樁基礎(chǔ)資料資料

樁基礎(chǔ)資料資料第1頁/共107頁深基礎(chǔ)與淺基礎(chǔ)區(qū)別：1、由深層較好的土來承受上部結(jié)構(gòu)的荷重以外，還有深基礎(chǔ)周壁的摩阻力共同承受上部荷重。深基礎(chǔ)承載力較高。2、需要用特殊方法進(jìn)行施工。3、造價(jià)較高。4、工期較長。5、技術(shù)較復(fù)雜，需要專職技術(shù)人員負(fù)責(zé)施工及質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。第一節(jié)概述第2頁/共107頁將荷載傳遞到下部好土層,承載力高軟土層承臺樁側(cè)阻端阻8.1概述第3頁/共107頁4.1概述第4頁/共107頁樁基礎(chǔ)的適用范圍第5頁/共107頁根據(jù)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求，樁基需進(jìn)行如下計(jì)算和驗(yàn)算：1.所有樁基均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算.2.應(yīng)根據(jù)建筑樁基的設(shè)計(jì)等級及長期荷載作用下樁基變形對上部結(jié)構(gòu)的影響程度，按規(guī)定進(jìn)行變形計(jì)算.3.應(yīng)根據(jù)樁基所處的環(huán)境類別和相應(yīng)的裂縫控制等級，驗(yàn)算樁和承臺正截面的抗裂和裂縫寬度。樁基設(shè)計(jì)原則：大多數(shù)樁基的首要問題是在于控制沉降量。因此樁基設(shè)計(jì)應(yīng)按變形控制設(shè)計(jì)。8.1.2樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則第6頁/共107頁第一節(jié)概述設(shè)計(jì)等級建筑物類型甲級重要的建筑30層以上或高度超過100m的高層建筑體型復(fù)雜，層數(shù)相差超過10層的高低層連體建筑物20層以上框筒結(jié)構(gòu)及其他對差異沉降有特殊要求的建筑物場地和地基條件復(fù)雜的一般建筑物及坡地、岸邊建筑對相鄰既有工程影響較大的建筑乙級除甲級，丙級以外的建筑丙級場地和地基條件簡單，荷載分布均勻的七層及七層以下的建筑建筑樁基安全等級

第7頁/共107頁4.1.2樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則第8頁/共107頁樁基礎(chǔ)第一節(jié)概述第9頁/共107頁8.1.3樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟與內(nèi)容1.選擇樁型、施工工藝、斷面、樁端持力層、承臺埋深。2.估算單樁承載力設(shè)計(jì)值。3.確定樁數(shù)和承臺底面尺寸。4.確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值。5.樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算，認(rèn)為柱底水平剪力作用于承臺頂面。6.樁基沉降計(jì)算。按長期效應(yīng)組合柱底效應(yīng)進(jìn)行樁基沉降計(jì)算。7.樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。8.承臺設(shè)計(jì)計(jì)算。第一節(jié)概述返回第10頁/共107頁根據(jù)樁基礎(chǔ)的承臺位置、使用功能、承載性狀、施工方法、樁身材料和設(shè)置效應(yīng)等可以將樁分為各種類型。一、按承臺位置分類8.2樁基礎(chǔ)的類型第11頁/共107頁2.樁基的分類第12頁/共107頁三、按樁的承載性狀分樁端承型樁：樁頂荷載全部或主要由樁端阻力承受的樁

摩擦型樁:樁頂荷載全部或主要由樁側(cè)阻力承受的樁端承樁摩擦樁二、按使用功能分類豎向抗壓樁、豎向抗拔樁、水平受荷樁、復(fù)合受荷樁

第13頁/共107頁（1）摩擦型樁摩擦樁端承摩擦樁（2）端承型樁端承樁摩擦端承樁(3)嵌巖樁第14頁/共107頁四、按施工工藝分樁預(yù)制樁灌注樁鉆（沖）孔灌注樁挖孔灌注樁

沉管灌注樁

工程中應(yīng)用最廣泛的是鋼筋混凝土預(yù)制樁。樁徑選擇上比較靈活，樁長不太受限。能防止頸縮與提高承載力，但造價(jià)較高。樁身質(zhì)量容易得到保證，施工設(shè)備簡單；無擠土作用，場區(qū)內(nèi)各樁可同時(shí)施工。但施工中必須注意安全。第15頁/共107頁第16頁/共107頁五、按樁的施工方法分類：1、預(yù)制樁。a.沉樁方法：1）錘擊法（打入）；2）振動法（砂土地基或鋼樁），但不適合一般粘土地基；3）靜力壓樁法（均質(zhì)軟土地基），適用于可塑、軟塑狀的粘性土地基，不適合砂土及其他較堅(jiān)硬的土層。第17頁/共107頁

