基础工程-桩基础PPT演示课件

第六章桩基础Pilefoundation,本章主要内容,概述-桩的功能及类型Pilefoundation桩的承载机理Mechanism单桩承载力Capacityofasinglepile桩基础设计Designofpilefoundation,如果建筑场地浅层的土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求、而又不宜采取地基处理措施时，就需要考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的深基础方案。桩基础是应用最为广泛的一类深基础。,第1节概述,、桩的应用（常用而古老的深基础形式）1、历史十九世纪以前，木桩(1)7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡(2)3000-4000年前罗马(3)西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔2、十九世纪开始，材料和动力进步铸铁管桩，1824年波特兰水泥注册专利蒸汽动力3、十九世纪末，现场钻孔桩(1897,Raymond)目前，我国桩基最大入土深度已达107m，桩径已超过5m.,4、桩的适用范围（常用而古老的深基础形式）(1)、天然地基土质软弱(2)、高层建筑(3)、重型设备(4)、水上建筑物(5)、深持力层,高地下水位(6)、抗震地基(7)、对沉降非常敏感的建筑,如精密仪器,软土层,桩Pile：指垂直或者稍倾斜布置于地基中，其断面相对其长度较小的杆状构件。桩的功能：通过杆件的侧壁摩阻力和端阻力将上部结构的荷载传递到深处的地基上。,桩的功能及类型,沉井caisson,深基础,桩的功能,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,桩的功能,新加坡发展银行,四墩7.3m,现场灌注护坡桩造价低,桩的功能,桩的功能,桩的功能及类型,桩基础：是由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。承台把桩联结起来并承受上部结构的荷载，然后通过桩传递到地基中去。桩是垂直或微斜埋置于土中的受力杆件，它的横截面尺寸比长度小得多。其作用是将上部结构的荷载传递给土层或岩层。桩基础设计也应注意满足地基承载力和变形这两项基本要求。,按行业标准建筑桩基技术规范（JGJ9494），建筑桩基设计与建筑结构设计一样，应采用以概率理论为基础的极限状态设计法，并按极限状态设计表达式计算。桩基的极限状态分为下列两类：(1)承载能力极限状态对应于桩基受荷达到最大承载能力导致整体失稳或发生不适于继续承载的变形；(2)正常使用极限状态对应于桩基变形达到为保证建筑物正常使用所规定的限值或桩基达到耐久性要求的某项限值。,5、特点,优点：将荷载传递到下部好土层,承载力高沉降量小抗震性能好,穿过液化层承受抗拔(抗滑桩)及横向力(如风载荷)与其他深基础比较,施工造价低,桩的功能及类型,缺点比浅基础造价高施工环境影响,预制桩施工噪音,钻孔灌注桩的泥浆有地下室时,有一定干扰,深基坑中做桩,桩的功能及类型,日本阪神地震中发生的桩基础的破坏导致墩倾倒,桩的功能及类型,二、桩的分类、不同的分类标准,(一)按承台承台:将几个桩结合起来传递荷载(二)材料(三)形状(四)承载机理(五)按尺寸(六)施工方法,桩的功能及类型,(一)按承台承台:将几个桩结合起来传递荷载高承台桩承台在地面以上,桥桩,码头,栈桥低承台桩承台在地面以下,承台本身承担部分荷载,桩的功能及类型,低承台桩,桩的功能及类型,高承台桩,(二)按材料木桩、混凝土、钢筋混凝土、钢管(型钢)桩、复合桩钢筋混凝土：普通混凝土、预应力混凝土(离心预制)、高强混凝土,桩的功能及类型,(三)按形状,按纵断面：楔形桩、树根桩、螺旋桩、多节(分叉)桩、扩底桩、支盘桩、微型桩按横断面：圆形，八边形，十字桩、X形桩,桩的功能及类型,桩身,桩的功能及类型,桩端,桩的功能及类型,横断面,桩的功能及类型,(四)按尺寸,按断面(直径）的大小：大直径:d80cm;小直径d60m（3)长桩l4d。,根据第二节的方法确定单桩承载力特征值1单桩的静载荷试验2其他现场试验3原位测试4经验方法,初估桩数nFk竖向荷载效应的标准组合Gk设计地面下承台底面以上结构和土的自重，容重用19.6kN/m3桩距摩擦桩一般3d扩底灌注桩扩底直径的1.5倍群桩承载力合力作用点与长期荷载的重心重合,承载力验算采用正常使用极限状态下荷载效应的标准组合,沉降验算采用正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,承台和桩身强度验算时采用正常使用极限状态下荷载效应的基本组合承台尺寸、厚度承台的抗冲切、抗弯、抗剪验算钢筋混凝土桩的配筋等设计,2、群桩基础中的单桩承载力验算,（1）中心竖直荷载,实际分布,假设的分布,F,假设每个桩的荷载相同,Gk：承台以上总自重n：桩数,G,（2）偏心竖向荷载荷载线性分布假设,Y,x7,y7,Qik第i根桩底竖向力Mxk，Myk作用于承台底面通过桩群形心的x，y轴的力矩,9,8,7,2,1,6,3,4,5,X,X,Y,三根桩的荷载计算,、承台的设计计算,独立承台、条形承台梁，筏板承台和箱形承台承台的埋置深度一般与浅基础相同，主要由建筑物结构设计和环境条件决定对于承台应进行抗弯、抗冲切和抗剪计算。,、承台的设计计算（1）构造基本要求：,形状：方,矩型,三角形,多边形,圆形最小宽度50cm最小厚度30cm桩外缘距离承台边15cm边桩中心距离承台边1.0D桩嵌入承台大桩横向荷载10cm,小桩5cm,钢筋伸入承台30d混凝土标号C20cm,保护层7cm配筋要求,5、10cm,承台,(2)承台的抗弯计算,如果承台厚度较小，配筋量不足，承台可能发生弯曲破坏。,1）多桩矩形承台计算截面在柱边和承台截面变化处Mx=NiyiMy=Nixi,1）多桩矩形承台Mx=NiyiMy=Nixi,(2)承台的抗弯计算,2）三桩三角形承台与矩形承台类似Mx=NiyiMy=Nixi,(3)柱下桩基独立承台的冲切计算,板式承台的厚度主要由冲切计算决定。两种破坏形式柱对承台的冲切，由柱边沿或者变阶处形成一个45o的冲切锥体角桩处形成一个倒冲切锥体,Q,Q,F,1)柱对承台的冲切,沿柱边或者变阶面的冲切,一般沿大约45o斜截面上产生拉裂,锥体破坏,h0冲切锥体的有效高度0 x、0y冲切系数,ft混凝土抗拉强度a0 x、a0y柱边或变阶处至相应桩边的水平距离hp截面高度影响系数,2)承台角桩冲切验算道理相同,见书上介绍,Nl角桩竖向力设计值,3)三桩三角形承台冲切计算,底部角桩（见图）,顶部角桩（见图）,(3)斜截面的剪切验算,V：扣除承台及其上土自重后斜截面上最大剪力设计值；：剪切系数hs：高度影响系数,bx,X,Y,三根桩的荷载计算,3.4桩基础结构设计,桩端持力层要求桩端进入持力层一定深度，桩端下持力层留有一定厚度承台设计承台埋深要求(1)高承台:由建筑物