桩基础培训讲义231PPT知名大学ppt

桩基础1概述2桩基础的类类型及构造造3桩基础的施施工4轴向荷载下下的单桩5横向荷载下下的单桩6群桩基础内内力及位移移分析7单桩承载力力的确定8群桩作用和和桩基的竖竖向承载力力9桩基沉降计计算10建筑桩基承承台计算11桩基础设计计主要要内内容容1概述1.1定义桩基础：通过承台把把若干根桩桩的顶部联联结成整体体，共同承承受动静荷荷载的深基基础。基桩：设置于土中中的竖直或或倾斜的基基础构件，，其作用在在于穿越软软弱的高压压缩性土层层或水，将将桩所承受受的荷载传传递到更硬硬、更密或或压缩性更更小的地基基持力层上上。软弱土土层承台基桩1概述1.2特点将荷载传递递到下部好好土层,承载力高沉降量小抗震性能好好承受抗拔及及横向力与其他深基基础比较,施工造价低低1概述1.3发展历史7000-8000年前湖上居居民,浙江河姆渡渡十九世纪以以前，木桩桩西安灞桥,北京御河桥桥,隋唐建塔十九世纪开开始，材料料和动力进进步铸铁管桩，，1824年波特兰水泥泥注册专利，，蒸汽动力十九世纪末末，现场钻钻孔桩1概述干栏式建筑筑1概述排桩带撑木桩1概述1概述新加坡坡发展展银行行1概述1.4适用范围软弱地基或或特殊土地地基高重建筑物物，满足承承载力承受水平和和抗拔力建建筑抗震地基对沉降非常常敏感的建建筑水上基础1概述1.5桩基础设计计内容和步步骤收集资料选桩型、确定定桩的基本尺尺寸确定单桩承载载力确定群桩承载载力相关检算绘制施工图纸纸1概述2桩基础的类型型及构造3桩基础的施工工4轴向荷载下的的单桩5横向荷载下的的单桩6群桩基础内力力及位移分析析7单桩承载力的的确定8群桩作用和桩桩基的竖向承承载力9桩基沉降计算算10建筑桩基承台台计算11桩基础设计主要内内容容2桩基础类型及及构造2.1桩基础的分类类标准按桩身材料分分按承台位置高高低分按功能分按桩轴方向分分按成桩方法分分按成桩方法对对土层影响分分2桩基础类型及及构造1按桩身材料分分钢筋混凝土桩桩混凝土桩桩预应力钢筋混混凝土桩钢桩木桩2按承台位置高高低分2桩基础类型及及构造类型特点用途高承台桩基础承台底面位于地面或局部冲刷线以上桥梁、码头、海洋工程低承台桩基础承台底面位于地面或局部冲刷线以下房建工程2桩基础类型及及构造低承台桩基2桩基础类型及及构造高承台桩基2桩基础类型及及构造3按功能分抗轴向压力的的桩抗侧向压力的的桩抗拔桩桩摩擦桩端承桩端承摩擦桩港口、码头工工程中的板桩桩，基坑支护护桩抵抗作用于桩桩上的拉拨荷荷载2桩基础类型及及构造4按桩轴方向分分倾斜桩桩竖直桩桩水平外力或弯弯矩不大，桩桩不长或桩身身直径较大时时水平外力较大大且方向不变变时，可采用用单向斜桩水平外力较大大且作用在两两个方向时，，采用多向斜斜桩注意：先采用竖直桩桩，检算通不不过时再改用倾斜桩桩2桩基础类型及及构造5按成桩的方法法分预制桩桩灌注桩桩锤击打入桩静压震动螺旋压入桩震入桩螺旋桩机械成孔人力挖掘钻孔桩冲孔桩挖孔桩2桩基础类型及及构造6按成桩方法对对土层影响分分部分挤土桩挤土桩桩非挤土桩预制桩沉管灌注桩粘性土无粘性土开口钢管桩H型钢桩开口预应力钢钢筋混凝土桩桩预钻孔的钢筋筋混凝土桩钻（挖、冲））孔灌注桩2桩基础类型及及构造挤土效应在饱和软土中中进行密集桩桩群施工将导导致土中超孔隙水水压的剧增（（可达上覆土土压力的1.4倍，甚至更高高）地表隆起浅层土体水平平位移（影响响范围1倍桩长以上））深层土体位移移先打设的桩被被抬起、挤偏偏、甚至弯曲曲、断裂原有建筑物下下沉、局部抬抬起临近地面开裂裂、地下管线线位移、破坏坏2桩基础类型及及构造2.2桩型及其特点点1预制桩类型、、特点及适用用条件①分类;木、钢筋砼、、预应力钢筋筋砼、钢桩桩②优点桩单位面积承承载力较高，，预制桩属挤挤土桩，打入土层使松松软土挤密，，提高承载力力桩身质量易于于保证和控制制易于在水上施施工桩身砼密度大，抗腐腐蚀性能强施工效率高2桩基础类型及及构造③缺点单价较灌注桩桩高，配筋按按起吊、打入入应力设计，用钢量大大，较长则接接头用钢量增增大一般锤击、震震动法下沉，，施工噪音大大，污染环境，若采用用静压受设备备等限制挤土桩受起吊设备限限制，单桩长长不超过10m，接头处为薄弱环节节不易穿透较厚厚坚硬土层桩超长时，截截桩困难2桩基础类型及及构造④适用条件不需要考虑噪噪音污染、震震动环境的影影响（新开发区、郊外外等场地）持力层上覆盖盖为松软土层层，无坚硬夹夹层持力层顶面起起伏变化不大大，桩长易于于控制水下桩基工程程大面积打桩工工程，工效高高2桩基础类型及及构造钢筋混凝土桩桩普通钢筋混凝凝土桩空心实心桩长长现场制作——25~30m工厂预制——≤12m接桩方法钢板角钢焊接接法兰盘螺栓和和硫磺胶泥锚锚固等断面尺寸200mm××200mm~600mm××600mm2桩基础类型及及构造钢筋混凝土管管桩钢筋混凝土管管桩普通钢筋混凝凝土管桩预应力钢筋混混凝土管桩离心旋转法制制造：Φ40，Φ50，管节长度固固定特大直径钢筋筋管桩普通钢筋混凝凝土管桩预应力钢筋混混凝土管桩入土深度≤25m＞25m能承受较大的的震动力，抗抗裂性能好应用：武汉长江大桥桥首先采用2桩基础类型及及构造预应力钢筋混混凝土桩预先将钢筋混混凝土桩的部部分或全部主主筋作为预应应力张拉，对对桩身混凝土土施加预压应应力，以提高高桩的抗冲击击能力和抗弯弯能力。