CSU基礎工程講稿7-1ppt課件

1、第第1 1節(jié)節(jié) 概述概述第第2 2節(jié)節(jié) 樁的分類及構造樁的分類及構造第第3 3節(jié)節(jié) 豎向荷載下的單樁豎向荷載下的單樁第第4 4節(jié)節(jié) 橫向荷載下的單樁橫向荷載下的單樁第第5 5節(jié)節(jié) 單樁承載力的確定單樁承載力的確定第第6 6節(jié)節(jié) 樁基礎的荷載傳遞樁基礎的荷載傳遞第第7 7節(jié)節(jié) 群樁基礎內力和位移計算分析群樁基礎內力和位移計算分析第第8 8節(jié)節(jié) 群樁作用和樁基的豎向承載力群樁作用和樁基的豎向承載力第第9 9節(jié)節(jié) 樁基礎設計樁基礎設計柱柱下下獨獨立立基基礎礎墻墻下下條條形形基基礎礎剛剛性性基基礎礎（無無筋筋擴擴展展基基礎礎）柱柱下下獨獨立立基基礎礎墻墻下下條條形形基基礎礎鋼鋼筋筋混混凝凝土土擴擴展展

2、基基礎礎柱柱下下條條形形基基礎礎筏筏板板基基礎礎箱箱形形基基礎礎淺淺基基礎礎樁樁基基礎礎沉沉井井基基礎礎沉沉箱箱基基礎礎地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻基基礎礎組組合合型型深深基基礎礎深深基基礎礎基基礎礎 基 礎 面 積 加 大 基 礎 加 深 當場地淺層土質不滿足地基承載力和變形的要當場地淺層土質不滿足地基承載力和變形的要求；不宜采取地基處理措施時，考慮以下部堅實土求；不宜采取地基處理措施時，考慮以下部堅實土層或巖層作為持力層的深基礎方案，而樁基礎是應層或巖層作為持力層的深基礎方案，而樁基礎是應用最為廣泛的一類深基礎。用最為廣泛的一類深基礎。 深基礎與淺基礎的區(qū)別深基礎與淺基礎的區(qū)別: : 深度相對于支

3、撐面深度相對于支撐面積）；側摩阻力積）；側摩阻力( (由于非基坑開挖所致由于非基坑開挖所致););施工方法施工方法非基坑方法）非基坑方法）概念概念樁樁土層中土層中/ /垂直或微傾桿件垂直或微傾桿件/ /荷荷載傳遞到側壁深部的基礎載傳遞到側壁深部的基礎單樁單樁獨立的單一的一根樁獨立的單一的一根樁, ,群樁群樁中性能不受相鄰樁影響的一根樁中性能不受相鄰樁影響的一根樁基樁基樁群樁中相互影響的一根樁群樁中相互影響的一根樁樁基礎樁基礎由基樁和連接于樁頂?shù)挠苫鶚逗瓦B接于樁頂?shù)某信_共同組成基礎。承臺把樁聯(lián)承臺共同組成基礎。承臺把樁聯(lián)結起來并承受上部結構的荷載，結起來并承受上部結構的荷載，通過基樁傳遞到樁側和

4、樁底的地通過基樁傳遞到樁側和樁底的地基中基中 優(yōu)越性優(yōu)越性承載力高承載力高沉降小而均勻沉降小而均勻用料較省用料較省機械化程度高機械化程度高廣泛適用于各類地層條件廣泛適用于各類地層條件 應用范圍(1)軟弱特殊土上的永久建筑物，不允許過大沉降和沉降差；(2)高重建筑物，地基承載力不能滿足設計需要；(3)橋梁、煙囪、輸電塔等，承受較大水平和上拔力； (4)精密或大型設備，需要減小基礎振動對結構的影響； (5)地震區(qū)，樁基作為結構抗震措施或穿越可液化地基； (6)水上基礎，當施工水位較高或河床沖刷較大，采用淺基礎施工困難或不能保證基礎安全。1 1 按樁身材料分類按樁身材料分類樁樁的的材材料料分分類類

5、木樁木樁混凝土樁混凝土樁鋼樁鋼樁組合樁組合樁預制混凝土樁預制混凝土樁現(xiàn)場灌注樁混凝土樁現(xiàn)場灌注樁混凝土樁一、樁的分類一、樁的分類2 2 按樁承載性能土對樁的支撐特點分類按樁承載性能土對樁的支撐特點分類(1)(1)摩擦樁摩擦樁 Shaft friction Shaft friction (2)(2)端承樁端承樁 End bearing End bearing (3)(3)摩擦端承樁摩擦端承樁(4)(4)端承摩擦樁端承摩擦樁80. QQs750600. QQs750600. QQp80. QQppsQQQ3 3 按成樁地點方式分類按成樁地點方式分類(VEDIO1)(VEDIO2)(1).(1).非

