桩基础设计-11

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,土力学与地基基础,钟山风雨起苍黄，百万雄师过大江,虎踞龙盘今胜昔，天翻地覆慨而慷,宜将胜勇追穷寇，不可沽名学霸王,天若有情天宜老，人间正道是沧桑,10/1/2024,1,登金陵凤凰台,李 白,凤凰台上凤凰游，凤去台空江自流。,吴宫花草埋幽径，晋代衣冠成古丘。,三山半落青天外，二水中分白鹭洲。,总为浮云能蔽日，长安不见使人愁。,10/1/2024,2,第,11,章 桩基础设计,第一节 桩基础分类和质量检验,第二节 单桩轴向荷载的传递,第三节 单桩竖向承载力特征值,第四节 群桩竖向承载力,第五节 桩基础设计,学以修身为本，师以淑仁为善。,10/1/2024,3,第一节,桩基础分类和质量检验,一、桩基础分类,1.,承台位置分类,低承台桩基础,高承台桩基础,群桩,承台板,承台梁,10/1/2024,4,10/1/2024,5,10/1/2024,6,2.,传力方式分类,摩擦型桩,摩擦桩,桩端阻力可不计,端承摩擦桩,端阻力较大，但不大于,30%,端承型桩,摩擦端承桩,主要端阻力，摩擦力较小,端承桩,桩侧摩阻力可略去,10/1/2024,7,3.,桩身材料分类,混凝土桩,钢筋混凝土桩,钢桩,开口或敞口管桩,H,型钢桩,异型钢桩,木桩,较少采用,10/1/2024,8,4.,成桩方法分类,（,1,）预制桩,动力打桩机打入土层,静力压桩机压入土层,10/1/2024,9,（,2,）,灌注桩,a.,沉管灌注桩,b.,钻孔灌注桩,泥浆护壁,钢套管护壁,下钢筋笼,浇混凝土,10/1/2024,10,c.,挖孔灌注桩,机械挖孔,人工挖孔：需要护壁,d.,扩底桩,钻扩桩,爆扩桩,夯扩桩,夯扩桩机,10/1/2024,11,二、桩的质量检验方法,开挖检验：观察外露部分,钻芯法,钻取混凝土芯样,抗压强度测试，确定质量是否达标,声波检测法,测定超声波在桩身内的传播速度,检测缺陷,动测法：动应变测试,10/1/2024,12,第二节,单桩竖向荷载传递,一、抗压桩桩身受力,1.,外加压力,Q,承台传来之力,方向向下,2.,抗力（承载力之要素）,桩侧摩阻力,q,s,（,或,）,桩端反力,q,P,（,）,3.,特定情况要考虑弯曲变形,q,s,Q,q,P,10/1/2024,13,二、负摩阻力的概念,1.,定义,桩侧摩阻力,q,s,（,），,称为负摩阻力,负摩阻力对工程有害,2.,可能出现负摩阻力的情况,地表大面积堆载或新填土,桩穿过欠固结土，支承于坚硬土层,地下水位下降，引起地面下陷,湿陷性黄土浸水后产生湿陷,10/1/2024,14,3.,负摩阻力产生机理,桩周土的沉降量桩的下降量,4.,中性点,（,1,）定义：桩、土位移相等，,q,s,=0,的分界点,其上，负摩阻；其下，正摩阻,（,2,）位置,当桩周主要为处于固结的土层时，中性点位置大多在桩长的,70%75,深度处,支承在基岩上的桩，中性点接近基岩面,10/1/2024,15,第三节 单桩竖向承载力 特征值,一、试桩法,1.,静力试桩数量要求,（,1,）不少于总桩数的,1%,（,2,）不少于,3,根桩,2.,试验装置,（,1,）加载系统,（,2,）,测量系统,10/1/2024,16,10/1/2024,17,3.,试验要点,（,1,）开始时间：预制桩入土时间,砂土,7,天后,黏性土中不少于,15,天,饱和软黏土不少于,25,天,灌注桩混凝土达到设计强度后,（,2,）荷载分级：不小于,8,级,每级加荷量为预估极限荷载的,1/8 1/10,（,3,）测读沉降的时间：,5,、,10,、,15min,间隔,15min,1h,后间隔,30min,10/1/2024,18,连续两小时内每小时沉降,40mm,s,n,+1,/,s,n,2,且经,24h,尚未达到稳定,25m,以上的非嵌岩桩，,Qs,曲线呈缓变时，,s6080mm,在特殊条件下，可根据具体要求,s100mm,4.,承载力确定,（,1,）极限承载力,10/1/2024,19,陡,降段的,起点为极限荷载,沉降,24h,无法稳定时，取前一级荷载,曲线缓时，取,s,=40mm,对应的荷载,极差不超过平均值的,30%,时，取平均,值 为极限承载力,Q,u,（,2,）,承载力特征值,10/1/2024,20,二、初步设计时单桩竖向承载力估算,1.,摩擦桩竖向承载力特征值,2.,嵌岩桩竖向承载力特征值,10/1/2024,21,例题,10.1,钢筋混凝土预制方桩截面,450mm,450mm,，,长,18m,。,打穿,6m,厚的淤泥质土,q,sa,=5kPa,，,进入黏土层,q,sa,=32kPa,、,q,pa,=1600kPa,。求单桩竖向,承载力特征值。