桩基础分解学习.pptx

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1、 建筑场地建筑场地浅层浅层地基土质地基土质不能不能满足建筑物对地满足建筑物对地基承载力和变形的要求，也基承载力和变形的要求，也不宜不宜采用地基处理采用地基处理等措施时。以地基深层坚实土层或岩层作为地等措施时。以地基深层坚实土层或岩层作为地基持力层，采用基持力层，采用深基础方案深基础方案。常见深基础主要。常见深基础主要有：桩基础，沉井基础，墩基础，沉箱基础，有：桩基础，沉井基础，墩基础，沉箱基础，地下连续墙以及高层建筑深基础护坡工程等。地下连续墙以及高层建筑深基础护坡工程等。目前，我国的桩基最大入土深度已达百米，桩目前，我国的桩基最大入土深度已达百米，桩径已超过径已超过5 5米。米。第一节第一节

2、 概概 述述第1页/共31页 桩基础桩基础是通过承台把若干根桩的顶部联结成整体，共同承受动、静荷载的是通过承台把若干根桩的顶部联结成整体，共同承受动、静荷载的一种深基础，而一种深基础，而桩桩是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件，其作用在于穿越是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件，其作用在于穿越软弱的压缩性土层或水中，将桩所承受的荷载传递到更硬、更密实或压缩性软弱的压缩性土层或水中，将桩所承受的荷载传递到更硬、更密实或压缩性较小的地基持力层上，通常将桩基础中的桩称之为较小的地基持力层上，通常将桩基础中的桩称之为基桩基桩。第2页/共31页 桩桩：垂直或微斜埋置于土中的受力杆垂直或微斜埋置于土中的受力杆

3、件，它的横截面尺寸比长度小得多。桩承件，它的横截面尺寸比长度小得多。桩承受承台传递过来的荷载，通过桩侧对土摩受承台传递过来的荷载，通过桩侧对土摩擦力及桩端对土的压力将荷载传递到土中。擦力及桩端对土的压力将荷载传递到土中。桩基础桩基础：由基桩和连接于桩顶的承台由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。上部结构传来的荷载，通过承共同组成。上部结构传来的荷载，通过承台传递给桩，再由桩传递到土中台传递给桩，再由桩传递到土中低承台桩基础的示意图低承台桩基础的示意图低承台桩基础的示意图低承台桩基础的示意图 承台的作用：承台的作用：承受上部结构荷载，承受上部结构荷载，并将荷载传递给各桩。承台箍住桩顶使并将荷载传递给

4、各桩。承台箍住桩顶使各个桩共同承受荷载。各个桩共同承受荷载。第3页/共31页 由于桩基础具有由于桩基础具有承载力高承载力高、稳定性好稳定性好、沉降稳定快沉降稳定快和和沉降变形小沉降变形小、抗震能力强抗震能力强，以，以及能适应及能适应各种复杂地质条件各种复杂地质条件等特点，在工程等特点，在工程中得到了广泛应用。桩基础除主要用来中得到了广泛应用。桩基础除主要用来承受承受坚向抗压荷载坚向抗压荷载外，还在桥梁工程、港口工程、外，还在桥梁工程、港口工程、近海采油平台、高耸和高重建筑物、支挡结近海采油平台、高耸和高重建筑物、支挡结构、抗震工程结构以及特殊土地基如冻土、构、抗震工程结构以及特殊土地基如冻土、

5、膨胀土等中，用于膨胀土等中，用于承受侧向土压力、波浪力、承受侧向土压力、波浪力、风力、地震力、车辆制动力、冻胀力、膨胀风力、地震力、车辆制动力、冻胀力、膨胀力等水平荷载和竖向抗拔荷载力等水平荷载和竖向抗拔荷载等。等。第4页/共31页一、桩基础的适用性一、桩基础的适用性通常对下列情况，可考虑用桩基础方案：通常对下列情况，可考虑用桩基础方案：(1)(1)软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物，不允许地基有过大沉降和不均匀沉建筑物，不允许地基有过大沉降和不均匀沉降；降；(2)(2)对于高重建筑物，如高层建筑、重型工业对于高重建筑物，如高层建筑、重型工业厂房和仓