6、擠土樁：鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁非擠土樁：鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁 (2).(2).部分擠土樁：沖擊成孔、預鉆孔打入式預制樁、混凝部分擠土樁：沖擊成孔、預鉆孔打入式預制樁、混凝土管樁、土管樁、H H型鋼樁、敞口鋼管樁等型鋼樁、敞口鋼管樁等(3).(3).擠土樁：沉管灌注樁、打入、靜壓實心預制樁、閉口擠土樁：沉管灌注樁、打入、靜壓實心預制樁、閉口鋼管樁鋼管樁4 4、按設置效應成樁方式對土層的影響分類、按設置效應成樁方式對土層的影響分類5 5、按設置方向分類、按設置方向分類(1) (1) 豎直樁豎直樁vertical vertical piles piles (2) (2) 斜斜 樁樁 rak

7、ing piles raking piles 高承臺樁高承臺樁高出地面；污工少高出地面；污工少穩(wěn)定性差穩(wěn)定性差流冰層下流冰層下25cm25cm 低承臺樁低承臺樁低于地面或局部沖刷線低于地面或局部沖刷線側向約束；穩(wěn)定性好側向約束；穩(wěn)定性好凍結線以下凍結線以下25cm旱地或季節(jié)性河流旱地或季節(jié)性河流(1).(1).小樁小樁d250mmd250mm(2).(2).中等直徑樁中等直徑樁 250mmd800mm 250mmd 鉆孔樁鉆孔樁 靜壓樁靜壓樁2. 2. 擠土效應擠土效應_ _鋼筋混凝土樁、沉管灌注樁鋼筋混凝土樁、沉管灌注樁 鉆孔挖孔灌注鉆孔挖孔灌注樁樁3. 3. 沉樁能力沉樁能力_ _鉆孔灌注

8、樁鉆孔灌注樁 鋼樁鋼樁 預制鋼筋混凝土樁預制鋼筋混凝土樁4. 4. 施工應力施工應力_ _ 預制樁的配筋預制樁的配筋 灌注樁灌注樁5. 5. 質量穩(wěn)定性質量穩(wěn)定性_ _預制樁的接頭的薄弱環(huán)節(jié)，沉樁的擠土效預制樁的接頭的薄弱環(huán)節(jié)，沉樁的擠土效應可使先打設的樁被抬起，如果接樁不牢固，會使上下兩應可使先打設的樁被抬起，如果接樁不牢固，會使上下兩節(jié)樁脫開。沉管灌注樁的擠土效應也可能使混凝土樁被剪節(jié)樁脫開。沉管灌注樁的擠土效應也可能使混凝土樁被剪斷，對策是采取斷，對策是采取“跳打跳打”單樁（單排樁）單樁（單排樁） 群樁（多排樁）群樁（多排樁）剛性樁 彈性樁軸向荷載Q軸向變位與承載力設計軸向變位與承載力設

9、計橫向荷載H,M橫向變位與承載力設計橫向變位與承載力設計單樁單樁承載力承載力 上部上部構造構造荷載荷載樁頂樁頂荷載荷載樁頂樁頂荷載荷載Q H M承承臺臺地基地基樁頂軸向樁頂軸向位移位移000011()ebppSSllQE AC As傳遞方程傳遞方程樁頂位移樁頂位移側摩側摩阻力阻力樁底土樁底土變形變形樁身軸向樁身軸向彈性變形彈性變形=+樁頂樁頂軸向軸向荷載荷載Q樁身樁身位移位移樁端樁端阻力阻力樁身材料強樁身材料強度度土對樁的支土對樁的支撐撐+11x11MH144bmZxdZxdEIz邊界條件邊界條件樁身彎矩樁身彎矩剪力剪力M QM Q1MMMEIEIYEIY42332單樁軸向荷載的傳遞單樁軸向荷

10、載的傳遞樁側摩阻力和樁端阻力影響因素樁側摩阻力和樁端阻力影響因素樁的軸向剛度系數(shù)樁的軸向剛度系數(shù)變形變形樁側負摩阻力樁側負摩阻力單樁承載力確定方法單樁承載力確定方法 （第四節(jié)）（第四節(jié)）機理機理承載力承載力HMQT樁基礎上承受的荷載的種類樁基礎上承受的荷載的種類 一般而言，上部結構由承臺一般而言，上部結構由承臺傳給基樁的荷載分為：傳給基樁的荷載分為：(1) (1) 豎向荷載豎向荷載Q Q、T T）(2) (2) 橫向荷載橫向荷載H H、M M）HMQT橫向荷載橫向荷載H H、M M下樁的內力與變位分析，主要涉及下樁的內力與變位分析，主要涉及彎矩和剪力的計算，將在第彎矩和剪力的計算，將在第5 5

11、節(jié)講述節(jié)講述QHM+HMQ=Q單樁軸向荷載的傳遞單樁軸向荷載的傳遞樁身軸力與側摩阻力和端阻力樁身軸力與側摩阻力和端阻力樁側摩阻力和端阻力關系樁側摩阻力和端阻力關系荷載傳遞基本方程荷載傳遞基本方程主要內容單樁軸向荷載的傳遞單樁軸向荷載的傳遞樁側摩阻力和樁端阻力影響因素樁側摩阻力和樁端阻力影響因素樁的軸向剛度系數(shù)樁的軸向剛度系數(shù)樁側負摩阻力樁側負摩阻力樁的抗拔力樁的抗拔力1 1 單樁軸向荷載的傳遞單樁軸向荷載的傳遞樁身軸力樁身軸力 截面位移截面位移 軸向荷載向下傳遞軸向荷載向下傳遞 樁側摩阻力樁側摩阻力 傳遞到下部軸力減小傳遞到下部軸力減小 樁底樁底 底土層壓縮變形底土層壓縮變形 兩部分壓縮變形兩

