桩基础类型及构造课件.pptx
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- 桩基础 类型 构造 课件
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1、第三章桩基础第三章桩基础 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 桩和桩基础的类型及构造桩和桩基础的类型及构造 第三节第三节 桩基础的施工桩基础的施工 第四节第四节 单桩承载力单桩承载力 第五节第五节 基桩内力和位移计算基桩内力和位移计算 第六节第六节 群桩基础的竖向分析及验算群桩基础的竖向分析及验算 第七节第七节 桩基设计桩基设计第一节第一节 概述概述 如果建筑场地浅层的土质不能满足建筑物对如果建筑场地浅层的土质不能满足建筑物对地基承载力地基承载力和和变形变形的要求、而又不宜采取地基处理措施时,就需要的要求、而又不宜采取地基处理措施时,就需要考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的考虑以下部坚实土
2、层或岩层作为持力层的深基础深基础方案。方案。 桩基础桩基础是应用最为广泛的一类深基础。是应用最为广泛的一类深基础。桩基础:桩基础:是由是由基桩基桩和连接于桩顶的和连接于桩顶的承台承台共同组成。承台共同组成。承台把桩联结起来并承受上部结构的荷载,然后通过桩传递把桩联结起来并承受上部结构的荷载,然后通过桩传递到地基中去。到地基中去。桩是垂直或微斜埋置于土中的受力杆件,它的横截面尺桩是垂直或微斜埋置于土中的受力杆件,它的横截面尺寸比长度小得多。其作用是将上部结构的荷载传递给土寸比长度小得多。其作用是将上部结构的荷载传递给土层或岩层。层或岩层。桩基础设计也应注意满足桩基础设计也应注意满足地基承载力地基
3、承载力和和变形变形这两项基本这两项基本要求。要求。一、桩基础的组成:一、桩基础的组成: 桩基础由桩和承台两部分组成。桩基础由桩和承台两部分组成。二、桩基础的作用:二、桩基础的作用:(1 1)将荷载传至硬土层(图)将荷载传至硬土层(图4-1a4-1a),或分配到较大),或分配到较大的深度范围的深度范围 (图(图4-1b4-1b),以提高承载力。),以提高承载力。(2 2)减小沉降,从而也减小沉降差,故地基强度)减小沉降,从而也减小沉降差,故地基强度够,而变形不合要求时亦用。够,而变形不合要求时亦用。厂房内堆载,使柱下基础倾斜厂房内堆载,使柱下基础倾斜,导致柱子开裂。可用桩基解,导致柱子开裂。可用
4、桩基解决。决。u (3 3)抗拔:用于抗风、抗震、抗浮等。)抗拔:用于抗风、抗震、抗浮等。u (4 4)有一定抗水平荷载能力,特别是斜桩)有一定抗水平荷载能力,特别是斜桩u (5 5)抗液化:深层土不易液化,浅层土液化后,)抗液化:深层土不易液化,浅层土液化后,有桩支撑,有助于上部结构的稳定。有桩支撑,有助于上部结构的稳定。u 所以,桩基础应用广泛,沿海、内陆地区均用。所以,桩基础应用广泛,沿海、内陆地区均用。u 桩基础同基坑支护、地基处理并为土木工程三大热桩基础同基坑支护、地基处理并为土木工程三大热点。点。三三. .桩基础的特点桩基础的特点优点优点I.I.将荷载传递到下部将荷载传递到下部好土
5、层好土层, ,承载力高承载力高II.II. 沉降量小沉降量小III.III.抗震性能好抗震性能好, ,穿过液穿过液化层化层IV.IV. 承受抗拔承受抗拔( (抗滑桩抗滑桩) )及横向力及横向力( (如风载荷如风载荷) )V.V.与其他深基础比较与其他深基础比较, ,施工造价低施工造价低缺点缺点 施工环境影响施工环境影响, , 预制桩施工噪音预制桩施工噪音, , 钻孔灌注桩的泥浆钻孔灌注桩的泥浆 有下穿工程时有下穿工程时, ,有一有一定干扰。定干扰。四四. .桩基础的是适用条件桩基础的是适用条件 (1 1)荷载较大,地基上部土层较软,适宜的地基持力)荷载较大,地基上部土层较软,适宜的地基持力层位
