桩基础类型及构造.pptx
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1、第三章桩基础第三章桩基础第一节第一节 概述概述第二节第二节 桩和桩基础的类型及构造桩和桩基础的类型及构造第三节第三节 桩基础的施工桩基础的施工第四节第四节 单桩承载力单桩承载力第五节第五节 基桩内力和位移计算基桩内力和位移计算第六节第六节 群桩基础的竖向分析及验算群桩基础的竖向分析及验算第七节第七节 桩基设计桩基设计第一节第一节 概述概述如果建筑场地浅层的土质不能满足建筑物对如果建筑场地浅层的土质不能满足建筑物对地基承载力地基承载力和和变形变形的要求、而又不宜采取地基处理措施时,就需要考虑的要求、而又不宜采取地基处理措施时,就需要考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的以下部坚实土层或岩层作为持力
2、层的深基础深基础方案。方案。桩基础桩基础是应用最为广泛的一类深基础。是应用最为广泛的一类深基础。桩基础:桩基础:是由是由基桩基桩和连接于桩顶的和连接于桩顶的承台承台共同组成。承台把共同组成。承台把桩联结起来并承受上部结构的荷载,然后通过桩传递到地桩联结起来并承受上部结构的荷载,然后通过桩传递到地基中去。基中去。桩是垂直或微斜埋置于土中的受力杆件,它的横截面尺寸桩是垂直或微斜埋置于土中的受力杆件,它的横截面尺寸比长度小得多。其作用是将上部结构的荷载传递给土层或比长度小得多。其作用是将上部结构的荷载传递给土层或岩层。岩层。桩基础设计也应注意满足桩基础设计也应注意满足地基承载力地基承载力和和变形变形
3、这两项基本要这两项基本要求。求。一、桩基础的组成:一、桩基础的组成:桩基础由桩和承台两部分组成。桩基础由桩和承台两部分组成。二、桩基础的作用:二、桩基础的作用:(1 1)将荷载传至硬土层(图)将荷载传至硬土层(图4-1a4-1a),或分配到较大),或分配到较大的深度范围的深度范围 (图(图4-1b4-1b),以提高承载力。),以提高承载力。(2 2)减小沉降,从而也减小沉降差,故地基强度够,)减小沉降,从而也减小沉降差,故地基强度够,而变形不合要求时亦用。而变形不合要求时亦用。厂房内堆载,使柱下基础倾斜,厂房内堆载,使柱下基础倾斜,导致柱子开裂。可用桩基解决。导致柱子开裂。可用桩基解决。u(3
4、 3)抗拔:用于抗风、抗震、抗浮等。)抗拔:用于抗风、抗震、抗浮等。u(4 4)有一定抗水平荷载能力,特别是斜桩)有一定抗水平荷载能力,特别是斜桩u(5 5)抗液化:深层土不易液化,浅层土液化后,)抗液化:深层土不易液化,浅层土液化后,有桩支撑,有助于上部结构的稳定。有桩支撑,有助于上部结构的稳定。u所以,桩基础应用广泛,沿海、内陆地区均用。所以,桩基础应用广泛,沿海、内陆地区均用。u桩基础同基坑支护、地基处理并为土木工程三大热桩基础同基坑支护、地基处理并为土木工程三大热点。点。三三.桩基础的特点桩基础的特点优点优点I.I.将荷载传递到下部将荷载传递到下部好土层好土层,承载力高承载力高II.I
5、I.沉降量小沉降量小III.III.抗震性能好抗震性能好,穿过液穿过液化层化层IV.IV.承受抗拔承受抗拔(抗滑桩抗滑桩)及横向力及横向力(如风载荷如风载荷)V.V.与其他深基础比较与其他深基础比较,施工造价低施工造价低缺点缺点 施工环境影响施工环境影响,预制桩施工噪音预制桩施工噪音,钻孔灌注桩的泥浆钻孔灌注桩的泥浆 有下穿工程时有下穿工程时,有一有一定干扰。定干扰。四四.桩基础的是适用条件桩基础的是适用条件(1 1)荷荷载载较较大大,地地基基上上部部土土层层较较软软,适适宜宜的的地地基基持持力力层层位位置置较较深深,采采用用浅浅基基础础或或人人工工地地基基在在技技术术上上、经经济济上上不合理
6、时;不合理时;(2 2)河河床床冲冲刷刷较较大大,河河道道不不稳稳定定或或冲冲刷刷深深度度不不易易计计算算正确,如采用浅基础施工困难或不能保证基础安全时;正确,如采用浅基础施工困难或不能保证基础安全时;(3 3)当当地地基基计计算算沉沉降降过过大大或或结结构构物物对对不不均均匀匀沉沉降降敏敏感感时时,如如采采用用桩桩基基础础穿穿过过松松软软土土层层,将将荷荷载载传传到到较较坚坚实实土土层,减少结构物沉降并使沉降均匀时;层,减少结构物沉降并使沉降均匀时;(4 4)当当施施工工水水位位或或地地下下水水位位较较高高时时,采采用用桩桩基基础础可可减减少施工难度和避免水下施工;少施工难度和避免水下施工;
