基础工程课件第4章桩基础PPT推荐.ppt

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3.高耸建筑物或构筑物对限制倾斜有特殊要求时；

高耸建筑物或构筑物对限制倾斜有特殊要求时；

4.建筑物为敏感性结构，而地基土极不均匀时；

建筑物为敏感性结构，而地基土极不均匀时；

5.大型或精密的机械设备基础，对沉降或沉降速率有严格要求；

大型或精密的机械设备基础，对沉降或沉降速率有严格要求；

6.地震区，以桩基作为结构抗震措施时。

地震区，以桩基作为结构抗震措施时。

7.采用其它地基基础形式会遇到施工困难时采用其它地基基础形式会遇到施工困难时（排水不易排水不易,流砂流砂,开挖困难开挖困难）8.采用其它地基基础形式不经济时。

采用其它地基基础形式不经济时。

二、桩基础的适用范围二、桩基础的适用范围海洋构筑物海洋构筑物根据承台与地面的相对位置，一般可分为：

1.低承台桩基低承台桩基：

桩基承台底面位于土中（图4.1a）低承台桩基的承台底面位于地面以下，其受力性能低承台桩基的承台底面位于地面以下，其受力性能具有较强的抵抗水平荷载的能力具有较强的抵抗水平荷载的能力多用于工业与民用建筑多用于工业与民用建筑2.高承台桩基高承台桩基：

承台底面高出地面以上（图4.1b）高承台桩基的承台底面位于地面以上，且桩常处于水高承台桩基的承台底面位于地面以上，且桩常处于水下，水平受力性能差，但可避免水下施工及节省基础材料下，水平受力性能差，但可避免水下施工及节省基础材料斜斜桩桩多用于桥梁及港口工程多用于桥梁及港口工程4.1.2桩基础的类型桩基础的类型图4.1桩基础示意图（a）低承台桩基（b）高承台桩基

（1）按变形控制设计按变形控制设计4.1.3桩基设计原则桩基设计原则1.单桩承受的竖向荷载单桩承受的竖向荷载不宜不宜超过单桩竖向承载力特征值；

超过单桩竖向承载力特征值；

2.桩基础的沉降桩基础的沉降不得不得超过建筑物的沉降允许值；

超过建筑物的沉降允许值；

3.对位于坡地岸边的桩基应进行稳定性验算。

对位于坡地岸边的桩基应进行稳定性验算。

减沉桩减沉桩以减少沉降为目的设置的桩以减少沉降为目的设置的桩

（2）桩基设计的基本要求桩基设计的基本要求（3）设计目标：

安全适用，技术先进，经济合理，确保质量，保护环境。

（4）设计中应考虑的主要因素：

地质条件。

上部结构条件。

施工技术条件与环境。

注重概念设计。

（5）基本设计规定桩基抗力=单桩极限承载力/综合安全系数K（6）桩基的设计分级（7）桩基的计算项目甲乙丙三个等级4.1.4桩基设计内容桩基设计内容P1184.2.1桩的分类桩的分类4.24.2桩的类型桩的类型1.按桩的承载性状（竖向受力情况）分类按桩的承载性状（竖向受力情况）分类端承桩端承桩摩擦桩PsPsP端承型桩：

端阻力（主要）侧阻力（次要）外荷载实践代表：

桩端位于中密以上粗粒土层，或基岩顶面。

亚类端承桩：

端阻力（绝对主要）外荷载实践代表：

l/d10，桩身周围土软弱，桩端位于密实土层中或岩层顶面。

摩擦型桩：

端阻力（次要）侧阻力（主要）外荷载实践代表：

桩端土层较软弱，侧阻发挥较充分。

亚类摩擦桩：

侧阻力（绝对主要）外荷载实践代表：

桩的长径比很大（无论桩端土是否软弱），桩端土很软弱，桩底有虚土和残渣。

2.按施工方法分类按施工方法分类预制桩现场灌注桩锤击沉桩振动沉桩静压桩P120引孔,部分挤土不引孔,挤土沉桩方式挖孔钻孔冲击,夯扩,爆扩沉管灌注水上水下浇筑方式先钻引孔，孔径略小于预制桩截面，深度为桩长的（2/31）l，再压桩，有利于沉桩。

数十种预制桩的施工方法振动沉桩振动沉桩是利用固定在桩顶部的振动器所产生的激振力，通过桩身使土颗粒受迫振动，使其改变排列组织，产生收缩和位移，这样桩表面与土层间的摩擦力就减少，桩在自重和振动力共同作用下沉入土中。

