桩基础设计PPT资料.ppt

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桩基的施工监测和检测形成相当丰富有效的技术。

桩基础特点桩基础特点优点1.将荷载传递到下部好土层将荷载传递到下部好土层,承承载力高载力高2.沉降量小沉降量小3.抗震性能好抗震性能好,穿过液化层穿过液化层4.承受抗拔承受抗拔（抗滑桩抗滑桩）及横向力及横向力（如风载荷如风载荷）5.与其他深基础比较与其他深基础比较,施工造价施工造价低低缺点缺点施工对环境影响施工对环境影响制桩施工噪音制桩施工噪音,钻孔灌注桩的钻孔灌注桩的泥浆，泥浆，有地下室时有地下室时,有一定干扰有一定干扰,深基深基坑中做桩。

坑中做桩。

木桩和石桩基础木桩和石桩基础西安灞桥（1834年清道光14年）木桩基础木桩基础上海河南路桥木桩基础（1923年）Didyouevenwonderwhatacitywouldlooklikewithoutsoil?

新加坡发展银行新加坡发展银行,四墩四墩,每墩直径每墩直径7.3m。

将荷载传递到下部好土层将荷载传递到下部好土层,承载力高。

承载力高。

桩基础设计桩基础设计桩基础由桩和承台两部分组成。

绝大多数桩基的桩数不止一根，由承台将桩群桩基础由桩和承台两部分组成。

绝大多数桩基的桩数不止一根，由承台将桩群在上部联结成一个整体，建筑物的荷载通过承台分配给各根桩，桩群再把荷载传给在上部联结成一个整体，建筑物的荷载通过承台分配给各根桩，桩群再把荷载传给地基。

依承台与地面相对位置的不同，有地基。

依承台与地面相对位置的不同，有低承台低承台与与高承台高承台桩基之分。

桩基之分。

桩桩的的分分类类1按桩的荷载传递方式按桩的荷载传递方式可分为端承桩与摩擦桩两类。

当桩穿过软弱土层，桩端支求在坚硬岩土或岩层上时，则上部荷载主要靠桩尖处坚硬岩土层提供的反力来支承。

桩侧摩擦力很小，可以忽略不计，称这种桩为端承桩端承桩。

当软土层很厚，桩端达不到坚硬岩土或岩层上时则桩的荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来支承，桩尖处土层反力很小，可略而不计，称这种桩为纯摩擦桩纯摩擦桩。

实际的桩常是介于广述两种典型情况之间，既有摩擦入又有端承支承力，只是两个力的比例不一样而已。

因而桩基规范进一步区分出摩擦端承桩摩擦端承桩和端承摩擦桩端承摩擦桩两个亚类，前者以端阻力为主后者则以侧摩阻力为主。

22按制桩材料按制桩材料可分为木桩木桩、混凝土桩混凝土桩、钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩、钢桩钢桩和组合材料桩组合材料桩等。

33按制作方法按制作方法可分为预制桩预制桩和现场灌注桩现场灌注桩两大类。

预制桩预制桩在工厂或施工现场制作的顶制，除钢桩、木桩外多为钢筋混凝土桩。

预制桩得用不同的沉桩方法打（或压入）土中，桩对周围的土体有排挤作用，使地基的侧向应力和密度增加，因而也称为挤土桩挤土桩。

灌注桩灌注桩为节省钢材和减少打桩时的噪音及振动，可在现场桩位上先作成桩孔，然后再向孔内灌注混凝土（有时也配量钢筋）而成桩。

用这类施工方法制桩（除沉管式外）没有或很少有挤土作用，故又称之为非挤土桩或部分挤土桩。

4按按桩桩径径大大小小可分为小桩、普通桩和大直径桩3类。

小桩指桩径250mm的桩多用于基础加固（如树根桩）；

普通桩指桩径250mmd800mm的桩，在工业与民用建筑中大量使用，成桩方法和工艺很多。

大直径桩则是指桩径800mm的桩。

此类桩大多数是端承桩。

常用的桩型常用的桩型预制钢筋混凝土桩；

沉管灌注桩；

预制钢筋混凝土桩；

钻（挖钻（挖）孔灌注桩。

孔灌注桩。

预预制制桩桩预制桩起吊预制桩起吊干干法法施施工工干法施工干法施工扩底施工扩底施工钢钢桩桩钢管桩和预应力桩桩、土体系的荷载传递桩、土体系的荷载传递当竖向荷载逐步施加于单桩桩顶，桩身上部受到压缩而产生相相对对于于土土的的向向下下位位移移与此同时桩侧表面受到土土的的向向上上摩摩阻阻力力。

