桩基础的基本知识及施工课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,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,#,本章提要,桩基础是桥梁、港口及高层建筑工程中应用极为广泛的一种深基础，通过熟悉桩基础的设计内容和原则，桩基的分类方法及其适用性。掌握单桩、群桩在竖向荷载下的工作性能、竖向承载力的确定方法及其设计计算。,通过桩基础的学习，要求掌握桩基础的基本概念、荷载传递机理、以及现行规范的经验公式,确定单桩竖向承载力和群桩承载力及沉降计算的方法，熟悉桩基础设计与计算的各项内容和方法，了解桩的负摩阻力及水平承载力计算方法，初步具备桩基础设计计算的能力。,本章提要 桩基础是桥梁、港口及高层建筑工程中应,1,第一节 概述,桩基础的组成与特点：,图,3-1,桩基础,1-,承台；,2-,基桩；,3-,松软土层；,4-,持力层；,5-,墩身,桩基础桩承台,基础,群桩,单桩,第一节 概述桩基础的组成与特点：图3-1 桩基础1-,2,桩的作用,（,1,）将荷载传至硬土层或分配到较大的深度范围 以提高承载力。,（,2,）减小沉降，从而也减小沉降差，因此地基强度够，而变形不合要求时亦用。,（,3,）抗拔：用于抗风、抗震、抗浮等；,（,4,）有一定抗水平荷载能力，特别是斜桩；,（,5,）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。,桩的作用（1）将荷载传至硬土层或分配到较大的深度范围 以提,3,厂房内堆载，使柱下基础倾斜，导致柱子开裂。可用桩基解决。,厂房内堆载，使柱下基础倾斜，导致柱子开裂。可用桩基解决。,4,二、中暑的原因分析,人体适宜的外界温度是,20-25,c,相对湿度为,40%-60%,，通过以下方式散热：,辐射,是散热最好途径。气温,15-25c,时，辐射散热约占,60%,，散热最多部位是头部（约,50%,），其次为手及足部。温度,33c,时，辐射散热降至零。,B.,传导与对流,通过对流,接触和靠近皮肤的冷空气变暖,变热的热物质分子,离开,而较冷的物质分子则取而代之,逐渐又变热,如此反复进行。水传,导较空气快,240,倍。,C.,蒸发,每蒸发,1g,水,可散发,2.4kj(0.58kcal),的热量。,1.,人的散热的方式,二、中暑的原因分析人体适宜的外界温度是20-25c,相对湿,5,2.,中暑的分类,A.,热痉挛,人在高温环境中，身体会大量出汗，丢失大量盐分，使血液中的钠含量过低，引起肌肉痉挛,.,B.,热衰竭,由于水盐的大量丢失,使得有效循环血量明显减少,发生低血容量休克,.,集体为了散热,心输出量大大增加,使得心血管系统的负荷加重,导致心血管功能不全或周围循环衰竭,.,C.,日射病：,在烈日的曝晒下，强烈的日光穿透头部皮肤及颅骨引起脑细胞受损，进而造成脑组织的充血、水肿；由于受到伤害的主要是头部，所以，最开始出现的不适就是剧烈头痛、恶心呕吐、烦躁不安，继而可出现昏迷及抽搐。,D.,热射病,是指因高温引起的人体体温调节功能失调，体内热量过度积蓄，从而引发神经器官受损。在中暑的分级中就是重症中暑。该病通常发生在夏季高温同时伴有高湿的天气。这是因为持续闷热会使人的皮肤散热功能下降，而且红外线和紫外线可穿透皮肤直达肌内深层，体内热量不能发散，此时热量集聚在脏器及肌肉组织，引起皮肤干燥、肌肉温度升高、导致汗出不来，进而伤害到中枢神经。继而影响全身各器官组织的功能，患者出现局部肌肉痉挛、高热、无汗、口干、昏迷、血压升高、咳嗽、哮喘、呼吸困难、甚至呼吸衰竭等现象，是中暑最严重的一种类型,。,2.中暑的分类A.