强度重量比高高含钢率低耐冲击、耐久久性和抗腐蚀蚀性能高穿透能力强制作工艺较复复杂（缺点）2桩基础类型及及构造适用情况超长桩（L＞50m)需要穿越夹砂砂层（高层建筑的的理想桩型））制作方法普通立模浇制制——预应力空心方方桩常见规格：500mm××500mm,600mm×600mm离心法制作——圆环形的高强强预应力管桩桩(PHC桩）常见规格：外外径Φ500mm、550mm、800mm、1000mm壁厚90~130mm,桩段长4~15m,C60~C802桩基础类型及及构造2灌注桩类型、、特点及适用用条件①优点可适用于各种种地层桩长可随持力力层顶面起伏伏而改变，不不需截桩，无接头仅受轴压时，，不用配钢筋筋，需配钢筋筋笼时，按工作荷载要要求布置采用大直径钻钻孔或挖孔灌灌注桩时，单单桩承载力高一般说来，比比预制桩经济济2桩基础类型及及构造②缺点桩身直径变化化较大，孔底底沉积物不易易清除干净单桩承载力变变化较大大直径灌注桩桩做单桩承载载力费用过高高一般情况下，，不宜用于水水下桩基桩身质量不易易控制和保证证缩颈沉渣夹泥断桩2桩基础类型及及构造沉管灌注桩带桩靴沉管灌灌注桩端部封闭，封封底材料留于于土中，不经经济无桩靴沉管灌灌注桩端部封闭以硬硬性混凝土厚1m，到底后上提提20cm，将砼夯入土土中薄壳沉管灌注注桩内存芯棒，打打入后，抽出出芯棒，直径径不能过大2桩基础类型及及构造钻孔灌注桩螺旋钻孔灌注注桩●不用护壁●适用无地下水水地层●桩长受到限制制●不能穿越卵石石、砾层泥浆护壁钻孔孔灌注桩防止孔壁坍塌塌，并借泥浆浆循环将孔内内碎渣带出2桩基础类型及及构造常用桩径●桥梁：0.8m、1.0m、1.25m、1.5m●建筑：0.6m、0.8m●大直径桩;2.0m以上特点●单桩承载力和和横向刚度较较预制桩大大大提高●施工过程无挤挤土、无振动动、无噪音主筋：宜采用用光钢筋，尽尽量不用束筋筋，宜分段配筋2桩基础类型及及构造人工挖孔灌注注桩特点●直径或边长≥0.8m●造价低廉●无水施工，质质量容易保证证●直接鉴别、检检查土质情况况，弥补和纠纠正勘察工作的不足足●直接测定、控控制桩身与桩桩底的直径和和形状，克服了隐隐蔽性●桩深有限，且且需做好安全全工作2桩基础类型及及构造结构形式●嵌岩端承桩或或摩擦端承桩桩●直身桩或扩底底桩●实心桩或空心心桩护壁形式●木板钢环梁●套筒式金属壳壳●红砖●混凝土2桩基础类型及及构造3钢桩类型、特特点及适用条条件①基本类型钢管桩桩H型钢桩桩钢轨桩桩螺旋钢桩桩2桩基础类型及及构造钢管管桩桩常见规格●桩径：406mm，609mm，914mm，1200mm●壁厚：按使用用阶段应力设设计，一般10mm优点●强度高，抗疲疲劳冲击性能能好●贯入性能好，，沉桩速度快快，挤土影响响小●单桩承载力高高●便于割接，质质量可靠，运运输方便●抗弯刚度大2桩基础类型及及构造缺点●抗腐蚀性能差差，必须做表表面防腐处理理（2mm)●价格昂贵适用情况●必须穿越砂层层●其他桩型无法法施工或质量量难以保证●必须控制挤土土影响●工期紧迫●重要工程2桩基础类型及及构造H型钢桩桩优点●挤土效应更小小●穿透性能更强强●割焊与沉桩更更快捷缺点●侧向刚度较弱弱，打桩时桩桩身易于向刚刚度较弱的方向倾斜，，甚至产生施施工弯曲一次轧制成型型，与钢管桩桩相比2桩基础类型及及构造2.3承台类型与构构造承台类类型独立形条形环形井格形板形箱形沉井形板式承台构造造要求2桩基础类型及及构造最小尺寸：上上部结构底部部尺寸＋襟边边尺寸最大尺寸：混混凝土承台台——满足刚性角要要求钢筋砼承台——由力学检算确确定形状状：与与墩台形状相相符厚度度：一一般用1.5m~3.0m砼标标号：C15~C25底部设置一层层钢筋网。当采用主筋伸伸入式时，该该钢筋网不能能截断。2桩基础类型及及构造桩与承台的连连接方式主筋伸入式现现浇浇桩顶伸入式预预制制1概述2桩基础的类型型及构造3桩基础的施工工4轴向荷载下的的单桩5横向荷载下的的单桩6群桩基础内力力及位移分析析7单桩承载力的的确定8群桩作用和桩桩基的竖向承承载力9桩基沉降计算算10建筑桩基承台台计算11桩基础设计主要内内容容3桩基础的施工工3.1预制桩的施工工1预应力钢筋混混凝土管桩工厂预制的预预应力钢筋混混凝土管桩示示意图2预制桩的桩靴靴pileshoe3桩基础的施工工3打桩锤打桩锤单动汽锤坠锤双动汽锤柴油锤震动锤3桩基础的施工工3桩基础的施工工3桩基础的施工工(a)震动锤结构(b)偏心锤位置及及离心力4打桩架钢制万能桩架架柴油锤桩架3桩基础的施工工5静力压桩3桩基础的施工工6沉桩辅助设备备★桩帽:既要能起缓冲冲而保护桩顶顶的作用，又又要能保证沉桩桩效率★桩垫:桩帽上方填充充硬质缓冲材材料桩帽下方方填充软质缓冲冲材料3桩基础的施工工★送桩:当桩顶设计标标高在导杆以以下一般采用用钢板焊成的钢钢送桩3桩基础的施工工★射水设备:效果取决于水水压和水量水压要要大到能冲散土层层，同时又要有足足够的水量使冲散散的土颗粒沿桩侧侧上升，冲出地地面7预制桩起吊点点的选择单点起吊两点起吊多点起吊3桩基础的施工工8打入桩的施工工顺序先中间后两端分段进行3桩基础的施工工3.2灌注桩的施工工1灌注桩的构造造介绍灌注桩典型断断面示意图3桩基础的施工工3桩基础的施工工2灌注桩钻孔方方法介绍①冲击式钻钻孔★25~45KN的十字型冲击式钻头★管锥冲击击式钻头②冲抓式钻钻孔★15~24KN的四瓣式冲抓抓钻头③旋转式钻钻孔★刺猬钻头头★笼式钻头头★鱼尾钻头头★牙轮钻头头3桩基础的施工工螺旋钻3桩基础的施工工冲击钻冲冲抓钻3灌注桩施工工工艺流程3桩基础的施工工4泥浆护壁介绍绍正循环旋转法法钻孔3桩基础的施工工泵举反循环排排渣3桩基础的施工工5扩孔桩施工3桩基础的施工工6爆扩桩3桩基础的施工工7人工挖孔灌注注桩的护壁3桩基础的施工工人工挖孔桩3桩基础的施工工3.3水中修筑桩基基1水中打桩设备备