土力学与基础工程 教学课件 作者 代国忠 第8章桩基础(1).ppt

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1、8.1概述8.2竖向荷载下单桩受力性状8.3桩基竖向承载力计算8.4桩基沉降计算8.5桩基水平承载力8.6桩身受压承载力与抗裂计算8.7承台设计计算8.8桩基础设计与应用举例第8章桩基础8.1概述8.1.1桩基础概念和作用桩基础又称桩基，是一种深基础，它是由延伸到地层深部的基桩和连结桩顶的承台组成。桩基可以承受竖向荷载，也可以承受横向荷载。a）低承台桩基b）高承台桩基c）水平受荷桩基图8-1桩基础示意图基桩：指群桩基础中的单桩。复合基桩：指单桩及其对应面积的承台底地基土组成复合承载基桩。桩基础功能是通过桩身侧壁摩阻力和桩端阻力将上部结构的荷载传递

2、到深处的地基上。上海浦东88层高420.5m的金贸大厦，桩基础的桩入土深度超过80m。事实上，桩基础已经成为松软深厚地基上高层建筑的主要基础形式。1893年美国芝加哥人工挖孔桩的问世。挖孔桩问世约50年后，随着大功率钻孔机具研制成功，钻孔灌注桩也首先在美国问世。现在:木桩、钢筋混凝土预制桩、钻孔灌注桩、钢板桩；常压灌注混凝土桩、高压灌注桩、超流态混凝土桩等。发展概况：5000年的发展历史。1、用于荷载大且对地基沉降要求严格的高层建筑基础；2、道路、铁路、轨道交通等桥梁工程基础3、基坑护坡工程桩墙；4、工业场房基础；5、油罐、烟囱、塔楼等特殊建筑物

3、基础；6、抗震工程、滑坡治理工程；7、基础托换工程；8、精密机械设备基础；9、复合地基箱桩基础等其它工程。8.1.2桩基础的应用范围桩基可应用于各种工程地质条件和各种类型的建筑工程，尤其适用于建造在软弱地基上高层、重型建（构）筑物。桩基础主要用于高层建筑基础；道路、铁路、轨道交通等桥梁工程基础；工业场房基础，精密机械设备基础；油罐、烟囱、塔楼等特殊建筑物基础；抗震工程、滑坡治理工程，基础托换工程等工程领域。桩基作为深基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、沉降速率低而收敛快等特性。桩基础缺点：桩基础工程造价较高；桩基础的施工比一般浅基础复杂（

4、但比沉井、沉箱等深基础简单）；以打入等方式沉桩存在振动及噪音等环境问题；泥浆护壁钻孔灌注桩对场地环境卫生带来影响。现场灌注护坡桩造价低软土层新加坡发展银行,四墩,每墩直径7.3m将荷载传递到下部好土层,承载力高大直径钻孔桩风化砂岩及粉砂岩部分风化及不风化泥岩8.1.3桩基础的分类1．按承载性状分类根据摩阻力和端阻力占外荷载的比例大小将桩基分为摩擦型桩（纯摩擦桩、端承摩擦桩）和端承型桩（纯端承桩、摩擦端承桩）两大类。a）摩擦型桩b）端承型桩图8-2桩的承载性状1）纯摩擦桩。在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受，桩端阻力忽略不计。例如，桩底残留

5、虚土或沉渣的灌注桩；桩端脱空的打入桩等。2）端承摩擦桩。在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩侧阻力承受，桩端阻力占少量比例。例如，置于软塑状态粘土中的长桩。3）端承桩。在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受。当桩的长径比较小(小于10)，桩端设置在密实砂类、碎石类土层中或位于中、微风化及新鲜基岩中时，桩侧阻力可忽略不计，属端承桩。4）摩擦端承桩。在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受。通常桩端进入中密以上的砂类、碎石类土层中或位于中、微风化及新鲜基岩顶面。这类桩的侧阻力虽属次要，但不可忽略。2．按成桩方式分类1）非挤土桩。干作业挖孔桩

6、，泥浆护壁钻（冲）孔桩，套管护壁灌注桩，这类在成桩过程中基本上对桩相邻土不产生挤土效应的桩。2）部分挤土桩。当挤土桩无法施工时，可采用预钻小孔后打较大直径预制或灌注桩的施工方法；或打入部分敞口桩，如部分挤土沉管灌注桩，预钻孔打入式预制桩，打入式敞口桩等。3）挤土桩。打入式预制桩或沉管灌注桩，在成桩过程中，桩周围土被压密或挤开，使周围土层受到严重挠动，土的原始结构会遭到破坏。3．按桩径大小分类8.1.4常用桩的类型及其适用性1．预制钢筋混凝土桩1）制造质量高、耐久性好；承载力较高且易于保证。2）钢筋配筋量大、打桩荷载可能比桩身承载能力大。3）打桩噪

7、音大、挤土量大、桩径小，地层及桩长受限。4）接桩难度大。钢板焊接法、法兰盘法及硫磺胶泥浆锚法等。预制桩根据沉桩方法可分为锤击桩、振动沉桩及静压桩等。锤击桩沉桩的实际深度应根据桩位处桩端土层的深度而确定。施工时以最后贯入度和桩尖设计标高两方面控制。最后贯入度系指沉至某标高时，每次锤击的沉入量，通常以最后每阵的平均贯入量表示。静压桩的施工参数是不同深度的压桩力。离心预应力预制钢筋混凝土静压桩机柴油打桩机它包括各种钻孔灌注桩、振动沉管灌注桩和干作业法（螺旋钻、钻斗及人工挖孔等）。（1）适合各类地层成桩，钻孔桩的桩长、桩径不受限，但沉管桩因挤土量大桩长、

8、桩径将受到一定限制；（2）没有接桩的问题，桩的耐久性好；（3）桩身配筋比钢筋混凝土预制桩少，单桩承载力高；（4）可实施扩底或支盘，以增大