單元五樁基礎(chǔ)工程任務(wù)1樁的設(shè)計(jì)任務(wù)2樁基礎(chǔ)施工51課件講解

單元五樁基礎(chǔ)工程任務(wù)1樁的設(shè)計(jì)任務(wù)2樁基礎(chǔ)施工基礎(chǔ)形式選擇一般多層建筑物當(dāng)?shù)鼗^好時(shí)多采用天然淺基礎(chǔ)，它造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便。如果天然淺土層較弱，可采用機(jī)械壓實(shí)、強(qiáng)夯、堆載預(yù)壓、深層攪拌、化學(xué)加固等方法進(jìn)行人工加固，形成人工地基。如深部土層也軟弱，或建（構(gòu)）筑物的上部荷載較大，而且是對(duì)沉降有嚴(yán)格要求的高層建筑、地下建筑以及橋梁基礎(chǔ)等，則需采用深基礎(chǔ)。

一、樁基礎(chǔ)的基本概念：1、樁基礎(chǔ)的定義和適用條件：樁:樁子,打入地中以固基礎(chǔ)的木橛。樁基礎(chǔ)：由延伸到地層深處的基樁和連接樁頂?shù)某信_(tái)組成。樁基礎(chǔ)作用：將荷載通過(guò)基樁傳給埋藏較深的堅(jiān)硬土層，或通過(guò)樁身周圍的摩擦力傳給地基，以滿足承載力、穩(wěn)定性和變形的要求。任務(wù)1樁的設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)樁體（基樁）低承臺(tái)：其底面低于地面高承臺(tái)：其底面高于地面承臺(tái)上部結(jié)構(gòu)承臺(tái)基樁堅(jiān)硬土層(a)低承臺(tái)樁基礎(chǔ)(b)高承臺(tái)樁基礎(chǔ)2.樁基礎(chǔ)適用條件：淺層地基土承載力不足加固不合適高大建筑物側(cè)向力大對(duì)沉降敏感等

二、樁基礎(chǔ)的分類(一)按樁基礎(chǔ)承載性狀分類按樁側(cè)與樁端阻力大小及分擔(dān)比例差異，分為如下兩大類：端承型樁摩擦型樁摩擦端承樁：荷載主要由樁端阻力承擔(dān)，樁側(cè)阻力承擔(dān)部分荷載；端承樁：（l/d≤10）荷載絕大部分由樁端阻力承擔(dān)，樁側(cè)阻力不計(jì)。端承摩擦樁：荷載主要由樁側(cè)阻力承擔(dān)，樁端阻力承擔(dān)部分荷載；摩擦樁：（l/d

較大）荷載絕大部分由樁側(cè)阻力承擔(dān)，樁端阻力不計(jì)。較軟弱土層軟弱土層較堅(jiān)硬土層(a)摩擦樁(b)端承摩擦樁軟弱土層較堅(jiān)硬土層極軟弱土層堅(jiān)硬土層(c)摩擦端承樁(d)端承樁(二)按樁基礎(chǔ)樁身材料分類2.混凝土樁：預(yù)制樁：工廠或現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制成型（預(yù)應(yīng)力）灌注樁：現(xiàn)場(chǎng)挖孔就地澆筑配筋：可配筋；可不配筋；預(yù)應(yīng)力3.鋼樁：形狀：鋼管樁與H形樁。特點(diǎn)：抗彎壓，宜施工，造價(jià)高，腐蝕。用兩種材料組合而成的樁如鋼管內(nèi)填砼組合，上部鋼管下部砼組合等。4.復(fù)合材料樁：1.木樁：(三)按樁基礎(chǔ)使用功能分類豎向抗壓樁：主要承受豎向荷載；豎向抗拔樁：主要承受上拔荷載；水平受荷樁：主要承受水平荷載；復(fù)合受荷樁：承受豎向、水平荷載均較大。(四)按擠土效應(yīng)分類成樁過(guò)程中對(duì)地基土結(jié)構(gòu)有擾動(dòng)，并產(chǎn)生擠土效應(yīng)，引發(fā)施工環(huán)境問(wèn)題。1.非擠土樁：取土成孔，干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁法、套管護(hù)壁法施工；2.擠土樁：未取土成孔，沉管灌注樁、錘擊等法施工的實(shí)心預(yù)制樁，樁位處土完全被擠開(kāi)，土結(jié)構(gòu)受破壞；3.部分?jǐn)D土樁：部分取土，I型或H型鋼樁，鋼板樁，開(kāi)口鋼管樁，開(kāi)口鋼筋混凝土管樁。