①若水深在在3~4m左右，可搭便便桥或脚手架架②若水较深深，不宜用上上述方法时，，可改用铁驳船③若在大而而深的江河中中修筑桩基，，需专用打桩船3桩基础的施工工2水中打桩水中定位测量平台定位位木笼法定位、、导向围囹法定位、、导向3桩基础的施工工3水中修筑承台台底板Ⅰ承台底面在河河床以上采用吊箱围堰堰★先打桩，，再设吊箱★先设有底底吊箱，再打打桩Ⅱ承台底面在河河床以下不深深处Ⅲ承台底面在河河床以下较深深处采用无底浮运运套箱采用钢板桩围围堰法3桩基础的施工工3.4灌注桩的质量量检测1常见质量问题题缩颈断桩沉渣夹泥蜂窝2常用检测方法法★开挖检查查法★钻芯取样样法★声波透射射法★动力检测测法★静力试桩桩法低应变法高应变法小应变：灌注桩100%预制桩50%大应变：灌注桩30%预制桩20%检测数量3桩基础的施工工1概述2桩基础的类型型及构造3桩基础的施工工4轴向荷载下的的单桩5横向荷载下的的单桩6群桩基础内力力及位移分析析7单桩承载力的的确定8群桩作用和桩桩基的竖向承承载力9桩基沉降计算算10建筑桩基承台台计算11桩基础设计主要内内容容4轴向荷载下的的单桩1桩基础荷载传传递规律MNHPPMNH桩顶反力台侧土抗力台底土反力低承台桩基4轴向荷载下的的单桩MNHPPMNH桩顶反力高承台桩基摩阻力所需位位移很小端阻力需要较较大位移;不同阶段二者者分担比例不不同Qs桩侧摩阻力sidefrictionQp桩端阻力tipresistance4轴向荷载下的的单桩2桩的承载力分分析1.竖向承载力的的组成2.荷载传递的基基本方程设桩身周长为为u，从深度z处取一dz微段，由力的的平衡条件有有：设桩身横截面面面积为Ap，弹性模量为Ep，dz微段的变形为为dz，据虎克定律有有：4轴向荷载下的的单桩代入上式有：：4轴向荷载下的的单桩4轴向荷载下的的单桩是函数，方程的的求解主要取取决于二者之间的关系S0SpN0S0Sp4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩3.摩阻阻力力分分布布规规律律位移移摩阻阻力力轴力力超静静孔孔隙隙水水压压力力消消散散土土的的触触变变性性打入入预预制制桩桩,挤土土使使qs增加加：：(1)挤密密(2)残余余应应力力钻孔孔灌灌注注桩桩,常使使qs减少少：：(1)泥皮皮(2)应力力松松弛弛粘性性土土的的摩摩阻阻力力有有时时效效性性其他他施施工工因因素素如如塌塌孔孔等等土的的极极限限摩摩阻阻力力影影响响因因素素可用用类类似似于于土土的的抗抗剪剪强强度度的的库库仑仑公公式式表表达达4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩5.桩的的端端承承力力常作作为为基基础础承承载载力力问问题题(太沙沙基基解解)太沙沙基基梅耶耶霍霍夫夫型型4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩很小小6.土的的极极限限端端阻阻力力影影响响因因素素与施施工工方方法法有有关关与土土性性有有关关与深深度度有有关关，，但但有有临临界界深深度度和和临临界界厚厚度度4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩临界界深深度度;桩端端进进入入持持力力层层深深度度小小于于某某一一深深度度时时，，端端租租力力随随深深度度线线性性增增大大，，超超过过这这一一深深度度时时，，其其极极限限端端租租力力基基本本包包吃吃不不变变，，该该深深度度即即为为临临界界深深度度临界界厚厚度度;桩端端持持力力层层存存在在软软弱弱下下卧卧层层，，且且桩桩端端与与软软弱弱下下卧卧层层的的距距离离小小于于某某一一厚厚度度时时，，端端租租力力将将受受软软弱弱下下卧卧层层的的影影响响而而降降低低，，该该厚厚度度称称为为端端租租的的临临界界厚厚度度。。7.沉降降曲曲线线4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩假设设：：a传递递函函数数是是线线弹弹—塑性性关关系系b桩端端持持力力层层垂垂直直方方向向上上的的地地基基反反力力系系数为为常常数数OSOSP1233单桩桩的的破破坏坏形形式式L1124轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩(a)屈曲曲破破坏坏—取决决于于桩桩身身的的材材料料强强度度(b)整体体剪剪切切破破坏坏--取决决于于侧侧摩摩阻阻力力和和桩端端阻阻力力，，后后者者占占较较大大比比例例(c)刺入入破破坏坏---取决决于于桩桩侧侧摩摩阻阻力力和和桩端端阻阻力力，，前前者者占占较较大大比比例例4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩正摩摩阻阻负摩摩阻阻4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩4桩的的负负摩摩阻阻力力1.负摩摩阻阻力力的的定定义义桩周周土土体体因因某某种种原原因因发发生生下下沉沉，，桩桩侧侧土土相相对对于于桩桩向向下下位位移移，，使使土土对对桩桩产产生生向向下下的的摩摩阻阻力力，，称称为为负负摩摩阻阻力力是否否产产生生负负摩摩阻阻力力主主要要看看桩桩与与桩桩周周土土的的相相对对位位移移桩周周附附近近地地面面大大面面积积堆堆载载大面面积积降降低低地地下下水水位位欠固固结结土土,新填填土土密集集群群桩桩打打桩桩引引起起的的固固结结再再沉沉降降黄土土湿湿陷陷、、冻冻土土融融解解引引起起底底面面下下沉沉2.