精华桩基础学习.pptx
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1、基础工程4.1 4.1 概述4.2 4.2 桩的分类及选用4.3 4.3 竖向承压桩的荷载传递4.4 4.4 竖向承压桩单桩承载力的确定4.5 4.5 桩的抗拔承载力与桩的负摩擦力4.6 4.6 桩在水平荷载下的性状及承载力确定4.7 4.7 桩基的沉降计算4.8 4.8 桩基础的设计4.9 4.9 桩基技术和理论的新发展4.10 4.10 墩基础4.11 4.11 沉井基础第四章 桩基础与深基础栋咏艘梨告瞬垢绝健责迸思方乡甜还志忧瞅级匹哎亭切嗡越景蚤觅茨娃奥第04章 桩基础第04章 桩基础第1页/共156页基础工程4.1 4.1 概述4.2 4.2 桩的分类及选用4.3 4.3 竖向承压桩的
2、荷载传递4.4 4.4 竖向承压桩单桩承载力的确定4.5 4.5 桩的抗拔承载力与桩的负摩擦力4.6 4.6 桩在水平荷载下的性状及承载力确定4.7 4.7 桩基的沉降计算4.8 4.8 桩基础的设计4.9 4.9 桩基技术和理论的新发展4.10 4.10 墩基础4.11 4.11 沉井基础第四章 桩基础与深基础热夏坏桃腮鼎县昏剩翘派酱衣靛贱臭剖蒙促建伺窃四掇翟渴料杀池涅颤膏第04章 桩基础第04章 桩基础第2页/共156页基础工程一、桩基础与深基础的适用范围二、深基础的类型三、深基础的特点四、桩基础的类型五、桩基设计原则六、桩基设计内容4.1 4.1 概述靳琵态疹确癸寿锐弟猫桥爽瘦术沂身奔计
3、帝罢找泉仰棕磺源妙龙呵鸡陇职第04章 桩基础第04章 桩基础第3页/共156页基础工程1 1 天然地基土质软弱。设计天然地基浅基础不能满足地基承载力或变形要求、或采用人工加固处理地基不经济,或时间不允许时,可采用桩基础。2 2 高层建筑。在地震区,基础埋深d d不应小于建筑物高度1/151/15,采用浅基础难满足此要求,只能用桩基础或深基础。3 3 重型设备。一、桩基础与深基础的适用范围如:上海宝钢一号高炉,总质量达50000t,地基未软弱淤泥质土,地基承载力仅80kpa,用大直径钢管桩,直径914mm,桩长60m,共144根钢管桩才满足高炉正常运用。夜昧仇失搜委殃磐废情戚搂锌窖称板恩巳宇苹泳
4、西屯浇播沃渴吹腥砰沫谆第04章 桩基础第04章 桩基础第4页/共156页基础工程常用深基础类型包括:桩基础、大直径桩墩基础、沉井基础、地下连续墙、箱桩基础和高层建筑深基坑护坡工程等,其中桩基础应用最广。二、深基础的类型老熔边播卯阀丙启哥腋曼贮矿盏店慨甥找挂曼鉴桔许娥骡友克皇妮拱恬凿第04章 桩基础第04章 桩基础第5页/共156页基础工程三、深基础的特点1 1 施工方法较复杂:2 2 地基承载力高:深基础一般选择较坚实的土层作为建筑物的持力层;另外经过深度修正后承载力大幅度提高;不仅基底土层有较高承载力,且四周侧壁的摩阻力也具有一定的承载力。3 3 施工需要专门设备:如预制桩施工需打桩设备;灌
5、注桩施工需成孔设备;沉井基础施工需现场浇筑砼、井点降水、沉降观测及纠偏等一整套设备。4 4 深基础技术较复杂:需进行特殊结构设计。5 5 深基础造价较高:基础各方案需进行经济分析。6 6 深基础工期较长桅哩堡赦霍钟闪吨泰退玉筒讼柏唤菏臂溢咯猩背瓜苗斜绵论此氧挤坑饱傈第04章 桩基础第04章 桩基础第6页/共156页基础工程根据承台与地面相对位置的高低,桩基础可分为低承台桩基和高承台桩基两种。低承台桩基的承台底面位于地面以下,而高承台桩基的承台底面高出地面以上。在工业与民用建筑中,几乎都使用低承台桩基,而且大量采用竖直桩,斜桩少用。但在桥梁、港湾和海洋构筑物等工程中,常使用高承台桩基,且多用斜桩
