基礎(chǔ)工程-樁基礎(chǔ)-課件

基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)第四章樁基礎(chǔ)本章教學(xué)目標(biāo)：1了解樁基礎(chǔ)的使用，熟悉樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原則、分類(lèi)及成樁效應(yīng)；2了解樁基礎(chǔ)單樁傳遞機(jī)理，熟悉掌握樁基礎(chǔ)豎向承載力的確定，熟悉群樁效應(yīng)；3了解單樁沉降計(jì)算，熟悉群樁沉降計(jì)算及減小樁負(fù)摩阻力的措施。4掌握樁基礎(chǔ)承臺(tái)設(shè)計(jì)，熟悉樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟及施工圖繪制?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)

4.1概述深基礎(chǔ)：埋深較大，以下部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層的基礎(chǔ)。作用：把所承受的荷載相對(duì)集中地傳到深部土層。適用：當(dāng)淺層土質(zhì)不滿(mǎn)足承載力和變形要求，不適宜采取地基處理方法。深基類(lèi)型：樁基礎(chǔ)，地下連續(xù)墻，沉井?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.1.1樁基礎(chǔ)的使用1、樁：是設(shè)置于土中的豎直或傾斜的柱型基礎(chǔ)構(gòu)件。2、樁基：樁與連接樁頂和承接上部結(jié)構(gòu)的承臺(tái)組成的深基礎(chǔ)，簡(jiǎn)稱(chēng)樁基。3、基樁：群樁中的單樁。4、承臺(tái)：將各樁聯(lián)成一整體，把上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整分配于各樁，由樁傳到深部較堅(jiān)硬的、壓縮性小的土層或巖層?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)樁受豎直力由樁周土層樁側(cè)摩阻力和樁媏力來(lái)承受；樁水平力由樁側(cè)土層側(cè)向阻力來(lái)支承。5、單樁基礎(chǔ)：采用一根樁，以承受上部結(jié)構(gòu)(柱)荷載的基礎(chǔ)。6、群樁基礎(chǔ)：由2根以上樁組成的基礎(chǔ)。7、復(fù)合樁基：由樁和承臺(tái)底地基共同承擔(dān)荷載的樁基。樁基應(yīng)用：以有百年歷史，承載力高、穩(wěn)定性好，沉降均勻的特點(diǎn)，在不良土上修建建筑，普遍應(yīng)用的基礎(chǔ)形式?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)8、下列情況易采用樁基礎(chǔ)1）天然地基承載力和變形不能滿(mǎn)足要求的高重建筑物；2）承載力基本滿(mǎn)足要求、但沉降量過(guò)大，需利用樁基礎(chǔ)減少沉降的建筑物；3）重型工業(yè)廠(chǎng)房和荷載很大的建筑物；4）軟弱地基或某些特殊性土上的各類(lèi)永久性建筑；5）作用有較大水平力和力矩的高聳結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)或需以樁承受水平力或上拔力的其他情況；6）需要減弱其振動(dòng)影響的動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)，或以樁基作為地震區(qū)建筑物的抗震措施；7）地基土有可能被水沖刷的橋梁基礎(chǔ)；8）需穿越水體和軟弱土層的港灣與海洋建筑物基礎(chǔ)?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.1.3樁基設(shè)計(jì)原則

