桩基础工程-清华大学课件-188页精选文档

桩基础桩基础（考试大纲）•3·1桩的类型、选型与布置•3·2单桩竖向承载力•3·3群桩的竖向承载力•3·4特殊条件下的桩基设计及其竖向承载力•3·5桩基沉降计算•3·6桩基水平承载力和水平位移•3·7承台设计计算•3·8桩基施工•3·9基桩检测与验收•3·10沉井基础3·1桩的类型、选型与布置•掌握桩的类型和各类桩的适用条件，桩的设计选型应考虑的因素，决定桩型和布桩方案的主要因素3·2单桩竖向承载力•了解单桩在竖向荷载作用下的荷载传递机理和破坏机理•掌握单桩竖向极限承载力的概念及如何根据静载试验结果确定单桩竖向极限承载力•熟悉单桩竖向极限承载力的常规计算式•掌握常用的确定单桩竖向极限承载力的静载试验法、静力触探法、物理指标经验法的要点。并应用其成果•掌握单桩竖向承载力设计值与极限承载力标准值之间的关系•掌握嵌岩桩单桩竖向极限承载力的计算•掌握大直径桩单桩竖向极限承载力的考虑尺寸效应的计算•掌握敞口和闭口钢管桩单桩竖向极限承载力的计算•掌握桩身承载力（桩身强度）验算要点3·3群桩的竖向承载力•了解竖向荷载下的群桩效应及基桩、复合基桩的概念•掌握荷载效应基本组合及地震作用效应基本组合条件下的复合基桩或基桩的竖向承载力极限状态设计表达式•熟悉复合基桩和基桩竖向承载力设计值的计算；•熟悉何种条件下不应考虑承台效应•了解桩基柔弱下卧层的验算3·4特殊条件下的桩基设计及其竖向承载力•负摩阻力•了解负摩阻力发生机理与条件及哪些情况下应计算桩基的负摩阻力•了解中性点的物理意义•掌握负摩阻力标准值的计算方法•掌握考虑群桩效应，基桩下拉荷载标准值的计算及摩擦型基桩和端承型基桩考虑负摩阻力的承载力验算方法•了解减轻负摩阻力和避免负摩阻力的技术措施3·4特殊条件下的桩基设计及其竖向承载力•抗拔桩基•了解桩基出现拔力的条件及受拔桩基承载力验算•掌握单桩及非整体破坏群桩中基桩的抗拔极限承载力标准值计算•掌握呈整体破坏群桩中基桩的抗拔极限承载力标准值计算3·5桩基沉降计算•掌握桩基沉降变形的4个控制指标及不同建筑物的容许值•熟悉等效作用分层总和法的基本假设、计算式、荷载与土参数取值及具体运算方法3·6桩基水平承载力和水平位移•熟悉单桩水平静载试验方法及其根据静载试验结果如何确定临界荷载和极限荷载•掌握按强度和位移控制的单桩水平承载力设计值计算方法•掌握考虑群桩效应的群桩基础中复合基桩水平承载力设计值计算方法3·7承台设计计算•根据布桩情况合理确定承台型式并掌握各类承台有关构造及配筋要求•了解承台的受弯计算、受冲切计算及受剪计算3·8桩基施工•掌握灌注桩、预制混凝土桩和钢桩的主要施工方法和适用条件、工艺要求和质量标准•了解各类灌注桩容易发生的重量问题及其发生原因与预防措施3·9基桩检测与验收•掌握各种基桩承载力及桩身完整性检测方法的基本原理和适用条件•了解基桩验收应提供的基本资料3·10沉井基础•掌握沉井基础的应用条件及沉井下沉的原理与方法•掌握沉井施工的主要工序及沉井施工中常见的问题及处理方法3·1桩的类型、选型与布置•掌握桩的类型和各类桩的适用条件，桩的设计选型应考虑的因素，决定桩型和布桩方案的主要因素桩、单桩、桩基础、基桩与复合基桩•桩：抽象的概念•单桩：一根单独的桩•桩基础：由桩做成的基础•群桩：多根桩＋承台联结组成群桩基础•基桩：群桩基础中的单桩•复合基桩：包含有承台底阻力的基桩一桩的应用二1历史三(1)7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡四(2)3000-4000年前在罗马五(3)西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔六(4)明清2特点•优点•将荷载传递到下部好土层,承载力高•沉降量小•抗震性能好,穿过液化层•承受抗拔(抗滑桩)及横向力(如风载荷)•与其他深基础比较,施工造价低•缺点•施工环境影响,•有地下室时,有一定干扰,深基坑中做桩预制桩施工噪音,钻孔灌注桩的泥浆3适用条件(1)水上建筑物(2)深持力层,高地下水位(3)抗震地基(4)对沉降非常敏感的建筑,如精密仪器其它·····二桩的分类不同的分类标准(一)按承台承台:将几个桩结合起来传递荷载1高承台桩承台在地面以上,桥桩,码头,栈桥2低承台桩承台在地面以下,承台本身承担部分荷载软土层（二）按材料：木桩、混凝土钢筋混凝土、钢管（型钢）桩、复合桩钢筋混凝土：普通混凝土、预应力（离心预制）混凝土、高强混凝土（三）按形状•按纵断面：楔形桩、十字桩、X形桩、树根桩、螺旋桩、多节（分叉）桩、扩底桩…..