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1、桩基础及深基础,桩基础及深基础,天然地基浅基础，造价低，易施工，应优先选用。,但强度、变形、抗液化、抗湿陷等不符合要求时，用桩基、其它深基础或地基处理,桩基础及深基础,1 桩基概述 2 单桩承载力的确定 3 桩基计算 4 桩基设计步骤 5 其他深基础简介,8-1 桩基概述,一、桩基及其应用,二、桩的分类及常用桩,（一）分类 （弄清其特点，以据具体情况选用）,1、按材料分：木、钢、钢筋混凝土,木桩水位以上耐久性差，强度低，我国森林资源不足，应少用,钢桩本身强度高，易加工，接头容易，运输方便，但造价是混凝土的3-4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。,钢砼桩取材方便，价格
2、便宜，耐久性好，可预制、现浇，尺寸易调，适用性强，故应用广泛，是主要研究对象。,2、按受力性能分,3、按桩的制作方法分,预制桩质量易保证、现场整洁、用时间少，但配筋由运输、打桩控制，配筋率较大，长度不可过大，现场接桩、截桩难。,灌注桩钻孔、放钢筋笼、浇砼。尺寸灵活，还可扩头，配筋率可以小，但现场脏，质量难保证，例断桩、缩颈、露筋、清底不充分等。,（二）常用桩,1、预制钢砼桩 （RC桩）,断面有方、圆两种, 方桩边长250-550，长0.8%(运、吊控制，打桩还会产生拉应力),截面大则作成管桩, 有时加预应力(省钢)。,2、钻（挖）孔灌注桩,超高层多用大直径桩，甚至直径3m，承载力可达4000t
3、，用一般直径桩可能摆不开。,可扩孔，用扩孔器或爆扩（少用）。,3、沉管灌注桩 （挤土）,锤击或振动沉管，下有钢砼头，再灌混凝土，拔管，易发生断桩、缩颈（软土中）。有人建议复打，造价提高。仅浙江多用。,4、钢管桩,有开口、闭口，开口时形成土芯后亦有一定挤土，d小则挤土可能性大，是否挤土将影响承载力（规范5-2-10条）,返回,一、单桩承载力分析,桩、土体系荷载传递机理,Q逐渐增大，影响深度也逐渐增加，qs较qp先发挥,Q=QS+QP， Qu=Qsu+Qpu,8-2 单桩承载力的确定,二、桩之负摩擦,1、负摩擦产生的条件,堆载、水位下降、欠固结土固结、土湿陷、冻土融陷,2、负摩擦发生的范围,持力层
4、硬，sp 小，则ln大，端承桩ln =l,3、负摩擦大小影响因素,桩侧及桩端土性、诱因强弱、土的应力历史、桩型等,4、消除负摩擦的措施,负摩擦会加大沉降，使桩或土破坏。一般涂适当粘度的沥青以减小负摩擦。,三、单桩承载力的确定,决定于桩和土，一般由土控制，端承、超长桩等除外。,1、经验公式法,qsik 查表，和土性及成桩方法有关，沉管灌注桩小，因质量难保证；对预制桩有深度修正系数（灌注桩不修正）,qpk 查表，和土性及入土深度有关,一般预制桩、灌注桩,2、静载试验,一级和部分二级建筑必须做，试桩数1%且不少于3根。,装置、方法：锚桩横梁装置（图），压重平台反力装置等,试桩、锚桩、基准桩间距4d，
5、且2m,分级加载，稳定后读数，详见规范。,极限荷载：1）第二转折点 或 2）沉降达40-60mm,变异系数d0.15时l=1； d0.15时l1，查表求l,对群桩再考虑群桩效应（见后）,极限承载力标准值：,四、横向承载力,横向力：风、地震、吊车制动荷载、水中结构受风浪荷载、非对称开挖,横载为主时往往用斜桩，但对一般工业与民用建筑，水平载不大，可用竖桩抗水平力本节主要讨论此,桩身强度控制的可能性大，因桩本身抗横向荷载能力低。,问题复杂，和桩土刚度、强度，桩入土深度、桩顶约束有关。,横向荷载试验,用于横向荷载较大的一级建筑,装置、方法：二根试桩，循环加载（每级均卸载到0）或单调加载（视荷载情况），
