第4章

樁基礎(chǔ)合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITY

OF

TECHNOLOGY勤

奮

嚴(yán)

謹(jǐn)

求

實(shí)

創(chuàng)

新厚

德

篤

學(xué)

崇

實(shí)

尚

新基礎(chǔ)工程樁的定義設(shè)置于土中的豎直或傾斜的柱型構(gòu)件，

在豎向荷載作用下，通過樁土之間的

摩擦力(樁側(cè)摩阻力)和樁端土的承

載力(樁端阻力)來承受和傳遞上部

結(jié)構(gòu)的荷載。樁基礎(chǔ)由設(shè)置于巖土中的樁和與樁頂連接的承臺(tái)共同組成的基礎(chǔ)或由柱與樁直接連接的單樁

基礎(chǔ)。4.1概述一、樁基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)1.承載力高2.沉降量小3.能承受一定的水平荷載和上撥力，穩(wěn)定性好4.可以提高地基基礎(chǔ)的剛度、改變其自振頻率5.可提高建筑物的抗震能力6.便于實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)工程機(jī)械化和工業(yè)化樁基礎(chǔ)的突出優(yōu)點(diǎn)：承載力高、變形量小、抗液化、抗拉拔能力強(qiáng)。4.1.1樁基礎(chǔ)的適用性合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY二、樁基礎(chǔ)的適用范圍(1)不允許地基有過大沉降和不均勻沉

降的高層建筑或其他重要建筑；(2)地基軟弱；或特殊地基；(3)除承受較大豎向荷載外，尚有較大

偏心荷載、水平荷載、動(dòng)力或周期性荷

載；(4)對(duì)沉降非常敏感的建筑，如精密儀器。(5)地下水位高；位于水中的構(gòu)筑物(6)需要長(zhǎng)期保存，具有重要?dú)v史意義

的建筑物合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY二、樁基設(shè)計(jì)原則(一)樁基的極限狀態(tài)1.承載能力極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于樁基達(dá)到最大承載力導(dǎo)致整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼

續(xù)承載的變形。2.正常使用極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于樁基達(dá)到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值或達(dá)到

耐久性要求的某項(xiàng)限值。1.樁基必須是安全適用的。2.樁基設(shè)計(jì)必須是合理的。3.樁基設(shè)計(jì)必須是經(jīng)濟(jì)的。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY4.1.2樁基設(shè)計(jì)原則一、基本要求建筑類型(1)

重要建筑物；(2)

30層以上或高度超過100m的高層建筑；(3)體型復(fù)雜，層數(shù)相差超過10層的高低層(含純地下室)連體建筑；(4)20層以上框架一核心筒結(jié)構(gòu)及其他對(duì)差異沉降有特殊要求的建筑；(5)場(chǎng)地和地基條件復(fù)雜的七層以上的一般建筑及坡地、岸邊建筑；6

對(duì)相鄰既有工程影響較大的建筑甲

級(jí)丙級(jí)以外的建筑；場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的七層及七層以的一般建筑。功能重要、荷載大、重心高、風(fēng)載和地震作用效應(yīng)大荷載和場(chǎng)分幫條作殊差異沉降適應(yīng)能力差(二)建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)劃分合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY計(jì)

級(jí)

級(jí)

級(jí)

級(jí)設(shè)

等

甲

乙

丙1、應(yīng)根據(jù)樁基的使用功能和受理特征分別進(jìn)行樁基的

豎向承載力和水平承載力計(jì)算；2、樁

身

(含樁身壓曲、鋼管樁局部壓曲)和承臺(tái)結(jié)構(gòu)

承載力計(jì)算；3、軟弱下臥層驗(yàn)算；4、坡地、岸邊樁基整體穩(wěn)定性驗(yàn)算；5、抗浮、抗拔樁基的抗拔承載力

(基樁和群樁)驗(yàn)算；6、抗震設(shè)防區(qū)抗震承載力驗(yàn)算。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(三)樁基計(jì)算規(guī)定(四)應(yīng)計(jì)算沉降的樁基1、設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的非嵌巖樁和非深厚堅(jiān)硬持力層

的建筑樁基；2、設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的體型復(fù)雜、荷載分布顯著不均勻

或樁端平面以下存在軟弱土層的建筑樁基；3、軟土地基多層建筑減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。(五)應(yīng)計(jì)算水平位移的樁基受水平荷載較大、或?qū)λ轿灰朴袊?yán)格限制的樁基。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第4章

樁基礎(chǔ)合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITY

OF

TECHNOLOGY勤

奮

嚴(yán)

謹(jǐn)

求

實(shí)

創(chuàng)

新厚

德

篤

學(xué)

崇

實(shí)

尚

新基礎(chǔ)工程4.2樁的分類1、按承載性狀2、按施工方法3、按承臺(tái)位置4、按樁的設(shè)置效應(yīng)5、。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY分類標(biāo)準(zhǔn)亞類純摩擦樁

在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁側(cè)阻力承受端承摩擦樁

在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載主要由樁側(cè)阻力承受純端承樁

在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁端阻力承受摩擦端承樁在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載主要由樁端阻力承受端承型樁

摩擦型樁按承載性狀分類摩擦型樁端承型樁分類類型按承載性狀分1、依據(jù)(1)預(yù)制樁在施工前預(yù)先制作成型，再用各種機(jī)械設(shè)備把它沉入地基至設(shè)計(jì)標(biāo)

高的樁，稱為預(yù)制樁。預(yù)制樁可以是木樁、鋼樁或鋼筋混凝土樁等。沉樁方法有氣錘打入、振動(dòng)沉樁、靜壓樁等。(2)灌注樁灌注樁為在建筑工地現(xiàn)場(chǎng)通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段

在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。依照成孔方法不同，灌注樁可分為鉆(沖)孔灌注樁、沉管灌注樁和

挖孔灌注樁等幾大類。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2、按樁的施工方法分類(一)預(yù)制樁1.

打入樁(錘擊樁)2.振動(dòng)下沉樁3.

靜力壓樁合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGYOGY綁扎鋼筋龍施

工

方

法

：將各種預(yù)先制好的樁(主要是鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土實(shí)心樁或管樁，也有鋼樁或木樁)以不同的沉樁方式(設(shè)備)沉入地基內(nèi)達(dá)到所需要的深度。預(yù)制樁是按設(shè)計(jì)要求在地面良好條件下制作(長(zhǎng)樁可在樁端

設(shè)置鋼板、法蘭盤等接樁構(gòu)造分節(jié)制作),樁體質(zhì)量高，可大量

工廠批量生產(chǎn)，加速施工進(jìn)度。適

用

：一般土地基，但較難沉入堅(jiān)實(shí)地層。沉樁有明顯的排擠土體作用，應(yīng)考慮對(duì)鄰近結(jié)構(gòu)(包括鄰近基樁)的影響。在運(yùn)輸、吊

裝和沉樁過程中應(yīng)注意避免損壞樁身。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY施工方法：是通過錘擊(或以高壓射水輔助)將預(yù)制

樁沉入地基。適用：樁徑較小(一般直徑在0.6m以下，但國(guó)內(nèi)最大

管樁直徑已達(dá)1m),地基土質(zhì)為可塑狀粘性土、砂性

土、粉土、細(xì)砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎

卵石類土的情況。問題：有較大的振動(dòng)和噪聲，在城市建筑密集地區(qū)

施工，須考慮對(duì)環(huán)境的影響。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY打入樁(錘擊樁)全肥工蘋大學(xué)LOGY合肥工紫大學(xué)HNOLOGY杭州灣大橋工程：被