6、库、料仓等，地基承载力不能满足厂房和仓库、料仓等，地基承载力不能满足设计需要时；设计需要时；(3)(3)对桥梁、码头、烟囱、输电塔等结构，宜对桥梁、码头、烟囱、输电塔等结构，宜采用桩基以承受较大的水平力和上拔力时；采用桩基以承受较大的水平力和上拔力时；(4)(4)对精密或大型的设备基础，需要减小基础对精密或大型的设备基础，需要减小基础振幅、减弱基础振动对结构的影响时；振幅、减弱基础振动对结构的影响时；第5页/共31页二二、桩基设计原则桩基设计原则 桩基础设计也应满足桩基础设计也应满足地基承载力地基承载力和和变形变形这这两项基本要求。两项基本要求。按行业标准按行业标准建筑桩基技术规范建筑桩基技术

7、规范，建筑桩，建筑桩基设计与建筑结构设计一样，采用以概率理论为基设计与建筑结构设计一样，采用以概率理论为基础的基础的极限状态设计法极限状态设计法，并按极限状态设计表达，并按极限状态设计表达式计算。桩基的极限状态分为式计算。桩基的极限状态分为两类两类：第6页/共31页1.承载能力极限状态承载能力极限状态 对应于桩基受荷达到最大对应于桩基受荷达到最大承载能力承载能力导致整体导致整体失稳或发生不适于失稳或发生不适于继续承载的变形继续承载的变形；2.正常使用极限状态正常使用极限状态 对应于桩基变形达到为保证建筑物正常使用对应于桩基变形达到为保证建筑物正常使用所规定的限值或桩基达到耐久性要求的某项限值。

8、所规定的限值或桩基达到耐久性要求的某项限值。建筑桩基的安全等级见下表建筑桩基的安全等级见下表。第7页/共31页设计等级设计等级建筑物类型建筑物类型甲级甲级1.1.重要的建筑重要的建筑2.2.3030层以上或高度超过层以上或高度超过100 m100 m的高层建筑的高层建筑3.3.体型复杂，层数相差超过体型复杂，层数相差超过1010层的高低层连体建筑物层的高低层连体建筑物4.4.2020层以上框筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建层以上框筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑物筑物5.5.场地和地基条件复杂的一般建筑物及坡地、岸边建筑场地和地基条件复杂的一般建筑物及坡地、岸边建筑6.6.对相邻既有

9、工程影响较大的建筑对相邻既有工程影响较大的建筑乙级乙级除甲级，丙级以外的建筑除甲级，丙级以外的建筑丙级丙级场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下的场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下的建筑建筑建筑桩基安全等级建筑桩基安全等级 第8页/共31页 根根据据承承载载能能力力极极限限状状态态和和正正常常使使用用极极限限状状态态的的要要求求，桩桩基基需需进进行行如如下下计计算算和和验验算：算：1.1.所有桩基均应进行承载能力极限状态计算所有桩基均应进行承载能力极限状态计算 .2.2.应根据建筑桩基的设计等级及长期荷载作应根据建筑桩基的设计等级及长期荷载作用下桩基变形对上部结构的影响

10、程度，按用下桩基变形对上部结构的影响程度，按规定进行变形计算规定进行变形计算.3.3.应根据桩基所处的环境类别和相应的裂缝应根据桩基所处的环境类别和相应的裂缝控制等级，验算桩和承台正截面的抗裂和控制等级，验算桩和承台正截面的抗裂和裂缝宽度。裂缝宽度。第9页/共31页三、三、桩基础的设计步骤与内容桩基础的设计步骤与内容（1 1）选择桩型、施工工艺、断面、桩端持力层、承台埋深。）选择桩型、施工工艺、断面、桩端持力层、承台埋深。（2 2）估算单桩承载力设计值。估算单桩承载力设计值。（3 3）确定桩数和承台底面尺寸。）确定桩数和承台底面尺寸。（4 4）确定复合基桩竖向承载力设计值。）确定复合基桩竖向承