12、部分壓縮變形 構構成樁頂軸向位移成樁頂軸向位移 一一 單樁軸向荷載的傳遞單樁軸向荷載的傳遞單樁軸向荷載的傳遞單樁軸向荷載的傳遞樁身軸力與側摩阻力和端阻力樁身軸力與側摩阻力和端阻力樁側摩阻力和端阻力關系樁側摩阻力和端阻力關系荷載傳遞基本方程荷載傳遞基本方程nhPhyhnhFXFXyxFxyxFxy0yhyxyxelasticplastiqueelasticplastiqueelasticplastiqueyhnhyxFxyxFxnhhFXFXy0yhyxyxelasticplastiqueelasticplastiqueelasticplastiqueyhnhyxFxyxFxnhhFXFXy0y

13、hyxyxh1limitedplastiqueelasticplastiqueelasticplastiqueyhnhyxFxyxFxnhhFXFXy0yhyxyxplastiqueplastiqueend pointlastiqueh1=hnhhFXFXy0yhyxyxyhnhyxFxyxFxh1y0PP0P1P2P3h1= 0h1= hW W u uQsuQsu Qpu Qpu土對單樁軸土對單樁軸向荷載支撐向荷載支撐樁側摩阻力樁側摩阻力QsuQsuSide frictionSide friction樁端阻力樁端阻力QpuQpuToe bearingToe bearing摩擦力摩擦力f fF

14、riction Friction forceforce粘聚力粘聚力c cCohesion Cohesion 015.026.743.760.1Q(kN)D(m)2 2 樁身軸力與側摩阻力和端阻力樁身軸力與側摩阻力和端阻力樁頂荷載樁頂荷載 樁身壓縮變形樁身壓縮變形 樁土界面相對位移樁土界面相對位移 產(chǎn)生摩阻力產(chǎn)生摩阻力 樁身截面的軸向力隨深度逐漸減小樁身截面的軸向力隨深度逐漸減小 傳至樁底截面的軸向力與樁底支承反力即樁端阻力大傳至樁底截面的軸向力與樁底支承反力即樁端阻力大小相等、方向相反小相等、方向相反 3 3 樁側摩阻力和端阻力關系樁側摩阻力和端阻力關系 樁身上部土層的摩阻力先于下部土層發(fā)揮出

15、來，樁側阻力先樁身上部土層的摩阻力先于下部土層發(fā)揮出來，樁側阻力先于樁端阻力發(fā)揮出來于樁端阻力發(fā)揮出來. .樁底土層壓縮變形樁底土層壓縮變形 樁端位移樁端位移 加大樁側摩阻力加大樁側摩阻力psQQQS0SZdsSbdzS0LZ zQ zdQzQ bQbS zS zqs zQ0QbQSQ0Q4 4 荷載傳遞基本方程荷載傳遞基本方程zosodzzquQzQ）（）（zooodzzQAESzS）（）（1dzzdQuzqS）（）（1dzAEzQzdSP）（）（22dzzSduAEzqPS）（）（任一深度任一深度z z樁身截面的荷載為樁身截面的荷載為豎向位移為豎向位移為 zosodzzquQzQ）（）（d

16、zzdQuzqS）（）（1 樁側摩阻力是樁側與樁周土相對位移樁側摩阻力是樁側與樁周土相對位移的函數(shù)，可用曲線的函數(shù)，可用曲線OCDOCD表示，常簡化為折表示，常簡化為折線線OABOAB。一旦樁土界面相對滑移超過某一。一旦樁土界面相對滑移超過某一極限值，側摩阻力保持極限值不變極限值，側摩阻力保持極限值不變, ,樁端樁端阻力發(fā)揮效應阻力發(fā)揮效應, ,由于樁端持力層的大量壓由于樁端持力層的大量壓縮和塑性變形，位移增加速度顯著增大，縮和塑性變形，位移增加速度顯著增大，直至樁端阻力達到極限，位移增大至破直至樁端阻力達到極限，位移增大至破壞。此時，樁達到其極限承載力。壞。此時，樁達到其極限承載力。 二二

17、樁側摩阻力和樁端阻力影響因素樁側摩阻力和樁端阻力影響因素樁截面位移樁截面位移樁側摩阻力樁側摩阻力OCDAB 樁側摩阻力得到充分的發(fā)揮樁側摩阻力得到充分的發(fā)揮-相對位移小相對位移小一般認為粘性土中為一般認為粘性土中為46mm，砂性土中為，砂性土中為610mm 1 樁側極限摩阻力與對應的樁側極限位移樁側極限摩阻力與對應的樁側極限位移2 樁端阻力與對應的樁端極限位移樁端阻力與對應的樁端極限位移 樁底阻力充分發(fā)揮樁底阻力充分發(fā)揮-位移值大位移值大 在粘性土中約為樁底直徑的在粘性土中約為樁底直徑的25，在砂性土中約為，在砂性土中約為810，對于鉆孔樁，由于孔底沉渣壓縮的影響，對于鉆孔樁，由于孔底沉渣壓縮