譽(yù)為“定海神針”的杭州灣跨海大橋鋼管樁，臨時(shí)航道的270根，深水區(qū)四個(gè)標(biāo)段

的

5

1

6

4

根

。20

0

3

年11

月

1

5日，中港二航局“航工樁7號(hào)”打樁船打下大橋主體

工程第一根鋼管樁。多功能打樁船

—

海力801施

工

方

法：

將大功率的振動(dòng)打樁機(jī)安裝在樁頂，一方面利用振動(dòng)以減小土對(duì)樁的阻力，另方面用向

下的振動(dòng)力使樁沉入土中。適

用

：

可塑狀的粘性土和砂土，用于土的抗剪強(qiáng)度受振動(dòng)時(shí)有較大降低的砂土等地基和自重不大

的鋼樁，其效果更為明顯。沉樁困難時(shí)可采用射水

輔助振動(dòng)沉樁。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY振動(dòng)下沉樁施工方法：借助樁架自重及樁架上的壓重，通

過液壓或滑輪組提供的靜反力將預(yù)制樁壓

入土中的樁。適

用：較均質(zhì)的可塑狀粘性土地基，對(duì)于

砂土及其他較堅(jiān)硬土層，由于壓樁阻力大而不宜采用。優(yōu)

缺

點(diǎn)

：靜力壓樁在施工過程中無振動(dòng)、無噪聲，并能避免錘擊時(shí)樁頂及樁身的損傷

,但較長(zhǎng)樁分節(jié)壓入時(shí)受壓樁架高度的限

制，使接頭變多會(huì)影響壓樁的效率。圖3-5滑輪組壓樁法示意圖1-樁身；2-錨梁；3-壓樁架底梁；4-定滑輪；

5-壓梁；6-壓力表；7-測(cè)力計(jì)；8-動(dòng)滑輪；9-

接絞車鋼絲繩合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITY

OFTECHNOLOGY靜力壓樁(二)灌注樁1.

鉆孔灌注樁2.

挖孔灌注樁3.

沉管灌注樁合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY施

工

方

法

：用鉆(沖)孔機(jī)具在土中鉆進(jìn)，邊破碎土體邊出土渣而成

孔，然后在孔內(nèi)放入鋼筋骨架，灌注混凝土而形成的樁。為了順利成孔、成樁，需采用包括制備有一定要求的泥漿

護(hù)壁、提高孔內(nèi)泥漿水的水位、灌注水下混凝土等相應(yīng)的

施工工藝和方法。優(yōu)

點(diǎn)

：鉆孔灌注樁的施工設(shè)備簡(jiǎn)單，操作尚方便。缺

點(diǎn)

：由于泥漿的排放處理，在城市中的應(yīng)用有時(shí)會(huì)受到一定的限制

。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY鉆孔灌注樁適

用

：各種粘性土、砂性土，也適用于碎、卵石類土和巖層。對(duì)于易坍孔土質(zhì)及可能發(fā)生流沙或有承壓水的地基，施工難

度較大，施工前應(yīng)做試樁以取得經(jīng)驗(yàn)。國(guó)內(nèi)鉆孔灌注樁的應(yīng)

用日益廣泛，我國(guó)施工的鉆孔灌注樁最大深度已達(dá)百余米。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY沖擊鉆頭施

工

方

法

：依靠人工(用部分機(jī)械配合)或機(jī)械在地基中挖出樁孔，然

后澆筑鋼筋混凝土或混凝土所形成樁。特

點(diǎn)

：受設(shè)備限制，施工簡(jiǎn)單。挖孔樁樁徑較大，

一般大于1.4m;

為確保施工安全，挖孔深度不宜太深。能直接檢驗(yàn)孔

壁和孔底土質(zhì)以保證樁的質(zhì)量。為增大樁底支承力，可用開

挖辦法擴(kuò)大樁底。適

用

：無水或滲水量小的地層，對(duì)可能發(fā)生流沙或含較厚的軟

粘土層地基，這種施工方法較為困難(需要加強(qiáng)孔壁支撐)。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY挖孔灌注樁柱插筋插筋箍筋p8e200主筋2222加勁筋φ1662000扶壁20002600挖孔樁主要適用于粘性土和地下水位

較低的條件，最忌在含水砂層中施工，

因易引起流砂坍孔，十分危險(xiǎn)。人工挖孔樁示例1100160012300

200009

009施

工

方

法：

沉管灌注樁系指采用錘擊或振動(dòng)的方法把帶有鋼

筋混凝土的樁尖或帶有活瓣式樁尖(沉管時(shí)樁尖閉合，拔管時(shí)活

瓣張開)的鋼套管沉入土層中成孔，然后在套管內(nèi)放置鋼筋籠，

并邊灌注混凝土邊拔套管而形成的灌注樁，也可將鋼套管打入土

中擠土成孔后向套管中灌注混凝土并撥出套管成樁。a)b)

c)

d)

e)

f)(a)就

位

；(b)

沉

管

；(c)

灌注混凝土；

(d)

拔管振動(dòng)；

(e)

下鋼筋籠；(f)灌注成型沉管灌注樁特

點(diǎn)

：

由于采用了套管，可以避免鉆孔灌注樁施工中可能

產(chǎn)生的流砂、坍孔的危害和由泥漿護(hù)壁所帶來的排渣等弊病。

但樁的直徑較小，常用的尺寸在0.6m以下，樁長(zhǎng)常在20m以內(nèi)。

在軟粘土中，由于沉管的擠壓作用對(duì)鄰樁有擠壓影響，且擠壓時(shí)產(chǎn)生的孔隙水壓力易使拔管時(shí)出現(xiàn)混凝土樁縮頸和吊腳現(xiàn)象適

用

：

粘性土、砂性土、砂土地基。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY上部結(jié)構(gòu)承臺(tái)樁軟弱土層堅(jiān)實(shí)土層低承臺(tái)樁：承臺(tái)在地面以下，承臺(tái)本身承擔(dān)部分荷載上部結(jié)構(gòu)承臺(tái)軟弱土層堅(jiān)實(shí)土層高承臺(tái)樁承臺(tái)在地面以上，

橋樁，碼頭，棧橋。按承臺(tái)與地面的相對(duì)位置分類3、(1)非擠土樁：成樁過程對(duì)樁周圍的土無擠壓作用的樁稱為非擠土樁。主要有：鉆(沖)孔樁，挖孔樁。(2)部分?jǐn)D土樁(少量擠土樁):成樁過程對(duì)周圍土產(chǎn)生部分?jǐn)D壓作用的樁稱為部分?jǐn)D土樁。主要有：工型或

H

型鋼樁，鋼板樁，開口鋼管樁，開口鋼筋混凝土管樁。(3)擠土樁：成樁過程中，樁孔中的土未取出，全部擠壓到樁的四周，

這類樁稱為擠土樁。主要有：木樁、鋼筋混凝土樁，閉口的鋼管樁或鋼筋混凝土管樁，

沉管灌注樁。按成樁方法和成樁過程的擠土效應(yīng)分類合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY4、小直徑樁

(d≤250mm)

、

中等直徑樁(250≤d≤800)和大直徑樁

(d≥800mm)等。豎向抗壓樁、豎向抗拔樁、水平受荷樁以及復(fù)合受荷樁。木樁、混凝土樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁以及組合材料樁。5、按樁的使用功能分類合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY6、按樁身材料分類7、按樁徑大小分類一、單樁承載力的構(gòu)成

樁側(cè)阻力地基土對(duì)樁的支承作用

樁端阻力

但兩者并不是步發(fā)揮的

■隨著荷載增加，樁身上部側(cè)阻力先于下部側(cè)阻力的發(fā)揮

個(gè)■

一般摩擦樁，側(cè)阻力先于端阻力發(fā)揮，側(cè)阻發(fā)揮的比

例明顯高于端阻■對(duì)于長(zhǎng)樁，即使樁端土很好，工作荷載下端阻力也很

難發(fā)揮。4.3豎向荷載下單樁的工作性能合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY4.3.1樁的荷載傳遞

