桩基础-建筑基础培训讲义

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1、第七章 桩基础第一节 概述1 桩基的作用 桩基-桩是深入土层的柱型构件，柱与连接桩 顶的承台组成深基础。 其作用-将上部结构的荷载，通过较弱地层或 水传递到深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层 2、特点：（1） 承载力高；（2） 稳定性好；（3） 沉降小；（4） 便于机械化施工。桩基础已成为建筑、交通、水利、港口等工程中广 为采用的基础形式。 第一节 概述3、应用桩基础主要通过作用于桩尖土层的阻力和桩周土的 摩阻力来支承轴向荷载，也可利用桩侧土的侧向阻 力抵抗水平荷载。 通常遇以下情况时可选用桩基础： (1) 对地基沉降要求严格，不允许有不均匀或过大沉 降的建筑物； (2) 采用地基加固措施不合

2、适的软弱地基或特殊土地 基；第一节 概述(3) 当施工水位或地下水位很高或基础位于水中的建 筑物； (4) 高耸建筑物等； (5) 建筑物受到大面积地面超载的影响，或软土上活 荷载比较大的筒仓、油库等； (6) 承受大荷载、动荷载、大偏心荷载的建筑物； (7) 精密或大型设备的基础，对基础振动有较高要求 的建筑； (8) 意义重大或需长期保存的建筑物。第一节 概述a）桩筏基础； b)单桩单柱基础； c)厂房与设备桩基建筑物桩基第一节 概述第一节 概述桥梁桩基港湾和海洋构筑物桩基影响桩基承载力的因素甚多，主要有以下几方面 ：(1)桩侧土的性质与土层分布;(2). 桩端土层的性质;(3). 桩身与

3、桩底的几何特征;(4). 成桩效应第一节 概述5 桩基设计内容桩基设计的基本内容包括下列:(1) 选择桩的类型和几何尺寸;(2) 确定单桩竖向(和水平向)承载力设计值;(3) 确定桩的数量、间距和布置方式；(4）验算桩基的承载力和沉降；(5）桩身结构设计；(6）承台设计；(7）绘制桩基施工图第一节 概述1、端承型桩 （1）端承桩在极限承载力状态，桩顶荷载由桩端承受， 桩侧阻力可忽略不计。 （2） 摩擦端承桩在极限承载力状态，桩顶荷载主要由桩端阻 力承受，桩侧阻力属次要地位。第二节 桩的分类2、摩擦型桩（1）摩擦桩竖向极限荷载作用下，桩顶荷载绝大部分由桩侧阻 力承担，桩端阻力可忽略不计。 （2）

4、端承摩擦桩桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，大 部分由桩侧阻力承担。第二节 桩的分类(1) 竖向抗压桩，以承受竖向荷载为主的桩；(2) 竖向抗拔桩，以承受竖向上拔荷载为主的桩；(3) 水平受荷桩，以承受水平荷载为主的桩；(4) 复合受荷桩，所受的竖向、水平荷载均较大的 桩。 第二节 桩的分类(a）受压桩 (b）抗拔桩 (c）横向荷载主动桩 (d横向荷载被动桩不同功能的桩第二节 桩的分类1、 混凝土桩（1） 预制桩 在工厂或工地预先将桩身制作好 ，待就位后用打入或射水法将桩送入土中（2） 灌注桩 用机械或人工在现场开孔，就地 浇筑混凝土而形成的桩2、 钢桩 钢桩主要有钢管桩、H型钢桩和钢

5、板桩3、 木桩 第二节 桩的分类按照成桩的方法和工艺，桩基础可分为：(1) 打入桩 将预制好的桩体用击打或振动的方法 打入地下成桩；（2）灌注桩 先成孔后浇筑混凝土；（3）静压桩 利用机械以强力将预制桩压入到设计 位置。 第二节 桩的分类接成桩方法划分的桩第二节 桩的分类预制桩 粘性土 触变性 1、挤土桩沉管灌注桩 无粘性土2、部分挤土桩（小量挤土桩）开口钢管桩 力学指标取原状土的H型钢桩开口的预应力钢筋混凝土桩3、非挤土桩预钻孔的钢筋混凝土桩钻（挖、冲孔）灌注桩第二节 桩的分类按照桩径大小，桩基础可分为： （1）小桩 (d250mm)； （2）中等直径桩 （250mmd800mm）； （3）

