土力學(xué)及基礎(chǔ)工程第八章-樁基礎(chǔ)

1、第八章第八章 樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ) 8.1 概述 8.2 樁和樁基的分類(lèi)及質(zhì)量檢測(cè) 8.3 豎向荷載下單樁的工作性能 8.4 單樁豎向承載力的確定 8.5 群樁基礎(chǔ)計(jì)算 8.6 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 如果建筑場(chǎng)地淺層的土質(zhì)不能滿(mǎn)足建如果建筑場(chǎng)地淺層的土質(zhì)不能滿(mǎn)足建筑物對(duì)筑物對(duì)地基承載力地基承載力和和變形變形的要求、而又不的要求、而又不宜采取地基處理措施時(shí)，就需要考慮以下宜采取地基處理措施時(shí)，就需要考慮以下部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層的部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層的深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)方方案。案。樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)是應(yīng)用最為廣泛的一類(lèi)深基礎(chǔ)。是應(yīng)用最為廣泛的一類(lèi)深基礎(chǔ)。8.1 概述 一、概述一、概述u樁基礎(chǔ)是最古老的基礎(chǔ)型式之一。

2、在人類(lèi)有歷史記載以前，就已經(jīng)在地基土條件樁基礎(chǔ)是最古老的基礎(chǔ)型式之一。在人類(lèi)有歷史記載以前，就已經(jīng)在地基土條件不良的河谷及洪積地區(qū)采用樁基礎(chǔ)來(lái)建造房屋；在許多不同文化時(shí)期的初期，都可不良的河谷及洪積地區(qū)采用樁基礎(chǔ)來(lái)建造房屋；在許多不同文化時(shí)期的初期，都可以找到樁基礎(chǔ)的房屋。以找到樁基礎(chǔ)的房屋。u1982年在智利發(fā)掘的文化遺址所見(jiàn)到的樁，距今大約有年在智利發(fā)掘的文化遺址所見(jiàn)到的樁，距今大約有1200014000年。年。u我國(guó)最早的樁基礎(chǔ)距今大約有我國(guó)最早的樁基礎(chǔ)距今大約有7000多年，是在浙江寧波附近的河姆渡，作為古代多年，是在浙江寧波附近的河姆渡，作為古代木結(jié)構(gòu)建筑的基礎(chǔ)是有圓木樁、方木樁和板

3、樁組成的樁基礎(chǔ)。圓木樁直徑在木結(jié)構(gòu)建筑的基礎(chǔ)是有圓木樁、方木樁和板樁組成的樁基礎(chǔ)。圓木樁直徑在68cm之間，板樁厚之間，板樁厚2.44.0cm，寬，寬1050cm，木樁均系下部削尖，入土深度最深，木樁均系下部削尖，入土深度最深達(dá)達(dá)115 cm。這是最早的樁的雛形。這是最早的樁的雛形。u我國(guó)秦代的渭橋、隋朝的鄭州超化寺、五代的杭州灣大海堤、南京的石頭城和上我國(guó)秦代的渭橋、隋朝的鄭州超化寺、五代的杭州灣大海堤、南京的石頭城和上海的龍華塔等，都是我國(guó)古代樁基礎(chǔ)的典范。海的龍華塔等，都是我國(guó)古代樁基礎(chǔ)的典范。樁基技術(shù)發(fā)展的歷史階段樁基技術(shù)發(fā)展的歷史階段階段階段年代年代主要樁型主要樁型特點(diǎn)特點(diǎn)初期初期階

4、段階段人類(lèi)有歷史人類(lèi)有歷史記載以前記載以前（我國(guó)（我國(guó)70007000多年前）多年前）1919世紀(jì)世紀(jì)木樁木樁石樁石樁1.1.由天然材料制作而成由天然材料制作而成 ，樁身較短，樁徑?。?，樁身較短，樁徑小；2.2.樁豎直設(shè)置，主要用于傳遞豎向荷載；樁豎直設(shè)置，主要用于傳遞豎向荷載；3.3.多設(shè)置于地基條件不良的河谷及洪積地區(qū)多設(shè)置于地基條件不良的河谷及洪積地區(qū)4.4.采用簡(jiǎn)單人工錘打沉樁。采用簡(jiǎn)單人工錘打沉樁。發(fā)展發(fā)展階段階段1919世紀(jì)中世紀(jì)中葉葉2020世紀(jì)世紀(jì)2020年代年代除天然材料做成的樁外，除天然材料做成的樁外，主要是混凝土樁和鋼筋主要是混凝土樁和鋼筋混凝土樁混凝土樁1.1.受水泥工