7、(5 5)地地震震区区,在在可可液液化化地地基基中中,采采用用桩桩基基础础可可增增加加结结构构物物的的抗抗震震能能力力,桩桩基基础础可可穿穿越越可可液液化化土土层层并并伸伸入入到到下下部密实稳定土层,可消除或减轻地震对结构的危害。部密实稳定土层,可消除或减轻地震对结构的危害。第二节第二节 桩和桩基础的类型及构造桩和桩基础的类型及构造(1 1)按基桩数量可分)按基桩数量可分单单桩桩基基础础:采采用用单单根根桩桩的的形形式式以以承承受受和和传传递递上部结构荷载的独立桩基础称单桩基础。上部结构荷载的独立桩基础称单桩基础。群群桩桩基基础础:由由2 2根根或或以以上上的的多多根根桩桩组组成成桩桩群群,由
8、由承承台台将将桩桩群群在在上上部部联联结结成成一一个个整整体体,建建筑筑物物的的荷荷载载通通过过承承台台分分配配给给各各根根桩桩,桩桩群群再再把把荷荷载载传传给给地地基基,称称群群桩桩基基础础。群群桩桩基基础础中中的的单桩称基桩。(大多数情况如此)单桩称基桩。(大多数情况如此)群桩群桩单桩单桩 (2 2)根根据据承承台台与与地地面面的的相相对对位位置置,一一般般可可分分为为低承台桩基低承台桩基和和高承台桩基高承台桩基。当当承承台台底底面面位位于于土土中中时时,称称低低承承台台桩桩基基;在在一般房屋建筑和水工建筑物中最常用一般房屋建筑和水工建筑物中最常用。当当承承台台底底面面高高出出土土面面以以
9、上上时时,称称高高承承台台桩桩基基;常用于桥梁工程、港口码头及海洋工程中。常用于桥梁工程、港口码头及海洋工程中。承台承台:将几个桩结合起将几个桩结合起来传递荷载来传递荷载 1.1.低承台桩基低承台桩基 承台在地面以下承台在地面以下,承台承台本身可承担部分荷载本身可承担部分荷载 2.2.高承台桩基高承台桩基 承台在地面以上承台在地面以上,桥桩桥桩,码头码头,栈桥栈桥软土层按承台位置分类按承台位置分类低承台桩基低承台桩基高承台桩基高承台桩基(3 3)按材料分:)按材料分:木、钢、钢筋混凝土木、钢、钢筋混凝土木桩木桩水位以上耐久性差,强度低,我国森林资源不水位以上耐久性差,强度低,我国森林资源不足,
10、应少用足,应少用钢钢桩桩本本身身强强度度高高,易易加加工工,接接头头容容易易,运运输输方方便便,但但造造价价是是混混凝凝土土的的3-43-4倍倍,用用于于海海洋洋平平台台及及陆陆上上重重要要工程,如宝钢高炉、金茂大厦用钢管桩。工程,如宝钢高炉、金茂大厦用钢管桩。钢钢砼砼桩桩取取材材方方便便,价价格格便便宜宜,耐耐久久性性好好,可可预预制制、现现浇浇,尺尺寸寸易易调调,适适用用性性强强,故故应应用用广广泛泛,是是主主要要研研究对象。究对象。(4 4)按桩的使用功能分)按桩的使用功能分1.1.竖竖向向抗抗压压桩桩主主要要承承受受竖竖向向下下压压荷荷载载(简简称称竖竖向向荷荷载载)的的桩桩,应应进进
11、行行竖竖向向承承载载力力计计算算,必必要要时时还还需需计计算算桩桩基基沉沉降降,验验算算软软弱弱下下卧卧层层的的承承载载力力以以及及负负摩摩阻阻力力产产生生的的下下拉拉荷载。荷载。2.2.竖竖向向抗抗拔拔桩桩主主要要承承受受竖竖向向上上拔拔荷荷载载的的桩桩,应应进进行行桩桩身强度和抗裂计算以及抗拔承载力验算。身强度和抗裂计算以及抗拔承载力验算。3.3.水水平平受受荷荷桩桩要要承承受受水水平平荷荷载载的的桩桩,应应进进行行桩桩身身强强度度和抗裂验算以及水平承载力和位移验算。和抗裂验算以及水平承载力和位移验算。4.4.复复合合受受荷荷桩桩承承受受竖竖向向、水水平平荷荷载载均均较较大大的的桩桩,应应