樁基是由樁、土和承臺(tái)共同組成的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮三者共同作用。各部作用起多大，取決于樁變形。樁基按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)，應(yīng)滿(mǎn)足承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求。建筑樁基分三個(gè)安全等級(jí)。樁基設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行下列計(jì)算和驗(yàn)算：基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)1、所有樁基礎(chǔ)都應(yīng)進(jìn)行承載能力計(jì)算,計(jì)算內(nèi)容包括：1)、按使用功能，受力特征進(jìn)行豎向(壓.拔)和水平承載力計(jì)算,不宜超過(guò)承載力特征值。某些條件下群樁基礎(chǔ)宜考慮樁.土、承臺(tái)共同作用；2)、樁身及承臺(tái)進(jìn)行承載力計(jì)算樁身露出地面或樁側(cè)為可液化土、極限承載小于50KPa（或不排水抗剪強(qiáng)度小于10KPa）土層中的細(xì)長(zhǎng)樁尚應(yīng)進(jìn)行樁身壓屈驗(yàn)算；對(duì)混凝土預(yù)制樁尚應(yīng)按施工階段,吊裝.運(yùn)輸,錘擊作用進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算；3）、柱端平面以下存在的軟下臥層時(shí)應(yīng)驗(yàn)算軟弱下臥車(chē)層承載力；4)、對(duì)位于坡地、岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算；5）、按現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行抗震驗(yàn)算。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2、下列樁基應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算：1)、樁端持力層為軟弱土的一,二級(jí)樁基以及樁端持力層為粘土,粉土或存在軟弱下臥層一級(jí)建筑樁基,應(yīng)驗(yàn)算沉降并考慮上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)共同作用.沉降不超過(guò)建筑沉降允許值；2）、受水平荷載較大或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格的一級(jí)建筑樁基應(yīng)驗(yàn)算水平位移。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)3、下列樁基應(yīng)進(jìn)行樁身和承臺(tái)抗裂和裂縫寬度驗(yàn)算：根據(jù)使用條件要求混凝土不得出現(xiàn)裂縫的樁基應(yīng)進(jìn)行抗裂驗(yàn)算；使用上需限制裂縫寬度的樁基應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。4、建于軟土上的一、二級(jí)建筑樁基施工過(guò)程和使用期間必須進(jìn)行沉降觀測(cè)直到穩(wěn)定?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.1.4樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容樁基設(shè)計(jì)包括下列基本內(nèi)容：1、樁的類(lèi)型及幾何尺寸的選擇；2、單樁豎向（和水平向）承載力的確定；3、確定樁的數(shù)量、間距和平面布置；4、樁基承載力和沉降驗(yàn)算；5、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；6、承臺(tái)設(shè)計(jì)；7、繪制樁基施工圖?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.2樁的類(lèi)型4.2.1樁基的分類(lèi)1、按承臺(tái)與地面相對(duì)位置分：低承臺(tái)樁基：承臺(tái)底面位于地面以下。用于工業(yè)與民用建筑高承臺(tái)樁基：承臺(tái)底面高出地面。用于橋梁、水利?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2、按樁性狀分基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)1）摩擦型樁：是指樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力與樁端阻力共同承受，但側(cè)阻力分擔(dān)荷載較多的樁。一般摩擦型樁的樁端持力層多為較堅(jiān)實(shí)的粘性土、粉土和砂類(lèi)土，且樁的長(zhǎng)徑比很大。例樁長(zhǎng)徑比很大，樁端土軟弱，樁端有殘留虛土，打樁時(shí)樁上抬。為摩擦樁。2）端承型樁：荷載由側(cè)阻力和端阻力共同承擔(dān)，端阻力大，持力層以中砂土、碎石土、風(fēng)化巖。L/d<10入巖深hr≤0.5d為端承樁。hr>0.5d嵌巖樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)

3、根據(jù)施工方法的不同，可分為預(yù)制樁和灌注樁兩大類(lèi)。根據(jù)所用材料的不同，預(yù)制樁可分為混凝土預(yù)制樁、鋼樁和木樁三類(lèi)。預(yù)制樁混凝土預(yù)制樁截面方形或圓形，樁徑300—500mm，預(yù)制地點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)為25-30m工廠(chǎng)12m，大于12m現(xiàn)場(chǎng)連接，可焊接接樁、法蘭連接樁、硫磺膠泥接樁。配筋受起吊、吊立、沉樁等應(yīng)力控制，用鋼量大，可采用預(yù)應(yīng)力。鋼樁H型鋼樁和鋼管樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)預(yù)制樁起吊和吊立彎矩圖基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)法蘭基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)樁制作基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)樁制作編鋼筋龍基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)方樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)管樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)預(yù)制樁的沉樁方式

錘擊法:樁錘擊入，適用于松散碎石土,砂土可塑粘土,噪聲大,應(yīng)考慮周?chē)h(huán)境影響。振動(dòng)法:振動(dòng)錘振入,用于可塑粘土、砂土,土抗剪強(qiáng)度降低. 砂土中用鋼樁較好靜壓法:靜力壓樁機(jī)壓入土中無(wú)噪聲、無(wú)沖擊力、無(wú)震動(dòng),用于短樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)灌注樁在樁位直接成孔，放入鋼筋龍，澆灌混凝土。按使用階段配筋，用鋼較省.持力層頂高低不同時(shí)樁長(zhǎng)可施工時(shí)控制，必須保證成孔質(zhì)量。1）鉆孔灌注樁:鉆孔,土排出，清孔底殘?jiān)配摻铨垼瑵不炷脸Ｓ脴稄?00—650mm，樁長(zhǎng)10—30m采用泥漿護(hù)壁大直徑1500—3000m,下鋼套管護(hù)壁.多種功能:鉆進(jìn),沖擊,磨巖擴(kuò)大樁底功能，施工速度快可進(jìn)入巖層.基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2）沉管灌注樁錘擊沉管打樁機(jī)和振動(dòng)沉管打樁機(jī)將帶有樁尖及活瓣樁尖鋼管沉入土中成孔,澆灌混凝土，拔出鋼管安放鋼筋籠。樁徑300—500(275,325)長(zhǎng)20m施工速度快,宜出現(xiàn)縮頸,離析,可打入硬塑粘土,中粗砂層.基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)沉管灌注樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)3)挖孔樁人工控孔和機(jī)械挖孔,用于大直徑0.8—3.5m挖深1m噴射混凝土護(hù)壁(小直)和下套管(大直徑)長(zhǎng)度30m.L<8m0.8m直徑，8<L≤151.0m直徑，15<L≤201.2m直徑，D/d不宜大于3優(yōu)點(diǎn):孔底清的干凈,施工簡(jiǎn)單,孔內(nèi)空間小，注意流砂情況,基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4）爆擴(kuò)灌注樁就地成孔后,在孔底放炸藥,澆一些混凝土,炸開(kāi)擴(kuò)大孔底。樁徑200-350,擴(kuò)底2-3倍，樁長(zhǎng)4-6m4.按樁徑大小分:大直徑樁d≥800mm中直徑樁250<d<800mm小直徑樁d≤250mm5.按長(zhǎng)徑比L/d短樁L/d<10，中長(zhǎng)L/d>10，長(zhǎng)樁L/d>40，超長(zhǎng)樁L/d>100?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)6、按樁成樁方式:

