第八章桩基础课件

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,*,第八章 桩基础与深基础,1,桩基础的适用性,一,.,桩基础的适用性,下列情况,可考虑桩基础方案,:,1.,建筑场地浅层的土质无法满足建筑物对地基变形和强度方面的要,求,而又不适宜采用地基处理措施时,2.,荷载大或是动力荷载、大偏心荷载,3.,重要建筑物或上部结构对地基的不均匀沉降相当敏感,4.,地下水位或地表水位较高,施工排水困难时,二,.,桩基础的构成,承台,:,把桩,(,群,),联成整体,共同承受上部结构的荷载,桩,(,群,):,将承台荷载全部或部分传递给地基土或,岩层,是具有一定刚度和抗弯性能的杆件,第八章 桩基础与深基础,1,第八章桩基础课件,2,根据承台与地面的相对位置,桩基础可分为,:,低承台桩基,:,承台位于地表以下,常见工业民用建筑,高承台桩基,:,承台位于地表以上,常见桥梁、港口码头工程,三,.,桩基础设计内容及步骤,1.,选择桩的类型和尺寸,(,桩的截面尺寸、桩长,),2.,确定单桩承载力设计值,3.,确定桩的数量、间距和布桩方式,4.,验算桩基的承载力和沉降,5.,桩身结构设计,6.,承台设计,7.,绘制桩基施工图,编写施工说明,根据承台与地面的相对位置,桩基础可分为:,3,四,.,桩基设计原则,我国现行,建筑桩基技术规范,中,根据建筑物因桩基损坏所造,成的后果的严重性,将建筑桩基分为三个安全等级等级,:,见,p210,表,8.1,1.,所有桩基均应进行承载力验算,2.,所有桩基均应进行承台和桩身承载力验算,3.,以下情况应进行变形验算,.,见,p210,1,）设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层的建筑桩基,2,）设计等级为乙级的体型复杂、荷载分布显著不均匀或桩端平面,以下存在软弱土层的建筑桩基，以及软土地基上多层建筑复合,桩基,3,）承受较大水平荷载或对水平变位有严格限制的建筑桩基应计算,其水平位移,3.,对不允许出现裂缝或需限制裂缝宽度的混凝土桩身和承台,应进,行抗裂或裂缝宽度验算,四.桩基设计原则,4,2,桩的分类与质量检测,一,.,按桩的使用功能,1.,竖向抗压桩,主要承受上部结构传来的垂直荷载,常见一般房屋建筑,2.,竖向抗拔桩,主要承受拉、拔荷载的桩,常见高压输电塔下的桩基础,3.,水平受荷桩,主要承受水平荷载的桩,常见基坑支护的板桩、高层或高耸建筑,下的桩基础,4.,复合受荷桩,承受较大的水平荷载和垂向荷载,常见桥梁下桩基础,二,.,按桩身材料分类,1.,木桩,适用于常年在地下水位以下的地基,特点,:,储运方便、打桩设备简单、较经济,但承载力较低,耐久性差,2 桩的分类与质量检测,5,2.,混凝土桩,(,灌注桩,),特点,:,设备简单、操作方便、经济,宜产生缩颈、断桩,3.,钢筋混凝土桩,特点,:,强度大，可以承压、抗弯、抗拔，适用于各种工程,4.,钢桩,特点,:,承载力高,沉桩方便,适用于大型、重型设备基础,但造价高、,易锈蚀，在我国使用不广,三,.,按施工方法分类,(,一,),预制桩,指借助于专用机械设备将预先制作好,的具有一定形状、刚度和构造的桩杆打,入、压入或振入土中的桩型,1.,预制桩类型,按桩身材料可分为：,(1),钢筋混凝土预制桩,2.混凝土桩(灌注桩),6,特点,:,长度和截面形状、尺寸可在一定范围内根据需要选择,质量较,易保证,桩端可达坚硬土层或强风化基岩,承载能力高,耐久性,好,在工程中广泛应用。