樁的預(yù)制

1)樁的制作加工場預(yù)制或在現(xiàn)場預(yù)制。

方法：間隔法和離心法;疊澆層數(shù)：

4層;下層構(gòu)件強(qiáng)度達(dá)30R28后方可澆筑上層混凝土。

2)樁的運(yùn)輸和堆放*強(qiáng)度要求：吊裝時(shí)-----達(dá)70

運(yùn)輸時(shí)-----達(dá)100*合理的吊點(diǎn)位置

——起吊時(shí)構(gòu)件正，負(fù)彎矩基本相等（內(nèi)力最小）第二節(jié)樁的類型第18頁/共107頁沉樁方法

——有錘擊法、振動法、靜力壓樁法

1）錘擊沉樁（1）樁錘

a落錘適用于——粘土或含砂石較多的地基土；

b蒸汽錘——單動氣錘、雙動氣錘適用于——打各種樁

第二節(jié)樁基礎(chǔ)的類型第19頁/共107頁2.灌注樁第20頁/共107頁灌注樁的施工

（1）沉管灌注樁第21頁/共107頁第22頁/共107頁第23頁/共107頁（2）鉆孔灌注樁第24頁/共107頁第25頁/共107頁第26頁/共107頁第27頁/共107頁第28頁/共107頁第29頁/共107頁第30頁/共107頁第31頁/共107頁(3)挖孔樁第32頁/共107頁第33頁/共107頁第34頁/共107頁五、按樁的設(shè)置效應(yīng)分類第35頁/共107頁樁基的質(zhì)量檢測第36頁/共107頁8.3單樁豎向極限承載力一、豎向荷載下單樁的工作性能1.樁的荷載傳遞第37頁/共107頁1樁的荷載傳遞第38頁/共107頁第39頁/共107頁2.樁側(cè)摩阻力和樁端阻力樁側(cè)摩阻力和樁底阻力的發(fā)揮程度與樁土間的變形性態(tài)有關(guān)，并各自達(dá)到極限值時(shí)所需要的位移量是不相同的。第40頁/共107頁3.單樁的破壞模式第41頁/共107頁4.樁側(cè)負(fù)摩阻力第42頁/共107頁√樁數(shù)很多的密集群樁打樁時(shí)，使樁周土中產(chǎn)生很大的超空隙水壓力，打樁停止后樁周土的再固結(jié)作用引起下沉。第43頁/共107頁樁側(cè)負(fù)摩阻力示意圖（a）受負(fù)摩阻力樁；（b）樁身截面位移；（c）樁側(cè)摩阻力分布；（d）樁身軸力分布第44頁/共107頁第45頁/共107頁第46頁/共107頁第47頁/共107頁8.4單樁豎向承載力確定8.4.1根據(jù)樁身材料強(qiáng)度確定

對于鋼筋混凝土樁：R

——單樁豎向承載力特征值，KN；

——樁的穩(wěn)定系數(shù)，考慮土的側(cè)向作用，一般取=1.0；

fc——混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，KPa；

Ap——樁身的橫截面面積，m2；

fy′——縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，N/mm2；Ag------樁身內(nèi)全部縱向鋼筋的截面面積，mm2。第48頁/共107頁8.4.2按單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)確定

第49頁/共107頁第50頁/共107頁測試方法（慢速維持荷載法）加載應(yīng)分級：

每級荷載約為預(yù)估的單樁承載力設(shè)計(jì)值的1/5-1/8。測讀沉降時(shí)間：

每級加荷后的第一小時(shí)內(nèi)，按2、5、15、30、45、60min測讀一次，以后每隔30min測讀一次，直至穩(wěn)定為止，再施加下一級荷載。沉降穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)：

對砂性土為30min內(nèi)不超過0.lmm，對粘性土為lh內(nèi)不超過0.lmm。第51頁/共107頁2.終止加載的條件終止試驗(yàn)：

待某一級沉降穩(wěn)定后，施加下一級。循此加載觀測，直至樁達(dá)到破壞狀態(tài)。破壞狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)：所相應(yīng)施加的荷載即為破壞荷載（1）樁的沉降量突然增大，總沉降量大于40mm，且本級荷載下的沉降量為前一級荷載下沉降量的5倍以上。(2)本級荷載下樁的沉降量為前一級荷載下沉降量的2倍，且24h樁的沉降未趨穩(wěn)定。（3）已達(dá)到錨樁最大抗拔力或壓重平臺的最大質(zhì)量時(shí)。第52頁/共107頁3.按試驗(yàn)結(jié)果確定單樁承載力第53頁/共107頁8.4.3按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定

