基础工程桩基础

基础工程桩基础4.1概述；4.2桩和桩基的分类与质量检测；4.3竖向荷载下单桩的工作性能；4.4单桩竖向承载力确定；4.5桩的水平承载力与位移；4.6群桩基础设计；4.7桩基础设计。本章主要内容软土层桩(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：通过桩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。4.1概述承载力高，稳定性好，沉降量小而均匀，适应性强；具有很大的抗拔力和水平承载力；具有很好的抗震性能；便于机械化施工。不足：造价高、技术复杂、工期长。一、桩基础的优缺点：二、桩基础的适用性1.地基的上层土质太差而下层土质较好；或地基软硬不均或荷载不均，不能满足上部结构对不均匀变形的要求；2.地基软弱，不适合采用地基加固措施；或地基土性特殊，如存在可液化土层，自重湿陷性黄土，膨胀土及季节性冻土等；3.除承受较大垂直荷载外，尚有较大偏心荷载，水平荷载，动力或周期性荷载作用；4.上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感；建筑物受到大面积地面超载的影响；5.地下水位很高，采用其他基础形式施工困难；或位于水中的构筑物基础，如桥梁，码头，钻采平台等；6.需要长期保存，具有重要历史意义的建筑物。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。风化砂岩及粉砂岩部分风化及不风化泥岩新加坡发展银行,四墩直接均为7.3m。金贸大厦相关数据据：大厦自重30万吨；桩深83.5米；浇筑混凝土18万立方米；电梯79台；打桩1062根；挖除土方32万立方米；耗用钢钢材7.6万吨；抗震烈度7度。金茂大厦，又称金金茂大楼，位于上上海浦东新区黄浦浦江畔的陆家嘴金金融贸易区，楼高高420.5米，目前是上海第第2高的摩天大楼（截截至2008年8月）、中国大陆第第3高楼、世界第8高楼。三、桩基设计内容容选择桩的类型和几几何尺寸；2.确定单桩竖向（和和水平向）承载力力特征值；3.确定桩的数量、间间距和布桩方式；；4.验算桩基的承载力力和沉降；5.桩身结构设计；6.承台设计；7.绘制桩基础施工图图。设计桩基应先根据据建筑物的特点和和有关要求，进行行岩土工程勘察和和场地施工条件等等资料的收集工作作。四、桩基设计原则则《建筑桩基技术规范范》（JGJ94-2008）规定，建筑桩基基础应按下列两类类极限状态设计：：（1）承载能力极限状态态：桩基达到最大承载载能力，整体失稳稳或发生不适于继继续承载的变形；；（2）正常使用极限状态态：桩基达到建筑物正正常使用所规定的的变形限值或耐久久性要求的某些限限值。根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适用用性、场地地基和建筑物体型的复杂杂性以及由于桩基问题题可能造成建筑物物破坏或影响正常常使用的程度，将将桩基设计分为三三个安全等级：甲甲级、乙级、丙级级。同时要求进行行相关计算和验算算。A.所有桩基均根据具具体条件分别进行行承载能力计算和和稳定性验算，内内容包括：1.根据桩基使用功能能和受力特征分别别进行竖向和水平平向承载力计算；；2.计算桩身和承台结结构的承载力；3.桩端平面以下存在在软弱下卧层时应应进行软弱下卧层层承载力验算；4.坡地、岸边桩基应应进行整体稳定性性验算；5.抗浮、抗拔桩基应应进行基桩和群桩桩的抗拔承载力验验算；6.抗震设防区的桩基基应进行抗震承载载力验算。B.以下桩基尚应进行行变形验算：沉降计算：水平位移计算：对承受大水平荷载载或水平位移有严严格限制的建筑桩桩基应计算其水平平位移。C.对不允许出现裂缝缝或需限制裂缝宽宽度的混凝土桩身身和承台还应进行行抗裂或裂缝宽度度验算。设计等级为甲级的的非嵌岩桩和非深深厚坚硬持力层的的建筑桩基；设计等级为乙级的的体形复杂、荷载载分布显著不均匀匀或桩端平面以下下存在软弱土层的的建筑桩基；软土地基多层建筑筑减沉复合疏桩基基础。