1)擠土樁:打入時(shí)將樁位大量土排擠開(kāi),因土層震動(dòng),土結(jié)構(gòu)遭破壞，土性質(zhì)有變化。粘性土,由于重塑作用降低了抗剪強(qiáng)度,非密實(shí)無(wú)粘性土由于振動(dòng)擠密使抗剪強(qiáng)度提高,2)部分?jǐn)D土樁:土原狀結(jié)構(gòu)和工程性質(zhì)變化不大,開(kāi)口鋼管H型鋼3)非擠土樁.鉆孔樁將樁體積相同土挖出,土沒(méi)有排擠,應(yīng)力松弛側(cè)阻力減少?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)

1)因荷載制宜”即上部結(jié)構(gòu)傳遞給基礎(chǔ)的荷載大小是控制單樁承載力要求的主要因素。2)因土層制宜”，即根據(jù)建筑物場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件、地下水位狀況和樁端持力層深度等，通過(guò)比較各種不同方案樁結(jié)構(gòu)的承載力和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，選擇樁的類(lèi)型。3)因機(jī)械制宜”，即考慮本地區(qū)樁基施工單位現(xiàn)有的樁工機(jī)械設(shè)備；如確實(shí)需要從其他地區(qū)引進(jìn)樁工機(jī)械時(shí)，則需要考慮其經(jīng)濟(jì)合理性。選樁原則基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4）因環(huán)境制宜”，即考慮設(shè)樁過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響，例如打入式預(yù)制樁和打入式灌注樁的場(chǎng)合，就要考慮振動(dòng)、噪聲以及油污對(duì)周?chē)h(huán)境的影響；泥漿護(hù)壁鉆孔樁和埋入式樁就要考慮泥水、泥土的處理，否則會(huì)造成對(duì)環(huán)境的不利影響。5）因造價(jià)制宜”，即采用的樁型，其造價(jià)應(yīng)比較低廉。6）因工期制宜”，當(dāng)工期緊迫而環(huán)境又允許，可采用打入式預(yù)制樁，因其施工速度快；再如施工條件合適，也可采用人工挖孔樁，因該樁型施工作業(yè)面可增多，施工進(jìn)程也較快。

基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)在選擇樁型和工藝時(shí)，應(yīng)對(duì)建筑物的特征(建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型、荷載性質(zhì)、樁的使用功能、建筑物的安全等級(jí)等)、地形、工程地質(zhì)條件(穿越土層、樁端持力層巖土特性)水文地質(zhì)條件(地下水類(lèi)別、地下水位標(biāo)高)、施工機(jī)械設(shè)備、施工環(huán)境、施工經(jīng)驗(yàn)、各種樁施工法的特征、制樁材料供應(yīng)條件、造價(jià)以及工期等進(jìn)行綜合性研究分析后，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，最后選擇經(jīng)濟(jì)合理、安全適的樁型和成樁工藝。