桩桩身身荷荷载载通过所发挥出来的桩侧摩阻力传传递递到到桩桩周周土土层层中去，致使桩桩身身荷荷载载和和桩桩身身压压缩缩变变形形随深度递减。

在桩桩土土相相对位移等于零对位移等于零处，其摩阻力尚未开始发挥作用而等于零摩阻力尚未开始发挥作用而等于零。

随随着着荷荷载载增增加加，桩身压缩量和位移量增大，桩桩身身下下部部的的摩摩阻阻力力随之逐步调动起来桩底土层也因受到压缩而产产生生桩桩端端阻阻力力。

桩桩端端土土层层的的压压缩缩加加大大了了桩桩土土相相对对位位移移，从而使桩桩身身摩摩阻阻力力进一步发挥出来。

当桩桩身身摩摩阻阻力力全部发挥出来达达到到极极限限后，若继续增加荷载继续增加荷载其荷载增量将全部由桩端阻力承担全部由桩端阻力承担。

由于桩端持力层的大量压缩和塑性挤出，位移增长速度显著加大直至桩桩端端阻力达到极限阻力达到极限，位移迅速增大而破坏。

此时桩所承受的荷载桩所承受的荷载就是桩的极限承载力桩的极限承载力。

竖向荷载作用下桩土体系荷载传递的过程可简单描述为：

桩身位移s（z）和桩身荷载Q（z）随深度递减，桩侧应阻力qs（z）自上而下逐步发挥,桩侧度阻力qs（z）的发挥值与桩土相对位移量有关。

单桩竖向承载力分析单桩竖向承载力分析作用于桩顶的竖向荷载Q是由桩侧土的总摩阻力Qs和极端土的端阻力QP共同承担。

QQsQP当桩顶荷载加大至极限值时，QuQsuQPuQu称为单桩竖向抗压极限承载力（kN）；

Qsu为单桩总极限摩侧阻力（kN）；

QPu则为单桩总极限端阻力（kN）。

单桩竖向承载力分析单桩竖向承载力分析对桩的荷载传递过程的研究表明：

桩在外荷载Q作用下，Qs与与QP的发挥程度与桩土之间的相对位移的发挥程度与桩土之间的相对位移情况有关。

桩与土之间发生不大的相桩与土之间发生不大的相对位移时，摩阻力就可充分发挥出来对位移时，摩阻力就可充分发挥出来。

单桩受荷过程中桩端阻力的发挥滞后于桩侧阻力，充分发挥所需的桩底位移值比桩侧摩阻力到达极限所需的桩身截面位移值大得多。

桩桩侧侧摩摩阻阻力力qs桩侧单位面积摩阻力的大小除与土的性质、桩的材科性质有关外，还与桩径、桩深、特别是施工方法有关。

对于挤土的打入桩，沉桩将使桩周土向四周排开、挤压，因而土对桩身的摩阻力增大；

若为钻（挖）孔灌注桩，由于先形成桩孔，周围土体向孔内膨胀、松动，因此桩身的摩阻力减小。

粘性土中打入桩的qs沿深度的分布近似抛物线形，桩顶处无摩阻力，桩身中段摩擦阻力最大。

砂土中打入桩的qs值，开始时随深度近乎线性增加，至定深度后即接近均匀分布，称此深度为侧阻临界侧阻临界深度深度。

打打桩桩对对qs的的影影响响通常当桩打入土中时，会对周围土有挤实挤实、扰动扰动和振动振动的作用。

在粘粘性性土土中打桩时，虽有挤密桩周上的作用，但却使桩周围约1倍直径范围内的土受到扰动，土的结构发生明显的变化；

此外，对于饱和土体，挤压和振动的作用，还会在土中引起很高的超静扎隙水压力，实测资料表明，上升的孔隙水压力有时可达上覆土重的1.4倍。

结构扰动和孔隙水压力升高将使桩周围土的抗剪强度大为降低。

打桩停止后，经过一段时间，随着孔隙水压力的逐渐消散，土体不断团结再加上触变作用使土的结构得到恢复，其结果导致靠近促附近的土的强度回复甚于超过土的原有强度。

粘粘性性土土中中，打打桩桩过过程程对对qs的的影影响响是是先先降降低低，后后又提高又提高。