热痉挛,6,桩基础的优缺点,优点：,1,、具有较高的承载能力与稳定性；,2,、减少建筑物整体沉降和不均匀沉降；,3,、深水河道中修建桩基础可以避免水下工程，简化施工设备 和技术要求；,4,、是克服复杂条件下不良地质现象危害的重要措 施，具有良 好的抗震性能；,5,、具有很强的灵活性，对结构体系及荷载变化等有较强的适 应能力，并且设桩也可作为地基处理措施以提高地基的强度及稳定性；,缺点：,1,、施工比浅基础复杂，工程造价较高；,2,、以打入等方式设桩存在振动及噪音等环境问题，而以成孔灌注方式设桩常对场地环境卫生带来影响；,3,、桩基础的工作机理比较复杂，设计计算方法相对不完善。,桩基础的优缺点优点：,7,桩基础的适用范围,：,通常对于下列情况，可考虑采用桩基础方案：,荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深，采用浅基础或人工地基在技术、经济上不合理时；,河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，如采用浅基础施工困难或不能保证基础安全时；,当地基计算沉降过大或结构物对不均匀沉降敏感时，采用桩基础穿过松软土层，将荷载传到较坚实土层，减少结构物沉降并使沉降较均匀；,当施工水位或地下水位较高时，采用深基础可减小施工困难和避免水下施工；,地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加结构物的抗震能力，桩基础穿越可液化土层并伸入下部密实稳定土层，可消除或减轻地震对结构物的危害。,水平力和上拔力较大时，减少水平位移和倾斜。,桩基础的适用范围：通常对于下列情况，可考虑采用桩基础方案：,8,桩基础设计内容和步骤：,1,、收集资料；,2,、选桩型、确定桩的基本尺寸；,3,、确定单桩承载力；,4,、确定群桩承载力；,5,、相关的检算（如桩承载力、承台、墩顶水 平位移等）；,6,、绘制施工图纸；,桩基础设计内容和步骤：1、收集资料；,9,桩和桩基础的分类,按承台位置高低分类,低桩承台,高桩承台,:,承台底面低于,地面（或局部冲刷线），,或者承台底面位于冻结线以下,25cm,。,有侧向约束，纵向挠曲、桩,顶位移不计，,：承台底面高于,地面（或局部冲刷线），,减少墩台圬工数量，避免,水下作业，水平力作用下,受力不利，稳定性相对低,桩承台较差。,一、按承台位置分类,桩和桩基础的分类按承台位置高低分类低桩承台高桩承台,10,二、按施工方法分类,按施工方法分类,预制桩,灌注桩,锤击,打入桩,振动,振入桩,静压,压入桩,螺旋,螺旋桩,贯入度：,10,50mm/,阵,10,次锤击,1,分钟,采用无噪音机械压入，多用于地基加固,机械成孔,钻孔桩,冲孔桩,人力或机械挖掘,挖孔桩,钢管挤土成孔,沉管灌注桩,爆扩桩,管柱,二、按施工方法分类按施工方法分类预制桩灌注桩锤击打入桩振动振,11,三、按桩的设置效应分类,挤土桩：,预制桩、木桩、沉管灌注桩等在锤击和振动贯入,过程中将桩位处的土体大量排挤开，使土的结构严重扰动破,坏，对土的强度和变形性质影响较大，计算中采用原状土扰,动后再恢复的强度指标来估算桩的承载力和沉降量。,按成桩对土层的影响分类,部分挤土桩：,冲击成孔灌注桩、预钻孔打入式预制桩、,H,型钢,桩等，在成桩过程中对桩周土体稍有排挤作用，但土的强度和变形,性质变化不大，一般可用原状土测得的强度指标来估算桩的承载力,和沉降量。,非挤土桩：,钻孔灌注桩、机挖灌注桩等，在成桩过程中清除孔中土体，桩周土不受排挤作用，并可能向桩孔内移动，使土的,抗剪强度降低，桩侧摩阻力有所减小。,三、按桩的设置效应分类挤土桩：预制桩、木桩、沉管灌注桩等在锤,12,挤土效应：,在饱和软土中进行密集群桩施工将导致：,土中超空隙水压力剧增（可达上覆土压的,1.4,倍，甚至更高）；,地表隆起；,浅层土体发生水平位移（影响范围,1,倍桩长以上）；,深层土体位移；,先打设的桩被抬起、挤扁，甚至弯曲、断裂。