•按横断面：桩身桩端dD横断面（四）.按尺寸•按断面(直径）的大小：大直径:d80cm;小直径d25（40）cm•按长度（长径比）L60m（3):长桩；L10m短桩L/（：桩的特征长度：细长、瘦长）44nBkEI(五)按荷载传递方式（1）竖直荷载：端承桩（嵌岩桩）、摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩Q=Qp+Qs端承桩主要由桩端承受极限荷载,桩不长,桩端土坚硬摩擦桩主要由桩侧壁与土的摩擦力承受极限荷载,桩长,深端承桩摩擦桩•（2）竖直+水平荷载,拔力+水平荷载：斜桩叉桩低承台桩高承台桩其它•（3）抗浮桩•（4）主动桩与被动桩：锚固桩，抗滑桩（六）按施工方法施工方法—沉桩方法1预制桩2现场灌注桩（七）按沉桩挤土•非挤土桩•部分挤土桩•挤土桩1预制桩离心,预应力,工厂,现场2现场灌注桩气锤打入振动沉桩静压桩引孔,部分挤土,大面积地面隆起不引孔,挤土桩成孔方法人工挖孔螺旋钻正反循环—地下水以下泥浆护壁冲击,夯扩,爆破沉管灌注浇注法省,易泥皮,虚土,断桩水上水下其他振动沉桩离心预应力预制钢筋混凝土人工挖孔桩螺旋钻螺旋钻沉管螺旋钻孔灌注桩大孔径嵌岩桩（八）·扩底桩人工挖孔扩孔桩（芝加哥法）UK英国爆破扩底桩软土地基振扩、压扩桩内夯式扩底桩钻扩桩钻扩桩挤扩桩（支盘桩）影响土体加固层持力层桩身夯实填充料干硬混凝土挤密土体夯扩桩示意图一些常用桩的适用条件一些常用桩的适用条件掌握桩的设计选型应考虑的因素，决定桩型和布桩方案的主要因素桩基的适用情况：•荷载大，对沉降要求严•堆载过大的单层厂房等•解决相邻建筑物影响•对于限制倾斜有特殊要求•活载占很大比例•重级工业吊车•抗地震液化、地震区柔弱地基掌握桩的设计选型应考虑的因素，决定桩型和布桩方案的主要因素•1·因地制宜•2·建筑物要求：荷载大小、性质；基础几何尺寸对沉降敏感性；工期•3·工程地质：地层分布，持力层深度，不良地质现象，地下水：水位、腐蚀性、流速•4·环境：振动与噪音；泥浆处理；夯扩•5·设备、材料、运输、机具、技术力量····•6·造价、工期等经济技术综合分析比较•泥浆护壁钻孔桩：地下水位以下，粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土、风化岩层•沉管灌注桩：粘性土、粉土、淤泥质土、砂土、填土•夯扩桩：桩端持力层为中低压缩性粘性土、粉土、砂土、碎石土，埋深20m•干作业成孔灌注桩（人工挖孔）：地下水位以上，•大孔径：高重建筑物各种桩基础的适用条件：决定桩型和布桩方案的主要因素•桩长：持力层，嵌岩，地下建筑物，其它•桩径（1）最小：预制－2525cm;干作业钻孔30cm;人工挖孔80cm。（2）材料强度，（3）端承桩，短桩尺寸大些•间距：挤土、超静孔压、避免互相干扰、群桩效应、承台效应3·2单桩竖向承载力•了解单桩在竖向荷载作用下的荷载传递机理和破坏机理•掌握单桩竖向极限承载力的概念及如何根据静载试验结果确定单桩竖向极限承载力•熟悉单桩竖向极限承载力的常规计算式•掌握常用的确定单桩竖向极限承载力的静载试验法、静力触探法、物理指标经验法的要点。