具有挤土效应,构造,:,桩的横截面可做成方形、圆形,一般直径为,300-550mm,(2),预应力钢筋混凝土预制桩,将部分或全部主筋作为张拉钢筋,对桩身混凝土施加预应力,以减,小桩身混凝土的锤击拉应力和弯拉应力,(3),钢桩,2.,预制桩的施工工艺,沉桩方式,:,(1),锤击式,采用各种锤,依靠沉重的锤自由下落,将桩体贯入土中,直到设计,深度,此工艺会产生较大的振动、挤土和噪音,引起临近建筑物或地下,管线的附加沉降或隆起,特点:长度和截面形状、尺寸可在一定范围内根据需要选择,质量较,7,(2),静压式,采用液压或机械方法对桩顶施加静压力而将桩压入土中,仍有挤,土效应,此法适宜在软土地带施工,(3),振动法,凭借放置在桩顶的振动锤使桩产生振动,从而使桩周土体受扰动,或液化,强度降低,于是桩体在自重或动力荷载作用下沉入土中,此法适用于饱和软粘土或淤泥类粘土,(2)静压式,8,(,二,),灌注桩,指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段,在地,基中形成的桩孔内放置钢筋笼和浇筑混凝土而做成的桩,优点,:,一般只根据使用期间可能出现的内力配置钢筋,用钢量较少,同时省去了制作、运输、吊入、打入等过程,缺点,:,由于成桩过程不可视,因此,桩的质量难控制,根据成孔方法,灌注桩可分为,:,1.,沉管灌注桩,施工程序,:,沉管、放笼、灌注、拔管,优点,:,在无水钢管内沉放钢筋笼和浇,筑混凝土,桩的质量较好,缺点,:,提管速度过快,会造成缩颈、,断桩,;,有挤土效应,可能使尚,未硬结的邻桩被剪断,(二)灌注桩,9,2.,钻孔灌注桩,指在地面用机械方法取土成孔的灌注桩,施工顺序,:,成孔、沉放导管和钢筋笼、灌注成桩,优点,:,施工中无挤土、无振动,对邻近建筑物及地下管线影响较小,桩的直径不受限制,有,0.6-0.8-3.0m,缺点,:,由于成孔时水或泥浆不宜清除,沉积在孔底,以致桩端部承载,力不能充分发挥,造成较大沉降,3.,挖孔灌注桩,指人工或机械挖掘开孔、灌注成桩,施工顺序,:,边挖土边做护壁,逐层成孔，灌注,构造,:,直径不小于,1m,长度不宜大于,25m,优点,:,可直接观察地层情况,可控制桩的大小尺寸,在无水环境下作,业,避免泥水对桩质量的影响,无挤土效应,缺点,:,劳动强度大,易发生事故,.,含水砂层中施工,易引起流砂,发生,塌孔,2.钻孔灌注桩,10,第八章桩基础课件,11,四,.,按支承方式分类,1.,摩擦桩,:,指在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载全部由桩侧阻力承受,的桩,2.,端承摩擦桩,:,指在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载主要由桩侧阻力,承受,桩端也承受部分荷载的桩,3.,端承桩,:,指在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载全部由桩端阻力承受,的桩,4.,摩擦端承桩,:,指在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载主要由桩端阻力,承受,桩侧也承受部分荷载的桩,五,.,按桩径大小分类,1.,小桩,:,桩径,d250mm,的桩,2.,中等直径桩,:,桩径,250mmd800mm,的桩,3.,大直径桩,:,桩径,d800mm,的桩,六,.,桩的质量检验方法,1.,开挖检验,四.按支承方式分类,12,第八章桩基础课件,13,2.,钻芯法,:,在灌注桩桩身内钻孔取混凝土芯样进行观察和试验,3.,声波检测法,:,预先在桩中埋入金属管,利用超声波在不同强度混凝,土中的传播速度的变化来进行质量检测,4.,动测法,:,对桩顶施加动力效应,通过接收到的反应场变化,检测桩,的质量,3,竖向荷载下单桩的工作性能,一,.,单桩竖向荷载的传递,桩在桩顶荷载作用下,桩身顶部发生压缩变形,而产生相对于土,的向下位移,从而在桩周产生向上的摩擦阻力,;,当桩顶荷载逐渐增大,桩身压缩变形量随之增大,至到桩底,此时,桩侧摩擦阻力增大到最,大值,.,当桩顶荷载继续增加,荷载沿着桩身向下传给桩端土,桩端土,体承受荷载,形成桩端阻力,二,.,单桩竖向承载力的确定,(,一,),单桩的破坏模式,2.