕陷性黃土采用浸水、強(qiáng)夯等方法消除濕陷,從而達(dá)到消減與避免負(fù)摩阻力產(chǎn)生的方法;第89頁/共143頁90

其他方法:在飽和軟土地區(qū),可選擇非擠土樁或部分?jǐn)D土樁,對擠土型樁,可適當(dāng)增加樁距,選擇合理的打樁流程,控制沉樁速率及打樁根數(shù),打樁后休止一段時(shí)間后再施工基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu);對于周邊有大面積抽吸地下水或降水情況時(shí),在樁群周圍采取回灌等方法來達(dá)到消減或避免負(fù)摩阻力的產(chǎn)生。第90頁/共143頁91樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般步驟必要的資料準(zhǔn)備選定樁型,確定單樁承載力樁的類型(預(yù)制樁還是灌注樁;材料等)截面(尺寸,幾何形狀)長度(持力層)第91頁/共143頁92第92頁/共143頁93第93頁/共143頁94第94頁/共143頁95

樁的中心距樁的間距過大,承臺體積增加,造價(jià)增加,有時(shí)基礎(chǔ)間的空間不允許;樁的間距過小,樁的承載能力不能充分發(fā)揮,且給施工帶來較大困難。一般情況下:具體見下表規(guī)定第95頁/共143頁96樁位布置布置原則:

