第八章 桩基础及其他深基础

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3、承台的构造要求 形状：矩型、三角形、多边形、 ① 形状：矩型、三角形、多边形、圆形 ② 最小宽度 ≥50 cm ③ 最小厚度 ≥30 cm 桩外缘距离承台边 ④ 桩外缘距离承台边 ≥15 cm 边桩中心距离承台边 边桩中心距离承台边 ≥1.0D 桩嵌入承台 承台： cm， ⑤ 桩嵌入承台：大桩 ≥10 cm， cm，钢筋伸入承台 普通桩 ≥5 cm，钢筋伸入承台 30d ⑥ 混凝土标号 ≥C15 ，保护层 7cm
端承桩
桩
纯摩擦桩:当软弱得土层很厚时， 纯摩擦桩:当软弱得土层很厚时， 桩只需打入一定的深度， 桩只需打入一定的深度，桩顶荷 载主要由桩侧摩擦力承受
摩擦桩
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8.3 单桩竖向承载力特征值
8.3.1 根据桩身材料强度确定
对于钢筋混凝土桩： 对于钢筋混凝土桩：
Ra = 0.9ψ ( f c A + f y′ A′ s )
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8.1 概述
本 章 内 容
8.2 桩基础的类型 8.3 单桩竖向承载力特征值 8.4 桩水平承载力 8.5 桩基础设计 8.6 其它深基础简介
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8.1 概述
桩—将建筑物的荷载（竖向的和水平的）全部或部分传递 将建筑物的荷载（竖向的和水平的） 为良好地基土或岩层的具有一定刚度和抗弯能力的传里杆 件。 桩基础是一种历史悠久的基础形式。在我国古代，隋朝 桩基础是一种历史悠久的基础形式。在我国古代， 的郑州超化寺，五代的杭州湾大海堤以及南京的石头城和上 的郑州超化寺， 海的龙华塔等，都成功地使用了桩基础。1981年 海的龙华塔等，都成功地使用了桩基础。1981年1月美国考 古学家在智利蒙特维尔德附近的森林里发现一间用木桩支撑 的木屋，经认定其距今至少已有12000 14000年的历史 12000— 年的历史， 的木屋，经认定其距今至少已有12000—14000年的历史，我 国与1973年至1978 1973年至1978年在浙江余姚河姆渡村发掘了新石器时代 国与1973年至1978年在浙江余姚河姆渡村发掘了新石器时代 的文化遗址，出土了占地40000平方米的大量木结构遗址， 的文化遗址，出土了占地40000平方米的大量木结构遗址， 40000平方米的大量木结构遗址 其中木桩数百根，研究认为距今大约7000 7000年 其中木桩数百根，研究认为距今大约7000年。
≥15cm
≥ 1.0d
4、承台的计算 桩承台的内力按简化计算方法确定， 桩承台的内力按简化计算方法确定，按《混凝土结构设计 规范》进行局部承压、受冲切、受剪及受弯的强度计算。 规范》进行局部承压、受冲切、受剪及受弯的强度计算。
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8.6 其它深基础简介
8.6.1 沉井基础
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8 桩基础及其他深基础
学习目标： 学习目标： 通过学习应了解桩的类型、构造规定与选型依据。 通过学习应了解桩的类型、构造规定与选型依据。 掌握单桩与群桩承载力的确定方法。 掌握单桩与群桩承载力的确定方法。 掌握板式承台桩基础的设计步骤与方法。 掌握板式承台桩基础的设计步骤与方法。 了解桩基础施工。 了解桩基础施工。 了解其他类型深基础的形式和特点。 了解其他类型深基础的形式和特点。
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8.5.4.4 桩基础中各桩受力的验算 当轴心受压时： 当轴心受压时：
Q=
F +G ≤R n
当偏心受压时
F + G M x yi M y xi Qi = ± ± 2 n ∑ yi ∑ xi2
Qmax = F + G M x y max ± ± 2 n ∑ yi ∑ xi2 M y xmax
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8.2 桩基础的类型
8.2.1 按桩身材料分
桩 木桩 混凝土桩 钢筋混 凝土桩 钢桩 组合 材料桩
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8.2.2 按施工方法分