18、的影響，發(fā)揮端阻極限值所需位移更大。，發(fā)揮端阻極限值所需位移更大。 3. 樁側、樁端阻力的荷載分擔比與樁的分類樁側、樁端阻力的荷載分擔比與樁的分類 樁側、樁端阻力的荷載分擔情況，除了與樁側、樁樁側、樁端阻力的荷載分擔情況，除了與樁側、樁端土的性質有關以外，還與樁土相對剛度、長徑比端土的性質有關以外，還與樁土相對剛度、長徑比l/d有關。有關。 按樁側阻力與樁端阻力的發(fā)揮程度和分擔荷載比，按樁側阻力與樁端阻力的發(fā)揮程度和分擔荷載比，將樁分為摩擦型樁和端承型樁兩大類和四個亞類。將樁分為摩擦型樁和端承型樁兩大類和四個亞類。（1 1） Nb Nb隨長徑比隨長徑比l/dl/d增大而減小，樁身下部側阻的發(fā)揮

19、相應增大而減小，樁身下部側阻的發(fā)揮相應降低降低（2 2樁端土與樁側土相對剛度樁端土與樁側土相對剛度RbsRbsRbsRbs定義為樁端土與樁側定義為樁端土與樁側土的壓縮模量或變形模量之比的增大而增大土的壓縮模量或變形模量之比的增大而增大（3 3樁與樁側土的相對剛度大，樁端阻力大樁與樁側土的相對剛度大，樁端阻力大 （4 4對擴底樁，增大擴底直徑與樁身直徑之比對擴底樁，增大擴底直徑與樁身直徑之比D/dD/d，樁端分，樁端分擔的荷載可以提高擔的荷載可以提高4、樁側、樁端阻力的荷載分擔比影響因素、樁側、樁端阻力的荷載分擔比影響因素QZS0EsQaQuQsuQQQQQQQQQQQQZSSZSZZSZSQa

20、QuQaQuQuQaQuQaQuQa00000000000QQQQQQQsuQsuQsuQQQQsuQQQsu11SuSuSuEsEsEsEsEs(a)(b)(d)(e)(f)均 勻 土 中 的 摩 擦 樁端 承 于 砂 層 中 的 摩 擦 樁擴 底 端 承 樁孔 底 有 沉 淤 的 摩 擦 樁孔 底 有 虛 土 的 摩 擦 樁嵌 入 堅 實 基 巖 的 端 承 樁( c )三三 樁的軸向剛度系數(shù)樁的軸向剛度系數(shù)Axial stiffness of pileAxial stiffness of pile） s0=se+ss0=se+sb b 樁頂軸向位移樁頂軸向位移 S0 S0 樁身彈性壓縮變

21、形樁身彈性壓縮變形sese樁底處地基土的沉降樁底處地基土的沉降sb sb 樁土界面導致側摩阻力擴散，在樁底處的擴散面積為樁土界面導致側摩阻力擴散，在樁底處的擴散面積為A0A000bQsC AA0A0ApApQC0=m0hC0=m0h為豎向地基抗力系數(shù)，按為豎向地基抗力系數(shù)，按m m法取法取值，對端承樁值，對端承樁A0=AA0=A001( )lepppplQQ z dzE AE Asl0l0l l樁底面地基土豎向抗力系數(shù)樁底面地基土豎向抗力系數(shù)c0=m0hc0=m0hm0m0樁底地基土豎向抗力系數(shù)的比例系數(shù)，樁底地基土豎向抗力系數(shù)的比例系數(shù)，kN/m4kN/m4，取，取m0=m m0=m ；hh

22、樁的入土深度樁的入土深度(m)(m)，h h小于小于10m10m時，按時，按10m10m計算。計算。001( )lepppplQQ z dzE AE AslQAEQdzAEdzzQAEllppp0011)(1000011()ebppSSllQE AC As 負摩阻力的概念負摩阻力的概念 負摩阻力的分布特性負摩阻力的分布特性 負摩阻力的確定負摩阻力的確定 減小負摩阻力的工程減小負摩阻力的工程措施措施Q QL1L1Granular Granular FillFillL2L2FcFcFgFgSoft Soft ClayClayRockRockOriginal Original Ground Grou

23、nd SurfaceSurface 樁負摩阻力，就是當樁身穿越軟弱土層支承在樁負摩阻力，就是當樁身穿越軟弱土層支承在堅硬土層上，當軟弱土層因某種原因發(fā)生地面沉降堅硬土層上，當軟弱土層因某種原因發(fā)生地面沉降時，樁周圍土體相對樁身產(chǎn)生向下位移，這樣使樁時，樁周圍土體相對樁身產(chǎn)生向下位移，這樣使樁身承受向下作用的摩擦力，軟弱土層的土體通過作身承受向下作用的摩擦力，軟弱土層的土體通過作用在樁側的向下的摩擦力而懸掛在樁身上用在樁側的向下的摩擦力而懸掛在樁身上; ;這部分作這部分作用于樁身的向下摩擦力，稱為負摩阻力。用于樁身的向下摩擦力，稱為負摩阻力。 樁周土沉降速率或沉降量大于樁下沉速率或沉降量，樁側土