基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.2.2樁的成型方式效應(yīng)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)1、擠土樁的成樁效應(yīng)擠土作用，將使樁周土擾動(dòng)重塑、側(cè)向壓應(yīng)力增加，其樁端附近土也會(huì)受到擠密。土性質(zhì)不同，擠土差別很大。粘性土與非粘性土、飽和和非飽和狀態(tài)，松散與密密實(shí)狀態(tài)，其擠土效應(yīng)差別較大。一般來(lái)說(shuō)松散的非粘性土擠密效果好，密實(shí)或飽和粘土擠密效果小。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)1）粘土中擠土樁成樁效應(yīng)飽和土沉樁時(shí)，樁側(cè)土受到擠壓、重塑、擾動(dòng)。擾動(dòng)程度分三個(gè)區(qū)：重塑區(qū)Ⅰ，部分?jǐn)_動(dòng)區(qū)Ⅱ和非擾動(dòng)區(qū)Ⅲ（Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)為塑性區(qū)，半徑一般為2.5-5倍樁徑，Ⅲ區(qū)為彈性區(qū)）。重塑區(qū)因受沉樁過(guò)程的豎向向擠壓作用而充分?jǐn)_動(dòng)重塑。沉樁引起的超孔隙水壓力在樁土界面附近最大，但當(dāng)瞬時(shí)超孔隙水壓力超過(guò)豎向或側(cè)向有效應(yīng)力時(shí)便會(huì)產(chǎn)生水力劈裂而散，因此成樁過(guò)程的超孔隙水壓力一般穩(wěn)定在土的有效自重壓力范圍內(nèi)。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)由于沉樁引起的擠壓應(yīng)力、超孔隙水壓力在樁土界面最大，因此在不斷產(chǎn)生相對(duì)位移、粘聚力較小的樁土界面上將形成一水膜，降低了沉樁貫入阻力。在樁表面形成了排水通道，使靠近樁土界面的土層快速固結(jié)、并隨靜置和固結(jié)時(shí)間的延長(zhǎng)強(qiáng)度快速增長(zhǎng)，逐步形成一緊貼于樁表面的硬殼層。當(dāng)樁受豎向荷載產(chǎn)生豎向位移時(shí)，其剪切面將發(fā)生在Ⅰ、Ⅱ區(qū)的交界面，因而樁側(cè)阻力取決于Ⅱ區(qū)土的強(qiáng)度。由于Ⅱ區(qū)土強(qiáng)度也因固結(jié)、觸變作用而最終超過(guò)天然狀態(tài)，因此，粘土中的擠土效應(yīng)將使樁側(cè)阻力增加。雖然擠土塑性區(qū)半徑與樁徑成正比增大，但樁土界面的最大擠土壓力僅與土強(qiáng)度、模量和泊松比有關(guān)。因此，擠土量達(dá)某一臨界值后增強(qiáng)效應(yīng)不再變化。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2）砂土中擠土樁的成樁效應(yīng)非密實(shí)砂土中的擠土樁，樁周土因側(cè)向擠壓使部分顆粒被壓碎及土顆粒重新排列而趨于密實(shí)。在松散至中密的砂土中設(shè)置擠土樁，樁側(cè)可達(dá)3-5.5倍樁徑，樁端下可達(dá)2.5-4.5倍樁徑。因此，非密實(shí)砂土中擠土樁的承載力增加是由打樁引起的相對(duì)密實(shí)增加所造成的。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)3）飽和粘性土中擠土摩擦型樁承載力的時(shí)間效應(yīng)，增長(zhǎng)幅度與樁徑、樁長(zhǎng)有關(guān)，樁徑越大、樁越長(zhǎng)，增長(zhǎng)幅度越大。群樁增長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)、增長(zhǎng)幅度大，且群樁中樁愈多，時(shí)效引起的承載力增量愈大。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2．非擠土樁的成樁效應(yīng)在成孔過(guò)程中，隨著孔壁側(cè)向應(yīng)力的解除，樁周土將出現(xiàn)側(cè)向松弛變形而產(chǎn)生松弛效應(yīng)，導(dǎo)致樁周土體強(qiáng)度削弱，樁側(cè)阻力隨著降低。樁側(cè)阻力的降低幅度與土性、有無(wú)護(hù)壁、孔徑大小等因素有關(guān).基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.3樁的豎向承載力4.3.1單樁軸向荷載的傳遞機(jī)理1、樁身軸力與截面位移1）樁豎向荷載的承擔(dān)及傳遞過(guò)程基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)當(dāng)樁身摩阻力全部發(fā)揮出來(lái)達(dá)到極限后，若繼續(xù)增加荷載，荷載增量將全部由樁端阻力承擔(dān)。由于樁端持力層的大量壓縮和塑性變形，位移增加速度顯著增大，直至樁端阻力達(dá)極限，位移迅速增大至破壞。此時(shí)，樁達(dá)到其極限承載力?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2）樁身軸力與截面位移

基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)

