9.樁基礎PPT課件

1、本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容概述概述-樁的功能及類型樁的功能及類型樁的承載機理樁的承載機理單樁承載力單樁承載力capacity of single pile樁基礎設計樁基礎設計capacity of pile group第1頁/共88頁軟 土 層第2頁/共88頁沉井沉井caisson工作間工作間梯子梯子支護支護通氣通氣桶桶深基礎深基礎第3頁/共88頁地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻diaphragm深基礎深基礎第4頁/共88頁5.1 概述概述樁的應用樁的應用1 歷史十九世紀以前，木樁歷史十九世紀以前，木樁(1)7000-8000年前湖上居民年前湖上居民,浙江河姆渡浙江河姆渡(2)3000-4000年前在羅馬年

2、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 十九世紀開始，材料和動力進步十九世紀開始，材料和動力進步 鑄鐵管樁，鑄鐵管樁，1824年波特蘭水泥注冊專利蒸汽動力年波特蘭水泥注冊專利蒸汽動力十九世紀末，現(xiàn)場鉆孔樁十九世紀末，現(xiàn)場鉆孔樁 (1897, Raymond)第5頁/共88頁第6頁/共88頁新加坡發(fā)展銀行新加坡發(fā)展銀行,四四墩墩, 每墩直徑每墩直徑將荷載傳遞到下部將荷載傳遞到下部好土層好土層,承載力高承載力高大直徑鉆孔樁大直徑鉆孔樁風化砂巖及粉砂巖風化砂巖及粉砂巖部分風化及不風部分風化及不風化泥巖化泥巖第7頁/共88頁新加坡發(fā)展銀行新加坡發(fā)展銀行,四墩四墩第8頁

3、/共88頁現(xiàn)場灌注現(xiàn)場灌注護坡樁護坡樁造價低造價低第9頁/共88頁現(xiàn)場灌注現(xiàn)場灌注護坡樁護坡樁造價低造價低第10頁/共88頁2 2 特點特點優(yōu)點將荷載傳遞到下部好土層將荷載傳遞到下部好土層,承載力高承載力高沉降量小沉降量小抗震性能好抗震性能好,穿過液化層穿過液化層承受抗拔承受抗拔(抗滑樁抗滑樁)及橫向力及橫向力(如風載荷如風載荷)1.與其他深基礎比較與其他深基礎比較,施工造價低施工造價低缺點缺點施工環(huán)境影響施工環(huán)境影響, , 預制樁施工噪音預制樁施工噪音, , 鉆孔灌注樁的泥漿鉆孔灌注樁的泥漿有地下室時有地下室時, ,有一定有一定干擾干擾, ,深基坑中做深基坑中做樁樁第11頁/共88頁3 適用

4、條件適用條件(1)水上建筑物水上建筑物(2)深持力層深持力層,高地高地下水位下水位(3)抗震地基抗震地基(4)對沉降非常敏對沉降非常敏感的建筑感的建筑,如精密如精密儀器儀器第12頁/共88頁二二 樁的分類樁的分類 不同的分類標準不同的分類標準(一) 按承臺 承臺承臺: :將幾個樁結合起來傳遞將幾個樁結合起來傳遞荷載荷載（二）材料（二）材料（三）形狀（三）形狀（四）承載機理（四）承載機理（五）按尺寸（五）按尺寸（六）施工方法（六）施工方法軟土層第13頁/共88頁二二 樁的分類樁的分類(一) 按承臺 承臺承臺: :將幾個樁結合起來傳遞荷將幾個樁結合起來傳遞荷載載高承臺樁 承臺在地面以上,橋樁,碼頭

5、,棧橋1低承臺樁 承臺在地面以下, 承臺本身承擔部分荷載軟土層第14頁/共88頁低承臺低承臺 樁樁第15頁/共88頁高承臺樁高承臺樁第16頁/共88頁（二）（二） 按材料：按材料： 木樁、混凝土、鋼筋混木樁、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管（型鋼）樁、凝土、鋼管（型鋼）樁、復合樁復合樁 鋼筋混凝土：普通混凝鋼筋混凝土：普通混凝土、預應力混凝土（離土、預應力混凝土（離心預制）、高強混凝土心預制）、高強混凝土第17頁/共88頁（三）（三） 按形狀按形狀按縱斷面：楔形樁、樹根樁、按縱斷面：楔形樁、樹根樁、螺旋樁、多節(jié)（分叉）樁、擴螺旋樁、多節(jié)（分叉）樁、擴底樁、支盤樁、微型樁底樁、支盤樁、微型樁按橫斷面：圓

