第三章 樁基礎(chǔ)(3.22) [兼容模式] [修復(fù)的]

1、第三章 樁基礎(chǔ) 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 3.1 概述概述 3.2 樁的分類及質(zhì)量檢驗(yàn)樁的分類及質(zhì)量檢驗(yàn) 3.3 單樁的承載力單樁的承載力 3.4 群樁的豎向承載力群樁的豎向承載力 3.5 承臺(tái)設(shè)計(jì)承臺(tái)設(shè)計(jì) 3.6 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 軟 土 層 3.1 概述概述 1樁的應(yīng)用樁的應(yīng)用 1 、歷史十九世紀(jì)以前，木樁、歷史十九世紀(jì)以前，木樁 (1)7000-8000年前浙江河姆渡年前浙江河姆渡 (2)3000-4000年前在羅馬年前在羅馬 (3)西安灞橋西安灞橋,北京御河橋北京御河橋,隋唐建塔隋唐建塔 2 、十九世紀(jì)開(kāi)始，材料和動(dòng)力進(jìn)步、十九世紀(jì)開(kāi)始，材料和動(dòng)力進(jìn)步 鑄鐵管樁鑄鐵管樁(1824年

2、年) 3 、十九世紀(jì)末，現(xiàn)場(chǎng)鉆孔樁、十九世紀(jì)末，現(xiàn)場(chǎng)鉆孔樁 (1897) 現(xiàn)場(chǎng)灌注現(xiàn)場(chǎng)灌注 護(hù)坡樁護(hù)坡樁 造價(jià)低造價(jià)低 現(xiàn)場(chǎng)灌注現(xiàn)場(chǎng)灌注 護(hù)坡樁護(hù)坡樁 造價(jià)低造價(jià)低 二、特點(diǎn)二、特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 1、將荷載傳遞到下部、將荷載傳遞到下部 好土層好土層,承載力高承載力高 2、沉降量小、沉降量小 3、抗震性能好、抗震性能好,穿過(guò)液穿過(guò)液 化層化層 4、承受抗拔、承受抗拔(抗滑樁抗滑樁) 及橫向力及橫向力(如風(fēng)載荷如風(fēng)載荷) 5、與其他深基礎(chǔ)比較、與其他深基礎(chǔ)比較, 施工造價(jià)低施工造價(jià)低 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 施工環(huán)境影響施工環(huán)境影響, 預(yù)制樁施工噪音預(yù)制樁施工噪音, 鉆孔灌注樁的泥漿鉆孔灌注樁的泥漿 三、適用條件

3、三、適用條件 1、豎向荷載大而集中的結(jié)構(gòu)及在沉降方面有較豎向荷載大而集中的結(jié)構(gòu)及在沉降方面有較 高要求的建筑物，如高層建筑、大型建筑；高要求的建筑物，如高層建筑、大型建筑； 2、受大面積地面荷載影響的結(jié)構(gòu)，如重型工業(yè)受大面積地面荷載影響的結(jié)構(gòu)，如重型工業(yè) 廠房；廠房； 3、作用有很大傾覆力矩的高聳結(jié)構(gòu)物，如煙囪、作用有很大傾覆力矩的高聳結(jié)構(gòu)物，如煙囪、 鐵塔鐵塔； 4、對(duì)沉降非常敏感的建筑、對(duì)沉降非常敏感的建筑,如精密設(shè)備基礎(chǔ)；如精密設(shè)備基礎(chǔ)； 5、作為地震區(qū)的結(jié)構(gòu)抗震性能。作為地震區(qū)的結(jié)構(gòu)抗震性能。 3.2 樁的分類及質(zhì)量檢驗(yàn)樁的分類及質(zhì)量檢驗(yàn) 一、樁的分類一、樁的分類 (一一) 按承臺(tái)分按

4、承臺(tái)分 承臺(tái)承臺(tái):將幾個(gè)樁結(jié)合起來(lái)將幾個(gè)樁結(jié)合起來(lái) 傳遞荷載傳遞荷載 （二）按施工方法分（二）按施工方法分 （三）按設(shè)置效應(yīng)分（三）按設(shè)置效應(yīng)分 （四）按受力性能分（四）按受力性能分 （五）按樁徑大小分（五）按樁徑大小分 軟土層軟土層 ( (一一) ) 按承臺(tái)分按承臺(tái)分 承臺(tái)承臺(tái): :將幾個(gè)樁結(jié)合起來(lái)傳遞荷將幾個(gè)樁結(jié)合起來(lái)傳遞荷 載載 1 1、高承臺(tái)樁、高承臺(tái)樁 承臺(tái)在地面以上承臺(tái)在地面以上, , 水利工程中采水利工程中采 用，由斜樁承受水平荷載，如用，由斜樁承受水平荷載，如 高樁碼頭、海上采油固定式平高樁碼頭、海上采油固定式平 臺(tái)、臺(tái)、橋樁橋樁, ,碼頭碼頭, ,棧橋棧橋等。等。 2 2、低