负摩摩阻阻力力产产生生的的原原因因4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩P2233.中性性点点及及其其位位置置的的确确定定4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩正、、负负摩摩阻阻力力变变换换的的位位置置，，称称为为中中性性点点负摩摩阻阻力力的的计计算算砂土土4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩5、减减小小负负摩摩阻阻力力的的措措施施1）填填土土沉沉降降稳稳定定后后成成桩桩；；2）预预制制桩桩中中性性点点以以上上桩桩身身表表面面涂涂一一薄薄层层沥沥青青；；3）预预压压；；4）地地基基处处理理。。4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩5桩的的轴轴向向刚刚度度系系数数单桩桩在在桩桩顶顶处处的的刚刚度度系系数数，，即即桩桩顶顶发发生生单单位位位位移移所所对对应应的的力力。。桩顶顶发发生生单单位位轴轴向向位位移移，，作作用用于于桩桩顶顶的的轴轴向向力力4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩4轴向荷载下下的单桩1概述2桩基础的类类型及构造造3桩基础的施施工4轴向荷载下下的单桩5横向荷载下下的单桩6群桩基础内内力及位移移分析7单桩承载力力的确定8群桩作用和和桩基的竖竖向承载力力9桩基沉降计计算10建筑桩基承承台计算11桩基础设计计主要要内内容容桩在水平荷荷载下承载载能力极限限状态：（1）桩身在水水平荷载下下破坏。（2）桩顶水平平位移超过过建筑物允许变形形值。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意图5.1水平荷载下下桩的工作作性状5横向荷载下下的单桩刚性桩：桩桩的水平承承载力主要要由桩的水水平位移、、桩侧土的强强度控制桩的换算深深度称为刚性桩称为柔性桩柔性桩：桩桩身在某处处产生较大大弯矩，可可能出现断裂破坏。。桩的水平平承载力主主要由桩的水平位移移和桩的材材料强度控控制。5横向荷载下下的单桩基本假定：：桩受水平平外力作用用后，桩土土协调变形形，任一深度z处产生的桩桩侧土水平平抗力与该点的水平平位移成正正比5.2水平受荷弹弹性桩的计计算一、方法;弹性地基梁梁法5横向荷载下下的单桩横向土抗力力桩的横向位位移地基系数5横向荷载下下的单桩二、地基系系数及其分分布规律①常数法：常常数法假定定地基系数数沿沿深度为均均匀分布，不随随深度而变变化H0xt常数法法常数②“K”法：假定在在桩身挠曲曲曲线第一一挠曲零点点所示深度度处以上地基基系数随随深度度增加呈凹凹形抛物线变化；该该点以下，，地基系数数不再随深深度变化而为常常数t”k”法H0xt5横向荷载下下的单桩③“m”法：假定地地基系数随随深度成正正比例地增增长．目前我我国应用较较多H0xt”m”法5横向荷载下下的单桩地基系数随随深度变化化的比例系系数④“c”法：假定地地基系数Kh随着深度成成幂函数规律增加加H0xt”c”法5横向荷载下下的单桩地基土的比比例系数（1）桩的截面面计算宽度度b05横向荷载下下的单桩三、相关计计算参数——形状换算系系数；即在在受力方向向将各种不同截面面形状的桩桩宽度换算算成相当的截面宽宽度——受力换算系系数；考虑虑到实际上上桩侧土在承受水水平荷载时时为空间受受力问题，简化为为平面受力力时所给的的修正系数表6-10——桩间相互影影响系数5横向荷载下下的单桩——桩间净距——桩在地面或或最大冲刷刷线下的计算算深度——与外力作用用平面相互互平行所验验算的一排排桩数n有关的系数数MNH5横向荷载下下的单桩（2）地基系数数的比例系系数m宜采用试验验值，无试试验资料时，参考表表6-7和6-8。◆桩侧为多层层土按范范围内m值得加权平均均值。（3）钢筋混凝凝土桩的抗抗弯刚度建筑桩基EI=0.85EcI桥梁桩基EI=0.8EhI（4）桩的水平平变形系数数单位：1/m5横向荷载下下的单桩四.弹性桩的内内力与位移移计算（1）确定定桩顶荷载载N0H0M0xz承台底面桩顶与地面面齐平5横向荷载下下的单桩（2）桩的挠曲曲微分方程程5横向荷载下下的单桩根据文克尔尔地基模型型假设代入上式可可得到利用桩顶的的边界条件件采用幂级数数对上式进进行求解5横向荷载下下的单桩（3）方程的解解依次求导，，可得基本原理公式5横向荷载下下的单桩（4）桩顶横向向位移和和的的确定①桩端固固定5横向荷载下下的单桩5横向荷载下下的单桩②桩底支支承于土层层或岩面上上若忽略桩与与土之间的的摩擦力，，即当桩底转动动角角时，，桩底竖向向抗力引起起的弯矩为为5横向荷载下下的单桩5横向荷载下下的单桩③简捷捷算法横向抗力：：剪力弯矩：转角：位移：BbMAbHzaasaaaajaassjjBMAHH:BMAHMBEIMAEIHBEIMAEIHx00200H0H0zM0M0z020zx20x30z+=+=+=+=+=5横向荷载下下的单桩④桩侧土土所受的横横向压应力力的计算5横向荷载下下的单桩桩顶露出地地面地下段据桩顶与地地面齐平的的公式，可可计算相应应参数。