第8章桩基础(4)(精品)

风荷载,土压力,水压力,地震荷载,刹车制动力,风荷载,8.5,桩基水平承载力,当水平荷载所占比例较大时，应对桩基础的水平荷载进行验算。,h,水平承载机理,桩身对桩周土体产生侧向压应力，同时桩侧土反作用于桩，产生侧向土抗力，桩土共同作用，相互影响。,随着横向荷载的加大，桩的水平位移与土的变形增大，会发生土体明显开裂、隆起；当桩基水平位移超过容许值时，桩身产生裂缝以至断裂或拔出，桩基失效或破坏。,影响桩基水平承载力因素：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。,8.5.1,水平荷载下桩的失效与变形,（,a,）,刚性桩（短桩）,:,（,b,）,半刚性桩（中长桩）：,（,c,）柔性桩（长桩）：,8.5.2,单桩水平静载试验,1,试验装置,加载系统和位移观测系统。,采用千斤顶同时对两根桩施加对顶荷载，千斤顶与试桩接触处宜设置一球形铰座，以保证作用力能水平通过桩身轴线。,桩的水平位移宜用大量程百分表量测，若需测定地面以上桩身转角时，在水平力作用线以上,500mm,左右还应安装,1,2,只百分表,。,固定百分表的基准桩与试桩净距不少于一倍试桩直径。,2,试验方法,对承受反复作用水平荷载（风力、波浪冲击力、汽车制动力、地震力等）的桩基，宜采用单向多循环加卸载法加荷。,对受长期水平荷载的桩基（或测量桩身应力及应变的试桩）也可采用慢速维持加载法进行试验。,荷载分级,取预估水平极限承载力的,1/10,1/15,作为每级荷载的加荷增量；根据桩径大小并适当考虑土层软硬，对于直径,300,1000mm,的桩，每级荷载增量可取,2.520kN,。,加载程序与位移观测,每级荷载施加后，恒载,4min,，测读水平位移，然后卸载至零，停,2min,测读残余水平位移，至此完成一个加卸载循环，如此循环,5,次,便完成一级荷载的试验观测，随后进行下一级的加荷试验与观测。,中止试验的条件,当桩身出现折断或水平位移超过,30,40mm,（软土取,40mm,），或桩侧地表出现明显裂缝或隆起时，即可终止试验。,单向多循环加卸载试验法操作要点,：,3.,试验成果分析,单桩水平静载荷试验成果分析曲线,8.5.3,单桩水平承载力的理论计算,地基水平抗力系数分布图,1,土的弹性抗力及其分布形式,桩的侧向地基反力：,地基水平抗力系数的比例常数,m,，可根据单桩水平静载试验结果确定：,2,单桩的挠曲微分方程,或,（,8-79,）,单桩内力与变位曲线,群桩基础承台侧面地基土水平抗力系数：,桩底面地基土竖向抗力系数：,和承台底地基土竖向抗力系数：,桩身轴向压力传布系数等：,3.,群桩基础,m,法的有关计算参数,当确定地震作用下桩基计算参数和图示时，应注意以下问题：,4.,桩基,m,法计算公式,1,）单桩基础或与外力（指水平力和弯矩）作用平面相垂直的单排桩基础,2,）位于（或平行于）外力作用平面的单排（或多排）桩低承台群桩基础,3,）位于（或平行于）外力作用平面的单排（或多排）桩高承台群桩基础,a,）单桩或单排桩基础,b,）多排桩低承台群桩基础,c,）多排桩高承台群桩基础,位移,转角,弯矩,剪力,水平抗力,单桩或单排桩基础,3,桩顶水平位移,4,桩身最大弯矩及其位置,桩身最大位移通常在桩顶，桩顶水平位移是控制基桩水平承载力的主要因素。,8.5.4,桩基水平承载力特征值计算规定,1.,单桩基础,（,8-81,）,（,8-82,）,2,群桩基础,群桩基础（不含水平力垂直与单排桩基纵向轴线和力矩较大的情况）的复合基桩水平承载力特征值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应。