最新单元6桩基础工程PPT课件.ppt

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1、2目录 6.1 桩基础类型及构造要求 6.2 桩基础设计 6.3 桩基础设计实例9桩基础的特点o（4）桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。10桩基础的适用条件o（1）当建筑物荷载较大，地基软弱，采用天然地基时沉降量过大；或是建筑物较为重要，不容许有过大的沉降时，可采用桩基。o（2）当建筑物的地面荷载过大时，将使软弱地基产生过量的变形，造成对建筑物的危害，采用桩基将收到较好的效果。o（3）高耸建筑物或构筑物对限制倾斜有特殊要求时，往往需要采用

2、桩基。o（4）因基础沉降对邻近建筑物产生相互影响时。11桩基础的适用条件o（5）设有大吨位的重级工作制吊车的重型单层工业厂房，吊车载重量大，使用频繁，车间内设备平台多，基础密集，且一般均有地面荷载，因而地基变形大，这时可采用桩基。o（6）设备基础。一种是精密设备基础，安装和使用过程中对地基沉降及沉降速率有严格要求；另一种是动力机械基础，对容许振幅有一定要求。采用桩基础是一种有效的解决办法。o（7）地震区，在可液化地基中，采用桩基穿越可液化土层并深入下部密实稳定土层，可消除或减轻液化对建筑物的危害。122、桩的分类o按承载性状分：摩擦型桩摩擦型桩端承型桩端承型桩桩侧和桩端阻力的大小以及它们分担荷

3、载的比例132、桩的分类可塑软塑岩石软塑密实砂土 （a）摩擦桩 （b）端承摩擦桩 （c）端承桩 （d）摩擦端承桩142、桩的分类o按成桩方法分：根据成桩方法和挤土效应非挤土桩非挤土桩部分挤土桩部分挤土桩挤土桩挤土桩152、桩的分类螺旋钻孔灌注桩施工示意图螺旋钻孔灌注桩施工示意图 16 锤击沉管灌注桩施工程序示意图锤击沉管灌注桩施工程序示意图 172、桩的分类o按桩径大小分：（1 1）小桩：）小桩：d250mmd250mm；（2 2）中等直径桩：）中等直径桩：250mm250mmd d800mm800mm（3 3）大直径桩：）大直径桩： d800mm d800mm18桩基构造要求o桩的混凝土强度

4、等级应该符合表6-2要求。 序序号号桩型桩型混凝土混凝土强强度度等等级级1灌注灌注桩桩不得不得C252预制预制桩桩尖尖不得不得C30C30预制预制桩桩不宜不宜C30C30193、桩基构造要求o桩的配筋率应该符合表6-3要求。序号序号桩型桩型配筋率配筋率1灌注桩灌注桩0.65%0.2%（小直径桩取高值）（小直径桩取高值）2预制桩预制桩（捶击法沉桩）（捶击法沉桩）不宜不宜0.8%0.8%3预制桩预制桩（静压法沉桩）（静压法沉桩）不宜不宜0.6%0.6%203、桩基构造要求o桩的主筋应该符合表6-4要求。 序号序号桩型桩型主筋主筋（净距不应（净距不应60mm60mm）1灌注桩灌注桩（受水平荷载）（受

5、水平荷载）不应不应8122灌注桩灌注桩（抗压、抗拔）（抗压、抗拔）不应不应6103预制桩预制桩不宜不宜14213、桩基构造要求o灌注桩（Casting In-situ Pile）的配筋长度应该符合表6-5要求。 序号序号场地以及地基条件、桩型以及场地以及地基条件、桩型以及受力特点受力特点配筋长度配筋长度1端承型桩、坡地岸边端承型桩、坡地岸边应该通长应该通长2d600mm600mm的摩擦型桩的摩擦型桩不应不应2/32/3桩长桩长3受地震作受地震作用用碎石土、中砂、坚碎石土、中砂、坚硬黏性土硬黏性土进入稳定土层不应进入稳定土层不应23d4非岩石土非岩石土进入稳定土层不宜进入稳定土层不宜45d5承受