----樁側(cè)總極限摩阻力和樁端總極限阻力

按總應(yīng)力分析法取不排水強(qiáng)度cu估算Qu

第54頁/共107頁8.4.4按靜力觸探法確定

觸探儀的探頭貫入土中時(shí)的貫入阻力與受壓單樁在土中的工作狀況有相類似，將探頭壓入土中測得探頭的貫入阻力，取得資料與試樁結(jié)果進(jìn)行比較，通過大量資料的積累和分析研究，建立經(jīng)驗(yàn)公式確定軸向受壓單樁容許承載力。測試時(shí)，可采用單橋或雙橋探頭。《樁基規(guī)》采用的，根據(jù)雙橋探頭資料確定沉入樁的單樁容許承載力公式:第55頁/共107頁8.4.5按經(jīng)驗(yàn)公式法確定

第56頁/共107頁8.4.8單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值

《地基規(guī)范》單樁豎向承載力特征值確定（1）單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過試驗(yàn)確定（2）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為丙級的建筑物，可通過靜力觸探及吧標(biāo)貫試驗(yàn)確定（3）初步設(shè)計(jì)單樁豎向承載力特征值可按下式：（4）嵌巖灌注樁樁端以下3倍樁徑范圍內(nèi)應(yīng)無軟弱夾層，斷裂破碎帶和洞穴分布，無巖體臨空面第57頁/共107頁單樁承載力特征值:2002地基基礎(chǔ)規(guī)范的提法

單樁承載力設(shè)計(jì)值：94－94規(guī)范的提法

單樁承載力設(shè)計(jì)值：＝單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值/抗力分項(xiàng)系數(shù)（一般1.65左右)

單樁承載力特征值:=靜載試驗(yàn)確定的單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值/2

采用2002規(guī)范時(shí)，設(shè)計(jì)值就取特征值，荷載組合為荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合

采用94－94規(guī)范時(shí)，設(shè)計(jì)值就是上面那個(gè)式子，荷載組合為荷載效應(yīng)的基本組合第58頁/共107頁8.5單樁水平極限承載力第59頁/共107頁8.5.2單樁水平靜載試驗(yàn)樁的水平靜載試驗(yàn)是確定樁的橫向承載力的較可靠的方法，也是常用的研究分析試驗(yàn)方法。試驗(yàn)是在現(xiàn)場條件下進(jìn)行，所確定的單樁水平承載力和地基土的水平抗力系數(shù)最符合實(shí)際情況。如果預(yù)先已在樁身埋有量測元件，則可測定出樁身應(yīng)力變化，并由此求得樁身彎矩分布。第60頁/共107頁二、水平荷載作用下彈性樁的計(jì)算

除應(yīng)進(jìn)行水平承載力驗(yàn)算，還應(yīng)滿足樁身受彎承載力和受剪承載力的驗(yàn)算。因此，需要對水平受荷樁進(jìn)行內(nèi)力及變形的計(jì)算。彈性樁的分析計(jì)算方法主要有地基反力系數(shù)法、彈性理論法和有限元法等．只介紹國內(nèi)目前常用的地基反力系數(shù)法。地基反力系數(shù)法是應(yīng)用文克爾地基模型.第61頁/共107頁

(2)試驗(yàn)方法

單向多循環(huán)加卸載法：

這種方法可模擬基礎(chǔ)承受反復(fù)水平荷載(風(fēng)載、地震荷載、制力和波浪沖擊力等循環(huán)性荷載）。a．試驗(yàn)方法

試驗(yàn)加載分級，一般取預(yù)估橫向極限荷載的1/10一1/15作為每級荷載的加載增量。恨據(jù)樁徑大小并適當(dāng)考慮土層軟硬，對于直徑300一1000mm的樁，每級荷載增量可取2.5一20kN。每級荷載施加后，恒載4min測讀橫向位移，然后卸載至零，停2min測讀殘余橫向位移，至此完成一個(gè)加卸載循環(huán)，循環(huán)5次后，開始加下一級荷載。（3）終止加載的條件當(dāng)樁身折斷或水平位移超過30一40mm(軟土取40mm)時(shí)，終止試驗(yàn)。第62頁/共107頁（4）水平承載力的確定

