樁基基本知識

1、樁基基本知識一、術(shù)語1樁基由設(shè)置于巖土中的樁和與樁頂聯(lián)結(jié)的承臺共同組成的基礎(chǔ)或由柱與樁直接聯(lián)結(jié)的單樁基礎(chǔ)。2復(fù)合樁基由基樁和承臺下地基土共同承擔(dān)荷載的樁基礎(chǔ)。3基樁樁基礎(chǔ)中的單樁。4復(fù)合基樁單樁及其對應(yīng)面積的承臺下地基土組成的復(fù)合承載基樁。6單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁在豎向荷載作用下到達破壞狀態(tài)前或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形時所對應(yīng)的最大荷載，它取決于土對樁的支承阻力和樁身承載力。2.1.7 極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值相應(yīng)于樁頂作用極限荷載時，樁身側(cè)表面所發(fā)生的巖土阻力。2.1.8 極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值相應(yīng)于樁頂作用極限荷載時，樁端所發(fā)生的巖土阻力。2.1.9 單樁豎向承載力特征值單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值除

2、以安全系數(shù)后的承載力值。2.1.11 承臺效應(yīng)系數(shù)pilecapcoefficient豎向荷載下，承臺底地基土承載力的發(fā)揮率。2.1.12 負摩阻力negativeskinfriction,negativeshaftresistance樁周土由于自重固結(jié)、濕陷、地面荷載作用等原因而產(chǎn)生大于基樁的沉降所引起的對樁表面的向下摩阻力。二、符號qsik單樁第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；qpk單樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；Qsk、Qpk單樁總極限側(cè)阻力、總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；Quk單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；R基樁或復(fù)合基樁豎向承載力特征值；Ra單樁豎向承載力特征值；Rha單樁水平承載力特征值；用一一基樁水平承載力特

3、征值；三、幾何參數(shù)Ap樁端面積；Aps樁身截面面積；A計算基樁所對應(yīng)的承臺底凈面積；Bc承臺寬度；d樁身設(shè)計直徑；ds鋼管樁外直徑；D樁端擴底設(shè)計直徑；l樁身長度；Lc承臺長度；Sa基樁中心距；U樁身周長；Zn樁基沉降計算深度（從樁端平面算起）四、計算系數(shù)E鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值；c承臺效應(yīng)系數(shù)；f凍脹影響系數(shù)；r樁嵌巖段側(cè)阻和端阻綜合系數(shù)；5、 p大直徑樁側(cè)阻力、端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)；p樁端土塞效應(yīng)系數(shù)；基樁抗拔系數(shù)；樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)；c成樁工藝系數(shù)；e二樁基等效沉降系數(shù)；、Boussinesq解的附加應(yīng)力系數(shù)、平均附加應(yīng)力系數(shù)。1.1.1 2基本資料1.1.2 樁基設(shè)計應(yīng)具備

4、以下資料：1巖土工程勘察文件：1）樁基按兩類極限狀態(tài)進行設(shè)計所需用巖土物理力學(xué)參數(shù)及原位測試參數(shù)；2）對建筑場地的不良地質(zhì)作用，如滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、土洞等，有明確判斷、結(jié)論和防治方案；3）地下水位埋藏情況、類型和水位變化幅度及抗浮設(shè)計水位，土、水的腐蝕性評價，地下水浮力計算的設(shè)計水位；4）抗震設(shè)防區(qū)按設(shè)防烈度提供的液化土層資料；5）有關(guān)地基土凍脹性、濕陷性、膨脹性評價。2建筑場地與環(huán)境條件的有關(guān)資料：1）建筑場地現(xiàn)狀，包括交通設(shè)施、高壓架空線、地下管線和地下構(gòu)筑物的分布；2）相鄰建筑物安全等級、基礎(chǔ)形式及埋置深度；3）附近類似工程地質(zhì)條件場地的樁基工程試樁資料和單樁承載力設(shè)計參數(shù)；4）

5、周圍建筑物的防振、防噪聲的要求；5）泥漿排放、棄土條件；6）建筑物所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度和建筑場地類別。3建筑物的有關(guān)資料：1）建筑物的總平面布置圖；2）建筑物的結(jié)構(gòu)類型、荷載，建筑物的使用條件和設(shè)備對基礎(chǔ)豎向及水平位移的要求；3）建筑結(jié)構(gòu)的安全等級。4施工條件的有關(guān)資料：1）施工機械設(shè)備條件，制樁條件，動力條件，施工工藝對地質(zhì)條件的適應(yīng)性；2）水、電及有關(guān)建筑材料的供應(yīng)條件；3）施工機械的進出場及現(xiàn)場運行條件。5供設(shè)計比較用的有關(guān)樁型及實施的可行性的資料。1.1.3 樁基的詳細勘察除應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)巖土工程勘察規(guī)范GB50021有關(guān)要求外，尚應(yīng)滿足下列要求：1勘探點間距：1）對于端承型樁（

