《樁基礎清華大學》課件

《樁基礎》清華大學課件本課件旨在深入淺出地介紹樁基礎的相關知識，涵蓋設計、施工、檢驗等方面。目錄樁基礎概述樁基礎設計原理單樁承載力計算樁基礎試驗方法1.樁基礎概述樁基礎定義樁基礎是一種常見的深基礎形式，它由若干根樁和樁頂承臺組成，通過樁傳遞荷載到地基中，最終實現(xiàn)結構的穩(wěn)定性。樁基礎功能樁基礎的主要功能是將上部結構的荷載傳遞到地基中，提高地基的承載能力，以及減小結構的沉降。1.1樁基礎定義基礎將上部結構的荷載傳遞到地基的結構。樁一種細長形構件，通常由鋼筋混凝土或鋼制成，通過錘擊、振動或鉆孔等方法打入或灌注到地基中。樁基礎由多個樁體組成的基礎，通過樁體將上部結構荷載傳遞到地基。1.2樁基礎功能1承載力將上部結構荷載傳遞到地基，確保結構穩(wěn)定性和安全性。2抗沉降通過樁的剛度和強度，抵御建筑物的沉降，避免結構傾斜或開裂。3抗震樁基礎的抗震性能，在抗震設防地區(qū)尤其重要。1.3樁基礎類型灌注樁在樁位上鉆孔，然后灌注混凝土，形成樁身。預制樁在工廠預制好樁身，然后打入或壓入地基。鋼管樁用鋼管作為樁身，直接打入或壓入地基。2.樁基礎設計原理樁基礎設計需要綜合考慮多種因素，包括地質條件、荷載類型、施工條件等。為了確保樁基礎的安全性，需要進行詳細的設計計算和分析。2.1極限狀態(tài)設計理論承載力極限狀態(tài)結構承載力應大于或等于作用于結構的荷載效應，確保結構不會因失穩(wěn)或破壞而失效。正常使用極限狀態(tài)結構的變形、振動、裂縫等應控制在允許范圍內，保證結構使用功能和耐久性。2.2樁承載力計算方法1靜力法通過施加靜荷載來測定樁的承載力。2動力法通過施加沖擊荷載來測定樁的承載力。3理論計算法根據(jù)樁的材料、尺寸和地基條件來計算樁的承載力。2.3沉降計算方法1彈性理論法適用于樁基剛度較大、沉降量較小的地基2地基沉降計算法考慮地基土的非線性特性和時間效應3經(jīng)驗公式法利用大量的工程實踐數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析單樁承載力計算端承樁端承樁是依靠樁端與土層之間的接觸面積承受荷載的樁。端承樁的承載力主要由樁端土層的承載力決定。摩擦樁摩擦樁是依靠樁身與土層之間的摩擦力承受荷載的樁。摩擦樁的承載力主要由樁身周圍土層的摩擦阻力決定。3.1單樁端樁承載力1端承樁端承載力2樁身樁身摩擦力3承載力樁基礎極限承載力3.2單樁摩擦樁承載力樁周土層樁身長度樁身直徑樁周土的摩擦力密實長大高疏松短小低單樁整體承載力單樁整體承載力是端承承載力和摩擦承載力的總和，可以反映樁基的整體承載能力。樁基礎試驗方法靜力加載試驗通過施加靜力荷載測定樁的承載力動力測試利用沖擊荷載測定樁的動力特性4.1靜力加載試驗靜力加載試驗通過施加逐漸增加的荷載，測量樁的沉降量，確定樁的承載力。試驗步驟安裝加載裝置施加荷載并記錄沉降量根據(jù)沉降量計算承載力4.2動力測試1聲波測試利用聲波傳播特性判斷樁身完整性。2低應變測試通過樁頂振動測量樁身完整性，識別樁身缺陷。3高應變測試在樁頂施加沖擊載荷，測量樁身阻抗，評估樁身完整性和承載力。4.3豎向荷載試驗試驗目的檢驗樁的承載力是否符合設計要求。試驗方法采用靜力加載方法，施加豎向荷載，觀察樁的沉降量和承載力。試驗步驟包括準備工作、加載、觀察沉降量、計算承載力等步驟。5.樁基礎施工技術施工工藝樁基礎施工工藝決定工程質量和效率。不同的樁型有不同的施工方法，如鉆孔灌注樁、鋼管樁、預制樁。質量控制嚴格的質量控制措施是確保樁基礎安全的關鍵。包括樁身混凝土質量、樁位偏差、樁頂標高控制。5.1鉆孔灌注樁鉆孔鉆孔灌注樁施工的第一步是鉆孔，使用鉆機在土層中鉆出預定的孔徑和深度。清孔鉆孔完成后，需要進行清孔操作，清除孔內的泥漿、碎石等雜物，確?；炷聊軌蝽樌嘧ⅰｄ摻罨\在清孔完成后，將預先制作好的鋼筋籠吊入孔內，并固定好位置。灌注最后，將混凝土從孔口灌入，直到混凝土面達到設計高度，并進行振搗密實。5.2鋼管樁結構鋼管樁通常由無縫鋼管制成，可以根據(jù)需要進行不同的尺寸和規(guī)格。施工鋼管樁的施工方法包括打入法、旋壓法和振動沉樁法。優(yōu)點鋼管樁具有高強度、耐腐蝕、可重復使用等優(yōu)點。5.3預制混凝土樁生產(chǎn)預制混凝土樁在工廠生產(chǎn)，質量控制嚴格。運輸運輸過程中需要確保樁體完整性。安裝采用打樁機將樁體打入土中。樁基礎工程案例分析深入了解樁基礎在實際工程中的應用，分析案例，展現(xiàn)設計和施工的成果，為未來工程提供借鑒。6.1高層建筑高層建筑對基礎承載力要求較高，樁基礎能夠有效地解決地基承載力不足的問題。樁基礎能夠將建筑荷載傳遞到深層土層，提高地基的承載能力。此外，樁基礎還能夠有效地控制建筑的沉降量，確保建筑的穩(wěn)定性。橋梁工程樁基礎在橋梁工程中應用廣泛，例如橋墩基礎、橋臺基礎等。樁基礎可有效提高橋梁結構的穩(wěn)定性和抗震性能，保證橋梁的安全可靠運行。港口工程樁基礎在港