5、業(yè)出現(xiàn)及其發(fā)展的影響；受水泥工業(yè)出現(xiàn)及其發(fā)展的影響；2.2.樁型不多，開(kāi)始使用打樁機(jī)械沉樁；樁型不多，開(kāi)始使用打樁機(jī)械沉樁；3.3.樁基設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)比較簡(jiǎn)單，處于樁基設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)比較簡(jiǎn)單，處于“萌芽萌芽”階段；階段；4.4.樁身尺寸有所擴(kuò)大，樁徑約樁身尺寸有所擴(kuò)大，樁徑約30cm30cm，樁長(zhǎng)，樁長(zhǎng)9 915m15m；5.5.土力學(xué)的建立為樁基技術(shù)的發(fā)展提供了理土力學(xué)的建立為樁基技術(shù)的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。論基礎(chǔ)?，F(xiàn)代現(xiàn)代化階化階 段段第二次世界第二次世界大戰(zhàn)后現(xiàn)大戰(zhàn)后現(xiàn)在在除鋼筋混凝土樁外，發(fā)除鋼筋混凝土樁外，發(fā)展了一系列的樁系，如展了一系列的樁系，如鋼樁系列、水泥土系列、鋼樁系列

6、、水泥土系列、特種樁（超高強(qiáng)度、超特種樁（超高強(qiáng)度、超大直徑、變截面等）系大直徑、變截面等）系列，以及天然材料的砂列，以及天然材料的砂樁、灰土樁和石灰樁等。樁、灰土樁和石灰樁等。1.1.發(fā)展了眾多的新型的樁型，形成現(xiàn)代樁基發(fā)展了眾多的新型的樁型，形成現(xiàn)代樁基的各種不同體系；的各種不同體系；2. 2. 樁基技術(shù)和理論引進(jìn)了其它學(xué)科的先進(jìn)的樁基技術(shù)和理論引進(jìn)了其它學(xué)科的先進(jìn)的研究成果，大大地拓寬了它的研究領(lǐng)域和深研究成果，大大地拓寬了它的研究領(lǐng)域和深度，樁的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)展；度，樁的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)展；3.3.人工沉樁被復(fù)雜的機(jī)械和專(zhuān)門(mén)化的工藝代人工沉樁被復(fù)雜的機(jī)械和專(zhuān)門(mén)化的工藝代替。替。 淺基礎(chǔ)：

7、淺基礎(chǔ)：施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低。有時(shí)承載力、變形施工簡(jiǎn)單，造價(jià)低。有時(shí)承載力、變形等不能滿(mǎn)足要求等不能滿(mǎn)足要求 樁基礎(chǔ)：樁基礎(chǔ)：承載力高，沉降小，穩(wěn)定性好。不需大承載力高，沉降小，穩(wěn)定性好。不需大范圍的開(kāi)挖（支護(hù)、降水）。施工較為復(fù)雜，造范圍的開(kāi)挖（支護(hù)、降水）。施工較為復(fù)雜，造價(jià)較高。價(jià)較高。 深基礎(chǔ)深基礎(chǔ): : 埋置深度比較大，而且往往需要采用特埋置深度比較大，而且往往需要采用特殊的施工方法做成的基礎(chǔ)。殊的施工方法做成的基礎(chǔ)。 深基礎(chǔ)與淺基礎(chǔ)的區(qū)別：深基礎(chǔ)與淺基礎(chǔ)的區(qū)別： 1 1）埋置深度比較大；）埋置深度比較大； 2 2）施工方法特殊；）施工方法特殊； 3 3）荷載傳遞方式與淺基礎(chǔ)有明顯差異。

8、）荷載傳遞方式與淺基礎(chǔ)有明顯差異。 u樁樁完全或部分設(shè)置于土面以下，完全或部分設(shè)置于土面以下，可通過(guò)其側(cè)壁和下端將荷載傳至周?chē)赏ㄟ^(guò)其側(cè)壁和下端將荷載傳至周?chē)馏w和深層地基的豎直或傾斜狀的受土體和深層地基的豎直或傾斜狀的受力桿件。力桿件。 u樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)以樁為主體構(gòu)成的深基礎(chǔ)，以樁為主體構(gòu)成的深基礎(chǔ)，簡(jiǎn)稱(chēng)樁基。是由基樁和連接于樁頂?shù)暮?jiǎn)稱(chēng)樁基。是由基樁和連接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成。承臺(tái)把樁聯(lián)結(jié)起來(lái)并承臺(tái)共同組成。承臺(tái)把樁聯(lián)結(jié)起來(lái)并承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，然后通過(guò)樁傳承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，然后通過(guò)樁傳遞到地基中去。遞到地基中去。 具有承載力高、沉降小而均勻、用料具有承載力高、沉降小而均勻、用料較省、機(jī)械化

9、程度高而且能夠廣泛適較省、機(jī)械化程度高而且能夠廣泛適用于各類(lèi)地層條件的突出優(yōu)點(diǎn)。用于各類(lèi)地層條件的突出優(yōu)點(diǎn)。 造價(jià)相對(duì)較高。在基礎(chǔ)選型時(shí)，一般造價(jià)相對(duì)較高。在基礎(chǔ)選型時(shí)，一般應(yīng)優(yōu)先選用淺基礎(chǔ)。應(yīng)優(yōu)先選用淺基礎(chǔ)。 樁與樁基礎(chǔ)的概念樁與樁基礎(chǔ)的概念橋梁工程中的樁基礎(chǔ)橋梁工程中的樁基礎(chǔ)二、樁基礎(chǔ)的適用性二、樁基礎(chǔ)的適用性1 1、地基上層土的土質(zhì)太差而下層土的土質(zhì)較好；或地基土、地基上層土的土質(zhì)太差而下層土的土質(zhì)較好；或地基土軟硬不均；或荷載不均，不能滿(mǎn)足上部結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻變形限軟硬不均；或荷載不均，不能滿(mǎn)足上部結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻變形限制的要求。制的要求。2. 2. 地基軟弱或地基土性特殊，采用地基改良和加固