并应用其成果•掌握嵌岩桩单桩竖向极限承载力的计算•掌握大直径桩单桩竖向极限承载力的考虑尺寸效应的计算•掌握敞口和闭口钢管桩单桩竖向极限承载力的计算•掌握桩身承载力（桩身强度）验算要点3·2单桩竖向承载力•了解单桩在竖向荷载作用下的荷载传递机理和破坏机理3.2单桩竖向承载力一桩的承载力分析二1竖向承载力的组成spsuupsQQQQQQceresispoendQfrictionshaftskinQpstanint,,端承力桩端阻力桩侧摩阻力•摩阻力所需位移很小•端阻力需要较大位移;•不同阶段二者分担比不同Q/kNQsQpQS/mm2桩侧摩阻力(1)摩阻力的分布S0SpQqsS0Sp各点位移轴向力N摩阻力dzdNuqs1u为桩的周长(2)土的极限摩阻力影响因素(3)随着深度增加,砂土中存在临界深度(4)(5)粘性土的摩阻力有时效,ZtgkqZksn00,超静孔隙水压力消散,土的触变性打入预制桩,挤土使qs增加(1)挤密(2)残余应力钻孔预制桩,常使qs减少(1)泥皮(2)应力松弛但是也有水泥浆渗入土中使表面粗糙泥浆3桩的端承力4常把它作为基础承载力问题(太沙基解)太沙基梅耶霍夫型很小qcpuqcpuqNcNqqNcNNBq2(1)很难达到整体破坏(2)端承力与深度有关(3)存在临界深度3·2单桩竖向承载力•掌握单桩竖向极限承载力的概念及如何根据静载试验结果确定单桩竖向极限承载力•掌握常用的确定单桩竖向极限承载力的静载试验法、静力触探法、物理指标经验法的要点。并应用其成果3.2单桩竖向承载力的确定1桩身材料2静力载荷试验拟静力法Osterberg法3经验计算法：静力触探经验公式混凝土R=fcAp钢筋混凝土R=fcAp+fyAg钢筋抗压强度设计值堆载反力法锚桩反力梁法锚桩桁架法,2400吨Osterberg安装钢筋笼安装多动式桩顶试验中地下连续墙静载试验—各规范不同•数目•方法•布置要求•加载；慢速维持荷载法•稳定条件极限承载力确定•极限承载力标准值确定QS012通过Q－S曲线确定承载力的方法1·对于陡降曲线：曲线明显陡降的起始点（s-lgt曲线及其它辅助方法）2·对于缓降曲线，取40－60mm沉降对应的荷载3·对于大直径桩，(0.03-0.06)D4.对于细长桩：取40－60mm沉降对应的荷载通过Q－S曲线确定承载力的方法•《桩基工程与施工技术》（1994）及《桩基工程手册》（2019）均规定，对于缓变型Q－S曲线，一般可取S＝40－60mm对应的荷载为极限承载力2静力载荷试验(1)判断单桩竖向极限承载力Qu(各规范不同)•如果有陡降点,取为Qu•缓变曲线,取一定沉降s=40mm(40-60cm)•24小时未稳定,Sn对应前一级的荷载(3)确定平均值(极限承载力标准值),如离散太大,加一折减系数(4)设计值R=uQuukQQspukQ21nnSS3·2单桩竖向承载力•掌握常用的确定单桩竖向极限承载力的静载试验法、静力触探法、物理指标经验法的要点。并应用其成果3.静力触探siilupcufAqQi、：修正系数qc,fsi：探头的端阻与侧阻Electricstaticcone物理指标经验法ppisikpsAqlquQQQpcAfQ地基承载力桩身的混凝土强度3·2单桩竖向承载力•熟悉单桩竖向极限承载力的常规计算式ppisikpsAqlquQQQ其中qsi与qp可以通过不同方法确定3·2单桩竖向承载力•掌握嵌岩桩单桩竖向极限承载力的计算（上层土及嵌岩深度段的摩阻力不能忽略）prcppkrrcrrkisiksiskpkrkskukAfQhfuQlquQQQQQ嵌岩桩承载力上层土摩阻力：乘发挥系数：0.7-1.0嵌岩段摩阻力：岩石单轴抗压强度×侧阻修正系数0-0.07嵌岩段的段阻力：岩石单轴抗压强度×段阻修正系数0-0.50系数与嵌岩深度比hr/d有关3·2单桩竖向承载力•掌握大直径桩单桩竖向极限承载力的考虑尺寸效应的计算•考虑尺寸效应：(尤其)在砂土与碎石土中由于开挖而松弛导致侧阻力减少•端阻力也下降，由于呈缓降型曲线，由沉降决定承载力ppkpsisiksiukAqlquQ大孔径（扩底）桩承载力效应系数：与土性有关3/13/14/1)8.0()8.0()8.0(1DdDpsipsi粘土、粉土砂土、碎石土3·2单桩竖向承载力•掌握敞口和闭口钢管桩单桩竖向极限承载力的计算n=2n=4