6、形，八邊形，十按橫斷面：圓形，八邊形，十字樁、字樁、X X形樁形樁第18頁/共88頁樁身樁身第19頁/共88頁樁端樁端Dd第20頁/共88頁橫斷面橫斷面第21頁/共88頁（四）按尺寸（四）按尺寸按斷面按斷面(直徑）的大?。捍笾敝睆剑┑拇笮。捍笾睆綇?d80cm; 小直徑小直徑d60m（ 3):長樁；長樁；L 6d第67頁/共88頁一一 群樁群樁(Pile group)與群樁效應與群樁效應1 預制樁沉樁預制樁沉樁 砂土,非飽和土和一般粘性土,填土有擠密作用,使承載力增加飽和粘土,超靜孔壓積累,地面上浮,先入樁上浮,土層擾動,使承載力降低2 應力疊加應力疊加 樁底應力增加,使承載力不足;總的沉降增

7、加3 樁之間互相調(diào)節(jié)樁之間互相調(diào)節(jié) 個別樁承載力低總體上可互補;個別樁受荷,其他樁幫助傳遞荷載4 承臺可部分承受荷載承臺可部分承受荷載第68頁/共88頁應力疊加應力疊加 樁底應力增加樁底應力增加, ,使承載力不足使承載力不足; ;總的總的沉降增加沉降增加第69頁/共88頁對于砂土 sp 1.0, 粘性土sp 群樁各單樁承載力之和群樁的承載力群樁綜合效應系數(shù)sp單樁側阻群樁中單樁的平均側阻側阻群樁效應系數(shù)s0 .1單樁端阻群樁中單樁的平均端阻端阻群樁效應系數(shù)pP161 表表419第70頁/共88頁二二 樁基礎承載力計算和驗算樁基礎承載力計算和驗算(一) 群樁中單樁承載力設計值對于9根以上,非端承

8、樁的樁基礎,要考慮群樁效應,考慮承臺承載能力1 單樁承載力設計值cckcppkpssksQQQR準值承臺底土極限承載力標承臺底平均極限土抗力ccpscps群樁效應系數(shù)抗力分項系數(shù)第71頁/共88頁2 關于承臺承載力問題關于承臺承載力問題承臺下土的承載力低于淺基礎承臺內(nèi)反力小于外圍,雙曲線分布在動力荷載下(鐵路橋梁);負摩擦力(地面下沉);端承樁情況下不考慮承臺承載力ecAicAnAqQcckck第72頁/共88頁kckfq2承臺寬度的深度內(nèi)( 2 行；且Sa 6d 時需要進行這一項驗算F lG B0A(1)中心荷載(2)偏心荷載Wx ,Wy假想實體基礎斷面抵抗矩Mx ,My假想基礎底面上的力矩

9、4);2)(2(00avltgLltgBAfAGFpyyxxWMWMAGFpmax第77頁/共88頁（四）軟弱下臥層的驗算（四）軟弱下臥層的驗算1 1 S Sa a 6d 6d 時按整體基礎時按整體基礎F F l lB B0 0t t z z G G qwukzisikzqztBtLlqBLGF)tan2)(tan2()( 2000065. 1)(,分項抗力系數(shù)深度修正準值軟弱下臥層極限承載標附加應力自重應力qwukzqz第78頁/共88頁F lB0t zG Sa 6d 時 驗算單樁原理相同第79頁/共88頁三三 樁基沉降計算樁基沉降計算一般不計樁身壓縮量及樁與土間的一般不計樁身壓縮量及樁與土

