人工挖孔樁樁基疑難ppt課件

1、目錄1、概述、概述（1）.人工挖孔嵌巖樁適用及不適用范圍人工挖孔嵌巖樁適用及不適用范圍 每種樁型都有其適用條件，沒有一種萬能的樁型可以供工程師使用。每種樁型都有其適用條件，沒有一種萬能的樁型可以供工程師使用。判斷人工挖孔嵌巖樁是否合適，可以參考以下幾個方面：判斷人工挖孔嵌巖樁是否合適，可以參考以下幾個方面：1地質土層分布：上覆土層較淺；有完整性較好及強度較高的基巖；地質土層分布：上覆土層較淺；有完整性較好及強度較高的基巖； 回填土最好應壓實以避免施工中護壁脫落；巖溶發(fā)育地區(qū)應謹慎嵌巖；回填土最好應壓實以避免施工中護壁脫落；巖溶發(fā)育地區(qū)應謹慎嵌巖；2水文地質條件：如果是粉、砂類土，地下水埋藏應較

2、深以保證施工安全；水文地質條件：如果是粉、砂類土，地下水埋藏應較深以保證施工安全；3上部結構荷載：單樁承載力高，適合于荷載大的高層，以達到較高的上部結構荷載：單樁承載力高，適合于荷載大的高層，以達到較高的 經(jīng)濟性；如果荷載較小，那么會造成浪費；經(jīng)濟性；如果荷載較小，那么會造成浪費；4施工設備條件：沒有水源的山區(qū)，制備泥漿困難；施工設備條件：沒有水源的山區(qū)，制備泥漿困難； 落后地區(qū)或國家非洲），沒有先進設備落后地區(qū)或國家非洲），沒有先進設備5在地下水位較高，有承壓水的砂土層、滯水層、厚度較大的流塑狀淤泥、在地下水位較高，有承壓水的砂土層、滯水層、厚度較大的流塑狀淤泥、淤泥質土層中，不得選用。淤泥

3、質土層中，不得選用。一、人工挖孔嵌巖樁一、人工挖孔嵌巖樁 如何理解執(zhí)行“傾斜度大于30%的中風化巖，宜根據(jù)傾斜度及巖石完整性適當加大嵌巖深度”？ 地面附近基巖由于風化情況復雜，常常在一棟建筑物范圍內形成坡度急劇變化的巖面，如圖，當樁基礎必須嵌巖時，應合理設置嵌巖深度，并注意以下要點：（1嵌巖深度應從巖面下端起算。（2嵌入平整、完整的堅硬巖和較硬巖的深度不宜小于0.2d，且不應小于0.2m。（3對于嵌入傾斜度不大于30%的完整和較完整巖的全斷面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m。h1s1h2h4s3h3基巖2、豎向受壓承載力性狀、豎向受壓承載力性狀（1豎向受壓的極限破壞模式； 上覆土層段的破壞

4、可能在兩個界面上，1樁芯與護壁界面；2護壁與土體界面。實際總是在第2界面破壞。芯壁界面壁土界面P施工要求連續(xù)設計假定斷開（破壞界面）H土對樁的作用(D)樁身強度(d)實測樁側阻力分布模式1）如圖，為美國L.C.Reese等在1969年發(fā)表的一根埋設測量元件的嵌巖樁的樁頂荷載隨深度傳遞的實測曲線。上覆堅硬黏土層5.5m，嵌入黏土頁巖3.2m，d=0.76m，l/d=11.7，l/h=4.2。端阻比例系數(shù)15%25%。嵌巖段阻力系數(shù)約80%。實測樁側阻力分布模式2）不管樁端是強風化還是微風化，樁端阻力都很小。嵌巖段提供了主要的側阻力和總阻力，上覆土層提供的阻力約20%。嵌巖長樁和非嵌巖長樁的實測比