6、,以承受较大的水平荷载。四、桩基础类型尚摹们粉壕棱雀锁祟蹿臆街消廉嘶傀虾隐轨帅蔑眷伯沪仆掖枕础幅秆证正第04章 桩基础第04章 桩基础第7页/共156页基础工程桩基的首要问题是控制其沉降量,故桩基设计应按变形控制设计。桩基设计时,上部结构传至承台上的荷载效应组合同浅基础。桩基设计应满足下列基本条件:1 1 单桩承受竖向荷载不宜超过单桩竖向承载力特征值2 2 桩基础沉降不得超过建筑物的沉降允许值3 3 对位于坡地岸边的桩基应进行桩基稳定性验算五、桩基设计原则者傣沈凌替了窗互幢樱狙安邪缓坍制爽证钻滓掸逾华炔睡楞酶巧声澄漂闭第04章 桩基础第04章 桩基础第8页/共156页基础工程六、桩基设计内容1
7、 1 桩的类型和几何尺寸选择2 2 单桩竖向承载力的确定3 3 确定桩的数量、间距和平面布置4 4 桩基承载力和沉降验算5 5 桩身结构设计6 6 承台设计7 7 绘制桩基施工图郧月库梭单储挥霓四堑敛阐雕薪遣此用愚给笋宵初霜洼勒沿龄其菌敢幽机第04章 桩基础第04章 桩基础第9页/共156页基础工程4.1 4.1 概述4.2 4.2 桩的分类及选用4.3 4.3 竖向承压桩的荷载传递4.4 4.4 竖向承压桩单桩承载力的确定4.5 4.5 桩的抗拔承载力与桩的负摩擦力4.6 4.6 桩在水平荷载下的性状及承载力确定4.7 4.7 桩基的沉降计算4.8 4.8 桩基础的设计4.9 4.9 桩基技
8、术和理论的新发展4.10 4.10 墩基础4.11 4.11 沉井基础第四章 桩基础与深基础膜左传锹站痈右嚼祝陇墒芥刑忍魂舞教泪们根缕骚岂交吵衔竖师朔摧默帛第04章 桩基础第04章 桩基础第10页/共156页基础工程一、桩的承载性状分类二、按桩的使用功能分类三、按桩的材料分类四、按桩施工方法分类五、按桩的成桩方法分类六、按桩径的大小分类七、桩型选用4.2 4.2 桩的分类及选用努匀摧炎醒嵌谢氟纯开缀衬忻追恢晾酵纳征肥敬石旧骨舶牟旺豆痹孺首桓第04章 桩基础第04章 桩基础第11页/共156页基础工程1 1 摩擦型桩1 1)摩擦桩在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩侧阻力承受,即纯摩擦桩,桩端阻力可
9、忽略不计。2 2)端承摩擦桩在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩侧阻力承受,桩端阻力占少量比例。如长径比很大,桩顶荷载通过桩侧阻力传递给桩周土,桩端阻力很小;桩端下无较坚实的持力层;例如:置于软塑状态粘性土中的长桩,桩端土为可塑状态的粘性,就属于端承摩擦桩。一、按承载性状分类韦锡阜步犊踊删凿偏钦凸允叛郡脱坐笨崭桔浊倡疟究锌泵蕴仆行稻骡窑妻第04章 桩基础第04章 桩基础第12页/共156页基础工程2 2 端承桩1)1)端承桩在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩端阻力承受。较短的桩,桩端进入微风化或中等风化岩石时,为典型的端承桩,此时桩侧阻力忽略不计。即桩顶极限荷载绝大部分由桩端阻力承担,而桩侧阻力
10、可以忽略不计的桩。这种桩其长径比较小(l l/d10/d800mmd800mm的桩,称为大直径桩。六、按桩径大小分类职赣艾曾哉撞腑嘛津碟翠千湿氛谓怂谣因凉其道非篷跺昏亚饰蓝骗吟樟钝第04章 桩基础第04章 桩基础第40页/共156页基础工程六、按桩径大小分类特点和用途:桩径大,桩端还可扩大,因此单桩承载力高。常用于高层建筑、重型设备基础。施工中,大直径桩每一根桩的施工质量必须切实保证。要求对每一根桩做施工记录,进行质量检验将虚土清除干净,再下钢筋笼,并用商品砼一次浇成,不得留施工冷缝。右奖回咖既须挪彭仗湖潞夏邵季枯想蹲拧宁裸捐捶受棠铅资潮囤忘呸花肃第04章 桩基础第04章 桩基础第41页/共1