10、措施不地基軟弱或地基土性特殊，采用地基改良和加固措施不合適。合適。3. 3. 除承受較大豎向荷載外，尚有較大的偏心荷載、水平荷除承受較大豎向荷載外，尚有較大的偏心荷載、水平荷載、動(dòng)力或周期性荷載作用。載、動(dòng)力或周期性荷載作用。4. 4. 上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的不均勻沉降相當(dāng)敏感；或建筑物受到上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的不均勻沉降相當(dāng)敏感；或建筑物受到大面積地面超載的影響。大面積地面超載的影響。5. 5. 地下水位很高，采用其它基礎(chǔ)型式施工困難；或位于水地下水位很高，采用其它基礎(chǔ)型式施工困難；或位于水中的構(gòu)筑物基礎(chǔ)。中的構(gòu)筑物基礎(chǔ)。6. 6. 需要長(zhǎng)期保存、具有重要?dú)v史意義的建筑物。需要長(zhǎng)期保存、具有重要?dú)v史意義

11、的建筑物。三、樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容三、樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.1.選擇樁的類(lèi)型和幾何尺寸；選擇樁的類(lèi)型和幾何尺寸； 2.2.確定單樁豎向和水平向承載力設(shè)計(jì)值；確定單樁豎向和水平向承載力設(shè)計(jì)值； 3.3.確定樁的數(shù)量、間距和布樁方式；確定樁的數(shù)量、間距和布樁方式； 4.4.驗(yàn)算樁基的承載力和沉降；驗(yàn)算樁基的承載力和沉降； 5.5.樁身結(jié)構(gòu)驗(yàn)算；樁身結(jié)構(gòu)驗(yàn)算； 6.6.承臺(tái)設(shè)計(jì)；承臺(tái)設(shè)計(jì)； 7.7.繪制樁基施工圖。繪制樁基施工圖。 四、樁基設(shè)計(jì)的基本原則四、樁基設(shè)計(jì)的基本原則u建筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定，建筑樁基采用概率極限狀規(guī)定，建筑樁基采用概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。態(tài)設(shè)計(jì)法。 1 1）承載能力極限狀態(tài)）

12、承載能力極限狀態(tài) 2 2）正常使用極限狀態(tài)）正常使用極限狀態(tài)u建筑樁基按其破壞后果的嚴(yán)重性分為三個(gè)安全等級(jí)（表建筑樁基按其破壞后果的嚴(yán)重性分為三個(gè)安全等級(jí)（表8.18.1）。）。u建筑樁基按其安全等級(jí)和地基的土質(zhì)情況進(jìn)行不同內(nèi)容建筑樁基按其安全等級(jí)和地基的土質(zhì)情況進(jìn)行不同內(nèi)容的驗(yàn)算的驗(yàn)算建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)u甲級(jí)甲級(jí)（1）重要的建筑）重要的建筑（2）30 層以上或高度超過(guò)層以上或高度超過(guò)100m 的高層建筑的高層建筑（3）體型復(fù)雜且層數(shù)相差超過(guò)）體型復(fù)雜且層數(shù)相差超過(guò)10 層的高低層層的高低層(含純地下室含純地下室)連體建筑連體建筑（4）20 層以上框架核心筒結(jié)構(gòu)及其他對(duì)差異沉降有特殊要求的建筑層

13、以上框架核心筒結(jié)構(gòu)及其他對(duì)差異沉降有特殊要求的建筑（5）場(chǎng)地和地基條件復(fù)雜的）場(chǎng)地和地基條件復(fù)雜的7 層以上的一般建筑及坡地、岸邊建筑層以上的一般建筑及坡地、岸邊建筑（6）對(duì)相鄰既有工程影響較大的建筑）對(duì)相鄰既有工程影響較大的建筑u乙級(jí)乙級(jí)-除甲級(jí)、丙級(jí)以外的建筑除甲級(jí)、丙級(jí)以外的建筑u丙級(jí)丙級(jí)-場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的 7 層及層及7 層以下的一般層以下的一般建筑建筑8.2 樁和樁基的分類(lèi)及質(zhì)量檢測(cè)1. 1. 樁基的分類(lèi)樁基的分類(lèi) u按樁的數(shù)量分類(lèi)按樁的數(shù)量分類(lèi) 1 1）單樁基礎(chǔ)）單樁基礎(chǔ) 2 2）群樁基礎(chǔ)）群樁基礎(chǔ) u按承臺(tái)位置分類(lèi)按承臺(tái)位置分類(lèi)

