1、,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,第 8 章 樁基礎(chǔ)設(shè)計,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,應(yīng)用：單樁豎向承載力特征值的確定,4、單樁豎向承載力的確定,識記：按靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 的方法。,識記：按土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系 確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的方法。,識記：按土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系 確定大直徑樁（d800mm）單樁豎向極限承載力 標(biāo)準(zhǔn)值的方法。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,學(xué)習(xí)目的和要求,通過本章的學(xué)習(xí)，了解樁的分類與選型、單樁豎向載荷 傳遞的特點(diǎn)，掌握豎向荷載作用下單樁承載力的確定方法， 了解樁的負(fù)

2、摩阻力概念；熟悉樁基礎(chǔ)設(shè)計與計算的各項(xiàng)內(nèi)容 和方法，初步了解樁基礎(chǔ)設(shè)計與施工技術(shù)。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,軟 土 層,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,8.1.1樁基礎(chǔ)的適用性,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,一、樁基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn),第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,二、樁基礎(chǔ)的適用范圍,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,4.1.2樁基設(shè)計原則,1.樁基必須是安全適用的。,2.樁基設(shè)計必須是合理的。,3.樁基設(shè)計必須

3、是經(jīng)濟(jì)的。,1.承載能力極限狀態(tài) ：對應(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。,一、樁基設(shè)計的基本要求,（一）樁基的極限狀態(tài),二、樁基設(shè)計原則,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,（二）建筑樁基設(shè)計等級劃分,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,（三）樁基計算規(guī)定,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算；,2、樁身（含樁身壓曲、鋼管樁局部壓曲）和承臺結(jié)構(gòu) 承載力計算；,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

4、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。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,（四）應(yīng)計算沉降的樁基,1、設(shè)計等級為甲級的非嵌巖樁和非深厚堅硬持力層 的建筑樁基 ；,2、設(shè)計等級為乙級的體型復(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。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,三、樁基設(shè)計采用的作用效應(yīng)、抗力,1、布樁時：荷載效應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)組合； 抗力為基樁或復(fù)合基樁承載力特征值。,對于標(biāo)準(zhǔn)組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值 S 應(yīng)按下式采用：,2、計算樁基結(jié)

5、構(gòu)承載力、確定尺寸和配筋時，采用荷載 效應(yīng)基本組合。,由可變荷載效應(yīng)控制的組合：,由永久荷載效應(yīng)控制的組合：,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,2、計算沉降和水平位移時，按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合。,對于準(zhǔn)永久組合，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值 S 應(yīng)按下式采用：,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,不同的分類標(biāo)準(zhǔn),第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,1、按承臺與地面的相對位置分類,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,2、按承載性狀分類,端承型樁,摩擦型樁,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,3、按樁的施工方法分類,（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)計標(biāo)高的樁，稱為預(yù)制樁。 預(yù)制樁可以是木樁

6、、鋼樁或鋼筋混凝土樁等。,（）灌注樁 灌注樁為在建筑工地現(xiàn)場通過機(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。,沉樁方法有氣錘打入、振動沉樁、靜壓樁等。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,振動沉樁 預(yù)制樁113m,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,優(yōu)點(diǎn)：施工過程中無擠土、 無振動、噪音小， 且樁徑不受限制。 缺點(diǎn)：泥漿沉淀不易清除， 影響端部承載力的 充分發(fā)揮，并造成 較大沉降。, 鉆（沖）孔灌注樁：,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,優(yōu)點(diǎn)：在鋼管內(nèi)無水環(huán)境中沉放鋼筋和

7、澆灌混凝土，從而為樁身混凝土的 質(zhì)量供了保障。 缺點(diǎn)：a.拔除套管時，如果提管速度過快會造成縮頸、夾泥，甚至斷樁。 b.沉管過程的擠土效應(yīng)除產(chǎn)生與預(yù)制樁類似的影響外，還可能使混 凝土尚未結(jié)硬的鄰樁被剪斷。 對策：a.控制提管速度； b.采取“跳打”順序施工。, 沉管灌注樁 ：,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,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。, 人工挖孔灌注樁,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,4、按成樁方法和成樁過程的擠土效應(yīng)分類,（1）非擠土樁： 成樁過程對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。,