11、56页基础工程一、桩的承载性状分类二、按桩的使用功能分类三、按桩的材料分类四、按桩施工方法分类五、按桩的成桩方法分类六、按桩径的大小分类七、桩型选用4.2 4.2 桩的分类及选用汤谷狈勋素斑袁俩炭纬盼铰浚坞精剐毛秸站椒酷个荫班桩推无址棒薄氓呜第04章 桩基础第04章 桩基础第42页/共156页基础工程七、桩型的选用桩型与成桩工艺的选择应根据结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水条件、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应等条件因地制宜地进行。原则是经济合理和安全适用。狙缝昔镀孜疡喝靡癌铣匡物氮痞豢卫哲坡舜垣袄婪血自肯酌拐秆瘟枢僵脆第04章 桩基础第04章 桩基础
12、第43页/共156页基础工程蜗哲耶鸯丰伐列哎袋孰矫衬隶抢哦霄稿美妨坦刹钢警掣节坡量脚勒割叛蝴第04章 桩基础第04章 桩基础第44页/共156页基础工程4.1 4.1 概述4.2 4.2 桩的分类及选用4.3 4.3 竖向承压桩的荷载传递4.4 4.4 竖向承压桩单桩承载力的确定4.5 4.5 桩的抗拔承载力与桩的负摩擦力4.6 4.6 桩在水平荷载下的性状及承载力确定4.7 4.7 桩基的沉降计算4.8 4.8 桩基础的设计4.9 4.9 桩基技术和理论的新发展4.10 4.10 墩基础4.11 4.11 沉井基础第四章 桩基础与深基础驹崩呕驻突柜朋炬琅役慑投军矮帐了勾眯顽妇何孤鞋昂留熊蚌帝
13、徐自后醇第04章 桩基础第04章 桩基础第45页/共156页基础工程一、承压的单桩竖向承载力的组成二、影响单轴荷载传递的影响因素三、桩的侧阻力四、桩的端阻力4.3 4.3 竖向承压桩的荷载传递谊壤狂总吩井媚练昼衰呻晾豺锁诬材窥蘑尼又赢滤毗瞪挎刃伐师胶阂鼎杂第04章 桩基础第04章 桩基础第46页/共156页基础工程作用于桩顶的竖向压力由作用于桩侧的总摩阻力和作用于桩端的端阻力共同承担。桩侧阻力和桩端阻力的发挥过程是桩土体系荷载的传递过程。桩顶受竖向压力后,桩身压缩并向下位移,桩侧表面与土间发生相当运动,桩侧表面开始受土的向上摩擦阻力,荷载通过侧阻力向桩周土中传递,就使桩身的轴力与桩身压缩变形量
14、随深度递减。随着荷载增加,桩身下部侧阻力也发挥作用。当荷载增加到一定值时,桩端才开始发生竖向位移,桩端的反力也开始发挥作用。一、承压单桩竖向承载力的组成锰韧悸燥馆陡际凉恶妖树扮串宋诲弯先仗步沟羽苗牺吓蔚军沥茸硫颈巳蒲第04章 桩基础第04章 桩基础第47页/共156页基础工程桩侧阻力QsQs和桩端阻力QpQp发挥作用所需的位移量不同。大量常规直径桩一般侧阻力发挥所需相对位移不超过20mm20mm。对于大直径桩一般在位移量s=(3%6%)ds=(3%6%)d,侧阻已发挥绝大部分的作用。但端阻力发挥作用的情况比较复杂,与桩端土的类型与性质及桩长度、桩径、成桩工艺和施工质量等因素有关。对于岩层和硬的
15、土层,只需很小的桩端位移就可充分发挥桩端阻力。一般土层完全发挥端阻需位移量则可能很大。工作荷载作用下,侧阻力可能已发挥出大部分,而端阻力只发挥了很小一部分。只有支承于坚硬岩基上的刚性短桩,由于桩端无法下沉,而桩身压缩量很小,摩阻力无法发挥作用,端阻力才先于侧阻发挥作用。一、承压单桩竖向承载力的组成运卖狞夫溶踌梁撰净艇鹃荤辛俺咋磐畸丫鹏议跋巾猪当臃衅宋诞朵嘲筑罩第04章 桩基础第04章 桩基础第48页/共156页基础工程综上所述,可归纳为以下几点:1 1 荷载增加时,桩身上部侧阻先于下部侧阻发挥作用。2 2 一般情况下,侧阻先于端阻发挥作用。3 3 工作荷载作用下,对于一般摩擦型桩,侧阻发挥作用
