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文檔簡(jiǎn)介
1、樁基礎(chǔ),Pile foundation,本章主要內(nèi)容,概述樁的功能及類型樁的承載機(jī)理?單樁承載力capacity of single pile群樁承載力capacity of pile group樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì),,,,軟 土 層,沉井caisson,深基礎(chǔ),地下連續(xù)墻 diaphragm,第一節(jié) 概 述,一、樁的應(yīng)用1.歷史十九世紀(jì)以前,木樁7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡西安灞橋,北京御河橋,隋唐建塔
2、十九世紀(jì)開始,材料和動(dòng)力進(jìn)步 鑄鐵管樁,1824年波特蘭水泥注冊(cè)專利,蒸汽動(dòng)力十九世紀(jì)末,現(xiàn)場(chǎng)鉆孔樁(1897, Raymond),排 樁,帶撐木樁,,灞河上建橋始于春秋時(shí)期,秦穆公稱霸西戎,將滋水改為灞水,并于河上建橋,故稱“灞橋”,是我國(guó)最古老的石柱墩橋。,,1400年前的隋代灞橋遺址,,被洪水沖走的隋代灞橋上的橋樁,隋代灞橋橋墩上的龍頭,,隋代灞橋石料上刻有“耀州”二字證實(shí)修橋石料來源于西安以北約100公里的古耀州,,,
3、新加坡發(fā)展銀行,四墩, 每墩直徑7.3m將荷載傳遞到下部好土層,承載力高,,大直徑鉆孔樁,風(fēng)化砂巖及粉砂巖,部分風(fēng)化及不風(fēng)化泥巖,新加坡發(fā)展銀行,四墩7.3m,現(xiàn)場(chǎng)灌注護(hù)坡樁造價(jià)低,現(xiàn)場(chǎng)灌注護(hù)坡樁造價(jià)低,2.特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)將荷載傳遞到下部好土層,承載力高沉降量小抗震性能好,穿過液化層承受抗拔(抗滑樁)及橫向力(如風(fēng)載荷)與其他深基礎(chǔ)比較,施工造價(jià)低,缺點(diǎn)施工環(huán)境影響, 預(yù)制樁施工噪音, 鉆孔灌注樁的泥漿
4、 有地下室時(shí),有一定干擾,深基坑中做樁,3. 適用條件,(1)水上建筑物(2)深持力層,高地下水位(3)抗震地基(4)對(duì)沉降非常敏感的建筑,如精密儀器 詳見教材117頁,承臺(tái):將幾個(gè)樁結(jié)合起來傳遞荷載1.低承臺(tái)樁基 承臺(tái)在地面以下, 承臺(tái)本身可承擔(dān)部分荷載2.高承臺(tái)樁基 承臺(tái)在地面以上,橋樁,碼頭,棧橋,二、樁基礎(chǔ)的類型(按承臺(tái)位置分類),青島·前海棧橋,1891年登州
5、鎮(zhèn)總兵章高元奉調(diào)率兵移駐青島后,先在青島村(今人民會(huì)堂處)修建總兵衙門,然后在前海處搭起一座長(zhǎng)200米左右、鐵木結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)易碼頭,當(dāng)時(shí)只供軍用,故名棧橋。,低承臺(tái)樁基,,,,,,,,,高承臺(tái)樁基,三、樁基設(shè)計(jì)原則,1、樁基的極限狀態(tài):樁基承載能力極限狀態(tài):對(duì)應(yīng)于樁基受荷達(dá)到最大承載能力導(dǎo)致整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形;樁基正常使用極限狀態(tài):對(duì)應(yīng)于樁基變形達(dá)到為保證建筑物正常使用所規(guī)定的限值或樁基達(dá)到耐久性要求的某項(xiàng)限值。,《建
6、筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-94),2、建筑樁基安全等級(jí):根據(jù)建筑物因樁基損壞所造成的后果嚴(yán)重性將建筑樁基分為三個(gè)安全等級(jí)。,3、樁基計(jì)算(驗(yàn)算)內(nèi)容:(1)所有樁基均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算 1)樁基的豎向承載力計(jì)算、群樁承載力計(jì)算; 2)樁端平面以下軟弱下臥層承載力驗(yàn)算; 3)樁基抗震承載力驗(yàn)算; 4)承臺(tái)計(jì)算和樁身結(jié)構(gòu)計(jì)算;,(2)以下樁基尚應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算: 1)樁端持力層為軟弱土
7、的一、二級(jí)建筑物及樁端持力層為粘性土等的或存在軟弱下臥層的一級(jí)建筑樁基的沉降驗(yàn)算。 2)承受較大水平荷載或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格的一級(jí)建筑樁基的水平變位驗(yàn)算。(3)對(duì)不允許出現(xiàn)裂縫或限制裂縫寬度的混凝土樁身和承臺(tái)應(yīng)進(jìn)行抗裂或裂縫寬度驗(yàn)算。,4、樁基規(guī)范對(duì)荷載效應(yīng)的規(guī)定樁基承載能力極限狀態(tài):采用作用效應(yīng)的基本組合和地震作用效應(yīng)的組合。,樁基正常使用極限狀態(tài):沉降驗(yàn)算:采用荷載的長(zhǎng)期效應(yīng)組合(準(zhǔn)永久組合)。水平變位、抗裂和裂縫寬
8、度:應(yīng)根據(jù)使用要求和裂縫控制等級(jí)分別采用作用效應(yīng)的短期效應(yīng)組合(標(biāo)準(zhǔn)組合)或短期效應(yīng)組合(標(biāo)準(zhǔn)組合)考慮長(zhǎng)期荷載(準(zhǔn)永久組合)的影響。,對(duì)于特殊地基土(如:軟土、濕陷性黃土等),遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則。,《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50007-2002 關(guān)于荷載取值的規(guī)定(1)按地基承載力確定基礎(chǔ)底面面積或按單樁承載力確定樁數(shù)時(shí),傳至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組合。相應(yīng)的抗力應(yīng)取地基承載力特征值或單樁承載力特