6、含嵌巖樁）：主要根據(jù)樁端持力層頂面坡度決定，宜為1224nl當(dāng)相鄰兩個勘察點揭露出的樁端持力層層面坡度大于10燦持力層起伏較大、地層分布復(fù)雜時，應(yīng)根據(jù)具體工程條件適當(dāng)加密勘探點。2）對于摩擦型樁：宜按2035m布置勘探孔，但遇到土層的性質(zhì)或狀態(tài)在水平方向分布變化較大，或存在可能影響成樁的土層時，應(yīng)適當(dāng)加密勘探點。3）復(fù)雜地質(zhì)條件下的柱下單樁基礎(chǔ)應(yīng)按柱列線布置勘探點，并宜每樁設(shè)一勘探點。2勘探深度：1）宜布置1/31/2的勘探孔為控制性孔。對于設(shè)計等級為甲級的建筑樁基，至少應(yīng)布置3個控制性孔，設(shè)計等級為乙級的建筑樁基至少應(yīng)布置2個控制性孔?？刂菩钥讘?yīng)穿透樁端平面以下壓縮層厚度；一般性勘探孔應(yīng)深入

7、預(yù)計樁端平面以下35倍樁身設(shè)計直徑，且不得小于3m對于大直徑樁，不得小于5m2）嵌巖樁的控制性鉆孔應(yīng)深入預(yù)計樁端平面以下不小于3-5倍樁身設(shè)計直徑，一般性鉆孔應(yīng)深入預(yù)計樁端平面以下不小于1-3倍樁身設(shè)計直徑。當(dāng)持力層較薄時，應(yīng)有部分鉆孔鉆穿持力巖層。在巖溶、斷層破碎帶地區(qū)，應(yīng)查明溶洞、溶溝、溶槽、石筍等的分布情況，鉆孔應(yīng)鉆穿溶洞或斷層破碎帶進入穩(wěn)定土層，進入深度應(yīng)滿足上述控制性鉆孔和一般性鉆孔的要求。3在勘探深度范圍內(nèi)的每一地層，均應(yīng)采取不擾動試樣進行室內(nèi)試驗或根據(jù)土質(zhì)情況選用有效的原位測試方法進行原位測試，提供設(shè)計所需參數(shù)。3.3樁的選型與布置3.3.1 基樁可按下列規(guī)定分類：1 按承載性狀

8、分類：1）摩擦型樁：摩擦樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力承受，樁端阻力小到可忽略不計；端承摩擦樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受。2）端承型樁：端承樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載由樁端阻力承受，樁側(cè)阻力小到可忽略不計；摩擦端承樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。2 按成樁方法分類：1）非擠土樁：干作業(yè)法鉆（挖）孔灌注樁、泥漿護壁法鉆（挖）孔灌注樁、套管護壁法鉆（挖）孔灌注樁；2）部分擠土樁：長螺旋壓灌灌注樁、沖孔灌注樁、鉆孔擠擴灌注樁、攪拌勁芯樁、預(yù)鉆孔打入（靜壓）預(yù)制樁、打入（靜壓）式敞口鋼管樁、敞口預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁和H型

9、鋼樁；3）擠土樁：沉管灌注樁、沉管夯（擠）擴灌注樁、打入（靜壓）預(yù)制樁、閉口預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁和閉口鋼管樁。3 按樁徑（設(shè)計直徑d）大小分類：1）小直徑樁：dw250mm2）中等直徑樁：250mm<d<800mm；3）大直徑樁：d>800mm3.3.2 樁型與成樁工藝應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型、荷載性質(zhì)、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層、地下水位、施工設(shè)備、施工環(huán)境、施工經(jīng)驗、制樁材料供應(yīng)條件等，按安全適用、經(jīng)濟合理的原則選擇。選擇時可按本規(guī)范附錄A進行。1 對于框架-核心筒等荷載分布很不均勻的樁筏基礎(chǔ)，宜選擇基樁尺寸和承載力可調(diào)性較大的樁型和工藝。2 擠土沉管灌注樁用于淤泥和淤泥