單樁軸向荷載傳遞的基本微分方程樁身軸力樁身截面位移基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2、影響荷載傳遞的因素1）樁端土與樁周土的剛度比Eb/EsEb/Es愈小，樁身軸力沿深度衰減愈快，即傳遞到樁端荷載愈小。對(duì)于中長(zhǎng)柱，當(dāng)Eb/Es=1（即均勻土層）時(shí)，樁側(cè)摩阻力接近于均勻分布、幾乎承擔(dān)了全部荷載，樁端阻力僅占荷載的5%左右，即屬于摩擦樁；當(dāng)Eb/Es增大到100時(shí)，樁身軸力上段隨深度減小，下段近乎沿深度不變，即樁側(cè)摩阻力上段可得到發(fā)揮，下段則因樁土相對(duì)位移很小而無(wú)法發(fā)揮出來(lái)，樁端阻力分擔(dān)了60%以上荷載，即屬于端承型樁；Eb/Es再繼續(xù)增大，對(duì)樁端阻力分擔(dān)荷載比的影響不大。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2）樁土剛度比Ep/EsEp/Es愈大，傳到樁端荷載愈大，但當(dāng)Ep/Es超過(guò)1000后，對(duì)樁端阻力分擔(dān)荷載比的影響不大。而對(duì)于Ep/Es≦10的中長(zhǎng)樁，其樁端阻力分擔(dān)荷載近于零。說(shuō)明對(duì)于砂樁、碎石樁、灰土樁等低剛度樁組成的基礎(chǔ)，應(yīng)按復(fù)合地基工作原理進(jìn)行設(shè)計(jì)?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)3）樁端擴(kuò)底直徑與樁身直徑之比D/dD/d愈大，樁端阻力分擔(dān)的荷載比愈大。對(duì)于均勻土層中的中長(zhǎng)樁，當(dāng)D/d=3時(shí)，樁端阻力分擔(dān)的荷載比將由等直徑樁（D/d=1）的約5%增至35%。實(shí)際端土層好時(shí)，做成擴(kuò)底，否則增側(cè)阻力作成串狀?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4）樁的長(zhǎng)徑比L/d隨L/d增大，傳遞到樁端的荷載減小，樁身下部側(cè)阻力的發(fā)揮降低。在均土層中的長(zhǎng)柱，其樁端阻力分擔(dān)的荷載比趨于零。長(zhǎng)徑比大的樁多為摩擦樁，擴(kuò)大樁端直徑來(lái)提高承載力是徒勞無(wú)益的。例基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)3、樁側(cè)摩阻力和樁端阻力1）側(cè)摩阻力與樁土界面相對(duì)位移—函數(shù)關(guān)系上式側(cè)阻是隨深度線(xiàn)性增大,但砂土中的模型實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)樁入土深達(dá)某一臨界深度后，側(cè)阻就不隨深度增加了，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為側(cè)阻的深度效應(yīng)。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)1)樁側(cè)極限摩阻力與對(duì)應(yīng)的樁側(cè)極限位移sU。樁側(cè)摩阻力只要樁土間有不太大的相對(duì)位移就能得到充分的發(fā)揮，一般認(rèn)為粘性土中sU為4～6mm，砂性土中sU為6～10mm。(大直徑鉆孔灌注樁，如果孔壁呈凹凸形，發(fā)揮側(cè)摩阻力需要的極限位移較大，可達(dá)20mm以上，甚至40mm，約為樁徑的2.2%，如果孔壁平直光滑，發(fā)揮側(cè)摩阻力需要的極限位移較小，只有3~4mm。)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2)樁端阻力qPU與對(duì)應(yīng)的樁端極限位移sPU樁底阻力的充分發(fā)揮需要有較大的位移值，樁端阻力qPU對(duì)應(yīng)的樁端極限位移sPU在粘性土中約為樁底直徑的25％，在砂性土中約為8％～10％，對(duì)于鉆孔樁，由于孔底虛土、沉渣壓縮的影響，發(fā)揮端阻極限值所需位移更大基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)3）按土體極限平衡理論導(dǎo)得的、用于計(jì)算樁端阻力的極限平衡理論公式有很多，可統(tǒng)一表達(dá)為：計(jì)算單位極限端阻時(shí)，則端阻將隨樁端入土深度線(xiàn)性增大。端阻也存在深度效應(yīng)現(xiàn)象?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4）單樁荷載沉降曲線(xiàn)（樁破壞模式）陡降型：樁底持力層不堅(jiān)突、樁徑不大、破壞時(shí)樁端刺入持力層的樁。A緩變型：樁底非密實(shí)砂類(lèi)土、粉土、樁底面積大、樁底塑性區(qū)隨荷載增長(zhǎng)逐漸擴(kuò)展的樁。B基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.3.2單樁豎向承載力的確定單樁豎向承載力的確定，取決于兩方面：其一，樁身的材料強(qiáng)度；其二，地層的支承力。設(shè)計(jì)時(shí)分別按這兩方面確定后取其中的小值?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)1、單樁豎向承載力特征值Ra的確定1）靜載荷試驗(yàn)所需的時(shí)間間歇,為打樁被擾動(dòng)土雖時(shí)間部分強(qiáng)度可恢復(fù).預(yù)制樁在砂類(lèi)土中不得少于7天；粉土和粘性土不得少于15天；飽和軟粘土不得少于25天。灌注樁達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度.試樁數(shù)為總數(shù)1%且不少于3根基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)試驗(yàn)成果基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2、按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定1）單樁承載力的一般表達(dá)式基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)3、確定單樁豎向承載力特征值的規(guī)范經(jīng)驗(yàn)公式基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.3.3豎向荷載下的群樁效應(yīng)群樁效應(yīng)：群樁基礎(chǔ)中的一根樁單獨(dú)受荷時(shí)的承載力和沉降性狀，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(chēng)為群樁效應(yīng)。群樁效應(yīng)參數(shù)：來(lái)衡量群樁基礎(chǔ)中各根單樁平均承載力比獨(dú)立單樁降低（η<1）,提高（η>1）的幅度?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)1端承型群樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)端承型樁基的樁底持力層剛硬，樁端貫入變形較小，由樁身壓縮引起的樁頂沉降不大，因而承臺(tái)底面土反力小，樁頂荷載基本上集中通過(guò)樁端傳給樁底持力層，并近似地按某一壓力擴(kuò)散角向下擴(kuò)散。且在距樁底濃度為h=(s-d)/2（tana）之下產(chǎn)生應(yīng)力重疊，但不足以引起堅(jiān)實(shí)持力層明顯的附加變形。因此，端承型基礎(chǔ)中各根單樁的工作性狀與單樁相近，群樁基礎(chǔ)承載力等于各根單樁承載力之和，群樁效應(yīng)系數(shù)η=1。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2、摩擦型群樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2、摩擦型群樁基礎(chǔ)1）承臺(tái)底面脫地的情況樁頂荷載主要通過(guò)樁側(cè)阻力引起壓力擴(kuò)散角范圍內(nèi)樁周土中附加壓力。D=d+2L·tanas<D時(shí)，各樁在樁端平面上的應(yīng)力因各鄰樁擴(kuò)散應(yīng)力的相互重疊而增大。所以，磨擦型沉降大于獨(dú)立單樁。群樁效率系數(shù)可能小于1，也可能大于1。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)群樁效應(yīng)受下列因素影響而變化。a.承臺(tái)剛度的影響，剛性承臺(tái)下的樁頂荷載分配一般是角樁最大，中心樁最小、邊樁居中。b.基土性質(zhì)影響，摩阻力增值都以中間樁為大，邊樁、角樁相對(duì)較小，其分配趨勢(shì)恰與承臺(tái)剛度的影響相反，致使樁頂分布趨于均勻。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)c.樁距的影響常用樁距s=3d~4ds<3d導(dǎo)致樁土界面相對(duì)滑移減少，從而降低樁側(cè)阻力的發(fā)揮程度。s>Ds>6d接近單樁所以樁距是影響摩擦型群樁基礎(chǔ)的主要因素?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)

