nA课件天然地基上的浅基础.ppt
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- nA 课件 天然 地基 基础
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1、天然地基上的浅基础需要掌握的重点天然地基上的浅基础需要掌握的重点1承载力承载力 确定方法确定方法 (原位试验原位试验 理论公式理论公式 规范法规范法)持力层,软弱下卧层的承载力计算持力层,软弱下卧层的承载力计算 宽度深度修正宽度深度修正 宽度、深度对承载力的影响宽度、深度对承载力的影响2确定基础埋深的原则确定基础埋深的原则 3掌握基础尺寸确定的原则掌握基础尺寸确定的原则4掌握地基变形计算、掌握地基变形计算、5了解基础结构计算了解基础结构计算浅基础小结浅基础小结第九章第九章 桩基础桩基础本章主要内容本章主要内容 概述概述-桩的功能及类型桩的功能及类型 桩的承载机理桩的承载机理 单桩承载力的确定单
2、桩承载力的确定 桩基础设计桩基础设计 桩基础的施工桩基础的施工软 土 层桩:指垂直或者稍倾斜布置于地基中,其断面相桩:指垂直或者稍倾斜布置于地基中,其断面相对其长度较小的杆状构件。对其长度较小的杆状构件。桩的功能:通过杆件的侧壁摩阻力和端阻力将上桩的功能:通过杆件的侧壁摩阻力和端阻力将上部结构的荷载传递到深处的地基上。部结构的荷载传递到深处的地基上。桩的功能及类型桩的功能及类型若干根桩与承台共同构成桩基础。若干根桩与承台共同构成桩基础。上部荷载通过承台传递到各桩顶,上部荷载通过承台传递到各桩顶,再由桩传到较深的地层中去。再由桩传到较深的地层中去。沉井沉井caisson工作间工作间梯子梯子支护支
3、护通气通气桶桶深基础深基础第一节第一节 概概 述述1桩的应用桩的应用1 历史十九世纪以前,木桩历史十九世纪以前,木桩 隋唐建塔隋唐建塔,西安灞桥西安灞桥,北京御河桥北京御河桥2 十九世纪初,材料和动力进步十九世纪初,材料和动力进步 铸铁管桩铸铁管桩3 十九世纪末,现场钻孔桩十九世纪末,现场钻孔桩 桩的功能桩的功能新加坡发展银行新加坡发展银行,四墩四墩,每墩直径每墩直径7.3m将荷载传递到下部好将荷载传递到下部好土层土层,承载力高承载力高大直径钻孔大直径钻孔桩桩风化砂岩及粉砂岩风化砂岩及粉砂岩部分风化及部分风化及不风化泥岩不风化泥岩桩的功能桩的功能新加坡发展银行新加坡发展银行,四墩四墩7.3m现
4、场灌注现场灌注护坡桩护坡桩造价低造价低桩的功能桩的功能桩的功能桩的功能2 2 特点特点优点优点1.将荷载传递到下部将荷载传递到下部 好土层好土层,承载力高承载力高1.沉降量小沉降量小2.抗震性能好,可穿过液化层抗震性能好,可穿过液化层3.承受抗拔承受抗拔(抗滑桩抗滑桩)及水平力及水平力(如风载荷如风载荷)4.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桩的功能及类型桩的功能及类型缺点缺点比浅基础造价高比浅基础造价高施工环境影响大施工环境影响大 预制桩施工噪音大预制桩施工噪音大 钻孔灌注桩的泥浆钻孔灌注桩的泥浆桩的功能及类型桩的功能及类型3 适用条件适用条件(1)水上建筑物水上建筑物(
5、2)深持力层深持力层 高地下水位高地下水位(3)抗震地基抗震地基(4)对沉降非常敏感的对沉降非常敏感的建筑,如精密仪器建筑,如精密仪器桩的功能及类型桩的功能及类型日本阪神地震中日本阪神地震中发生的桩基础的发生的桩基础的破坏导致墩倾倒破坏导致墩倾倒桩的功能及类型桩的功能及类型二二 桩的分类桩的分类 不同的分类标准不同的分类标准(一一)按承台按承台 (二二)桩身材料桩身材料(三三)桩身形状桩身形状(四四)承载机理承载机理(五五)按尺寸按尺寸(六六)施工方法施工方法软土层桩的功能及类型桩的功能及类型二二 桩的分类桩的分类(一一)按承台按承台 承台承台:将几个桩结合起来将几个桩结合起来传递荷载传递荷载