8、（2）部分?jǐn)D土樁（少量擠土樁）： 成樁過程對周圍土產(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。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,豎向抗壓樁、豎向抗拔樁、水平受荷樁以及復(fù)合受荷樁。,5、按樁的使用功能分類,木樁、混凝土樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁以及組合材料樁。,6、按樁身材料分類,7、按樁徑大小分類,小直徑樁（d250mm）、中等直徑樁（250d800）和 大直徑樁（d800mm）

9、等。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,4.3.1 樁的荷載傳遞,一、單樁承載力的構(gòu)成,地基土對樁的支承作用,但兩者并不是步發(fā)揮的,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,豎向荷載施加于樁頂時，樁身的上部首先受到壓縮而發(fā)生相對于土的向下位移，于是樁周土在樁側(cè)界面上產(chǎn)生向上的摩阻力；荷載沿樁身向下傳遞的過程就是不斷克服這種摩阻力并通過它向土中擴(kuò)散的過程 。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,對10根樁長為2746m的大直徑灌注樁的荷載傳遞性能的足尺試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)表明，樁側(cè)發(fā)揮極限摩阻力所需要的位移很小，粘性土為13mm，無粘性土為57mm；除兩根支承于巖石的樁外，其余各樁（樁

10、端持力層為卵石、礫石、粗砂或殘積粉質(zhì)粘土）在設(shè)計工作荷載下，端承力都小于樁頂荷載的10。,不同荷載下軸力沿深度的變化,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,單樁荷載傳遞的基本規(guī)律,基礎(chǔ)的功能在于把荷載傳遞給地基土。作為樁基主要傳力 構(gòu)件的樁是一種細(xì)長的桿件，它與土的界面主要為側(cè)表面， 底面只占樁與土的接觸總面積的很小部分（ 一般低于1%）， 這就意味著樁側(cè)界面是樁向土傳遞荷載的重要的，甚至是主要 的途徑。,豎向荷載施加于樁頂時，樁身的上部首先受到壓縮而發(fā)生 相對于土的向下位移，于是樁周土在樁側(cè)界面上產(chǎn)生向上的 摩阻力；荷載沿樁身向下傳遞的過程就是不斷克服這種摩阻力 并通過它向土中擴(kuò)散的過程 。,第

11、8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,設(shè)樁身軸力為Q， 樁身軸力是樁頂荷載N與深度Z的函數(shù),樁身軸力沿深度 分布的實(shí)測資料,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,樁身軸力Q 沿著深度而逐漸減?。辉跇抖颂嶲 則與樁底 土反力Qp相平衡，同時樁端持力層土在樁底土反力Qp作用下 產(chǎn)生壓縮，使樁身下沉，樁與樁間土的相對位移又使摩阻力 進(jìn)一步發(fā)揮。隨著樁頂荷載N 的逐級增加，對于每級荷載， 上述過程周而復(fù)始地進(jìn)行，直至變形穩(wěn)定為止，于是荷載 傳遞過程結(jié)束。,由于樁身壓縮量的累積，上部樁身的位移總是大于下部， 因此上部的摩阻力總是先于下部發(fā)揮出來；樁側(cè)摩阻力達(dá)到 極限之后就保持不變；隨著荷載的增加，下部樁側(cè)摩阻力被 逐漸

12、調(diào)動出來，直至整個樁身的摩阻力全部達(dá)到極限，繼續(xù) 增加的荷載就完全由樁端持力層土承受；當(dāng)樁底荷載達(dá)到樁端 持力層土的極限承載力時，樁便發(fā)生急劇的、不停滯的下沉 而破壞。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,樁的長徑比L/d是影響荷載傳遞的主要因素之一，隨著 長徑比L/d 增大，樁端土的性質(zhì)對承載力的影響減小， 當(dāng)長徑比L/d接近100時，樁端土性質(zhì)的影響幾乎等于零。 發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的重要意義在于糾正了“樁越長，承載力 越高”的片面認(rèn)識。希望通過加大樁長，將樁端支承在 很深的硬土層上以獲得高的端阻力的方法是很不經(jīng)濟(jì)的， 增加了工程造價但并不能提高很多的承載力。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,樁越長，

13、端阻力所占的比例越低,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的分布規(guī)律及影響因素,1.樁的側(cè)阻隨深度呈線性增大。 2.樁側(cè)極限摩阻力與所在的深度、土的類別和性質(zhì)、成樁方法等多種因素有關(guān)。 3.隨著樁頂荷載的逐級增加，樁截面的軸力、位移和樁側(cè)摩阻力不斷變化。 4.樁端阻力的發(fā)揮不僅滯后于樁側(cè)阻力，而且其充分發(fā)揮所需的樁底位移值比樁側(cè)摩阻力到達(dá)極限所需的樁身截面位移值大得多。 5.樁長對荷載的傳遞也有著重要的影響。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,4.3.2單樁的破壞模式,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,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,