基桩在地面面处的位移移5横向荷载下下的单桩桩顶的水平平位移桩顶的转角角按悬臂梁计计算5横向荷载下下的单桩5横向荷载下下的单桩桩身最大弯弯矩位置和和最大弯矩矩的确定2根据最大弯弯矩截面剪剪力为零的的条件得到到1绘制图图，从图图中求得5横向荷载下的的单桩5横向荷载下的的单桩桩的横向刚度度系数5横向荷载下的的单桩令令同理可变换和和于是5横向荷载下的的单桩1概述2桩基础的类型型及构造3桩基础的施工工4轴向荷载下的的单桩5横向荷载下的的单桩6群桩基础内力力及位移分析析7单桩承载力的的确定8群桩作用和桩桩基的竖向承承载力9桩基沉降计算算10建筑桩基承台台计算11桩基础设计主要内内容容●承台为刚体●桩与承台是刚刚性连接6群桩基础内力力及位移分析析6.1高承台桩基础础6群桩基础内力力及位移分析析以承台为脱离离体，由静力力平衡条件可可得总刚度系数6群桩基础内力力及位移分析析6群桩基础内力力及位移分析析6.2低承台桩基础础6群桩基础内力力及位移分析析地基系数分布布图水平抗力分布布图地面或局部冲冲刷线桩侧土抗力计计算以承台底底面为准，此此处地基系数数为零，以下线线性增大；承台侧面土抗抗力自地面算算起，地基系系数及抗力分分布见图；③忽略略承台底的竖竖向抗力及摩摩阻力；承台转动引起起侧面水平位位移沿高度成成线性变化，，其底面处为零零。6群桩基础内力力及位移分析析基本假设：6群桩基础内力力及位移分析析——承台的计算宽度6群桩基础内力力及位移分析析若是对称布置置的竖直桩桩桩基，则有单桩刚度系数数可令令由由前述的的有关公式求求得。通过上式可求求得便便可按前前述公式计算算桩顶荷载。。6群桩基础内力力及位移分析析6.3低承台桩基桩桩顶荷载的简简化计算条件：水平荷荷载较小、承承台可看成刚刚性的且埋置置深度足够大大6群桩基础内力力及位移分析析——承台埋置深度度内土的重度度和内摩擦角角——与H作用方向垂直直的承台侧面面宽度假定：水平荷荷载由承台侧侧面土的抗力力和承台上下下两侧的摩阻力力所平衡，忽忽略承台水平平位移和转角的影响响，各桩只发发生竖向位移移，各桩只承受由竖竖向力和力矩矩引起的轴向向力6群桩基础内力力及位移分析析按照组合截面面的偏心受压压问题求解桩群组合截面面对y轴的惯性矩6群桩基础内力力及位移分析析相对很小忽略略若为双向受力力则第i桩桩顶轴向力力为6群桩基础内力力及位移分析析双向偏心时6.4桥台桩基础6群桩基础内力力及位移分析析6群桩基础内力力及位移分析析由于路基填土土作用于桩身身上的土压力力在桩顶引起起的荷载6群桩基础内力力及位移分析析地面处的弯矩矩和剪力分别别为6群桩基础内力力及位移分析析地面处变形协协调关系有桩顶的弯矩和和剪力为地面处的弯矩矩和剪力分别别为6群桩基础内力力及位移分析析1概述2桩基础的类型型及构造3桩基础的施工工4轴向荷载下的的单桩5横向荷载下的的单桩6群桩基础内力力及位移分析析7单桩承载力的的确定8群桩作用和桩桩基的竖向承承载力9桩基沉降计算算10建筑桩基承台台计算11桩基础设计主要内内容容7单桩承载力的的确定一按土阻力力确定二按桩身材材料强度①原位试试验确定②按理论论公式确定③用经验验公式计算7.1确定方法7.2单桩承载力的的试验确定1轴向受压静载载试验(1)试验装置加载系统测量系统千斤顶加载直接堆载加载7单桩承载力的的确定次梁锚筋锚桩主梁千斤顶百分表基准柱(a)立面图(b)平面图千斤顶加载装装置示意图7单桩承载力的的确定7单桩承载力的的确定桩顶试验中7单桩承载力的的确定攀枝花昔格达岩层中中桩基7单桩承载力的的确定7单桩承载力的的确定跨沪宁铁路特大桥沪台7单桩承载力的的确定(2)试验方法及要要点加载方式：慢慢速维持荷载载法，即逐级级加载；加载原则：每每级荷载为预预估极限荷载载1/15~1/10；桩顶沉降观测测：每级加载载后间隔一定定时间测量一次沉降；沉降相对稳定定标准：沉降降不超过0.1mm/h，认为沉降稳定，进进行下一级加加载；7单桩承载力的的确定⑤终止加载条条件:◄当荷载沉降曲曲线上有可判判断极限承载载力的陡降段段；◄某级荷载载作用下，桩桩的沉降量为为前一级荷载载作用下沉降量的5陪；◄某级荷载载作用下，桩桩的沉降量为为前一级荷载载作用下沉降量的2陪，且经24小时尚未稳定定；◄已达到锚锚桩最大抗拔拔力或压重平平台的最大重重量；◄桩底支撑撑在坚硬岩土土层上，桩的的沉降量很小小时，最大加载量已达达到设计荷载载的2陪；⑥卸载与卸卸载沉降观测测：每级卸载载值为加载值值的2陪。7单桩承载力的的确定(3)承载力的确定定①如果荷荷载沉降曲线线有明显的陡陡降段，取陡陡降段起点相应的的荷载值；②如果荷荷载沉降曲线线没有明显的的陡降段，曲曲线比较平缓，则则根据桩顶沉沉降量确定：：●一般桩取s=40~60mm对应的荷载；；●大直径桩可取取s=(0.03~0.06)d对应的荷载；；●对于细长桩(l/d>80)可取s=60~80mm对应的荷载。7单桩承载力的的确定(4)试桩试验时间间的选择①打入桩桩●砂土：：不宜少于7天；●粉土：：不宜少于15天；●饱和粘粘土：不得少少于25天；②灌注桩桩：桩身混凝凝土达到设计计强度后进行行。(5)试桩数量的有有关规定同一条件下的的试桩数量不不宜少于总桩桩数的1%，且不应少于3根；工程总桩桩数在50根以内时不应应少于2根。7单桩承载力的的确定2轴向抗拔静载载试验3横向力静载试试验4轴向受压动力力试验●低应变法●高应变法7单桩承载力的的确定既可以确定桩桩的轴向受压压承载力，又又可以检测桩桩的桩身质量量①打入桩、、震动下沉桩桩及桩端爆扩扩桩1摩擦桩的轴向向受压容许承承载力7单桩承载力的的确定7.3经验公式法——单桩容许承载载力——桩身截面周长长——桩底面积——桩侧各土层厚厚度——震动沉桩对桩桩周各土层摩摩阻力和端阻力的影影响系数——桩端爆扩体直直径和桩身直直径比值有关的系数数——桩侧各土层的的极限摩阻力力和桩端土的极限端端阻力7单桩承载力的的确定7单桩承载力的的确定7单桩承载力的的确定7单桩承载力的的确定②钻（挖））孔灌注桩7单桩承载力的的确定——桩身截面周长长，按成孔桩桩径计算。