6、分级，到破坏或位移达30-40mm。,极限荷载：,Hu位移陡增前一级荷载（见图，注意凹向）,一、群桩工作特点,端承型桩： 桩端土硬，群桩时变形也不大（相对单桩说要大）。桩端面积小，即使间距小，相互间影响也不大。,群桩承载力=各单桩之和,8- 桩基计算,摩擦型桩：,桩距6d：相互影响不大,桩距6d：,沉降加大: 桩间土及桩端土附加应力重叠，使附加应力及影响深度均加大，从而使沉降加大；桩间土应力重叠，使变形加大，使qs减小，更多荷载由桩端土承受，亦加大沉降，下层土压缩比例上升。,定义：,可能大于1，也可能小于1。打入式群桩挤土在砂土中可使qs增大。,承载力： 如要群桩沉降=单桩沉降，则承载力降低，
7、但这样要求不必要。,二、承台下土对荷载的分担 （低承台）,荷载分配过程：承台浇筑后，其自重主要由土承担，其后荷载由桩承受，桩下沉，使土分担上升，桩土承台共同作用。,群桩效应系数：,影响h的因素：,桩距 h ； S4d h才可观； L h ； 桩间土Es h ； 桩端土Es h ； Q h ,三、桩基竖向承载力验算,1、桩基规范方法,（1）求群桩中单桩平均承载力,用群桩分项效应系数法,分项系数gs、gp 查表,对端承桩，或桩距大于6d，或桩数小于3时， 不考虑群桩效应。,（2）各单桩验算,荷载分给桩，因承台下土的分担已含于R,中心荷载：,偏心荷载：,2、地基基础规范方法,仅考虑深度修正！,方法：
8、埋深d+l，扩散角a=fav/4,3、软下卧层验算,Sa6d的群桩,G承台及承台上土重设计值；,sz附加压力（欠准确）,q扩散角，查表,qwuk深度修正后的极限承载力标准值,五、桩基沉降计算,一般不用验算，但土软，荷载重时应验算。,8-4 桩基设计步骤,一、收集资料,二、定持力层、桩型、尺寸，初定承台标高,三、确定单桩承载力设计值R,在桩长变化不大的情况下尽量将桩端放在好土层,利用概述一节的知识,注意临界深度、厚度,布桩原则：,偏心小,布在外围,桩距一般3-4d， 但有时取大一些，增加土的分担。平面布置有方格形、梅花型,尽可能布在墙下、柱下,五、桩基验算,六、承台计算,七、绘施工图,以下仅介绍
9、承台计算：,承台的刚度、强度要保证，其设计很重要,（一）埋深/外形尺寸/构造要求,埋深：同浅基础（低承台）；,外形：同一般浅基础,构造要求：厚度300，B 500，砼强度等级C15，桩嵌入承台长度50-100，外挑尺寸等均有规定,（二）厚度计算,主要由冲切控制，同时验算剪切，因破坏面、荷载不同（均相同时，对C20以上砼，冲切控制。因冲切是斜截面破坏中的斜拉破坏。）,而弯曲计算则给出配筋。,柱冲切：,冲切面过柱边和桩边，角度45（变阶处也应验算）,且要求取值在0.2, 1.0,a0xa0y时，分别用ax、ay,角桩冲切 （向上）,因在角部，不封闭，a减小， l仍在0.2, 1.0,抗剪计算: 破
10、坏面不再为环形,l在0.3, 3.0,(三）抗弯计算,同样用净反力。,其他验算：对预制桩应进行吊装验算、锤击验算等,返回,(单向弯曲),8-5 其他深基础简介,墩基：大直径短桩，主要端承,沉井：逐渐沉下，再封底。多用于桥墩基础，例南京长江大桥1号墩基25x20m，深55m,沉箱：似沉井，但有压力箱止水，对施工人员的健康有害。,地下连续墙：分段施工，多用于基坑支护，亦可用于地下室外墙、桥墩基础。摩擦为主。,钱塘江大桥（1937年建成，又炸毁），死4人；美国Eeds桥死12人。我国自1950年代修武汉长江大桥时创管柱基础后，不再用。国外仍用。,返回,例题8.1,已知永久荷载设计值F=7840kN,Mx=180kN.m,My=680kN.m 拟用钢筋混凝土预制方桩，b=400mm,l=25.3m，安全等级二级，混凝土采用 C30，钢筋II级,解：,1.桩类型尺寸已定,2.确定单桩承载力设计值R,3.初选根数,4.初选承台,5.单桩验算,6.承台设计,1）桩顶净反力计算,2）柱冲切验算,3）角桩冲切验算（1号桩）,4）抗剪切验算（1+4号桩）,5）抗弯计算,