5、承臺(tái)樁、低承臺(tái)樁 承臺(tái)在地面以下承臺(tái)在地面以下, , 承臺(tái)本身承擔(dān)承臺(tái)本身承擔(dān) 部分荷載部分荷載( (工業(yè)與民用建筑中工業(yè)與民用建筑中 采用采用) ) 軟土層軟土層 低承臺(tái)樁低承臺(tái)樁 高承臺(tái)樁高承臺(tái)樁 (二二) 按施工方法不同分（預(yù)制樁和灌注樁）按施工方法不同分（預(yù)制樁和灌注樁） 1、預(yù)制樁：在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制作。、預(yù)制樁：在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制作。 按采用的材料不同分為：鋼筋砼樁、鋼樁、木樁；按采用的材料不同分為：鋼筋砼樁、鋼樁、木樁； 按沉樁方法不同分為：振動(dòng)打入、靜壓和旋入等；按沉樁方法不同分為：振動(dòng)打入、靜壓和旋入等； (1)鋼筋砼樁：承載力高，耐久性好，質(zhì)量易保證，廣泛采用；鋼筋砼樁：承

6、載力高，耐久性好，質(zhì)量易保證，廣泛采用； 普通實(shí)心方形截面：邊長(zhǎng)普通實(shí)心方形截面：邊長(zhǎng)300550mm，制作運(yùn)輸、堆放較方便。，制作運(yùn)輸、堆放較方便。 樁長(zhǎng)：現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制：樁長(zhǎng)：現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制：2530m 工廠預(yù)制：工廠預(yù)制：12m，可以分節(jié)施工，可以分節(jié)施工 三角形空心樁、十字形樁：用料省，自重較輕；三角形空心樁、十字形樁：用料省，自重較輕； (2)木樁：杉木、松木樁，樁徑（小頭）木樁：杉木、松木樁，樁徑（小頭）160-260mm 樁長(zhǎng)：樁長(zhǎng)：46m，承載力低，較少采用；，承載力低，較少采用； 鋼筋砼預(yù)制樁橫截面類型鋼筋砼預(yù)制樁橫截面類型 空心三角形截面空心三角形截面 樁身樁身 2、灌注樁：、灌注樁：

7、 直接在設(shè)計(jì)樁位處開(kāi)孔，孔內(nèi)放鋼筋籠，澆筑砼而成；直接在設(shè)計(jì)樁位處開(kāi)孔，孔內(nèi)放鋼筋籠，澆筑砼而成； 優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省鋼材（可不加鋼筋），持力層起伏不平時(shí)，優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省鋼材（可不加鋼筋），持力層起伏不平時(shí)， 可根據(jù)深度決定樁長(zhǎng)，便于施工；可根據(jù)深度決定樁長(zhǎng)，便于施工； 沉管灌注樁：可以采用錘擊、振動(dòng)、振動(dòng)沖擊等方法沉管灌注樁：可以采用錘擊、振動(dòng)、振動(dòng)沖擊等方法 沉管開(kāi)孔。沉管開(kāi)孔。 鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁 挖孔灌注樁：人工或機(jī)械挖掘開(kāi)孔挖孔灌注樁：人工或機(jī)械挖掘開(kāi)孔 (1)沉管灌注樁沉管灌注樁 施工順序：錘擊、振動(dòng)、振動(dòng)沖擊施工順序：錘擊、振動(dòng)、振動(dòng)沖擊沉入鋼管沉入鋼管管內(nèi)灌砼管內(nèi)灌砼 振動(dòng)拔管振動(dòng)拔管上

8、部三分之一按構(gòu)造配筋，灌砼上部三分之一按構(gòu)造配筋，灌砼成型。成型。 300-50020m錘擊沉管灌注樁：錘擊沉管灌注樁：，樁長(zhǎng)，樁長(zhǎng) , 打至硬塑粘土層或中粗砂層。打至硬塑粘土層或中粗砂層。 優(yōu)點(diǎn)：施工設(shè)備簡(jiǎn)單，進(jìn)度快，造價(jià)低。優(yōu)點(diǎn)：施工設(shè)備簡(jiǎn)單，進(jìn)度快，造價(jià)低。 缺點(diǎn)：可能產(chǎn)生縮頸、斷樁，砼強(qiáng)度不足等事故；缺點(diǎn)：可能產(chǎn)生縮頸、斷樁，砼強(qiáng)度不足等事故； 縮頸：縮頸：（局部截面縮?。┏０l(fā)生在軟硬土層交界處或軟土層（局部截面縮小）常發(fā)生在軟硬土層交界處或軟土層 處，地表下不深處，撥管速度應(yīng)控制在處，地表下不深處，撥管速度應(yīng)控制在 0.8m/min管內(nèi)砼量管內(nèi)砼量 應(yīng)充足，灌注的充盈系數(shù)達(dá)應(yīng)充足，灌

9、注的充盈系數(shù)達(dá)1.11.5（實(shí)際砼用量與按樁徑和（實(shí)際砼用量與按樁徑和 樁長(zhǎng)計(jì)算得出的體積之比），原因：軟硬土層交界處、軟土樁長(zhǎng)計(jì)算得出的體積之比），原因：軟硬土層交界處、軟土 層處等土中拔管速度過(guò)快，混凝土沒(méi)有充實(shí)；層處等土中拔管速度過(guò)快，混凝土沒(méi)有充實(shí)； 斷樁：斷樁：發(fā)生在地表下不深處，原因：相鄰樁施工時(shí)振動(dòng)作用發(fā)生在地表下不深處，原因：相鄰樁施工時(shí)振動(dòng)作用 產(chǎn)生水平力以及土體上拱形成樁身的拉力，樁距不宜太小，產(chǎn)生水平力以及土體上拱形成樁身的拉力，樁距不宜太小， 減少振動(dòng)；減少振動(dòng)； 600650mm 1030m （2）鉆孔灌注樁）鉆孔灌注樁 鉆孔樁，樁長(zhǎng)鉆孔樁，樁長(zhǎng)，單樁承載力單樁承載力