9、征值。,(2)計(jì)算地基變形時(shí),傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)的下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合,不計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用。相應(yīng)的限值為地基變形允許值。(3)計(jì)算擋土墻土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡時(shí),荷載效應(yīng)應(yīng)按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合,但其分項(xiàng)系數(shù)均為1.0。,(4)在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、承臺(tái)、支擋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí),應(yīng)荷載效應(yīng)應(yīng)按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合,采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)均。驗(yàn)算基礎(chǔ)的裂縫寬度時(shí),應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組
10、合。(5)由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合值可取基本組合值的1.35倍。(6)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全等級(jí)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用,但結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0不應(yīng)小于1.0。,,樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)步驟,四、,4.2 樁的類型,承載性狀施工方法成型方式效應(yīng)材料形狀按尺寸,按不同的分類標(biāo)準(zhǔn),叫法不同。,,4.2.1 樁 的 分 類,一、 按承載性狀分類,Q = Qp+QsTip resistance, Skin fr
11、iction端承型樁 主要由樁端承受極限荷載,樁不長(zhǎng),樁端土堅(jiān)硬摩擦型樁 主要由樁側(cè)壁與土的摩擦力承受極限荷載,樁長(zhǎng)徑比不很大,樁端土為粘土、粉土、砂土等,,,端承型樁,摩擦型樁,,,端承樁,摩擦端承樁,(嵌巖樁),摩擦樁,端承摩擦樁,端承型樁,摩擦型樁,P,二、按材料: 木樁、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管(型鋼)樁、復(fù)合樁 鋼筋混凝土:普通混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土(離心預(yù)制)、高強(qiáng)混凝土,三 、 按形狀,按縱斷面:楔形樁、樹根
12、樁、螺旋樁、多節(jié)(分叉)樁、擴(kuò)底樁、支盤樁、微型樁按橫斷面:圓形,八邊形,十字樁、X形樁,樁身,,,四、按尺寸,按斷面(直徑)的大小: 大直徑樁:d?800mm; 小直徑樁:d?250mm; 中等直徑樁: 2503);短樁:L≤15m; 中長(zhǎng)樁:15m 80m ??L/? (?:樁的特征長(zhǎng)度),五、 按施工方法,施工方法—沉樁方法1 預(yù)制樁 Prefabricated pile 擠土樁,部分
13、擠土樁2 現(xiàn)場(chǎng)灌注樁 Cast in place 非擠土樁,部分?jǐn)D土樁,1 預(yù)制樁2 現(xiàn)場(chǎng)灌注樁,氣錘打入振動(dòng)沉樁靜壓樁,引孔,部分?jǐn)D土, 大面積地面隆起不引孔,擠土樁,,,成孔方法,人工挖孔螺旋鉆正反循環(huán)—地下水以下泥漿護(hù)壁沖擊,夯擴(kuò),爆破沉管灌注,,澆注法,省,易泥皮,虛土,斷樁,水上水下其他,,離心,預(yù)應(yīng)力,工廠,現(xiàn)場(chǎng),振動(dòng)沉樁預(yù)制樁10~13m,Pile Point,
14、離心預(yù)應(yīng)力預(yù)制鋼筋混凝土,人工挖孔樁,廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁,螺旋鉆,,擴(kuò)底樁,人工挖孔擴(kuò)孔樁(芝加哥法),UK英國(guó),,,,,,,,,,,,,,1.0-3.0 m,,,,,0.6-0.9 m,英國(guó)是近代工業(yè)革命的發(fā)源地,正式名稱“聯(lián)合王國(guó)”,全稱“大不列顛及北愛爾蘭聯(lián)合王國(guó)(the United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland)”,爆破擴(kuò)底樁,,,,,,,,,擠擴(kuò)樁(支盤
15、樁),六、按樁的成樁方式效應(yīng)分類:非擠土樁、部分?jǐn)D土樁、擠土樁1)擠土樁:實(shí)心預(yù)制樁、下端封閉的管樁、以及沉管灌注樁成樁效應(yīng):粘土:打樁→抗剪強(qiáng)度降低→停一定時(shí)間可恢復(fù)。無粘土:抗剪強(qiáng)度提高。2)部分?jǐn)D土樁:H型鋼樁、開口的鋼管樁、開口預(yù)制管樁成樁效應(yīng):影響不大。3)非擠土樁:鉆孔灌注樁、先鉆孔再打入的預(yù)制樁成樁效應(yīng):側(cè)阻力有所降低。,4.3 單樁承載力 Bearing capacity of a single p
16、ile,4.3.1 單樁軸向荷載的傳遞機(jī)理(單樁的工作性能),樁頂荷載一般為:軸向力、水平力、彎矩,1. 樁身軸力和截面位移(樁的荷載傳遞),在外載作用下,土對(duì)樁的支承力由樁側(cè)阻力和樁端阻力兩部分組成。,在外力作用下,樁側(cè)摩阻力開始抵抗打樁時(shí)的荷載,樁工作狀態(tài)時(shí)隨著外載的作用,開始摩阻力發(fā)揮作用,只有當(dāng)樁端產(chǎn)生位移,端阻力才逐漸開始作用。,樁、土間力的平衡,設(shè)樁身周長(zhǎng)為u,從深度z處取一dz微段,由力的平衡條件有:,設(shè)樁身橫截面面積為
