第4章桩基础41～44.ppt

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1、第第4章章 桩基础桩基础4.14.4回 顾n1.柱下条形基础底板厚度构造上要求，不正确的是()。n（A）不应小于200mm；（B）在200250mm为等厚度板；（C）大于250mm为变厚度板；（D）大于300mm时为变厚度板。n2.关于柱下条形基础梁纵向受力筋的构造要求，叙述不正确的是()。n（A）梁上下均有24根通长配置，且其面积不得小于纵向钢筋总面积的1/3；（B）支座受力筋布置在支座下部，跨中受力筋布置在跨中上部；（C）梁高大于450mm时，在梁两侧沿高度配置腰筋，间距不大于200mm。n3.筏形基础的厚度不须考虑()。n（A）板的抗冲切强度；（B）板的抗剪切强度；（C）板的最小厚度；（

2、D）局部受压承载力。n4.以下箱基构造要求()不是从考虑箱基的整体刚度要求出发。n（A）箱基高度不宜小于其长度的1/20，且不小于3m；（B）外墙厚不小于250mm，内墙厚不小于200mm；（C）顶板厚度不应小于180mm，底板厚不应小于300mm；（D）底层柱与箱基交接处，做成八字柱脚。n5.当考虑上部结构、基础和地基的共同工作时，三者不但要满足静力平衡条件，还应满足（）条件。n6.目前较为常用的三种线性地基模型是：（）、（）、（）。n7.文克尔地基上的梁按l值可划分为短梁、()和()。n8.对于压缩层厚度小于基础宽度的一半情况，在进行地基基础相互作用时，下列模型中优先选用的是()。n(A)

3、有限压缩层地基模型；(B)文克尔地基模型；（C）弹性半空间地基模型；(D)弹塑性地基模型。n9.文克勒地基模型是属于（）。n(A）半无限地基模型 (B)塑性地基模型n(C)线弹性地基模型n10.计算基础范围以外地基的沉降，下述何种模型是不合适的？（）n(A)文克勒地基模型 （B)弹性半空间模型n(C）分层地基模型n11.关于倒梁法的适用条件下列说法中正确的是：n(A)上部结构为柔性结构；(B)上部结构刚度较好，荷载分布均匀；(C)基础梁接近于刚性梁(梁的高度大于柱距的1/6)；(D)地基土较均匀。n12.对于刚度较大的地基(如密实的碎石及砂土地基)和刚度很大的建筑(如剪力墙体系、层数为12层以

4、上的框架、框架剪力墙体系)，在计算箱形基础内力时应考虑：n(A)局部弯曲；(B)整体弯曲；(C)局部弯曲和整体弯曲；(D)不计弯曲变形。第第4章章 桩基础桩基础n4.1 概述n4.2 桩的类型n4.3 桩的竖向承载力n4.4 桩基础沉降的计算n4.5 桩的负摩擦问题n4.6 桩的水平承载力n4.7 桩的平面布置原则n4.8 桩承台的设计n4.9 桩基础设计的一般步骤4.14.1 概述概述 一、桩基及其作用一、桩基及其作用桩基桩基=桩桩+承台承台（独立、条形、（独立、条形、筏、箱）筏、箱）有高有高、低两种，前者用于水中、低两种，前者用于水中几个基本概念n桩基pile foundationn由设置

5、于岩土中的桩和与桩顶连接的承台共同组成的基础或由柱与桩直接连接的单桩基础n复合桩基composite pile foundationn由基桩和承台下地基土共同承担荷载的桩基础n基桩foundation pilen桩基础中的单桩n复合基桩composite foundation pilen单桩及其对应面积的承台下地基土组成的复合承载基桩。n刚性桩复合地基桩之作用桩之作用：（1 1）将荷载传至硬土层，或分配到较大的）将荷载传至硬土层，或分配到较大的深度范围深度范围 ，以提高承载力。，以提高承载力。（2 2）减小沉降，从而也）减小沉降，从而也减小沉降差，故地基减小沉降差，故地基强度够，而变形不合强度

6、够，而变形不合要求时亦用。要求时亦用。（3 3）抗拔：用于抗风、抗震、抗浮等）抗拔：用于抗风、抗震、抗浮等（4 4）有一定抗水平荷载能力，特别是斜桩）有一定抗水平荷载能力，特别是斜桩（5 5）抗液化：深层土不易液化，浅层土液）抗液化：深层土不易液化，浅层土液化后，有桩支撑，有助于上部结构的稳定化后，有桩支撑，有助于上部结构的稳定 所以应用广泛，沿海、内陆地所以应用广泛，沿海、内陆地区均用。区均用。同基坑支护、地基处同基坑支护、地基处理并为土木工程三大热点理并为土木工程三大热点。桩基古已应用。上海龙华塔，桩基古已应用。上海龙华塔，7 7层，层，40.4m,40.4m,相当于相当于1313层楼高层