2)承臺(tái)底面貼地的情況(復(fù)合樁基)單樁→復(fù)合單樁.承臺(tái)分擔(dān)荷載既然是以樁基的整體下沉為前提，那么，只有在樁基沉降不會(huì)危及建筑物的安全和正常使用、且承臺(tái)底與軟土直接接觸時(shí)，才宜于開(kāi)發(fā)利用承臺(tái)底土反力?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)由承臺(tái)貼地引起的群樁效應(yīng)可概括為下列三方面a.對(duì)樁側(cè)阻力削弱作用：b.對(duì)樁端阻力增強(qiáng)：c.對(duì)基土側(cè)的阻擋作用：對(duì)發(fā)揮臺(tái)底土反力的有利因素是：樁頂荷載水平高、柱端持力層可壓縮、承臺(tái)底面下土質(zhì)好、樁身細(xì)而短、布樁少而疏。一般說(shuō)來(lái)，bc/L(樁長(zhǎng))取1.0~2.0時(shí)，可明顯提高帶樁筏基的整體承載力?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.3.4減沉樁基當(dāng)天然地基承載力已基本接近于滿(mǎn)足要求,但沉降不滿(mǎn)足時(shí),用樁來(lái)減小沉降量和彌補(bǔ)承載力不足.1）荷載承臺(tái)擔(dān)60%-70%.2）樁端進(jìn)入較好土層,并滿(mǎn)足下臥層承載力.3）樁距按4d-6d布樁.4）驗(yàn)算沉降.5)驗(yàn)算樁土承載力.基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.4樁基礎(chǔ)沉降計(jì)算4.4.1單樁沉降的計(jì)算1、豎向荷載作用下的單樁沉降組成：1）樁身彈性壓縮引起樁頂沉降；2）樁側(cè)阻力引起的樁周土中的附加應(yīng)力以壓力擴(kuò)散向下傳遞，使樁端下土體壓縮而產(chǎn)生樁端沉降；3）樁端荷載引起樁端下土體壓縮產(chǎn)生的樁端沉降。上述三分量計(jì)算，都必須知道樁側(cè)、樁端應(yīng)分擔(dān)的荷載比以及樁端阻力沿樁身的分布圖式。而上與樁長(zhǎng)度、及樁與土壓縮性土剖面及荷載水平及持續(xù)時(shí)間相關(guān)。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2、樁端位移（剛體位移）單樁沉降計(jì)算方法主要有下述幾種：1）荷載傳遞分析法；2）彈性理論法；3）剪切變形傳遞法；4）有限單元分析法；基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.4.2群樁沉降計(jì)算：1、群樁沉降組成：1）樁間土的壓縮變形（樁身壓縮、樁端貫入變形）。2）樁端平面以下土層受群樁荷載共同作用產(chǎn)生整體壓縮變形。2、群樁驗(yàn)算采用兩種方法：1）將單樁沉降折減后乘樁數(shù)；2）將群樁外圍內(nèi)的土看成是一個(gè)實(shí)體基礎(chǔ)，來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算；基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)3）我國(guó)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范推薦的方法不考慮樁間土的壓縮變形對(duì)沉降的影響，采用單向壓縮分層總和法計(jì)算。