圖

4

-

9單樁軸向荷載傳遞(a)

微

樁

段

的

受力

情

況

；(b)

軸向受壓的單樁；(c)

截

面

位

移

；(d)

摩阻力分布：(e)

軸

力

分

布N=f(Q,Z)設(shè)樁身軸力為N,樁身軸力是樁頂荷載Q與深度Z的函數(shù)(a)Tu=Ca+σxtanφa樁截面位移樁側(cè)摩阻力是樁界面對(duì)樁周土相對(duì)位移δ的函數(shù)■

極限值樁的側(cè)摩阻力樁側(cè)摩阻力一、單樁的破壞模式影響因素樁周土的抗剪強(qiáng)度樁端支承情況

樁的尺寸樁的類型3.2單樁的破壞模式4.屈曲破壞

整體剪切破壞

刺入破壞軸向荷載下基樁的破壞模式二、常見的單樁破壞模式(一)屈曲破壞當(dāng)樁底支承在堅(jiān)硬的土層或巖

層上，樁周土層極為軟弱，樁身無約

束或側(cè)向抵抗力。樁在軸向荷載作用

下，如同一細(xì)長(zhǎng)壓桿出現(xiàn)縱向撓曲破

壞，荷載～沉降(Q-S)關(guān)系曲線為“

急劇破壞”的陡降型，其沉降量很小,具有明確的破壞荷載。樁的承載力

取決于樁身的材料強(qiáng)度。如穿越深厚

淤泥質(zhì)土層中的小直徑端承樁或嵌巖

樁，細(xì)長(zhǎng)的木樁等多屬于此種破壞。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY屈曲破壞(a)

1z(二)整體剪切破壞當(dāng)具有足夠強(qiáng)度的樁穿過抗剪強(qiáng)度較低的土層，達(dá)到強(qiáng)度較高的土層，且

樁的長(zhǎng)度不大時(shí)，樁在軸向荷載作用下，

由于樁底上部土層不能阻止滑動(dòng)土楔的

形成，樁底土體形成滑動(dòng)面而出現(xiàn)整體

剪切破壞。此時(shí)樁的沉降量較小，樁側(cè)

摩阻力難以充分發(fā)揮，主要荷載由樁端

阻力承受，荷載～沉降(Q-S)關(guān)系曲線

也為陡降型，呈現(xiàn)明確的破壞荷載。樁

的承載力主要取決于樁端土的支承力。一般打入式短樁、鉆擴(kuò)短樁等均屬于此種破壞。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY整體剪切破壞(三)刺入破壞當(dāng)樁的入土深度較大或樁周土層抗剪強(qiáng)度

較均勻時(shí)，樁在軸向荷載作用下將出現(xiàn)刺入

破壞。此時(shí)樁頂荷載主要由樁側(cè)摩阻力承受，

樁端阻力極微，樁的沉降量較大。

一般當(dāng)樁

周土質(zhì)較軟弱時(shí)，

荷載～沉降(Q-S)關(guān)系曲

線為“漸進(jìn)破壞”的緩變型，無明顯拐點(diǎn)，極限荷載難以判斷，樁的承載力主要由上部

結(jié)構(gòu)所能承受的極限沉降s

確定；當(dāng)樁周土

的抗剪強(qiáng)度較高時(shí)，荷載～沉降(Q-S)關(guān)系曲

線可能為陡降型，有明顯拐點(diǎn)，樁的承載力

主要取決于樁周土的強(qiáng)度。

一般情況下的鉆

孔灌注樁多屬于此種情況。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY刺入破壞樁土之間相對(duì)位移的方向決定了樁側(cè)摩阻力的方向，當(dāng)樁周土

層相對(duì)于樁側(cè)向下位移時(shí)，樁側(cè)摩阻力方向向下，稱為負(fù)摩阻力。引起樁側(cè)負(fù)摩阻力的條件是

：樁側(cè)土體下沉必須大于樁的下沉。正摩阻

負(fù)摩阻4.3.3樁的負(fù)摩阻力合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY1、

考慮負(fù)摩阻力的情況：1)

樁穿過較厚松散填土、自重濕陷性土、欠固結(jié)土，而支承于堅(jiān)硬土層(硬粘性土、中密以上砂土、卵石層或巖層)

時(shí)；2)在樁周地面有大面積堆載或超填土?xí)r；3)軟土地區(qū)，樁周地下水位下降，使樁周土下沉?xí)r：4)擠土樁群施工結(jié)束后，孔隙水消散，隆起的或擾動(dòng)的土體

逐漸固結(jié)下沉?xí)r；5)自重濕陷性黃土浸水下沉或凍土融化下沉?xí)r。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY土位移S樁位移S

摩阻力

軸向力N對(duì)于下部為巖石的端承樁，可能全樁為負(fù)阻力；對(duì)于一般樁，因?yàn)闃锻炼加凶冃危暥叩南鄬?duì)位移量和方向而變。樁周土與樁截面沉降相等，兩者無相對(duì)位移發(fā)生，其摩阻力為零，這種摩阻力為零的點(diǎn)稱為中性點(diǎn)2、樁側(cè)負(fù)摩阻力的分布規(guī)律第4章

樁基礎(chǔ)合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITY

OF

TECHNOLOGY勤

奮

嚴(yán)

謹(jǐn)

求

實(shí)

創(chuàng)

新厚

德

篤

學(xué)

崇

實(shí)

尚

新基礎(chǔ)工程1按材料強(qiáng)度確定2用靜載試驗(yàn)確定3按設(shè)計(jì)規(guī)范經(jīng)驗(yàn)公式確定

4按動(dòng)測(cè)試樁法確定5樁的抗拔承載力4.4單樁豎向承載力的確定合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY1、設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑樁基，應(yīng)通過單樁靜載試驗(yàn)確定；2、設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的建筑樁基，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件簡(jiǎn)單時(shí)，可參照地質(zhì)條件

相同的試樁資料，結(jié)合靜力觸探等原位測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)綜合確定；

其余均應(yīng)通過單樁靜載試驗(yàn)確定；3、設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑樁基，可根據(jù)原位測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定。單樁的豎向極限承載力主要取決于兩方面：一是地基土對(duì)樁的支承能力；二是樁身的材料強(qiáng)度。單樁的豎向極限承載力：是指單樁在豎向荷載作用下，到達(dá)破壞狀態(tài)前或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大荷載。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》

JGJ94——2008

第5.3.1條規(guī)定：合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY4c——基樁成樁工藝系數(shù)fe——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；f,——縱向主筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；A?——縱向主筋截面面積。Aps——樁身截面面積；5.8.4

計(jì)算軸心受壓混凝土樁正截面受壓承載力時(shí)，

一般取穩(wěn)定系數(shù)φ=1.0。對(duì)于高承臺(tái)基樁、樁身穿越可液化土或不排水抗剪強(qiáng)度小于10kPa

的軟弱土層的基樁，應(yīng)考慮壓屈影響，可按本規(guī)

范式(5.8.2-1)、(5.8.2-2)計(jì)算所得樁身正截面受壓承載力乘以4折減。其穩(wěn)定系數(shù)4可根據(jù)

樁身壓屈計(jì)算長(zhǎng)度1.和樁的設(shè)計(jì)直徑d(或矩形樁短邊尺寸b)

確定。樁身壓屈計(jì)算長(zhǎng)度可根據(jù)樁頂

的約束情況、樁身露出地面的自由長(zhǎng)度l。、樁的入土長(zhǎng)度h、樁側(cè)和樁底的土質(zhì)條件應(yīng)按表5.8.4-1N≤4efeAs+0.9f,A?合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-20081、按材料強(qiáng)度確定確定。樁的穩(wěn)定系數(shù)可按表5.8.4-2確定。樁