在砂砂土土中打桩，则主要是使桩周围的土被挤密，使qs提高。

越接近桩的表面压得越紧，向外逐渐减少，至3倍桩径处趋于消失。

打桩停止后，靠近桩表面的土的挤密效应会由于应力调整又有部分的丧失，故qs是先先增增加加，后后又又可可能能有有所所降降低低。

桩桩端端阻阻力力qp当作用于桩顶的荷载当作用于桩顶的荷载Q不断增加桩侧降阻力完全发挥而达极限值后，继续不断增加桩侧降阻力完全发挥而达极限值后，继续增加的荷载就靠桩端阻力增加的荷载就靠桩端阻力qp的增大来承担，直到桩端下的土体达到极限平衡，的增大来承担，直到桩端下的土体达到极限平衡，桩端阻力也达到极限值桩端阻力也达到极限值qpu，此时桩所承受的荷载即为极限承载力此时桩所承受的荷载即为极限承载力Qu。

到达到达Qu时，地基发生破坏，桩将表现出剧烈的或不停滞的下沉。

时，地基发生破坏，桩将表现出剧烈的或不停滞的下沉。

桩端阻力桩端阻力qp经典理论计算法经典理论计算法以古典刚塑性理论为基础，以古典刚塑性理论为基础，把桩视把桩视为一宽度为为一宽度为b，埋深为埋深为dl的深基础。

当的深基础。

当在桩上加荷载至土体发生剪切破坏时，在桩上加荷载至土体发生剪切破坏时，根据所假设的不向滑裂面形状，用基础根据所假设的不向滑裂面形状，用基础极限承载力的原理，求出极限承载力的原理，求出桩端极限承载桩端极限承载力力qsu。

桩端下土体破坏型式大多数是冲剪或局部典切破坏，也可发生类似浅基础下地基的整体剪切破坏型式。

较常用的太沙基型和梅耶霍夫型滑动面形状。

根据承载力理论得出的极限端阻力的一般表达式为：

对于桩来说，b值相对较小，故第一项可以忽略。

若桩尖持力层为饱和粘土u0，Nq1，则若桩尖持力层为砂土c=0,则桩的端阻力深度效应桩的端阻力深度效应桩的端阻力qp随桩端埋深l的增加而线性增加。

但桩端阻力有深度效应，即存在着一个临临界界深深度度hc。

在均匀土层中，当桩端入土深度lhc时，桩的极限端阻力qpu，大体上随深度而线性增加，但当lhc，不再有明显增加或保持常数。

对多层介质，桩端持力层也存在临界深度hc，与性质相同的均匀土层相比，桩端持力层的临界深度hc小于hc。

桩的负摩擦力桩的负摩擦力一、正摩擦力与负摩擦力概念一、正摩擦力与负摩擦力概念在桩顶荷载作用下，桩相对周围土体产生向下的位移，因而土对桩侧产生向上的摩擦力，称之为正摩擦力正摩擦力。

桩周围的土体由于某些原因发生压且变形量大于相应深度处桩的下沉量，则土体对桩产生向下的摩擦力。

此种摩擦力相当于在桩上施加下拉荷载，称之负摩擦负摩擦力力。

二、负摩擦力对桩基的影响二、负摩擦力对桩基的影响负摩擦力的存在降低了桩的承载力，并可导致桩发生过量的沉降。

桩的负摩擦力桩的负摩擦力三、产生负摩擦力的原因三、产生负摩擦力的原因桩侧地面上有分布范围较大的荷载（大面积堆料）；

桩侧地面上有分布范围较大的荷载（大面积堆料）；

由于地下水位全面下降由于地下水位全面下降（如抽取地下水如抽取地下水），使土中有效应力增加，使土中有效应力增加；

桩穿过欠固结的软粘土或新填土，而支承于较坚硬的土层，桩周土在自重桩穿过欠固结的软粘土或新填土，而支承于较坚硬的土层，桩周土在自重作用下随时间而逐渐固结；

作用下随时间而逐渐固结；

自重湿陷性黄土浸水下沉和冻土的融陷等。

自重湿陷性黄土浸水下沉和冻土的融陷