11、载力设计值。（5 5）桩顶作用效应验算，认为柱底水平剪力作用于承台顶面。）桩顶作用效应验算，认为柱底水平剪力作用于承台顶面。（6 6）桩桩基基沉沉降降计计算算。按按长长期期效效应应组组合合柱柱底底效效应应进进行行桩桩基基沉沉降降计计算。算。（7 7）桩身结构设计计算。）桩身结构设计计算。（8 8）承台设计计算。）承台设计计算。设计桩基应先根据建筑物的特点和有关要求，进行岩土工设计桩基应先根据建筑物的特点和有关要求，进行岩土工程勘察和场地施工条件等资料的收集工作；设计时应考虑桩的程勘察和场地施工条件等资料的收集工作；设计时应考虑桩的设置方法及其影响设置方法及其影响。第10页/共31页No结构与地

12、质资料结构与地质资料桩型、桩长、桩距桩型、桩长、桩距确定桩数确定桩数n=P/R桩基中单桩承载力验算桩基中单桩承载力验算软弱下卧层验算软弱下卧层验算承台设计承台设计沉降计算沉降计算桩桩基基础础的的设设计计步步骤骤第11页/共31页第二节第二节 桩基础的分类桩基础的分类 1 1桩基础的分类桩基础的分类：桩基础按桩的数量可分为单桩基础、群桩桩基础按桩的数量可分为单桩基础、群桩基础；按承台位置分：低承台及高承台桩基础基础；按承台位置分：低承台及高承台桩基础.2 2 桩的分类桩的分类 桩桩1.1.按承载性状可分按承载性状可分2.2.施工方法可分施工方法可分 1 1）端承型桩端承型桩2 2）摩擦型桩摩擦型

13、桩 1 1）预制桩预制桩 2 2）灌注桩灌注桩 3.3.使用功能可分使用功能可分 1 1）抗压桩、抗拔桩抗压桩、抗拔桩 2 2）水平受荷桩、复合受荷桩）水平受荷桩、复合受荷桩 4.4.按成桩方法可分按成桩方法可分 1 1）非挤土桩非挤土桩2 2）部分挤土桩部分挤土桩3 3）挤土桩挤土桩第12页/共31页 摩擦型桩摩擦型桩 指在竖向荷载作用下，桩顶荷载指在竖向荷载作用下，桩顶荷载全部或大部分由桩侧摩阻力承担的桩。全部或大部分由桩侧摩阻力承担的桩。摩擦桩摩擦桩端承摩擦桩端承摩擦桩1.1.按承载性状可分按承载性状可分第13页/共31页 端承型桩端承型桩 :在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载在竖向极限荷载

14、作用下，桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承担，而桩侧摩阻力相对全部或主要由桩端阻力承担，而桩侧摩阻力相对于桩端阻力较小的桩。于桩端阻力较小的桩。端承桩端承桩摩擦端承桩摩擦端承桩第14页/共31页定义定义:预制桩是指在工厂或工地现场预先将桩制作成型，然预制桩是指在工厂或工地现场预先将桩制作成型，然后运送到桩位，用某种沉桩方法将其沉入土中的桩。后运送到桩位，用某种沉桩方法将其沉入土中的桩。断面断面尺寸：尺寸：300mm300mm 550mm550mm300mm300mm 550mm550mm分类分类:预制桩按材料分类主要有：预制桩按材料分类主要有：钢筋混凝土预制桩、混凝钢筋混凝土预制桩、混凝土预制桩、