14、 1 1）高承臺(tái)樁基）高承臺(tái)樁基 2 2）低承臺(tái)樁基）低承臺(tái)樁基 低承臺(tái)樁基低承臺(tái)樁基: :樁身全部埋于土中，承臺(tái)底面樁身全部埋于土中，承臺(tái)底面與土體接觸的樁基礎(chǔ)。與土體接觸的樁基礎(chǔ)。 高承臺(tái)樁基高承臺(tái)樁基: :樁身上部露出地面，承臺(tái)底面樁身上部露出地面，承臺(tái)底面位于地面以上的樁基礎(chǔ)。位于地面以上的樁基礎(chǔ)。低承臺(tái)樁基低承臺(tái)樁基高承臺(tái)樁基高承臺(tái)樁基高承臺(tái)、低承臺(tái)高承臺(tái)、低承臺(tái)8.2 樁和樁基的分類(lèi)及質(zhì)量檢測(cè)1. 1. 樁基的分類(lèi)樁基的分類(lèi) u按承臺(tái)形式分類(lèi)按承臺(tái)形式分類(lèi) 1 1）板式承臺(tái)（矩形、三角形）板式承臺(tái)（矩形、三角形） 2 2）條形承臺(tái)（十字交叉、環(huán)形）條形承臺(tái)（十字交叉、環(huán)形） 3 3

15、）沉井、箱形、筏板）沉井、箱形、筏板建筑工程中的樁基礎(chǔ)建筑工程中的樁基礎(chǔ)沉井與樁基的組合沉井與樁基的組合8.2 樁和樁基的分類(lèi)及質(zhì)量檢測(cè)2. 2. 樁的分類(lèi)樁的分類(lèi) （1 1）按使用功能分類(lèi)）按使用功能分類(lèi) （2 2）按承載性狀分類(lèi)）按承載性狀分類(lèi) （3 3）按施工方法分類(lèi)）按施工方法分類(lèi) （4 4）按樁的材料分類(lèi)）按樁的材料分類(lèi) （5 5）按樁的直徑分類(lèi)）按樁的直徑分類(lèi) （6 6）按樁的設(shè)置效應(yīng)分類(lèi)）按樁的設(shè)置效應(yīng)分類(lèi)（1 1）按使用功能分類(lèi)）按使用功能分類(lèi) 豎向抗壓樁：豎向抗壓樁：以承受豎向抗壓荷載為主的樁，包括摩擦樁、以承受豎向抗壓荷載為主的樁，包括摩擦樁、端承樁和中間類(lèi)型的樁。端承樁和

16、中間類(lèi)型的樁。 豎向抗拔樁：豎向抗拔樁：主要承受豎向上拔荷載的樁。主要承受豎向上拔荷載的樁。 水平受荷樁：水平受荷樁：主要承受水平荷載的樁。主要承受水平荷載的樁。 復(fù)合受荷樁復(fù)合受荷樁（也稱(chēng)為縱橫彎曲樁）：（也稱(chēng)為縱橫彎曲樁）：承受豎向和水平承受豎向和水平荷載均較大的樁。荷載均較大的樁。（2 2）承載性狀分類(lèi)）承載性狀分類(lèi) l 摩擦樁：摩擦樁：軟土層很厚，軟土層很厚，樁端達(dá)不到堅(jiān)硬土層樁端達(dá)不到堅(jiān)硬土層或巖層上，樁頂?shù)臉O或巖層上，樁頂?shù)臉O限荷載主要靠樁身與限荷載主要靠樁身與周?chē)翆又g的摩擦周?chē)翆又g的摩擦力來(lái)支承，樁尖處土力來(lái)支承，樁尖處土層反力很小，可忽略層反力很小，可忽略不計(jì)。不計(jì)。l

17、 端承樁：端承樁：樁穿過(guò)軟弱樁穿過(guò)軟弱土層，樁端支承在堅(jiān)土層，樁端支承在堅(jiān)硬土層或巖層上，樁硬土層或巖層上，樁頂極限荷載主要靠樁頂極限荷載主要靠樁尖處堅(jiān)硬巖土層提供尖處堅(jiān)硬巖土層提供的反力來(lái)支承，樁側(cè)的反力來(lái)支承，樁側(cè)摩擦力很小，可以忽摩擦力很小，可以忽略不計(jì)。略不計(jì)。（2 2）承載性狀分類(lèi)）承載性狀分類(lèi) l 摩擦端承樁摩擦端承樁: :樁頂?shù)臉俄數(shù)臉O限荷載由樁側(cè)阻力極限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，和樁端阻力共同承擔(dān)，但主要由樁端阻力承但主要由樁端阻力承受。受。 l 端承摩擦樁端承摩擦樁: :樁頂?shù)臉俄數(shù)臉O限荷載由樁側(cè)阻力極限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，和樁端阻力共同承擔(dān)，但主要由樁

