桩基础施工质量控制ppt（152页）

1、桩基础施工质量控制要点 12 组成：基桩和连接于桩顶的承台。 作用：将上部结构荷载通过承台传 递给基桩，再由基桩传递到 地基土体 。 特点：历史悠久、承载力高、稳定 性好、沉降量小而均匀、便 于机械化施工、适应性强。低承台桩基示意图2.1 桩基础及其分类2.1.1 概述桩基础施工质量控制23 单桩基础群桩基础承台基桩上部结构荷载2.1.1 概述桩基础施工质量控制34 地基土质差或软硬不均，不能满足上部结构对变形的要求。 地基软弱或土性特殊，自重湿陷性黄土、膨胀土等。 荷载大，且伴有较大偏心、水平、动力或周期性荷载作用。 水中基础施工困难，如桥梁、码头、钻采平台等。 需要长期保存、具有重要历史意

2、义的建筑物。2.1.1 概述桩基础适用范围桩基础施工质量控制4桩的作用：（1）将荷载传至硬土层（如下图a），或分配到较大的深度范围 （如下图b），以提高承载力。 桩基础施工质量控制5（2）减小沉降，从而也减小沉降差，故地基强度够，而变形不合要求时采用桩基础。两塔过近，会相对倾斜，用桩基解决厂房内堆载，使柱下基础倾斜，导致柱子开裂。可用桩基解决。桩的作用：桩基础施工质量控制6（3）抗拔：用于抗风、抗震、抗浮等；（4）有一定抗水平荷载能力，特别是斜桩：（5）抗液化：深层土不易液化，浅层土液化后，有桩支撑，有助于上部结构的稳定。桩的作用： 所以桩基础应用广泛，沿海、内陆地区均用。同基坑支护、地基处理

3、并为土木工程三大热点。桩基础施工质量控制7古代已应用桩基。例如：上海龙华塔，共7层，高40.4m, 相当于13层楼高, 初建于三国东吴时代 (AD220-280), 重建于宋代AD977年, 用木桩, 桩周用灰土防腐，是软基上建高层的范例。桩基础历史：桩基础施工质量控制8木桩和石桩基础 西安灞桥（1834年清道光14年）桩基础施工质量控制9 以后在 宋、明、清期间曾先后几次废毁，到清乾隆四十六年（1781年），陕西巡抚毕沅重建桥，但桥已非过去规模。直到清道光十四年（1834年）巡抚杨公恢才按旧制又加建造。桥长380米，宽7米，旁设石栏，桥下有72孔，每 孔跨度为4米至7米不等，桥柱408个。

4、灞桥位于西安城东12公里处，是一座颇有影响的古桥。最初的灞桥建于汉代，是座木梁石柱墩桥，墩台上加木梁并铺设灰土石板桥面。是石柱墩的首创者。 10桩基础施工质量控制11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,承载力高大直径钻孔桩风化砂岩及粉砂岩部分风化及不风化泥岩12新加坡发展银行,四墩7.3m132 特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，可穿过液化层；承受抗拔(抗滑桩)及水平力(如风载荷)；与其他深基础比较,施工造价低。桩基础的优点：14比浅基础造价高；施工环境影响大； 预制桩施工噪音大； 钻孔灌注桩的泥浆。桩基础的缺点：桩基础施工质量控制15桩基

5、础的适用条件：水上建筑物；深持力层、高地下水位；抗震地基；对沉降非常敏感的建筑，如精密仪器；高层和超高层建筑。桩基础施工质量控制1617 按承载性状：摩擦型桩、端承型桩 按施工方法：预制桩、灌注桩 按设置效应：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩 按桩径大小：小桩(250mm)、中等直径桩(250 800mm)、大直径桩(800mm) 按使用功能：受压桩、抗拔桩、横向受荷桩、锚桩 按截面形状：圆桩、方桩、多边形桩、异形桩等2.2 桩基础的类型 基桩分类桩基础施工质量控制17按承台分类 承台作用: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