成樁方法應(yīng)根據(jù)地基土特性，視擠土后對(duì)地基與樁身結(jié)構(gòu)是否有利，一般飽和軟土不宜，松散砂土宜。(五)按樁徑大小分類1.小樁徑：d≤250mm，基礎(chǔ)加固，復(fù)合基礎(chǔ)；2.中等樁徑：250mm＜d＜800mm，工業(yè)與民用建筑工程中應(yīng)用較多；3.大樁徑：d≥800mm，用于單獨(dú)基礎(chǔ)。（六）常用混凝土樁分類1.預(yù)制樁2.鉆孔灌注樁：護(hù)筒指用機(jī)械方法取土成孔灌注樁施工程序濕作業(yè)法就位成孔澆筑鋼筋籠放導(dǎo)管成型鉆頭泥漿鉆桿泥漿泵鉆機(jī)導(dǎo)管鋼筋籠砼澆注漏斗3.挖孔灌注樁：指用人工方法挖掘成孔（護(hù)壁：砼），安放鋼筋籠，灌注混凝土而成的樁。優(yōu)點(diǎn)：可直接鑒別檢驗(yàn)成孔質(zhì)量，干作業(yè)，樁身質(zhì)量易保證無(wú)擠土效應(yīng)影響，施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低。活瓣圓臺(tái)形模板適用條件：粘性土和地下水位較低的條件，忌在含水砂層中施工，防止產(chǎn)生流砂塌孔。宜做大直徑樁，單樁承載力大。缺點(diǎn)：勞動(dòng)條件差。三、樁的承載力單樁豎向承載力樁基破壞類型樁材料強(qiáng)度：端承樁控制因素地基承載力：主要控制因素單樁承載力特征值確定規(guī)定：1.單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過(guò)單樁豎向靜載荷試驗(yàn)確定，試樁數(shù)≥1%總數(shù)，且≥3根；2.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為丙級(jí)的建筑物，單樁承載力特征值可由靜力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)參數(shù)確定；3.初步設(shè)計(jì)時(shí)，可按公式估算。（一）靜載荷試驗(yàn)試驗(yàn)裝置：錨樁反力裝置試樁壓重千斤頂支墩橫梁壓重平臺(tái)反力裝置小梁橫梁錨樁試樁錨樁千斤頂單樁豎向極限承載力：荷載Q沉降量ss=40mm陡降點(diǎn)Qu12(1)Q~s曲線有明顯陡降段時(shí)，取陡降點(diǎn)Qu