①各樁受力均勻,盡可能使上部荷載的中心與群樁的橫截面形心重合或接近;②偏心作用時(shí),應(yīng)增加樁基橫截面的慣性矩,對群樁基礎(chǔ),宜采用外密內(nèi)松的布置方式;③盡量使樁基礎(chǔ)的各樁受力比較均勻?qū)M墻下樁基,可在外縱墻之外設(shè)一至二根“探頭”樁;在有門洞口的墻下布樁應(yīng)將樁設(shè)置在門洞的兩側(cè)。樁在平面上可布置為:方形(或矩形)、三角形、多邊形、梅花形;條形基礎(chǔ)下的樁,可采用單排或雙排,也可采用不等距。第96頁/共143頁97對稱式梅花式行列式環(huán)狀排列不等距排列外密內(nèi)疏等外縱墻下"探頭"樁"探頭"樁架式承臺重墻下架式承臺樁樁的常用布置形式(a)柱下樁基(b)墻下樁基(c)圓(環(huán))形樁基第97頁/共143頁98第98頁/共143頁99承載力驗(yàn)算單樁承載力驗(yàn)算軟弱下臥層驗(yàn)算樁基沉降驗(yàn)算負(fù)摩阻力驗(yàn)算樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括承臺設(shè)計(jì)注意構(gòu)造要求注意配筋要求樁的質(zhì)量檢查(非常重要)第99頁/共143頁1001.樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足樁的承載力要求:fc—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;Q—相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的單樁豎向力設(shè)計(jì)值;Ap—樁身的橫截面面積;ψc—樁工作條件系數(shù),預(yù)制樁取0.75,灌注樁取0.6~0.7(水下灌注樁或長樁時(shí)用低值)。樁身截面強(qiáng)度計(jì)算第100頁/共143頁1012.樁混凝土等級、配筋要求(1)樁混凝土等級預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30;灌注樁不應(yīng)低于C20;預(yù)應(yīng)力混凝土樁不應(yīng)低于C40。(2)樁配筋要求——樁的主筋應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定預(yù)制樁鋼筋:主筋(縱向)應(yīng)按計(jì)算確定并根據(jù)斷面的大小及形狀,選用4~8根直徑為14~25㎜的鋼筋。最小配筋率:打入式預(yù)制樁:ρmin≥0.8%,一般可為1%左右。靜壓法沉樁的預(yù)制樁:ρmin≥0.6%;主筋混凝土保護(hù)層應(yīng)≥30㎜。第101頁/共143頁102箍筋直徑:6~8mm,間距≤200mm,在樁尖和樁頂處應(yīng)適當(dāng)加密(如圖所示);用打入法沉樁時(shí),樁頂2~3d范圍箍筋應(yīng)加密。直接受到錘擊的樁頂應(yīng)設(shè)置三層φ6@40~70mm的鋼筋網(wǎng),間距50mm。樁尖所有主筋應(yīng)焊接在一根圓鋼上,或在樁尖處用鋼板加強(qiáng)。第102頁/共143頁103預(yù)制樁的彎矩一般與樁的起吊、運(yùn)輸、錘擊過程中的各種強(qiáng)度驗(yàn)算有關(guān)。樁長在20m以下者,起吊時(shí)采用雙點(diǎn)起吊;在打樁架龍門吊立時(shí),采用單點(diǎn)吊。吊點(diǎn)位置應(yīng)按吊點(diǎn)間的正彎矩和吊點(diǎn)處的負(fù)彎矩相等的條件確定。如圖所示,式中的q為樁單位長度的重力。K=1.3。預(yù)制樁施工階段驗(yàn)算:第103頁/共143頁104雙點(diǎn)起吊時(shí)單點(diǎn)起吊時(shí)第104頁/共143頁105配筋要求:對甲級樁基礎(chǔ),應(yīng)配置樁頂與承臺的連接鋼筋籠,主筋為6~10根φ12~14,錨入承臺30倍主筋直徑,深入樁身長度不小于10倍樁身直徑。對乙級樁基礎(chǔ),主筋為4~8根φ10~12,錨入承臺30倍主筋直徑,深入樁身長度不小于5倍樁身直徑。灌注樁鋼筋:ρmin≥0.2%~0.65%,小直徑樁取大值。箍筋直徑:6~8㎜,間距:200~300㎜,宜采用螺旋式箍筋,受水平荷載較大的樁基,樁頂3~5d范圍箍筋適當(dāng)加密。當(dāng)鋼筋籠長度超過4m,應(yīng)每隔2m左右設(shè)一道φ12~18焊接加勁箍筋。主筋混凝土保護(hù)層應(yīng)≥35㎜,水下灌注混凝土≥50㎜。第105頁/共143頁106配筋長度要求:1)受水平荷載和彎矩較大的樁,配筋長度應(yīng)通過計(jì)算確定;2)樁基承臺下存在淤泥、淤泥質(zhì)土或液化土層時(shí),配筋長度應(yīng)穿過淤泥、淤泥質(zhì)土或液化土層;3)坡地岸邊的樁、8度及8度以上地震區(qū)的樁、抗拔樁、嵌巖端承樁應(yīng)通長配筋;4)樁徑大于600mm的鉆孔灌注樁,構(gòu)造鋼筋的長度不宜小于樁長的2/3。第106頁/共143頁1071、類型:柱下獨(dú)立承臺、柱下或墻下條形承臺梁、筏板承臺和箱形承臺。2、作用:是將樁聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體,并把建筑物的荷載傳到樁上,因而承臺應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度。1)外形尺寸及構(gòu)造外形尺寸:主要為平面尺寸,高度是通過抗沖切、抗剪切確定的。承臺的平面尺寸一般由上部結(jié)構(gòu)、樁數(shù)及布樁形式確定。通常,墻下樁基采用條形承臺梁;柱下樁基采用板式承臺(矩形或三角形),其剖面形狀可作成錐形、臺階形和平板形。承臺設(shè)計(jì)承臺設(shè)計(jì)的內(nèi)容:確定承臺的材料、承臺埋深、外形尺寸及承臺配筋。計(jì)算內(nèi)容有局壓計(jì)算、抗沖切計(jì)算、抗剪抗彎計(jì)算第107頁/共143頁108(a)矩形承臺(b)三角承臺第108頁/共143頁109承臺的平面尺寸和厚度:厚度:應(yīng)≥300㎜,寬度≥500㎜。平面尺寸:承臺邊緣至邊樁中心距離不應(yīng)小于樁的直徑或邊長,邊緣挑出部分應(yīng)≥150㎜,對于條形承臺梁應(yīng)≥75㎜。樁頂嵌入長度:為保證群樁與承臺之間連接的整體性,樁頂應(yīng)嵌入承臺一定長度,對大直徑樁宜≥100㎜;對中等直徑樁宜≥50㎜。樁頂主筋錨固長度:混凝土樁的樁頂主筋應(yīng)伸入承臺內(nèi),其錨固長度宜≥30倍主筋直徑,對于抗拔樁基應(yīng)≥40倍主筋直徑。承臺混凝土強(qiáng)度等級:承臺的混凝土強(qiáng)度等級宜≥C15,采用Ⅱ級鋼筋時(shí)宜≥C20。構(gòu)造要求:第109頁/共143頁110鋼筋配置:承臺的配筋按計(jì)算確定,對于矩形承臺板,宜雙向均勻配置,鋼筋直徑宜≥φ10,間距應(yīng)滿足100~200㎜;對于三樁承臺,應(yīng)按三向板帶均勻配置,最里面3根鋼筋相交圍成的三角形,應(yīng)位于柱截面范圍以內(nèi)。鋼筋保護(hù)層厚度:臺底鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度宜≥70㎜。當(dāng)有混凝土墊層時(shí)不應(yīng)小于40㎜,承臺梁的縱向主筋應(yīng)≥φ12。第110頁/共143頁111①柱下多樁矩形承臺:計(jì)算截面應(yīng)取在柱邊和承臺高度變化處(杯口外側(cè)或臺階邊緣)