17、Ap,彈性模量為Ep,dz微段的變形為d?z,據(jù)虎克定律有:,,代入上式有:,2.影響荷載傳遞的因素,主要影響荷載傳遞的因素:長(zhǎng)徑比 l/d,根據(jù)長(zhǎng)徑比 l/d 樁的分類:,短樁:l/d<10,中長(zhǎng)樁:l/d=10~40,長(zhǎng)樁:l/d=40~100,超長(zhǎng)樁:l/d>100,2.影響荷載傳遞的因素,(1)樁端土與樁周土的剛度比Eb/Es對(duì)于中長(zhǎng)樁: Eb/Es增大,樁端分擔(dān)荷載的比例增加。,(2)樁土剛度比Ep/Es對(duì)于中長(zhǎng)樁:
18、 Ep/Es增大,樁端分擔(dān)荷載的比例增加。 Ep/Es超過1000后,影響不大。當(dāng)Ep/Es<10端阻接近零,因此:對(duì)于砂樁、碎石樁、灰土樁等,應(yīng)按復(fù)合地基設(shè)計(jì)。,(3)樁端擴(kuò)底直徑與樁身直徑比D/d D/d增大,樁端分擔(dān)荷載的比例增加。,當(dāng)樁長(zhǎng)增大(例如l/d>25)時(shí),樁端分擔(dān)荷載減少。因樁身壓縮變形大,樁端反力尚未發(fā)揮,樁頂位移已超過實(shí)用所要求的范圍,此時(shí)傳遞到樁端的荷載極為微小。因此,很長(zhǎng)的樁實(shí)際上總是摩擦樁,用擴(kuò)大樁端直
19、徑來提高承載力是徒勞的。,(4)長(zhǎng)徑比 l/d,3. 樁側(cè)摩阻力和樁端阻力,由上可見,樁的側(cè)阻隨深度呈線性增大。但砂土中模型樁試驗(yàn)表明, 當(dāng)樁入土深達(dá)某一臨界值(約為5~10倍樁徑)后.側(cè)阻就不再隨深度增加。該現(xiàn)象稱為側(cè)阻的深度效應(yīng)。維西克(vesie,1967)認(rèn)為:樁周豎向有效應(yīng)力不一定等于覆蓋應(yīng)力,其線性增加到臨界深度(zc)時(shí)達(dá)到某一限值,其原因是土的“拱作用”。 綜上所述,樁側(cè)極限摩阻力與所在的深度、土的類別和性質(zhì)
20、,成樁方法等多種因素有關(guān)。而樁側(cè)阻力τu 達(dá)到所需的樁~土相對(duì)滑移極限值久則基本上只與土的類別有關(guān).根據(jù)試驗(yàn)資料,一般粘性土約為4~6mm.砂土約為6~10mm。,超靜孔隙水壓力消散,土的觸變性,打入預(yù)制樁:擠土使qs增加:(1)擠密(2)殘余應(yīng)力鉆孔預(yù)制樁:常使qs減少:(1)泥皮(2)應(yīng)力松弛但是也有水泥漿滲入土中使表面粗糙,粘性土的摩阻力有時(shí)效性:,其他施工因素,單樁的破壞形式,屈曲破壞—取決于樁身的材料強(qiáng)度整體剪
21、切破壞--取決于樁端土的支承力刺入破壞---取決于樁周土強(qiáng)度,屈曲破壞—取決于樁身的材料強(qiáng)度,樁的直徑比較小且穿過樁周土的抗剪強(qiáng)度比較低(如淤泥等軟土),樁端進(jìn)入比較堅(jiān)硬的巖石,一般端承樁和嵌巖樁屬于屈曲破,Q-S曲線(荷載-沉降)出現(xiàn)急劇破壞的陡降段,其沉降量很小,有明確的破壞荷載。 樁的承載力取決于樁身材料強(qiáng)度,整體剪切破壞--取決于樁端土的支承力,Q-S曲線有明顯的拐點(diǎn),有陡降段,有明顯的破壞荷載。樁的承載力主要取決于樁端土
22、的支承力。一般樁基屬于本情況。,刺入破壞---取決于樁周土強(qiáng)度,當(dāng)樁周土和樁尖土的抗剪強(qiáng)度比較均勻時(shí),樁在軸向荷載作用下將出現(xiàn)刺入破壞。樁頂荷載主要由樁側(cè)阻力來承擔(dān),樁端阻力極微,樁的沉降量較大。Q-S曲線為“漸進(jìn)破壞”的緩變型,無明顯拐點(diǎn)。樁的承載力主要取決于樁周土的抗剪強(qiáng)度,兩類單樁荷載~沉降曲線A—陡降型B—緩變型,4.3.2 單樁豎向承載力的確定,取決于兩個(gè)方面:,樁身材料強(qiáng)度,地層支承力,極限承載力:,承載力特征值
23、:,安全系數(shù)K=2,按樁身材料確定,混凝土 R = ? ?cfcAp鋼筋混凝土 R = ?(?cfcAp+fyAg),鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,,單樁豎向承載力特征值確定方法:,靜載荷試驗(yàn),按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定,按經(jīng)驗(yàn)公式確定,1. 靜載荷試驗(yàn),獲得單樁承載力最可靠的方法,錨樁 桁架法,2400噸,樁頂試驗(yàn)中,1、進(jìn)行靜載試驗(yàn)的工程:靜載荷試驗(yàn)是評(píng)價(jià)單樁承載力最為直觀和可靠的方法,其除了考慮到地基土的支承能力外,也計(jì)入了樁身材
24、料強(qiáng)度對(duì)于承載力的影響。對(duì)于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí):甲、乙級(jí)建筑物必須通過靜載荷試驗(yàn)。對(duì)于地基條件復(fù)雜,樁施工質(zhì)量可靠性低等建筑樁基必須通過載荷試驗(yàn)。,2、試驗(yàn)數(shù)量:在同一條件下的試驗(yàn)數(shù)量,不宜少于總數(shù)的1%,并不少于3根。工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)少于2根。3、預(yù)制樁完成后的間歇時(shí)間:時(shí)間要求:砂類土間歇時(shí)間不少于10天;粉土和粘性土不少于15天;飽和粘性土不少于25天。原因:對(duì)于預(yù)制樁,由于打樁時(shí)土中產(chǎn)生的孔隙水壓力有待消散,
25、土體因打樁擾動(dòng)而降低的強(qiáng)度隨時(shí)間逐漸恢復(fù),為了使試驗(yàn)?zāi)苷鎸?shí)反映樁的承載力。,4、試驗(yàn):(1)靜載荷試驗(yàn)裝置及方法①裝置:加荷穩(wěn)壓、提供反力、沉降觀測(cè)加荷穩(wěn)壓:由樁頂?shù)挠蛪呵Ы镯攲?duì)樁頂施加壓力。提供反力:千斤頂?shù)姆戳τ慑^樁、壓重平臺(tái)的重力或若干根地錨組成。沉降觀測(cè):安裝在基準(zhǔn)梁上的百分表或電子位移計(jì)用于量測(cè)樁頂位移。②試樁與錨樁(或與壓重平臺(tái)的支墩、地錨等)之間、試樁與支承基準(zhǔn)梁之間以及錨樁與基準(zhǔn)樁之間,都應(yīng)有一定的間距。見下