24、體樁周土沉降速率或沉降量大于樁下沉速率或沉降量，樁側土體對樁產(chǎn)生與樁的位移方向一致的摩擦力。對樁產(chǎn)生與樁的位移方向一致的摩擦力。 1 1樁側地下水位下降使土層產(chǎn)生固結下沉；樁側地下水位下降使土層產(chǎn)生固結下沉； 2 2樁側附近大面積堆載使樁側土層壓縮；樁側附近大面積堆載使樁側土層壓縮； 3 3樁側有較厚的欠固結土層或新填土，因固結產(chǎn)生下沉；樁側有較厚的欠固結土層或新填土，因固結產(chǎn)生下沉； 4 4飽和軟土中打入樁群，產(chǎn)生超孔隙水壓力，隨超孔隙水壓力消飽和軟土中打入樁群，產(chǎn)生超孔隙水壓力，隨超孔隙水壓力消散，因固結引起樁側土體下沉；散，因固結引起樁側土體下沉； 5 5濕陷性黃土、季節(jié)性凍土或可液化土

25、層內的樁，因重新固結原濕陷性黃土、季節(jié)性凍土或可液化土層內的樁，因重新固結原因引起下沉。因引起下沉。 中性點中性點 在深度在深度lnln以上，樁受負摩阻力作用；在以上，樁受負摩阻力作用；在lnln深度以深度以下，樁受正摩阻力。在下，樁受正摩阻力。在lnln處，既無負摩阻力也無正摩阻力，該點為處，既無負摩阻力也無正摩阻力，該點為中性點。中性點截面處樁身軸力最大中性點。中性點截面處樁身軸力最大 樁側下沉量可能在某一深度處與樁身的位移量相等。在此深度以上樁側土下沉大于樁的位移，樁身受到向下作用的負摩阻力；在此深度以下，樁的位移大于樁側土的下沉，樁身受到向上作用的正摩阻力。正、負摩阻力變換處的位置，即

26、稱中性點。中性點位置取決于樁與樁側土的相對位移，與作用荷載和樁周土性質有關。精確計算出中性點位置是比較麻煩和困難的,可按經(jīng)驗值確定。3. 中性點及其位置的確定中性點及其位置的確定 影響中性點深度影響中性點深度lnln的主要因素：的主要因素： 1 1樁端持力層的剛度越大，則樁端持力層的剛度越大，則lnln愈大；愈大； 2 2樁周土層的變形性質和應力歷史；樁周土層的變形性質和應力歷史； 3 3當負摩阻力系由沉樁后外部條件變化所致，則條件變化當負摩阻力系由沉樁后外部條件變化所致，則條件變化幅度和范圍愈大，幅度和范圍愈大，lnln愈大；愈大； 4 4樁的長徑比愈小、截面剛度愈大，則樁的長徑比愈小、截面

27、剛度愈大，則lnln愈大；愈大； 5 5在樁承受荷載過程中，隨承受荷載及沉降的增加，在樁承受荷載過程中，隨承受荷載及沉降的增加，lnln逐逐漸變小。漸變小。 負摩擦力大小的確定關鍵在于確定中性面，計算按模型假設和常規(guī)的側阻力計算一樣，國內、外規(guī)范一般只提有效應力法（a總應力法法（b有效應力法法isiqn 當降低地下水位時，位于降水后地下水位以下第當降低地下水位時，位于降水后地下水位以下第i i 層土平均豎向層土平均豎向有效壓力：有效壓力：wwhziii iiiz 當降低地下水位時，位于降水后地下水位以上第當降低地下水位時，位于降水后地下水位以上第i i 層土平均豎向層土平均豎向有效壓力：有效壓

28、力： 當?shù)孛孀饔脻M布均布荷載時：當?shù)孛孀饔脻M布均布荷載時：iiizp 建筑樁基技術規(guī)范（建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-94JGJ94-94推薦采用有效應力推薦采用有效應力法計算單樁負摩阻力標準值：法計算單樁負摩阻力標準值：樁側總的負摩阻力樁側總的負摩阻力QnQn為：為： 軟土或中等強度粘土可按下式估算負摩阻力標準值軟土或中等強度粘土可按下式估算負摩阻力標準值 35insiNqunsicq insinlquQ 砂類土也可按下式估算負摩阻力標準值砂類土也可按下式估算負摩阻力標準值 ：Ktgqin樁土截面位移樁土截面位移樁側摩阻力樁側摩阻力OCDABKtgqin（1 1樁側涂層法：在可能產(chǎn)生負摩阻力

29、范圍的樁段，樁側樁側涂層法：在可能產(chǎn)生負摩阻力范圍的樁段，樁側涂瀝青等降低土與樁身摩擦。涂瀝青等降低土與樁身摩擦。 什么地方錯了？ （2 2預鉆孔法：在樁位預鉆孔，然后樁插入，在樁周圍灌預鉆孔法：在樁位預鉆孔，然后樁插入，在樁周圍灌入膨潤土混合漿，一般適用于黏性土地層入膨潤土混合漿，一般適用于黏性土地層 （3 3雙重套管法：在樁外側設置套管，用套管承受負摩阻雙重套管法：在樁外側設置套管，用套管承受負摩阻力的方法力的方法 （4 4設置消減負摩阻樁群設置消減負摩阻樁群 （5 5地基處理：對于松散填土、欠固結土層，采用地基處理：對于松散填土、欠固結土層，采用預固結法、強夯法等使土層密實、充分固結；對