樁端平面以下第j層第i分層豎向附加壓力基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)樁下土分層基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)實(shí)體基礎(chǔ)計(jì)算（樁距＜6d）

實(shí)體深基底面與樁基齊平，基底壓力應(yīng)為樁底平面處附加壓力。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)

實(shí)體基礎(chǔ)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)1）考慮擴(kuò)散作用：基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2)不考慮擴(kuò)散作用：

相對(duì)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)，樁承臺(tái)上豎向力；基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.5樁負(fù)摩擦力問(wèn)題4.5.1樁負(fù)摩擦條件和原因1、負(fù)摩阻力：當(dāng)樁側(cè)土體因某種原因而下沉，且其下沉量大于樁的沉降時(shí)，土對(duì)樁產(chǎn)生的向下作用的摩阻力，稱(chēng)為負(fù)摩阻力。2、產(chǎn)生條件：土下沉量大于樁沉降量時(shí)。工程中應(yīng)避免有不利因素時(shí)，采取措施減小。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)3、產(chǎn)生負(fù)摩阻力原因：1）位于樁周有欠固結(jié)的軟粘土或新填土在重力作用產(chǎn)生固結(jié)。2）大面積堆載使樁周土層壓密。3）地下水全面降低，致使有效應(yīng)力增加。4）地面因打樁時(shí)引起孔隙水壓力劇增而隆起、其后孔水壓消散而固結(jié)下沉?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.5.2負(fù)摩擦阻力計(jì)算

單樁負(fù)摩擦阻力計(jì)算Ln/L0=0.5—1.0基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.5.3減小負(fù)摩擦阻力的工程措施1、預(yù)制樁有下沉土層存在時(shí)，在此土層處樁段，涂軟瀝青來(lái)減小負(fù)摩阻力。2、灌柱樁對(duì)穿過(guò)欠固結(jié)土層樁段，插入比鉆孔直徑小50~100mm預(yù)制樁段用高稠度膨潤(rùn)土泥漿填充樁段外。對(duì)于作業(yè)成孔灌柱樁，在沉降土層范圍先鋪雙層塑料薄膜，在澆砼可自由活動(dòng)?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.6樁的水平承載力4.6.1水平荷載作用下樁工作性狀水平荷載作用下樁工作性狀取決于樁土之間的相互作用。依據(jù)樁土相對(duì)剛度的不同，水平荷載作用下的樁分為：剛性樁：樁短，周?chē)凛^弱，樁土相對(duì)剛度大，破壞發(fā)生于樁周土中，樁轉(zhuǎn)動(dòng)。彈性樁：樁土相對(duì)剛度低，樁身發(fā)生繞曲變形，樁下段嵌固土中不能轉(zhuǎn)動(dòng)?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)樁破壞圖基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.6.2水平荷載作用下彈性樁計(jì)算水平荷載作用下彈性樁的分析計(jì)算方法主要有地基反力系數(shù)法、彈性理論法、有限元法。1、介紹地基反力系數(shù)法：應(yīng)用文克勒地基模型，把承受水平荷載的樁視為彈性地基中豎直梁，通過(guò)求解梁的撓曲微分方程來(lái)計(jì)算樁身內(nèi)力。1）基本假定-深度z處的水平抗力；-水平抗力系數(shù)；-水平位移。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)不同方法Kx分布圖基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2）“m”法計(jì)算參數(shù)簡(jiǎn)化成平面受力Kf形狀換算系數(shù)K0受力換算系數(shù)K樁間相互影響系數(shù)b0計(jì)算寬度方樁b>1m，b≤1m，

基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)單樁計(jì)算

單樁的樁頂荷載基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)樁撓曲微分方程

水平變形系數(shù)。E取0.85EC基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)單樁內(nèi)力圖基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)樁身最大彎矩?fù)Q算深度，時(shí)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.7樁的平面布置原則4.7.1一般原則樁的平面布置可采用對(duì)稱(chēng)式、梅花式、行列式和環(huán)狀排列。1、為使樁基中各樁受力均勻，群樁橫截面的重心應(yīng)與豎向永久載荷合力的作用點(diǎn)重合或接近。2、樁距3-4倍樁徑，太大增加承臺(tái)用料，太小加大柱沉降量，施工困難。對(duì)于大面積樁群，尤其是擠土樁，樁的最小中心距宜按表列值適當(dāng)加大。

基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)