26、表。,③加載方法:采用連續(xù)加載法:即慢速維持荷載法,逐級(jí)加載,每級(jí)荷載為單樁承載力設(shè)計(jì)值的1/5~1/8,當(dāng)每級(jí)荷載下樁頂?shù)某两盗啃∮?.1mm/h,則認(rèn)為已穩(wěn)定,然后加下一級(jí)荷載,依次進(jìn)行直到試樁破壞。再分級(jí)卸載到零。也可以采用快速維持荷載法,即一般每隔1h加一級(jí)荷載。④沉降觀測(cè):第一小時(shí)內(nèi)每隔5、10、15、15、15分鐘讀一次,然后每30分鐘測(cè)讀一次,直至穩(wěn)定。,(2)終止加載條件當(dāng)出現(xiàn)下列情況支一時(shí)即終止加載: ①
27、某級(jí)荷載下,樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載下沉降量的5倍;②某級(jí)荷載下,樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載下沉降量的2倍,且經(jīng)24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定;③已達(dá)到錨樁最大抗拔力或壓重平臺(tái)的最大質(zhì)量時(shí)。,(3)按試驗(yàn)結(jié)果確定單樁承載力一般認(rèn)為,當(dāng)樁頂發(fā)生劇烈或不停滯的沉降時(shí),樁處于破壞狀態(tài),相應(yīng)的荷載稱為極限荷載。用QU表示。用Q-S曲線確定單樁承載力:①圖中的曲線①所示,對(duì)于陡降型Q-S曲線,可取曲線發(fā)生明顯陡間的起始點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載為QU。繪圖
28、比例:橫:豎=2:3,②根據(jù)沉降量確定Qu對(duì)于緩變型Q-S曲線(圖②),一般可取S=40~60㎜對(duì)應(yīng)的荷載值為Qu。 對(duì)于大直徑樁可取S=(0.03~0.06)d(d為樁端直徑)所對(duì)應(yīng)的荷載值(大樁徑取低值,小樁徑去高值)。對(duì)于細(xì)長(zhǎng)樁(>80,可取S=60~80㎜對(duì)應(yīng)的荷載。,③根據(jù)沉降隨時(shí)間的變化特征確定Qu取S- 曲線(圖)尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值作為Qu。也可根據(jù)終止加載條件第二條中的前一級(jí)荷
29、載值作為Qu。,單樁豎向承載力特征值確定方法:按規(guī)定確定Qu,,2. 按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定,公式:,式中:cu—樁底以上1d至樁底以下1d范圍內(nèi)土的不排水抗剪強(qiáng)度平均值;對(duì)裂隙粘土宜用含裂隙的大試樣測(cè)定;對(duì)鉆孔樁取三軸不排水抗剪強(qiáng)度的0.75倍;Nc— 地基承載力系數(shù),當(dāng)樁的長(zhǎng)徑比 l/d>5時(shí), Nc=9 ;ca— 樁土之間的附著力,ca=αcu 。對(duì)粘性土 α=1或更大,且隨 cu 的增大而迅速降低。對(duì)硬粘土中的樁
30、,當(dāng) l/d<20時(shí),取1.25;當(dāng)上部為軟土?xí)r取α=0.4 ;其他情況 α=0.7 。對(duì)打入樁,ca ≤100KPa;對(duì)鉆孔樁α的取值不成熟,平均值約為0.45;對(duì)擴(kuò)底樁,樁底以上2d范圍內(nèi)的ca不予考慮,即取α=0 。,單樁豎向承載力特征值確定方法:按上式確定Qu,,3. 確定單樁豎向承載力特征值的規(guī)范經(jīng)驗(yàn)公式,《地基基礎(chǔ)規(guī)范》指出:?jiǎn)螛敦Q向承載力特征值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過單樁
31、豎向靜載荷試驗(yàn)確定。單樁豎向承載力特征值取單樁豎向靜載荷試驗(yàn)所得單樁豎向極限承載力除以安全系數(shù)2。(2)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物,可采用靜力觸探及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)參數(shù)確定。(3)初步設(shè)計(jì)時(shí)單樁豎向承載力特征值 可按下式估算:式中: 樁端阻力、樁側(cè)阻力特征值,由當(dāng)?shù)仂o載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析算得。,當(dāng)樁端嵌入完整及較完整的硬質(zhì)巖石中,可按下式估算單樁豎向承載力特征
32、值: 式中: 樁端巖石承載力特征值,當(dāng)樁端無沉渣時(shí), 根據(jù)巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定,或按巖基載荷試驗(yàn)確定。,也可根據(jù)室內(nèi)巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下式確定:,ψr—折減系數(shù),根據(jù)巖石的完整程度由地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定。無經(jīng)驗(yàn)時(shí),對(duì)于完整巖體可取0.5;對(duì)于較完整巖體可取0.2~0.5,(4)嵌巖灌注樁樁端以下三倍樁徑范圍內(nèi)應(yīng)無軟弱夾層、斷裂破碎帶和洞穴分布;并應(yīng)在樁底應(yīng)力擴(kuò)
33、散范圍內(nèi)無巖體臨空面。,補(bǔ)充: 按靜力觸探法確定,公式:式中: 樁端平面上、下探頭阻力(KPa),取樁端平面以上4d范圍內(nèi)探頭阻力加權(quán)平均值,再與樁端平面以下1d范圍內(nèi)的探頭阻力進(jìn)行平均; 樁端阻力修正系數(shù),對(duì)粘性土、粉土取2/3,飽和砂土取1/2; 第i層土的探頭平均側(cè)阻力(KPa);
34、 樁的周長(zhǎng); 第i層土樁側(cè)阻力綜合修正系數(shù),按下式計(jì)算:粘性土: 砂性土:,補(bǔ)充:《樁基規(guī)范》推薦經(jīng)驗(yàn)公式法確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值(1)一般預(yù)制樁及中小直徑灌注樁對(duì)直徑<800㎜的預(yù)制樁和灌注樁,單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 :式中: 單樁總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值(KN);