5、較：上覆土層為黏性土和砂土二者豎向荷載下的樁身應力一致，說明長樁承載力性狀與樁端持力層關系不大。上覆土層提供了主要的側摩阻力。A3嵌入中風化泥巖2.2m60mA1未嵌巖55m端阻比例系數(shù)5%20%。8.5.5-3，當樁端嵌入完整及較完整的硬質巖中，可按下式估算單樁豎向承載力特征值：apapRq Apaq為樁端巖石承載力特征值。parrkqfr折減系數(shù)此公式基于天然地基破壞模式，未考慮樁阻力傳遞機理，故僅適用于埋藏極淺，置于巖體表面的qpa試驗即是置于巖體表面情況。多數(shù)工程中采用的淺層擴底基礎屬于這類情況。一般的，有一定埋深、嵌入巖體一定深度的樁基礎，均不宜用此公式。否則計算承載力極低，將導致樁

6、端直徑增大或者樁數(shù)增多。釋疑：（1人工挖孔嵌巖樁端承型樁 從上述表格中的數(shù)據(jù)來看，當樁稍長一些，則嵌巖樁也是摩擦型樁。因此不應當作端承樁僅計算端阻力。但配筋時宜全長配筋。（2基樁有沒有最短長度或最小長徑比的要求？有人認為基樁長徑比很小的情況下，樁側阻力就可以不用考慮。下圖是美國費城自由廣場一號塔樓下的一根嵌巖樁的長期觀測資料。樁長8.8m，樁身上段直徑3.0m，嵌巖段直徑2.6m。觀測數(shù)據(jù)表明始終有60%以上的荷載由樁側承當?？梢娪米钚￠L徑比的概念來控制樁長并無意義。 柱2m1m承臺基樁基巖右圖為某工程中長度為3m的樁，嵌巖段長2m，此樁按嵌巖樁設計而非端承樁，計入嵌巖段側阻力是必要的。 rp

7、rsrkQQQ24dfdhfrkprrks244rsprkhfdd4rsprhd24dfQrkrrkr令那么ukskrkQQQisiksklquQ有限尺度半無限空間1.354.05bclcclAfffA 吳其芳等通過孔底載荷板d=0.3m試驗得到增大系數(shù)1.384.50，相應的巖石frk=1.25.2MPa，載荷板在巖石中埋深0.54m。 ukskrsrpQQQQsksiski siQuq lrsrrkrQuf hrpprkQf ApukskrsrpQQQQskski siQuq lrsrrkrQuf hrpprkQf Apsispspsprspr4rrsphdspspspp式中 d樁身直徑；

8、 m 經(jīng)驗指數(shù)，對于粘性土、粉土，m=1/5；對于砂土、碎石土，m=1/3。對于嵌巖段側阻，不需要考慮折減。（2端阻在基巖上，也不需考慮端阻的尺寸效應系數(shù)。msd)8 . 0(中值02864150100150357D(m)q (kPa)sk人工挖孔嵌巖樁擴大頭人工挖孔嵌巖樁擴大頭ppkpisiksipkskukAqlquQQQ 擴底樁變截面以上2d長度范圍內不計側阻力。原因有二：（1施工中土壁應力松弛；（2受荷后擴大頭下沉導致與斜壁托空，使得斜壁附近土體應力松弛。 實測結果表明，按94規(guī)范計算的擴底樁承載力偏高。 人工挖孔嵌巖擴底樁承載力，幾乎不會在樁端土發(fā)生整體剪切破壞。總是以變形控制。 人

9、工挖孔樁的樁身強度：人工挖孔樁的樁身強度：1因假定護壁不連續(xù)，故不考慮護壁強度，僅計算樁芯面積。因假定護壁不連續(xù)，故不考慮護壁強度，僅計算樁芯面積。2因護壁施工可見，樁基質量能有效控制，故成樁工藝系數(shù)較因護壁施工可見，樁基質量能有效控制，故成樁工藝系數(shù)較其他樁型高，取其他樁型高，取0.9。3人工挖孔嵌巖樁通常全長配筋，當樁較短且粗時，箍筋加密人工挖孔嵌巖樁通常全長配筋，當樁較短且粗時，箍筋加密區(qū)未設置區(qū)未設置5d，故就不利用縱筋強度；，故就不利用縱筋強度；0.90.9cpsysNf Af A釋疑：（1JGJ94-2019第6.6.6條 護壁配筋直徑不應小于8，是否可據(jù)土質情況好壞酌減？可以。比