6、大直径桩 （d800mm）工程中选用何种桩型，受地质条件、场地条件、承 载力要求、施工设备、地下水位和经济条件等方面 的限制。 第二节 桩的分类一、桩、土体系的荷载传递桩侧阻力与桩端阻力的发挥过程就是桩、土体系荷载的传 递过程。桩士体系荷载传递分析第三节 单桩竖向承载力的确定按材料强度计算单桩竖向承载力时，将桩视为一轴向 受压构件，混凝土桩单桩竖向承载力设计值公式：（1） 式中： R 单桩竖 向承载力设计值 ； 混凝轴心受压构件的稳定系数；fc 混凝土轴心抗压强度设计值 ； 纵向受力钢筋的抗压强度设计值 ；Ac 桩身横截面面积； 纵向受力钢筋的截面面积。 第三节 单桩竖向承载力的确定静载试验是

7、在施工现场进行的，考虑： （1）地基土的支承能力； （2）桩身材料强度对承载力的影响。规范规定，对于一级建筑物必须通过静荷载试验， 同一条件下的试桩数不宜少于总桩数的1%，并不少 于3根；工程桩总数在50根以内时，不应少于2根。对于地基条件复杂、桩的施工质量可靠性低等某些 情况下的二级建筑桩基，也须通过静荷载试验。 第三节 单桩竖向承载力的确定测出n根试桩极限承载力 后，可通过统计的方法， 确定单桩竖向极限承载力 的标准值： (2)第三节 单桩竖向承载力的确定静力触探法在确定混凝土预制桩的竖向承载力时被广 泛应用。 根据探头的不同分为单桥探头法和双桥探头法。第三节 单桩竖向承载力的确定（1）根

8、据单桥静力触探确定第三节 单桩竖向承载力的确定（3）根据双桥静力触探确定第三节 单桩竖向承载力的确定（4）根据经验参数确定第三节 单桩竖向承载力的确定第四节 群桩效应实际工程中，大多的情况并不是由一根桩 单独承担荷载，而是由承台将若干根桩连成一 个整体共同承担外荷载，形成群桩。群桩是一 个复杂的传力体系，它的承载性能不同于单桩 ，具有群桩效应。对于桩数超过3根的群桩基础，作用于承台上的荷载 实际上是由桩和地基共同承担的。(一) 端承型群桩基础端承桩组成的群桩基础，竖向荷载绝大部分由桩身 传递到桩端，桩底压力分布面积较小，各桩端的压 力可认为是互不影响的，群桩基础中各桩的工作状 态与单桩的情况基

9、本一致。此时群桩效应系数=1。（=群桩基础承载力单桩承载力之和） 第四节 群桩效应(二) 摩擦型群桩基础摩擦桩组成的群桩基础，主要通过每根桩的桩侧 摩擦力将上部荷载传递到桩周土及桩端土层中。 第四节 群桩效应二、群桩效应群桩效应一般针对摩擦型群桩。它主要 表现在承载力和沉降两个方面。由于群桩影 响而使承载力降低可以用群桩效应系数表示 ，而群桩沉降的增大可以用沉降比来表示。 采用这两个系数将群桩与单桩的性状进行比 较，并以此来评价群桩的工作性能。第四节 群桩效应第四节 群桩效应（1） 群桩效应系数第四节 群桩效应（2）沉降比（3）群桩效应系数和沉降比的特征群桩效应系数 越小，长径比 越大 。即群