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可繪制荷載－時(shí)間—位移(H0-t0-x0)曲線(如圖所示)，據(jù)此可綜合確定單樁水平臨界荷載Hcr與極限荷載Hu。水平臨界荷載Hcr系指樁身受拉區(qū)混凝土開裂退出工作前的荷載，會使樁的水平位移增大。相應(yīng)地可取(H0-T0-U0)曲線出現(xiàn)突變點(diǎn)的前一級荷載為水平臨界荷載(如圖)，或取(H0-x0/H0)曲線第一直線段終點(diǎn)相對應(yīng)的荷載為水平臨界荷載。水平極限荷載Hu可取(H0-T0-x0)曲線明顯陡降的前一級荷載作為極限荷載，或在(H0-x0/H0)曲線的第二直線段終點(diǎn)相對應(yīng)的荷載作為極限荷載。第63頁/共107頁第64頁/共107頁8.5.3水平受荷樁的內(nèi)力及位移分析方法：用梁的彎曲理論求解樁的水平抗力---地基水平抗力系數(shù)第65頁/共107頁1、常數(shù)法：假設(shè)地基水平抗力系數(shù)沿深度均勻分布，n=0

2、“k”法：

3、“m”法：

4、“c”法：第66頁/共107頁１、端承型群樁基礎(chǔ)端承型群樁基礎(chǔ)中各單樁的工作性狀接近于單樁8.6群樁基礎(chǔ)計(jì)算8.6.1群樁的工作特點(diǎn)端承型群樁基礎(chǔ)的承載力等于各單樁的承載力之和。第67頁/共107頁２、摩擦型群樁基礎(chǔ)（1）樁數(shù)少，樁中心距較大時(shí)：（2）樁數(shù)較多，樁中心距較小時(shí)：群樁基礎(chǔ)的承載力等于各單樁的承載力之和。群樁基礎(chǔ)的承載力小于各單樁的承載力之和。但沉降量大于單樁的沉降量。第68頁/共107頁8.6.2承臺下土對荷載的分擔(dān)作用復(fù)合樁基：由樁和承臺底地基土共同承擔(dān)荷載復(fù)合基樁：復(fù)合樁基中基樁的承載力含有承臺底的土阻力第69頁/共107頁剛性承臺底面土反力呈馬鞍形分布。以群樁外圍包絡(luò)線為界，將臺底面積分為內(nèi)外兩區(qū)，則內(nèi)區(qū)反力比外區(qū)小而且比較均勻，樁距增大時(shí)內(nèi)外反力差明顯降低。臺底分擔(dān)的荷載總值增加時(shí)，反力的塑性重分布不顯著，而保持反力圖式基本不變。利用臺底反力分布的上述特征，可以通過加大外區(qū)與內(nèi)區(qū)的面積比來提高承臺分擔(dān)荷載的份額。第70頁/共107頁8.6.3復(fù)合基樁豎向承載力特征值對于端承型樁基、樁數(shù)少于4根的摩擦型樁基以及由于地層土性、使用條件等因素不宜考慮承臺效應(yīng)時(shí)，基樁豎向承載力特征值取單樁豎向承載力特征值，即

第71頁/共107頁考慮承臺下土的分擔(dān)作用時(shí)：當(dāng)承臺底面以下存在可液化土、濕陷性黃土、高靈敏度軟土、欠固結(jié)土、新填土，或可能出現(xiàn)震陷、降水、沉樁過程產(chǎn)生高孔隙水壓和土體隆起時(shí)，承臺與其下的地基土可能脫開，因此不考慮承臺效應(yīng)，第72頁/共107頁8.6.4樁頂作用效應(yīng)簡化計(jì)算8.6.4.1基樁樁頂效應(yīng)計(jì)算1、軸心豎向力作用下2、偏心豎向力作用下第73頁/共107頁三、樁基的受力驗(yàn)算在初步確定樁數(shù)和布樁之后，應(yīng)驗(yàn)算群樁中各樁所受到荷載是否超過基樁承載力特征值。樁頂荷載計(jì)算時(shí)假設(shè)承臺為絕對剛性，樁身壓縮變形在線彈性范圍內(nèi)，因此，可按材料力學(xué)方法計(jì)算。1.中心荷載下設(shè)計(jì)要求：

第74頁/共107頁2．偏心荷載下各樁受力

設(shè)計(jì)要求第75頁/共107頁8.6.6樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算第76頁/共107頁當(dāng)樁端持力層厚度有限，且樁端平面以下軟弱土層承載力與樁端持力層承載力相差過大，如果樁長較小，樁距較小，樁基類似實(shí)體墩基礎(chǔ)，可能引起樁端持力層發(fā)生沖切破壞。應(yīng)驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力，要求樁端平面下沖剪錐體底面應(yīng)力設(shè)計(jì)值不超過下臥層的承載力特征值。