30、于濕陷性預固結法、強夯法等使土層密實、充分固結；對于濕陷性黃土采用浸水、強夯方法消除濕陷黃土采用浸水、強夯方法消除濕陷 （6 6其他方法：在飽和軟土地區(qū)，選擇非擠土樁或部其他方法：在飽和軟土地區(qū)，選擇非擠土樁或部分擠土樁，對擠土型樁，適當增加樁距，選擇合理的打樁分擠土樁，對擠土型樁，適當增加樁距，選擇合理的打樁流程，控制沉樁速率及打樁根數(shù)，打樁后休止一段時間后流程，控制沉樁速率及打樁根數(shù)，打樁后休止一段時間后再施工基礎及上部結構；對于周邊有大面積抽吸地下水或再施工基礎及上部結構；對于周邊有大面積抽吸地下水或降水情況時，在樁群周圍采取回灌等方法來達到消減或避降水情況時，在樁群周圍采取回灌等方法來

31、達到消減或避免負摩阻力的產(chǎn)生免負摩阻力的產(chǎn)生 作用：當?shù)叵陆Y構的重量小于所受浮力(地下車庫、水池放空時)，或高聳結構(輸電塔等)受到較大的傾覆彎矩時，需要設置抗拔樁基礎。 拔極限承載力標準值確定：可通過現(xiàn)場單樁上拔載荷試驗確定，單樁上拔靜載荷試驗方法與抗壓靜載荷試驗方法相似。如無當?shù)亟?jīng)驗時，群樁基礎及基樁的抗拔極限承載力標準值可計算。 五五 樁基的抗拔承載力計算樁基的抗拔承載力計算 單樁或群樁呈非整體破壞時，基樁的抗拔極限承載力標準值可按下式計算： iisikikluqU 抗拔系數(shù)，砂土0.500.70，粘性土、粉土0.70.8 。按材料強度確定按材料強度確定 按單樁豎向抗壓靜載試驗法確定按單

32、樁豎向抗壓靜載試驗法確定 按土的抗剪強度指標確定按土的抗剪強度指標確定 按靜力觸探法確定按靜力觸探法確定 按經(jīng)驗公式法確定按經(jīng)驗公式法確定 按動力試樁法確定按動力試樁法確定 （略）（略）樁的抗拔承載力略）樁的抗拔承載力略） 單樁豎向承載力特征值單樁豎向承載力特征值 五五 單樁承載力確定方法單樁承載力確定方法樁的承載力取決于樁身材樁的承載力取決于樁身材料的強度和土對樁的支撐料的強度和土對樁的支撐 對于摩擦型樁，樁端持力層地基反力系數(shù)ks值很小，23直線段近似于豎直線，一般屬整體破壞,Qs曲線在點2處不出現(xiàn)明顯拐點 ； 對于端承型樁，樁端阻力占承載力的比例較大，ks值較大，一般屬刺入破壞,Qs曲線

33、陡降;單樁的破壞模式單樁的破壞模式 對于端承樁和樁身有缺陷的樁，在土阻力尚未充分發(fā)揮情況下，出現(xiàn)樁身材料破壞，Qs曲線也呈陡降型。 按材料強度計算單樁豎向承載力時，將樁視為一軸向受壓構件，混凝土樁單樁豎向承載力設計值公式： 式中： 單樁豎向承載力設計值； 混凝軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)； 混凝土軸心抗壓強度設計值； 縱向受力鋼筋的抗壓強度設計值； 樁身橫截面面積； 縱向受力鋼筋的截面面積。 )(syccAfAfRRfcyfcAsA第第4 4節(jié)節(jié) 單樁承載力的確定單樁承載力的確定(a) 錨樁橫梁反力裝置；錨樁橫梁反力裝置； (b) 壓重平臺反力裝置壓重平臺反力裝置加 壓( a )試 驗 樁沉 降 觀

34、測 點千 斤 頂 錨 樁（ 四 根 ）主 梁次 梁試 驗 樁( b )支 墩千 斤 頂加 壓沉 降 觀 測 點重 物第第4 4節(jié)節(jié) 單樁承載力的確定單樁承載力的確定靜載荷試驗靜載荷試驗(Static load test)試驗設備試驗設備(Test device)反力設備、加載設備和記錄反力設備、加載設備和記錄終止加荷條件終止加荷條件(Condition for stop to load)極限承載力的確定極限承載力的確定(Determination of ultimate bearing capacity)第第4 4節(jié)節(jié) 單樁承載力的確定單樁承載力的確定060001200018000240003

35、0000Q (kN) 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00s (mm)曲線Q-s5153060120t (min) 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00s (mm)曲線s-lgt6000 kN9000 kN12000 kN15000 kN18000 kN21000 kN24000 kN27000 kN30000 kN6000 30000Q (kN) 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00