6、负摩阻力的桩承受负摩阻力的桩进入持力层不应进入持力层不应23d6抗拔桩抗拔桩通长配筋通长配筋223、桩基构造要求o桩身主筋的混凝土保护层厚度应该符合表6-6要求。 序号序号桩型桩型主筋的混凝土保护层厚度主筋的混凝土保护层厚度（mm）1预制桩预制桩不宜不宜30302灌注桩灌注桩（水上）（水上）不应不应35353灌注桩灌注桩（水下）（水下）不得不得5050233、桩基构造要求o应选择较硬土层作为桩端持力层，当桩端持力层以下存在软弱下卧层时，桩端以下持力层厚度不宜小于3d。软弱下卧层持力层桩底进入持力层深度3243、桩基构造要求o灌注桩的箍筋应采用螺旋式，不应小于6，间距宜为200300mm；当钢筋

7、笼长度超过4m时，应每隔2m设一道不小于12的加劲箍筋；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内的箍筋应加密，间距不应大于100mm；预制桩采用打入法沉桩时，桩顶以下 45倍桩身直径长度范围内箍筋应加密，并设置钢筋网片。 253、桩基构造要求o对于持力层承载力较高、上覆土层较差的抗压桩和桩端以上有一定厚度较好土层的抗拔桩，可采用扩底灌注桩。扩底端的直径与桩身直径之比D/d，对于挖孔桩不应大于3，钻孔桩不应大于2.5；扩底端侧面的斜率应根据实际成孔以及土体自立条件确定，a/hc可取1/41/2，砂土可取1/4，粉土、黏性土可取1/31/

8、2；抗压桩扩底端底面宜呈锅底形，矢高hb可取（0.150.20）D。263、桩基构造要求o混凝土预制桩的截面边长不应小于200mm；预应力混凝土预制实心桩的截面边长不宜小于350mm；预应力混凝土空心管桩的外径不宜小于300mm；预应力混凝土空心方桩的边长不宜小于300mm。o预制桩的分节长度应该根据施工条件及运输条件确定，每根桩的接头数量不宜超过3个；预应力混凝土桩的连接可采用端板焊接连接、法兰连接、机械咬合连接、螺纹连接，每根桩的接头数量不宜超过3个。 273、桩基构造要求o预制桩的桩尖可将主筋合拢焊接在桩尖辅助钢筋上，对于持力层为密实砂和碎石土时，宜在桩尖处包以钢板桩靴，加强桩尖；预应力

9、混凝土空心桩桩尖型式宜根据地层性质选择闭口型或敞口型，闭口型分为平底十字型和锥型。 o桩的中心距应该符合表6-8要求。283、桩基构造要求o排列基桩时，宜使桩群承载力合力作用点与竖向永久荷载合力作用点重合，并且使基桩受水平力和力矩较大方向有较大抗弯截面模量。o对于桩箱基础、剪力墙结构桩筏（含平板和梁板式承台）基础，宜将桩布置于墙下；对于框架-核心筒结构桩筏基础应按荷载分布考虑相互影响，将桩相对集中布置于核心筒和柱下，外围框架柱宜采用复合桩基，桩长宜小于核心筒下基桩（有合适桩端持力层时）。 296. 2桩基础设计桩基础设计301、单桩竖向承载力o单桩竖向承载力（bearing capacity

10、of a single pile）：指单桩在竖向外荷载作用下，不丧失稳定、不产生过大沉降时的最大荷载。o建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）规定：单桩竖向极限承载力标准值极限承载力标准值除以安全系数后的承载力值为单桩竖向承载力特征值承载力特征值。31单桩竖向极限承载力（静载荷试验法 ）o静载荷试验法静载荷试验法 锚桩横梁反力装置锚桩横梁反力装置 32单桩竖向极限承载力（静载荷试验法 ）o静载荷试验法静载荷试验法堆载反力装置堆载反力装置 33堆载反力装置堆载反力装置 单桩竖向极限承载力（静载荷试验法 ）34o试验时加载方式通常有慢速维持荷载法、快速维持荷载法、等贯入速率法、等时间间隔加载法以

11、及循环加载法等。工程中最常用的是慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载值为预估极限荷载的l10115，第一级荷载可双倍施加。每级加荷后间隔5，10，l5，15，15，30，30，30min测读桩顶沉降。当每小时的沉降不超过0.1mm，并连续出现两次，则认为已趋稳定，可施加下一级荷载。 单桩竖向极限承载力（静载荷试验法 ）35o试验结果与承载力的确定 单桩静载荷试验曲线单桩静载荷试验曲线 单桩竖向极限承载力（静载荷试验法 ）36单桩竖向极限承载力（静力触探法 ）探头探头电测装置电测装置fsiqc静力加压装置静力加压装置37单桩竖向极限承载力（静力触探法 ）单桥探头单桥探头双桥探头双桥探头 当根据单