10、如北京地區(qū)一般土質較好，最小直徑取6mm。北京地標 0.9cpsNf A箍筋加密區(qū)5d時：（2護壁砼標號與樁填心同一標號，護壁施工每段進行振搗密度變困難，且形成大量施工縫，按施工縫處理達不到要求，不能整體起共同作用，是否不考慮護壁參加計算，即可降低護壁砼標號? 樁身承載力計算取內徑而不包括護壁厚度，那么設計可要求護壁混凝土按C30C40配料，施工后護壁混凝土取芯強度達到C15也是允許的。（供參考） （3為何豎向承載力計算時有時用樁身直徑，有時用護壁外直徑？ 計算樁身強度用樁芯直徑；計算土對樁的支撐力用護壁外直徑。（4）地基基礎設計規(guī)范中樁身強度計算，工作條件系數(shù)灌注樁取0.60.7，是強規(guī)；樁

11、基中5.8.2條，灌注樁取0.9，應按哪條取值？ 按取值。人工挖孔嵌巖樁的檢測 （1工程樁應進行承載力和樁身質量檢驗。 當豎向承載力過大時，并不適合做靜載荷試驗堆載平衡或錨樁平衡）。（2單樁豎向極限承載力標準值、極限側阻力標準值和極限端阻力標準值應按下列規(guī)定確定： 1對于大直徑端承型樁樁端為非基巖時，如卵石層），也可通過深層平板平板直徑應與孔徑一致載荷試驗確定極限端阻力； 某些情況下，平板直徑可能不與孔徑一致，其實測值較實際值偏低，等于說偏于安全。2對于嵌巖樁，當樁端置于基巖頂面時，可通過直徑為0.3m巖基平板載荷試驗確定極限端阻力標準值qpk）；當樁端進入巖層一定深度時，宜通過直徑為0.3m

12、嵌巖短墩載荷試驗確定嵌巖段極限側阻力標準值和極限端阻力標準值； （見附錄H），對應的設計方法應為：3用其他方法如自平衡法測得樁側摩阻力。uk,s sik i sr sik i rrkpQuqluqlq A1、工程概況貴州某住宅樓，26981m2，為1+301+32層，采用框支剪力墻結構，柱網(wǎng)間距7.6x8.5m，主樓單柱最大軸力為30000KN/柱設計值），裙樓單柱最大軸力為4500KN/柱設計值）。注：如果該設計值取自SETWE“底層柱墻內力” ，則應/1.25，作為與樁基承載力特征值Ra對應的荷載參數(shù)。2、場地特性該項目場地由于受附近斷層活動影響，巖體差異變化較大，所在地塊同時存在中風化泥

13、巖fak=1200Kpa）、強風化泥巖(fak=500Kpa)和中風化灰?guī)r(fak=5000Kpa)幾種承載力差異較大的巖體。通過自平衡法在泥質單元進行基樁靜荷載試驗，得出各項力學指標：強風化泥巖端阻力特征值795Kpa,側阻力特征值335Kpa，變形模量43.2Mpa; 中風化泥巖端阻力特征值1650Kpa,側阻力特征值225Kpa，變形模量79.7Mpa。8棟裙樓3、承載力計算分析）對樁芯直徑2m和1.5m的樁護壁150mm進行計算。1asiapapRdlqqA2m單樁承載力特征值，按非嵌巖樁公式計算：320.9/1.350.9 16.7 3.142 10 /1.3534983accRf

14、AkN213.142 2 10 2253.142 11650141395184.319323aR 闡明1上述方法為按護壁外側計算樁側摩阻力，應改為213.142 2.3 10 2253.142 11650162605184.321444aR計算承載力至少應提高50%。225,1650siapaqq1650paq（2）是按干作業(yè)鉆孔工藝提供的參數(shù)有沉渣）實際宜按“預制樁提供參數(shù)或者通過載荷板試驗確定。4000paq假設213.142 2.3 10 2253.142 1400016260 1256828828aR干作業(yè)挖孔樁清底干凈，干作業(yè)挖孔樁清底干凈，D=800mm） 極限端阻力標準值極限端阻