14、二、常見的單樁破壞模式,軸向荷載下基樁的破壞模式,屈曲破壞,整體剪切破壞,刺入破壞,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,（一）屈曲破壞 當(dāng)樁底支承在堅硬的土層或巖層上，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)長的木樁等多屬于此種破壞。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,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，且樁的長度不大時，樁在軸向荷載作用下，由于樁底上部土層不

15、能阻止滑動土楔的形成，樁底土體形成滑動面而出現(xiàn)整體剪切破壞。此時樁的沉降量較小，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。,（二）整體剪切破壞,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,（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，樁在軸向荷載作用下將出現(xiàn)刺入破壞。此時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， 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

16、上部結(jié)構(gòu)所能承受的極限沉降su確定；當(dāng)樁周土的抗剪強(qiáng)度較高時，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。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,4.3.3 樁的負(fù)摩阻力,樁土之間相對位移的方向決定了樁側(cè)摩阻力的方向，當(dāng)樁周土層相對于 樁側(cè)向下位移時，樁側(cè)摩阻力方向向下，稱為負(fù)摩阻力。,正摩阻,負(fù)摩阻,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。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,1、負(fù)摩阻力發(fā)生的條件,樁穿過欠壓密的軟粘土或新填土，而支承于堅硬土 層（硬粘性土、中密以上砂土、 卵石層或巖層）時； 2) 在樁

17、周地面有大面積堆載或超填土?xí)r； 3) 由于抽取地下水或樁周地下水位下降，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。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,2、樁側(cè)負(fù)摩阻力的分布規(guī)律,對于下部為巖石的端承樁,可能全樁為負(fù)阻力； 對于一般樁,因?yàn)闃锻炼加凶冃?視二者的相對位移量和方向而變。,樁周土與樁截面沉降相等，兩者無相對位移發(fā)生，其摩阻力為零，這種摩阻力為零的點(diǎn)稱為中性點(diǎn),ln,Negative,中性點(diǎn),第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,3.減少樁側(cè)負(fù)摩阻力影響的措施,1.在樁的中性點(diǎn)以上部分涂以薄層涂料，

18、以降低負(fù)摩阻力， 常用瀝青涂層，價格便宜，效果比較好。 2.對鋼樁再加一層厚度為3mm的塑料薄膜(兼作防銹蝕用)； 3.對現(xiàn)場灌注樁也可在樁與土之間灌注斑脫土漿等方法，來消除或降低負(fù)摩阻力的影響。,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)承載的變形時所對應(yīng)的最大荷載。,單樁的豎向極限承載力主要取決于兩方面：,一是地基土對樁的支承能力； 二是樁身的材料強(qiáng)度。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,1、按材料強(qiáng)度確定,工作條件系數(shù)，預(yù)制樁：0.75 灌注樁：0.60.7,樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合下式：,建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2002),二、按地基土對

19、樁的支承能力確定,1、單樁豎向承載力特征值：,單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 ： 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)承載的變形時所對應(yīng)的最大荷載。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,基樁：樁基礎(chǔ)中的單樁。,復(fù)合樁基：由基樁和承臺下地基土共同承擔(dān)荷載的樁基礎(chǔ)。,復(fù)合基樁：單樁及其對應(yīng)面積的承臺底地基土組成的 復(fù)合承載基樁。,樁基：由設(shè)置于巖土中的樁和與樁頂聯(lián)結(jié)的承臺共同組成 的基礎(chǔ)或由柱與樁直接聯(lián)結(jié)的單樁基礎(chǔ)。,復(fù)合樁基中基樁的承載力含有承臺底的土阻力， 故稱為復(fù)合基樁。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,基樁豎向承載力特征值 R：,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,考慮承臺效應(yīng)的復(fù)合基樁豎

20、向承載力特征值 R：,承臺效應(yīng)系數(shù)c,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,2、單樁豎向極限承載力,根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ942008第5.3.1條規(guī)定：,1、設(shè)計等級為甲級的建筑樁基，應(yīng)通過單樁靜載試驗(yàn)確定； 2、設(shè)計等級為乙級的建筑樁基，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件簡單時，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)計等級為丙級的建筑樁基，可根據(jù)原位測試和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,（一）按靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值,獲得單樁承載力最可靠的方法,（1）靜載荷試驗(yàn)裝置及其方法：,