18、側(cè)阻力承但主要由樁側(cè)阻力承受。受。（3 3）按樁的材料分類(lèi)）按樁的材料分類(lèi) 混凝土樁：混凝土樁：包括普通鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)包括普通鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁。力鋼筋混凝土樁。 鋼樁：鋼樁：常用鋼管樁和常用鋼管樁和H H型樁。型樁。 木樁：木樁：用木材制作而成用木材制作而成, ,目前很少使用。目前很少使用。 組合樁：組合樁：用兩種或兩種以上材料做成的樁。用兩種或兩種以上材料做成的樁?？梢虻刂埔思右赃x取?？梢虻刂埔思右赃x取。 （4 4）按樁的直徑分類(lèi)）按樁的直徑分類(lèi) 大直徑樁：大直徑樁：樁徑樁徑d800mm。承載力較高。除大直徑鋼承載力較高。除大直徑鋼管樁外，多數(shù)為鉆、沖、挖孔灌注樁。通常用

19、于高層或重管樁外，多數(shù)為鉆、沖、挖孔灌注樁。通常用于高層或重型建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)。型建（構(gòu)）筑物的基礎(chǔ)。 中等直徑樁：中等直徑樁：250mmd80)，可取，可取s 6080mm對(duì)應(yīng)的荷載。對(duì)應(yīng)的荷載。u 也可根據(jù)沉降隨時(shí)間的變化特征確定也可根據(jù)沉降隨時(shí)間的變化特征確定Qu，取，取 s-lgt曲線曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值作為尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值作為Qu。 3. 按試驗(yàn)成果確定單樁承載力按試驗(yàn)成果確定單樁承載力 單樁單樁 Q-s 曲線曲線 單樁單樁 s-logt 曲線曲線Qu=1500kN樁頂下沉量s/mm204844402836322412Qu=780kN081612

20、420406080 100 120 140 160e1.70MNfgh25201.85MN1.90MN1.75MN1.80MNabdc1015201060401001.40MN1.60MN1.50MN1000300200600樁頂荷載Q/10kN時(shí)間(min)樁頂沉降s（mm） 建筑樁基規(guī)范建筑樁基規(guī)范提出，當(dāng)按雙橋探頭靜力觸探資料提出，當(dāng)按雙橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值確定混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk時(shí)，對(duì)時(shí)，對(duì)于粘性土、粉土和砂土，如無(wú)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時(shí)可按下式計(jì)算：于粘性土、粉土和砂土，如無(wú)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時(shí)可按下式計(jì)算： Quk qcAp uli i fsi

21、 粘性土和粉土粘性土和粉土 i 10.04（fsi）-0.55 砂性土：砂性土： i 5.05（fsi）-0.45 三、按靜力觸探法確定三、按靜力觸探法確定 四、按經(jīng)驗(yàn)公式法確定四、按經(jīng)驗(yàn)公式法確定 例題例題1某廠房邊柱地質(zhì)剖面及工程性質(zhì)指標(biāo)如圖，作用在基某廠房邊柱地質(zhì)剖面及工程性質(zhì)指標(biāo)如圖，作用在基礎(chǔ)頂面的荷載值為：礎(chǔ)頂面的荷載值為：F 2100kN， M 120kN.m（作用于長(zhǎng)邊方向），（作用于長(zhǎng)邊方向），H 40kN，采用截面為，采用截面為300 300mm的預(yù)制混凝土方樁，樁長(zhǎng)的預(yù)制混凝土方樁，樁長(zhǎng)8m，樁，樁尖進(jìn)入堅(jiān)硬粘土層尖進(jìn)入堅(jiān)硬粘土層0.9m，試求單樁承載力特征值。，試求單樁

22、承載力特征值。FM雜填土雜填土3mKN61/ 軟塑粘土軟塑粘土可塑粘土可塑粘土1500硬塑粘土硬塑粘土askP32qKaskP52qKapkask3600KPqP84qK90026004400V300900300900300450450300123645例題例題1某廠房邊柱地質(zhì)剖面及工程性質(zhì)指標(biāo)如圖，作用在基礎(chǔ)某廠房邊柱地質(zhì)剖面及工程性質(zhì)指標(biāo)如圖，作用在基礎(chǔ)頂面的荷載值為：頂面的荷載值為：F 2100kN， M 120kN.m（作用于長(zhǎng)邊方向），（作用于長(zhǎng)邊方向），V 40kN，采用截面為，采用截面為300 300mm的預(yù)制混凝土方樁，樁長(zhǎng)的預(yù)制混凝土方樁，樁長(zhǎng)8m，樁，樁尖進(jìn)入堅(jiān)硬粘土層尖進(jìn)

23、入堅(jiān)硬粘土層0.9m，試求單樁承載力特征值。，試求單樁承載力特征值。FM雜填雜填土土3mKN61/ 軟塑粘土軟塑粘土可塑粘土可塑粘土1500硬塑粘土硬塑粘土askP32qKaskP25qKapkaskKP6003qP84qK90026004400V300900300900300450450300FM雜填土雜填土3/6k1mN軟塑粘土軟塑粘土可塑粘土可塑粘土1500硬塑粘土硬塑粘土askkP32qaskkP25qapkaskkP6003qkP84q90026004400V8.6 群樁基礎(chǔ)計(jì)算u 群樁的工作特點(diǎn)群樁的工作特點(diǎn)u 群樁的豎向承載力特征值群樁的豎向承載力特征值 u 樁頂作用效應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算