钻芯法:在灌注桩桩身内钻孔取混凝土芯样进行观察和试验,14,第八章桩基础课件,15,第八章桩基础课件,16,1.,桩身材料屈服,由于岩土体能够提供的承载力超过桩身材料强度所能承受的荷,载,桩先于土体发生曲折或桩顶压曲,2.,持力层土体整体剪切破坏,当桩底压力超过持力层承载力时,土体中将形成连续的剪切滑动,面,土体向上挤出破坏,3.,刺入剪切破坏,随荷载的增加,桩不断地下沉,(,二,),单桩竖向承载力的确定,单桩极限承载力,:,指单根桩在发生破坏之前所能承受的最大荷载,桩的承载力取决于,(1),桩的材料强度,(2),土的支承能力,.,在设计时,二者必须兼顾,即分别按两方面确定后,取小值,1.,按桩身强度确定单桩竖向承载力,QA,p,f,c,c,Q:,相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值,1.桩身材料屈服,17,A,p,:,桩身截面面积,f,c,:,混凝土轴心抗压强度设计值,c,:,工作条件系数,预制桩取,0.75,灌注桩取,0.6-0.7,2.,按土对桩的支承力确定单桩承载力,(1),静荷载试验方法,对桩逐级施加稳定的竖向荷载,测定桩在各级荷载下,不同时刻,的桩顶位移,从而建立荷载,Q,位移,s,时间,t,关系,据此分析确定桩,的极限承载力,Ap:桩身截面面积,18,第八章桩基础课件,19,c:,相对变形标准,当,Qs,曲线没有明显转折点时,表明该桩为刺入剪切破坏,此种情况,一般取,s=(40-60)mm,对应的荷载,对大直径桩,:,取,s=(0.03-0.06)D,对应的荷载,对长桩,(L/d,80):,取,s=60-80mm,对应的荷载,单桩竖向承载力设计值,R,的确定,:,1),通过统计确定单桩竖向极限承载力标准值,Q,uk,根据标准差,n,的大小确定,Q,uk,当,n,0.15,时，取,Q,uk,=Q,u,；,当,n,0.15,时，取,Q,uk,=Q,u,2),确定单桩竖向承载力设计值,R,R=Q,u,/r,sp,r,sp,:,桩基竖向承载力分项系数,查,p234,表,.16,c:相对变形标准,20,(,),经验规范参数法,1,）确定单桩极限承载力标准值,Q,uk,桩的承载力,Q,uk,是由桩侧摩阻力,Q,sk,和桩端端阻力,Q,pk,两部分组成的,已知桩周各层土的单位摩阻力和桩底土的单位端阻力,就可计算出,桩的承载力,:,Q,uk,= Q,sk,+,Q,pk,=q,sik,L,i,+q,pk,A,p,q,sik,:,桩周第,i,层土的单位极限摩阻力标准值,见,p222,表,.6,q,pk,:,桩底土的单位极限端阻力标准值,见,p223,表,.7,L,i,:,桩周各层土的厚度,A,p,:,桩的横断面周长和桩底面积,2,）确定单桩竖向承载力设计值,R,r,s, r,p,:,桩基竖向承载力分项系数,查表,()经验规范参数法,21,（,3,）静力触探法,静力触探：将圆锥形的金属探头，以静力方式按一定的速率均匀压,入土中，借助探头的传感器，测出探头侧阻,f,s,及端阻,q,c,对于粘性土、粉土和砂土：,q,c,：桩端平面上、下探头阻力（,kpa,）,：桩端阻力修正系数，粘性土、粉土取,2/3,；饱和砂土取,1/2,f,si,：第,i,层土的探头平均侧阻力（,kpa,）,i,：第,i,层土桩侧阻力综合修正系数，按下式计算,粘性土：,砂性土：,确定单桩竖向承载力设计值,R,（3）静力触探法,22,4,群桩竖向承载力,一,.,群桩效应,基桩,:,群桩中的每根桩,群桩效应,:,基桩与单桩相比,不仅直接承受桩顶荷载,还要承受其它,桩和承台的竖向力最终在桩端平面形成的应力叠加,;,而,且各个桩通过桩间土产生相互作用,群桩效应主要表现在承载力与沉降方面,它与桩距、桩数、桩的,排列有关,4 