基础工程-桩基础讲义

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1、第5章桩基础本章教学目标：1、掌握单桩、群桩在竖向荷载作用下承载力的确定方法和计算公式；2、熟悉桩基础设计方法和施工方法；3、理解桩基沉降计算原理；4、认识桩基监测的目的和主要方法；第5章桩基础本章教学内容：5.1桩的类型和成桩工艺5.2单桩竖向承载力的确定5.3群桩基础及其承载力5.4桩基设计1、桩的根数及布置2、承台的设计与计算5.5桩基沉降5.6桩基检测5.1桩的类型和成桩工艺1、桩：是一种由混凝土、钢材或木材等制成的细长结构物，通常埋置于地基中，用于构造一种深基础。5.1桩的类型和成桩工艺2、适用条件（1）地基上层具有软弱土层，不能承受由上部结构传递的荷载，而且软弱土

2、层较厚，不便挖除或不宜采用地基处理等措施时。（2）在设计和建造承受风荷载、水压力、滑坡推力或地震荷载的结构物和高层建筑的基础时，经常要同时承受竖向荷载和水平荷载，桩基础是优选方案。（3）如果地基上层不是软弱土层而是膨胀土或湿陷土等特殊土，用桩基代替浅基础。5.1桩的类型和成桩工艺（4）桥台和桥基、输电线塔、近海平台等。因此，桩基础不仅是一种深基础，也是处理软弱土、膨胀土和湿陷土等特殊地基的有效措施。3、桩的分类（1）按受力状态分：端承桩，摩擦桩端承型桩：穿越整个软弱土层，由不可压缩的土层支承，通常是岩床。摩擦型桩：各个方向包括底部都被可压缩的土层包围，在竖向荷载作用下桩向下移

3、动，周围土层对桩产生向上的摩擦力，并在桩端产生向上的反力。竖向荷载全部或主要由桩侧阻力承受。5.1桩的类型和成桩工艺Q=QS+QPQ—相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向承载力设计值（KN）；QS—桩周土施加的桩侧阻力（KN）；Qp—桩端土施加的桩端阻力（KN）；（2）按桩的施工方法分：预制桩：锤击沉桩、静力压桩、振动沉桩、水冲沉桩灌注桩：干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工挖孔、爆扩成孔5.1桩的类型和成桩工艺A、预制桩截面形式：截面边长一般为250~550mm，管桩截面直径有400mm、550mm几种；运输桩长度不超过12m，现场制作一般20-30m内；预制桩混凝土强度

4、等级不低于C30，预应力混凝土不宜低于C40。预制桩纵向钢筋混凝土保护层厚度不宜低于30mm。5.1桩的类型和成桩工艺预制桩优点：桩身质量容易保证，承载力高，抗腐蚀能力强，制作方便，成桩速度快，适合大面积作业。沉桩过程中的挤压效应可使松散土层的承载力提高。预制桩缺点：造价高，打桩噪声大，挤土效应会引起地面隆起，道路、管线等损坏，桩产生水平位移或挤断、相邻桩上浮等。B、灌注桩:现场灌注桩现在地基土中钻孔或挖孔，然后下放钢筋笼和填充混凝土而成。5.1桩的类型和成桩工艺灌注桩材料有钢筋混凝土、素混凝土和砂、碎石、石灰、水泥和粉煤灰等。混凝土的强度等级最低C15，水下灌注时不得低于C

5、20；纵向钢筋混凝土保护层厚度不应小于35mm，水下不小于50mm。5.1桩的类型和成桩工艺对于钢套管混凝土灌注桩和钢筋混凝土桩，应考虑钢材和钢筋的抗压强度。Q≤（Acfc+Arfr+Asfs)ycQ——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向承载力设计值（KN）；fc-混凝土的抗压强度设计值（KN);Ac-混凝土的截面积（m2）；Ar-纵向钢筋的截面积（m2）；fr-钢筋的抗压强度设计值（KN);As-钢管的截面积（m2）；fs-钢管的抗压强度设计值（KN);Yc-工作条件系数，预制混凝土桩0.75，现场灌注桩0.6-0.7(水下或长桩取低值，钢桩、木桩建议取1）5.1桩的类型和

6、成桩工艺当持力层承载力较低时，可采用扩低桩和桩墩。例如：钻挖成扩底锥孔后再灌注混凝土。夯扩桩、爆扩桩。桩墩是通过在地基中成孔后灌注混凝土形成大口径断面柱形深基础。见教材P109页。灌注桩优点：造价较低，约为预制桩的40%-70%。适于各种地层，桩长灵活调整，桩端扩底可充分发挥桩身强度和持力层承载力。灌注桩缺点：桩质不易保证，桩身易出现断桩、夹泥、沉渣、混凝土离析等质量问题。5.1桩的类型和成桩工艺（3）按材料分：钢桩、混凝土桩、木桩和组合材料桩。钢桩：Q≤ApfcycAp-桩的截面积（m2);fc-桩材的抗压强度设计值（KPa)5.1桩的类型和成桩工艺优点：强度高，抗冲击性能

7、好，接头容易处理，可根据弯矩受力特点局部加强截面刚度和强度。缺点：造价高，容易腐蚀。混凝土桩：前面内容。木桩：最大长度10-20m,桩端直径不应小于150mm。木桩的承载力一般控制在220-270KN，一般用于临时工程，在水位以下时，可做永久基础。不能承受很大的打击力，尽量避免接头。5.1桩的类型和成桩工艺木材名称受弯、顺纹受压及承压顺纹受压顺纹受剪横纹局部表面承压松、杉8-125-712-3栎木、桦木12-168-1024-5常用木材强度设计值（MPa)组合材料桩：一根桩由两种或两种以上材料组成的桩。