24、樁頂作用效應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算 u 基樁豎向承載力驗(yàn)算基樁豎向承載力驗(yàn)算u 樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算 u 樁基沉降驗(yàn)算樁基沉降驗(yàn)算 1. 1. 端承型群樁基礎(chǔ)端承型群樁基礎(chǔ) n樁側(cè)摩阻力不易發(fā)揮，各樁側(cè)摩阻力不易發(fā)揮，各樁端的壓力沒(méi)有重疊樁端的壓力沒(méi)有重疊n群樁基礎(chǔ)的承載力就等于群樁基礎(chǔ)的承載力就等于各單樁的承載力之和各單樁的承載力之和n群樁的沉降量也與單樁基群樁的沉降量也與單樁基本相同本相同 一、群樁的工作特點(diǎn)一、群樁的工作特點(diǎn)巖層土層( a )( b )2. 2. 摩擦型群樁基礎(chǔ)摩擦型群樁基礎(chǔ) ds6aa6sdu（1 1）樁間距大，樁底壓應(yīng)力不）樁間距大，樁底壓應(yīng)力不疊加疊加

25、u（2 2）樁間距小樁底壓應(yīng)力疊加）樁間距小樁底壓應(yīng)力疊加u群樁基礎(chǔ)中因承臺(tái)、樁和土三者相互影響而導(dǎo)致群樁基礎(chǔ)群樁基礎(chǔ)中因承臺(tái)、樁和土三者相互影響而導(dǎo)致群樁基礎(chǔ)與單樁在工作狀態(tài)上的差異稱(chēng)為群樁效應(yīng)。與單樁在工作狀態(tài)上的差異稱(chēng)為群樁效應(yīng)。u群樁基礎(chǔ)中樁的極限承載力問(wèn)題與樁的間距、土質(zhì)、群樁基礎(chǔ)中樁的極限承載力問(wèn)題與樁的間距、土質(zhì)、樁數(shù)樁數(shù)、樁徑、樁徑、入土深度以及樁的類(lèi)型和排列方式等因素有關(guān)。、入土深度以及樁的類(lèi)型和排列方式等因素有關(guān)。群樁效應(yīng)群樁效應(yīng) 二、群樁的豎向承載力特征值二、群樁的豎向承載力特征值 (1). (1). 不考慮承臺(tái)效應(yīng)的不考慮承臺(tái)效應(yīng)的承載力特征值承載力特征值 n群樁中的一

26、根樁稱(chēng)為基樁，單樁及其對(duì)應(yīng)面積的承臺(tái)下群樁中的一根樁稱(chēng)為基樁，單樁及其對(duì)應(yīng)面積的承臺(tái)下地基土組成的復(fù)合承載基樁。地基土組成的復(fù)合承載基樁。(2). (2). 復(fù)合基樁的復(fù)合基樁的承載力特征值承載力特征值 yiy0 xixmaxxymaxMxF+GMy對(duì)于一般建筑物和受水對(duì)于一般建筑物和受水平力較小的高大建筑物，當(dāng)平力較小的高大建筑物，當(dāng)樁基中各樁的樁徑相同時(shí)，樁基中各樁的樁徑相同時(shí)，可假定：可假定：.承臺(tái)是剛性的；承臺(tái)是剛性的；.各樁剛度相同；各樁剛度相同；. x、y是樁基平面的慣性是樁基平面的慣性主軸。主軸。 三、樁頂作用效應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算三、樁頂作用效應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算 yiy0 xixmaxxymax

27、MxF+GMynGFNi22iiyiixixxMyyMnGFN 四、基樁豎向承載力驗(yàn)算四、基樁豎向承載力驗(yàn)算 五、樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算五、樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算 六、樁基沉降驗(yàn)算六、樁基沉降驗(yàn)算 例題例題2某廠房邊柱地質(zhì)剖面及工程性質(zhì)指標(biāo)如圖，作用在基礎(chǔ)頂面某廠房邊柱地質(zhì)剖面及工程性質(zhì)指標(biāo)如圖，作用在基礎(chǔ)頂面的荷載值為：的荷載值為：F 2100kN， M 120kN.m（作用于長(zhǎng)邊方向），（作用于長(zhǎng)邊方向），V 40kN，采用截面為，采用截面為300 300mm的預(yù)制混凝土方樁，樁長(zhǎng)的預(yù)制混凝土方樁，樁長(zhǎng)8m，樁，樁尖進(jìn)入堅(jiān)硬粘土層尖進(jìn)入堅(jiān)硬粘土層0.9m，試求單樁承載力特征值。并進(jìn)行單

28、樁承載，試求單樁承載力特征值。并進(jìn)行單樁承載力驗(yàn)算。力驗(yàn)算。300900300900300450450300FM雜填雜填土土3mKN61/ 軟塑粘土軟塑粘土可塑粘土可塑粘土1500硬塑粘土硬塑粘土askP32qKaskP25qKapkaskKP6003qP84qK90026004400V8.7 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 進(jìn)行調(diào)查研究，場(chǎng)地勘察，收集有關(guān)資料；進(jìn)行調(diào)查研究，場(chǎng)地勘察，收集有關(guān)資料； 確定樁基持力層；確定樁基持力層； 選擇樁型及成樁工藝，確定樁的類(lèi)型、外形尺寸和構(gòu)造；選擇樁型及成樁工藝，確定樁的類(lèi)型、外形尺寸和構(gòu)造； 確定單樁承載力特征值；確定單樁承載力特征值； 根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載情況，初步擬定樁

