《桩基础设计》课件.ppt
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1、第十章第十章 桩基础设计桩基础设计10.1 10.1 桩基础的适用范围桩基础的适用范围10.2 10.2 桩基础的分类桩基础的分类10.3 10.3 建筑桩基设计等级建筑桩基设计等级10.4 10.4 静荷载试验确定单桩竖向极限承载力静荷载试验确定单桩竖向极限承载力10.5 10.5 影响桩顶作用效应的因素影响桩顶作用效应的因素10.6 10.6 确定桩型和截面尺寸的有关规定确定桩型和截面尺寸的有关规定10.7 10.7 桩身设计的有关规定桩身设计的有关规定10.8 10.8 桩承台设计的一般规定桩承台设计的一般规定 如果建筑场地浅层的土质不能满足建如果建筑场地浅层的土质不能满足建筑物对筑物对
2、地基承载力地基承载力和和变形变形的要求、而又不的要求、而又不宜采取地基处理措施时,就需要考虑以下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部坚实土层或岩层作为持力层的深基础深基础方方案。案。桩基础桩基础是应用最为广泛的一类深基础。是应用最为广泛的一类深基础。概述一、概述一、概述u桩基础是最古老的基础型式之一。在人类有历史记载以前,就已经在地基土条件桩基础是最古老的基础型式之一。在人类有历史记载以前,就已经在地基土条件不良的河谷及洪积地区采用桩基础来建造房屋;在许多不同文化时期的初期,都可不良的河谷及洪积地区采用桩基础来建造房屋;在许多不同文化时期的初期,都可以找到桩基础的
3、房屋。以找到桩基础的房屋。u1982年在智利发掘的文化遗址所见到的桩,距今大约有年在智利发掘的文化遗址所见到的桩,距今大约有1200014000年。年。u我国最早的桩基础距今大约有我国最早的桩基础距今大约有7000多年,是在浙江宁波附近的河姆渡,作为古代多年,是在浙江宁波附近的河姆渡,作为古代木结构建筑的基础是有圆木桩、方木桩和板桩组成的桩基础。圆木桩直径在木结构建筑的基础是有圆木桩、方木桩和板桩组成的桩基础。圆木桩直径在68cm之间,板桩厚之间,板桩厚,宽,宽1050cm,木桩均系下部削尖,入土深度最深达,木桩均系下部削尖,入土深度最深达115 cm。这。这是最早的桩的雏形。是最早的桩的雏形
4、。u我国秦代的渭桥、隋朝的郑州超化寺、五代的杭州湾大海堤、南京的石头城和上我国秦代的渭桥、隋朝的郑州超化寺、五代的杭州湾大海堤、南京的石头城和上海的龙华塔等,都是我国古代桩基础的典范。海的龙华塔等,都是我国古代桩基础的典范。桩基技术发展的历史阶段桩基技术发展的历史阶段阶阶段段年代年代主要主要桩桩型型特点特点初期初期阶阶段段人人类类有有历历史史记载记载以前以前(我国(我国70007000多年前)多年前)1919世世纪纪木木桩桩石石桩桩1.1.由天然材料制作而成由天然材料制作而成 ,桩桩身身较较短,短,桩桩径小;径小;2.2.桩竖桩竖直直设设置,主要用于置,主要用于传递竖传递竖向荷向荷载载;3.3
5、.多多设设置于地基条件不良的河谷及洪置于地基条件不良的河谷及洪积积地区地区4.4.采用采用简单简单人工人工锤锤打沉打沉桩桩。发发展展阶阶段段1919世世纪纪中叶中叶2020世世纪纪2020年代年代除天然材料做成的除天然材料做成的桩桩外,外,主要是混凝土主要是混凝土桩桩和和钢钢筋筋混凝土混凝土桩桩1.1.受水泥工受水泥工业业出出现现及其及其发发展的影响;展的影响;2.2.桩桩型不多,开始使用打型不多,开始使用打桩桩机械沉机械沉桩桩;3.3.桩桩基基设计设计理理论论和施工技和施工技术术比比较简单较简单,处处于于“萌芽萌芽”阶阶段;段;4.4.桩桩身尺寸有所身尺寸有所扩扩大,大,桩桩径径约约30cm
6、30cm,桩长桩长9 915m15m;5.5.土力学的建立土力学的建立为桩为桩基技基技术术的的发发展提供了理展提供了理论论基基础础。现现代代化化阶阶 段段第二次世界第二次世界大大战战后后现现在在除除钢钢筋混凝土筋混凝土桩桩外,外,发发展了一系列的展了一系列的桩桩系,如系,如钢桩钢桩系列、水泥土系列、系列、水泥土系列、特种特种桩桩(超高(超高强强度、超度、超大直径、大直径、变变截面等)系截面等)系列,以及天然材料的砂列,以及天然材料的砂桩桩、灰土、灰土桩桩和石灰和石灰桩桩等。等。1.1.发发展了众多的新型的展了众多的新型的桩桩型,形成型,形成现现代代桩桩基基的各种不同体系;的各种不同体系;2.2