10、質(zhì)土層時，應(yīng)局限于多層住宅樁基。3.3.3 基樁的布置宜符合下列條件：1基樁的最小中心距應(yīng)符合表3.3.3-1的規(guī)定；當(dāng)施工中采取減小擠土效應(yīng)的可靠措施時，可根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗適當(dāng)減小。表3.3.3-1樁的最小中心距土類與成樁工藝排數(shù)不少于3排且樁數(shù)不少于9根的摩擦型樁樁基其他情況非擠土灌注樁3.0d3.0d部分擠土樁3.5d3.0d擠土樁非飽和土4.0d3.5d飽和黏性土4.5d4.0d鉆、挖孔擴底樁2D或D+2.0m（當(dāng)D>2m）1.5D或D+1.5m（當(dāng)D>2m）沉管夯擴、鉆孔擠擴樁非飽和土2.2D且4.0d2.0D且3.5d飽和黏性土2.5D且4.5d2.2D且4.0d注：Od一

11、圓樁直徑或方樁邊長，DL擴大端設(shè)計直徑。當(dāng)縱橫向樁距不相等時，其最小中心距應(yīng)滿足“其他情況”一欄的規(guī)定。當(dāng)為端承型樁時，非擠土灌注樁的“其他情況”一欄可減小至2.5d2排列基樁時，宜使樁群承載力合力點與豎向永久荷載合力作用點重合，并使基樁受水平力和力矩較大方向有較大抗彎截面模量。3對于樁箱基礎(chǔ)、剪力墻結(jié)構(gòu)樁筏（含平板和梁板式承臺）基礎(chǔ)，宜將樁布置于墻下。4對于框架-核心筒結(jié)構(gòu)樁筏基礎(chǔ)應(yīng)按荷載分布考慮相互影響，將樁相對集中布置于核心筒和柱下，外圍框架柱宜采用復(fù)合樁基，樁長宜小于核心筒下基樁（有合適樁端持力層時）。5應(yīng)選擇較硬土層作為樁端持力層。樁端全斷面進入持力層的深度，對于黏性土、粉土不宜小于

12、2d,砂土不宜小于1.5d,碎石類土，不宜小于1d。當(dāng)存在軟弱下臥層時，樁端以下硬持力層厚度不宜小于3d。6對于嵌巖樁，嵌巖深度應(yīng)綜合荷載、上覆土層、基巖、樁徑、樁長諸因素確定；對于嵌入傾斜的完整和較完整巖的全斷面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m,傾斜度大于30%的中風(fēng)化巖，宜根據(jù)傾斜度及巖石完整性適當(dāng)加大嵌巖深度；對于嵌入平整、完整的堅硬巖和較硬巖的深度不宜小于0.2d,且不應(yīng)小于0.2m。5樁基計算5.3單樁豎向極限承載力I一般規(guī)定5.3.1 設(shè)計采用的單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)符合下列規(guī)定：1 設(shè)計等級為甲級的建筑樁基，應(yīng)通過單樁靜載試驗確定；2 設(shè)計等級為乙級的建筑樁基，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件

13、簡單時，可參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，結(jié)合靜力觸探等原位測試和經(jīng)驗參數(shù)綜合確定；其余均應(yīng)通過單樁靜載試驗確定；3 設(shè)計等級為丙級的建筑樁基，可根據(jù)原位測試和經(jīng)驗參數(shù)確定。m經(jīng)驗參數(shù)法5.3.5當(dāng)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，宜按下式估算：QukQskQpkuqsiJqpkAp(5.3.5)式中Quk單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；qsik樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗時，可按表5.3.5-1取值;qpk極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗時，可按表5.3.5-2取值。u樁身周長；li樁周第i層土的厚度Ap樁端面積；5.2.2單樁豎向承載力特征值Ra

14、應(yīng)按下式確定：1RaQuk(5.2.2)K式中Quk單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值;K安全系數(shù)，取K=2。表5.3.5-1樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik(kPa)士的名稱土的狀態(tài)混凝土預(yù)制樁泥漿護壁鉆(沖)孔樁干作業(yè)鉆孔樁填土223020282028淤泥142012181218淤泥質(zhì)土223020282028黏性土流塑軟塑可塑硬可塑硬塑堅硬IL>10.75<Il<10.50<Il<0.750.25<Il<0.500VIl<0.25244040555570708686989810521383853536868848496961022138385353666