,（,8-83,）,（,1,）考虑地震作用时,（,8-84,）,（,2,）不考虑地震作用时,8.6,桩身受压承载力与抗裂计算,8.6.1,钢筋混凝土桩的构造要求,1.,灌注桩,2.,混凝土预制桩,8.6.2,桩身承载力计算模式,（,1,）当桩顶以下,5,d,螺旋式箍筋间距,100mm,时,（,2,）当桩身配筋不符合上述规定时,（,8-87a,）,（,8-87b,）,（,3,）静载试验对计算值的检验,桩受压极限承载力计算值：,（,8-88,）,8.6.3,轴心受压桩的桩身压曲计算,8.6.4,偏心受压桩正截面受压承载力,8.6.5,打入式钢管桩的桩身局部压曲验算,8.6.6,其他计算规定,1.,柱下独立承台、条形承台梁、筏形承台构造尺寸,除满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构需要外，尚应符合：,1,）独立柱下桩基承台的最小宽度不应小于,500mm,，边桩中心至承台边缘的距离不应小于桩的直径或边长，且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于,150mm,。对于条形承台梁，桩的外边缘至承台梁边缘的距离不应小于,75mm,，承台的最小厚度不应小于,300mm,。,2,）高层建筑平板式和梁板式筏形承台的最小厚度不应小于,400mm,。,2.,柱下独立承台、条形承台梁、筏形承台的配筋规定,1,）柱下独立桩基承台的最小配筋率不应小于,0.15%,。,2,）条形承台梁纵向主筋直径不宜小于,12mm,，架立筋不宜小于,10mm,，箍筋直径不宜小于,6mm,。,3,）筏形承台板或箱形承台板在计算中当仅考虑局部弯矩作用时，考虑到整体弯曲的影响，纵横两个方向的下层钢筋配筋率不宜小于,0.15%,；上层钢筋应按计算配筋率全部连通。,4,）柱下独立双桩承台：按深受弯构件的构造配筋。,8.7,承台设计计算,8.7.1,承台的构造,3.,混凝土耐久性要求、抗渗要求、保护层厚度,4.,桩与承台的连接,1,）桩嵌入承台内长度：中等直径桩,50mm,；大直径桩,100mm,。,2,）混凝土桩的桩顶纵向主筋应锚入承台内，其锚入长度不宜小于,35,倍纵向主筋直径；对于抗拔桩基不应小于,40,倍主筋直径。,3,）大直径灌注桩，采用一柱一桩时可设置承台或将桩与柱直接连接。,5.,柱与承台之间的连接,1,）一柱一桩基础，柱与桩直接连接时，柱纵向主筋锚入桩身内长度不应小于,35,倍纵向主筋直径。,2,）多桩承台，柱纵向主筋应锚入承台,35,倍纵向主筋直径；当承台高度不满足锚固要求时，竖向锚固长度,20,倍纵向主筋直径。,3,）当有抗震设防要求时，对于一、二级抗震等级，锚固长度应乘以,1.15,系数；对于三级抗震等级，应乘以,1.05,系数。,6.,承台与承台之间的连接，联系梁设置,1,）一柱一桩时，应在桩顶两个主轴方向上设置联系梁。当桩与柱的截面直径之比大于,2,时，可不设联系梁。,2,）两桩桩基的承台，应在其短向设置联系梁。,3,）有抗震设防要求柱下桩基承台，宜沿两个主轴方向设置联系梁。,4,）联系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高。联系梁宽度不宜小于,250mm,，其高度可取承台中心距的,1/10,1/15,，且不宜小于,400mm,。