6、分荷载软土层18低承台桩19高承台桩20按材料分类 木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢管（型钢）桩、复合桩； 混凝土种类：普通混凝土、预应力混凝土（离心预制）、高强混凝土。桩基础施工质量控制21钢 桩桩基础施工质量控制22木桩水位以上耐久性差，强度低，我国森林资源不足，应尽量少用。钢桩本身强度高，易加工，接头容易，运输方便，但造价是混凝土的3-4倍，用于海洋平台及陆上重要工程，如宝钢高炉、金茂大厦用钢管桩。钢砼桩取材方便，价格便宜，耐久性好，可预制、现浇，尺寸易调，适用性强，故应用广泛，是主要研究对象。各种材料桩的优缺点：桩基础施工质量控制2324 要求：截面边长300500mm，分节长度12m

7、。预应力 管桩外径300600mm，每节长513m； 优点：承载力高，耐久性好，质量较易保证。 缺点：自重大，打桩难，桩长难统一，工艺复杂。 钢桩 要求：直径2501200mm，批量生产。 优点：穿透性强，承载能力高，应用方便。 缺点：成本高，易锈蚀。 木桩 要求：桩径160 260mm，桩长4 6m。 优点：制作运输方便，打桩设备简单。 缺点：承载力低，仅在一些加固工程与临时工程中采用。混凝土预制桩桩基础施工质量控制24按形状分类 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，多边形，十字桩、X形桩桩基础施工质量控制25桩身26桩身27桩端Dd桩基

8、础施工质量控制28横断面桩基础施工质量控制29按尺寸分类按断面(直径）的大小： 大直径: d800mm 小直径：d60m 短桩：L80) 可取s=6080mm对应的荷载。 沉降速率法s-lgt法 取破坏荷载的前一级荷载作为Qu图2.7 单桩Q-s曲线单桩竖向极限承载力特征值：K安全系数，取K=2.0桩基础施工质量控制125126 原理：在桩顶施加动荷载，使桩身产生加速度和土阻尼等效应，通过设置于桩顶的传感器量测此动力响应信号（如位移、速度或加速度），据此分析确定桩身完整性或承载力。 高应变法：一般以重锤敲击桩顶，使桩贯入，桩土间产生相对位移，从而分析对桩的外来抗力，可同时测定桩身完整性与承载力

9、。 低应变法：施加的荷载远小于桩的使用荷载，不足以使桩产生相对位移，而只通过应力波的反射和传播，主要用以检测桩身砼质量。 按动力试桩法确定 2.3.3 单桩竖向抗压承载力确定桩基础施工质量控制126127 作用机理：水平荷载(力和弯矩）作用下，桩身产生横向位移或挠曲变形，并挤压桩侧土体，同时桩侧土反作用于桩，产生侧向土抗力，桩土共同作用 破坏模式 刚性桩(ah2.5)：桩身刚体转动破坏，承载力主要由桩的水平位移和倾斜控制 柔性桩(ah2.5)：桩身发生扰曲变形，破坏时桩身某点弯矩超过截面抵抗矩或土体屈服失稳，承载力由桩身水平位移及最大弯矩值控制 2.4 单桩水平承载力桩基础施工质量控制1271

10、28 b1 桩身计算宽度（简化为平面受力） EI桩身抗弯刚度时，对于钢筋砼桩，取EI 0.85EcI0(建工)或0.80EcI0(路桥)，其中Ec为砼的弹模，I0为桩身截面惯性矩.a为桩的水平变形系数，量纲为L-1 h为桩的入土深度，m 地基土横向抗力系数的比例系数(MN/m4)，受桩材和刚度、土类及其性质、荷载作用方式、荷载水平、桩身水平位移等因素影响，对多层地基可取当量m值计算，取层厚2(d+1)m；如无试验资料，m值可参照规范表格2.4 单桩水平承载力128129 多采用线弹性地基反力法。假设x与桩的水平位移x成正比。关键在于确定土体抗力系数沿深度的分布，分为： (a)常数法；(b)k法