21、第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,錨樁桁架法,2400噸,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時即可終止加載： 某級荷載下，樁頂沉降量為前一級荷載下沉降量的5倍； 某級荷載下，樁頂沉降量大于前一級荷載下沉降量的2倍，且經(jīng)過24小時尚未達(dá)到相對穩(wěn)定； 已達(dá)到錨樁最大抗拔力或壓重平臺的最大質(zhì)量時。,（2）終止加載條件：,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計, 根據(jù)沉降隨荷載的變化特征確定：,此外，也可根據(jù)終止加載條件中的 前一級荷載值作為, 根據(jù)沉降量確定 ：,對于陡降型 Qs 曲線，可取曲線 發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)所對應(yīng)的荷 載為 ；,（3）按試驗(yàn)結(jié)果確定單樁豎向極限承載力 ：,對于緩變型

22、Qs 曲線，一般可取 s=4060mm對應(yīng)的荷載值為 對于大直徑樁可取 所對應(yīng)的荷載值。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,試樁數(shù)n3，且極差Qu 0.3Qum，取Qu= Qum；,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)時不應(yīng)少于 2 根。,試樁數(shù)n3，Qu= Qumin,單樁豎向承載力特征值Ra的確定：,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,（二）按經(jīng)驗(yàn)公式法確定,（1）對直徑 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：,樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值,極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值,樁身周長,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,表5.3.51

23、樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik,kPa,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,表5.3.52 樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,（2）對大直徑樁（d800mm）：,樁身周長,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,2、抗拔樁承載力,樁基承受上拔力的情況有兩類，設(shè)計的要求不完全一樣。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使某些樁承受上拔力，但在荷載方向改變時這些樁可能又承受壓力，設(shè)計時應(yīng)同時滿足抗壓和抗拔兩方面的要求，或按抗壓樁設(shè)計并

24、驗(yàn)算抗拔承載力。,抗拔樁極限承載力確定:,（1）設(shè)計等級為甲、乙級的樁基：應(yīng)通過靜載試驗(yàn)確定； （2）設(shè)計等級為丙級的樁基，可通過計算確定。,抗拔樁基礎(chǔ)應(yīng)同時驗(yàn)算群樁呈整體破壞和非整體破壞基樁的抗拔承載力：,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,抗拔樁極限承載力確定:,非整體破壞:,式中:ui樁周長；等直徑樁 u=d；擴(kuò)底樁按表5.4.6-1取值。,qsik抗拔樁極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值。,i抗拔系數(shù)，按表5.4.6-2取值；,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,整體破壞:,式中 ul 樁群外圍周長； n 樁數(shù)。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,樁基礎(chǔ)抗拔承載力驗(yàn)算：,整體破壞 Nk Tgk/2+Ggp 非整體

25、破壞 Nk Tuk/2+Gp 式中 Tgk、Tuk群樁呈整體破壞和非整體破壞基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 ； Ggp 群樁樁土整體自重除以總樁數(shù)； Gp 基樁自重，擴(kuò)底樁為樁土柱體自重。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,3、樁基水平承載力,1、水平荷載下基礎(chǔ)的受力特性,在水平荷載和彎矩作用下，樁身產(chǎn)生撓曲變形，并擠壓樁側(cè)土體，土體則對樁側(cè)產(chǎn)生水平抗力，而樁周土體水平抗力的大小則控制著豎直樁的水平承載力，其大小和分布與樁的變形、土質(zhì)條件以及樁的入土深度等因素有關(guān)。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,終止加載條件：,當(dāng)樁身折斷或樁頂水平位移超過 30-40mm （軟土取40mm ) ， 或樁側(cè)地表出現(xiàn)

26、明顯裂縫或隆起時，即可終止試驗(yàn)。,2、單樁水平靜載荷試驗(yàn),第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,1 單樁基礎(chǔ) （1）設(shè)計等級為甲級、乙級的建筑樁基，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（對于水平位移敏感的建筑物取水平 位移6mm）所對應(yīng)的荷載的75%為單樁水平承載 力特征值Rha 。 （3）對于配筋率小于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 。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,受水平荷載的一般建筑物和水平荷載較小的高大