第77頁/共107頁對于樁距sa≤6d且樁長l<15m的群樁基礎(chǔ)，持力層下存在承載力低于樁端持力層1/3

軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)按下式驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力：≤faz

第78頁/共107頁8.7樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)第79頁/共107頁第80頁/共107頁1.收集設(shè)計(jì)資料第81頁/共107頁8.7.2選擇樁材、樁型及其幾何尺寸

樁材：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；水下灌注樁不應(yīng)低于C25；預(yù)應(yīng)力樁不低于C40。樁型、尺寸：

應(yīng)從建筑物實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合施工條件及工地地質(zhì)情況進(jìn)行綜合考慮8.7.3確定樁的根數(shù)及其布置

中心受壓偏心受壓F——樁基受到的豎向荷載設(shè)計(jì)值，kN；

G——承臺及其上的土受到的重力，kN；

R——單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值，kN；

μ——增大系數(shù)，一般取1.1～1.2。8.7.3.1確定樁數(shù)第82頁/共107頁8.7.3.2樁的間距樁距就是指樁的中心距，一般取3～4倍樁徑，間距太大會增加承臺的體積，太小則使樁基在施工過程造成困難，應(yīng)符合規(guī)范要求。8.7.3.3樁的布置樁位的布置應(yīng)盡可能使上部荷載的中心與樁群的橫截面重心重合。樁在平面內(nèi)可布置成方形（或矩形）、網(wǎng)格或三角形網(wǎng)格的形式；條形基礎(chǔ)下的樁，可采用單排或雙排布置，見圖：第83頁/共107頁8.7.4.樁身截面強(qiáng)度計(jì)算第84頁/共107頁第85頁/共107頁8.7.4樁身截面強(qiáng)度計(jì)算第86頁/共107頁8.7.5承臺設(shè)計(jì)承臺的作用是將各樁聯(lián)成一個(gè)整體，把上部結(jié)構(gòu)傳下來的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整、分配于各樁。樁基承臺可分為：柱下獨(dú)立承臺、柱下或墻下條形承臺（梁式承臺），以及筏板承臺和箱形承臺等。承臺厚度應(yīng)滿足抗沖切、抗剪切承載力驗(yàn)算要求，承臺鋼筋的設(shè)置應(yīng)滿足抗彎承載力驗(yàn)算要求。承臺設(shè)計(jì)包括選擇承臺的材料及其強(qiáng)度等級、幾何形狀及其尺寸、進(jìn)行承臺結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算，并使其構(gòu)造滿足一定的要求。第87頁/共107頁8.7.5.1承臺的構(gòu)造要求形狀：矩型、三角形、多邊形、圓形最小寬度

50cm最小厚度

30cm樁外緣距離承臺邊

15cm

邊樁中心距離承臺邊

1.0D樁嵌入承臺：大樁

10cm，

普通樁5cm，鋼筋伸入承臺

30d混凝土標(biāo)號

C15cm，保護(hù)層

7cm1.0d15cm8.7.5.2承臺的計(jì)算樁承臺的內(nèi)力按簡化計(jì)算方法確定，按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行局部承壓、受沖切、受剪及受彎的強(qiáng)度計(jì)算。

第88頁/共107頁8.7.5.2承臺的內(nèi)力計(jì)算1、受彎計(jì)算四樁承臺破壞模式

柱下多樁矩形承臺在配筋不足情況下產(chǎn)生彎曲破壞，呈梁式破壞。撓曲裂縫平行于柱邊兩個(gè)方向交替出現(xiàn)。第89頁/共107頁（１）柱下多樁矩形承臺柱下多樁矩形承臺彎矩的計(jì)算截面應(yīng)取在柱邊和承臺高度變化處，按下式計(jì)算：

承臺受彎計(jì)算是將承臺作為在樁反力作用下的受彎構(gòu)件進(jìn)行的第90頁/共107頁（２）柱下三樁三角形承臺等邊三角形承臺破壞模式第91頁/共107頁２、受沖切計(jì)算承臺的有效高度不夠時(shí)，將產(chǎn)生沖切破壞。一種是柱對承臺的沖切；一種是角樁對承臺的沖切。第92頁/共107頁抗沖切驗(yàn)算1)柱對承臺的沖切驗(yàn)算：沖切破壞錐體采用自柱(墻)邊和承臺變階處至相應(yīng)樁頂邊緣連線所構(gòu)成的截錐體，且錐體斜面與承臺底面夾角≥45°，對于柱下矩形獨(dú)立承臺受沖切承載力可按下式計(jì)算：Fl≤2[βox(bc+aoy)+βoy(hc+