15、682829494104紅黏土0.7<aw<1I<00.5<aw<0.7133232741230307012303070粉土稍密中密密實e>0.90.75<e<0.9e<0.75264646666688244242626282244242626282粉細砂稍密中密密實10<N<1515<N<30N>30244848666688224646646486224646646486中砂中密密實15<NK30N>30547474955372729453727294粗砂中密密實15<NK30N>30

16、749595116749595116769898120礫砂稍密中密(密實)5<N63.5<15N3.5>1570110116138509011613060100112130圓礫、角礫中密、密實N3.5>10160200135150135150碎石、卵石中密、密實N3.5>10200300140170150170全風(fēng)化軟質(zhì)巖30<N<風(fēng)化硬質(zhì)巖30<N<50140160120140120150強風(fēng)化軟質(zhì)巖N3.5>10160240140200140220強風(fēng)化硬質(zhì)巖N3.5>102203001

17、60240160260注：1對于尚未完成自重固結(jié)的填土和以生活垃圾為主的雜填土，不計算其側(cè)阻力；2 aw為含水比，aww/w,w為土的天然含水量，w為土的液限；3 N為標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)；N63.5為重型圓錐動力觸探擊數(shù)；4 全風(fēng)化、強風(fēng)化軟質(zhì)巖和全風(fēng)化、強風(fēng)化硬質(zhì)巖系指其母巖分別為fk015MPa、fk>30MPa的巖石5.3.6根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系，確定大直徑樁單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，可按下式計算：QukQskQpku血油pqpkAp(536)式中qsik樁側(cè)第i層土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值時，可按本規(guī)范表5.3.5-1取值，對于擴底樁變截面以上2d長度范圍不

18、計側(cè)阻力；qpk樁徑為800mm勺極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，對于干作業(yè)挖孔(清底干凈)可采用深層載荷板試驗確定；當(dāng)不能進行深層載荷板試驗時，可按表5.3.6-1取值；si、p大直徑樁側(cè)阻、端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)，按表5.3.6-2取值。u樁身周長，當(dāng)人工挖孔樁樁周護壁為振搗密實的混凝土?xí)r，樁身周長可按護壁外直徑計算。表5.3.61干作業(yè)挖孔樁(清底干凈，D=800mm極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk(kPa)土名稱狀態(tài)黏性土0.25<Il<0.750<Il<0.25Il<080018001800240024003000粉土0.75<e<0.9e<0.7510001500

19、15002000砂土碎石類土稍密中密密實粉砂500700800110012002000細砂70011001200180020002500中砂100020002200320035005000粗砂120022002500350040005500礫砂140024002600400050007000圓礫、角礫160030003200500060009000卵石、碎石2000300033005000700011000注：1當(dāng)樁進入持力層的深度hb分別為：hb<D,D<hb<4D,hb>4D時，qpk可相應(yīng)取低、中、高值2砂土密實度可根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)判定，N<10為松散，10&l

20、t;NK15為稍密，15<N030為中密，N>30為密實。3當(dāng)樁的長徑比l/d8時，qpk宜取較低值。4當(dāng)對沉降要求不嚴時，qpk可取高值。表5.3.6-2大直徑灌注樁側(cè)阻尺寸效應(yīng)系數(shù)si、端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)p土類型黏性土、粉土砂土、碎石類土si_1/5(0.8/d)(0.8/d)1/3p_1/4(0.8/D)(0.8/D)1/3表5.3.5-2土名稱樁型土的狀態(tài)混凝土預(yù)制樁樁長l(m)泥漿護壁鉆(沖)孔樁樁長l(m)干作業(yè)鉆孔樁樁長l(m)l<99<l<1616<l<30l>305<l<1010cl<1515cl<3030

21、cl5<l<1010<l<1515cl黏性土軟塑0.75<Il<121085065014001200180013001900150250250300300450300450200400400700700950可塑0.50<Il<8501700140022001900280023003600350450450600600750750800500700800110010001600硬可塑0.25<Il<150023002300330027003600360044008009009001000100012001200140085011001

22、500170017001900硬塑0<Il<0.2525003800380055005500600060006800110012001200140014001600160018001600180c2200240026002800粉土中密0.75<e<0.9950170014002100190027002500340030050050065065075075085080012001200140014001600密實e<0.7515002600210030002700360036004400650900750950900110011001200120017001400190016002100粉砂稍密10<NK15100016001500230019002700210030003505004506006007006507505009501300160015001700中密、密實N>151400220021003000300045003800550060075075090090011001100120090010001700190017001900細砂中密、密實N>15250040003600500044006000530070006508509001