土木基础工程课件--第四章_桩基础概论

③ 重型工业厂房和荷载很大的建筑物，如仓库、 料仓等；
④ 软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑 物；
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⑤ 作用有较大水平力和力矩的高耸结构物（如烟 囱、水塔等）的基础，或需以桩承受水平力或上拔力 的其它情况；
⑥ 需要减弱其振动影响的动力机器基础，或以桩 基作为地震区建筑物的抗震措施；
第四章 桩基础
4.1 概述 4.2 桩的类型 4.3 桩的竖向承载力 4.4 桩基础沉降的计算 4.5 桩的负摩擦问题 4.7 桩的平面布置原则 4.8 桩承台的设计 4.9 桩基础设计的一般步骤
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一、桩基础的特点
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桩是竖直或微倾斜的基础构件， 横截面尺寸远小于长度方向。
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4.2 桩的类型
1. 根据桩的性状和竖向受力情况划分 2. 根据施工方法划分 3. 根据挤土效应划分
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1、端承型桩和摩擦型桩
桩侧阻力，桩端阻力
端承型桩是指桩顶竖向荷载主要由 桩端阻力承受的桩。端承型桩包括 端承桩和摩擦端承桩两类。当桩侧 阻力很小可以忽略不计时，称为端 承桩。
嵌岩桩：当桩端嵌入完整和较完整的中风化、微风化及未 风化硬质岩石一定深度以上（hr> 0.5d)时, 称为嵌岩桩。工 程实践中，嵌岩桩一般按端承桩设计。但这并不意味着嵌 岩桩不存在侧阻和嵌岩阻力。
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摩擦型桩：桩端持力层多为较坚实的粘性土、粉土和砂类 土，且桩的长径比不很大。
摩擦桩：具备下列条件之一时：
① 桩的长径比很大，桩顶荷载只通过桩身压缩产生 的桩侧阻力传递给桩周土，因而桩端下土层无论坚实与否， 其分担的荷载都很小；
② 桩端下无较坚实的持力层；
③ 桩底残留虚土或残渣较厚的灌注桩；
④ 打入邻桩使先设置的桩上抬、甚至桩端脱空等情
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2、 预制桩和灌注桩
特殊土地基上的桩基：软土、湿陷性黄土、岩溶……
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桩基设计内容
① 桩的类型和几何尺寸的选择； ② 单桩竖向（和水平向）承载力的确定； ③ 确定桩的数量、间距和平面布置； ④ 桩基承载力和沉降验算； ⑤ 桩身结构设计； ⑥ 承台设计； ⑦ 绘制桩基施工图。
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上部结构 承台
上部结构 承台
桩 软弱土层
桩 软弱土层
坚实土层
坚实土层
(a)
(b)
图4－1 桩基础示意图
（a）低承台桩基础； （b）高承台桩基础
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适用性：
① 天然地基承载力和变形不能满足要求的高重建 筑物；
② 天然地基承载力基本满足要求、但沉降量过大， 需利用桩基减少沉降的建筑物，如软土地基上的多层 住宅建筑，或在使用上、生产上对沉降限制严格的建 筑物；
⑦ 地基土有可能被水流冲刷的桥梁基础；
⑧ 需穿越水体和软弱土层的港湾与海洋构筑物
基础，如栈桥、码头、海上采油平台及输油、输气
管道支架等。
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桩基设计原则： 荷载效应组合与浅基础相同。
桩基设计应满足下列基本条件： 单桩承受的竖向荷载不应超过单桩竖向承载力特征
值； 桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值； 对位于坡地岸边的桩基应进行桩基稳定性验算。
桩径较小0.6m以下；地基土为砂性土、粉土、细砂及松散的不含大卵 石的土。
灌注桩：
在施工现场的桩位上，通过机械钻凿或人工挖掘等方法形成桩 孔，然后孔内放入钢筋笼，灌注混凝土，形成钢筋混凝土灌注桩。
桩长桩径变化大，应用广。
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高承台 低承台
竖直桩 斜桩
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4.1 概述
摩擦型桩是指桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受的桩。摩
擦型桩包括摩擦桩和端承摩擦桩。当桩端阻力很小可以忽
略不计时,称为摩擦桩。
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端承型桩：其桩端一般进入中密以上的砂类、碎石类土层， 或位于中风化、微风化及新鲜基岩顶面。这类桩的侧摩阻力 虽属次要，但不可忽略。
端承桩：桩的长径比较小（一般l／d≤10），桩身穿越软弱 土层，桩端设置在密实砂类、碎石类土层中或位于中风化、 微风化及未风化硬质岩石顶面（即入岩深度hr≤0.5d）。
(4) 桩具有很大的侧向刚度和抗拔力，抵抗台风、地震等 巨大水平力；
(5) 改变地基基础的动力特性，提高地基基础自振频率， 减少振幅，保证结构及设备正常运行。
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桩的施工工艺分类表
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主要针对钢筋混凝土桩，机具设备、制桩工艺
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预制桩：
在地面上预先制作好钢筋混凝土桩身，然后通过锤击、静压或振动等 方法将预制桩沉入地基内到达的深度，形成桩基础。
平面图
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1995年10月6日下午4:20楼房先是缓慢向南倾斜，后突然 倾覆倒塌。3名装修工人死亡，室内多人受伤。
鉴定结果： 违章作业； 梁柱钢筋锚固长度严重不足； 基础设计错误。
判决结果： 屋主、转包人、承建人赔偿40万元； 承建人被处以有期徒刑一年零六个月。
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混凝土预制桩 普通混凝土预制桩、预应力混凝土管桩（PC）、预应
力高强混凝土管桩（PHC）、预应力砼空心方桩。
普通混凝土预制桩截面边长一般为300～500mm。可以 在工厂生产，也可在现场预制。现场预制桩的长度一般在 25～30m以内，工厂预制桩的分节长度一般不超过12m，沉 桩时在现场连接到所需长度。
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(1)预制桩 木桩，混凝土预制桩，钢桩。
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常用松木，长4~6m，桩径160~260mm， 多用于软弱地基上的民宅和小型建筑物。 应打入地下水位以下0.5m。要确保桩端 进入硬持力层。
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工程实例－－广州海珠区新窖镇瑞宝村某民宅 北
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软土 硬土
剖面图 基础工程课件
荷载传递：桩侧摩擦阻力+桩端阻力
OR 通过桩身将横向荷载传递给土体
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桩的工程作用：
(1) 桩侧与土体接触，将荷载传递给桩周土体，或荷载传 给深层的岩(砂、硬粘土)层；
(2) 对液化地基，桩穿越液化层，增加结构抗震能力；
(3) 桩侧竖向刚度大，桩穿越高压缩土层，沉降要求高的 结构满足安全和使用要求；