《基础工程桩基础》PPT课件.ppt

基础工程 桩的类型 概述 桩的竖向承载力 桩基础沉降的计算 桩的负摩擦问题 桩的水平承载力 桩的平面布置原则 桩承台的设计 桩基础设计的一般步骤 桩基础 4 1概述 桩基础的设计原则 桩基础的设计内容 4 1 2桩基础的类型 桩基础可分为低承台桩基础和高承台桩基础 4 1 4桩基础的设计内容 1 桩的类型和几何尺寸的选择 2 单桩竖向和水平向承载力的确定 3 确定桩的数量 间距和平面布置 4 桩基础的承载力和沉降验算 5 桩身结构设计 6 承台设计 7 绘制桩基础施工图 4 2桩的类型 按桩的性状和竖向受力情况 承载型 摩擦型 根据施工方法的不同 灌注桩 预制桩 预制桩的沉桩方式 锤击法 振动法 静压法 4 2 2桩的成型方式效应 根据成桩方法对桩周土层的影响挤土桩部分挤土桩非挤土桩 4 3桩的竖向承载力 一般说来 靠近桩身上部土层的侧阻力先于下部图层阻力发挥 侧阻力先于端阻力发挥 单柱竖向承载力取决于两方面 1 柱身的材料强度2 地层的支撑力 4 3 3竖向荷载下的群桩效应 群桩基础 1 端承型群桩基础2 摩擦型群桩基础 2 17 2020 竖向荷载下群桩效应 2 17 2020 竖向荷载群桩效应 2 17 2020 端承型群桩基础的承载力等于各单桩承载力之和 其沉降量等于单桩沉降量 端承型群桩基础 竖向荷载下的群桩效应 承台贴地引起的群桩效应 对桩侧阻力的削弱作用 对桩端阻力的增强作用 对基土侧移的阻挡作用 桩基础沉降的计算 竖向荷载作用下单桩沉降由下列三部分组成 1 桩身弹性压缩所引起的桩顶沉降2 桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以压力扩散角向下传递 致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降3 桩端荷载引起桩端下土体压缩所引起的桩端沉降 桩基础沉降的计算 桩基础沉降的计算 群桩沉降的计算 群桩的沉降主要是由桩间土的压缩变形和桩端平面以下土层受群桩荷载共同作用产生的整体压缩变形两部分组成 不考虑桩间土的压缩变形对沉降的影响 采用单向压缩分层总和法按下式计算桩基础的最终沉降量 4 5桩的负摩擦问题 单桩负摩阻力的计算 1 中性点的位置2 负摩阻力强度3 下拉荷载计算 桩的负摩擦问题 减小负摩阻力的工程措施 1 预制混凝土桩和钢桩2 灌注桩 4 6桩的水平承载力 在水平荷载作用下 桩产生变形并挤压桩周土 促使桩周土发生相应的变形而产生水平抗力 1 刚性桩2 弹性桩 桩的水平承载力 水平荷载作用下的弹性桩的计算 1 基本假设单桩承受水平荷载作用时 可把土体视为线性变形体 假定深度z处的水平抗力等于该点的水平抗力系数与该点的水平位移x的乘积 即2 计算参数3 单桩计算 1 确定桩顶荷载单桩的桩顶荷载可按下式确定 式中n为同一承台中的桩数 2 柱的挠度微分方程 3 柱的最大弯矩及其位置 4 6 3单桩水平静荷载试验 1 试验装置2 加载方法3 终止加荷的条件4 资料整理5 水平临界荷载与极限荷载 4 7桩的平面布置原则 4 7 1一般原则桩的平面布置可采用对称式 梅花式 行列式和环状排列 为使桩基在承受较大弯矩的方向上有较大的抵抗矩 也可采用不等距排列 此时 对柱下单独桩基础和整片式的桩基础 宜采用外密内疏的布置方式 4 