预制桩
工程中应用最广泛的是 钢筋混凝土预制桩。 桩径选择上比 较灵活 ，桩长 不太受限。
钻（冲）孔灌注桩 桩
Ra ——单桩竖向承载力特征值，N； Ψ ——纵向弯曲系数，考虑土的侧向作用，一般取=1.0； fc ——混凝土的轴心抗压强度设计值，N/mm2； A ——桩身的横截面面积，mm2；
fY′——纵向钢筋的抗压强度设计值，N/mm2；
A′——桩身内全部纵向钢筋的截面面积，mm2。
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8.5.2 选择桩材、桩型及其几何尺寸 选择桩材、
桩材：预制桩的混凝土强度等级不应低于C30；灌注桩不应低于C20； 桩材： 水下灌注桩不应低于C25；预应力桩不低于C40。 桩型、尺寸： 桩型、尺寸： 应从建筑物实际情况出发，结合施工条件及工地地质情况进行综合考虑
不属于上述情况时
可根据具体情况，依据“经济合理、技术可靠”的原则，经分析比较后确定是否采用桩基。 可根据具体情况，依据“经济合理、技术可靠”的原则，经分析比较后确定是否采用桩基。 同时应当注意，在某些情况下使用桩基础会对工程存在不利因素。 同时应当注意，在某些情况下使用桩基础会对工程存在不利因素。如：当上层土比下 层土坚硬得多时；在欠固结土或大量抽吸地下水的地区等。 层土坚硬得多时；在欠固结土或大量抽吸地下水的地区等。
8.4.2 桩群水平承载力
（1）当外力作用面内的桩距较大时，群桩桩基的水平承载力可视 为各单桩的水平承载力的总合。 （2）当承台侧面的土未经扰动或回填良好时，应考虑土的作用。 （3）当水平推力较大时，宜设置斜桩。
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8.5 桩基础设计
桩基础的设计步步骤：
（1）调查研究，收集资料 （2）择桩的类型和几何尺寸，初步确定承台底面标高； （3）确定单桩竖向和水平向（承受水平力为主的桩）承载力设计值； （4）确定桩的数量、间距和布置方式； （5）验算桩基的承载力和沉降； （6）桩身结构、承台设计； （7）绘制桩基施工图。
8.5.3 确定单桩承载
单桩承载力根据地基土的性质和桩的型式与尺寸，按规定方法确定。
8.5.4 确定桩的根数及其布置
8.5.4.1 确定桩数 中心受压 n ≥
F +G R
F +G 偏心受压 n ≥ R
F——桩基受到的竖向荷载设计值，kN； G——承台及其上的土受到的重力，kN； R——单桩竖向承载力设计值，kN； ——增大系数，一般取1.1～1.2。
8.3.2 按土对桩的支承力确定
8.3.2.1 静载荷试验
桩承载力静载试验装置示意图 (a)锚桩反力法试桩；(b)压重平台法试桩
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8.3.2.2 按规范经验公式确定 （1）《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）公式
Ra = q pa AP
Ra = Qsu + Q pu
桩顶荷载计算简图
≤ 1.2 R
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源自文库
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8.5.5 承台的设计
1、承台的作用 把多根桩联结成一整体，共同承受上部荷载； 把多根桩联结成一整体，共同承受上部荷载； 同时把上部荷载通过桩承台传到各根桩的桩顶。 同时把上部荷载通过桩承台传到各根桩的桩顶。 2、承台的种类 (1)高承台：由建筑物决定,如桥(过船),码头； (1)高承台：由建筑物决定,如桥(过船),码头； 高承台 ),码头 (2)低承台： (2)低承台：确定基础埋深 ≥ 60 cm 低承台 建筑物要求 地质水文 冻胀
能防止颈缩与提高承 载力，但造价较高。
灌注桩
沉管灌注桩 挖孔灌注桩
桩身质量容易得到保证，施 工设备简单；无挤土作用， 场区内各桩可同时施工。但 施工中必须注意安全。
爆扩桩
扩大了桩的底面积，提高 了桩的承载能力。
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8.2.3 按荷载的传递方式分类
端承桩是桩顶荷载由桩端阻力 端承桩是桩顶荷载由桩端阻力 承受的桩 摩擦桩:摩擦桩是桩顶荷载由桩 摩擦桩: 侧阻力和桩端阻力共同承受的桩
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调查研究， 8.5.1 调查研究，收集资料