10、12MN。 施工程序：鉆機(jī)開(kāi)孔施工程序：鉆機(jī)開(kāi)孔排除孔內(nèi)土排除孔內(nèi)土清除孔底殘?jiān)宄椎讱堅(jiān)卜配摻罨\安放鋼筋籠 灌砼灌砼 目前國(guó)內(nèi)的鉆孔灌注樁在鉆進(jìn)時(shí)不下鋼套筒，而是利用泥漿保目前國(guó)內(nèi)的鉆孔灌注樁在鉆進(jìn)時(shí)不下鋼套筒，而是利用泥漿保 護(hù)孔壁以防坍孔。樁徑護(hù)孔壁以防坍孔。樁徑800，1000，1200mm， 優(yōu)點(diǎn)：承載力高，樁身變形??；優(yōu)點(diǎn)：承載力高，樁身變形??； （3）挖孔灌注樁：人工或機(jī)械挖掘開(kāi)孔）挖孔灌注樁：人工或機(jī)械挖掘開(kāi)孔 人工挖土：每挖人工挖土：每挖0.91.0m深，澆灌砼護(hù)壁，在護(hù)壁內(nèi)安裝深，澆灌砼護(hù)壁，在護(hù)壁內(nèi)安裝 鋼筋籠澆砼。鋼筋籠澆砼。 1m 15m 1.2m 25m 挖孔樁

11、直徑：挖孔樁直徑：，深深 ， ，樁長(zhǎng)，樁長(zhǎng) 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，互不干擾，噪音小，孔底可以清除干優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，互不干擾，噪音小，孔底可以清除干 凈，較經(jīng)濟(jì)，適應(yīng)性強(qiáng)。凈，較經(jīng)濟(jì)，適應(yīng)性強(qiáng)。 樁端樁端 D d 振動(dòng)沉樁振動(dòng)沉樁 預(yù)制樁預(yù)制樁113m 離心預(yù)應(yīng)力預(yù)制鋼筋混凝土離心預(yù)應(yīng)力預(yù)制鋼筋混凝土 人工挖孔樁人工挖孔樁 廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁 螺旋鉆螺旋鉆 沉管螺旋鉆孔灌注樁沉管螺旋鉆孔灌注樁 粘性土粘性土 砂性土砂性土 擴(kuò)底樁擴(kuò)底樁 人工挖孔擴(kuò)孔樁人工挖孔擴(kuò)孔樁 （芝加哥法）（芝加哥法） 英國(guó)英國(guó) 1.0-3.0 m 0.6-0.9 m 爆破擴(kuò)底樁爆破擴(kuò)底樁 內(nèi)夯式

12、擴(kuò)底樁內(nèi)夯式擴(kuò)底樁200kN200kN鋼錘鋼錘 碎石碎石 混凝土混凝土 鋼筋籠鋼筋籠 鉆擴(kuò)樁鉆擴(kuò)樁 擠擴(kuò)樁（支盤(pán)樁）擠擴(kuò)樁（支盤(pán)樁） （三）按設(shè)置效應(yīng)分類（三）按設(shè)置效應(yīng)分類 樁的設(shè)置效應(yīng)：樁周土所受排擠樁的設(shè)置效應(yīng)：樁周土所受排擠 作用引起樁周土天然結(jié)構(gòu)，應(yīng)力作用引起樁周土天然結(jié)構(gòu)，應(yīng)力 狀態(tài)和性質(zhì)的變化，從而影響樁狀態(tài)和性質(zhì)的變化，從而影響樁 的承載力和變形性質(zhì)；的承載力和變形性質(zhì)； 大量排土樁大量排土樁 不排土樁不排土樁 小量排土樁小量排土樁 （四）按受力性能分類（四）按受力性能分類 端承型樁：樁上荷載由樁端承端承型樁：樁上荷載由樁端承 受，忽略樁身側(cè)面受，忽略樁身側(cè)面 的承載能力，變形

13、的承載能力，變形 很小。很小。 摩擦型樁：樁上荷載主要由樁側(cè)摩擦型樁：樁上荷載主要由樁側(cè) 摩擦力承受，同時(shí)考摩擦力承受，同時(shí)考 慮樁側(cè)摩擦力和樁端慮樁側(cè)摩擦力和樁端 下土的支承作用下土的支承作用。 端承樁端承樁 摩擦樁摩擦樁 P s P s P （五）按樁徑大小分（五）按樁徑大小分 小直徑樁小直徑樁 中等直徑樁中等直徑樁 大直徑樁大直徑樁 mmd250 mmdmm800250 mmd800 二二 灌注樁的質(zhì)量檢驗(yàn)灌注樁的質(zhì)量檢驗(yàn) 1、開(kāi)挖檢查：、開(kāi)挖檢查：只限于觀察檢查所開(kāi)挖的外露部分；只限于觀察檢查所開(kāi)挖的外露部分； 2、鉆芯法：、鉆芯法：在樁身內(nèi)進(jìn)行鉆孔取砼芯樣進(jìn)行單軸抗壓在樁身內(nèi)進(jìn)行鉆孔