群桩竖向承载力,23,二,.,基桩承载力计算,考虑群桩效应,采用修正单桩承载力设计值得到基桩承载力设计值,:,(,一,),不考虑群桩效应和承台效应,对于端承桩或桩数,n3,根的非端承桩,群桩效应很小,可以不考虑,1.,静荷载试验方法,2.,经验规范参数法、静力触探法,(,二,),考虑群桩效应,桩数,n,3,的非端承桩,必须考虑群桩效应,1.,静荷载试验方法,sp,:,综合群桩效应系数,2.,经验规范参数法、静力触探法,s,p,:,桩侧阻,端阻群桩效应系数,见,p234,表,8.17,二.基桩承载力计算,24,桩基竖向承载力抗力分项系数,桩型与工艺,r,s,=r,p,=r,sp,r,c,静载荷试验法,经验参数法,预制桩,钢管桩,1.60,1.65,1.70,大直径灌注桩,(,清底干净,),1.60,1.65,1.65,泥浆护壁钻,(,冲,),孔灌注桩,1.62,1.67,1.65,干作业钻孔灌注桩,(d,0.8m),1.65,1.70,1.65,沉管灌注桩,1.70,1.75,1.70,25,桩侧阻、端阻、综合群桩效应系数,群桩效应系数,土名称,粘性土,粉土,砂土,s,a,/d,B,e,/L,3,4,5,6,3,4,5,6,桩侧阻,s,0.20,0.40,0.60,0.80,1.00,0.80,0.80,0.79,0.73,0.67,0.90,0.90,0.90,0.85,0.78,0.96,0.96,0.96,0.94,0.86,1.00,1.00,1.00,1.00,0.93,1.20,1.20,1.09,0.93,0.78,1.10,1.10,1.10,0.97,0.82,1.05,1.05,1.05,1.03,0.89,1.00,1.00,1.00,1.00,0.95,桩端阻,p,0.20,0.40,0.60,0.80,1.00,1.64,1.68,1.72,1.75,1.79,1.35,1.40,1.44,1.48,1.52,1.18,1.23,1.27,1.31,1.35,1.06,1.11,1.16,1.20,1.24,1.26,1.32,1.37,1.41,1.44,1.18,1.25,1.31,1.36,1.40,1.11,1.20,1.26,1.32,1.36,1.06,1.15,1.22,1.28,1.33,综合,sp,0.20,0.40,0.60,0.80,1.00,0.93,0.93,0.93,0.89,0.84,0.97,0.97,0.98,0.95,0.89,0.99,1.00,1.01,0.99,0.94,1.01,1.02,1.02,1.03,0.97,1.21,1.22,1.13,1.01,0.88,1.11,1.12,1.13,1.03,0.91,1.06,1.07,1.08,1.07,0.96,1.01,1.02,1.03,1.04,1.00,群桩效应,26,5,桩的水平承载力与位移,一,.,水平荷载下基础的受力特性,在水平荷载和弯矩作用下，桩身产生挠曲变形，挤压桩侧土体，,土体则对桩侧产生水平抗力。在出现破坏以前，桩身的水平位移与,土的变形是协调的，相应的桩身产生内力。随着位移和内力的增,大，对于低配筋率的灌注桩，首先桩身出现裂缝，随之断裂破坏；,对于抗弯性能好的混凝土预制桩，桩身未断裂，但桩侧土体明显开,裂和隆起，桩的水平位移将超出建筑物容许变形值，使桩基失稳,二,.,单桩水平静载荷试验,加载方式：,单向多循环加卸载,试验终止条件：,1.,桩身折断,2.,桩顶水平位移超过,30-40mm,3.,桩侧地表出现明显裂缝或隆起,5 桩的水平承载力与位移,27,第八章桩基础课件,28,三,.,单桩水平承载力的确定,(,一）临界荷载,H,cr,相当于桩身开裂、受拉区混凝土不参加工作时的桩顶水平力,临界荷载,H,cr,的确定：,1.H,o,-t-x,o,曲线出现突变点的前一级荷载,2.H,O,-x,o,/H,O,曲线的第一直线段终点或,lgH,o,-lgx,o,曲线拐点所对应,的荷载,3.H,O,-,g,曲线第一突变点对应的荷载,（二）极限荷载,H,u,相当于桩身应力达到强度极限时的桩顶水平力,极限荷载,H,u,的确定：,1.H,o,-t-x,o,曲线明显降低的前一级荷载或水平位移包络线向下凹曲时,的前一级荷载,2.H,O,-x,o,/H,O,曲线的第二直线段终点所对应的荷载,3.,桩身折断或钢筋应力达到极限的前一级荷载,三.