8.桩基础

（4）水平承载力的确定 根据试验数据可绘制荷载－时间—位移(H0-t0-x0)曲线 (如图所示)，据此可综合确定单桩水平临界荷载Hcr与极限 荷载Hu。
水平临界荷载Hcr系指桩身受拉区混凝土开裂退出工作前 的荷载，会使桩的水平位移增大。相应地可取(H0-T0-U0) 曲线出现突变点的前一级荷载为水平临界荷载(如图)，或取 (H0-x0/H0)曲线第一直线段终点相对应的荷载为水平临界 荷载。 水平极限荷载Hu可取(H0-T0-x0)曲线明显陡降的前一级荷 载作为极限荷载，或在(H0-x0/H0)曲线的第二直线段终点 相对应的荷载作为极限荷载。
Ap ——桩身的横截面面积，m2；
fy′——纵向钢筋的抗压强度设计值，N/mm2； Ag------桩身内全部纵向钢筋的截面面积，mm2。
8.4.2 按单桩竖向抗压静载试验确定
测试方法（慢速维持荷载法）
加载应分级： 每级荷载约为预估的单桩承载力设计值的 1/5-1/8。 测读沉降时间： 每级加荷后的第一小时内，按2、5、15、 30、45、60min测读一次，以后每隔30min测读一 次，直至稳定为止，再施加下一级荷载。 沉降稳定的标准： 对砂性土为30min内不超过0.lmm，对粘性 土为lh内不超过0.lmm。
QUK qc AP P li i f si
8.4.5 按经验公式法确定
8.4.8 单桩竖向承载力设计值 《地基规范》单桩竖向承载力特征值确定 （1）单桩竖向承载力特征值应通过试验确定 （2）地基基础设计等级为丙级的建筑物，可 通过静力触探及吧标贯试验确定 （3）初步设计单桩竖向承载力特征值可按下式：
摩擦桩 端承桩
桩
摩擦桩 （1）摩擦型桩
端承摩擦桩
端承桩 （2）端承型桩 摩擦端承桩
(3)嵌岩桩
四、 按施工工艺分
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。
桩
钻（冲）孔灌注桩 灌注桩 沉管灌注桩 挖孔灌注桩
能防止颈缩与提高承 载力，但造价较高。
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。
五、按桩的施工方法分类： 1、预制桩。
a.沉桩方法： 1）锤击法（打入）； 2）振动法（砂土地基或钢桩），但不适合一般粘土地基； 3）静力压桩法（均质软土地基），适用于可塑、软塑状的粘 性土地基，不适合砂土及其他较坚硬的土层。
第二节桩的类型
桩的预制 1) 桩的制作 加工场预制或在现场预制。 方法：间隔法和离心法;叠浇层数： 4层;下层构件 强度达30R28后方可浇筑上层混凝土。 2) 桩的运输和堆放 *强度要求： 吊装时-----达70 运输时-----达100
甲级
乙级 丙级
4.1.2 桩基础的设计原则
第一节 桩基础 概 述
第一节 概 述
8.1.3 桩基础的设计步骤与内容 1.选择桩型、施工工艺、断面、桩端持力层、承 台埋深。 2.估算单桩承载力设计值。 3.确定桩数和承台底面尺寸。 4.确定复合基桩竖向承载力设计值。 5.桩顶作用效应验算，认为柱底水平剪力作用于 承台顶面。 6.桩基沉降计算。按长期效应组合柱底效应进行 桩基沉降计算。 7.桩身结构设计计算。 8.承台设计计算。
Ra q pa Ap p qsia li
（4）嵌岩灌注桩桩端以下3倍桩径范围内应无软弱 夹层，断裂破碎带和洞穴分布，无岩体临空面
单桩承载力特征值 :2002地基基础规范的提法 单桩承载力设计值：94－94规范的提法 单桩承载力设计值：＝单桩极限承载力标准值/抗力分项系数 （一般1.65左右)
二、水平荷载作用下弹性桩的计算
除应进行水平承载力验算，还应满足桩身受弯 承载力和受剪承载力的验算。因此，需要对 水平受荷桩进行内力及变形的计算。 弹性桩的分析计算方法主要有地基反力系数法、 弹性理论法和有限元法等．只介绍国内目前 常用的地基反力系数法。 地基反力系数法是应用文克尔地基模型.