36、30.00 35.00 40.00 45.00 50.00s (mm)曲線s-lgQ第第4 4節(jié)節(jié) 單樁承載力的確定單樁承載力的確定 國外廣泛采用基于土力學原理的單樁極限承載力公式國外廣泛采用基于土力學原理的單樁極限承載力公式 Pu Psu Ppu (GApl) G樁的重力；樁的重力；Apl與樁同體積土重，當與樁同體積土重，當=Apl時時 ： Pu Psu Ppu Psu與與Ppu的計算，國外學者提出了計算公式的計算，國外學者提出了計算公式第第4 4節(jié)節(jié) 單樁承載力的確定單樁承載力的確定 靜力觸探與樁打入土中的過程基本相似，可把靜力觸探視為靜力觸探與樁打入土中的過程基本相似，可把靜力觸探視為小

37、尺寸打入樁模擬試驗。建筑樁基規(guī)范小尺寸打入樁模擬試驗。建筑樁基規(guī)范提出，當按雙橋探頭提出，當按雙橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預制樁單樁豎向極限承載力標準值靜力觸探資料確定混凝土預制樁單樁豎向極限承載力標準值Puk時，無當?shù)亟?jīng)驗時可按下式計算時，無當?shù)亟?jīng)驗時可按下式計算 Puk qcAp Uli i fsi 粘性土和粉土粘性土和粉土 i 10.04fsi）-0.55 砂性土砂性土 i 5.05fsi）-0.45各符號的含義見各符號的含義見P. 273 第第4 4節(jié)節(jié) 單樁承載力的確定單樁承載力的確定 一般預制樁及中小直徑灌注樁一般預制樁及中小直徑灌注樁 對預制樁和直徑對預制樁和直徑d 要求要求（

38、1 1荷載效應基本組合荷載效應基本組合0QN0max1.2QN（2 2地震作用效應基本組合地震作用效應基本組合01.25QN0max1.5QN鐵路橋涵地基和基礎設計鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范規(guī)范TB10002.5-2019TB10002.5-2019要求要求max QPN-樁豎向承載力特征值建筑樁基規(guī)范建筑樁基規(guī)范要求要求 正在修訂中正在修訂中第第4 4節(jié)節(jié) 單樁承載力的確定單樁承載力的確定單樁豎向抗壓承載力特征單樁豎向抗壓承載力特征值值N N應按單樁豎向抗壓極限應按單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計值的一半取值承載力統(tǒng)計值的一半取值鐵路橋涵地基和基礎鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范設計規(guī)范TB10002.

39、5-2019TB10002.5-2019采用，不同樁型不同的允采用，不同樁型不同的允許承載力許承載力PP的計算公式的計算公式第第4 4節(jié)節(jié) 單樁承載力的確定單樁承載力的確定單樁單樁承載力承載力 上部上部構造構造荷載荷載樁頂樁頂荷載荷載樁頂樁頂荷載荷載Q H M承承臺臺地基地基樁頂軸向樁頂軸向位移位移000011()ebppSSllQE AC As傳遞方程傳遞方程樁頂位移樁頂位移側摩側摩阻力阻力樁底土樁底土變形變形樁身軸向樁身軸向彈性變形彈性變形=+樁頂樁頂軸向軸向荷載荷載Q樁身樁身位移位移樁端樁端阻力阻力樁身材料強樁身材料強度度土對樁的支土對樁的支撐撐+11x11MH144bmZxdZxdEI

40、z邊界條件邊界條件樁身彎矩樁身彎矩剪力剪力M(z),Q(z)M(z),Q(z)1MMMEIEIYEIY42332土抗力土抗力在力學圖示下，在力學圖示下，求解求解Z Z處的處的XZ,Z,MZXZ,Z,MZ和和QZQZHMQzzxCxxzHM)(22xMdzxdEIqdZxdEI44qdxdQdxMd22dxdQQ Q)(xqMdMM QdxdMqdxdQ基本概念基本概念m m法計算樁的內力和位移法計算樁的內力和位移移，稱為彈性地基梁法移，稱為彈性地基梁法zzxcxzxzxzzxcx行實測及后反算得到行實測及后反算得到可以假定它平均可以假定它平均分布在各樁上分布在各樁上116 . 01hLbbKb

41、bd11d11b11Bd1 . 01B115 . 2h 2 2剛性樁剛性樁 當樁的入土深度當樁的入土深度 h h 時，則樁的相對剛度時，則樁的相對剛度較大，計算時認為屬剛性樁較大，計算時認為屬剛性樁 按照沉井方法進行承載能力和穩(wěn)定性設計按照沉井方法進行承載能力和穩(wěn)定性設計 a5 . 2（m-1）51EImbKbKKbmzccxbmzxbqdzxdEIfzzxzzx000144 非巖石類土的比例系數(shù)m值 22212211)2(mhhhhmhmm 2. 2.基樁側面由基樁側面由2 2種土層組成種土層組成時，從地面或局部沖刷線起，時，從地面或局部沖刷線起，由面積等效法，求主要影響深由面積等效法，求主

42、要影響深度度hm=2(d+1)hm=2(d+1)米內的平均米內的平均m m值作值作為整個深度內的為整個深度內的m m值值, ,對于剛性對于剛性樁，樁，hmhm采用整個深度采用整個深度h h。qdzxdEI44 樁頂與地面平齊Z=0），樁頂作用水平荷載H0及彎矩M0，樁發(fā)生彈性撓曲，樁側土將產(chǎn)生橫向抗力zx。撓度與分布荷載q之間的撓曲微分方程為 E E、II分別為梁的彈分別為梁的彈性模量及截面慣矩性模量及截面慣矩 1144bmZxbqdzxdEIzzxzxzzzxmZxCx 0144zzzxEImbdzxd0544zzzxadzxd51EImb3322dzxdEIdzxdEIMdzdxzzzzz