16、的比例明显高于端阻发挥作用的比例。4 4 对于l l/d/d较大的桩,即使桩端持力层为岩层或坚硬土层,桩端阻很小,也可忽略成摩擦桩。一、承压单桩竖向承载力的组成弛耐肋峭利彬劳晓革笺弓享秀鹅秀校崎塘歼味闪揍梁提渊汁说禁锈输碾抒第04章 桩基础第04章 桩基础第49页/共156页基础工程一、承压的单桩竖向承载力的组成二、影响单轴荷载传递的影响因素三、桩的侧阻力四、桩的端阻力4.3 4.3 竖向承压桩的荷载传递明埔疟荤坎栖昨醛刮饼巍牵蜂玲毁袱嘴跑待绰踌屏史俐汗破桨磐接筋唾蚂第04章 桩基础第04章 桩基础第50页/共156页基础工程二、影响单轴荷载传递主要因素1 1 桩端土与桩周土的刚度比Eb/Es
17、Eb/Es:Eb/EsEb/Es越小,桩身轴力沿深度衰减越快,即传递到桩端的荷载越小。2 2 桩土刚度比Ep/EsEp/Es:Ep/EsEp/Es越大,传递到桩端荷载越大。但当Ep/EsEp/Es超过10001000后对桩端阻力分担荷载比影响不大3 3 桩端扩底直径与桩身直径之比D/dD/d:D/dD/d越大,桩端阻力分担的荷载比越大。4 4 桩的长径比l l/d/d:随着l l/d/d的增大,传递到桩端的荷载减小,桩身下部侧阻力发挥值相应降低。在均匀土层中的长桩的桩端阻力分担荷载比趋于零。担驾嗡苏博蝉掸驹资渝梧搅羚内哎甜嘶侨支酝榔藏等戌将踏曾滞塌发乍牛第04章 桩基础第04章 桩基础第51页
18、/共156页基础工程一、承压的单桩竖向承载力的组成二、影响单轴荷载传递的影响因素三、桩的侧阻力四、桩的端阻力4.3 4.3 竖向承压桩的荷载传递忠莎葵止酷欲露葵忌溃鳖田姬蛔屎认界粳歉燃患拜鹤矮睹木飞委许丫四全第04章 桩基础第04章 桩基础第52页/共156页基础工程侧阻力沿桩身的分布桩侧摩阻力发挥作用的程度与桩和桩土间的相对位移有关,对于摩擦桩,当桩顶有竖向压力Q Q时,桩顶位移为s s0 0。s s0 0由两部分组成:一部分为桩端的下沉量s sp p(包括桩端土体的压缩量和桩尖刺入桩端土层而引起的整个桩身的位移),另一部分为桩身在轴向力作用下产生的压缩变形s ss s。s s0 0=s=s
19、p p+s+ss s曰雁斑议浩诞堆昂至佐嗜卖开折掉汰崭狮寄贯烷长烦隔砒掖目煌轩荐头擅第04章 桩基础第04章 桩基础第53页/共156页基础工程N(z)N(z)+dN(z)qs(z)udzxxqs(z)udzQlzdzs0spqs(z)qpz侧阻力沿桩身的分布取微桩段上力的平衡条件,可得到桩侧阻力qs与桩身轴力N(z)的关系:桩荷载传递的基本微分方程距钨从钢拔硅狼米滨爹缓俱刊掀灸张图烟仍恒蕴肃分吸疵汝仑末讥根雾港第04章 桩基础第04章 桩基础第54页/共156页基础工程侧阻力沿桩身的分布N0zN0=QQp=NlQsqs0zqs(z)s0zs0spss测出桩顶竖向位移s0后,可利用上述已测轴力
20、分布曲线N(z)计算出桩端位移和任意深度处桩截面的位移s(z),即:桩身截面位移s(z):起艾脾窒缮鳖青念快箕委寨翔底究知害戳泡廓拉盯柒霓琶弃诺移则巾幽到第04章 桩基础第04章 桩基础第55页/共156页基础工程一、承压的单桩竖向承载力的组成二、影响单轴荷载传递的影响因素三、桩的侧阻力四、桩的端阻力4.3 4.3 竖向承压桩的荷载传递称茹夜晶鞋玩笑棋北阑谓槛椎浑谰洒缩乞志乎笆氓耍借公盒挚介翅誊种氏第04章 桩基础第04章 桩基础第56页/共156页基础工程1 1 经典理论计算法按地基极限承载力理论求出桩端的极限承载力,确定极限单位端阻力q qpupu。较常用的太沙基型和梅耶霍夫型滑动面形状。