7、楼高,初建于三国东吴时代初建于三国东吴时代 ,重建于重建于宋代宋代,用木桩用木桩,桩周用灰土防腐桩周用灰土防腐，是，是软基上建高层的范例软基上建高层的范例。桩基适用范围桩基适用范围n1、高层、重要建筑物；、高层、重要建筑物；n2、重型工业厂房、仓库、料仓；、重型工业厂房、仓库、料仓；n3、较大水平荷载或上拔力的构筑物基础；、较大水平荷载或上拔力的构筑物基础；n4、精密或大型设备基础；、精密或大型设备基础；n5、表层软弱土层。、表层软弱土层。二、二、桩基础的设计原则桩基础的设计原则桩基设计应满足下列基本条件：桩基设计应满足下列基本条件：1单桩承受的竖向荷载不宜超过单桩竖单桩承受的竖向荷载不宜超过

8、单桩竖向承载力特征值；向承载力特征值；2桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值；允许值；3对位于坡地岸边的桩基应进行桩基稳对位于坡地岸边的桩基应进行桩基稳定性验算。定性验算。三、三、桩基设计内容桩基设计内容（P119自学自学1分钟分钟）桩基设计包括下列基本内容：桩的类型和几何尺寸的选择；单桩竖向(和水平向)承载力的确定；确定桩的数量、间距和平面布置；桩基承载力和沉降验算；桩身结构设计；承台设计；绘制桩基施工图。4.2 桩的类型桩的类型 1.按承载性状分类2.按桩身材料分类3.按施工方法分类4.按成桩时的挤土效应分类5.按桩径大小分类 1.按承载性状分类端承摩擦桩

9、桩擦摩摩擦型桩 摩擦端承桩桩承端端承型桩 桩端土差、桩很长、桩端土差、桩很长、灌注桩清底差灌注桩清底差桩端为岩石、大头桩端为岩石、大头桩桩2.按桩身材料分类可分为可分为木桩木桩，混凝土桩混凝土桩，钢桩钢桩等。等。3.按施工方法分类n预制桩n灌注桩（一）预制桩n预制钢筋混凝土桩n预应力钢筋混凝土桩n钢桩：钢管桩和H形桩（1）预制钢筋混凝土桩n预制钢筋混凝土桩最常用的是实心方桩，断面尺寸从200200mm到600600mm；桩长在现场制作时可达2530m，在工厂预制时一般不超过12m。n接桩的方法有：钢板焊接、法兰盘螺栓连接和螺纹连接等。（2）预应力钢筋混凝土桩n预应力钢筋混凝土桩系将预制混凝土桩

10、的部分或全部主筋作为预应力张拉钢筋，采用先张法、后张法对桩身混凝土施加预压应力，提高桩的抗冲（锤）击能力与抗弯能力。预应力钢筋混凝土桩简称为预应力桩预应力桩。n预应力桩按其制作工艺分为两类：n一类是普遍立模浇制的，断面形状为含内圆孔的正方形，称为预应力空心方桩，或简称预应力空心桩。n另一类是离心法旋制的，断面形状为圆环形的高强预应力管桩（Prestressed High Strength Concrete Tube shaped Piles），简称PHC桩。高强预应力管桩（3）钢桩 n钢桩有两种：钢管桩和H形桩。（4）预制桩的施工工艺 n预制桩的施工工艺包括制桩与沉桩两部分，沉桩工艺又随沉桩机

11、械而变，主要有三种：锤击式、静压式和振动式。演示（二）灌注桩（二）灌注桩 n沉管灌注桩和夯扩桩 n钻（冲）孔灌注桩 n挖孔灌注桩 n爆扩灌注桩（1）沉管灌注桩和夯扩桩 n沉管灌注桩又称套管成孔灌注桩，这类灌注桩是采用振动沉管打桩机或锤击沉管打桩机，将带有活瓣式桩尖、或锥形封口桩尖，或预制钢筋混凝土桩尖的钢管沉入土中，然后边灌注混凝土、边振动或边锤击、边拔出钢管而形成灌注桩。该方法具有施工方便、快捷，造价低的优点，是国内目前采用得较为广泛的一种灌注桩。n其施工程序一般包括四个步骤：沉管、放笼、灌注、拔管。适用于硬塑、可塑黏性土、粉土、中细砂，深度可达2030m（1）沉管灌注桩演示沉管灌注桩质量事