43、zQ 用冪級數(shù)展開的方法求出樁撓曲微分方程的解。若地面用冪級數(shù)展開的方法求出樁撓曲微分方程的解。若地面處即處即z=0z=0處，樁的水平位移、轉角、彎矩和剪力分別以處，樁的水平位移、轉角、彎矩和剪力分別以 、 、 和和 表示，則樁身任一截面的水平位移為表示，則樁身任一截面的水平位移為0H0 x0M01301201010DEIHCEIMBAxxz2302202020DEICEIMBAxzH33032030302DEICEIMBAxEIMZH43042040403DEICEIMBAxEIZHQ)(1301201010DEIaCEIaMBaAxmzmzxzzxHZzAiAi、BiBi、CiCi、DiD

44、ii=1i=14 4為為1616個無量綱系數(shù)，根據(jù)不同個無量綱系數(shù)，根據(jù)不同的換算深度的換算深度 已將其制成表格可查已將其制成表格可查 0M00 x0H0M0Hh0000dAcxxxdNMAhAxh 000200IcdAxchAhhmc00。0)(43042040403DEICEIMBAxEIQhH)(2302202020DEICEIMBAxhH0033032030302)(IcDEICEIMBAxEIMhhH)(0002000200300BEIMAEIHBEIMAEIxxxH00000200002000300BEIMAEIBEIMAEIxxxHH00 x0M、0H xxzBEIMAEIx20

45、30HBEIMAEIz020HmmzBMAM00HQQHQBMAz00Ax、Bx、A、B、Am、Bm、AQ、BQ為無量綱系數(shù)，均為為無量綱系數(shù)，均為h和和z的的函數(shù)函數(shù)020030 xxzBEIMAEIxH00020BEIMAEIzH0000mmzBMAMH0000QQHQBMAz000QQHQBMAzHHHHHHHDABMHCBAM0000HCMDM0000H或HHCHCH及及DHDH也為與有關的系數(shù)，當也為與有關的系數(shù)，當4.04.0時，按表時，按表查得查得ZhHMMMMMKCBAMKMBMADMM000max000maxHHHHHHHCBAKMMMMMBDAKH樁身最大彎矩為樁身最大彎矩

46、為MxxlxxH0001MH01（六樁頂位移的計算（六樁頂位移的計算對于出露地表以上的樁對于出露地表以上的樁需要計算地表以上的樁需要計算地表以上的樁的內力與位移的內力與位移0逆時針為正，所以式中用負號逆時針為正，所以式中用負號 H1M1H1M1M1H1xxBEIlMAEIx201130HH1BEIlMAEI01130HH1MlM00QQQ0EIlMEIlEIlMxEIlxMM0120201301;22;31HHH-HnMMnHnNPiiiHy yx x2iixiyyMnNP22()tan()()()()iiziiziiziZiziiizziUMxxP MkU MkxMP MxkxP MMxx2

47、2iizixiiM xM zQPnxz 找出基礎形心重心位置，荷載向找出基礎形心重心位置，荷載向基礎形心重心平移，建立平衡方程，基礎形心重心平移，建立平衡方程，找出各樁變形協(xié)調條件找出各樁變形協(xié)調條件?iiMH 計算假定條件：計算假定條件：( () )多排樁基礎外力作用于承臺對稱平面內多排樁基礎外力作用于承臺對稱平面內( (空空間問題簡化為平面問題間問題簡化為平面問題) )( () )承臺與樁頭為剛性聯(lián)結承臺與樁頭為剛性聯(lián)結oiioioixbbaa0單位轉角單位轉角 單位橫軸單位橫軸向位移向位移 樁頂單位樁頂單位軸向位移軸向位移 引起樁頂引起樁頂?shù)膹澗氐膹澗?引起樁頂引起樁頂?shù)臋M軸向的橫軸向力

48、力 引起樁頂引起樁頂?shù)妮S向力的軸向力 ABpp1QQ2MM4MQ3MQ3mmoooEIEIxEIxACAEhl42332111Q 樁的豎向剛度系數(shù)外樁的豎向剛度系數(shù)外, , 其余的單樁樁頂剛度系數(shù)均為基樁受其余的單樁樁頂剛度系數(shù)均為基樁受單位橫軸向力包括彎矩作用的結果，可以由單樁單位橫軸向力包括彎矩作用的結果，可以由單樁m m法求得法求得, ,其結果為其結果為000011()ebppSSllQE AC AsxxBEIlMAEIx2030QQmxxlxxQ0001mQ01BEIlMAEI030QQEIMlEIlEIMlxEIlxmm0202030;22;3Q-QQQ單樁樁頂?shù)膭偠认禂?shù)的由來單樁樁頂?shù)膭偠认禂?shù)的由來: : ABABniiiiianiiiaaniiibax132112221121coscossin)()cossin(cossin)(10aiiniiibbaabniiibbxsin)sincos()sincos(31222112221sin2)sincos