樁布置圖基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.8樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)1、作用：將各樁聯(lián)成一整體，把上部結(jié)構(gòu)的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整、分配于各樁。2、分類(lèi)：柱下獨(dú)立承臺(tái)、墻下條形承臺(tái)、筏板承臺(tái)和箱形承臺(tái)。3、承臺(tái)設(shè)計(jì)內(nèi)容選擇承臺(tái)的材料及強(qiáng)度等級(jí)；幾何形狀及其尺寸；進(jìn)行承臺(tái)結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算；滿(mǎn)足構(gòu)造要求。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.8.1構(gòu)造要求承臺(tái)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4.8.2柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)1、受彎計(jì)算a）柱下多樁矩形承臺(tái)的配筋不足情況下將產(chǎn)生彎曲破壞，其破壞特征呈梁式破壞。所謂梁式破壞，指撓曲裂縫在平行于柱邊兩個(gè)方向交替出現(xiàn)，承臺(tái)在兩個(gè)方向交替呈梁式承擔(dān)荷載，最大彎矩產(chǎn)生在平行于柱邊兩個(gè)方向的屈服線(xiàn)處.基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)矩形承臺(tái)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)b）彎矩計(jì)算截面應(yīng)取柱邊或承臺(tái)高度變化處MxMy—垂直于Y軸截面和X軸方向計(jì)算截面處的彎矩設(shè)計(jì)值；Ni—扣除承臺(tái)和其上填土自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的第i樁豎向力設(shè)計(jì)值；Xi’，Yi’——垂直于Y，X軸方向自柱軸線(xiàn)到相應(yīng)計(jì)算截面的距離?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)Ni計(jì)算--荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的第i樁豎向力設(shè)計(jì)值軸心（F-豎向力設(shè)計(jì)值，n-樁數(shù)）偏心Xi，yi-樁i到通過(guò)樁群形心y、x軸的距離基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)Ni計(jì)算中的xiyi基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2）柱下三樁三角形承臺(tái)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)a）等邊三樁承臺(tái)M——由承臺(tái)形心至承臺(tái)邊緣距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值；Nmax——扣除承臺(tái)和其上填土自重后的三樁中相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的最大單樁豎向力設(shè)計(jì)值；s——樁距；c——方柱邊長(zhǎng)，圓柱時(shí)c=0.866d基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2、受沖切計(jì)算當(dāng)樁基承臺(tái)有效高度不足時(shí)，承臺(tái)將發(fā)生沖切破壞。承臺(tái)沖切破壞的方式，一種是柱對(duì)承臺(tái)的沖切，另一種是角樁對(duì)承臺(tái)的沖切。沖切破壞錐體斜面與承臺(tái)底面的夾角大于或等于45度，柱邊沖切破壞錐體的頂面在柱與承臺(tái)交界處或承臺(tái)變階處，底面在樁頂平面處；而角樁沖切破壞錐體頂面在角樁內(nèi)邊緣處，底面在承臺(tái)上方或變階處。基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)沖切破壞基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)1)柱對(duì)承臺(tái)的沖切承載力沖切系數(shù)沖跨比基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)沖切破壞基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2）角樁對(duì)承臺(tái)的沖切多樁矩形承臺(tái)受角樁沖切的承載力計(jì)算基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)沖切破壞基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)三樁三角形承臺(tái)受角樁沖切的承載力計(jì)算：底部角樁頂部角樁基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)3、受剪切計(jì)算柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)應(yīng)分別對(duì)柱邊和樁邊、變截面和樁邊聯(lián)線(xiàn)形成的斜面進(jìn)行受剪計(jì)算。當(dāng)柱邊外有多排樁形成多個(gè)剪切斜截面時(shí)，尚應(yīng)對(duì)每個(gè)截面進(jìn)行驗(yàn)算。斜截面受剪承載力可按下列公式計(jì)算：基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)公式計(jì)算參數(shù)V—扣除承臺(tái)和其上填土自重后的相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)斜截面的最大剪力力設(shè)計(jì)值—剪切承載力截面高度影響系數(shù)—剪刀系數(shù)

—計(jì)算截面剪跨比—承臺(tái)計(jì)算截面處計(jì)算寬度

基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)等截面承臺(tái)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)階梯型承臺(tái)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)階梯形承臺(tái)對(duì)于階梯形承臺(tái)應(yīng)分別在變階處及柱邊處進(jìn)行斜截面受剪計(jì)算?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)錐形承臺(tái)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)錐形承臺(tái)對(duì)于錐形承臺(tái)應(yīng)對(duì)A-A及B-B兩個(gè)截面進(jìn)行受剪承載力計(jì)算，截面有效高度均為ho，截面的計(jì)算寬度按下式計(jì)算：基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4、局部受壓計(jì)算當(dāng)承臺(tái)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于柱或樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，尚應(yīng)驗(yàn)算柱下或樁上承臺(tái)的局部受壓承載力?；A(chǔ)工程樁基礎(chǔ)計(jì)算參數(shù)

--局部壓力設(shè)計(jì)值--混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)(C50-C80,取1-0.8)--局部受壓強(qiáng)度提高系數(shù)--混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值--局部受壓凈面積--局部受壓計(jì)算底面積--局部受壓面積基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)4