,解,kN,10/1/2024,22,第四节 群桩竖向承载力,一、群桩工作特点,1.,端承型群桩,基桩的工作性状与单桩一致,群桩承载力等于单桩承载力之和，变形相等,2.,摩擦型群桩,应力发生重叠,群桩承载力不等于各单桩承载力,之和,群桩效率系数,10/1/2024,23,二、承台下土对荷载的分担作用,1.,承台效应,摩擦型群桩在竖向荷载作用下，桩土相对位移,承台下土分担一部分荷载,形成复合桩基,2.,复合桩基竖向承载力特征值,承台效应系数，按表,10-9,取值,计算基桩所对应的承台底面净面积,A,承台计算域面积,A,ps,桩身截面面积,n,桩数,10/1/2024,24,第五节,桩基础设计,一、选型尺寸,1.,桩材料：钢筋混凝土、钢,2.,桩型：预制、灌注,（,1,）,10,层以下房屋，直径,500mm,左右的灌注桩、边长,400mm,的预制桩；,（,2,）,1020,层房屋，直径,8001000mm,左右的灌注桩、边长,400mm,、,450mm,的预制桩,（,3,）,2030,层房屋，直径,10001200mm,灌注桩、边长,500mm,预制桩,10/1/2024,25,（,4,）,3040,层房屋，,1200mm,灌注桩、外径,500550mm,预应力混凝土管桩、大直径钢管桩,3.,确定尺寸,（,1,）桩截面尺寸,（,2,）桩身长度,（,3,）承台标高,4.,确定单桩竖向承载力特征值,R,a,初步设计时根据公式估算,或勘察单位提供的数值,10/1/2024,26,二、估算桩数,n,1.,轴心受压,2.,偏心受压,桩数在轴压的基础上增加,10%-20%,三、布置桩位,1.,布置原则,（,1,）尽量使上部荷载中心与桩群截面重心重合,10/1/2024,27,（,2,）对称式，梅花形，行列式，环状排列,（,3,）桩箱基础，宜将桩布置在墙下；桩筏基,础，宜将桩布置在梁（肋）下；大直径,桩，宜采用一柱一桩布置,（,4,）同一结构单元，宜避免采用不同的桩型,10/1/2024,28,2.,桩的平面尺寸,满足最小中心距的要求：,（,1,）摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的,3,倍；,（,2,）扩底灌注桩中心距不宜小扩底直径的,1.5,倍，当扩底直径,2m,时，桩端净距不宜小于,1m,。,满足承台边缘距离的要求：,（,1,）边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长，桩的外边缘至承台边缘的距离不小于,150mm,；,（,2,）桩的外边缘至承台梁边缘至少,75mm,。,10/1/2024,29,偏心受压,平均值算法与轴心受压时相,同，角桩承担的轴力最大,四、单桩承载力验算,1.,单桩轴力,Q,计算,轴心受压,10/1/2024,30,2.,承载力条件,（,1,）轴心竖向荷载作用下,（,2,）偏心竖向力作用下,10/1/2024,31,例题,10.2,某一般建筑柱下三桩基础，轴心受压，如图所示。,F,k,=2250,kN,，,G,k,=90kN,。,方形混凝土预制桩，边长为,400mm,。,验算基桩的竖向承载力。,解,（,1,）单桩竖向承载力特征值,q,pa,q,sa,q,sa,q,sa,kN,10/1/2024,32,（,2,）在轴心竖向力作用下，单桩承载力,验算,符合规范要求,kN,kN,10/1/2024,33,例题,10-3,某柱传至承台顶部的荷载效应标准值为：轴力,1800kN,、弯矩,300kN.m,、剪力,40kN,。采用边长,400mm,的预制方桩，桩长,10m,，单桩竖向承载力特征值,R,a,=420kN,。试确定此柱下桩基础的桩数和平面布置,(,摩擦型桩,),。,解：,（,1,）预估承台尺寸和埋深,设承台底面尺寸为,3000mm,4000mm,厚度,1200mm,埋深,1500mm,10/1/2024,34,（,2,）确定桩数,kN,kN,偏心受压，取放大系数,1.1,取,n,=6,10/1/2024,35,（,3,）桩群平面布置,6,根桩布置成两排，每排三根,中心距,mm,边桩中心到承台边缘的距离,400mm,边桩边缘承台边缘的距离,200mm150mm,承台底面实际尺寸,3200mm,2000mm,1200,1200,1200,400,400,400,400,1200,10/1/2024,36,（,4,）验算承载力,1200,1200,400,400,400,400,1200,kN,kN,kN.m,x,y,kN,R,a,=420kN,10/1/2024,37,m,m,2,kN,1.2,R,a,=1.2,420=504kN,满足要求,完整的桩基础设计还需要对承台进行计算,1200,1200,400,400,400,400,1200,x,y,10/1/2024,38,