式中:

Mx,My---垂直于x、y軸方向計(jì)算截面彎矩設(shè)計(jì)值;

xi,yi---垂直y軸和x軸方向自樁軸線到相應(yīng)計(jì)算距離;

Ni----扣除承臺和承臺上土重設(shè)計(jì)值后,樁豎向凈反力設(shè)計(jì)值;當(dāng)不考慮承臺效應(yīng)時(shí),則為第

i根樁的豎向總反力設(shè)計(jì)值。

計(jì)算公式:2)承臺正截面彎矩計(jì)算:四樁承臺彎曲破壞模式第111頁/共143頁112②柱下三樁三角形承臺柱下三樁承臺的受彎破壞模式與承臺形狀有關(guān),分等邊和等腰兩種形式。等邊三樁承臺ca(a)(b)取(a)、(b)兩種破壞模式所確定的彎矩平均值作為截面彎矩設(shè)計(jì)值:式中M—

由承臺形心到承臺邊緣之距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值(kN·m);s

樁的中心距(m);Nmax—不計(jì)承臺及其上土重,三樁中最大基樁豎向反力設(shè)計(jì)值(kN)。第112頁/共143頁113c2c1aαs(d)c1aαs(c)等腰三樁承臺等腰三樁承臺的典型的屈服線基本上都垂直于等腰三樁承臺的兩腰邊。試件先在長跨產(chǎn)生開裂破壞,然后才在短距內(nèi)產(chǎn)生裂縫。因此根據(jù)試件的破壞形態(tài)并考慮梁的約束影響作用,按梁的理論可得:式中Mx

、My—

承臺形心到承臺兩腰和底邊距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值(kN·m)c1

、c2—

垂直和平行于承臺底邊的柱截面邊長(m);s—

長向樁的中心距離(m);—

短向樁距與長向樁距之比第113頁/共143頁114③柱下或墻下條形承臺梁一般采用彈性地基梁方法計(jì)算。當(dāng)樁端持力層較硬且樁軸線不重合時(shí),可視裝為不動支座,按連續(xù)梁計(jì)算。第114頁/共143頁115承臺厚度計(jì)算:沖切及剪切條件確定,先按沖切計(jì)算,后按剪切驗(yàn)算。承臺強(qiáng)度計(jì)算:受沖切、受剪切、局部承壓和受彎計(jì)算。(1)受沖切計(jì)算①破壞特征:若承臺高度不足,或承臺變階處的高度不足,將會產(chǎn)生沖切破壞。其破壞方式分為沿柱邊的沖切和基樁對承臺的沖切(其中基樁對承臺的沖切主要為柱沖切破壞錐體以外的基樁,即單樁多為角樁對承臺的沖切作用)。3)承臺厚度和強(qiáng)度計(jì)算第115頁/共143頁116柱邊沖切破壞錐體斜面與承臺底面的夾角大于或等于450,該斜面的上周邊位于柱與承臺交接處或變階處,下周位于相應(yīng)的樁頂內(nèi)邊緣處柱下承臺的沖切第116頁/共143頁117②計(jì)算公式:承臺抗沖切承載力與沖切錐體有關(guān),用沖跨比λ表示。

受柱(墻)沖切承載力可按下列公式計(jì)算:式中:Fl——作用于沖切破壞錐體上的沖切力設(shè)計(jì)值;

ft——承臺混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

um——沖切破壞錐體有效高度中線周長;

h0——承臺沖切破壞錐體的有效高度;