4.2桩和桩基的分类与与质量检测一、桩基的分类：：（一）按桩的个数数A单桩基础：单根桩桩承受和传递上部部结构的荷载。B群桩基础：2根或2根以上的多根桩组组成群桩，由承台台将群桩在上部联联结成一个整体，，建筑物的荷载通通过承台分配给各各根桩，桩群再把把荷载传递给地基基。群桩基础中的的单桩称为基桩。（二）按承台分类类承台:将几个桩结合起来来传递荷载，根据据承台与地面的相相对位置不同，可可以分为：高承台桩基：承台底面在地面以以上，且常处于水水下，水平受力差差，可避免水下施施工及节省基础材材料，多用于桥梁梁及港口工程。低承台桩基：承台底面在地面以以下,承台本身承担部分分荷载，因此受力力性能好，具有较较强的抵抗水平荷荷载的能力，在工工业与民用建筑中中，几乎都使用低低承台桩。高承台桩基础承台在地面以上,桥桩,码头,栈桥。低承台桩基础承台在地面以下,承台本身承担部分荷载低承台桩基础高承台桩基础摩擦型桩端承型桩二、桩的分类摩擦桩端承摩擦桩端承桩摩擦端承桩根据桩竖向荷载下下桩土相互作用特特点，达到承载力力极限状态时，桩桩侧与桩端阻力的的发挥程度和分担担荷载比例。将桩桩分为摩擦型桩和和端承型桩两大类类：在竖向极限荷载作作用下，桩顶荷载载全部或主要由桩桩侧阻力承受。在竖向极限荷载作作用下，桩顶荷载载全部或主要由桩桩端阻力承受。1.按承载性状端承型桩摩擦型桩预制桩灌注桩锤击打入振动沉桩静压沉桩2.按施工方法预制桩可以是木桩桩，钢桩或钢筋混混凝土桩等。沉管灌注桩钻孔灌注桩挖孔桩优点：施工过程中中无挤土、无振动、噪音小，，且桩径不受限制。。缺点：泥浆沉淀不不易清除，影响端部承载力的的充分发挥，并造成成较大沉降。①钻（冲）孔灌注桩桩：优点：在钢管内无水环境境中沉放钢筋和浇浇灌混凝土，从而而为桩身混凝土的的质量供了保障。缺点：a.拔除套管时，如果果提管速度过快会会造成缩颈、夹泥泥，甚至断桩。b.沉管过程的挤土效效应除产生与预制制桩类似的影响外外，还可能使混凝土尚未结硬的邻邻桩被剪断。对策：a.控制提管速度；b.采取“跳打”顺序施工。②沉管灌注桩：就位沉入浇筑成型边拔边浇放入钢筋笼继续浇筑挖孔桩主要适用于于粘性土和地下水水位较低的条件，最忌忌在含水砂层中施施工，因易引起流砂砂坍孔，十分危险险。③人工挖孔灌注桩3.按桩的设置效应桩的设置方法（打打入或钻孔成桩等等）不同，桩周土土所受的排挤作用用也很不同，排挤挤作用将使土的天天然结构，应力状状态和性质发生很很大变化，从而影影响桩的承载力和和变形性质。这些些影响统称为桩的的设置效应。桩按按设置效应可分为为下列三类。A非挤土桩：钻孔，挖孔，冲孔孔灌注桩，先钻孔孔后再打入的预制制桩。B部分挤土桩：H型钢桩，开口钢管管桩，开口预应力力混凝土管桩。C挤土桩：实心的预制桩，下下端封闭的管桩，，木桩，沉管灌注注桩。4.桩径大小小桩（d≤250mm）；普通桩（250mm<d<800mm）；大直径桩（d≥800mm）。竖向抗压桩、竖向向抗拔桩、水平受受荷桩以及复合受受荷桩。5.按桩的使用功能分分类木桩、混凝土桩、、钢筋混凝土桩、、钢桩以及组合材材料桩。6.按桩身材料分类三、桩的质量检验验桩基础属于地下隐隐蔽工程，尤其是是灌注桩，很容易易出现颈缩，夹泥，断桩或沉渣过厚等多种形态的质量量缺陷，影响桩身身结构完整性和单单桩承载力，因此此必须进行施工监监督、现场记录和和质量检测，以保保证质量，减少隐隐患。常用的桩身身结构完整性检测测技术：A开挖检查。只限于于对暴露的桩身进进行观察检查；B抽芯法；C声波透射法；D动测法。钢筋混凝土预制桩桩混凝土（钢筋混凝凝土）预制桩起吊吊先张法预应力钢筋筋混凝土预制桩混凝土（钢筋混凝凝土）预制桩-方桩人工挖孔桩1.0-3.0m0.6-0.9m广州市亚洲大酒店店人工挖孔桩螺旋钻孔灌注桩粘性土砂性土螺旋钻内夯式扩底桩200kN钢锤碎石混凝土钢筋笼钻扩桩生产工艺PHC—thePrestressedHigh-intensityConcrete(预应力高强