頂

鉸

接樁

頂

固

接樁底支于非巖石土中樁底嵌于巖石內(nèi)樁底支于非巖石土中樁底嵌于巖石內(nèi)Ic=1.0×(lo+h)1。=0.7×Ic=0.7×(lo+h)1。=0.7×Ic=0.7×(lo+h)l。=0.5×(lo+h)l。=0.5×1。/d≤78.510.5121415.517192122.5241。/b≤810121416182022242628φ1.000.980.950.920.870.810.750.700.650.600.561。/d262829.5313334.536.5384041.5431。/b3032343638404244464850φ0.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.19樁的穩(wěn)

定系數(shù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范

JGJ94-2008表5.8.4-1

樁身壓屈計(jì)算長(zhǎng)度1。表5.8.4-2

樁身穩(wěn)定系數(shù)φ注：b為矩形樁短邊尺寸，d為樁直徑。注：1表中垂直靜載試驗(yàn)法：在樁頂逐級(jí)施加軸向荷載，直至樁達(dá)到破壞狀態(tài)為止，并在試驗(yàn)過程中測(cè)量每級(jí)荷載下不同時(shí)間的樁

頂沉降，根據(jù)沉降與荷載及時(shí)間的關(guān)系，分析確定單

樁軸向容許承載力。試樁的要求：可在已打好的工程樁，也可專門設(shè)置與工程樁相同的試驗(yàn)樁。考慮到試驗(yàn)場(chǎng)地的差異性及試驗(yàn)的離散

性，不少2%,不應(yīng)少于2根，試樁的施工方法以及試樁

的材料和尺寸、入土深度均應(yīng)與設(shè)計(jì)樁相同。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2按靜載試驗(yàn)確定反力裝置試樁與錨樁(或壓重平臺(tái)支墩邊)試樁與基準(zhǔn)樁基準(zhǔn)樁與錨樁(或壓重平臺(tái)支墩邊)錨樁橫梁反力裝置

壓重平臺(tái)反力裝置≥4d<2.0m≥4dx2.0m4d2.0m千斤頂

支墩加

壓

千斤頂

加

壓測(cè)

點(diǎn)

年

四根))

人

瓜試驗(yàn)樁

試驗(yàn)樁(a)

(b)表4

-

5

試樁、錨樁和基準(zhǔn)樁之間的中心距離加荷穩(wěn)壓、反力、沉降觀測(cè)。重

物次

梁沉降觀[

錨樁

沉降觀測(cè)點(diǎn)裝置：主

梁(1)試驗(yàn)裝置堆載法靜載試驗(yàn)57錨樁法靜載試驗(yàn)錨樁法靜載試驗(yàn)國(guó)

核

工

業(yè)

程大

型

靜

載

試

驗(yàn)

設(shè)

備3000地址：河南省鄭州市農(nóng)業(yè)路74號(hào)電話3040錨樁法靜載試驗(yàn)千斤頂及位移傳感器√

加

載

方

式：

慢速維持荷載法、快速維持荷載法、等貫入速率法、等時(shí)間間隔加載法、循環(huán)加載法√

單

級(jí)

荷

載

值：

單樁承載力設(shè)計(jì)值的1/5~1/8√

穩(wěn)

定

判

據(jù)：

每級(jí)荷載下樁頂沉降量小于0.1mm/h√

終

止

加

載

條

件：

沉降量達(dá)前一級(jí)5倍；沉降量達(dá)2倍，沉降不穩(wěn)定；達(dá)到設(shè)備最大載荷合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY單樁Q-s曲線②根據(jù)沉降量確定Qu:對(duì)于緩變型Q—s

曲線，一般可取

s=40～60mm對(duì)應(yīng)的荷載值為Qu對(duì)于大直徑樁可取

s=(0.03～0.06)d

所對(duì)應(yīng)的荷載值。此外，也可根據(jù)終止加載條件②中的

前一級(jí)荷載值作為Qu①根據(jù)沉降隨荷載的變化特征確定：對(duì)于陡降型Q—s曲線，可取曲線發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷

載為Qu(2)按試驗(yàn)結(jié)果確定單樁豎向極限承載力Qu:樁頂荷載Q(10kN)樁

頂

下

沉

量

5

(

m

m

)在同一條件下的試樁數(shù)量，不宜少于總數(shù)的1%,并不應(yīng)少于3根。工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)少于2根。試樁數(shù)n>3,

且極差△Qu≤0.3Qum,取Q=Qum;試樁數(shù)n≤3,Qu=Qumin單樁豎向承載力特征值Ra

的確定：

(取安全系數(shù)為2)合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITY

OFTECHNOLOGY(1)一般預(yù)制樁及中小直徑灌注樁對(duì)直徑d<800mm

的灌注樁和預(yù)制樁，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikl+qp合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY3.按經(jīng)驗(yàn)公式法確定土的名稱土的狀態(tài)混

凝

土

預(yù)

制

樁水

下

鉆

(

沖

)孔樁于

作

業(yè)

鉆

孔

樁填

上22～3020～2820～28淤

泥14～2012～1812～18淤泥質(zhì)土22～3020～2820～28粘性土流塑軟

塑可塑硬可塑硬

塑I>10.75<I≤10.50<I≤0.750.25<L≤0.500<I≤0.2524～4040～5555～7070～8686～9821～3838～5353～6868～8484～9621～3838～5353～6666～8282～94紅粘土0.7<aw≤10.5<aw≤0.713～3232～7412～3030～7012～3030～70粉

土稍密密實(shí)e>0.90.75≤e<0.9

e<0.7526～4646～6666～8824～4242～6262～8224～4242～6262～82粉細(xì)砂稍密中密密實(shí)10<N≤1515<N≤30N≥3024～4848～6666～8822～4646～6464～8622～4646～6464～86中

砂密實(shí)15<N≤30N≥3054～7474～9553～7272～9453～7272～94粗

砂密實(shí)15<N≤30N≥3074～9595～11674～9595～11676～9898～120礫

砂稍

密中

密(

密

實(shí)

)5<N63.5≤1515<N2560～100116～13850～80116～13055～90112～130圓礫

、角礫中密、密實(shí)N?25>10160～200135～150135～150碎石、

卵石中密

、密實(shí)NA?>10200～300140～170150～170全

風(fēng)

化

軟

質(zhì)

巖30<N≤50100～12080～10080～100全

風(fēng)

化

硬

質(zhì)

巖30<N≤50140～160120～140120～160強(qiáng)

風(fēng)

化

軟

質(zhì)

巖N635>10160～240140～220140～240強(qiáng)

風(fēng)

化

硬

質(zhì)

巖N2s>10220～300160～260160～280表4-11

樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik

kPa土名稱樁型

土的狀態(tài)混凝土預(yù)制樁樁長(zhǎng)1(m)水下鉆(沖)孔樁樁長(zhǎng)1(m)干作業(yè)鉆孔樁樁長(zhǎng)1(m)I≤99<I≤1616</≤30I>305≤<1010≤<1515≤1<3030≤5≤<1010≤K<1515≤粘性土粉土粉砂細(xì)砂中砂粗砂礫砂角

礫

、圓礫碎

石

、卵石全風(fēng)化軟質(zhì)巖全風(fēng)化硬質(zhì)巖

強(qiáng)風(fēng)化

軟質(zhì)巖軟塑0.75L≤1210~850650~14001200~18001300~1900150~250250~300300～450300~450200~400400~700700~950可塑0501L≤0.75850~17001400~22001900~28002300~3600350~450450~600600~750750～800500~700800~11001000~1600硬可塑硬塑中密密實(shí)稍密中密、密實(shí)中密、密實(shí)中密、密實(shí)0254≤0.50

0L≤0250.75<e≤09

e≤0.7510<N≤15N>15N>15N>15

N635>10N63.5>1030≤N<5030≤N<50N63.5>101500~23002500~3800

950~1700

1500~26001000~1600

1400~2200

2500~40004000~60005700~75006000700080002300~33003800~55001400~21002100~30001500~23002100~30003600~50005500~70007500~8500-9500~10000-11000402700~36005500~6000