21、捻宾冕五砸壕泄国佑沤搏致烹虾芹帐晓朋浊赫接巧菠诸妈腿甭僚裔锯晕到第04章 桩基础第04章 桩基础第57页/共156页基础工程【4-14-1】某预制桩,截面尺寸0.3m0.3m 0.3m0.3m,桩长12m12m,桩在竖向荷载Q Q0 0=1000kN=1000kN作用下实测轴力分布如图所示,试计算桩侧阻分布。12008001000kN7.2m4.8m12m解:桩长07.2m,轴力分布的方程为:桩长7.212m,轴力分布的方程为:峪唆蠕厢糙鞠食尧蹭炯翰戒漠理告追面纯殿亮沿瓢型珍睹易故测屈课箭戮第04章 桩基础第04章 桩基础第58页/共156页基础工程12008001000kN7.2m4.8m1
22、2m23.1kpa7.2m4.8m12 m69.3kpa痊蚌骋叶孩锣杀裕丰蜀忧哎饲瘫聋别蹈裴拢熔嫩嫉酌采猜慧节链贷贯锈辖第04章 桩基础第04章 桩基础第59页/共156页基础工程2 2 深度效应侧阻深度效应侧阻随深度增大而增加,但当桩入土深达某一临界深度后,侧阻就不随深度增加了。这个现象称为侧阻深度效应。端阻也存在深度效应现象。当桩端入土深度现象增加,而大于该深度后则保持恒值不变,这一深度称为端阻的临界深度,它随持力层密度的提高,上覆荷载的减小而增大。恕个淫重淳孵绞坛婴炒毙融植耗簿中靛奖准辟趾炒蹬得宫贬渡讲控者守烹第04章 桩基础第04章 桩基础第60页/共156页基础工程第四章 桩基础与深
23、基础4.3.2 单桩竖向极限承载力标准值我国确定桩的承载力的方法有两种:根据建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)方法;根据建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)。桩的承载力包括单桩竖向承载力、群桩竖向承载力和桩的水平承载力。先按建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)介绍。一 单桩竖向极限承载力标准值1 对各级建筑物的规定1)对于一级建筑桩基,单桩竖向极限承载力标准值应通过现场静载荷试验确定。在同一条件下的试桩数量散鳃捎鉴霸赦墩塔憎塘士烃厉辉码阑成冗拌庭桅掠盘涟涸吐纠熬架佩鸿么第04章 桩基础第04章 桩基础第61页/共156页基础工程第四章 桩基础与深基础4.3.2 单桩竖向
24、极限承载力标准值不宜少于总桩数的1,并不应少于3根,工程总桩数在50根以内时不应少于2根。建筑桩基技术规范还要求结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定。2)对于二级建筑桩基,也可参照地质条件相同的试验资料,根据具体情况确定。建筑桩基技术规范规定:应根据静力触探,标准贯入、经验参数等估算。当缺乏可参照的试桩资料或地质条件复杂时应由现场静载荷试验确定。盗孺证庄粪秦野蔓卢乎拨早兰灸埂晓歉莱毅付谱夺蜕廉分涵米锭礼竭速詹第04章 桩基础第04章 桩基础第62页/共156页基础工程第四章 桩基础与深基础4.3.2 单桩竖向极限承载力标准值3)对于三级建筑桩基,可利用承载力经验参数估算。2 按静载荷试
25、验确定单桩竖向极限承载力标准值1)试验目的:在建筑工程现场实际工程地质和实际工作条件下,采用与工程规格尺寸完全相同的试桩,进行竖向抗压静载荷试验,直至加载破坏,由此确定单桩竖向极限承载力作为桩基设计的依据。这是确定单桩竖向极限承载力最可靠的方法。2)试验设备 3)试验加载装置4)荷载与沉降的量测 5)静载荷试验要点6)单桩竖向极限承载力标准值的确定屹摆胃撮预酵佣包掖忿娃摹忱晓驹汽数携溜盔挛故贯凡颐型阑恋楚纳芦棵第04章 桩基础第04章 桩基础第63页/共156页基础工程n(1)单桩竖向极限承载力实测值n1)Ps曲线有明显的陡降段,取陡降段起点相应的荷载值。n2)桩径或桩宽在550mm以下的预制
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