β0——沖切系數(shù);

βhp——截面高度影響系數(shù);

—沖跨比,=a0/h0第117頁/共143頁118柱下矩形獨(dú)立承臺受柱沖切時(shí)可按下式計(jì)算:式中:β0x、β0y由下式計(jì)算

hc、bc——柱截面長、短邊尺寸;

a0x、a0y——自柱長邊或短邊到最近樁邊的水平距離。第118頁/共143頁119對于圓柱及圓樁,計(jì)算時(shí)應(yīng)將截面換算成方柱或方樁,取換算柱或樁截面邊寬bp0.866d≥45°≥45°第119頁/共143頁120角樁對承臺的沖切針對位于柱(墻)沖切破壞椎體外的樁基對承臺的沖切破壞矩形承臺受角樁沖切對四樁及以上承臺受角樁沖切承載力計(jì)算第120頁/共143頁121式中Nl——扣除承臺和其上填土自重后角樁樁頂相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的豎向力設(shè)計(jì)值;β1x、β1y——角樁沖切系數(shù);λ1x、λ1y——角樁沖跨比,其值滿足0.2~1.0,λ1x=a1x/h0、

λ1y=a1y/h0;c1、c2——從角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣的距離;a1x、a1y——從承臺底角樁內(nèi)邊緣引45°沖切線與承臺頂面或承臺變階處相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離;

h0——承臺外邊緣的有效高度。第121頁/共143頁122①破壞特征:主要為柱(墻)荷載(最大)影響的剪切破壞,即柱與樁邊連線所形成的斜截面。當(dāng)柱(墻)外有多排樁形成多個(gè)剪切斜截面時(shí),對每一個(gè)斜截面都要進(jìn)行受剪承載力計(jì)算。②計(jì)算公式:柱下等厚度承臺的斜截面受剪承載力計(jì)算:(2)受剪切計(jì)算式中:V——斜截面的最大剪力設(shè)計(jì)值;

fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;

b0——承臺計(jì)算截面處的計(jì)算寬度;

h0——承臺計(jì)算截面處的有效高度;

α——剪切系數(shù);

λ——計(jì)算截面的剪跨比第122頁/共143頁123承臺斜截面受剪計(jì)算第123頁/共143頁124(3)局部受壓計(jì)算對于柱下樁基承臺,當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級低于柱的強(qiáng)度等級時(shí),應(yīng)按混凝土結(jié)構(gòu)驗(yàn)算局部受壓承載力。(4)抗彎驗(yàn)算根據(jù)混凝土與結(jié)構(gòu)力學(xué),決定配筋第124頁/共143頁125例題某乙級建筑樁基,地面標(biāo)高±0.00m,場地地質(zhì)條件見圖示,承臺頂標(biāo)高-0.95m,作用在承臺頂面的豎向荷載設(shè)計(jì)值F=2200kN,彎矩設(shè)計(jì)值Ml=650kN,水平力設(shè)計(jì)值H=86.3kN,柱截面尺寸800×400mm,承臺混凝土等級C25,試設(shè)計(jì)該樁基礎(chǔ)。新填土(松散)老填土粉質(zhì)粘土可塑2.0m1.2m6.5mfak=85kPa0.4<IL≤0.6粘土硬塑0<IL≤0.25qs1k=24kPaqs2k=70kPaqs3k=85kPaqpk=3000kPa第125頁/共143頁1261.持力層:硬塑粘土層;2.樁型:300×300mm的預(yù)制鋼筋混凝土樁,樁端進(jìn)入持力層不小于2d,選擇樁端進(jìn)入持力層0.85m,初擬承臺高度700mm,承臺底標(biāo)高-1.65m,樁頂伸入承臺0.05m,樁尖長度取0.4m,結(jié)構(gòu)樁長9.35m,設(shè)計(jì)樁長8.9m;3.單樁承載力(按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算)第126頁/共143頁127先不考慮群樁效應(yīng),基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值:4.初擬樁數(shù)

,取n=6根5.平面布置最小樁距3d,考慮為擠土樁,樁距可取大些,按2×3矩形布置,初擬x方向樁中心距1250mm,y方向1700mm,承臺挑出x方向取250mm,y方向150mm,承臺平面尺寸為第127頁/共143頁1287002300125012503300250170

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