35、 單樁總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值(KN); 樁側(cè)第層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值(KPa),當(dāng)無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí),可按表8-6取值; 樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值(KPa),當(dāng)無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí),可按表8-7取值;,(2)大直徑樁(d≥800㎜)公式:式中: 樁側(cè)第層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí),可按表8-6取值,對(duì)于擴(kuò)底樁變截面以下不計(jì)側(cè)阻力
36、; 樁徑為0.8m的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時(shí),對(duì)于干作業(yè)(清底干凈)可按表8-8取值,對(duì)于其他成樁工藝可按表8-7取值; 大直徑樁側(cè)阻、端阻尺寸效應(yīng)系數(shù),按表8-9取值。,(3)嵌巖樁嵌巖單樁的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 是由樁周土總側(cè)阻力 、嵌巖段總側(cè)阻力 和總端阻力
37、 三部分組成。公式:式中: 覆蓋層第層土的側(cè)阻力發(fā)揮系數(shù),當(dāng)樁的長(zhǎng)徑比不大( <30),樁端置于新鮮或微風(fēng)化硬質(zhì)巖中且樁底無沉渣時(shí),對(duì)于粘性土、粉土,取 ,對(duì)于砂類土及碎石類土,取 ,其他情況,取 ; 樁周第層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值,根據(jù)成樁工藝按表8-6取值;,巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)
38、度標(biāo)準(zhǔn)值,對(duì)于粘土質(zhì)巖取天然濕度單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值; 樁身嵌巖(中等風(fēng)化、微風(fēng)化、新鮮基巖)深度,超過5d時(shí),取 ;當(dāng)巖層表面傾斜時(shí),以坡下方的嵌巖深度為準(zhǔn); 嵌巖段側(cè)阻力和端阻力修正系數(shù),與嵌巖深徑比 有關(guān),按表8-10采用。,(4)《樁基規(guī)范》規(guī)定,確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值尚需滿足以下規(guī)定
39、:①一級(jí)建筑樁基應(yīng)采用現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn),并結(jié)合靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等原位測(cè)試方法綜合確定;②二級(jí)建筑樁基應(yīng)根據(jù)靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)等估算,并參照地質(zhì)條件相同的試樁資料綜合確定。無可參照的試樁資料或地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí),應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)確定;③三級(jí)建筑樁基,如無原位測(cè)試資料,可利用承載力經(jīng)驗(yàn)公式。,補(bǔ)充: 按動(dòng)力試樁法確定,高應(yīng)變(大應(yīng)變):測(cè)定樁的極限承載力。 低應(yīng)變(小應(yīng)變):測(cè)定樁的質(zhì)量和完整率。 此
40、方法現(xiàn)階段只起檢測(cè)和檢驗(yàn)作用,確定樁的承載力是一個(gè)發(fā)展方向。,補(bǔ)充: 樁的抗拔承載力,對(duì)于二、三級(jí)建筑物,單樁抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Tk:,當(dāng)群樁基礎(chǔ)呈整體破壞時(shí),基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Tgk可按群樁外圍周長(zhǎng)范圍的抗拔承載力再除以樁數(shù)。,式中:λi ---抗拔系數(shù),按表8-11取值,《地基基礎(chǔ)規(guī)范》和《樁基規(guī)范》關(guān)于單樁承載力的規(guī)定是不同的。注意二者的區(qū)別。,隨著建筑物越來越高大,所遇到的地質(zhì)條件日趨復(fù)雜,特別是考慮樁間土承擔(dān)一部分
41、荷載后,沉降已成為一個(gè)控制條件,使得樁基沉降計(jì)算成為樁基設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容。,4.4 樁基礎(chǔ)沉降的計(jì)算,地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)建筑物的樁基。 體型復(fù)雜或樁端以下存在軟弱土層的設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)建筑物樁基。 對(duì)沉降有嚴(yán)格要求的建筑物樁基。 摩擦型樁基。,樁基礎(chǔ)沉降的計(jì)算范圍,需要進(jìn)行沉降計(jì)算 :,嵌巖樁、設(shè)計(jì)等級(jí)丙級(jí)建筑物樁基,對(duì)沉降無特殊要求的條形基礎(chǔ)下不超過兩排樁的樁基。吊車工作制級(jí)別A5級(jí)A5以下的單層工業(yè)廠