27、 建筑物單樁基礎(chǔ)和群樁中基樁應(yīng)滿足下式要求：,單樁基礎(chǔ)或群樁中基樁的水平承載力特征值。,在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于基樁 樁頂處 的水平力。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,一、必要的資料準(zhǔn)備,在設(shè)計之前，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)計參考。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,二、初步選擇樁的類型、樁長及樁的截面尺寸等,樁基設(shè)計時，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

28、能力及環(huán)境限制（噪音、振動）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。,1.樁的類型,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250250mm 或300300mm，大工程常用350350mm或400400mm。 人工挖孔樁直徑則在800mm以上。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,3.樁長,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，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

29、力層，如果飽和軟粘土地基深厚，硬土層埋深過深，也可采用超長摩擦樁方案。,樁端全斷面進(jìn)入持力層的深度，對于粘土、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，樁基以下硬持力層厚度不宜小于3d 。,三、確定單樁承載力,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,四、確定樁的數(shù)量及其平面布置,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,選擇最優(yōu)的樁距就是合理布樁，這是使樁基設(shè)計做到經(jīng)濟(jì)和有效的重要一環(huán)。 一般常用樁距為：s=34d 樁距太大會增加承臺的面積，使其體積和用料加大而不經(jīng)濟(jì)；樁距太小則會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s1（樁的中心至承

30、臺邊的距離）一般不小于樁的直徑，亦不得小于300mm。,2.確定樁距s,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,2. 樁的最小中心距,表3.3.3,d：圓樁設(shè)計直徑或方樁涉及邊長；D：擴(kuò)大端設(shè)計直徑,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,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。 （1）布置原則: 力求使樁基中各樁受力比較均勻: 作用在板式承臺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； 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。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,在框架結(jié)構(gòu)的柱下,通常在承臺下設(shè)置若干根樁，構(gòu)成 獨(dú)立承臺的樁基礎(chǔ)或

31、一柱一樁基礎(chǔ)；,當(dāng)荷載較大時，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。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,橫墻下“探頭樁”的布置,外密內(nèi)疏 （樁承臺外圍布樁間距較小、而內(nèi)部布樁間距較大） 布置探頭樁,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,五、樁基承載力驗(yàn)算,樁頂荷載簡圖,1.樁頂荷載效應(yīng)計算,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,2.樁基豎向承載力計算,（1）軸心豎向力作用下:,荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合:,（2）偏心豎向力作用下:,（3）水平力作用下:,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,六、樁身截面強(qiáng)度計算及構(gòu)造,樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算需

32、考慮整個施工階段和使用階段期間 的各種最不利受力狀態(tài)。在許多場合下，對于預(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)計由使用荷載確定。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,2 、預(yù)制樁施工過程樁身結(jié)構(gòu)計算 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。 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 L 18m 時）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。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,預(yù)制樁構(gòu)造：,（1）最小截面尺寸： 非預(yù)應(yīng)力

33、樁不小于200mm 預(yù)應(yīng)力樁不小于350mm （2）混凝土強(qiáng)度等級與保護(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： 錘擊沉樁不小于0.8，靜壓沉樁不小于0.6； 樁頂45d箍筋加密，并設(shè)網(wǎng)片。 （4）分節(jié)長度根據(jù)施工、運(yùn)輸條件確定：接頭不多于3個。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,下圖為方形截面的混凝土預(yù)制樁的構(gòu)造示意圖。,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,灌注樁構(gòu)造, 配筋率：0.650.20，受水平荷載樁，不小于812， 抗壓樁和抗拔樁，不小于610, 配筋長度 1）端承型樁和位于坡地岸邊的基樁應(yīng)沿樁身等截面或 變截面通長配筋； 2）樁徑大于600mm的摩擦型樁配筋長度不應(yīng)小于2/3樁 長；受水平荷載時，配筋長度尚不宜小于4.0/； 3）抗震樁基：主筋應(yīng)穿過液化土層和軟弱土層進(jìn)入穩(wěn) 定土層；,4）抗拔基樁：等截面或變截面通長配筋。, 箍筋： 68200300，樁頂5d應(yīng)加密至100mm, 混凝土及保護(hù)層： 強(qiáng)度等級不小于C25 保護(hù)層不小于35mm,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,第 8 章 樁 基 礎(chǔ) 設(shè) 計,七、樁基承臺設(shè)計 樁基承臺的設(shè)計包括確定承臺的材料、底面標(biāo)高、平面形狀及尺寸、剖面形狀及尺寸,以及進(jìn)行受彎、受剪、受沖切和局部受壓承載力計算，并應(yīng)符合構(gòu)造要求