15、钢桩、木桩。土预制桩、钢桩、木桩。钢筋混凝土桩优点钢筋混凝土桩优点：桩身强度高，制作方便，耐腐蚀性能好，：桩身强度高，制作方便，耐腐蚀性能好，不受地下水位与土质条件限制，质量易保证，安全可靠，不受地下水位与土质条件限制，质量易保证，安全可靠，承载力高。承载力高。缺点：缺点：自重大，需要运输及打桩设备，有时要接桩、要截桩；自重大，需要运输及打桩设备，有时要接桩、要截桩；工期长，对比灌注桩，用钢量大，造价高；锤击沉桩时，工期长，对比灌注桩，用钢量大，造价高；锤击沉桩时，噪音大。虽然有缺点，但由于钢筋混凝土预制桩的优越性噪音大。虽然有缺点，但由于钢筋混凝土预制桩的优越性显著，它的应用还是很广泛。显著

16、，它的应用还是很广泛。2.2.施工方法可分施工方法可分 锤击锤击工厂或现工厂或现场预制场预制振动振动静压静压成桩成桩(1)预制预制桩桩第15页/共31页离心预应力预制钢筋混凝土桩离心预应力预制钢筋混凝土桩第16页/共31页静压桩机柴油打桩机第17页/共31页定义定义:灌注桩是在施工现场在桩位处先成孔，在孔内加灌注桩是在施工现场在桩位处先成孔，在孔内加放钢筋笼（也有不放钢筋笼的），灌注混凝土制成的放钢筋笼（也有不放钢筋笼的），灌注混凝土制成的桩。灌注桩具有造价低、用钢量少、桩长可以灵活掌桩。灌注桩具有造价低、用钢量少、桩长可以灵活掌握及施工噪音小、振动小等优点。握及施工噪音小、振动小等优点。分类

17、分类:为沉管灌注桩、钻孔（冲、挖）孔灌注桩等。为沉管灌注桩、钻孔（冲、挖）孔灌注桩等。(2)灌注桩灌注桩现场成孔现场成孔浇注混凝土浇注混凝土成桩成桩钻孔钻孔冲孔冲孔沉管沉管夯扩夯扩挖孔挖孔第18页/共31页沉管灌注桩沉管灌注桩：沉管灌注桩利用锤击或振动等方法，将一定直径的钢管沉沉管灌注桩利用锤击或振动等方法，将一定直径的钢管沉入土中，形成桩孔，然后浇筑混凝土，拔出钢管形成所需要的灌注桩。入土中，形成桩孔，然后浇筑混凝土，拔出钢管形成所需要的灌注桩。沉管灌注桩的施工工艺示意图如下沉管灌注桩的施工工艺示意图如下:第19页/共31页q优点优点：造价低，管内无水作业桩身砼质量好；造价低，管内无水作业桩

18、身砼质量好；q缺点缺点：产生缩颈、夹土、断桩，因挤土效应产生缩颈、夹土、断桩，因挤土效应,相邻桩可能破坏相邻桩可能破坏q防治措施防治措施：控制拔管速度，快振慢拔控制拔管速度，快振慢拔；第20页/共31页 2 2）钻（冲）孔灌注桩：）钻（冲）孔灌注桩：先用机械方法取土成孔，然后清除孔底残渣土，安放钢筋笼，浇先用机械方法取土成孔，然后清除孔底残渣土，安放钢筋笼，浇灌混凝土而形成灌注桩。灌混凝土而形成灌注桩。它包括各种钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩和它包括各种钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩和干作业法（螺旋钻、钻斗及人工挖孔等）。干作业法（螺旋钻、钻斗及人工挖孔等）。（1 1）适合各类地层成桩，钻孔桩的桩长、