6、1 1 高承台桩高承台桩 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2 2 低承台桩低承台桩 承台在地面以下承台在地面以下,承台承台本身承担部分荷载本身承担部分荷载软土层桩的功能及类型桩的功能及类型低承台低承台 桩桩桩的功能及类型桩的功能及类型高承台桩高承台桩(二二)按材料按材料 木桩、混凝土、钢筋混木桩、混凝土、钢筋混凝土、钢管凝土、钢管(型钢型钢)桩、桩、复合桩复合桩 钢筋混凝土:普通混凝钢筋混凝土:普通混凝土、预应力混凝土土、预应力混凝土(离心离心预制预制)、高强混凝土、高强混凝土桩的功能及类型桩的功能及类型(三三)按形状按形状 按纵断面:楔形桩、树根桩、螺旋桩、多节按纵
7、断面:楔形桩、树根桩、螺旋桩、多节(分叉分叉)桩、扩底桩、支盘桩、微型桩桩、扩底桩、支盘桩、微型桩 按横断面:圆形,八边形,十字桩、按横断面:圆形,八边形,十字桩、X X形桩形桩桩的功能及类型桩的功能及类型桩身桩身桩的功能及类型桩的功能及类型桩端桩端Dd桩的功能及类型桩的功能及类型横断面横断面桩的功能及类型桩的功能及类型(四四)按尺寸按尺寸 按断面按断面(直径)的大小:直径)的大小:大直径:大直径:d800mm;小直径小直径:d250mm;中等直径:中等直径:250mmd 60m(3)长桩长桩 l 10m 短短桩桩 水平变形系数水平变形系数50EImb l 2.5 为刚性短桩为刚性短桩2.5
8、0.8 m刚性板直径刚性板直径800mm单桩承载力确定单桩承载力确定左左:土工离心机土工离心机右上右上:离心机中的入桩设备离心机中的入桩设备右下右下:模型桩模型桩单桩承载力确定单桩承载力确定三、三、确定单桩竖向承载力的方法确定单桩竖向承载力的方法1静载荷试验静载荷试验2 其他原位测试方法其他原位测试方法3经验参数法经验参数法4桩身强度验算桩身强度验算单桩承载力确定单桩承载力确定2 静力触探静力触探Static Cone Penetration 地基基础设计为丙级的建筑物地基基础设计为丙级的建筑物通过单桥探头得到比贯入阻力通过单桥探头得到比贯入阻力ps单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标
9、准值为为传感器传感器电缆电缆单桥探头单桥探头qsik 用静力触探比用静力触探比贯入阻力贯入阻力ps估估算的第算的第i层土的极限侧阻力标准值层土的极限侧阻力标准值Psk 桩端附近比桩端附近比贯入阻力平均贯入阻力平均值值Ap 桩底横截面面积桩底横截面面积up 桩身周长桩身周长li 第第i层土的厚度层土的厚度单桩承载力确定单桩承载力确定 pksisikukAPlquQ 3 经验参数法经验参数法 pkpisikpkskukAqlquQQQ根据根据建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范(94)单桩承载力确定单桩承载力确定桩端截面积桩端截面积层土的厚度层土的厚度桩身穿越第桩身穿越第桩身周长桩身周长桩的极限端阻力
10、标准值桩的极限端阻力标准值值值层土的极限侧阻力标准层土的极限侧阻力标准桩侧第桩侧第单桩极限承载力单桩极限承载力 pikpsikukAiluqiqQ 大直径灌注桩竖向极限承载力标准值大直径灌注桩竖向极限承载力标准值可按下式计算:可按下式计算:(d800mm)Quk=Qsk+Qpk=usiqsikli+pqpkAp si,p大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数 三、三、确定单桩竖向承载力的方法确定单桩竖向承载力的方法1静载荷试验静载荷试验:直接确定直接确定Qu-Ra2 其他原位测试方法其他原位测试方法Quk=Qsk+Qpk3经验参数法经验参数法Quk=Qsk+Qpk4桩身强
11、度验算桩身强度验算单桩承载力确定单桩承载力确定4、桩身强度验算、桩身强度验算 轴心受压条件下桩身承载力的计算轴心受压条件下桩身承载力的计算RcAfc 对不同的施工工艺有:对不同的施工工艺有:混凝土预制桩混凝土预制桩 c=1.0;干作业非挤土灌注桩干作业非挤土灌注桩 c=0.9;泥浆护壁和套管护壁的非挤土灌注桩、泥浆护壁和套管护壁的非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩部分挤土灌注桩、挤土灌注桩 c=0.8。三、三、确定单桩竖向承载力的方法确定单桩竖向承载力的方法 建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范(JGJ9494)对单桩竖向对单桩竖向极限承载力的确定有下列规定:极限承载力的确定有下列规定:(1