14、取砼芯樣進(jìn)行單軸抗壓 強(qiáng)強(qiáng) 度試驗(yàn)，了解砼有無(wú)離析、空洞等；度試驗(yàn)，了解砼有無(wú)離析、空洞等； 3、聲波檢測(cè)法：、聲波檢測(cè)法：預(yù)先在大樁中埋入預(yù)先在大樁中埋入34根金屬管，利根金屬管，利 用用 超聲波在砼不同強(qiáng)度中傳播速度的變化來(lái)進(jìn)行質(zhì)量檢超聲波在砼不同強(qiáng)度中傳播速度的變化來(lái)進(jìn)行質(zhì)量檢 測(cè)；測(cè)； 4、動(dòng)測(cè)法：、動(dòng)測(cè)法：小應(yīng)變動(dòng)測(cè)法小應(yīng)變動(dòng)測(cè)法(檢驗(yàn)樁身完整性檢驗(yàn)樁身完整性)、大應(yīng)變動(dòng)、大應(yīng)變動(dòng) 測(cè)法測(cè)法(測(cè)承載力測(cè)承載力)； 3.3 單樁的承載力單樁的承載力 單樁承載力取決于：（單樁承載力取決于：（1）土對(duì)樁的阻力；（）土對(duì)樁的阻力；（2）樁身材料強(qiáng)度。）樁身材料強(qiáng)度。 一、一般規(guī)定一、一般規(guī)定

15、 1、甲級(jí)建筑物：必須由現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)確定單樁承載力；、甲級(jí)建筑物：必須由現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)確定單樁承載力； 并結(jié)合靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入等原位測(cè)試方法綜合確定。試驗(yàn)并結(jié)合靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入等原位測(cè)試方法綜合確定。試驗(yàn) 樁數(shù)：在同一條件下的試樁數(shù)量不宜小于總樁數(shù)的樁數(shù)：在同一條件下的試樁數(shù)量不宜小于總樁數(shù)的1%，且，且 大于等于大于等于3根根 。 2、乙級(jí)建筑物：可參照地質(zhì)條件相同的樁試驗(yàn)資料根據(jù)具體、乙級(jí)建筑物：可參照地質(zhì)條件相同的樁試驗(yàn)資料根據(jù)具體 情況確定；情況確定； 3、丙級(jí)建筑物：可用經(jīng)驗(yàn)公式估算。、丙級(jí)建筑物：可用經(jīng)驗(yàn)公式估算。 二、樁的承載力分析二、樁的承載力分析 1 、豎向承載力的組成

16、（單樁豎向極限承載力）、豎向承載力的組成（單樁豎向極限承載力） 摩阻力所需位移很小摩阻力所需位移很小 端阻力需要較大位移端阻力需要較大位移; 不同階段二者分擔(dān)比不同不同階段二者分擔(dān)比不同 單樁軸向荷載的傳遞過(guò)程單樁軸向荷載的傳遞過(guò)程 就是樁側(cè)阻力與樁端阻力就是樁側(cè)阻力與樁端阻力 的發(fā)揮過(guò)程。的發(fā)揮過(guò)程。 pkskuk QQQ Q/kN Qsk Qpk Q S/mm Qsk 樁側(cè)摩阻力樁側(cè)摩阻力 Qpk 樁端阻力樁端阻力 2、樁側(cè)摩阻力、樁側(cè)摩阻力 (1) 摩阻力的分布摩阻力的分布 S0 qs 摩阻力摩阻力 Sp 各點(diǎn)截各點(diǎn)截 面位移面位移 Q 軸向力軸向力N S0 Sp 靠近樁身上部土層的側(cè)阻

17、力先于下部土層發(fā)揮，側(cè)阻力先于端阻力發(fā)揮。 (2)土的極限摩阻力影響因素土的極限摩阻力影響因素 隨著深度增加隨著深度增加,砂土中存在臨界深度砂土中存在臨界深度 ZtgkqZk sn00 , 超靜孔隙水壓力消超靜孔隙水壓力消 散，土的觸變性散，土的觸變性 打入預(yù)制樁打入預(yù)制樁,擠土使擠土使qs增加增加(1)擠密擠密(2)殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力 鉆孔預(yù)制樁鉆孔預(yù)制樁,常使常使qs減少減少(1)泥皮泥皮(2)應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛 但是也有水泥漿滲入土中使表面粗糙但是也有水泥漿滲入土中使表面粗糙 其他施工因素其他施工因素 粘性土的摩阻力有時(shí)效粘性土的摩阻力有時(shí)效, 3、樁的端承力、樁的端承力 (1)常作為基礎(chǔ)承

18、載力問(wèn)題常作為基礎(chǔ)承載力問(wèn)題(太沙基解太沙基解) 太沙基太沙基梅耶霍夫型梅耶霍夫型 很小很小 qcpu qNcNN B q 2 (1)很難達(dá)到整體破壞很難達(dá)到整體破壞 (2)端承力與深度有關(guān)端承力與深度有關(guān) (3)存在臨界深度存在臨界深度 qcpu qNcNq 極限承載力的三部分極限承載力的三部分 q c qN cN N B 2 滑動(dòng)土體自重產(chǎn)生的抗力滑動(dòng)土體自重產(chǎn)生的抗力 滑裂面上的粘聚力產(chǎn)生的抗力滑裂面上的粘聚力產(chǎn)生的抗力 側(cè)荷載側(cè)荷載 D D產(chǎn)生的產(chǎn)生的抗力抗力 (2) 土的極限端阻力影響因素土的極限端阻力影響因素 與土性有關(guān)與土性有關(guān),存在臨界深度存在臨界深度 與施工方法有關(guān)與施工方法