12、桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩和预应力混凝土管桩单桩竖向极限承载力标准值时，若无当地经验可按下式计算：Quk= Qsk+ Qpk= uqsikli+psk Ap 当根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时，对于粘性土、粉土和砂土，如无当地经验时可按下式计算：Quk= Qsk+ Qpk= ulifsi+qc Ap 38o根据桩的工作原理，桩的承载力包括桩端土对桩端支承作用和桩四周土对桩端摩擦作用。o建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）规定，当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式估算： Quk= Qsk+ Qpk= u

13、qsikli+qpk Ap 单桩竖向极限承载力（经验参数法 ）39单桩抗拔承载力40单桩抗拔承载力41单桩抗拔承载力的确定o对于设计等级为甲级和乙级建筑桩基，基桩的抗拔极限承载力极限承载力应通过现场单桩上拔静载荷试验确定。丙级建筑桩基抗拔极限承载力可按公式计算。o单桩抗拔承载力特征值特征值取极限承载力的1/2。 42桩身承载力o除按上述方法确定单桩承载力外，还应对桩身材料进行强度强度或抗裂度抗裂度验算。o对承受竖向中心荷载的桩来说，为轴心抗压强度验算。根据混凝土结构设计规范规定，将桩身混凝土的抗压强度与钢筋的抗压强度分别计算进行叠加，同时考虑桩的长细比与压杆稳定问题。 432、群桩竖向承载力（

14、群桩效应）o群桩效应442、群桩竖向承载力（群桩效应评价）o群桩效应评价单桩的极限承载力群桩的极限承载力n时的沉降量单桩上作用荷载时的沉降量群桩上作用荷载QQn452、群桩竖向承载力（计算）o不考虑群桩效应的情况 对于端承桩、桩距大于6d而桩数小于9根的摩擦桩、条形基础下的桩不超过两排的桩基，可以不考虑群桩效应。此时，群桩竖向群桩竖向抗压承载力为各单桩竖向抗压承载力之和。抗压承载力为各单桩竖向抗压承载力之和。462、群桩竖向承载力（计算）o考虑群桩效应的情况 对于桩距小于6d、桩数大于9根的摩擦桩基，桩间土受到挤压，使承台、桩及桩间土形成一个整体下沉，需要考虑群桩效应。 此时，群桩竖向抗压承载

15、力按实体基础按实体基础进行地基强度设计或验算进行地基强度设计或验算，并验算该桩基中验算该桩基中各单桩所承受的外力各单桩所承受的外力（轴心受压或偏心受压），当建筑物对桩基的沉降有特殊要求时，还应做变形验算。473、桩基水平承载力o建筑工程的桩基础，一般以承受竖向荷载为主，但在风、地震或土、水压力等作用下，桩基础顶部作用有水平荷载。o当水平荷载较大时，需要对桩基础进行水平承载力验算，要求满足： HikRh（考虑地震作用时Hik1.25Rh） 483、桩基水平承载力（分析）o影响桩基水平承载力因素主要有桩身截面刚度、入土深度、桩侧土质条件、桩顶位移允许值、桩顶嵌固情况等。 o桩在水平荷载作用下的变形

16、（位）特征，由于桩与地基的相对刚度及桩的长径比不同，可分为以下三种类型。493、桩基水平承载力的确定o水平静载荷试验确定（设计等级为甲级、乙级的建筑桩基 ）o公式计算确定504、桩基沉降o建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）规定，对以下建筑物的桩基应进行沉降验算： 1）地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基； 2）体型复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级的建筑物； 3）摩擦型桩基。要求建筑桩基沉降变形计算值不应大于桩基沉降变形允许值。515、桩承台设计 承台（pile caps）设计是桩基设计的一个重要组成部分，承台应具有足够的强度和刚度，以便将上部结构的荷载可靠地传