10、間的相對位移，以假想基礎為剛性整體，驗算樁端以下土相對位移，以假想基礎為剛性整體，驗算樁端以下土沉降沉降1. 需要進行沉降計算需要進行沉降計算 ： 甲（甲（1）級建筑物的建筑物樁基）級建筑物的建筑物樁基 對沉降有嚴格要求的建筑物樁基對沉降有嚴格要求的建筑物樁基 體型復雜或樁端以下存在軟弱土層的體型復雜或樁端以下存在軟弱土層的 乙（乙（2）級建筑物樁基）級建筑物樁基2. 不需沉降計算的情況不需沉降計算的情況 丙（丙（3）級建筑物樁基）級建筑物樁基 s6d 大于樁距大于樁距6被倍樁徑被倍樁徑 n9 獨立獨立基礎的基礎的 m 2 條基礎條基礎 某些單層工業(yè)廠房樁基某些單層工業(yè)廠房樁基第80頁/共88

11、頁F l G B0A4);2)(2(00avltgLltgBAAGFp)(0ldpp計算計算S= SiS= S e :沉降計算經(jīng)驗系數(shù)沉降計算經(jīng)驗系數(shù)p168， e等效沉降系數(shù)，由于布氏解等效沉降系數(shù)，由于布氏解作用在彈性體表面，現(xiàn)在是作作用在彈性體表面，現(xiàn)在是作用在彈性體內(nèi)部。用在彈性體內(nèi)部。第81頁/共88頁5.4 樁基礎結構設計樁基礎結構設計樁端持力層樁端持力層 要求樁端進入持力層一定深要求樁端進入持力層一定深度，樁端下持力層留有一定厚度度，樁端下持力層留有一定厚度承臺設計承臺設計承臺埋深要求承臺埋深要求 (1)高承臺高承臺:由建筑物決定由建筑物決定,如如 橋橋(過船過船),碼頭碼頭,沖

12、刷深度沖刷深度 (2)低承臺低承臺,確定基礎埋深確定基礎埋深 60 cm 建筑物要求建筑物要求 地質水文地質水文 凍脹凍脹粘土粘土 2d砂土砂土 1.5d碎石碎石 1.0d 4d第82頁/共88頁2 承臺的尺寸和結構承臺的尺寸和結構形狀形狀 方方,矩型矩型,三角形三角形,多邊形多邊形,圓形圓形最小寬度最小寬度 50 cm最小厚度最小厚度 30 cm樁外緣距離樁外緣距離承臺邊承臺邊 15 cm 邊樁中心距離邊樁中心距離承臺邊承臺邊 樁嵌入樁嵌入承臺承臺 大樁橫向荷載大樁橫向荷載 10 cm,小樁小樁 5 cm,鋼鋼筋伸入筋伸入承臺承臺30d 混凝土標號混凝土標號 C15 cm,保護層保護層7cm

13、 1.0d 15cm10 cm第83頁/共88頁2 承臺的厚度的確定承臺的厚度的確定主要決定承臺的抗沖切和抗剪沿柱邊的沖切,一般沿45o斜截面上產(chǎn)生拉裂,錐體破壞QFFhUfFmt1010r0 建筑物重要性系數(shù)一級 r0 =1.1二級 r0 =1.0三級 r0 =0.9Um 沖切面中點周長沖切系數(shù), ft混凝土抗拉強度 00,2 . 072. 0haF45oh0第84頁/共88頁(2)(2) 承臺角樁沖切驗算承臺角樁沖切驗算道理相同道理相同, ,見書上介紹見書上介紹01111211022hfacacNtxyyxN N1 1角樁豎向力設計值角樁豎向力設計值 1x 1x , , 1y1y沖切系數(shù)沖切系數(shù), , f ft t混凝土抗拉強度混凝土抗拉強度 F F 4 45 5o oh h0 0a aixixa aiyiyc c1 1c c2 2第85頁/共88頁(3)(3) 斜截面的剪切驗算斜截面的剪切驗算)4 .13 .0( ,3 .012.0)0 .34 .1( ,5 .12 .0;0000hbfVhbfVycxxcya ax xh h0 0V Vx x= = Q Qi i垂直垂直X X方向的斜截面上最大剪力設計值；方向的斜截面上最大剪力設計值； 剪切系數(shù)；剪切系數(shù)；fcfc混凝土抗壓強