一一般情况下，按钻钻头类型分别别比设计桩径径增大下列数值:旋转钻为30~50mm，冲击钻为50~100mm，冲抓钻为100~150mm——钻孔灌注桩桩桩底支承力折折减系数③打桩公式式——桩底地基土的的容许承载力力7单桩承载力的的确定2柱桩的轴向受受压容许承载载力①支撑于岩岩层上的打入入桩、震动下下沉桩及管柱柱7单桩承载力的的确定R——岩石试块单轴轴抗压极限强强度C——折减系数。均均质无裂缝的的岩层采用C=0.45，有严重裂缝缝、风化或易易软化的岩层采用用C=0.37单桩承载力的的确定3摩擦桩的轴向向受拉容许承承载力②支撑于岩层上上或嵌入岩层层内的钻（挖）孔灌灌注桩及管柱h——自新鲜岩面算算起的嵌入深深度C1，C2——决定于岩层破破损程度和清清底情况的系系数7.4建筑桩桩基的的单桩桩轴向向承载载力7单桩承承载力力的确确定自学1概述2桩基础础的类类型及及构造造3桩基础础的施施工4轴向荷荷载下下的单单桩5横向荷荷载下下的单单桩6群桩基基础内内力及及位移移分析析7单桩承承载力力的确确定8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力9桩基沉沉降计计算10建筑桩桩基承承台计计算11桩基础础设计计主要要内内容容8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力MNH群桩的的承载载力是是否等等于独独立单单桩的的承载载力之之和？？桩基的的沉降降量是是否与与独立立单桩桩相同同？8.1群桩的的共同同作用用8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力土单桩桩群桩桩对嵌岩岩桩，，认为为桩底底平面面处地地基所所受压压力只只分布布在桩桩底面面积范范围内内，群群桩基基础各各桩的的工作作性能能与独独立单单桩相相同群桩竖竖向承承载力力等于于各独独立单单桩承承载力力之和和，沉沉降量量也与与独立立单桩桩一致致端承承桩桩>6d摩擦擦桩桩8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力单桩桩群桩桩当群桩桩基础础的桩桩间距距大于于6倍桩径径时，，桩底底的应应力不不会发发生重重叠，，群桩桩中的的基桩桩与独独立单单桩的的工作作情况况相同同，群群桩竖竖向承承载力力等于于各独独立单单桩承承载力力之和和，沉沉降量量也与与独立立单桩桩一致致压力扩散深深度8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力当群桩桩基础础的桩桩间距距小于于6倍桩径径时，，桩底底的应应力部部分发发生重重叠，，地基基所受受压力力无论论在数数值及及其影影响范范围和和深度度上都都会明明显增增大，，群桩桩基础础的沉沉降量量也比比独立立单桩桩大8.2桥梁桩桩基的的竖向向承载载力及及沉降降计算算8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力地基承承载力力检算算将群桩桩基础础等效效成一一定埋埋深的的实体体基础础，检检算桩桩底平平面处处的地地基承承载力力1234MN1234MN8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力——实体基基础底底面形形心处处的竖竖向力力，包包括承承台底面面以上上的竖竖向力力，桩桩重及及1234范围内土的的重量量——低桩承承台底面以以上外外力对对该平平面处处桩群形心心的力力矩或或高桩桩承台台局部部冲刷刷线以上外力对对该平平面处处桩群群形心心的力力矩——实体基基础底底面的的面积积和截截面模模量——桩底平平面处处地基基土的的容许许承载载力沉降降计计算算8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力按照《铁路桥桥涵地地基基基础设设计规规范》的规定定：当当群桩桩基础础的桩桩间距距小于于6倍桩径径时，，应将将桩基基视作作实体体基础础，按按照明明挖基基础沉沉降检检算的的原则则和要要求，，验算算桩基基的沉沉降量量和相相邻基基础的的沉降降差。。可采采用与与建筑筑桩基基相同同的计计算方方法计计算桥桥梁桩桩基的的沉降降。8.3建筑桩桩基的的竖向向承载载力8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力对于3根以上上,非端承承桩的的桩基基础,要考虑虑群桩桩效应应；若若承台台底面面土体体与承承台底底不脱脱开，，则考考虑承承台承承载能能力（（承台台效应应）单桩承承载力力设计计值摩擦桩桩群桩效应系数抗力分项系数8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力由静载载试验验确定定基桩桩极限限承载载力——侧阻端端阻综综合抗抗力分分项系系数8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力嵌岩桩桩——嵌岩段段的侧侧阻——嵌岩段段的端端阻8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力承台承承载力力计算算承台下下土的的承载载力低低于浅浅基础础承台内内反力力小于于外围围,双曲线线分布布在动力力荷载载下(铁路桥桥梁)、负摩摩擦力力(地面下下沉);端承桩桩、饱饱和软软土中中沉入入密集集桩群群等情情况下下不考考虑承承台承承载力力。