29、的數(shù)量和平面布置；根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載情況，初步擬定樁的數(shù)量和平面布置； 初步擬訂承臺(tái)的輪廓尺寸及承臺(tái)底標(biāo)高；初步擬訂承臺(tái)的輪廓尺寸及承臺(tái)底標(biāo)高； 驗(yàn)算作用于單樁上的豎向和橫向荷載；驗(yàn)算作用于單樁上的豎向和橫向荷載； 驗(yàn)算承臺(tái)尺寸及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；驗(yàn)算承臺(tái)尺寸及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度； 必要時(shí)驗(yàn)算樁基整體承載力和沉降量，當(dāng)持力層下有軟弱下臥必要時(shí)驗(yàn)算樁基整體承載力和沉降量，當(dāng)持力層下有軟弱下臥層時(shí)，驗(yàn)算軟弱下臥層的地基承載力；層時(shí)，驗(yàn)算軟弱下臥層的地基承載力； 單樁設(shè)計(jì)，繪制樁和承臺(tái)的結(jié)構(gòu)及施工圖。單樁設(shè)計(jì)，繪制樁和承臺(tái)的結(jié)構(gòu)及施工圖。設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟 一、收集資料一、收集資料二、選擇樁型及成樁工藝二、選

30、擇樁型及成樁工藝1.樁的根數(shù)樁的根數(shù) u初步估算樁數(shù)時(shí)，當(dāng)樁基為軸心受壓時(shí)，樁數(shù)初步估算樁數(shù)時(shí)，當(dāng)樁基為軸心受壓時(shí)，樁數(shù)n按下式按下式估算估算u偏心受壓時(shí)，應(yīng)按軸心受壓確定的樁數(shù)增加偏心受壓時(shí)，應(yīng)按軸心受壓確定的樁數(shù)增加1020三、樁數(shù)及樁位布置三、樁數(shù)及樁位布置 RGFn2. 樁位的布置樁位的布置n布置時(shí)應(yīng)盡可能使上部荷載的中心與樁群的橫截面形心布置時(shí)應(yīng)盡可能使上部荷載的中心與樁群的橫截面形心重合或接近，使樁基中各樁受力比較均勻，重合或接近，使樁基中各樁受力比較均勻，n盡可能將樁布置在靠近承臺(tái)外圍部分，增加樁基橫截面盡可能將樁布置在靠近承臺(tái)外圍部分，增加樁基橫截面的慣性矩。的慣性矩。（外密內(nèi)

31、疏）（外密內(nèi)疏）n保持樁距在表保持樁距在表3.3.3-1最小樁距之外最小樁距之外( a )( b )橫墻下梁式承臺(tái)樁探頭樁外縱墻下梁式承臺(tái)探頭樁樁的平面布置樁的平面布置 (a) 柱下樁基；柱下樁基；(b) 墻下樁基墻下樁基四、樁身截面強(qiáng)度計(jì)算四、樁身截面強(qiáng)度計(jì)算 ( b )0.293llM1M2( a )M1M2l0.207l0.207lM1=M2=0.0429Kql2M1=M2=0.0214Kql2雙點(diǎn)起吊時(shí)雙點(diǎn)起吊時(shí)單點(diǎn)起吊時(shí)單點(diǎn)起吊時(shí)u樁基承臺(tái)可分為柱下獨(dú)立承臺(tái)、柱下或墻下條形承臺(tái)（梁式承臺(tái)），樁基承臺(tái)可分為柱下獨(dú)立承臺(tái)、柱下或墻下條形承臺(tái)（梁式承臺(tái)），以及筏板承臺(tái)和箱形承臺(tái)等。以及筏板

32、承臺(tái)和箱形承臺(tái)等。u承臺(tái)的作用是將樁聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，并把建筑物的荷載傳到樁上承臺(tái)的作用是將樁聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體，并把建筑物的荷載傳到樁上u承臺(tái)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度承臺(tái)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度 五、承臺(tái)設(shè)計(jì)五、承臺(tái)設(shè)計(jì) 承臺(tái)厚度及強(qiáng)度計(jì)算承臺(tái)厚度及強(qiáng)度計(jì)算 承臺(tái)的強(qiáng)度計(jì)算包承臺(tái)的強(qiáng)度計(jì)算包括受沖切、受剪切、局括受沖切、受剪切、局部承壓及受彎計(jì)算。承部承壓及受彎計(jì)算。承臺(tái)厚度一般按抗沖切和臺(tái)厚度一般按抗沖切和抗剪切條件確定，可先抗剪切條件確定，可先按抗沖切計(jì)算，再按抗按抗沖切計(jì)算，再按抗剪切復(fù)核；承臺(tái)配筋通剪切復(fù)核；承臺(tái)配筋通常按抗彎條件確定。常按抗彎條件確定。 hcaox4545bcaoyhoho1柱下

