土力学与地基基础 教学课件 作者 陈晋中地基课件3第7章 桩基础设计.ppt

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1、土力学与地基基础陈晋中主编陈晋中刘燕宁魏党生陈剑波邵明波蔡宁康会宾朱艳丽吴卫祥何东秋编写上海浦东第7章桩基础设计本章学习要求:了解桩基础的适用条件及分类；熟悉单桩竖向承载力的确定方法；掌握桩基的设计步骤及简单桩基的设计计算。难点是对桩承载力特征值概念的理解与确定，承台受力计算。7.1概述桩基础桩体（基桩）低承台：其底面低于地面高承台：其底面高于地面承台7.1.1桩基础的基本概念1-承台2-垫层3-基桩1.桩基础的适用性上部结构承台桩坚硬土层(a)低承台桩基础工业与民用建筑中常用低承台桩基础。(b)高承台桩基础地面桩基础的适用范围(1)高重建筑物下，天然地基承载力与变形

2、不能满足要求时；(2)地基软弱，且采用地基加固措施技术上不可行或经济上不合理时；(3)地基软硬不均或荷载分布不均，天然地基不能满足建(构)筑物构物对差异沉降限制的要求时；(4)地基土性不稳定，如液化土、湿陷性黄土、季节性冻土、膨胀土等，要求采用桩基将荷载传至深部土性稳定的土层时；(5)建筑物受到相邻建筑物或地面堆载影响，采用浅基础将会产生过量沉降或倾斜时；(6)有时用于重大或精密机械设备的基础，或用于动力机械基础以降低基础振幅等；(7)用于临水岸坡的水工建筑物基础，如码头、采油平台等。2.桩基础的特点与天然地基上的浅基础相比较，桩基础具备如下特点：(1)从施工上看，桩

3、基础应采用特定的施工机械或手段，把基础结构置人深部的较好地层中；(2)从传力特点看，桩基础的人土深度即桩长与基础结构宽度即桩径之比较大，因此在决定桩深基础的承载力时，基础侧面的摩阻支承力不但不能忽略，有时甚至起主要作用；(3)浅基础下的地基可能有不同破坏模式，但桩基础下却往往只发生刺入即冲切剪切破坏；(4)相对于浅基础，传力机理复杂。7.1.2桩与桩基础的类型1.按桩基础承载性能分类按桩侧与桩端阻力大小及分担比例差异，分为如下两大类：端承型桩摩擦型桩摩擦端承桩：荷载主要由桩端阻力承担，桩侧阻力承担部分荷载；端承桩：（l/d≤10）荷载绝大部分由桩端阻力承担，桩侧阻力不

4、计。端承摩擦桩：荷载主要由桩侧阻力承担，桩端阻力承担部分荷载；摩擦桩：（l/d较大）荷载绝大部分由桩侧阻力承担，桩端阻力不计。较软弱土层软弱土层较坚硬土层(a)摩擦桩(b)端承摩擦桩软弱土层较坚硬土层极软弱土层坚硬土层(c)摩擦端承桩(d)端承桩2.按桩基础桩身材料分类1.木桩：已不常见预制桩：工厂或现场预制成型（预应力）灌注桩：现场挖（钻）孔就地浇筑3.钢桩形状：钢管桩与H形桩。特点：抗弯压，宜施工，造价高，腐蚀。两种材料组合而成，如钢管内填砼，上部钢管下部砼组合等。4.组合桩：2.混凝土桩：素混凝土桩：护坡桩钢筋混凝土桩3.按桩使用功能分类竖向抗压桩：主要承受竖向

5、荷载；水平受荷桩：主要承受水平荷载；抗拔桩：承受拉拔荷载的桩。4.按成桩方法成桩过程中对地基土结构有扰动，并产生挤土效应，引发施工环境问题。1.挤土桩：未取土成孔，沉管灌注桩、锤击等法施工的实心预制桩，桩位处土完全被挤开，土结构受破坏；2.部分挤土桩：部分取土，如预钻孔打入式预制桩、灌注桩及打入式敞口预制（管）桩等；3.非挤土桩：取土成孔，干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法施工。5.按桩径大小分类1.小直径桩：d≤250mm，基础加固，复合基础；2.中等直径桩：250mm＜d＜800mm，工业与民用建筑工程中应用较多；3.大直径桩：d≥800mm，一般用于单独基础。7.

6、2桩的承载力7.2.1竖向荷载下单桩的工作性能由于桩侧土产生向上的摩阻力，桩身轴力一般随深度的增加而减少Na.桩侧摩阻力b.桩身轴力7.2.2单桩竖向极限承载力桩基破坏类型桩材料强度：端承桩控制因素地基承载力：主要控制因素单桩竖向极限承载力标准值确定：1.单桩竖向承载力标准值应通过单桩竖向静载荷试验确定，试桩数≥1%总数，且≥3根；2.地基基础设计为丙级的建筑物，单桩承载力标准值可由静力触探和标准贯入试验参数确定；3.初步设计时，可按公式估算。7.2.2单桩竖向极限承载力单桩竖向极限承载力是指单桩在竖向荷载作用下，达到破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大

7、荷载。其取决于土对桩的支承阻力和桩身的材料强度。在工程实践中，一般由土对桩的支承阻力所控制，对于端承桩、超长桩以及桩身质量有缺陷的桩，也可能由桩身材料强度控制。确定单桩竖向极限承载力的方法有很多，工程中常用的有：单桩竖向静载荷试验法、静力触探法、标准贯入试验法等。实践表明，单桩竖向极限承载力的确定就其可靠性而言，仍以传统的静载试验为最高。1.静载荷试验试验装置：锚桩反力装置小梁横梁锚桩试桩锚桩千斤顶单桩竖向极限承载力：荷载Q沉降量ss=40mm陡降点Qu12(1)Q~s曲线有明显陡降段时，取陡降点Qu。(2)Q~s曲线呈缓变形时，取s=40mm所对应