单桩水平承载力的确定,29,第八章桩基础课件,30,（三）单桩水平承载力特征值,R,ha,的确定,1.,当水平承载力按桩身强度控制时，取水平临界荷载,H,cr,统计值,2.,当桩受长期水平荷载且不允许桩身开裂时，取水平临界荷载,H,cr,统,计值的,0.8,倍,3.,混凝土预制桩、钢桩、桩身配筋率大于,0.65%,的灌注桩，可取,x,o,=10mm,（对水平位移敏感的建筑物取,x,o,=6mm,）所对应荷载的,75%,4.,对桩身配筋率小于,0.65%,的灌注桩，可取临界荷载,H,cr,的,75%,(,四）基桩水平承载力特征值,R,h,的确定,R,h,=,h,R,ha,h,：,群桩效应综合系数，查表可得,四,.,水平受荷桩的内力及位移分析,（一）水平受荷桩的内力计算,我国多采用线弹性地基反力法,（三）单桩水平承载力特征值Rha的确定,31,1.,基本假定：,（,1,）将土视为弹性体,（,2,）用梁的弯曲理论来求解桩的水平抗力,x,（,3,）,x,与桩的水平位移,x,成正比，且不计桩土之间的摩阻力，以,及邻桩对水平抗力的影响,1.基本假定：,32,33,第八章桩基础课件,34,3.,计算参数,（,1,）桩的截面计算宽度,单桩的水平抗力不仅分布于荷载作用平面内，而且受桩截面形状,的影响，计算时简化为平面受力，桩的截面计算宽度为：,b,1,=k,f,(d+1) d,1m,b,1,=k,f,(1.5d+0.5) d,1m,k,f,：桩的形状系数，方桩,k,f,=1.0,，圆桩,k,f,=0.9,d,：桩的直径,（,2,）桩身抗弯刚度,EI,对于钢筋混凝土桩，,EI=0.85E,c,I,o,E,c,：混凝土弹性模量,I,o,：桩身换算截面惯性矩,（,3,）地基水平抗力系数的比例系数,m,值,如果无试验资料，可参考,p230,表,8.12,选取。若桩侧为多层土，可,按主要影响深度,h,m,=2(d+1),范围内的,m,值加权平均,3.计算参数,35,第八章桩基础课件,36,4.,单桩挠曲微分方程及解答,单桩在桩顶竖向荷载,N,o,、水平荷载,H,o,、弯矩,M,o,和地基水平抗力,x,作用下产生挠曲，其弹性挠曲微分方程：,忽略竖向荷载,N,o,对桩挠曲的影响，将水平抗力表达式带入，得到,桩的挠曲微分方程：,其中，,：桩的水平变形系数（,1/m,）,采用幂级数求解，可得到沿桩身,z,处的内力及位移表达式：,4.单桩挠曲微分方程及解答,37,38,39,第八章桩基础课件,40,6,桩基础设计,一,.,桩的类型与桩长选择,1.,桩的类型选择,主要考虑以下因素：,（,1,）上部结构的型式、荷载特征,上部荷载较大，且受水平荷载作用，采用大直径桩是有力的；在,多层建筑中，选用较短的小直径桩,（,2,）地质条件和环境,当土层分布很不均匀或有大孤石、未风化岩脉时，宜采用灌注桩,（,3,）当地桩基施工技术能力与经验,2.,桩基持力层和桩长的确定,选择的持力层必须满足持力层承载力和沉降两方面的要求，同时,满足下卧软层的承载力要求,持力层的选择，应根据土层构造特点而定：,（,1,）上覆松软层不是很厚（,30,50m,），可选基岩作为理想持力层,6 