19、有關(guān) 樁端充填粉土樁端充填粉土 z 端阻q o hcr 三、三、 樁的負(fù)摩阻力樁的負(fù)摩阻力 1、負(fù)摩阻力的概念、負(fù)摩阻力的概念 其存在降低了樁的承載力，并可導(dǎo)致樁發(fā)生過(guò)量的沉降其存在降低了樁的承載力，并可導(dǎo)致樁發(fā)生過(guò)量的沉降 摩擦力的方向與樁、土的相對(duì)位移有關(guān)：摩擦力的方向與樁、土的相對(duì)位移有關(guān)： 樁相對(duì)土上升：摩阻力向下為：樁相對(duì)土上升：摩阻力向下為：“” 樁相對(duì)土下沉：摩阻力向上為：樁相對(duì)土下沉：摩阻力向上為：“” 摩阻力的大小取決于摩阻力的大小取決于：樁、土的相對(duì)位移、：樁、土的相對(duì)位移、 樁、土類別樁、土類別 摩擦面法向力摩擦面法向力 (1)樁周附近地面大面樁周附近地面大面 積堆載積堆

20、載 (2)大面積降低地下水大面積降低地下水 位位 (3)欠固結(jié)土，新填土欠固結(jié)土，新填土 (4)濕陷性黃土遇水濕濕陷性黃土遇水濕 陷陷 (5)砂土液化、凍土融砂土液化、凍土融 解解 正摩阻力正摩阻力 負(fù)摩阻力負(fù)摩阻力 2 負(fù)摩阻力的產(chǎn)生負(fù)摩阻力的產(chǎn)生 軸向力軸向力N ln Negative 土位移土位移Ss 樁位移樁位移Sp - + 摩阻力摩阻力 2 、負(fù)摩阻力的確定：負(fù)摩阻力成為荷載的一部分、負(fù)摩阻力的確定：負(fù)摩阻力成為荷載的一部分 對(duì)于下部為巖石的端承樁對(duì)于下部為巖石的端承樁,可能全樁為負(fù)阻力可能全樁為負(fù)阻力, 對(duì)于一般樁對(duì)于一般樁,因?yàn)闃锻炼加凶冃我驗(yàn)闃锻炼加凶冃?視二者的相對(duì)位視二者的

21、相對(duì)位 移量和方向移量和方向 樁截面周長(zhǎng) 負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)系數(shù) 負(fù)摩阻力系數(shù) 下拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值 層平均豎向有效應(yīng)力：樁周第 單樁負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值 n n i n i n sin n g iii in n si lqQ zi q 1 四、四、 單樁豎直向承載力的確定單樁豎直向承載力的確定 1樁身材料樁身材料 2靜載荷試驗(yàn)靜載荷試驗(yàn) 3 經(jīng)驗(yàn)方法：靜力觸探經(jīng)驗(yàn)方法：靜力觸探 經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式 混凝土混凝土R= cfc Ap 鋼筋混凝土鋼筋混凝土R= c fc Ap +fyAg 鋼筋抗壓強(qiáng)鋼筋抗壓強(qiáng) 度設(shè)計(jì)值度設(shè)計(jì)值 1、靜載試驗(yàn)法、靜載試驗(yàn)法 獲得單樁承載力最可靠的方法獲得單樁承載力最可靠的方法 錨樁

22、反力梁錨樁反力梁 次梁次梁 錨筋錨筋 錨樁錨樁 主梁主梁 千斤頂千斤頂 百分表百分表 基準(zhǔn)柱基準(zhǔn)柱 錨樁錨樁 桁架桁架 法法,2400噸噸 樁頂試驗(yàn)中樁頂試驗(yàn)中 (2) 通過(guò)靜力載荷試驗(yàn)確定極限承載力通過(guò)靜力載荷試驗(yàn)確定極限承載力Qu 判斷單樁豎向極限承載力判斷單樁豎向極限承載力Qu(各規(guī)范不同各規(guī)范不同) 如果有如果有陡降點(diǎn)陡降點(diǎn),取為取為Qu 緩變緩變曲線曲線,取一定取一定沉降沉降 s=40mm (40-60mm) 24小時(shí)未穩(wěn)定小時(shí)未穩(wěn)定,Sn對(duì)應(yīng)的荷載對(duì)應(yīng)的荷載 確定平均值確定平均值 (極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值),如離散太大如離散太大,加一加一 折減系數(shù)折減系數(shù) 特征值特征值R

23、a= uuk QQ sp uk Q 2 1 n n S S u Q 2 sp 2、靜力觸探、靜力觸探 siiipcuk fluAqQ 、 ：修正系數(shù)：修正系數(shù) qc, fsi ：探頭的端阻與側(cè)阻：探頭的端阻與側(cè)阻 雙橋探頭靜力觸探雙橋探頭靜力觸探 3、經(jīng)驗(yàn)公式法、經(jīng)驗(yàn)公式法 ppaisiapuk AqlquQ pcc AfQ 地基承載力特征值地基承載力特征值 樁身的混凝土強(qiáng)度樁身的混凝土強(qiáng)度 c0.75 預(yù)制樁預(yù)制樁 0.60.7灌注樁灌注樁 端承樁：端承樁： ppapa AqQ Q相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的單樁豎向力設(shè)計(jì)值相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的單樁豎向力設(shè)計(jì)值 準(zhǔn)值單樁豎向極限承載力標(biāo)Q