12、故夯扩桩夯扩桩演示（2）钻（冲）孔灌注桩 n钻孔灌注桩(简称钻孔桩)与冲孔灌注桩(简称冲孔桩)是指在地面用机械方法取土成孔的灌注桩。n按施工工艺分为干法成孔和泥浆护壁两类。干法成孔适用于地下水位以上的黏性土、粉土、填土等，砂土慎用。干法成孔演示湿法主要分三大步：成孔、沉放钢筋笼、导管法浇灌水下混凝土成桩。n水下钻孔桩成孔过程中，通常采用具有一定重度和粘度的泥浆进行护壁（膨润土），泥浆不断循环，同时完成携土和运土的任务。n这种成孔工艺可穿过任何类型地层，桩长可达100m。施工过程无挤土、无（少）振动、无（低）噪音，但要排污泥，工地环境脏。泥浆护壁桩事故旋挖钻孔灌注桩n演示（3）挖孔灌注桩n用人力

13、挖土形成桩孔，在向下掘进的同时，将孔壁衬砌以保证施工安全，清理完孔底后，浇灌混凝土。n用人工成孔，成本低n适用于水位以上演示（4）爆扩(钻扩)灌注桩n地下水位以上的粘性土、填土、黄土 钻扩演示旋挖钻扩桩（多支盘桩）挤扩支盘桩(5)钻孔灌注桩后注浆技术4.按成桩时的挤土效应分类n非挤土桩非挤土桩n部分挤土桩部分挤土桩n挤土桩挤土桩（1）非挤土桩）非挤土桩n包括包括挖孔灌注桩，泥浆护壁钻（冲）孔挖孔灌注桩，泥浆护壁钻（冲）孔桩，螺旋钻孔灌注桩等。桩，螺旋钻孔灌注桩等。n这类在成桩过程中基本对桩相邻土不产这类在成桩过程中基本对桩相邻土不产生挤土效应的桩，称为生挤土效应的桩，称为非挤土桩非挤土桩。（2

14、）部分挤土桩）部分挤土桩n钻孔挤扩灌注桩n预钻孔打入（静压）预制桩n打入（静压）敞口钢管桩、敞口预应力混凝土空心桩（3）挤土桩）挤土桩n沉管灌注桩沉管灌注桩n沉管夯（挤）扩灌注桩沉管夯（挤）扩灌注桩n打入（静压）预制桩、闭口钢管桩打入（静压）预制桩、闭口钢管桩5.按桩径大小分类n1.小桩：小桩：桩径桩径d250mmn2.中等直径桩：中等直径桩：250mmd100 时，桩端阻力分担了60以上荷载，即属于端承型桩。4.3.1 单桩轴向荷载的传递机理单桩轴向荷载的传递机理(2)桩端土与桩周土的刚度比EbEs（3）桩土刚度比Ep/Es Ep/Es愈大，传递到桩端的荷载愈大，而对于Ep/Es 10 的中

15、长桩，其桩端阻力分担的荷载几乎接近于零。4.3.1 单桩轴向荷载的传递机理单桩轴向荷载的传递机理(4)桩端扩底直径与桩身直径之比D/d 愈大，桩端阻力分担的荷载比愈大；对于均匀土层中的中长桩，当 D/d=3 时，桩端阻力分担的荷载比将由等直径桩(D/d=1)的约 5 增至约 35；(夯扩桩、富坤扩底桩)4.3.1 单桩轴向荷载的传递机理单桩轴向荷载的传递机理3桩侧摩阻力和桩端阻力的变化规律4.3.1 单桩轴向荷载的传递机理单桩轴向荷载的传递机理桩侧摩阻力达到极限值所需的桩土相对位移极限值基本上只与土的类别有关，而与桩径大小无关，根据试验资料约为46mm(对粘性土)或6l0mm(对砂类土)桩截面

16、位移桩截面位移桩侧摩阻力桩侧摩阻力OCDAB4.3.1 单桩轴向荷载的传递机理单桩轴向荷载的传递机理桩端阻力的桩端阻力的深度效应：当桩端进入持力层的深度h小于某一深度时，其端阻力一直随着深度线性增大；当进入深度大于某个深度后，极限端阻力基本保持恒定不变，该深度称为端阻力的临界深度。13d发挥端阻需要的位移：砂类土d/12d/10，黏性土d/10d/44.单桩的破坏模式4.3.1 单桩轴向荷载的传递机理单桩轴向荷载的传递机理陡降型：摩擦型桩陡降型：摩擦型桩缓变型：端承型桩缓变型：端承型桩4.3.2 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定n单桩竖向承载力的确定，取决于两方面：n桩身的材料强度n地层的支承力n二者取小者。通常混凝土材料强度取C20以上，足以满足，所以主要验算地层的支承力4.3.2 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定确定单桩承载力的方法n经验参数法n静载荷试验法n静力触探法(略)n高应变动测法(略)4.3.2 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定1.经验参数法n建筑地基基础设计规范法求特征值n建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）法求极限值，除以安全系数K=2计算