12、按按竖向抗压(或抗拔)桩及水平受荷桩的要求进行验算。竖向抗压(或抗拔)桩及水平受荷桩的要求进行验算。(5 5)按承载性状分类)按承载性状分类浅浅基基础础是是把把上上部部荷荷载载通通过过基基底底扩扩散散到到地地基基中中去去;而而桩桩基基除除通通过过桩桩端端阻阻力力扩扩散散外外,还还在在竖竖向向以以桩侧摩阻力桩侧摩阻力的方式对上部荷载进行扩散。的方式对上部荷载进行扩散。由由于于桩桩的的尺尺寸寸、施施工工方方法法、桩桩侧侧和和桩桩端端地地基基土土的的物物理理力力学学性性质质等等因因素素的的不不同同,桩桩侧侧和和桩桩端端所所分分担担荷荷载载的的比比例例是是不不同同的的。根根据据分分担担荷荷载载的的比比
13、例例而把桩分为而把桩分为摩擦型桩摩擦型桩和和端承型桩端承型桩。桩端土差、桩很长、灌注桩端土差、桩很长、灌注桩清底差桩清底差桩端为岩石、大头桩桩端为岩石、大头桩1 1 1 1、摩摩摩摩擦擦擦擦型型型型桩桩桩桩:在在竖竖向向极极限限荷荷载载作作用用下下,桩桩顶顶荷荷载载全全部部或或主主要要由由桩桩侧侧阻阻力力承承担担的的桩桩基基。根根据据桩桩侧侧阻阻力力分分担担荷荷载载的的比比例,摩擦型桩又分为例,摩擦型桩又分为摩擦桩摩擦桩摩擦桩摩擦桩和和端承摩擦桩端承摩擦桩端承摩擦桩端承摩擦桩。摩摩摩摩擦擦擦擦桩桩桩桩:当当软软土土层层很很厚厚,桩桩端端达达不不到到坚坚硬硬土土层层或或岩岩层层上上时时,则则桩桩
14、顶顶的的极极限限荷荷载载主主要要靠靠桩桩身身与与周周围围土土层层之之间间的的摩摩擦擦力来支承,桩尖处土层反力很小,可忽略不计。力来支承,桩尖处土层反力很小,可忽略不计。具体有具体有具体有具体有:桩桩的的长长径径比比很很大大;桩桩端端下下无无较较坚坚实实的的持持力力层层;桩桩底底残留虚土或沉渣的灌注桩;桩端出现脱空的打入桩等。残留虚土或沉渣的灌注桩;桩端出现脱空的打入桩等。端端端端承承承承摩摩摩摩擦擦擦擦桩桩桩桩:桩桩顶顶极极限限荷荷载载由由桩桩侧侧阻阻力力和和桩桩端端阻阻力力共共同同承承担担,但但桩桩侧侧阻阻力力分分担担荷荷载载较较大大。具具具具体体体体有有有有:桩桩的的长长径径比比不不很很大
15、大,桩桩端端持持力力层层为为较较坚坚实实的的粘粘性性土土、粉粉土土和和砂砂类类土时。这类桩所占比例很大。土时。这类桩所占比例很大。2 2 2 2、端端端端承承承承型型型型桩桩桩桩:在在竖竖向向极极限限荷荷载载作作用用下下,桩桩顶顶荷荷载载全全部部或或主要由桩端阻力承担的桩基。可分为主要由桩端阻力承担的桩基。可分为端承桩端承桩端承桩端承桩和和摩擦端承桩摩擦端承桩摩擦端承桩摩擦端承桩。端端端端承承承承桩桩桩桩:桩桩穿穿过过软软弱弱土土层层,桩桩端端支支承承在在坚坚硬硬土土层层或或岩岩层层上上时时,则则桩桩顶顶极极限限荷荷载载主主要要靠靠桩桩尖尖处处坚坚硬硬岩岩土土层层提提供供的的反反力来支承,桩侧
16、摩擦力很小,可以忽略不计。力来支承,桩侧摩擦力很小,可以忽略不计。具体有:具体有:具体有:具体有:桩桩的的长长径径比比较较小小,桩桩端端设设置置在在密密实实砂砂类类、碎碎石石类类土土层层中或位于中、微风化及新鲜基岩层中的桩。中或位于中、微风化及新鲜基岩层中的桩。摩摩摩摩擦擦擦擦端端端端承承承承桩桩桩桩:桩桩顶顶极极限限荷荷载载由由桩桩侧侧阻阻力力和和桩桩端端阻阻力力共共同同承承担担,桩桩端端阻阻力力分分担担荷荷载载较较大大,桩桩侧侧阻阻力力属属次次要要,但但不不可可忽略。忽略。具体有:具体有:具体有:具体有:桩桩端端进进入入中中密密以以上上的的砂砂层层、碎碎石石类类土土层层中中或或位位于于中中
17、、微风化及新鲜基岩顶面时。微风化及新鲜基岩顶面时。(6 6)按按施工方法施工方法分:分:预制桩预制桩和和灌注桩灌注桩。预制桩(沉桩)预制桩(沉桩)制作:制作:1 1)现场预制;)现场预制;2 2)工厂预制。)工厂预制。常用材料常用材料:木桩、钢桩、混凝土预制桩:木桩、钢桩、混凝土预制桩 (含预应力混凝土桩)。(含预应力混凝土桩)。施工方法施工方法:锤击、震动、静压或旋入等:锤击、震动、静压或旋入等。混凝土预制桩构造混凝土预制桩构造 横截面横截面:方桩、圆桩。:方桩、圆桩。普普通通实实心心方方桩桩:截截面面边边长长300-500mm300-500mm,桩桩长长25-25-30m30m,工工厂厂预
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