11、；(c)m法；(d) c法 2.4 单桩水平承载力桩基础施工质量控制129130 微分方程的建立取一基桩微元体，由平衡条件可得挠曲微分方程 ： 采用幂级数求解：图2.24 微元体受力示意图 相关系数可查表确定。2.4 单桩水平承载力桩基础施工质量控制130131 单桩水平静载荷试验试验装置： 加荷系统：千斤顶、试桩 位移观测：百分表图2.20 单桩水平静载荷试验4.4 单桩水平承载力桩基础施工质量控制131132 每级荷载大小 约为预估水平极限承载力的（1/10-1/15）。 读数方法 每级加荷后恒载4min测读桩顶水平位移，然后卸载至零，停2min测读残余水平位移，如此循环5次，再施加下一级

12、荷载。 终止加载条件 桩身折断 桩顶水平位移超过3040mm 桩侧地表出现明显裂缝或隆起。试验方法 单桩水平静载荷试验桩基础施工质量控制132133 水平极限承载力的确定两特征点对应的荷载称为临界荷载Hcr和极限荷载Hu图4.21 单桩H0 x0/H0曲线图4.22 单桩H0g曲线桩基础施工质量控制133134 2.4 群桩竖向承载力岩石土图 2.13 群桩效应 2.4.1 群桩基础工作特点群桩效应134135 端承桩组成的群桩 桩底持力层刚硬，其受压面积小，各桩间相互影响小，不必考虑群桩效应。 群桩承载力各单桩承载力之和摩擦桩组成的群桩 桩顶作用荷载通过侧阻传至桩周土体，并经扩散使桩底压力分

13、布范围比桩身截面大很多。当桩距小于某距离时（一般为6d），桩底应力扩散面积交叉重叠，与原来单桩端应力叠加，使群桩桩底地基所受压力比单桩大，故 群桩承载力各单桩承载力之和 2.4.1 群桩基础工作特点效率系数：135136 承台下土对荷载的分担作用 复合桩基: 由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。 条 件: 桩及桩间土整体下沉，保证承台底不脱空。 特 性: 承台底分担荷载的作用随桩群相对于地基 土向下位移幅度的加大而增强，桩身弹性 压缩产生桩土相对位移也使承台底反力增 加。通常，沉台底分担荷载的比例可从百 分之十几直至百分之三十。2.4.1 群桩基础工作特点桩基础施工质量控制136确定基桩或复

14、合基桩竖向承载力特征值R 单桩竖向承载力特征值Ra(11.4）单桩竖向极限承载力标准值（kN）； 安全系数，取K=2。（1）不考虑沉台效应时，基桩竖向承载力特征值 R即基桩竖向承载力特征值取单桩竖向承载力特征值137（2）考虑沉台效应时，复合基桩竖向承载力特征值 R不考虑地震作用时：（11.5）考虑地震作用时：（11.6） 单桩竖向承载力特征值，按式（11.4）计算； 承台效应系数，按表11.7选取； 承台下1/2沉台宽且不超过5m深度范围内个土层的 地基承载力特征值，按厚度加权平均值取； 承台底净面积： 地基抗震承载力调整系数，查建筑抗震设计规范 桩的根数；分别为承台总面积及桩身截面积138

15、Nk Nkmax NEk NEkmax见教材P242式（11.8）（11.9）（11.10)群桩竖向承载力计算1）桩基竖向承载力计算：桩基竖向承载力的计算应满足下列计算式：（1）荷载效应基本组合： 轴心竖向力荷载，应满足：偏心竖向力荷载，应满足：（2）地震作用效应组合：（11.11）(11.12）轴心竖向力荷载，应满足：偏心竖向力荷载，应满足：R 基桩或复合基桩竖向承载力特征值，kN桩基础施工质量控制1392.4.2 群桩竖向承载力计算2）桩基竖向承载力特征值 R ：对于端承型桩基、桩数小于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于某些因素不宜考虑承台效应的桩基，桩基的竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力