。(2)Q~s曲線呈緩變形時(shí)，取s=40mm所對(duì)應(yīng)的Qu

。單樁豎向承載力特征值：（二）靜力觸探法靜力觸探試驗(yàn)探頭電測(cè)裝置靜力加壓裝置qcfsiQuk

=u∑Liβifsi+αqcAp預(yù)制單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：fsi

—樁側(cè)摩阻力平均值；qc—樁端阻力平均值；α—樁端阻力修正系數(shù)；βi

—第i層土摩阻力修正系數(shù)；u—樁身周長(zhǎng)；Li—第i層土內(nèi)樁身長(zhǎng)度。（三）按經(jīng)驗(yàn)公式估算用于初估單樁承載力特征值及樁數(shù)：按土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)確定單樁承載力特征值Ra=up∑liqsia+qpaAp四、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求1.樁基有足夠的豎向與水平承載力；2.樁基的沉降與水平位移在允許范圍內(nèi)；3.樁身?yè)锨谠试S范圍內(nèi)；4.設(shè)計(jì)方案在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上應(yīng)合理可行。設(shè)計(jì)步驟1.調(diào)研、搜集設(shè)計(jì)資料；2.確定樁基持力層；3.選定樁材、樁型、尺寸、確定基本構(gòu)造；4.計(jì)算并確定單樁垂直承載力；5.初擬樁的平面布置和數(shù)量；6.擬定承臺(tái)尺寸和底面高程；7.驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；8.繪結(jié)構(gòu)施工圖。設(shè)計(jì)要求和步驟：（一）選擇樁的類型，確定樁長(zhǎng)和斷面尺寸考慮因素：1.荷載大小及性質(zhì)；2.工程地質(zhì)條件；3.施工條件。選擇要求：1.樁型；2.施工工藝；3.工期要求；4.樁型特點(diǎn)的利用。1.經(jīng)濟(jì)合理；2.安全適用。1.選擇樁的類型2.樁長(zhǎng)的選擇(承臺(tái)底到樁端的距離)和斷面尺寸考慮因素：主要樁端持力層選擇，同時(shí)考慮樁的材料及施工工藝。樁端持力層選擇：較硬土層樁端全截面進(jìn)入持力層深度：粘性土、粉土：≥2d；砂土：≥1.5d；碎石土：≥1d嵌巖樁嵌入巖層深度：≥0.5m有軟弱下臥層時(shí)樁基下持力層厚度：≥4d摩擦樁考慮因素：承載力與沉降量同一種建筑物盡量采用同一種樁；除落在巖面上的樁，樁端間高差≤d；斷面尺寸混凝土灌注樁斷面形式：圓形沉管灌注樁直徑：300~500mm；鉆孔灌注樁直徑：500~1200mm；擴(kuò)底鉆孔灌注樁：擴(kuò)底直徑1~2d.擴(kuò)底鉆孔灌注樁混凝土預(yù)制樁斷面形式：方形、圓形、三角形等斷面尺寸：≤550mm（二）確定樁承載力、數(shù)量與布置1.樁頂豎向力和水平力計(jì)算樁頂荷載（豎向力）計(jì)算軸心豎向力作用下：(5-1)偏心豎向力作用下：(5-2)水平力作用下：式中Mxk、Myk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用于承臺(tái)底面的外力對(duì)通過(guò)樁群形心的x、y軸的力矩標(biāo)準(zhǔn)值；

xi、yi——樁i至通過(guò)樁群形心的y

、x軸線的距離。(5-3)2.單樁承載力驗(yàn)算軸心豎向力作用下：

Qk≤Ra

(5-4)

偏心豎向力作用下：

Qk≤Ra

Qkmax≤1.2Ra

(5-5)水平力作用下：

Hik

≤RHa

（5-6）式中Ra——單樁豎向承載力特征值；

qpa、qsia——樁端端阻力、樁側(cè)阻力特征值，由當(dāng)?shù)仂o載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析算得（查表）；Ap——樁底橫截面面積；up——樁身周邊長(zhǎng)度；

li——第i層巖土的厚度。當(dāng)樁端嵌入完整或較完整的硬質(zhì)巖中時(shí)，單樁豎向承載力特征值可按下式估算：?jiǎn)螛敦Q向承載力特征值（5-8）式中qpa為樁端巖石承載力特征值（三）樁的數(shù)量與平面布置樁數(shù)的確定承受豎向中心荷載的樁基，可按下式計(jì)算樁數(shù)：承受豎向偏心荷載的樁基Fk—標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，承臺(tái)頂面豎向力；Gk—承臺(tái)及上覆土自重；Ra—單樁豎向承載力；n—樁基中的樁數(shù)；μ—偏心增大系數(shù)，一般取1.1~1.2。（四）樁的平面布置（一）墻下樁基1.樁的最小中心距：≥3d（一般3~4d)；2.盡量使群樁形心與荷載重心重合；3.縱橫墻交接處宜布置樁。墻下樁的平面布置單排布置雙排布置交叉布置墻角布置（二）獨(dú)立樁基1.樁的最小中心距：≥3d（一般3~4d)；2.邊樁距承臺(tái)邊緣：≥d。柱下獨(dú)立承臺(tái)樁的平面布置二樁布置三樁布置四樁布置六樁布置（五）樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.鋼筋混凝土樁豎向抗壓計(jì)算Q=φ（fcAp+fyAs)fc—樁身混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；fy—主受力鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Ap

、As—樁身及樁縱向鋼筋斷面積；φ—樁縱向彎曲系數(shù)，一般φ=1.0，高承臺(tái)樁φ=0.25~1.0。2.混凝土樁豎向抗壓承載力計(jì)算Q≤ψcfcApψc—工作條件系數(shù)，預(yù)制取0.75，灌注取0.6~0.7。3.承受水平荷載的混凝土樁偏壓承載力計(jì)算1承臺(tái)的構(gòu)造要求混凝土(1)承臺(tái)（a）≥C15;(b)≥C20(Ⅱ)（