15、力標準值 缺軟質巖參數(shù)，可參考表缺軟質巖參數(shù)，可參考表5.3.5-2“混凝土預制樁參數(shù)。混凝土預制樁參數(shù)。1asiapapRdlqqA1.5m單樁承載力特征值，按非嵌巖樁公式計算：3220.9/1.350.9 16.73.142 100.7519676accRf AkN213.142 1.5 10 2253.142 0.75165010604291613520aRkN闡明1上述方法為按護壁外側計算樁側摩阻力，應改為計算承載力至少應提高15%。因不是按嵌巖樁公式計算，故不能乘以清底系數(shù)1.2。213.142 1.8 10 2253.142 0.75165012724291615640aRkN計算

16、承載力至少應提高46%。4000paq假設1650paq（2）是按干作業(yè)鉆孔工藝提供的參數(shù)有沉渣）實際宜按“預制樁提供參數(shù)或者通過載荷板試驗確定。213.142 1.8 10 2253.142 0.75400012724706919793aRkN4、樁基布置（1見樁基平面布置圖（2見基礎結構平面圖優(yōu)化建議：鑒于嵌巖樁承載力潛力較高，變形極小，建議提高樁基承載力，使得樁基在柱下、墻下布置，那么承臺高度可以降低，或者承臺取消。理論上講，人工挖孔嵌巖樁，總是可以做到柱下、墻下布樁。這是因為：上部結構柱截面由軸壓比控制，Ns傳遞到樁頂，作用到樁身，那么一般而言，只需1樁基承載力由樁身強度控制；（2人工

17、挖孔嵌巖樁的樁芯面積大于柱截面面積一般都很容易滿足，抗震等級高的構件，樁芯面積要求大一些），那么一柱一樁就夠了。,(0.6 0.95)sc ccNfA,0.90sc ppNfA所以問題的關鍵在于：如何使得樁基承載力由樁身強度控制？這就要求：（1充分發(fā)揮上覆土層的側摩阻力，計算時應取護壁外徑；（2充分發(fā)揮嵌巖端側摩阻力。嵌巖深徑比，較硬巖、堅硬巖在1.0左右經(jīng)濟效益比較好；對于較軟巖則在13左右，極軟巖、軟巖則可能在4左右較為經(jīng)濟。當承載力需要時，也可加深，但嵌巖段承載力提高有限。（3樁芯混凝土強度可用到C40。工程結構柱常用C50混凝土，相應的樁芯混凝土強度提高，可有效提高樁身承載力。（4計入

18、清底干凈的提高系數(shù)1.2，同時對施工單位提出相應的要求。重點：按樁芯強度控制的設計過程重點：按樁芯強度控制的設計過程（1按最小施工樁芯直徑計算承載力，一般取按最小施工樁芯直徑計算承載力，一般取C40混凝土混凝土,0.90/1.356400ac ppRfAkN記憶80 806400kN如樁芯800,0.90/1.358100ac ppRfAkN90 908100kN如樁芯900,0.90/1.3510000ac ppRfAkN100 10010000kN如樁芯1000,0.90/1.3522500ac ppRfAkN150 15022500kN如樁芯1500（2根據(jù)樁身強度設計相應的嵌巖深度，一般的，較硬、堅硬巖hr/d=1可滿足；極軟、軟巖，hr/d大于3.5；較軟巖1hr/d30MPa。這說明a從某種程度上講，較硬、堅硬巖嵌巖深徑比大于1幾乎是沒有效果的。（b那些在較硬、堅硬巖中的擴底樁，如果進入巖層達到1d的，并無必要擴底。,1.2/2 0.90/1.35rrkpc ppf AfA,1.11/1.37526.3(0.81)rkc prc prfffMPa26.3rkfMPa 假設無上覆土層的極軟巖、軟巖，僅用嵌巖段阻力，那么用C40混凝土， hr/d=4