1900~27002700~36001900~2700

3000~45004400~60006500~8000

8500~100009000~9500-110500-00-60003600~44006000~68002500~34003600~44002100~30003800~55005300~70007500~90009500~11000

0500150013000800~9001100~1200300~500650~900350~500600~750

650～850850~1050

150010001200~1400500~650750~950450～600750~900900~12001100~15002100~2400-20001000~12001400~1600

650～750900~1100600~700900~11001200~15001500~19002400~26002000-1200~14001600~1800

750～8501100~1200

650～750

1100~12001500~18001900~21002600~28003200850~11001600~1800800~12001200~1700500~950900~10001200~1600

1800~24002900~36001500~17002200~24001200~1400

1400~19001300~16001700~1900

2000~24002800~38004000~46003500-50001700~19002600~28001400~16001600~21001500~17001700~19002400~27003600~44004600~52001800-2200

2200-36002000-30003000-40001000-16004000-55004500-65001200-20005000-80006000-90001200-20001400-24001400-22001600-2600強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖N63.5>107000-110001800-28002000-3000注：①砂土和碎石類土中樁的極限端阻力取值，要綜合考慮土的密實(shí)度，樁端進(jìn)入持力層的深徑比h?/d,土愈密實(shí)，

h?/d愈大，取值愈高；②預(yù)制樁的巖石極限端阻力指樁端支承于中、微風(fēng)化基巖表面或進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖、軟質(zhì)巖一定深度條件下極限端阻力。③全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖和全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖指其母巖分別為fk≤15MPa

、f1>30MPa的巖石。表4-12

樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值q

pk68(2)對(duì)大直徑樁

(d≥800mm):Quk=Qsk+Qpk=u∑ψs9sikl,+ψpqpkA表5.3.6-2

大直徑灌注樁側(cè)阻尺寸效應(yīng)系數(shù)ψ、端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)ψ土類型粘性土、粉土砂土、碎石類土(0.84d1/5(0.8d

/3(0.8DI?0.8D3

樁身直徑

樁端直徑(

3

)

嵌

巖

樁

：樁端置于完整、較完整基巖的嵌巖樁單樁豎向極限承載力，由樁周土總極限側(cè)阻力和嵌巖段總極限阻力組

成。當(dāng)根據(jù)巖石單軸抗壓強(qiáng)度確定單樁豎向極限承載力

標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，可按下列公式計(jì)算：Quk=Qsk+QkQk=u∑9.kl,Qk=ζ,fnkA合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY動(dòng)

測(cè)

法：指給樁頂施加一動(dòng)荷載(用沖擊、振動(dòng)等方式施加),量測(cè)樁

土系統(tǒng)的響應(yīng)信號(hào)，然后分析計(jì)算樁的性能和承載力。低應(yīng)變動(dòng)測(cè)法：由于施加于樁頂?shù)暮奢d遠(yuǎn)小于樁的使用荷載，不足使樁土間

發(fā)生相對(duì)位移，而只通過應(yīng)力波沿樁身的傳播和反射的原理作分

析，可用來檢驗(yàn)樁身質(zhì)量，不宜作樁承載力測(cè)定。高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法：一般是以重錘敲擊樁頂，使樁貫入，樁土間產(chǎn)生相對(duì)位移，

從而可以分析對(duì)樁的外來抗力和測(cè)定樁的承載力，也可檢驗(yàn)樁體

質(zhì)

量

。合

肥

工

紫

大

學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY4

按動(dòng)測(cè)法確定學(xué)LOGY樁基承受上拔力的情況有兩類，設(shè)計(jì)的要求不完全一樣。

一類是恒定的上拔力，如地下水的浮托力。為了平衡浮托力，

避免地下室上浮，需要設(shè)置抗拔樁，完全按抗拔樁的要求驗(yàn)算

抗拔承載力、配置通長(zhǎng)的鋼筋、設(shè)置能抗拉的接頭等。另一類

是在某一方向水平荷載作用下才會(huì)使某些樁承受上拔力，但在

荷載方向改變時(shí)這些樁可能又承受壓力，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)滿足抗

壓和抗拔兩方面的要求，或按抗壓樁設(shè)計(jì)并驗(yàn)算抗拔承載力?？拱螛稑O限承載力確定：抗拔樁基礎(chǔ)應(yīng)同時(shí)驗(yàn)算群樁呈整體破壞和非整體破壞基樁的抗拔承載力：(1)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲、乙級(jí)的樁基：應(yīng)通過靜載試驗(yàn)確定；(2)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的樁基，可通過計(jì)算確定。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY5抗拔樁承載力式中：u—樁周長(zhǎng)；等直徑樁u=πd;

擴(kuò)底樁按表4-17取值。λ—抗拔系數(shù)，按表4-18取值；9sik—抗拔樁極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值。式中u,—樁群外圍周長(zhǎng)；n—樁

數(shù)

。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITY

OFTECHNOLOGY抗拔樁極限承載力確定：非整體破壞：整體破壞：樁基：由設(shè)置于巖土中的樁和與樁頂聯(lián)結(jié)的承臺(tái)共同組成的基

礎(chǔ)或由柱與樁直接聯(lián)結(jié)的單樁基礎(chǔ)?；鶚叮簶痘A(chǔ)中的單樁。復(fù)合樁基：由基樁和承臺(tái)下地基土共同承擔(dān)荷載的樁基礎(chǔ)。復(fù)合基樁：?jiǎn)螛都捌鋵?duì)應(yīng)面積的承臺(tái)底地基土組成的

復(fù)合承載基樁復(fù)合樁基中基樁的承載力含有承臺(tái)底的土阻力，故稱為復(fù)合基樁。軟土層4.5樁基計(jì)算(2)偏心豎向力作用下：(1)軸心豎向力作用下：合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITY

OF

TECHNOLOGY4.5.1樁頂荷載效應(yīng)計(jì)算Hik=H/n4.5樁基計(jì)算樁頂荷載簡(jiǎn)圖(3)水平力(1)軸心豎向力作用下：(2)偏心豎向力作用下：

Nk≤RNkmax≤1.2R(1)軸心荷載：

NEk≤1.25R(2)偏心荷載：

NEkmax≤1.5

R2.地震作用效應(yīng)和荷載標(biāo)準(zhǔn)組合1.荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合：4.5.2樁基豎向承載力驗(yàn)算基樁或復(fù)合基樁豎

向承載力特征值3.

單樁豎向承載力特征值的計(jì)算：?jiǎn)螛敦Q向承載力特征值

Ra應(yīng)按照下式計(jì)算：RQ單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值安全系數(shù)，

K=2。1、上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好、體型簡(jiǎn)單的建(夠)筑物；2、對(duì)差異沉降適應(yīng)性較強(qiáng)的排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物；3、軟土地基的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。R=Ra+ηcfakA.端承型樁基、樁數(shù)少于4根的摩擦型樁基、土性特殊、

使用條件等因素不宜考慮承臺(tái)效應(yīng)時(shí)：R=Ra考慮承臺(tái)效應(yīng)：

→復(fù)合基樁對(duì)符合下列條件的摩檫性樁基，宜考慮承臺(tái)效應(yīng)：基樁豎向承載力特征值

R:不考慮承臺(tái)效應(yīng)：

基樁合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY4.

