第三章-樁基礎和深基礎-56節(jié)

第三章樁基礎和深基礎3.5樁基礎設計3.6深基礎簡介02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5樁基礎設計樁基礎設計要求：選型恰當、經(jīng)濟合理、安全適用，對樁和承臺有足夠的強度、剛度和耐久性，對地基有足夠的承載能力和不產(chǎn)生過量的變形。樁基礎設計內(nèi)容和步驟：02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.1收集資料3.5.2樁型、樁長和截面尺寸選擇

樁基礎設計時，首先應根據(jù)建筑物的結構類型、荷載情況、地層條件、施工能力及環(huán)境限制(噪音、振動)等因素，選擇預制樁或灌注樁的類別，樁的截面尺寸和長度以及樁端持力層等。

02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.2樁型、樁長和截面尺寸選擇（1）樁型選擇

選預制樁還是灌注樁？結構使用要求、承載力要求：地質(zhì)情況：一般當土中存在大孤石、廢金屬殘渣以及花崗巖殘積層中未風化的石英脈時，預制樁將難以穿越；當土層分布很不均勻時，混凝土預制樁的預制長度較難掌握；在場地土層分布比較均勻的條件下，采用質(zhì)量易于保證的預應力高強混凝土管樁比較合理。（2）樁長確定

根據(jù)地質(zhì)情況選擇持力層，根據(jù)持力層的埋深，確定是摩擦樁還是端承樁，滿足受力和構造要求。02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.2樁型、樁長和截面尺寸選擇(3)截面尺寸的確定根據(jù)樁型和樁長，按滿足承載力要求確定截面尺寸。02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.3樁數(shù)及樁位布置(1)樁的根數(shù)樁數(shù)n可按式(3.46)估算（根據(jù)單樁豎向承載力設計值R，先不考慮群樁效應）02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.3樁數(shù)及樁位布置(2)樁的中心距02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.3樁數(shù)及樁位布置(3)樁位的布置圖3.21樁的平面布置示例02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.4樁身截面強度計算預制樁的混凝土強度等級宜≥C30，采用靜壓法沉樁時，可適當降低，但不宜＜C20；預應力混凝土樁的混凝土強度等級宜≥C40。灌注樁的混凝土強度等級一般應≥C15，水下澆灌時應≥C20，混凝土預制樁樁尖應≥C30。軸心荷載作用下樁身截面強度計算，按前述軸心受壓混凝土構件計算，偏心荷載時，可先求出樁身最大彎矩及其相應位置，再根據(jù)規(guī)范要求，按偏心受壓確定出樁身所需的主筋面積。對于受長期或經(jīng)常出現(xiàn)的水平荷載或上拔力的建筑物，應驗算樁身的裂縫寬度。預制樁運輸、起吊階段的驗算；錘擊沉樁驗算錘擊過程中的拉、壓應力分別小于樁身材料的抗拉、抗壓強度設計值。02九月2023淮陰工學院建筑工程系圖3.22混凝土預制樁3.5.4樁身截面強度計算02九月2023淮陰工學院建筑工程系樁基礎承臺可分為柱下獨立承臺、柱下或墻下條形承臺、以及簽板承臺和箱形承臺等。承臺的作用是將樁聯(lián)結成一個整體，并把建筑物荷載傳到樁上。承臺應具有足夠的強度和剛度。(1)外形尺寸及構造要求承臺的平面尺寸一般由上部結構、樁數(shù)及布樁形式?jīng)Q定。通常，墻下樁基礎做成條形承臺，柱下樁基礎采用板式承臺。其剖面形狀可做成錐形、臺階形或平板形。3.5.5承臺設計02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.5承臺設計承臺的構造要求：02九月2023淮陰工學院建筑工程系(2)承臺的內(nèi)力計算模型試驗研究表明，柱下獨立樁基承臺（四樁及三樁承臺）在配筋不足的情況下，將產(chǎn)生彎曲破壞，其破壞特征呈梁式破壞，最大彎矩產(chǎn)生于屈服線處。根據(jù)極限平衡原理，承臺正截面彎矩計算如下：3.5.5承臺設計1)柱下多樁矩形承臺：其計算截面應取在柱邊和承臺高度變化處