适用于在粘土、松散砂土及黄土和软土中沉桩，更适合于打钢板桩，同时借助起重设备可以拔桩。

振动沉桩振动沉桩预制桩预制桩113m灌注桩的施工方法沉管灌注桩沉管灌注桩是利用锤击或振动方法将带有预制混凝土桩尖（桩靴）的桩管（钢管）沉入土中成孔。

当桩管打到要求深度后，放入钢筋骨架，边浇筑混凝土，边拔出桩管而成桩。

施工工艺主要包括：

就位沉钢管放钢筋笼浇筑混凝土拔钢管缩径桩：

也称缩孔桩、瓶颈桩，指桩身某部分桩径缩小。

离心预应力预制钢筋混凝土离心预应力预制钢筋混凝土人工挖孔桩人工挖孔桩广州市亚洲大酒店广州市亚洲大酒店人工挖孔桩人工挖孔桩螺旋钻螺旋钻螺旋钻孔灌注桩螺旋钻孔灌注桩粘性土粘性土砂性土砂性土预制桩预制桩优点：

桩身质量易于保证，单桩承载力较高；

缺点:

（1）桩身规格、长度受限，接桩影响桩质量和承载力发挥；

（2）打入或压入式沉桩存在挤土效应挤土效应问题；

（3）噪音污染（静压桩不存在此问题）、接、截桩麻烦。

适用条件：

（1）不需考虑噪音污染和震动影响的环境；

（2）持力层上覆盖为较松软地层，无坚硬夹层；

（3）持力层顶起伏变化不大，桩长易于控制；

（4）水下桩基工程；

（5）大面积打桩工程；

（6）不宜穿越密实或稍密的砂层。

（易折断，挤土明显）灌注桩灌注桩优点：

桩长可随持力层起伏而变化；

无接、截桩麻烦；

仅承受轴压时不用配钢筋，需配置钢筋时按工作荷载要求布置；

节约用钢量；

直径大，单桩承载力大，比预制桩经济；

承载力由桩身成型和混凝土质量保证。

缺点：

施工问题如局部夹土、混凝土离析、缩颈等；

泥浆护壁污染环境适用条件：

各种地基土4.2.2桩的成型方式效应（设置效应）桩的成型方式效应（设置效应）成型方式成型方式挤土作用挤土作用桩周土桩周土桩承载力变化桩承载力变化天然结构天然结构应力状态应力状态性质性质影响因素：

影响因素：

粘性土扰动，强度降低粘性土扰动，强度降低1.土的类别土的类别无粘性土挤密，强度提高无粘性土挤密，强度提高2.土体性质（灵敏度、密实度、饱和度）土体性质（灵敏度、密实度、饱和度）4.2.2桩的成型方式效应（设置效应）桩的成型方式效应（设置效应）挤土桩挤土效应对桩距的影响饱和土中的挤土桩产生超静孔隙水压力桩周土体隆起和侧移桩受拔力和横向推力预制桩邻桩抬起，挤斜，断裂。

灌注桩邻桩颈缩，错位，断裂。

所以，桩距宜大。

非饱和土中的挤土桩桩周土部分压缩。

挤土效应减小所以，桩距可小一点。

其它分类标准材料材料形状形状尺寸尺寸软土层按材料：

按材料：

木桩、混凝土、钢筋混木桩、混凝土、钢筋混凝土、钢管（型钢）桩、凝土、钢管（型钢）桩、复合桩复合桩钢筋混凝土：

普通混凝钢筋混凝土：

普通混凝土、预应力混凝土（离土、预应力混凝土（离心预制）、高强混凝土心预制）、高强混凝土按形状按形状按纵断面：

楔形桩、树根桩、按纵断面：

楔形桩、树根桩、螺旋桩、多节（分叉）桩、扩螺旋桩、多节（分叉）桩、扩底桩、支盘桩、微型桩底桩、支盘桩、微型桩按横断面：

圆形，八边形，十按横断面：

圆形，八边形，十字桩、字桩、XX形桩形桩桩身桩身桩端桩端Dd横断面横断面按尺寸按尺寸按断面按断面（直径直径）的大小的大小:

大直径大直径:

d800mm小直径小直径:

d60m短桩短桩:

L3，且极差QU0.3Qum，取Qu=Qum；

试桩数n3，Qu=Qumin（3）单桩竖向承载力特征值Ra的确定

（1）作荷载沉降（Qs）曲线2.确定竖向承载力特征值的规范经验公式确定竖向承载力特征值的规范经验公式Ra=qpaApupqsiali（桩端阻力桩侧摩阻力）嵌岩桩的破坏分为三个阶段：

嵌岩桩的破坏分为三个阶段：

弹性受荷阶段弹性受荷阶段裂隙开展阶段裂隙开展阶段破坏阶段破坏阶段3.嵌岩桩嵌岩桩3.嵌岩桩嵌岩桩土层岩层QskQrkQrkRa=qpaAp建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）4.3.34.3.3竖向荷载下的群桩效应竖向荷载下的群桩效应

（一）基本概念一）基本概念11、群桩效应、群桩效应在在竖向荷载作用下，由于承台、桩、地基土的相互作用情况不同，群桩基础中一根桩的承载力发挥和沉降性状往往与相同情况下的独立单桩有显著差别，这种现象称为群桩效应。

群桩效应。

群桩效应的几种体现：

（11）预制桩（沉桩）预制桩（沉桩）砂土、非饱和土和一般粘性土、填土有挤密作用，使承载力增加饱和粘土：

超静孔压积累，地面上浮，先入桩上浮，土层扰动，使承载力降低（22）应力叠加）应力叠加桩底应力叠加，使承载力不足，总的沉降增加（33）桩之间互相调节）桩之间互相调节个别桩承载力低总体上可互补，个别桩受荷，其他桩帮助传递荷载（44）承台可部分承受荷载）承台可部分承受荷载2、群桩效应系数、群桩效应系数群桩承载力Qg与基桩承载力之和Qi的比值。

3、基桩群桩中的一根桩。

4、复合基桩考虑承台底土阻力时群桩中的一根桩。

5、复合桩基由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。

6、非复合桩基不考虑承台底土阻力的桩基。

软土层端承型群桩的桩底持力层刚硬、桩端贯入变形小，由桩身压缩引起的桩顶沉降不大，承台底面土反力很小。

桩顶荷载集中通过桩端传给桩底持力层，桩侧阻力忽略不计，即不考虑桩端平面处的应力叠加现象。

岩石土11、端承型群桩、端承型群桩

（二）群桩特性端承型群桩受力特点1）承台分配给各桩桩顶的竖向荷载，其大部分直接传递到桩端。

2）桩侧阻力分担荷载较小，传递到桩端平面应力重叠效应较小。

3）桩端持力层较坚硬，承台底土反力小，故承台底土分担荷载的作用可忽略不计。

4）群桩承载力等于个单桩承载力之和Qg=Qi群桩沉降等于单桩的沉降sg=si群桩效应系数=15）端承型群桩无需计算沉降。

6）桩端下存在软弱下卧层时，应进行相关的验算。

压力扩散深度压力扩散深度s6ds6dS=（3-4）dS=（3-4）d22、摩擦型群桩、摩擦型群桩应力叠加应力叠加使桩底应力使桩底应力增加增加,使承载力不足使承载力不足,总的沉降增加总的沉降增加1）摩擦型群桩受力特点

（1）在竖向荷载作用下，桩顶大部分荷载通过桩侧阻力传到桩周土和桩端土中，其余部分由桩端承受。

由于桩端土的贯入变形和桩身弹性压缩，对低桩承台群桩，承台底也产生一定反力，分担一部分荷载，使承台底土、桩间土、桩端土都参与工作，形成承台、桩、土相互作用，使群桩的工作性质复杂。

（2）群桩中基桩的性质明显不同于单桩，群桩承载力不等于单桩承载力之和，可能小于1，也可能大于1，群桩沉降量则大于单桩的沉降量，这就是承台、桩、土相互作用的效应。

2）承台底面脱地（非复合桩基）

（1）特点特点:

假设这种情况下承台下各基桩受力均匀，侧阻在桩端平面处引起应力叠加，则s群s单;

承台底土不分担桩基荷载，故承载力=端阻+侧阻；

摩擦型群桩Qs曲线属缓变型，可能小于1、等于1或大于1。

（2）影响影响的因素的因素承台刚度；

刚性承台下桩顶荷载分配：

角桩最大中心桩最小边桩居中地基土性质：

中间桩最大桩距s-主导因素3）承台底面贴地（复合桩基）

（1）特点：

同承台底面脱地情况；

ss群群ss单单承台底面土分担桩基荷载，兼有浅基础作用；

承载力=端阻+侧阻+承台底面土阻力；

（2）发挥承台底土的反力（