24、uk K Q R uk a 四、抗拔樁的承載力四、抗拔樁的承載力 浮力浮力,風(fēng)荷載風(fēng)荷載 1 、現(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn) 2 、公式、公式 i is si ia ai il lg gk k u uk k l lq qu u n n 1 1 群群樁樁呈呈整整體體破破壞壞：T T l lu uq q群群樁樁呈呈非非整整體體破破壞壞：T T i ii is si ia ai i 抗拔折減系數(shù)抗拔折減系數(shù) i：砂土砂土0.5-0.7, 粉、粘土粉、粘土0.7-0.8 五、橫向受力樁的承載力確定五、橫向受力樁的承載力確定 樁數(shù)n n H R k Ha , 小結(jié)小結(jié) 單樁承載力單樁承載力=摩阻力摩阻力+

25、端阻力端阻力 摩阻力摩阻力-土性，深度（臨界深度），土性，深度（臨界深度）， 入樁方式，樁土相對(duì)位移入樁方式，樁土相對(duì)位移 正摩擦力正摩擦力 負(fù)摩擦力負(fù)摩擦力 端阻力端阻力-土性，深度（臨界深度）土性，深度（臨界深度） ， 入樁方式入樁方式 確定單樁承載力的方法確定單樁承載力的方法 一一 群樁與群樁效應(yīng)群樁與群樁效應(yīng) 巖石巖石 土土 壓力擴(kuò)散深度壓力擴(kuò)散深度 6d 3.4 群樁的豎向承載力群樁的豎向承載力 群樁效應(yīng)群樁效應(yīng): :由于承臺(tái)、樁、土相互作用由于承臺(tái)、樁、土相互作用, , 群樁基礎(chǔ)中的單根樁群樁基礎(chǔ)中的單根樁 （基樁）單獨(dú)受荷時(shí)的（基樁）單獨(dú)受荷時(shí)的承載力承載力和和沉降性狀沉降性狀，

26、往往與相同地質(zhì)條，往往與相同地質(zhì)條 件和設(shè)置方法的同樣獨(dú)立單樁有顯著差別，這種現(xiàn)象稱為群樁件和設(shè)置方法的同樣獨(dú)立單樁有顯著差別，這種現(xiàn)象稱為群樁 效應(yīng)。效應(yīng)。 1 1、端承型群樁基礎(chǔ)的群樁效應(yīng)、端承型群樁基礎(chǔ)的群樁效應(yīng) 樁底持力層較硬，樁身下沉量小，樁側(cè)樁底持力層較硬，樁身下沉量小，樁側(cè) 摩阻力不易發(fā)揮，上部荷載通過(guò)樁身直接傳摩阻力不易發(fā)揮，上部荷載通過(guò)樁身直接傳 到樁端土層，而樁端處承壓面積小，各樁端到樁端土層，而樁端處承壓面積小，各樁端 的壓力彼此互不影響。因此，有：的壓力彼此互不影響。因此，有： 端承群樁中各樁的工作特點(diǎn)與端承群樁中各樁的工作特點(diǎn)與 單樁工作情單樁工作情 況基本一致；況基

27、本一致； 群樁承載力群樁承載力= =各單樁承載力之和；各單樁承載力之和； 群樁沉降量群樁沉降量= =單樁沉降量。單樁沉降量。 巖石 土 2 2、摩檫型群樁基礎(chǔ)的群樁效應(yīng)、摩檫型群樁基礎(chǔ)的群樁效應(yīng) （1 1）群樁的工作特點(diǎn)：摩擦樁的側(cè)摩阻力在土中引起的附加）群樁的工作特點(diǎn)：摩擦樁的側(cè)摩阻力在土中引起的附加 壓力一般假定為按某一角度沿樁長(zhǎng)向下擴(kuò)散分布至樁端平面處。壓力一般假定為按某一角度沿樁長(zhǎng)向下擴(kuò)散分布至樁端平面處。 如果如果sDsDsD（一般（一般s s66d d）, , 摩擦群摩擦群 樁各基樁的工作性狀與單樁工作樁各基樁的工作性狀與單樁工作 性狀基本相同，因樁端平面各基性狀基本相同，因樁端平

28、面各基 樁的應(yīng)力不存在互相疊加現(xiàn)象，樁的應(yīng)力不存在互相疊加現(xiàn)象， 此時(shí)，此時(shí)，摩擦群樁承載力等于各單摩擦群樁承載力等于各單 樁承載力之和，摩擦群樁沉降等樁承載力之和，摩擦群樁沉降等 于單樁沉降；于單樁沉降； 壓力擴(kuò)散深度 （2 2）承臺(tái)的影響）承臺(tái)的影響 高承臺(tái)：由于承臺(tái)底面與土脫開(kāi)，荷載全部由樁承擔(dān)。承臺(tái)高承臺(tái)：由于承臺(tái)底面與土脫開(kāi)，荷載全部由樁承擔(dān)。承臺(tái) 主要是通過(guò)承臺(tái)剛度對(duì)樁頂位移和荷載施加影響，類似于剛性主要是通過(guò)承臺(tái)剛度對(duì)樁頂位移和荷載施加影響，類似于剛性 淺基礎(chǔ)基底反力問(wèn)題。中心荷載作用下的剛性承臺(tái)在迫使各樁淺基礎(chǔ)基底反力問(wèn)題。中心荷載作用下的剛性承臺(tái)在迫使各樁 同時(shí)均勻沉降的同時(shí)