基樁豎向承載力特征值R的確定考慮承臺(tái)效應(yīng)的復(fù)合基樁豎向承載力特征值

R:R=R

。+ηcfakA。承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)

fak

地葬垂樾肺特征值承臺(tái)底凈面積A.=(A-nA)/nOO

OO

OLc承臺(tái)平面Sa/dBc/13456>6≤0.40.12~0.140.18~0.210.25~0.290.32~0.380.50~0.800.4~0.80.14~0.160.21~0.240.29~0.330.38~0.44>0.80.16~0.180.24~0.260.33~0.370.44~0.50單排樁條基0.20~0.300.30~0.400.40~0.500.50~0.60②對(duì)于樁布置于墻下的箱、筏承臺(tái)，n?？砂磫闻艠稐l基取值。③對(duì)于單排樁條基，當(dāng)承臺(tái)寬度小于1.5d時(shí)，nc

按非條基取值。④對(duì)于采用后注漿灌注樁的承臺(tái)，ηc宜取低值。⑤對(duì)于飽和粘性土中的擠土樁基、軟土地基上的樁基承臺(tái)，η。宜取低值的0.8倍。承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)ηc表5.2.5承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)η注：①表中sa/d為樁中心距與樁徑之比；B./1為承臺(tái)寬度與樁長(zhǎng)之比。

4.5.3群樁效應(yīng)

實(shí)際工程中，大多的情況并不是由一根樁單獨(dú)承擔(dān)荷載，而是由承臺(tái)將若干根樁連成一個(gè)整體共同承擔(dān)外荷載，形成

群樁。群樁是一個(gè)復(fù)雜的傳力體系，它的承載性能不同于單

樁，具有群樁效應(yīng)。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY群樁效應(yīng)摩擦型群樁基礎(chǔ)受豎向荷載后，由于承臺(tái)、樁、土的相互

作用使其樁側(cè)阻力、樁端阻力、沉降等性狀發(fā)生變化而與單樁

明顯不同，這種群樁不同于單樁的工作性狀所產(chǎn)生的效應(yīng)，稱

其為群樁效應(yīng)，它主要表現(xiàn)在對(duì)樁基承載力和沉降的影響上。群樁效應(yīng)系數(shù)η=11.

端承型群樁基礎(chǔ)端承型群樁基礎(chǔ)通過承臺(tái)分

配到各基樁樁頂?shù)暮奢d，絕大部

分或全部由樁身直接傳遞到樁底，

由樁底巖層(或堅(jiān)硬土層)支承。

由于樁底持力層剛硬，樁的貫入

變形小，低樁承臺(tái)的承臺(tái)底面地

基反力與樁側(cè)摩阻力和樁底反力

相比所占比例很小，可忽略不計(jì)。群樁基礎(chǔ)中的各基樁的工作

狀態(tài)近同于獨(dú)立單樁，可以認(rèn)為端承型群樁基礎(chǔ)的承載力等于各

單樁承載力之和，其沉降量等于

單樁沉降量。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY州

怡

州即：端承型群樁基礎(chǔ)中各根單樁的工作性狀接近于獨(dú)立單樁，故η=1。端承型樁樁底平面的應(yīng)力分布i價(jià)博2.

摩擦型群樁基礎(chǔ)由摩擦樁組成的群樁基

礎(chǔ)，在豎向荷載作用下，樁

頂荷載主要通過樁側(cè)土的摩

阻力傳遞到樁周和樁端土層

中。由于樁側(cè)摩阻力引起的

土中附加應(yīng)力通過樁周土體

的擴(kuò)散作用，使樁底處的壓

力分布范圍要比樁身截面積

大得多(如右圖所示),以

致群樁中各樁傳遞到樁底處

的應(yīng)力可能疊加，群樁樁底處地基土受到的壓力比單樁

大。樁間距較大

樁間距較小摩擦型樁樁底平面的應(yīng)力分布合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY同時(shí)由于群樁基礎(chǔ)的尺寸大，荷載傳遞的影響范圍也比單

樁深，因此樁底下地基土層產(chǎn)生的壓縮變形和群樁基礎(chǔ)的

沉降都比單樁大。在樁的承載力方面，群樁

基礎(chǔ)的承載力也決不是等于各單樁承載力總和的簡(jiǎn)單關(guān)系。圖3-79

群樁和單樁應(yīng)力傳布深度比較應(yīng)力重疊沉降增加單樁承載力下降，η<1。當(dāng)樁距小于3d(d為樁徑)時(shí)，樁

端處應(yīng)力重疊現(xiàn)象嚴(yán)重；當(dāng)樁距大于6d

時(shí)，應(yīng)力重疊現(xiàn)象較小。對(duì)打入較疏松的砂類土和粉土中的擠土群樁，其樁間土和樁端土被明顯擠密，所以群樁效應(yīng)系數(shù)η常大于1。1)承臺(tái)底面脫地的情況

(非復(fù)合樁基)(a)(b)2)承臺(tái)底面貼地的影響由摩擦型樁組成的群樁基礎(chǔ)，當(dāng)其承受豎向荷載而沉降時(shí)，承臺(tái)底面一般與地基土緊密接觸，

因此承臺(tái)底面必產(chǎn)生土反力，從而分擔(dān)了一部分

荷載，使樁基承載力隨之提高?？紤]到一些因素

可能會(huì)導(dǎo)致承臺(tái)底面與基土脫開(例如擠土樁施

工時(shí)產(chǎn)生的孔隙水壓力會(huì)在承臺(tái)修筑后繼續(xù)消散

而引起地基土固結(jié)下沉),為了保證安全可靠，設(shè)計(jì)時(shí)一般不考慮承臺(tái)貼地時(shí)承臺(tái)底反力對(duì)樁基承載力的貢獻(xiàn)。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY影響群樁基礎(chǔ)承載力和沉降的因素：與土的性質(zhì)、樁長(zhǎng)、樁距、樁數(shù)、群樁的平面

排列和承臺(tái)尺寸大小等因素有關(guān)。模型試驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定結(jié)果表明，上述諸因

素中，樁距大小的影響是主要的，其次是樁數(shù)。現(xiàn)通常認(rèn)為當(dāng)樁間中心距離≥6b?(b?

為單樁的計(jì)算寬度)時(shí)，可不考慮群樁效應(yīng)。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY結(jié)

論

：設(shè)計(jì)群樁基礎(chǔ)時(shí)，

一般可不考慮群樁效應(yīng)對(duì)單樁豎向承載力的影響，即取群樁效應(yīng)系數(shù)η=1,但對(duì)摩擦型樁基、設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)以及部分乙級(jí)的建筑物樁基，必須進(jìn)行沉降驗(yàn)算，以確保樁基

沉降不超過允許值。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY第4章

樁基礎(chǔ)合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITY

OF

TECHNOLOGY勤

奮

嚴(yán)

謹(jǐn)

求

實(shí)

創(chuàng)

新厚

德

篤

學(xué)

崇

實(shí)

尚

新基礎(chǔ)工程樁的水平承載力，是指樁在與樁軸線垂直方向受力時(shí)的承載力。樁在橫向力(包括彎矩)作用下的工作情況較

軸向受力時(shí)要復(fù)雜些，但仍然是從保證樁身材料和地基強(qiáng)

度與穩(wěn)定性以及樁頂水平位移滿足使用要求來分析和確定

樁的水平承載力。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY4.6樁基水平承載力93■破壞模式√剛性樁(ah≤2.5

):

樁身剛體轉(zhuǎn)動(dòng)

破壞，承載力主要由樁的水平位移

和傾斜控制√柔性樁(ah≥2.5

):

樁身發(fā)生擾曲

變形，破壞時(shí)樁身某點(diǎn)彎矩超過截

面抵抗矩或土體屈服失穩(wěn)，承載力

由樁身水平位移及最大彎矩值控制水平荷載(力和彎矩)作用下，樁身產(chǎn)生橫向位移或撓曲變形，并擠壓樁側(cè)土體，同時(shí)樁側(cè)土反作用于樁，產(chǎn)生側(cè)向土抗力，

樁土共同作用合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY百分表墊塊■單樁水平靜載荷試驗(yàn)√試

驗(yàn)

裝

置

：加荷系統(tǒng)：千斤頂、試樁位移觀測(cè)：百分表4.6.1單樁水平靜載荷試驗(yàn)合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY圖4.20

單樁水平靜載荷試驗(yàn)基準(zhǔn)梁

基準(zhǔn)樁千斤頂百分表球鉸500√試驗(yàn)方法每級(jí)荷載大小約為預(yù)估水平極限承載力的(1/10-1/15)。讀數(shù)方法每級(jí)加荷后恒載4min

測(cè)讀樁頂水平位移，然后卸載至零，停2min

測(cè)讀殘余水平位移，如此循環(huán)5次，再施

加下一級(jí)荷載。終止加載條件樁身折斷樁頂水平位移超過30-40mm樁側(cè)地表出現(xiàn)明顯裂縫或隆起。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY■單樁水平靜載荷試驗(yàn)圖4

.