8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力——桩基中中的桩桩数——承台底底净面面积，，扣除除桩群群面积积后的的台底面面积——承台底底以下下1/2承台宽宽度范范围（（小于等于于5米）内内土的的极限限反力力标准准值，可可按地地基土土承载载力标标准值值的2倍取值值½B8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力基桩荷荷载检检算1.荷载效效应标标准组组合②偏心竖竖向荷荷载①中心荷荷载——建筑物物重要要性系系数8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力2.地震作作用效效应组组合②偏心竖竖向荷荷载①中心荷荷载地震震震害调调查表表明，，不论论桩周周土类类别如如何，，基桩桩竖向向承载载力均均可提提高25%8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力抗拔承承载力力检算算单桩或或群桩桩基础础呈非非整体体破坏坏基桩抗抗拔极极限承承载力力标准准值群桩基基础受受拔而而呈整整体破破坏抗拔承承载力力验算算8群桩作作用和和桩基基的竖竖向承承载力力——基桩或或桩土土自重重设计计值，，地下下水位位以下采采用浮浮重度度——群桩基基础所所包围围体积积的桩桩土总总自重重设计计值值除除以以总总桩桩数数，，地地下下水水位位以以下下采用用浮浮重重度度8.2软弱弱下下卧卧层层检检算算8群桩桩作作用用和和桩桩基基的的竖竖向向承承载载力力1时———整体体冲冲剪剪破破坏坏FlB0tz

———作用用于于软软弱弱下下卧卧层层顶顶面面的的附加加应应力力8群桩桩作作用用和和桩桩基基的的竖竖向向承承载载力力———软弱弱下下卧卧层层经经深深度度修修正正的的地地基基极极限限承载载力力标标准准值值———地基基承承载载力力分分项项系系数数，，取取1.65———桩群群外外缘缘矩矩形形面面积积的的长长、、短短边边长长———桩端端持持力力层层压压力力扩扩散散角角———地面面至至软软弱弱下下卧卧层层顶顶面面的的深深度度8群桩桩作作用用和和桩桩基基的的竖竖向向承承载载力力2时，，且且持持力力层层厚厚度度FlB0tzG

1概述述2桩基基础础的的类类型型及及构构造造3桩基基础础的的施施工工4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩5横向向荷荷载载下下的的单单桩桩6群桩桩基基础础内内力力及及位位移移分分析析7单桩桩承承载载力力的的确确定定8群桩桩作作用用和和桩桩基基的的竖竖向向承承载载力力9桩基基沉沉降降计计算算10建筑筑桩桩基基承承台台计计算算11桩基基础础设设计计主要要内内容容9建筑筑桩桩基基沉沉降降计计算算9.1单桩桩的的沉沉降降计计算算附加加应应力力计计算算9建筑筑桩桩基基沉沉降降计计算算明德德林林附附加加应应力力计计算算公公式式9建筑筑桩桩基基沉沉降降计计算算———端阻阻力力引引起起的的附附加加应应力力———均匀匀分分布布侧侧阻阻力力引引起起的的附附加加应应力力———三角角形形分分布布侧侧阻阻力力引引起起的的附附加加应应力力———桩端阻阻力力比比———均匀匀分分布布侧侧阻阻力力比———考虑虑桩桩径径比比的的应应力力影影响响系系数数沉降降计计算算9建筑筑桩桩基基沉沉降降计计算算采用用单单向向压压缩缩分分层层总总和和法法计计算算土土层层的的沉沉降降，，并并计计入入桩桩身身压压缩缩量量———桩身身压压缩缩系系数数9建筑筑桩桩基基沉沉降降计计算算———桩基基沉沉降降计计算算经经验验系系数数端承承桩桩摩擦擦桩桩需要要进进行行沉沉降降计计算算：：一级级或或二二级级且且桩桩端端持持力力层层为为软软弱弱土土的的建建筑筑桩桩基基桩端端以以下下存存在在软软弱弱下下卧卧层层的的一一级级建建筑筑桩桩基基对沉沉降降有有严严格格要要求求的的建建筑筑物物桩桩基基一般般不不计计桩桩身身压压缩缩量量及及桩桩与与土土间间的的相相对对位位移移，，以以假假想想基基础础为为刚刚性性整整体体，，验验算算桩桩端端以以下下土土的的沉沉降降9建筑筑桩桩基基沉沉降降计计算算9.2桩基基的的沉沉降降计计算算9建筑筑桩桩基基沉沉降降计计算算对于于桩桩中中心心距距不不大大于于6倍桩桩径径的的桩桩基基，，其其最最终终沉沉降降量量计计算算采采用用等效效作作用用分分层层总总和和法法。等等效效作作用用面面位位于于桩桩端端平平面面，，等等效效作作用用面面积积为为桩桩承承台台投投影影面面积积，，等等效效作作用用附附加加应应力力近近似似取取承承台台底底平平均均附附加加应应力力。。等等效效作作用用面面以以下下的的应应力力分分布布采采用用各各向向同同性性均均质质直直线线变变形形体体理理论论9建筑筑桩桩基基沉沉降降计计算算———采用用布布辛辛奈奈斯斯克克解解，，按实实体体深深基基础础分分层层总总和法法计计算算出出的的桩桩基基沉降降量量———桩基基沉沉降降计计算算经经验验系系数数———桩基基等等效效沉沉降降系系数数1概述述2桩基基础础的的类类型型及及构构造造3桩基基础础的的施施工工4轴向向荷荷载载下下的的单单桩桩5横向向荷荷载载下下的的单单桩桩6群桩桩基基础础内内力力及及位位移移分分析析7单桩桩承承载载力力的的确确定定8群桩桩作作用用和和桩桩基基的的竖竖向向承承载载力力9桩基基沉沉降降计计算算10建筑筑桩桩基基承承台台计计算算11桩基基础础设设计计主要要内内容容10.1承台台的的正正截截面面抗抗弯弯计计算算（1）矩矩形形承承台台10建筑筑桩桩基基承承台台计计算算其破破坏坏特特征征呈呈梁梁式式破破坏坏：：挠曲曲裂裂缝缝在在平平行行于于柱柱边边两两个个方方向向交交替替出出现现，，承承台台在在两两个个方方向向交交替替呈呈梁梁式式承承担担荷荷载载。。