,5,）联系梁配筋应按计算确定，梁上下部配筋不宜小于,2,根直径,12mm,钢筋；位于同一轴线上的联系梁纵筋应通长配置。,7.,承台及地下室外墙与基坑侧壁间隙的回填处理,承台和地下室外墙与基坑侧壁间隙应采用灰土、级配砂石、压实性较好的素土分层回填夯实，轻型击实压实系数不宜小于,0.94,；也可采用素混凝土回填。,8.7.2,承台受弯计算,1,柱下独立承台,矩形承台,1,）两桩条形承台和多桩矩形承台弯,矩计算截面取在柱边和承台变阶处：,X,X,Y,Y,x,i,y,i,x,y,2,）三桩承台,a,）等边三桩,b,）等腰三桩,三桩三角形承台,等边三桩承台,等腰三桩承台,2.,箱形、筏形承台,1,）箱形承台和筏形承台的弯矩宜考虑地基土层性质、基桩分布、承台和上部结构形式和刚度，按地基桩承台上部结构共同作用原理分析计算。,2,）箱形承台，当桩端持力层为基岩、密实的碎石类土、砂土且深厚均匀时；或当上部结构为剪力墙；或当上部结构为框架核心筒结构且按变刚度调平原则布桩时，箱形承台底板可仅考虑局部弯矩作用进行计算；,3,）对于筏形承台，当桩端持力层深厚坚硬、上部结构刚度较好，且柱荷载及柱间距的变化不超过,20%,时；或当上部结构为框架核心筒结构且按变刚度调平原则布桩时，可仅考虑局部弯矩作用进行计算。,3,柱下条形承台梁,对于柱下条形承台梁，一般按弹性地基梁（地基计算模型应根据地基土层特性选取）进行分析计算；若桩端持力层较硬时，且桩柱轴线不重合时，可视为不动支座，按连续梁计算。,4,墙下条形承台梁,（按倒置的弹性地基梁计算弯矩和剪力）,图,8-25,墙下条形桩基连续承台梁计算简图,线荷载的最大值：,板式承台的厚度主要由冲切计算决定。两种破坏形式,柱对承台的冲切，由柱边沿或者变阶处形成一个,45,o,的冲切锥体,角桩处形成一个倒冲切锥体,Q,Q,F,Q,F,Q,Q,Q,8.7.3,承台受冲切计算,8.7.3,受冲切计算,1.,柱对承台的冲切计算,2,箱形、筏形承台受内部基桩冲切计算,单一基桩冲切承载力：,群桩冲切承载力：,3.,角桩对承台冲切计算,1,）多桩（四桩以上）矩形承台,：,矩形承台角桩冲切计算,2,）三桩三角形承台,:,底部角桩：,顶部角桩：,三角形承台角桩冲切计算,8.7.4,受剪切计算,柱下独立承台,，对柱边和桩边、变阶处和桩边联线形成的斜截面进行计算。,承台斜截面受剪切计算简图,对于阶梯形承台抗剪计算：,A,2,-,A,2,断面：,B,2,-,B,2,断面：,阶梯形承台斜截面受剪计算,对于锥形承台抗剪计算：,A,-,A,断面：,B,-,B,断面：,锥形承台斜截面受剪计算,当承台配有箍筋和弯起钢筋时，斜截面的受剪承载力确定（,若无弯起钢筋时，式中的第三项由弯起钢承担的剪力为零）,：,8.7.5,承台局部受压和抗震验算,本次课小结：,8.5,桩基水平承载力,8.5.1,水平荷载下桩的失效与变形,8.5.2,单桩水平静载试验,8.5.3,桩基水平承载力的理论计算,1,土的弹性抗力及其分布形式；,2,单桩的挠曲微分方程,3.,群桩基础,m,法的有关计算参数；,4.,桩基 法计算公式,8.5.4,桩基水平承载力特征值计算规定,8.6,桩身受压承载力与抗裂计算,8.6.1,钢筋混凝土桩的构造要求,8.6.2,桩身承载力计算模式,8.6.3,轴心受压桩的桩身压曲计算,8.6.4,偏心受压桩正截面受压承载力,8.6.5,打入式钢管桩的桩身局部压曲验算,8.7,承台设计计算,1,、承台的构造；,2,、承台受弯计算,3,、,受冲切计算；,4,、受剪切计算,5,、承台局部受压和抗震验算,