,已有建筑物下沉、局部抬起,结构破坏,临近路面开裂、地下管线位移、破坏,解决方法：,端部开口或半闭口管桩,减少挤土效应,部分挤土桩,合理安排打桩顺序,挤土效应：在饱和软土中进行密集群桩施工将导致：已有建筑物下沉,13,桩基础的基本知识及施工课件,14,按受力状态分类：,抗轴向压力桩 抗拔桩,四、按受力状态分类,受力特点,沉降特点,适用范围,端承桩,（柱桩）,桩底支撑在岩层或硬土层上，一般不计侧摩擦力,小,上部荷载大，摩擦桩承载力不够，有沉降要求,摩擦桩,桩主要依靠桩侧土的摩阻力支撑在各压缩性土层,大,岩层埋置深，饱和软土地基，松砂地基,端承摩擦桩,桩底支撑力和桩侧摩阻力同时发挥作用,较小,综合考虑桩长，软土层厚，持力层刚度确定,按受力状态分类：抗轴向压力桩 抗拔桩四、按受力状态分类,15,五、按桩轴方向分类,按桩轴方向分类,竖直桩,斜桩,单向斜桩,多向斜桩,：水平力和力矩不大，桩的自由长度不长，桩径较大时使用,斜桩轴向力水平分量,土抗力,平衡外力,桩轴线与竖直线夹角正切值,1/8,挖、钻孔灌注桩很少使用，,打入桩使用较多。,五、按桩轴方向分类按桩轴方向分类竖直桩斜桩单向斜桩多向斜桩：,16,桩墩,：,以单个桩墩代替群桩和承台。,构造要求：,直径,0.8m,受力特点：,断面尺寸较大，具有较高的竖向承载力，可承受,较大的水平荷载，扩底桩墩还具有抵抗较大上拔力的能力。,桩墩：以单个桩墩代替群桩和承台。构造要求：直径0.8m受力,17,第三节 桩型及其构造,1,、构造,桩径：,一般为,0.8,1.50m,。,挖孔灌注桩：,直径或最小边宽,1.20m,沉管灌注桩：,直径一般为,0.3,0.6m,配筋：配筋率：,0.2%,0.6%,主筋：,d 16mm,，数量不少于,8,根,长摩擦桩：根据弯距分布情况分段配筋；,短摩擦桩和支撑桩：按最大弯矩配置通筋；,按内力计算不需配筋时，需在桩顶,3,5m,范围内配置构造钢筋；,箍筋：,d 8mm,，中距,200,300mm,。,加强箍筋：,d,16mm,32mm,，间距,2.0m,2.5m,保护层厚度：,60mm,灌注桩如果需要嵌入岩层时,，嵌入深度根据计算确定，并不得小于,0.5m,。,一、钢筋砼灌注桩,第三节 桩型及其构造1、构造一、钢筋砼灌注桩,18,2,、优点：,可适用于各种地层；,桩长可随持力层起伏而改变；,仅受轴压时，不需配钢筋（需配钢筋笼时，按工作要求布置）；,采用大直径钻孔或挖孔灌注桩，单桩承载力高；,一般来说，比预制桩经济；,施工过程无挤土、无（少）振动、无（低）噪音；,（,80,年代，济南黄河斜拉桥基础桩径,1.5m,，桩长,82,88m,钻孔灌注桩。）,2、优点：,19,3,、缺点：,桩身质量不易控制和保证；,桩身直径变化较大，孔底沉积物不易清除干净；,大直径灌注桩作承载力试验费用昂贵；,一般情况下，不宜用于水下桩基；,缩颈,断裂：初凝期，打临桩或砼离析，强度不足,夹泥,沉渣,3、缺点：缩颈断裂：初凝期，打临桩或砼离析，强度不足夹泥沉渣,20,（一）、普通钢筋砼方桩：,实心 空心,桩长：,现场制作：,25,30m,；工厂预制：,12m,；,断面尺寸：,200200mm,600600mm,桥梁常用：,350350mm,、,400400mm,砼：,C25,钢筋：,主筋：,满足起吊、运输、沉桩、和使用阶段需要需配置,通筋,直径：,19,25mm,；根数：一般为,8,根；配筋率：,0.8%,箍筋：,直径：,6,8mm,；间距：,100,200mm,；桩两端加密,50mm,钢筋吊环：,直径：,20,25mm,；吊点位置：计算确定,保护层厚度：,35mm,接桩方法：,钢板角钢焊接（图,3-11,）；法兰盘螺栓和硫磺胶泥锚固等；,二、钢筋砼预制桩,（一）、普通钢筋砼方桩：实心 空心二、钢筋砼预制桩,21,桩基础的基本知识及施工课件,22,钢筋砼管桩：,普通钢筋砼管桩、预应力钢筋砼管桩,制造工艺：,离心旋转法制造,旋转,13,分钟高温,180,度、高压,1,兆帕蒸养,10,小时三天出厂,通用桩径：,400mm,、,550mm,、,600mm,、,800mm,、,1000mm,管壁厚度：,80mm,、,100mm,、,110mm,、,130mm,管节长度：,4,15m,砼标号：,C25,C40,常用管柱直径：,1.5m,5.8m,