6、置较深,采用浅基础或人工地基在技术上、经济上层位置较深,采用浅基础或人工地基在技术上、经济上不合理时;不合理时; (2 2)河床冲刷较大,河道不稳定或冲刷深度不易计算)河床冲刷较大,河道不稳定或冲刷深度不易计算正确,如采用浅基础施工困难或不能保证基础安全时;正确,如采用浅基础施工困难或不能保证基础安全时; (3 3)当地基计算沉降过大或结构物对不均匀沉降敏感)当地基计算沉降过大或结构物对不均匀沉降敏感时,如采用桩基础穿过松软土层,将荷载传到较坚实土时,如采用桩基础穿过松软土层,将荷载传到较坚实土层,减少结构物沉降并使沉降均匀时;层,减少结构物沉降并使沉降均匀时; (4 4)当施工水位或地下水位
7、较高时,采用桩基础可减)当施工水位或地下水位较高时,采用桩基础可减少施工难度和避免水下施工;少施工难度和避免水下施工; (5 5)地震区,在可液化地基中,采用桩基础可增加结)地震区,在可液化地基中,采用桩基础可增加结构物的抗震能力,桩基础可穿越可液化土层并伸入到下构物的抗震能力,桩基础可穿越可液化土层并伸入到下部密实稳定土层,可消除或减轻地震对结构的危害。部密实稳定土层,可消除或减轻地震对结构的危害。第二节第二节 桩和桩基础的类型及构造桩和桩基础的类型及构造(1 1)按基桩数量可分)按基桩数量可分单桩基础:单桩基础:采用单根桩的形式以承受和传递采用单根桩的形式以承受和传递上部结构荷载的独立桩基
8、础称单桩基础。上部结构荷载的独立桩基础称单桩基础。群桩基础:群桩基础:由由2 2根或以上的多根桩组成桩群,根或以上的多根桩组成桩群,由承台将桩群在上部联结成一个整体,建筑由承台将桩群在上部联结成一个整体,建筑物的荷载通过承台分配给各根桩,桩群再把物的荷载通过承台分配给各根桩,桩群再把荷载传给地基,称群桩基础。群桩基础中的荷载传给地基,称群桩基础。群桩基础中的单桩称基桩。(大多数情况如此)单桩称基桩。(大多数情况如此)群桩群桩单桩单桩 (2 2)根据)根据,一般可分,一般可分为为低承台桩基低承台桩基和和高承台桩基高承台桩基。 当承台底面位于土中时,称当承台底面位于土中时,称;在在一般房屋建筑和水
9、工建筑物中最常用一般房屋建筑和水工建筑物中最常用。 当承台底面高出土面以上时,称当承台底面高出土面以上时,称;常用于桥梁工程、港口码头及海洋工程中。常用于桥梁工程、港口码头及海洋工程中。 承台承台: :将几个桩结合起将几个桩结合起来传递荷载来传递荷载 1.1.低承台桩基低承台桩基 承台在地面以下承台在地面以下, , 承台承台本身可承担部分荷载本身可承担部分荷载 2.2.高承台桩基高承台桩基 承台在地面以上承台在地面以上, ,桥桩桥桩, ,码头码头, ,栈桥栈桥软土层按承台位置分类按承台位置分类低承台桩基低承台桩基高承台桩基高承台桩基(3 3)按材料分:)按材料分:木、钢、钢筋混凝土木、钢、钢筋
10、混凝土木桩木桩水位以上耐久性差,强度低,我国森林资源不水位以上耐久性差,强度低,我国森林资源不足,应少用足,应少用钢桩钢桩本身强度高,易加工,接头容易,运输方便,本身强度高,易加工,接头容易,运输方便,但造价是混凝土的但造价是混凝土的3-43-4倍,用于海洋平台及陆上重要倍,用于海洋平台及陆上重要工程,如宝钢高炉、金茂大厦用钢管桩。工程,如宝钢高炉、金茂大厦用钢管桩。钢砼桩钢砼桩取材方便,价格便宜,耐久性好,可预制、取材方便,价格便宜,耐久性好,可预制、现浇,尺寸易调,适用性强,故应用广泛,是主要研现浇,尺寸易调,适用性强,故应用广泛,是主要研究对象。究对象。(4 4)按桩的使用功能分)按桩的
11、使用功能分1.1.竖向抗压桩竖向抗压桩主要承受竖向下压荷载(简称主要承受竖向下压荷载(简称竖向荷载竖向荷载)的桩,应进行竖向承载力计算,必要时还需计算桩基沉的桩,应进行竖向承载力计算,必要时还需计算桩基沉降,验算软弱下卧层的承载力以及负摩阻力产生的下拉降,验算软弱下卧层的承载力以及负摩阻力产生的下拉荷载。荷载。2.2.竖向抗拔桩竖向抗拔桩主要承受竖向上拔荷载的桩,应进行桩主要承受竖向上拔荷载的桩,应进行桩身强度和抗裂计算以及抗拔承载力验算。身强度和抗裂计算以及抗拔承载力验算。3.3.水平受荷桩水平受荷桩要承受水平荷载的桩,应进行桩身强度要承受水平荷载的桩,应进行桩身强度和抗裂验算以及水平承载力