最最大大弯弯矩矩产产生生在在平平行行于于柱柱边边两两个个方方向向的的屈屈服服线线处处。。10建筑桩基基承台计计算——垂直于x、y轴方向计计算截面弯弯矩设计计值；——垂直y轴和x轴方向自自桩轴线到到相应计计算截面的距离离；——扣除承台台和承台台上土重设计值值后i桩竖向净反力设设计值；；（2）柱下三三桩三角角形承台台受弯计计算①等边边三桩承承台s——由承台形形心至承承台边缘缘距离范范围内板板带的弯弯距设计计值；——扣除承合合和其上上填土自自重后的的三桩中中相应于于荷载效效应基本组合时时的最大大单桩竖竖向力设设计值;——桩距;——方柱边长长，圆柱柱时c=0.866d(d为圆柱直直径)。10建筑桩基基承台计计算10建筑桩基基承台计计算sαsc2c1②等腰腰三桩承承台——由承台形形心至承承台两腰腰和底边边距离范范围内板板带的弯弯距设计计值；——扣除承合合和其上上填土自自重后的的三桩中中相应于于荷载效效应基本本组合时的的最大单单桩竖向向力设计计值;——长向桩距距;——短向桩距距与长向向桩距之之比；——分别垂直直于、平平行于承承台底边边的柱截截面边长长。10建筑桩桩基承承台计计算③柱柱下三三桩三三角形形承台台也可可按下下式计计算④柱下或或墙下下条形形承台台梁柱下条条形承承台梁梁的正截截面弯弯矩设设计值值一般般可按按弹性性地基基梁进进行分分析，，地基的的计算算模型型应根根据地地基土土层的的特性性选取取。当桩端端持力力层较较硬且且桩轴轴线不不重合合时，，可视视桩为为不动动支座座，按按连续续梁计计算。。墙下条条形承承台梁梁可按倒倒置的的弹性性地基基梁计计算弯弯矩和和剪力力。10建筑桩桩基承承台计计算10.2承台抗抗冲切切计算算10建筑桩桩基承承台计计算破坏特特征：：若承台台高度度不足足，或或承台台变阶阶处的的高度度不足足，将将会产产生冲冲切破破坏。。其破破坏方方式分分为沿柱边边的冲冲切和和角桩桩对承承台的的冲切切（为柱柱冲切切破坏坏锥体体以外外角桩桩对承承台冲冲切作作用））。10建筑桩桩基承承台计计算（1）柱对对承台台冲切切的承承载力力柱边冲冲切破破坏锥锥体斜斜面与与承台台底面面的夹夹角大大于或或等于于450，该斜斜面的的上周周边位位于柱柱与承承台交交接处处或变变阶处处，下下周位位于相相应的的桩顶顶内边边缘处处。FF10建筑桩桩基承承台计计算——扣除承承台及及其上上填土土自重重，作用于于冲切切破坏坏锥体体上相相应于荷载载效应应基本本组合合的冲冲切力设计计值，，——冲切破破坏锥锥体范范围内内各基基桩的净反反力（（不计计承台台和承承台上土的的自重重）设设计值值之和和；——柱根部部轴力力设计计值；；10建筑桩桩基承承台计计算——承台混混凝土土抗拉拉强度度设计计值；；F——受冲切切承载载力截截面高高度影影响系数数——承台冲冲切破破坏锥锥体的的有效效高度度；10建筑桩桩基承承台计计算——冲切系系数；；——冲跨比比（0.25~1.0）；——柱边或或承台台变阶阶处到到桩边边水平平距离离；10建筑桩桩基承承台计计算（2）角桩桩对承承台的的冲切切——扣除承承台及及其上上填土土自重重，在荷载载效应应基本本组合合作用用下角桩反反力设设计值值，10建筑桩桩基承承台计计算——角桩冲冲跨比比（0.25~1.0）；——角桩冲冲切系系数；——角桩内内边缘缘引450线与冲冲切顶顶面相相交交点至角桩桩内边边缘的的距离离；当当柱底底面或或变阶阶处边线线位于于该450线以内内时，，则取取柱边边或变阶阶处与与桩内内边缘缘的水水平距距离——角桩内内边缘缘至承承台外外边缘缘水平距距离。。10建筑桩桩基承承台计计算（3）三桩桩三角角形承承台角角桩的的冲切切承载载力底部角角桩顶部角角桩10建筑桩桩基承承台计计算——角桩冲冲跨比比(0,25~1.0)——角桩内内边缘缘引450线与冲冲切顶顶面相相交点至角角桩内内边缘缘的水水平距距离；；当柱柱底面处边边线位位于该该450线以内内时，，则取取柱边与桩桩内边边缘的的水平平距离离。——角桩冲冲切系系数；——角桩内内边缘缘至承承台外外边缘缘水平距距离。。10建筑桩桩基承承台计计算10.3承台抗抗剪切切计算算破坏特特征：：柱与桩桩边连连线所所形成成的斜斜截面面（如如右图图）。当柱柱（变变阶处处）外外有多多排桩桩形成成多个个剪切切斜截截面时时，对对每一一个斜斜截面面都要要进行行受剪剪承载载力计计算。。10建筑桩桩基承承台计计算——扣除承承台及及其上上填土土自重重后相相应于于荷载载效应应基本组组合时时斜截截面的的最大大剪力力设计计值；；——受剪切切承载载力截截面高高度影影响系系数；——剪切系系数；——为柱边边或承承台变变阶处处至x、y方向计计算一一排桩的桩桩边的的水平平距离离，——承台计计算截截面处处的计计算宽宽度。——计算截截面的的剪跨跨比（0.25~3）；10建筑桩桩基承承台计计算阶梯形形承台台变阶阶处、、锥形形承台台的计计算宽宽度b0、有效效高度度h0的确定定：1）对于于阶梯梯形承承台应应分别别在变阶阶处（（A1-A1，B1-B1）及柱柱边处处（A2-A2，B2-B2）进行行斜截截面受受剪计算。。