33、承臺(tái)的沖切柱下承臺(tái)的沖切承臺(tái)厚度及強(qiáng)度計(jì)算承臺(tái)厚度及強(qiáng)度計(jì)算 承臺(tái)的強(qiáng)度計(jì)算包承臺(tái)的強(qiáng)度計(jì)算包括受沖切、受剪切、局括受沖切、受剪切、局部承壓及受彎計(jì)算。承部承壓及受彎計(jì)算。承臺(tái)厚度一般按抗沖切和臺(tái)厚度一般按抗沖切和抗剪切條件確定，通常抗剪切條件確定，通常可先按抗沖切計(jì)算，再可先按抗沖切計(jì)算，再按抗剪切復(fù)核；承臺(tái)配按抗剪切復(fù)核；承臺(tái)配筋通常按抗彎條件確定。筋通常按抗彎條件確定。 Vh0axh0ayV承臺(tái)斜截面受剪計(jì)算承臺(tái)斜截面受剪計(jì)算 承臺(tái)厚度及強(qiáng)度計(jì)算承臺(tái)厚度及強(qiáng)度計(jì)算 承臺(tái)的強(qiáng)度計(jì)算包承臺(tái)的強(qiáng)度計(jì)算包括受沖切、受剪切、局括受沖切、受剪切、局部承壓及受彎計(jì)算。承部承壓及受彎計(jì)算。承臺(tái)厚度一般按

34、抗沖切和臺(tái)厚度一般按抗沖切和抗剪切條件確定，通常抗剪切條件確定，通常可先按抗沖切計(jì)算，再可先按抗沖切計(jì)算，再按抗剪切復(fù)核；承臺(tái)配按抗剪切復(fù)核；承臺(tái)配筋通常按抗彎條件確定。筋通常按抗彎條件確定。 u局部受壓計(jì)算局部受壓計(jì)算 對(duì)于柱下樁基承臺(tái)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度對(duì)于柱下樁基承臺(tái)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于柱的強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行等級(jí)低于柱的強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2002)驗(yàn)算承臺(tái)的局部受壓承載力。當(dāng)需驗(yàn)算承臺(tái)的局部受壓承載力。當(dāng)需要進(jìn)行承臺(tái)的抗震驗(yàn)算時(shí)，尚應(yīng)根據(jù)現(xiàn)要進(jìn)行承臺(tái)的抗震驗(yàn)算時(shí)，尚應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定對(duì)承臺(tái)的規(guī)定對(duì)承臺(tái)的

35、受彎、受剪切承載力進(jìn)行抗震調(diào)整的受彎、受剪切承載力進(jìn)行抗震調(diào)整u受彎計(jì)算受彎計(jì)算 承臺(tái)的受彎計(jì)算方法同于一般梁板。承臺(tái)的受彎計(jì)算方法同于一般梁板。 六、驗(yàn)算作用于單樁上的豎向荷載六、驗(yàn)算作用于單樁上的豎向荷載yiy0 xixmaxxymaxMxF+GMynGFNi22iiyiixixxMyyMnGFN1. 荷載效應(yīng)基本組合荷載效應(yīng)基本組合 基樁豎向承載力驗(yàn)算基樁豎向承載力驗(yàn)算 2R1NRNmax00. 2. 地震作用效應(yīng)組合地震作用效應(yīng)組合 5R1N1.25RNmax.七、樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算七、樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算 F=1500KN雜填土雜填土3/81mKN 軟質(zhì)粘土軟質(zhì)粘土飽和軟粘

36、土飽和軟粘土2000粘土粘土apkask3800KPqP67qK20004500H=50KN3mKN91/ apkask00KP21qP65qKapkask600KPqP20qK3mKN481/. 3mKN721/. 500M=300KNm例題例題3實(shí)驗(yàn)大廳地質(zhì)實(shí)驗(yàn)大廳地質(zhì)剖面及工程性質(zhì)指標(biāo)剖面及工程性質(zhì)指標(biāo)如圖，作用在基礎(chǔ)頂如圖，作用在基礎(chǔ)頂面的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：面的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：F 1 5 0 0 k N ， M 300kN.m（作用于（作用于長(zhǎng)邊方向），長(zhǎng)邊方向），H 50kN，擬 采 用 截 面 為擬 采 用 截 面 為300 300mm的預(yù)制混的預(yù)制混凝土方樁，承臺(tái)混凝凝土方樁，承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為土強(qiáng)度等級(jí)為C20，配，配置置II級(jí)鋼筋，試設(shè)計(jì)級(jí)鋼筋，試設(shè)計(jì)該樁基礎(chǔ)（不考慮承該樁基礎(chǔ)（不考慮承臺(tái)效應(yīng)）。臺(tái)效應(yīng)）。 FM雜填土雜填土3mKN81/ 軟質(zhì)粘土軟質(zhì)粘土飽和軟粘土飽和軟粘土2000粘土粘土apkask00KP83qP67qK15