21單樁H?—△x

。/△H?

曲

線

圖4

.

22單樁H?

og曲線兩特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載稱為臨界荷載H.和

極限荷載H√水平極限承載力的確定40Ha120160Hu200水平力Ho(kcM)200150100500最大彎矩點(diǎn)的鋼筋

應(yīng)

力

*

M

P

a

)(1)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的建筑樁基，應(yīng)通過單樁水平靜

載試驗(yàn)確定單樁水平承載力特征值Rha。(2)對(duì)于鋼筋混凝土預(yù)制樁、鋼樁、樁身正截面配筋率不小

于0.65%的灌注樁，可取地面處水平位移為10mm

(對(duì)于水平

位移敏感的建筑物取水平位移6mm所對(duì)應(yīng)的荷載的75%為單樁

水平承載力特征值Rh。(3)對(duì)于配筋率小于0.65%的灌注樁，可取單樁水平靜載試驗(yàn)

的臨界荷載的75%為單樁水平承載力特征值Rha。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY4.6.2單樁水平承載力特征值的確定(4)驗(yàn)算永久荷載控制的樁基水平承載力時(shí)，應(yīng)將按上述方

法確定的單樁水平承載力特征值乘以調(diào)整系數(shù)0.8;而當(dāng)驗(yàn)算地

震作用樁基水平承載力時(shí)，上述值提高25%。(5)

當(dāng)缺少水平靜載荷試驗(yàn)資料時(shí)，可按(4-43)

估算樁身配

筋率小于0.65%的灌注樁單樁水平承載力特征值。(6)

當(dāng)水平承載由位移控制，且缺少水平靜載荷試驗(yàn)資料時(shí)，

可按

(4-44)

估算預(yù)制樁、鋼樁、樁身配筋率大于0.65%的灌注

樁單樁水平承載力特征值。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY現(xiàn)在較普遍采用的是將樁視為彈性地基上的梁。這是因?yàn)樵跇俄斒艿捷S向力、橫軸向力和彎矩作用時(shí)，如果略去軸

向力的影響，樁就可以看作一個(gè)設(shè)置在彈性地基中的豎梁。以文克爾假定為基礎(chǔ)的彈性地基梁解法從土力學(xué)的觀點(diǎn)認(rèn)為是不嚴(yán)密的，但由于其概念明確，方法較簡(jiǎn)單，所得的結(jié)果一般較安全，故國(guó)內(nèi)外使用得較為普遍，我國(guó)鐵路、水

利、公路在樁的設(shè)計(jì)中常用

“m”法以及

“K”法

、

“C

值”法、

“常數(shù)”法等都屬于此種方法。4.6.3單樁水平受荷理論分析合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY100樁基礎(chǔ)在荷載(包括軸向荷載、橫軸向荷載和力矩)作用下產(chǎn)生位移(包括豎向位移、水平位移和轉(zhuǎn)角),樁的豎向位

移引起樁側(cè)土的摩阻力和樁底土的抵抗力。樁身的水平位移及

轉(zhuǎn)角使樁擠壓樁側(cè)土體，樁側(cè)土必然對(duì)樁產(chǎn)生一橫向土抗力Pzx,

它起抵抗外力和穩(wěn)定樁基礎(chǔ)的作用，土的這種作用力稱為土的彈性抗力。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY1.

土的彈性抗力Pzx即指深度為Z處的橫向

(X軸向)土抗力，其大小取決于土體性質(zhì)、樁身剛度、樁的入土深度、樁的截面形狀、樁

距及荷載等因

素

。假定土的橫向土抗力符合文克爾假定，即Pzx=Cx?式

中

：Pzx——橫向土抗力(kN/m2);C——

地基系數(shù)

(kN/m3)x?——深度Z

處樁的橫向位移

(m)。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY基本概念：地基系數(shù)C表示單位面積土在彈性限度內(nèi)產(chǎn)生單位變形時(shí)所需要的力。它的大小與地基土的類別、物理力

學(xué)性質(zhì)有關(guān)。如能測(cè)得x?

并知道C值

，Pzx值即可解得。地基系數(shù)C值是通過對(duì)試樁在不同類別土質(zhì)及不同深度進(jìn)行實(shí)測(cè)x?及Pz

后反算得到。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY2.

地基系數(shù)C值隨深度的分布規(guī)律：地基系數(shù)C

值不僅與土的類別及其

性質(zhì)有關(guān)，而且也隨深度而變化。由于實(shí)測(cè)的客觀條件和分析

方法不盡相同等原因，所采用的C

值隨深度的分布規(guī)律也各有

不同。常用的幾種地基系數(shù)分布規(guī)律如下所示。khZtkh=mz

kh=cz1/2(a)常數(shù)法；(b)k法；(c)m

法；(d)c

法MoZtn=0.5(d)

n=0(b)n=0(a)m—

地基土橫向抗力系數(shù)的比例系數(shù)(MN/m?)m受樁材和剛度、土類及其性質(zhì)、荷載作用方式、荷載水

平、樁身水平位移等因素影響，對(duì)多層地基可取當(dāng)量m值計(jì)算，

取層厚2(d+1)m;

如無試驗(yàn)資料，

m

值可參照規(guī)范表格上述四種方法各自假定的地基系數(shù)隨深度分布規(guī)律不同，其計(jì)算結(jié)果有所差異。本節(jié)介紹目前應(yīng)用較廣的“m”法。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY樁在水平外力作用下，除了樁身寬度范圍內(nèi)樁側(cè)土受擠壓外，在樁身寬度以外的一定范圍內(nèi)的土體都受到一定程度的影

響(空間受力),且對(duì)不同截面形狀的樁，土受到的影響范圍大小也不同。為了將空間受力簡(jiǎn)化為平面受力，并綜合考慮樁的截面

形狀及多排樁樁間的相互遮蔽作用，將樁的設(shè)計(jì)寬度(直徑)

換算成相當(dāng)實(shí)際工作條件下，矩形截面樁的寬度b?

,b?