7、.桩桩基技基技术术和理和理论论引引进进了其它学科的先了其它学科的先进进的的研究成果,大大地拓研究成果,大大地拓宽宽了它的研究了它的研究领领域和深域和深度,度,桩桩的的应应用范用范围围大大大大扩扩展;展;3.3.人工沉人工沉桩桩被复被复杂杂的机械和的机械和专门专门化的工化的工艺艺代代替。替。浅基础:浅基础:施工简单,造价低。有时承载力、变形施工简单,造价低。有时承载力、变形等不能满足要求等不能满足要求桩基础:桩基础:承载力高,沉降小,稳定性好。不需大承载力高,沉降小,稳定性好。不需大范围的开挖(支护、降水)。施工较为复杂,造范围的开挖(支护、降水)。施工较为复杂,造价较高。价较高。深基础深基础:
8、埋置深度比较大,而且往往需要采用特埋置深度比较大,而且往往需要采用特殊的施工方法做成的基础。殊的施工方法做成的基础。深基础与浅基础的区别:深基础与浅基础的区别:1 1)埋置深度比较大;)埋置深度比较大;2 2)施工方法特殊;)施工方法特殊;3 3)荷载传递方式与浅基础有明显差异。)荷载传递方式与浅基础有明显差异。u桩桩完全或部分设置于土面以下,完全或部分设置于土面以下,可通过其侧壁和下端将荷载传至周围可通过其侧壁和下端将荷载传至周围土体和深层地基的竖直或倾斜状的受土体和深层地基的竖直或倾斜状的受力杆件。力杆件。u桩基础桩基础以桩为主体构成的深基础,以桩为主体构成的深基础,简称桩基。简称桩基。是
9、由基桩和连接于桩顶的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,然后通过桩传承受上部结构的荷载,然后通过桩传递到地基中去。递到地基中去。桩基础具有承载力高、沉降小而均匀、桩基础具有承载力高、沉降小而均匀、用料较省、机械化程度高而且能够广用料较省、机械化程度高而且能够广泛适用于各类地层条件的突出优点。泛适用于各类地层条件的突出优点。桩基础的造价相对较高。在基础选型桩基础的造价相对较高。在基础选型时,一般应优先选用浅基础。时,一般应优先选用浅基础。桩与桩基础的概念桩与桩基础的概念 1.传递荷载;传递荷载;2.消除地基液化影响。对于液化地
10、基,穿过液化消除地基液化影响。对于液化地基,穿过液化土层,将荷载传给稳定的不液化土层;土层,将荷载传给稳定的不液化土层;3.减小沉降;减小沉降;4.抵抗水平力、上拔力和倾覆力矩;抵抗水平力、上拔力和倾覆力矩;5.改变地基基础的动力特性。改变地基基础的动力特性。v 桩的作用:桩的作用:桥梁工程中的桩基础桥梁工程中的桩基础砖木结构,七层,高40.64 米,塔身外平面为八角形,建于公元978年(宋太平兴国三年)。塔基共分四层,第一层在离地表2米多处,打有直径米、长30米的木桩多根,桩间填有三合土,桩上铺米厚垫木,木上再加五层总厚达米的菱角牙子砖,最上层是用方砖砌成高约米砖基。龙华塔龙华塔建筑工程中的
11、桩基础建筑工程中的桩基础沉井与桩基的组合沉井与桩基的组合二、桩基础的适用性二、桩基础的适用性1 1、地基上层土的土质太差而下层土的土质较好;或地基土、地基上层土的土质太差而下层土的土质较好;或地基土软硬不均;或荷载不均,不能满足上部结构对不均匀变形限软硬不均;或荷载不均,不能满足上部结构对不均匀变形限制的要求。制的要求。2.2.地基软弱或地基土性特殊,采用地基改良和加固措施不地基软弱或地基土性特殊,采用地基改良和加固措施不合适。合适。3.3.除承受较大竖向荷载外,尚有较大的偏心荷载、水平荷除承受较大竖向荷载外,尚有较大的偏心荷载、水平荷载、动力或周期性荷载作用。载、动力或周期性荷载作用。4.4
12、.上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感;或建筑物受到上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感;或建筑物受到大面积地面超载的影响。大面积地面超载的影响。5.5.地下水位很高,采用其它基础型式施工困难;或位于水地下水位很高,采用其它基础型式施工困难;或位于水中的构筑物基础。中的构筑物基础。6.6.需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物。需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物。三、桩基设计内容三、桩基设计内容1.1.选择桩的类型和几何尺寸;选择桩的类型和几何尺寸;2.2.确定单桩竖向和水平向承载力设计值;确定单桩竖向和水平向承载力设计值;3.3.确定桩的数量、间距和布桩方式;确定桩的数量、间距和布桩方式;4
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