29、，也使各樁樁頂荷載分配有別同時(shí)均勻沉降的同時(shí)，也使各樁樁頂荷載分配有別, ,其中角樁其中角樁 最大、邊樁次之，中間樁最小，樁數(shù)越多，差異越明顯。隨著最大、邊樁次之，中間樁最小，樁數(shù)越多，差異越明顯。隨著 承臺(tái)柔度增加，各樁樁頂荷載的分配將逐漸與承臺(tái)上的荷載分承臺(tái)柔度增加，各樁樁頂荷載的分配將逐漸與承臺(tái)上的荷載分 布一致。布一致。 低承臺(tái)：除了具有高承臺(tái)的影響外，但由于低承臺(tái)底面與土低承臺(tái)：除了具有高承臺(tái)的影響外，但由于低承臺(tái)底面與土 接觸，承臺(tái)底面通過(guò)樁間土反力分擔(dān)荷載，使承臺(tái)兼有淺基礎(chǔ)接觸，承臺(tái)底面通過(guò)樁間土反力分擔(dān)荷載，使承臺(tái)兼有淺基礎(chǔ) 作用，低承臺(tái)樁基礎(chǔ)也稱為作用，低承臺(tái)樁基礎(chǔ)也稱為“復(fù)

30、合樁基復(fù)合樁基”。 由于承臺(tái)底可分由于承臺(tái)底可分 擔(dān)一部分荷載（從百分之十幾到百分之五十以上），使樁基承擔(dān)一部分荷載（從百分之十幾到百分之五十以上），使樁基承 載力隨之提高。對(duì)發(fā)揮承臺(tái)底樁間土反力的有利因素是：樁頂載力隨之提高。對(duì)發(fā)揮承臺(tái)底樁間土反力的有利因素是：樁頂 荷載水平高、樁端持力層可壓縮、承臺(tái)底面下土質(zhì)好、樁身細(xì)荷載水平高、樁端持力層可壓縮、承臺(tái)底面下土質(zhì)好、樁身細(xì) 而短、布樁少而疏。但下列情況下的低承臺(tái)樁基在建成后，承而短、布樁少而疏。但下列情況下的低承臺(tái)樁基在建成后，承 臺(tái)底面仍可能會(huì)與基土脫開(kāi)：臺(tái)底面仍可能會(huì)與基土脫開(kāi)：承臺(tái)下為可液化土、濕陷性黃土、承臺(tái)下為可液化土、濕陷性黃土

31、、 高靈敏度粘土、欠固結(jié)土、新近填土、可出現(xiàn)震陷、降水、沉高靈敏度粘土、欠固結(jié)土、新近填土、可出現(xiàn)震陷、降水、沉 樁過(guò)程產(chǎn)生高超靜水壓力及地面隆起的地基土。樁過(guò)程產(chǎn)生高超靜水壓力及地面隆起的地基土。 群樁與群樁效應(yīng)群樁與群樁效應(yīng) 1 預(yù)制樁沉樁預(yù)制樁沉樁 砂土砂土,非飽和土和一般粘性土，填非飽和土和一般粘性土，填 土有擠密作用，使承載力增加。土有擠密作用，使承載力增加。 飽和粘土飽和粘土,超靜孔壓積累，地面上浮超靜孔壓積累，地面上浮,先入樁上先入樁上 浮，土層擾動(dòng)，使承載力降低。浮，土層擾動(dòng)，使承載力降低。 2 應(yīng)力疊加應(yīng)力疊加 樁底應(yīng)力增加，使承載力不足樁底應(yīng)力增加，使承載力不足;總的總的

32、沉降增加。沉降增加。 3 樁之間互相調(diào)節(jié)樁之間互相調(diào)節(jié) 個(gè)別樁承載力低總體上可互個(gè)別樁承載力低總體上可互 補(bǔ)；個(gè)別樁受荷，其他樁幫助傳遞荷載。補(bǔ)；個(gè)別樁受荷，其他樁幫助傳遞荷載。 4 承臺(tái)可部分承受荷載。承臺(tái)可部分承受荷載。 國(guó)內(nèi)外的大量工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究證明：用單一的群樁效國(guó)內(nèi)外的大量工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究證明：用單一的群樁效 應(yīng)系數(shù)不能正確反映群樁基礎(chǔ)的工作狀態(tài)，原因是：應(yīng)系數(shù)不能正確反映群樁基礎(chǔ)的工作狀態(tài)，原因是： 群樁基礎(chǔ)的沉降量只要滿足建筑物樁基變形允許值的要求，群樁基礎(chǔ)的沉降量只要滿足建筑物樁基變形允許值的要求， 無(wú)需按單樁的沉降量控制；無(wú)需按單樁的沉降量控制； 群樁基礎(chǔ)的基樁與單樁的