12、)一级建筑桩基应采用现场静载荷试验一级建筑桩基应采用现场静载荷试验,并结合静并结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定;力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定;(2)二级建筑桩基应根据静力触探、标准贯入、经二级建筑桩基应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算,并参照地质条件相同的试桩资验参数等估算,并参照地质条件相同的试桩资料综合确定。当缺乏可参照的试桩资料或地质料综合确定。当缺乏可参照的试桩资料或地质条件复杂时,应由现场静载荷试验确定;条件复杂时,应由现场静载荷试验确定;(3)对三级建筑桩基,如无原位测试资料时,可利对三级建筑桩基,如无原位测试资料时,可利用承载力经验参数估算。用承载力经
13、验参数估算。群桩效应及基桩、复合基桩概念群桩效应及基桩、复合基桩概念1群桩效应群桩效应 群桩基础,由于承台、桩与地基土相互作用,使桩侧群桩基础,由于承台、桩与地基土相互作用,使桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而明显不同于阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而明显不同于单桩,群桩承载力、群桩沉降不等于单桩所对应的简单桩,群桩承载力、群桩沉降不等于单桩所对应的简单叠加,称其为群桩效应。单叠加,称其为群桩效应。2基桩基桩 群桩基础中的单桩称作基桩。群桩基础中的单桩称作基桩。3复合基桩复合基桩 低承台群桩基础中包含承台底土阻力的基桩称作复合低承台群桩基础中包含承台底土阻力的基桩称作复合基桩。基桩。
14、4复合桩基复合桩基 考虑由承台底地基土与桩共同承受荷载的桩基称作复考虑由承台底地基土与桩共同承受荷载的桩基称作复合桩基。合桩基。四、基桩或复合基桩竖向承载力设计值四、基桩或复合基桩竖向承载力设计值R(1)桩数不超过桩数不超过3根的桩基,基桩的竖向承载力设根的桩基,基桩的竖向承载力设计值为:计值为:当根据静载荷试验确定单桩极限承载力时,基当根据静载荷试验确定单桩极限承载力时,基桩的竖向承载力设计值为:桩的竖向承载力设计值为:ppksskQQR spukQR 四、基桩或复合基桩竖向承载力设计值四、基桩或复合基桩竖向承载力设计值R(2)对于桩数超过对于桩数超过3根的非端承桩桩基,宜考虑桩群、土根的非
15、端承桩桩基,宜考虑桩群、土承台的相互作用效应,其复合基桩的竖向承载力设计承台的相互作用效应,其复合基桩的竖向承载力设计值为:值为:cckcppkpssksQQQR nAqQcckck ieccccAAiecccAA五、桩身承载力五、桩身承载力(桩身强度桩身强度)验算验算 桩身承载力验算是桩基设计的一个重要环节,桩身承载力验算是桩基设计的一个重要环节,特别是端承型桩及长细比大的桩,必须特别是端承型桩及长细比大的桩,必须 进进行桩身承载力验算。行桩身承载力验算。稳定系数,考虑土的侧向压力作用取稳定系数,考虑土的侧向压力作用取=l,但对于桩周为可液化土或地基极,但对于桩周为可液化土或地基极 限承载限
16、承载力标准化值小于力标准化值小于50kPa的地基土的地基土(或不排水抗或不排水抗剪强度小于剪强度小于10kPa)时,应考虑压曲影响;时,应考虑压曲影响;c 工作条件系数,混凝土预制桩取工作条件系数,混凝土预制桩取0.75;灌注桩取灌注桩取0.60.7(水下灌注桩或长桩时用低水下灌注桩或长桩时用低值值);AfRcc 桩的设计原则桩的设计原则 极限状态设计法,以分项系数表达的极限状态设计表达极限状态设计法,以分项系数表达的极限状态设计表达式进行计算。桩基需进行下列计算和验算。式进行计算。桩基需进行下列计算和验算。1桩基承载力极限状态的计算桩基承载力极限状态的计算 桩基竖向承载力和水平承载力计算、桩
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