17、给各基桩，并将各单桩连成整体。 承台的设计主要包括构造设计构造设计和强度强度设计设计两部分，强度设计指抗弯、抗冲切、抗剪切计算。 525、桩承台设计（承台的形式）535、桩承台设计（承台的形式）545、桩承台设计（承台的构造）o承台混凝土： 强度、保护层o承台钢筋： 直径、锚固、分布筋o承台埋深： 在满足桩基稳定的前提下承台宜浅埋，并尽可能埋在地下水位以上 555、桩承台设计（承台的构造）承台配筋示意承台配筋示意（a）矩形承台配筋；（b）三桩承台配筋；（c）墙下承台梁配筋图 565、桩承台设计（承台受弯计算）o柱下独立承台iixyNMiiyxNM两桩条形承台和多桩矩两桩条形承台和多桩矩形承台弯

18、矩计算截面取形承台弯矩计算截面取在柱边和承台变阶处在柱边和承台变阶处 575、桩承台设计（承台受弯计算）o柱下独立承台)43(3maxcsNMa)-40.75(312max1csNMa)-40.75(322max2csNMa等等边边三三桩桩承承台台 等等腰腰三三桩桩承承台台 58o对于板式承台，与钢筋混凝土扩展基础相类似，其厚度主要由抗冲切计算确定，并应满足抗剪验算的要求。o承台冲切破坏主要有两种形式： 1.沿柱（墙）边和承台变阶处的冲切 2.角桩对承台的冲切5、桩承台设计（承台受冲切计算）595、桩承台设计（承台受冲切计算）柱柱对对承承台台的的冲冲切切 605、桩承台设计（承台受冲切计算）角

19、角桩桩对对承承台台的的冲冲切切 615、桩承台设计（承台受剪切计算）o对于柱下独立承台，应分别对柱边和桩边、变阶处和桩边联线形成的斜截面进行受剪计算。当柱边外有多排桩形成多个剪切斜面时，尚应对每个斜截面进行验算。 625、桩承台设计（局部受压和抗震验算）o对于柱下桩基，当承台混凝土强度等级低于柱的强度等级时，应按现行混凝土设计规范（GB50010-2001）规定验算承台局部受压承载力。o当进行承台的抗震验算时，应根据现行建筑抗震设计规范（GB50011-2001）规定，对承台受弯、受剪切承载力进行抗震调整。 636. 3桩基础设计实例桩基础设计实例641、桩基础设计步骤o1)收集设计资料，包括

20、建筑物类型、规模、使用要求、结构体系及荷载情况，建筑场地的岩土工程勘察报告等；o2)选择桩型，并确定桩的断面形状及尺寸、桩端持力层及桩长等基本参数和承台埋深；o3)确定单桩承载力、包括竖向抗压、抗拔及水平承载力等；o4)确定群桩的桩数及布桩、并按布桩及场地条件确定承台类型及尺寸；o5)桩基承载力及变形验算，包括竖向及水平承载力、沉降或水平位移等。对有软弱下卧层的桩基，尚需验算软弱下卧层的承载力；o6)桩基中各桩受力验算与桩身结构设计，包括各桩桩顶荷载分析、内力分析以及桩身结构构造设计等；o7)承台结构设计，包括承台的抗弯、抗剪、抗冲切及抗裂等强度设计及结构构造等。652、例题o已知：某一般民用

21、建筑，已知由上部结构传至桩下端的荷载组合分别为：o荷载标准组合：竖向荷载FK=3040KN，o弯矩MK=400KNm，水平力HK=80KN；o荷载准永久组合：竖向荷载FQ=2800KN，o弯矩MQ=250KNM，HQ=80KN；o荷载基本组合：竖向荷载F=3800KN，o弯矩M=500KNM，水平力H=100KN。o工程地质资料见表6-27，地下稳定水位为-4m。试桩(直径500mm，桩长15.5m)极限承载力标准值为1000KN。试按柱下桩基础进行桩基有关设计计算。662、例题o1选择桩型、桩材及桩长选择桩型、桩材及桩长o2确定单桩竖向承载力特征值确定单桩竖向承载力特征值Ro3确定桩的数量和平面布置确定桩的数量和平面布置o4桩顶作用效应计算桩顶作用效应计算o5群桩基础承载力验算群桩基础承载力验算o6群桩沉降计算群桩沉降计算o7承台设计承台设计6768 结束语结束语