42、房樁基(樁端下為密實(shí)土層)。,不需要沉降計(jì)算的情況:,變形特征值樁基變形可用下列指標(biāo)表示:沉降量、沉降差、傾斜。 計(jì)算樁基礎(chǔ)變形時(shí),變形指標(biāo)可按下述規(guī)定選用:對(duì)于砌體承重結(jié)構(gòu)應(yīng)由局部?jī)A斜控制;對(duì)于框架結(jié)構(gòu)應(yīng)由相鄰柱基的沉降差控制;對(duì)于多層或高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)應(yīng)由傾斜值控制。樁基變形容許值同淺基礎(chǔ)規(guī)定。,樁基變形容許值,4.4.1 單樁沉降的計(jì)算,在豎向荷載作用下單樁沉降由三部分組成:(1)樁身彈性壓縮引起的樁頂
43、沉降;(2)樁側(cè)阻力引起的樁周土中的附加應(yīng)力以壓力擴(kuò)散角,致使樁端下土體壓縮而產(chǎn)生的樁端沉降;(3)樁端荷載引起樁端下土體壓縮所產(chǎn)生的樁端沉降。,目前單樁沉降計(jì)算方法主要有下述幾種:(1)荷載傳遞分析法;(2)彈性理論法(3)剪切變形傳遞法:(4)有限單元分析法(5)其他簡(jiǎn)化方法。這些計(jì)算方法的詳盡介紹參見有關(guān)書籍。,4.4.2 群樁沉降的計(jì)算,群樁沉降組成:,樁間土的壓縮變形(包括樁身壓縮、樁端貫入變形);,樁端平面
44、以下壓縮變形。,不計(jì)樁身壓縮量及樁與土間的相對(duì)位移,以假想基礎(chǔ)為剛性整體,驗(yàn)算樁端以下土沉降。,地基基礎(chǔ)規(guī)范GB50007推薦的群樁沉降的計(jì)算,計(jì)算方法:?jiǎn)蜗驂嚎s分層總和法:,式中 s——樁基最終計(jì)算沉降量(mm); m——樁端平面以下壓縮層范圍內(nèi)土層總數(shù); Esj,i ——樁端平面以下第j層土第i個(gè)分層在自重應(yīng)力至自重應(yīng)力加附加應(yīng)力作用段的壓縮模量(MPa); nj——樁端平面下第j層土的計(jì)算分層數(shù);,Δhj,i —
45、—樁端平面下第j層土第i個(gè)分層厚度(m); σj,i——樁端平面下第j層土第i個(gè)分層的豎向附加應(yīng)力(kPa); ψp——樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù),各地區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓こ虒?shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)對(duì)比確定;,地基內(nèi)的應(yīng)力分布宜采用各向同性均質(zhì)線性變形體理論.按實(shí)體深基礎(chǔ)(s≤6d)或其他方法(包括明德林應(yīng)力公式方法)計(jì)算:,(1)實(shí)體深基礎(chǔ)(s≤6d),沉降計(jì)算方法同前基礎(chǔ),實(shí)體深基礎(chǔ)樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)應(yīng)根據(jù)地區(qū)樁基礎(chǔ)沉降觀測(cè)資料及經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)
46、確定。不具備條件時(shí), ψp按下表選用:,實(shí)體深基礎(chǔ)樁底平面處的基底附加壓力p0k按下列方法考慮:1)考慮擴(kuò)散作用時(shí):,地下水位以下扣除浮力。,2)不考慮擴(kuò)散作用時(shí):,G—樁基承臺(tái)及承臺(tái)上土自重;,Gfk—實(shí)體深基礎(chǔ)的樁基樁間土自重;,γm—實(shí)體深基礎(chǔ)底面以上各層土的加權(quán)平均重度。,明德林應(yīng)力(Mindlin)公式,單樁荷載分擔(dān),地基應(yīng)力:,第k根樁的端阻力在深度z處產(chǎn)生的應(yīng)力:,第k根樁的側(cè)摩阻力在深度z處產(chǎn)生的應(yīng)力:,對(duì)于一般摩擦
47、型樁,可假定樁側(cè)摩阻力全部是沿樁身線形增長(zhǎng)的(β=0),則:,采用上式計(jì)算時(shí),樁端阻力比α。和樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψp應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ痰膶?shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)確定。,4.5樁的負(fù)摩問題,(1)樁周附近地面大面積堆載(2)大面積降低地下水位(3)欠固結(jié)土,新填土(4)濕陷性黃土遇水濕陷(5)砂土液化、凍土融解,4.5.1 負(fù)摩擦的產(chǎn)生條件,引起樁側(cè)負(fù)摩阻力的條件是,樁側(cè)土體下沉必須大于樁的下沉。,負(fù)摩擦力的確定:負(fù)摩阻力成為荷載的一部分對(duì)于
48、下部為巖石的端承樁,可能全樁為負(fù)阻力, 對(duì)于一般樁,因?yàn)闃锻炼加凶冃?視二者的相對(duì)位移量和方向,4.5.2 負(fù)摩擦力的計(jì)算,O1—中性點(diǎn)Qn—下拉荷載,單樁產(chǎn)生負(fù)摩阻力時(shí)的荷載傳遞,(1)中性點(diǎn)的位置,影響因素:與樁周土的性質(zhì)和外界條件(堆載、降水、浸水等)變化有關(guān)。,(2)負(fù)摩阻力強(qiáng)度,(3)下拉荷載計(jì)算,2. 群樁負(fù)摩阻力計(jì)算,群樁中任一基樁的下拉荷載,4.5.3 解決方法:1)通過計(jì)算預(yù)估下沉的沉降量。2)在預(yù)制樁表面涂
49、一層薄層瀝青3)灌注樁在樁土之間加一層土漿,減少摩擦力。,4.6 樁的水平承載力,樁基受水平荷載:風(fēng)荷載地震作用、機(jī)械制動(dòng)力、土壓力、水壓力、波浪、撞擊等。樁型:斜樁、豎直樁。當(dāng)水平荷載與豎向荷載的合力與豎直線的夾角不超過5度時(shí),豎直樁的水平承載力可以滿足要求。,4.6.1 水平荷載下樁的工作性狀樁在水平荷載下承載能力極限狀態(tài):(1)樁身在水平荷載下破壞。(2)樁頂水平位移超過建筑物允許變形值。,影響樁基水平承載力因素:樁
50、的斷面尺寸、剛度、材料強(qiáng)度、入土深度、間距、樁頂嵌固程度、土質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)水平位移允許值。,剛性樁:樁的水平承載力主要由樁的水平位移和傾斜控制。(圖(a))水平變形系數(shù),其單位是1/m。,樁的剛度與換算深度的影響,稱為剛性樁。,柔性樁:樁身在某處產(chǎn)生較大彎矩,可能出現(xiàn)屈服。樁的水平承載力主要由樁的水平位移和樁的材料強(qiáng)度控制。,半剛性樁、柔性樁統(tǒng)稱為柔性樁(圖(b)),稱為半剛性樁。,稱為柔性樁。,單樁的水平承載力的確定方法有:理論