02九月2023淮陰工學院建筑工程系圖3.24矩形承臺圖圖3.25三樁三角形承臺

3.5.5承臺設計2)柱下三樁三角形承臺：其計算截面應取在柱邊3)柱下或墻下條形承臺：其正截面彎矩設計值可按彈性地基梁進行分析，地基的計算模型根據(jù)地層的特性選取。02九月2023淮陰工學院建筑工程系(3)承臺厚度及強度計算3.5.5承臺設計1)受沖切計算若承臺有效高度不足，將產(chǎn)生沖切破壞，其破壞方式可為沿柱（墻）邊、承臺變階處和角樁對承臺的沖切3種情況。如圖。承臺厚度可按沖切及剪切條件確定，一般先按沖切計算，再按剪切復核，其強度計算包括受沖切、受剪切、局部承壓及受彎計算。02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.5承臺設計承臺抗沖切承載力與沖切錐角有關，可以沖垮比λ表達。對于柱下矩形承臺，驗算時應滿足：02九月2023淮陰工學院建筑工程系四樁(含四樁)以上承臺，可按下列公式計算受角樁沖切的承載力對于三樁三角形承臺，可按下列公式計算受角樁沖切的承載力底部角樁：

3.5.5承臺設計柱下矩形獨立承臺受柱沖切時，可按下列公式計算：02九月2023淮陰工學院建筑工程系頂部角樁：3.5.5承臺設計02九月2023淮陰工學院建筑工程系圖3.27四樁以上承臺角樁沖切驗算3.5.5承臺設計02九月2023淮陰工學院建筑工程系圖3.28三樁三角形承臺角樁沖切驗算

3.5.5承臺設計02九月2023淮陰工學院建筑工程系2)受剪切計算

樁基承臺的剪切破壞面為通過柱（墻）邊與柱邊連線所形成的斜截面，當柱外有多排樁形成多個剪切面時，對每個斜截面都應進行受剪承載力計算。對于柱下等厚度承臺，其斜截面受剪承載力可按下列公式計算：3.5.5承臺設計02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.5承臺設計02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.5承臺設計02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.5承臺設計02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.5承臺設計02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.5.5承臺設計02九月2023淮陰工學院建筑工程系深基礎種類很多，除樁基外，墩基、沉井、沉箱和地下連續(xù)墻等都屬于深基礎。3.6.1墩基礎墩基礎是一種利用機械或人工在地基中開挖成的大直徑孔中灌注混凝土而形成的基礎。墩基礎結構可分為三部分：墩帽(或墩承臺)、墩身和擴大頭。(1)墩基礎的承載力(2)墩基礎的構造

3.5.6深基礎簡介02九月2023淮陰工學院建筑工程系圖3.31擴底墩的基本尺寸3.5.4樁身截面強度計算02九月2023淮陰工學院建筑工程系3.6.2沉井基礎

沉井(圖3.32)通常是用鋼筋混凝土或磚石、混凝土等材料制成的井筒狀結構物，一般分數(shù)節(jié)制作。圖3.32沉井施工順序示意

3.5.4樁身截面強度計算02九月2023淮陰工學院建筑工程系沉井主要由井壁、刃腳、隔墻、凹槽、封底和蓋板等部分組成(圖3.33)。圖3.33沉井的構造3.5.4樁身截面強度計算02九月2023淮陰工學院建筑工程系沉井作為深基礎設計，主要根據(jù)上部結構的特點、荷載大小、水文地質(zhì)情況、構造要求和施工方法等，擬定出沉井的平面尺寸及埋置深度，然后進行基礎的計算。①當埋置深度≤5m時，可按淺基礎計算，驗算地基的強度、沉井的穩(wěn)定性和沉降。②當埋置深度＞5m時，應考慮基礎側面土體彈性抗力的影響，可按剛性樁，即“m”法中αh≤2.5的情況計算內(nèi)力和土抗力，再驗算地基的應力、變形和穩(wěn)定性。3.6.3地下連續(xù)墻3.5.4樁身截面強度計算02九月2023淮陰工學院建筑工程系它是在泥漿護壁條件下，使用專門的成槽機械，在地面開挖一條狹長的深槽，然后在槽內(nèi)設置鋼筋籠，澆注混凝土，逐步形成一道連續(xù)的地下鋼筋混凝土連續(xù)墻。地下連續(xù)墻的施工工序如下：

①修筑導墻

②制備泥漿

③成槽

④槽段的