10、桩效应越强，则群桩承载力越低、沉 降越大。和 的定量评价是一个复杂的问题 ，主要受桩距、桩数、土质、土层构造、桩 径、桩的类型、桩的排列方式等的影响。第四节 群桩效应三、群桩竖向承载力标准值第四节 群桩效应大多数桩基是以承受竖向荷载为主。一、对于轴心受压（ Mx = My =0），群桩中基桩的 桩顶作用效应为：第五节 桩基承载力和沉降验算轴心竖向荷载作用下，应满足 ：偏心竖向荷载作用下，除满足上式外，还要满足 ： 建筑桩基重要性系数。对于一、二、三级建筑桩基，分别取1.1，1.0， 0.9；对于柱下单桩的一级建筑桩基，取1.2。第五节 桩基承载力和沉降验算第五节 桩基承载力和沉降验算在偏心竖向

11、荷载作用下，群桩中基桩的桩顶 作用效应为： 考虑地震作用的效应组合时，应满足： 轴心受压： N1.25R 偏心受压： Nmax1.5R第五节 桩基承载力和沉降验算第六节 桩基水平承载力与位移以承受水平荷载为主的桩基，可采用斜桩。 一般当水平荷载与竖直荷载的合力与垂线的夹角不超 过50时，采用竖直桩能满足要求。 确定桩水平承载力的具体方法大致分为两类： (1) 直接试验法； (2) 理论分析计算法。第六节 桩基水平承载力与位移（一）、直接试验法（1）由单桩水平静载荷试验确定循环荷载试验方法：模拟风浪、地震、机器 扰力等动力水平荷载。连续加载试验方法：模拟桥台、挡墙等长期 静止水平荷载。第六节 桩

12、基水平承载力与位移第六节 桩基水平承载力与位移循环荷载试验法水平力时间位移曲线第六节 桩基水平承载力与位移连续加载试验法水平力位移曲线水平力位移梯度曲线第六节 桩基水平承载力与位移（二） 按弹性地基理论计算基本假设地基反力系数沿深度的分布图式第六节 桩基水平承载力与位移第六节 桩基水平承载力与位移地基反力系数的四种分布图式，可用下面的 通式表达： CZ=KZn式中：Z为深度，K为比例系数，n为指数，反映 地基反力系数随深度而变化的情况。（三）按临界荷载估算确定第六节 桩基水平承载力与位移第七节 桩基设计进行桩基设计前应进行调查研究：(1) 建筑物上部结构的类型、构造以及上部结 构的荷载；(2)

13、 符合国家现行规范规定的工程地质勘探报 告和现场勘察资料；(3) 当地建筑材料的供应及施工条件；(4) 施工场地及周围环境。第七节 桩基设计 我国使用的桩主要是钢筋混凝土桩。 钢筋级别按混凝土强度等级相应选级、 级或级。桩型的选择应根据上部结构荷载的大小及性质 、工程地质条件、施工条件等进行综合考虑第七节 桩基设计（一） 基桩根数的确定 初拟桩数时，大多不考虑群桩效应及承台底 面处地基土的承载力，当桩基为轴心受压时， 基桩数 n 可按下式估算：F 作用在承台顶面的竖向力设计值；G 桩基承台及承台上填土自重的设计值； R 单桩竖向承载力设计值。 （二）桩间距的确定桩间距一般取为45倍桩径，不可太大（桩间 距太大会增加承台的体积和用料），也不可太 小（桩间距太小会造成施工困难，桩的承载力 得不到发挥）。桩的最小中心距应符合建筑桩基技术规范 规定。对于大面积桩群，尤其是挤密桩，桩的 最小中心距应适量加大。第七节 桩基设计第七节 桩基设计（三） 桩的平面布置 根据桩基的受力情况，桩可采用多种形式的 平面布置。 布置时应尽量使上部荷载的中心与桩群的中 心重合或接近，以使桩基中各桩受力比较均匀 。 当作用在承台底面的弯矩较大时，应设法增 大桩基横截面的惯性矩。