51、分析、靜載試驗(yàn)。,4.6.2 水平受荷彈性樁的計(jì)算1.基本假定線彈性地基反力分析法:σx=KxxKx—地基水平抗力系數(shù),根據(jù)Kx 的假定不同,可分為以下四種方法:,圖4-23 地基水平抗力系數(shù)的分布圖式,①常數(shù)法:常數(shù)法假定地基系數(shù)Kx沿深度為均勻分布,不隨深度而變化,即Kx=Kh,(kN/m3)為常數(shù)。,②“K”法:假定在樁身撓曲曲線第一撓曲零點(diǎn)所示深度處以上地基系數(shù)Kh隨深度增加呈凹形拋物線變化;該點(diǎn)以下,地基系數(shù)Kh不再
52、隨深度變化而為常數(shù)Kh=K 。,③ “m”法:假定地基系數(shù)Kx隨深度成正比例地增長(zhǎng).目前我國(guó)應(yīng)用較多, Kx =mz。,④ “c值”法:假定地基系數(shù)Kh隨著深度成拋物線規(guī)律增加,即Kh =cz1/2 ,c為常數(shù),隨土類不同而異。在我國(guó)多用于公路交通部門。,2.計(jì)算參數(shù)(1)樁的截面計(jì)算寬度b0為:,Kf—樁的形狀系數(shù),圓形樁Kf=0.9,方形樁Kf=1.0;d—樁的直徑,方形截面時(shí)為樁的邊長(zhǎng)。,水平荷載下樁內(nèi)力及位移理論分析—m法,
53、(2)鋼筋混凝土樁的抗彎剛度EI=0.85EcI0(3)抗力系數(shù)Kh =mz中的m值,宜采用試驗(yàn)值,無試驗(yàn)資料時(shí),參考表4-6。樁側(cè)為多層土?xí)r,按hm=2(d+1)范圍內(nèi)m值得加權(quán)平均值。例如:兩層土?xí)r:,地基土水平抗力系數(shù)的比例常數(shù)m 表4-6,3. 單樁計(jì)算,(1) 確定樁頂荷載:,N0影響很小可忽略不計(jì),P(Z)= kxxb0 =mzxb0。上式變?yōu)椋?(2) 樁的撓曲微分方程,采用冪級(jí)數(shù)對(duì)上式進(jìn)行求解,得出樁身z處的
54、內(nèi)力與位移:,樁頂水平位移樁的無量綱深度不同,樁端約束條件不同,其水平荷載下樁的工作性狀也不同。下表給出了相應(yīng)的位移系數(shù)Ax、Bx值,利用基本表達(dá)式即可求出樁頂位移,或樁頂允許的水平荷載。,各類樁的樁頂水平位移系數(shù),(3)樁身最大彎矩及位置根據(jù)最大彎矩截面剪力為零的條件得到。計(jì)算步驟如下:1、計(jì)算CⅠ=αM/H0,查表4-7確定有關(guān)參數(shù):,表4-7時(shí)按l≥4.0/α編制,當(dāng)l<4.0/α?xí)r,可查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。,確定樁身最大彎矩截面
55、系數(shù)CⅠ及最大彎矩系數(shù)CⅡ 表4-7,一般當(dāng)樁的入土深度達(dá)到4.0/α?xí)r,樁身的內(nèi)力及位移幾乎為零,在此深度以下,樁身只需按構(gòu)造配筋或不配筋。,4.6.3 單樁水平靜載試驗(yàn),1 試驗(yàn)裝置,圖8.16單樁水平靜載試驗(yàn)裝置,慢速連續(xù)加載法模擬橋臺(tái)、擋墻等長(zhǎng)期靜止水平荷載的連續(xù)荷載試驗(yàn),類似于垂直靜載試驗(yàn)慢速法。單向單循環(huán)恒速水平加載法,2 試驗(yàn)加載方法 單向多循環(huán)加載法 模擬風(fēng)浪、地震力、制動(dòng)力、波浪沖擊力
56、及機(jī)器擾力等循環(huán)性動(dòng)力水平荷載。,3. 終止加載條件(1)樁身折斷。(2)樁頂水平位移超過30--40mm(軟土取40mm)。(3)樁側(cè)地面出現(xiàn)明顯裂縫或隆起。(4)所加水平荷載已超過按下述方法確定的極限荷載。,4. 試驗(yàn)資料整理根據(jù)試驗(yàn)可繪制出如下四種曲線,圖4-26 水平靜載試驗(yàn)H0-t-x0曲線,5. 確定水平臨界荷載Hcr和極限荷載Hu,水平靜載試驗(yàn)H0-x0曲線,水平靜載試驗(yàn)H0-Δx0/ΔH0曲線,水平靜載試驗(yàn)
57、H0-σg曲線,4.4.6 單樁水平承載力特征值(1)應(yīng)通過荷載試驗(yàn)確定,必要時(shí)采用帶承臺(tái)樁的荷載試驗(yàn)。宜采用慢速維持荷載法。(2)混凝土預(yù)制樁、鋼樁、樁身配筋率大于0.65%的灌注樁,可取x0=10mm(對(duì)于水平變位敏感的建筑物取x0=6mm)所對(duì)應(yīng)的荷載作為單樁水平承載力特征值。(3)對(duì)于樁身配筋率小于0.65%的灌注樁,可取臨界荷載Hcr。,(4)當(dāng)缺少試驗(yàn)資料,可估算樁身配筋率小于0.65%的灌注樁單樁水平承載力特征值。,
58、(4)當(dāng)缺少試驗(yàn)資料,可估算預(yù)制樁、鋼樁、樁身配筋率大于0.65%的灌注樁等的單樁水平承載力特征值。,式中:EI—樁身抗彎剛度,對(duì)于混凝土樁,EI=0.85EcI0。,—樁頂允許水平位移。,—樁頂水平位移系數(shù),按表4-8取值。,4.7 樁的平面布置原則,樁的平面布置實(shí)例,樁的平面布置實(shí)例,4.7 樁的平面布置原則,4.7.1 一般原則,2.樁基中各樁受力應(yīng)比較均勻,布樁時(shí)應(yīng)盡可能使上部荷載的中心與群樁的橫截面形心重合或接近;,1.
59、當(dāng)承臺(tái)承受偏心作用時(shí),應(yīng)增加樁基橫截面的慣性矩,對(duì)群樁基礎(chǔ),宜采用外密內(nèi)疏的布置方式;,3. 樁的中心距樁的間距過大,承臺(tái)體積增加,造價(jià)增加,有時(shí)基礎(chǔ)間的空間不允許; 樁的間距過小,樁的承載能力不能充分發(fā)揮,且給施工帶來較大困難。 一般情況下: 具體見表4-9、4-10規(guī)定大面積樁群,樁的最小中心距還應(yīng)適當(dāng)加大。,樁的最小中心距 表4-9,注:D----擴(kuò)大端
60、設(shè)計(jì)直徑。,灌注樁擴(kuò)底端最小中心距 表4-10,樁在平面上可布置為:方形(或矩形)、三角形、多邊形、梅花形;條形基礎(chǔ)下的樁,可采用單排或雙排,也可采用不等距。,柱下樁基 墻下樁基,圓(環(huán))形樁基,4.7.2 布樁方法舉例,對(duì)橫墻下樁基,可在外縱墻之外設(shè)一至二根“探頭”樁。在有門洞口的墻下布樁應(yīng)將樁設(shè)置在門洞的兩側(cè)。,4.8 樁基承臺(tái)設(shè)計(jì),類型:柱下獨(dú)立承臺(tái)、柱下或墻下條形