12、和位移验算。和抗裂验算以及水平承载力和位移验算。 4.4.复合受荷桩复合受荷桩承受竖向、水平荷载均较大的桩,应按承受竖向、水平荷载均较大的桩,应按竖向抗压(或抗拔)桩及水平受荷桩的要求进行验算。竖向抗压(或抗拔)桩及水平受荷桩的要求进行验算。浅基础是把上部荷载通过浅基础是把上部荷载通过到地基中到地基中去;而桩基除通过去;而桩基除通过扩散外,还在竖向以扩散外,还在竖向以的方式对上部荷载进行扩散。的方式对上部荷载进行扩散。 由于桩的尺寸、施工方法、桩侧和桩端地基由于桩的尺寸、施工方法、桩侧和桩端地基土的物理力学性质等因素的不同,桩侧和桩端所土的物理力学性质等因素的不同,桩侧和桩端所分担荷载的比例是
13、不同的。根据分担荷载的比例分担荷载的比例是不同的。根据分担荷载的比例而把桩分为而把桩分为和和。 端承摩擦桩桩擦摩摩擦型桩 摩擦端承桩桩承端端承型桩 桩端土差、桩很长、灌注桩端土差、桩很长、灌注桩清底差桩清底差桩端为岩石、大头桩桩端为岩石、大头桩在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载全部或在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力承担的桩基。根据桩侧阻力分担荷载的比主要由桩侧阻力承担的桩基。根据桩侧阻力分担荷载的比例,摩擦型桩又分为例,摩擦型桩又分为和和。:当软土层很厚,桩端达不到坚硬土层或岩层上当软土层很厚,桩端达不到坚硬土层或岩层上时,则桩顶的极限荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦时,则桩顶
14、的极限荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来支承,桩尖处土层反力很小,可忽略不计。力来支承,桩尖处土层反力很小,可忽略不计。: 桩的长径比很大;桩端下无较坚实的持力层;桩底桩的长径比很大;桩端下无较坚实的持力层;桩底残留虚土或沉渣的灌注桩;桩端出现脱空的打入桩等。残留虚土或沉渣的灌注桩;桩端出现脱空的打入桩等。:桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同:桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,但桩侧阻力分担荷载较大。承担,但桩侧阻力分担荷载较大。: 桩的长桩的长径比不很大,桩端持力层为较坚实的粘性土、粉土和砂类径比不很大,桩端持力层为较坚实的粘性土、粉土和砂类土时。这类桩所占比例很大。土时。这类
15、桩所占比例很大。 在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载全部或在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承担的桩基。可分为主要由桩端阻力承担的桩基。可分为和和。:桩穿过软弱土层,桩端支承在坚硬土层或岩层桩穿过软弱土层,桩端支承在坚硬土层或岩层上时,则桩顶极限荷载主要靠桩尖处坚硬岩土层提供的反上时,则桩顶极限荷载主要靠桩尖处坚硬岩土层提供的反力来支承,桩侧摩擦力很小,可以忽略不计。力来支承,桩侧摩擦力很小,可以忽略不计。 桩的长径比较小,桩端设置在密实砂类、碎石类土层桩的长径比较小,桩端设置在密实砂类、碎石类土层中或位于中、微风化及新鲜基岩层中的桩。中或位于中、微风化及新鲜基岩层中的桩。:桩顶极
16、限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担,桩端阻力分担荷载较大,桩侧阻力属次要,但不可承担,桩端阻力分担荷载较大,桩侧阻力属次要,但不可忽略。忽略。 桩端进入中密以上的砂层、碎石类土层中或位于中、桩端进入中密以上的砂层、碎石类土层中或位于中、微风化及新鲜基岩顶面时。微风化及新鲜基岩顶面时。 (6 6)按按分:分:和和。1 1)现场预制;)现场预制;2 2)工厂预制。)工厂预制。:木桩、钢桩、混凝土预制桩:木桩、钢桩、混凝土预制桩 (含预应力混凝土桩)。(含预应力混凝土桩)。 :锤击、震动、静压或旋入等:锤击、震动、静压或旋入等。 混凝土预制桩构造混凝土预制桩构造:
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