稱為樁

的計(jì)算寬度。d>1md≤1m合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY(3)

樁的計(jì)算寬度(1)確定樁頂荷載Nok、Hok、Mok單樁的樁頂荷載可分別按下列各式確定：合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY(4)

單樁的內(nèi)力計(jì)算在上列方程中，如采用不同的C

圖式求解，就得到不同的計(jì)算方法。m

法假定C=mz,代入上式得到：·(2)樁的撓曲微分方程單樁在H?k、Mok和地基水平抗力作用下產(chǎn)生撓曲：合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY√

α為樁的水平變形系數(shù)，量綱為L(zhǎng)-1位移轉(zhuǎn)角彎矩剪力

V?=H?A+aM?B?撓度x與轉(zhuǎn)角φ、彎矩M和剪力V的微分關(guān)系，利用冪級(jí)數(shù)積分后可得到微分方程式的解答：合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY·

由系數(shù)Cp

從表查得相應(yīng)的換算深度，則樁身最大彎矩的深度

2-。Zmax為：·(3)樁身最大彎矩及其位置·

設(shè)計(jì)承受水平荷載的單樁時(shí)，為了計(jì)算截面配筋，設(shè)計(jì)者最關(guān)

心樁身的最大彎矩值和最大彎矩截面的位置：合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY樁頂剛接于承臺(tái)的樁，其樁身所產(chǎn)生的彎矩和剪力的有效深度為z=4.0/a(對(duì)樁周為中等強(qiáng)度的土，直徑為400mm

左右的樁來

說，此值約為4.5～5m),

在這個(gè)深度以下，樁身的內(nèi)力M、V

實(shí)

際上可忽略不計(jì)，只需要按構(gòu)造配筋或不配筋。M

max=CMM。由Z

從表4-11查得相應(yīng)的系數(shù)CM,

則樁身最大彎矩Mmax

為：合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY第4章

樁基礎(chǔ)合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITY

OF

TECHNOLOGY勤

奮

嚴(yán)

謹(jǐn)

求

實(shí)

創(chuàng)

新厚

德

篤

學(xué)

崇

實(shí)

尚

新基礎(chǔ)工程1、收集資料在設(shè)計(jì)之前，首先應(yīng)通過調(diào)查研究，充分掌握一些

基本的設(shè)計(jì)資料，其中包括上部結(jié)構(gòu)的情況(如平面布置、

結(jié)構(gòu)型式、荷較大小以及構(gòu)造和使用上的要求)、

工程地

質(zhì)與水文地質(zhì)勘察資料、基礎(chǔ)材料的來源及施工條件(如

樁的制作、運(yùn)輸、沉樁設(shè)備)等。并了解當(dāng)?shù)厥褂脴兜慕?jīng)

驗(yàn)，以供設(shè)計(jì)參考。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY4.7樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)(1)樁的類型樁基設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型、荷載情況、地層條件、施工能力及環(huán)境限制(噪音、振動(dòng))等因素，選

擇預(yù)制樁或灌注樁的類別，確定樁的受力工作類型。(2)樁的截面尺寸樁的橫截面面積根據(jù)樁頂荷載大小與當(dāng)?shù)厥┕C(jī)具及建筑經(jīng)驗(yàn)確定。如為鋼筋砼預(yù)制樁：中小工程常用250×250mm或300×300mm,

大工程常用350×350mm

或400×400mm。人工挖孔樁直徑則在800mm以上。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY2、確定樁的類型、樁長(zhǎng)及樁的截面尺寸等(3)

樁長(zhǎng)根據(jù)土層的豎向分布特征，盡可能選定硬土層作為樁端

持力層和下臥層，從而可初步確定樁長(zhǎng)，這是樁基礎(chǔ)要具備

較好的承載變形特性所要求的。強(qiáng)度較高、壓縮性較低的粘

性土、粉土、中密或密實(shí)砂土、礫石土以及中風(fēng)化或微風(fēng)化

的巖層，是常用的樁端持力層，如果飽和軟粘土地基深厚，

硬土層埋深過深，也可采用超長(zhǎng)摩擦樁方案。樁端全斷面進(jìn)入持力層的深度，對(duì)于粘土、粉土不宜小于2d,砂土不宜小于1.5d,碎石類土不宜小于1d。當(dāng)存在軟弱下臥層時(shí)，樁基以下硬持力層厚度不宜小于3d。合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITY

OFTECHNOLOGY3、確定樁的數(shù)量及其平面布置偏心受壓時(shí)，樁數(shù)增加10%—20%(1)樁的根數(shù)(2)確定樁距s選擇最優(yōu)的樁距就是合理布樁，這是使樁基設(shè)計(jì)做到經(jīng)濟(jì)和有效的重要一環(huán)。一般常用樁距為：

s=3～4d樁距太大會(huì)增加承臺(tái)的面積，使其體積和用料加大而

不經(jīng)濟(jì)；樁距太小則會(huì)使摩擦樁基承載力降低，沉降加大，

且給施工造成困難。樁的邊距s?

(樁的中心至承臺(tái)邊的距離)一般不小于樁的

直徑，亦不得小于300mm。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY(3)樁的平面布置在確定樁數(shù)、樁距和邊距后，根據(jù)布樁的原則，選用合

理的排列方式，尺寸。布置原則：

①力求使樁基中各樁受力比較均勻：作用在板式承臺(tái)上

荷載的合力作用點(diǎn)，應(yīng)與群樁橫截面的重心相重合或接近；②樁基在承受水平和彎矩較大方向有較大的抵抗矩，以

增強(qiáng)樁基的抗彎能力。合肥工紫大學(xué)HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY在框架結(jié)構(gòu)的柱下，通常在承臺(tái)下設(shè)置若干根樁，構(gòu)成獨(dú)立

承臺(tái)的樁基礎(chǔ)或一柱一樁基礎(chǔ)；當(dāng)荷載較大時(shí)，在框架柱列之間常聯(lián)以基礎(chǔ)梁，沿梁的軸線

方向布置排樁，構(gòu)成梁式的承臺(tái)樁基礎(chǔ)；樁在平面內(nèi)可布置成方形、矩形、三角形和梅花形等。(a)柱下樁基(b)墻下樁基外密內(nèi)疏(樁承臺(tái)外圍布樁間距較小、而內(nèi)部布樁間距較大)橫墻下樁基布置探頭樁“探頭”樁外縱墻下

梁式承臺(tái)橫墻下梁

式承臺(tái)樁“探頭”樁(2)偏心豎向力作用下：(1)軸心豎向力作用下：(3)水平力作用下：合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGY5、樁基承載力驗(yàn)算1.樁頂荷載效應(yīng)計(jì)算樁頂荷載簡(jiǎn)圖2.樁基豎向承載力計(jì)算荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合：(1)軸心豎向力作用下：

N,≤R

K(2)偏心豎向力作用下：Nk≤RNkmax≤1.2R(3)水平力作用下：Hk≤R,

ha樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算需考慮整個(gè)施工階段和使用階段期間的各種最不利受力狀態(tài)。在許多場(chǎng)合下，對(duì)于預(yù)

制混凝土樁，在吊運(yùn)和沉樁過程中所產(chǎn)生的內(nèi)力往往在

樁身結(jié)構(gòu)計(jì)算中起到控制作用；而灌注樁在施工結(jié)束后

才成樁，樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由使用荷載確定。6、樁身截面強(qiáng)度計(jì)算及構(gòu)造合肥工紫大學(xué)HEFEI

UNIVERSITYOFTECHNOLOGYM?

=M?=0.0214kgL2a)k——樁在吊運(yùn)過程中可能受到的沖撞和振動(dòng)影響而采取的動(dòng)力系

k=1.5

9

——樁單位長(zhǎng)度的自重

預(yù)制樁在施工過程中的最不利受力狀況，主要出現(xiàn)在吊運(yùn)和錘擊沉樁時(shí)。樁在吊運(yùn)過程中的受力狀態(tài)與梁相同。

一般按兩支點(diǎn)(樁長(zhǎng)L<18m

時(shí)

)

或三支點(diǎn)(樁長(zhǎng)L>18m

時(shí))起吊和運(yùn)輸。吊點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)使樁身在自重下產(chǎn)生的正負(fù)彎矩相等，如下圖所示。預(yù)制樁施工過程樁身結(jié)構(gòu)計(jì)算0.207LM?0.2071Mef

4預(yù)制樁構(gòu)造：(1)最小截面尺寸：非預(yù)應(yīng)力樁不小于200mm預(yù)應(yīng)力樁不小于350mm(2)混凝土強(qiáng)度等級(jí)與保護(hù)層厚度非預(yù)應(yīng)力樁不小于C30,

預(yù)應(yīng)力樁不小于C40,

保護(hù)層

不小于30mm(3)打入、靜壓的最小配筋率、箍筋與網(wǎng)片設(shè)置：錘