7桩的平面布置原则 4 7 2布置方法举例 a 桩下桩基础 b 墙下桩基础 c 圆 环 形桩基础 4 8桩承台设计 4 8 2柱下桩基独立承台1 受弯计算 1 柱下多桩矩形承台柱下多桩矩形承台在配筋不足的情况下将产生弯曲破坏 其破坏特征呈梁式破坏柱下多桩矩形承台弯矩的计算截面应取在柱边和承台高度变化处 按下式计算 4 8桩承台设计 4 8 2柱下桩基独立承台1 受弯计算 1 柱下三桩三角形承台柱下三桩承台分等边和等腰两种方式 其受弯破坏模式有所不同1 等边三角承台2 等腰三角承台 4 8桩承台设计 4 8 2柱下桩基独立承台2 受冲切计算当桩基承台的有效高度不足时 承台将产生冲切破坏 承台冲切破坏的方式 一种是柱对承台的冲切 另一种是角桩对承台的冲切 1 柱对承台的冲切的承载力 可按下式计算 4 8桩承台设计 4 8 2柱下桩基独立承台 2 角桩对承台的冲切1 多桩矩形承台受角桩冲切的承载力可按下式计算 4 8桩承台设计 4 8 2柱下桩基独立承台 2 角桩对承台的冲切1 三桩三角形承台受角桩冲切的承载力可按下式计算 底部角桩顶部角桩 4 8桩承台设计 4 8 2柱下桩基独立承台3 受剪切计算斜截面受剪承载力可按下列公式计算 4 局部受压计算当承台的混凝土强度等级低于柱或桩的混凝土强度等级时 尚应验算柱下或柱上承台的局部受压承载力 4 9桩基础设计的一般步骤 4 9 1必要的资料准备4 9 2选定桩型 确定单桩竖向及水平承载力1 桩的类型 截面和桩长的选择2 确定单桩竖向及水平承载力 4 9桩基础设计的一般步骤 4 9 3桩的平面布置及承载力验算1 桩的根数当桩基础为轴心受压时 桩基n应满足下式的要求 相应于荷载效应标准组合时 作用于桩基础承台顶面的竖向力 桩基础承台及承台上土自重的标准值 4 9桩基础设计的一般步骤 4 9 3桩的平面布置及承载力验算2 桩基础承载力验算 1 桩顶荷载的计算以承载竖向力为主的群桩基础的单桩 包括复合单桩 桩顶荷载效应可按下列公式计算 轴心竖向力作用下偏心竖向力作用下水平力作用下 4 9桩基础设计的一般步骤 4 9 3桩的平面布置及承载力验算2 桩基础承载力验算 2 单桩承载力的计算承受轴心竖向力作用的桩基础 相应于荷载效应标准组合时作用于单桩的竖向力应符合下式的要求 承受偏心竖向力作用的桩基础 除满足上式外 相应于荷载效应的标准组合时作用于单桩的最大竖向力应满足下式要求 承受水平力作用的桩基础 相应于荷载效应标准组合时作用于单桩的水平力应符合下式的要求 4 9桩基础设计的一般步骤 4 9 3桩的平面布置及承载力验算2 桩基础承载力验算 2 单桩承载力的计算对于抗震设防区必须进行抗震验算的桩基础 可按下列公式验算单桩的竖向承载力 轴心竖向力作用下 偏心竖向力作用下 除满足上式外 尚应满足 4 9桩基础设计的一般步骤 4 9 3桩的平面布置及承载力验算2 桩基础承载力验算 3 桩基础软弱下卧层承载力验算 4 桩基础沉降验算 5 桩基础负摩阻力验算1 摩擦型桩基础 取桩身计算中性点以上侧阻力为零 按下式验算单桩承载力 当土层不均匀或建筑物不均匀沉降较敏感时 尚应将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载验算桩基础的沉降 2 端承型桩基础端承型桩基础除应满足上式外 尚应考虑负摩阻力引起的下拉荷载 按下式验算单桩承载力 4