① 建筑物上部结构的情况； ② 上部结构传来的荷载及其性质。 ③ 当地的施工条件，包括沉桩机具、施工方法及施工质量； ④ 施工现场及周围环境的情况，交通和施工机械进出场地条件， 周围是否有对振动敏感的建筑物； ⑤ 当地及现场周围建筑基础设计及施工的经验等； ⑥ 当地建筑材料供应情况； ⑦ 工程地质勘察资料，必须在提出工程地质勘察任务时，说明 拟定的桩基方案；
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承台
侧阻
桩
软土 层
端阻
将荷载传递到下部好土层, 将荷载传递到下部好土层,承载力高
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下列情况可以考虑使用桩基础： 下列情况可以考虑使用桩基础：
高层或高耸建筑物在水平力作用下为防止倾覆；或对倾斜有特殊要求的建筑物； 高层或高耸建筑物在水平力作用下为防止倾覆；或对倾斜有特殊要求的建筑物； 地基承载力满足要求，但采用天然地基时沉降量过大；或当建筑物沉降要求较严格， 地基承载力满足要求，但采用天然地基时沉降量过大；或当建筑物沉降要求较严格， 建筑等级较高时； 建筑等级较高时； 当建筑物荷载大，地基软弱且地下水位高，采用天然地基时，地基承载力不足时； 当建筑物荷载大，地基软弱且地下水位高，采用天然地基时，地基承载力不足时； 建筑物内、外有大量堆载且会造成地基过量变形而产生比均匀沉降， 建筑物内、外有大量堆载且会造成地基过量变形而产生比均匀沉降，或为防止对邻近 建筑物产生互相影响的新建建筑物； 建筑物产生互相影响的新建建筑物； 设有大吨位的重级工作制吊车的重型单层工业厂房和露天吊车，基础密集、 设有大吨位的重级工作制吊车的重型单层工业厂房和露天吊车，基础密集、地基变形 大时； 大时； 土层中软弱层较厚，或为杂填土或局部有暗滨、古河道、古井、 土层中软弱层较厚，或为杂填土或局部有暗滨、古河道、古井、 桩基础。 桩基础。 震区、建筑物场地的地基土中有液态土层时，可采用桩基础。 震区、建筑物场地的地基土中有液态土层时，可采用桩基础。 地基沉降及沉降速率有严格要求的精密设备基础；在使用过程中， 地基沉降及沉降速率有严格要求的精密设备基础；在使用过程中，允许振幅有一定要 求的动力机械基础时； 求的动力机械基础时； 溶洞等时， 溶洞等时，可采用
沉井有刃脚、井壁、内隔墙、凹槽、封底、底版及顶盖等部分组成。 沉井有刃脚、井壁、内隔墙、凹槽、封底、底版及顶盖等部分组成。
沉井基础
沉井施工顺序示意图
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8.6.2 地下连续墙
地下连续墙： 地下连续墙：利用专门的挖槽设备，沿着深基或地下建筑 物周边，开挖出具有一定宽度和深度的深槽，再使用膨润 土泥浆护壁，当一定长度的深槽开挖结束，就形成一个单 元槽段，在槽内吊放钢筋笼，并浇灌混凝土，筑成一个单 元的墙段；然后又继续开挖、浇筑混凝土，从而形成一道 连续的现浇地下连续墙。 地下连续墙的优点：可以大量节约土方量，缩短工期， 地下连续墙的优点 施工时不影响邻近建筑物的安全。目前已发展有后张预 应力、预制装配和现浇预制等多种形式。
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8.5.4.2 桩的间距 桩距就是指桩的中心距，一般取3 桩距就是指桩的中心距，一般取3～4倍桩径，间距太大会增加承台 倍桩径， 的体积，太小则使桩基在施工过程造成困难，应符合规范要求。 的体积，太小则使桩基在施工过程造成困难，应符合规范要求。 8.5.4.3 桩的布置 桩位的布置应尽可能使上部荷载的中心与桩群的横截面重心重合。 桩位的布置应尽可能使上部荷载的中心与桩群的横截面重心重合。桩 在平面内可布置成方形（或矩形）、网格或三角形网格的形式； ）、网格或三角形网格的形式 在平面内可布置成方形（或矩形）、网格或三角形网格的形式；条形 基础下的桩，可采用单排或双排布置，见图： 基础下的桩，可采用单排或双排布置，见图：
R a = q pa A P + P . ∑ q sia l i
（2）《建筑桩基技术规范》（JGJ94—94）公式
Q uk = Q sk + Q
pk
=
∑
q ski l i + q
pk
Ap
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8.4 桩水平承载力
8.4.1 单桩水平承载力
单桩的水平承载力取决于桩的材料强度、截面刚度、入土深度、 桩侧土质条件、桩顶水平位移允许值和桩顶嵌固情况等因素，宜 通过现场实验确定。