19、桩径不受限，但沉管桩）适合各类地层成桩，钻孔桩的桩长、桩径不受限，但沉管桩因挤土量大桩长、桩径将受到一定限制；因挤土量大桩长、桩径将受到一定限制；（2 2）没有接桩的问题，桩的耐久性好；）没有接桩的问题，桩的耐久性好；（3 3）桩身配筋比钢筋混凝土预制桩少，单桩承载力高；）桩身配筋比钢筋混凝土预制桩少，单桩承载力高；（4 4）可实施扩底或支盘，以增大单桩的竖向承载力；）可实施扩底或支盘，以增大单桩的竖向承载力；（5 5）对于水下导管法灌注桩，混凝土灌注工艺及操作技术较复杂。）对于水下导管法灌注桩，混凝土灌注工艺及操作技术较复杂。如需要提高单桩承载力，可采用扩底桩，即在钻机成孔后，撑开如需要提高

20、单桩承载力，可采用扩底桩，即在钻机成孔后，撑开钻头的扩孔刀刃使之旋转切土扩大桩孔，浇灌混凝土后在底端形成扩钻头的扩孔刀刃使之旋转切土扩大桩孔，浇灌混凝土后在底端形成扩大桩端，但扩底直径不宜大于大桩端，但扩底直径不宜大于3 3倍倍桩身直径。桩身直径。第21页/共31页粘性土粘性土砂性土砂性土螺旋钻孔灌注桩第22页/共31页螺旋钻 第23页/共31页钻扩桩钻扩桩第24页/共31页碎石碎石混凝土混凝土钢筋笼钢筋笼内夯式扩底桩200kN钢锤第25页/共31页爆破扩底桩第26页/共31页竖向抗压桩竖向抗压桩竖向抗拔桩竖向抗拔桩水平受荷桩水平受荷桩复合受荷桩复合受荷桩主要承受竖向下压荷载（简称主要承受竖向

21、下压荷载（简称竖向荷载竖向荷载）的桩，应进行）的桩，应进行竖向竖向承载力承载力计算，必要时还需计算计算，必要时还需计算桩基沉降桩基沉降，验算，验算软弱下卧层软弱下卧层的的承载力以及承载力以及负摩阻力负摩阻力产生的下拉荷载。产生的下拉荷载。主要承受竖向上拔荷载的桩，应进行主要承受竖向上拔荷载的桩，应进行桩身强度桩身强度和和抗裂计算抗裂计算以及以及抗拔承载力抗拔承载力验算。验算。主要承受水平荷载的桩，应进行主要承受水平荷载的桩，应进行桩身强度桩身强度和和抗裂验算抗裂验算以及以及水平水平承载力承载力和和位移验算位移验算。承受竖向、水平荷载均较大的桩，应按承受竖向、水平荷载均较大的桩，应按竖向抗压（或

22、抗拔）桩竖向抗压（或抗拔）桩及及水平受荷桩水平受荷桩的要求进行验算。的要求进行验算。3.3.使用功能可分使用功能可分 第27页/共31页非挤土桩非挤土桩（干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法）：）：人工挖人工挖孔桩，干钻孔灌注桩，湿钻孔灌注桩孔桩，干钻孔灌注桩，湿钻孔灌注桩；部分挤土桩部分挤土桩：预钻孔（引孔）预制静压（或打入）桩，开口预钻孔（引孔）预制静压（或打入）桩，开口预制混凝土管桩钢桩预制混凝土管桩钢桩 挤土桩挤土桩：沉管灌注桩、预制实心静压（或打入）桩，闭口预沉管灌注桩、预制实心静压（或打入）桩，闭口预应力砼管桩、钢管桩，闭口预应力砼管桩，钢管桩，锚杆静压应力砼管桩、钢管桩，闭口预应力砼管桩，钢管桩，锚杆静压桩。桩。4.4.按成桩方法可分按成桩方法可分 第28页/共31页5、按、按桩身材料桩身材料分：分：木桩（木桩（timber piles）混凝土桩（混凝土桩（concrete piles）钢桩（钢桩（steel piles）组合桩（组合桩（composite piles）第29页/共31页6、按、按桩径桩径大小分：大小分：小直径桩：小直径桩：d250d250中直径桩：中直径桩：250250d d800800大直径桩：大直径桩：d800d800（d d桩身设计直径）桩身设计直径）第30页/共31页感谢您的观看。第31页/共31页