16、特征值。 即 ： 考虑承台效应的摩擦型桩基，复合基桩竖向承载力特征值可按下式计算：不考虑地震作用时：（2.29）考虑地震作用时：（2.30）承台效应系数，可按表8.13取值。承台下1/2承台宽且不超过5m深度范围内各层土的 的厚度加权平均值，kPa。计算基桩所对应的承台底净面积，m2。140141 要求 和浅基础一样，桩基设计也应符合安全、合理和经济的要求。2.6 桩基础设计 基本原则 对桩和承台有足够的强度、刚度和耐久性； 对地基（主要是桩端持力层）有足够的承载力 和不产生过量的变形。桩基础施工质量控制141142 竖向承载力验算 软弱下卧层承载力验算 竖向抗拔承载力及负摩阻力验算 水平承载

17、力验算 沉降验算 桩基础验算内容2.6 桩基础设计桩基础施工质量控制142143 设计步骤 收集有关资料； 确定桩基持力层； 选择桩材，确定桩型、外形尺寸和构造； 定单桩承载力设计值； 初拟桩的数量和平面布置； 初拟承台的轮廓尺寸及承台底标高； 验算作用于单桩上的竖向和横向荷载； 验算承台尺寸及结构强度； 必要时验算桩基整体承载力和沉降量，若桩端下有软弱下 卧层，验算软弱下卧层地基承载力； 单桩设计，绘制桩和承台的结构及施工详图。 2.6 桩基础设计桩基础施工质量控制143144 2.6.1 收集设计资料包括建筑类型（上部结构型式、平面、使用上要求）、荷载及其性质、工程地质勘察资料、材料来源及

18、施工技术设备、建筑场地条件（如交通、周边建筑物、管线设施）等情况，并尽量了解当地使用桩基的经验。 详细勘察除满足现行勘察规范有关要求外，勘探间距和勘探深度还有要求。桩基础施工质量控制144145 2.6.2 桩型、桩长和截面尺寸选择桩型选择（在了解各种桩型优缺点基础上） 桩长选择：主要取决于桩端持力层的选择。桩端进入持力层的深度根据土的类别而有所不同。 截面尺寸：根据桩型与受荷大小等确定。 承台埋深：从结构要求和方便施工的角度选择，平面尺寸根据桩数及构造要求定 桩基础施工质量控制145146 2.6.3 桩数及桩位布置 桩数 初估桩数时，先不考虑群桩效应，根据单桩竖向承载力设计值R定桩数n 。

19、 轴心受压时，桩数n可按下式估算： Fk作用在承台顶面的荷载组合标准效应竖向压力值，kN； Gk承台及其上方填土自重标准值，kN。 偏心受压时，分为两种情况： 若群桩重心与荷载合力点重合，桩数仍可按上式确定。 若不能满足，则应增加(10-20)桩数。(8.73)系数，轴心受压时；偏心受压时桩基础施工质量控制146147 桩中心距 一般桩的最小中心距为（34）d，具体应符合规范规定对大面积桩群，尤其是挤土桩，桩最小中心距应按P292表8.21所列数值适当加大。 桩位布置 原则：应尽可能使上部荷载的中心与桩群的横截面形心重合或接近形式可多种多样。 2.6.3 桩数及桩位布置 桩基础施工质量控制147148 2.6.4 桩身截面强度计算 预制桩要求 混凝土强度等级宜C30 主筋(纵向)按计算选用48根1425mm的钢筋。最小配筋率min宜0.8 箍筋可取68200mm，桩顶桩端应加密 打入法沉桩时，桩顶应设置三层64070的钢筋网，层距50。桩尖所有主筋应焊接在一根圆钢上，或在桩尖处用钢板加强 主筋的混凝土保护层应30mm，桩上需埋设吊环，位置由计算确定。 桩基础施工质量控制1481