桩基础设计,41,（,2,）中等强度的第四纪沉积层土深厚且土层构造较均匀，土性随,深度变化不大，持力层按承载力要求确定,（,3,）松软覆盖层深厚，基岩埋深大（,300m,以上），持力层按承载,力要求确定,（,4,）如（,3,）无法找到合适的持力层，则宜按照复合桩基的原理进,行设计,桩长,桩顶嵌入承台深度,+,承台底至持力层顶长度,+,桩端嵌入持力层的深度,桩顶嵌入承台的深度：,不宜小于,50mm,；受水平荷载作用的桩，不宜小于,100mm,桩端嵌入持力层的深度：,对于粘性土、粉土，不宜小于,2d,；砂土不宜小于,1.5d,；碎石土,不宜小于,1d,；基岩不宜小于,0.5m,（2）中等强度的第四纪沉积层土深厚且土层构造较均匀，土性随,42,二,.,确定桩数和布桩,1.,确定桩数,(1),中心荷载作用下,R:,单桩承载力设计值,(2),偏心荷载作用下,按中心荷载确定的桩数增加,20%,2.,桩的布置,桩位的布置应尽可能使上部荷载的中心与群桩的横截面重心重合,当荷载中弯矩占较大比重时，宜尽可能增大桩群截面的抵抗矩，加,密外围桩的布置,(1),桩的间距,常规桩距为,(3-4)d,桩的最小中心距应符合,p241,表,8.18,要求,(2),桩的布置,小群桩,(n9):,大多按多边形均匀布置,大群桩,:,按中间稀，四周密的原则布置,二.确定桩数和布桩,43,条形承台,:,沿轴线布置,常见的桩的布置见,p242,图,8.28,8.29,三,.,桩基础验算,（一）基桩竖向承载力验算,1.,单桩桩顶荷载计算,(1),中心荷载,(2),单向偏心荷载,2.,基桩竖向承载力验算,(1),中心荷载,r,o,N,i,R,a,条形承台:沿轴线布置,44,(2),单向偏心荷载,r,o,N,i,R,a,r,o,N,imax,1.2R,a,r,o,N,imin,0,r,o,:,建筑桩基重要性系数,对于建筑桩基安全等级甲、乙、丙级分别,取,1.1,、,1.0,、,0.9,R,a,:,基桩竖向承载力设计值,（二）桩基软弱下卧层承载力验算,要求在软弱下卧层顶面处：,z,:,软弱下卧层顶面处自重应力,cz,:,软弱下卧层顶面处附加应力,按应力扩散原理计算,f,az,：软弱下卧层经深度修正（系数取,1.0,）的地基承载力特征值,f,az,=f,ak,+,d,r(d+L-0.5,）,(2)单向偏心荷载,45,（三）基桩水平向承载力验算,H,ik,R,h,H,ik,：基桩桩顶水平荷载设计值,R,h,：基桩的水平承载力特征值。,R,h,=,h,R,ha,，,h,为群桩效应综合系,数，查表可得；,R,ha,单桩水平承载力特征值,第八章桩基础课件,46,例,.,某桩基础,桩的横截面为,350400mm,2,桩长,10m,承台底面尺寸,35m,2,承台埋深,1.5m,作用在承台顶面处的荷载设计值,F=3000kn,My=300kn.m,地基土性质及桩的布置如图所示,试,:,（,1,）确定基桩竖向承载力设计值,R(r,s,=r,p,=1.70),（,2,）验算基桩受力是否满足要求,(r,o,=1.0),（,3,）计算,1-1,截面的弯矩,解,:,(1),桩侧极限摩阻力,Qsk=(0.35+0.40)2(109+601)=135+90=225kn,桩端极限端阻力,Qpk=0.350.43270=457.8kn,此桩为,n3,的非端承桩,需要考虑群桩效应,基桩承载力设计值,:,(2),例.某桩基础,桩的横截面为350400mm2,桩长10m,47,承受最大荷载的桩,:,承受荷载最小的桩,:,基桩受力满足要求,承受最大荷载的桩:,48,（四）桩基沉降验算,桩基的沉降计算，采用实体深基础法进行计算,即按与浅基础相,同的计算方法和步骤计算桩尖平面以下由附加应力引起的压缩层范,围内地基的变形量。采用分层总和法进行计算,四,.,桩身设计,1.,混凝土预制桩,桩的受力状态,:,吊运、沉桩、承载等过程。