33、工作條件不同，其極限承載力也不群樁基礎(chǔ)的基樁與單樁的工作條件不同，其極限承載力也不 一樣。一樣。 目前工程上考慮群樁效應(yīng)的方法有兩種：目前工程上考慮群樁效應(yīng)的方法有兩種： 群樁分項(xiàng)效率系數(shù)法群樁分項(xiàng)效率系數(shù)法：以概率極限設(shè)計(jì)為指導(dǎo)，通過(guò)實(shí)測(cè)資：以概率極限設(shè)計(jì)為指導(dǎo)，通過(guò)實(shí)測(cè)資 料的統(tǒng)計(jì)分析對(duì)群樁內(nèi)每一基樁的側(cè)阻力和端阻力分別乘以群料的統(tǒng)計(jì)分析對(duì)群樁內(nèi)每一基樁的側(cè)阻力和端阻力分別乘以群 樁效應(yīng)系數(shù)。樁效應(yīng)系數(shù)。建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（JG94-2008JG94-2008） 等代實(shí)體基礎(chǔ)法等代實(shí)體基礎(chǔ)法：把承臺(tái)、樁、樁間土當(dāng)成一個(gè)整體埋置于：把承臺(tái)、樁、樁間土當(dāng)成一個(gè)整體埋置于 樁端

34、平面深度的深基礎(chǔ)，進(jìn)行承載力和變形驗(yàn)算。樁端平面深度的深基礎(chǔ)，進(jìn)行承載力和變形驗(yàn)算。建筑地基建筑地基 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50007-2011GB 50007-2011） 四、群樁基礎(chǔ)基樁豎向承載力的確定四、群樁基礎(chǔ)基樁豎向承載力的確定 群樁分項(xiàng)效率系數(shù)法群樁分項(xiàng)效率系數(shù)法 不再采用單一安全系數(shù)，代之以采用側(cè)阻力、端阻力、承臺(tái)土不再采用單一安全系數(shù)，代之以采用側(cè)阻力、端阻力、承臺(tái)土 的抗力系數(shù)的抗力系數(shù)s s、p p、c c?；?。或側(cè)阻端阻綜合抗力系數(shù)側(cè)阻端阻綜合抗力系數(shù)sp sp和承臺(tái) 和承臺(tái) 土的抗力系數(shù)土的抗力系數(shù)c c。 根據(jù)樁群根據(jù)樁群- -土土- -承臺(tái)相互作用特性，經(jīng)

35、大量試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析，給承臺(tái)相互作用特性，經(jīng)大量試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析，給 出各項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)：側(cè)阻力群樁效應(yīng)系數(shù)出各項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)：側(cè)阻力群樁效應(yīng)系數(shù)s s、端阻力群樁效、端阻力群樁效 應(yīng)系數(shù)應(yīng)系數(shù)p p 、側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)、側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)sp sp以及承臺(tái)土阻力群 以及承臺(tái)土阻力群 樁效應(yīng)系數(shù)樁效應(yīng)系數(shù)c c 。 利用按規(guī)范與經(jīng)驗(yàn)求得的單樁總極限側(cè)阻力、端阻力，或按靜利用按規(guī)范與經(jīng)驗(yàn)求得的單樁總極限側(cè)阻力、端阻力，或按靜 荷載試驗(yàn)測(cè)得的單樁極限承載力，得基樁承載力設(shè)計(jì)值。荷載試驗(yàn)測(cè)得的單樁極限承載力，得基樁承載力設(shè)計(jì)值。 s 群樁中基樁平均極限側(cè)阻力 單樁平均極限側(cè)阻力 側(cè)阻群樁效

36、應(yīng)系數(shù)側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù) 端阻群樁效應(yīng)系數(shù)端阻群樁效應(yīng)系數(shù) 側(cè)阻、端阻綜合群樁側(cè)阻、端阻綜合群樁 效應(yīng)系數(shù)效應(yīng)系數(shù) 承臺(tái)土阻力群樁效應(yīng)承臺(tái)土阻力群樁效應(yīng) 系數(shù)系數(shù)系數(shù)系數(shù) 單樁平均極限端阻力 阻力群樁中基樁平均極限端 p 單樁極限承載力 承載力群樁中各基樁平均極限 sp 力標(biāo)準(zhǔn)值承臺(tái)底地基土極限承載 阻力群樁承臺(tái)底平均極限土 c 基樁承載力設(shè)計(jì)值為基樁承載力設(shè)計(jì)值為 c e c e c c i c i cc A A A A 二二 粘性土中的群樁承載力粘性土中的群樁承載力 取下列兩種破壞型式所得的較小值：取下列兩種破壞型式所得的較小值： 1、樁距較大，發(fā)生沖切剪切破壞，群樁豎向承、樁距較大，發(fā)生沖切剪切破壞，群樁豎向承 載力載力=各根單樁極限承載力之和各根單樁極限承載力之和 2 2、整體剪切破壞：群樁與樁間土看作假想的實(shí)、整體剪切破壞：群樁與樁間土看作假想的實(shí) 體基礎(chǔ)（假想實(shí)體基礎(chǔ)）體基礎(chǔ)（假想實(shí)體基礎(chǔ)） 三三 砂土中的群樁承載力砂土中的群樁承載力 單排群樁單排群樁 一般一般 樁距樁距 樁距樁距 1 5d 1 23 d 1.3 2.0 四、群樁承載力驗(yàn)算方法四、群樁承載力驗(yàn)算方法 1.驗(yàn)算原則驗(yàn)算原則 (1)符合下列情況之一可不驗(yàn)算符合下列情況之一可不驗(yàn)算 群樁承載力群樁承載力=各單樁承載力