61、承臺(tái)梁、筏板承臺(tái)和箱形承臺(tái)。作用:是將樁聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體,并把建筑物的荷載傳到樁上,因而承臺(tái)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度。,樁基承臺(tái)設(shè)計(jì)內(nèi)容:,構(gòu)造;計(jì)算:受彎、受沖切、受剪、局壓承載力,,4.8.1 樁基承臺(tái)構(gòu)造要求,1. 承臺(tái)的平面尺寸和厚度:厚度≥300㎜,寬度≥500㎜。平面尺寸:承臺(tái)邊緣至邊樁中心距離不應(yīng)小于樁的直徑或邊長(zhǎng),且邊緣挑出部分應(yīng)≥150㎜,對(duì)于條形承臺(tái)梁應(yīng)≥75㎜。,筏形、箱形承臺(tái):承臺(tái)板厚度:宜≥250㎜,且
62、板厚與計(jì)算取段最小跨度之比不宜小于1/20。,2. 混凝土:≥C20。3. 鋼筋保護(hù)層厚度:臺(tái)底鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度宜≥70㎜。當(dāng)有混凝土墊層時(shí)不應(yīng)小于40㎜,,4. 鋼筋配置:承臺(tái)的配筋按計(jì)算確定,對(duì)于矩形承臺(tái)板,宜雙向均勻配置,鋼筋直徑宜≥φ10,間距應(yīng)滿足100~200㎜;對(duì)于三樁承臺(tái),應(yīng)按三向板帶均勻配置,最里面3根鋼筋相交圍成的三角形,應(yīng)位于柱截面范圍以內(nèi)[見圖]。承臺(tái)梁的縱向主筋應(yīng)≥φ12,架立筋≥φ10,箍筋直徑≥
63、φ6。筏形、箱形承臺(tái)配筋與筏基、箱基相同。,5.樁頂與承臺(tái)的連接構(gòu)造樁頂嵌入長(zhǎng)度:為保證群樁與承臺(tái)之間連接的整體性,樁頂應(yīng)嵌入承臺(tái)一定長(zhǎng)度,對(duì)大直徑樁宜≥100㎜;對(duì)中等直徑樁宜≥50㎜。樁頂主筋錨固長(zhǎng)度:混凝土樁的樁頂主筋應(yīng)伸入承臺(tái)內(nèi),其錨固長(zhǎng)度宜≥30倍鋼筋直徑(Ⅰ級(jí)), ≥35倍(Ⅱ、Ⅲ級(jí))對(duì)于抗拔樁基應(yīng)≥40倍。,6. 承臺(tái)之間的連接構(gòu)造單樁樁基承臺(tái)宜在雙向設(shè)置聯(lián)系梁。兩樁樁基承臺(tái):宜在其短向設(shè)置聯(lián)系梁。有抗震要求的
64、柱下獨(dú)立承臺(tái):宜在雙向設(shè)置聯(lián)系梁。聯(lián)系梁頂面宜與承臺(tái)頂位于同一標(biāo)高,梁寬應(yīng)≥250㎜,梁高可取承臺(tái)中心距的1/10~1/15。配筋:計(jì)算、構(gòu)造。,7. 承臺(tái)埋深:應(yīng)≥600㎜;在季節(jié)性凍土等地區(qū)≥1000㎜。保證承臺(tái)周圍填土質(zhì)量、密實(shí)性。,4.8.2 柱下樁基獨(dú)立承臺(tái),1. 受彎計(jì)算,(1)柱下多樁矩形承臺(tái),其破壞特征呈梁式破壞:撓曲裂縫在平行于柱邊兩個(gè)方向交替出現(xiàn),承臺(tái)在兩個(gè)方向交替呈梁式承擔(dān)荷載。最大彎矩產(chǎn)生在平行于柱
65、邊兩個(gè)方向的屈服線處。,多樁矩形承臺(tái)計(jì)算截面取在柱邊和承臺(tái)高度變化處。,垂直于x、y軸方向計(jì)算截面彎矩設(shè)計(jì)值; 垂直y軸和x軸方向自樁軸線到相應(yīng)計(jì)算截面的距離;,扣除承臺(tái)和承臺(tái)上土重設(shè)計(jì)值后 i 樁豎向凈反力設(shè)計(jì)值;當(dāng)不考慮承臺(tái)效應(yīng)時(shí),則為第 根樁的豎向總反力設(shè)計(jì)值。,(2)柱下三樁三角形承臺(tái),等邊三角形承臺(tái)破壞形式:,等腰三角形承臺(tái)破壞形式:,柱下三樁三角形承臺(tái)受彎計(jì)算,1)等邊三樁承臺(tái):,式中:M—由承
66、臺(tái)形心至承臺(tái)邊緣距離范圍內(nèi)板帶的彎距設(shè)計(jì)值; Nmax—扣除承合和其上填土自重后的三樁中相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本 組合時(shí)的最大單樁豎向力設(shè)計(jì)值; s—樁距; c—方柱邊長(zhǎng),圓柱時(shí)c=0.866d(d為圓柱直徑)。,2)等腰三樁承臺(tái):,式中:M1、M2—分別由承臺(tái)形心至承臺(tái)兩腰和底邊距離范圍內(nèi)板帶的彎距設(shè)計(jì)值; Nmax—扣除承合和其上填土自重后的三樁中相應(yīng)于荷載效
67、應(yīng)基本 組合時(shí)的最大單樁豎向力設(shè)計(jì)值; s—長(zhǎng)向樁距; α—短向樁距與長(zhǎng)向樁距之比,當(dāng)α小于0.5時(shí),應(yīng)按變截面兩樁設(shè)計(jì); c1、c2—分別垂直于、平行于承臺(tái)底邊的柱截面邊長(zhǎng)。,柱下三樁三角形承臺(tái)也可按下式計(jì)算計(jì)算截面應(yīng)在柱邊按下式計(jì)算:,當(dāng)計(jì)算彎矩截面不與主筋方向正交時(shí),須對(duì)主筋方向角進(jìn)行換算。,補(bǔ)充:柱下或墻下條形承臺(tái)梁柱下條形承臺(tái)的正截面彎矩設(shè)計(jì)值一
68、般可按彈性地基梁進(jìn)行分析,地基的計(jì)算模型應(yīng)根據(jù)地基土層的特性選取。當(dāng)樁端持力層較硬且樁軸線不重合時(shí),可視樁為不動(dòng)支座,按連續(xù)梁計(jì)算。墻下條形承臺(tái)梁可按倒置的彈性地基梁計(jì)算彎矩和剪力。,受彎承載力計(jì)算根據(jù)承臺(tái)內(nèi)力M,按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)。,近似計(jì)算:,2. 受沖切計(jì)算,破壞特征:若承臺(tái)高度不足,或承臺(tái)變階處的高度不足,將會(huì)產(chǎn)生沖切破壞。 其破壞方式分為沿柱邊的沖切和角樁對(duì)承臺(tái)的沖切(為柱沖切破壞錐體以外角樁對(duì)承臺(tái)沖切作用
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