最不利状况出现在吊运,和沉桩时,故按此过程的内力大小进行桩身设计,（四）桩基沉降验算,49,两点起吊,: M,1,=M,2,=0.0214kql,2,单点起吊,: M,1,=M,2,=0.0429kql,2,q,：桩的自重集度，,kn/m,k,：动力系数，取,1.5,桩的主筋应通过计算确定,即根据桩身内力,按偏心受压构件或受,弯构件进行配筋,混凝土等级一般不低于,C30,主筋,12-25(4-8,根,),，箍筋,6-8,，,200mm,。在沉桩过程中的锤击应力和冲击疲劳容易使桩顶附近产,生裂损，故应加强构造配筋，一般在桩顶,2500-3000mm,范围内将箍,筋加密, 50mm,，同时，桩端也应加密箍筋,两点起吊: M1=M2=0.0214kql2,50,2.,灌注桩,灌注桩的结构设计主要考虑承载受力条件，混凝土强度等级一般,不得低于,C15(,水下不低于,C20),；按偏心受压桩或受弯构件计算，若,经计算表明桩身混凝土强度满足要求时，桩身可不配受压钢筋；混,凝土保护层厚度不易小于,30mm,，受弯时为,35mm,，水下浇筑时不得,小于,50mm,第八章桩基础课件,51,五,.,承台设计,1.,构造要求,(1),构造,承台形状,:,承台平面形状应根据上部结构要求和桩的布置型式决定,一般多,为矩形、三角形、条形、多边形、圆形。宽度,500mm,剖面多为等厚、锥形、梯形。厚度,300mm,桩边至承台边缘的净距,150mm,，对于条形承台梁,75mm,，以防,承台发生冲切破坏,(2),混凝土等级,: C15,(3),钢筋要求,:10mm,，,100200,钢筋保护层厚度,50mm,。桩,顶主筋应伸入承台内,其锚固长度,30d,五.承台设计,52,2.,承台板的正截面抗弯验算,配筋计算,承台板在配筋不足的情况下，将产生弯曲破坏，破坏特征呈梁式,破坏,在桩顶的反力作用下,其正截面抗弯强度和配筋可按,混凝土,结构设计规范,的有关规定计算,根据模型试验，柱下板式承台弯曲破坏模式有,:,(1),柱下多桩矩形承台,:,计算截面取在柱边和承台变阶处,(2),柱下三桩三角形承台,:,计算截面取在柱边,(3),柱下或墙下条形承台,:,正截面弯矩设计值按弹性地基梁进行计算,2.承台板的正截面抗弯验算配筋计算,53,计算截面上的弯矩计算,:,N,i,:,扣除承台和承台上土自重设计值后,第,i,根桩竖向净反力设计值,计算截面上的弯矩计算:,54,3.,承台板的冲切验算,确定板的厚度,由于承台板下的桩及其上的柱的面积相对于承台板面积而言比,较小，因此，当承台板厚度不够时，承台板易发生冲切破坏,冲切破坏面位置位于：,(1),柱边冲切,抗冲切承载力验算公式,见,p245,式,8.61,3.承台板的冲切验算确定板的厚度,55,(2),承台变阶处,(3),角桩冲切,抗冲切承载力验算公式，对于三桩、四桩、多桩承台,分别有不,同的公式，具体可见桩基设计规范,(2)承台变阶处,56,4.,承台板的斜截面抗剪强度验算,确定板的厚度,当承台板厚度不够时，承台板也会发生剪切破坏。受剪承载力计,算同一般混凝土结构。剪切破坏面为一通过柱,(,墙,),边与桩边连线,所形成的斜截面,对于柱下等厚度承台板，受剪承载力验算公式见,p245,式,8.60,4.承台板的斜截面抗剪强度验算确定板的厚度,57,思考题,1.,桩基础是由,、,两部分构成的。桩基础的承载力由,、,组成,2.,布桩时，应采用中间,，四周,的原则,3.,预制桩在,、,过程中内力最大，通常按此配筋,4.,当承台厚度不足时，易发生,破坏；承台配筋不足时，产,生弯曲破坏，破坏面位于,处,思考题,58,思考题,1.,简述浅,(,桩,),基础的设计内容,2.,简述影响浅基础埋深的主要因素,3.,简述预制桩与灌注桩的差异性,4._,_,的高度不受基础台阶宽高比限制,(1),墙下钢筋混凝土条基,(2),墙下混凝土条基,(3),柱下砖基础,(4),柱下钢筋混凝土独立基础,5._,_,的高度不够时,基础易发生冲切破坏,(1),墙下钢筋混凝土条基,(2),墙下混凝土条基,(3),柱下砖基础,(4),柱下钢筋混凝土独立基础,思考题,59,