(2)试验方法
单桩承载力特征值 :=静载试验确定的单桩极限承载力标准值 /2 采用2002规范时，设计值就取特征值 ，荷载组合为荷载效应 的标准组合 采用94－94规范时，设计值就是上面那个式子，荷载组合为 荷载效应的基本组合
8.5 单桩水平极限承载力
8.5.2 单桩水平静载试验
桩的水平静载试验是确定桩的横向承载力的较 可靠的方法，也是常用的研究分析试验方法。试 验是在现场条件下进行，所确定的单桩水平承载 力和地基土的水平抗力系数最符合实际情况。如 果预先已在桩身埋有量测元件，则可测定出桩身 应力变化，并由此求得桩身弯矩分布。
8.6.3复合基桩竖向承载力特征值 对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型桩 基以及由于地层土性、使用条件等因素 不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力 特征值取单桩竖向承载力特征值，即
R Ra
考虑承台下土的分担作用时：
R R下存在可液化土、湿陷性黄 土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土， 或可能出现震陷、降水、沉桩过程产生 高孔隙水压和土体隆起时，承台与其下 的地基土可能脱开，因此不考虑承台效 应，
桩基础
桩基工程是一种常用的基础形式，当天然 地基上的浅基础沉降量过大或地基的承载力不
能满足设计的要求时，往往采用桩基础 。
第一节 概 述
深基础与浅基础区别：
1、由深层较好的土来承受上部结构的荷重 以外，还有深基础周壁的摩阻力共同承 受上部荷重。深基础承载力较高。 2、需要用特殊方法进行施工。 3、造价较高。4、工期较长。
第一节 概 述
建筑桩基安全等级
设计等级 1. 2. 3. 4. 建筑物类型 重要的建筑 30层以上或高度超过100 m的高层建筑 体型复杂，层数相差超过10层的高低层连体建筑物 20层以上框筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑 物 5. 场地和地基条件复杂的一般建筑物及坡地、岸边建筑 6. 对相邻既有工程影响较大的建筑 除甲级，丙级以外的建筑 场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下的 建筑
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8.2 桩基础的类型
根据桩基础的承台位置、使用功能、承载性状、 施工方法、桩身材料和设置效应等可以将桩分为 各种类型。 一、按承台位置分类
2. 桩基的分类
二、按使用功能分类 竖向抗压桩、 竖向抗拔桩、水平受荷桩、 复合受荷桩
三、 按桩的承载性状分 摩擦型桩:桩顶荷载全部或主要 由桩侧阻力承受的桩 端承型桩：桩顶荷载全部 或主要由桩端阻力承受的 桩
2.终止加载的条件
终止试验： 待某一级沉降稳定后，施加下一级。循此 加载观测，直至桩达到破坏状态。 破坏状态标准：所相应施加的荷载即为破坏荷载 （1）桩的沉降量突然增大，总沉降量大于40mm， 且本级荷载下的沉降量为前一级荷载下沉降量的5 倍以上。 (2) 本级荷载下桩的沉降量为前一级荷载下沉降 量的2倍，且24h桩的沉降未趋稳定。 （3）已达到锚桩最大抗拔力或压重平台的最大 质量时。
*合理的吊点位置 ——起吊时构件正，负弯矩基本相等（内力最小）
第二节桩基础的类型
沉桩方法 ——有锤击法、振动法、 静力压桩法 1）锤击沉桩 （1）桩锤 a 落锤 适用于——粘土或含砂石较多的 地基土； b 蒸汽锤——单动气锤、双动气锤 适用于——打各种桩
2. 灌注桩
灌注桩的施工 （1）沉管灌注桩

触探仪的探头贯入土中时的贯入阻力与受压单桩在土 中的工作状况有相类似，将探头压入土中测得探头的贯入 阻力，取得资料与试桩结果进行比较，通过大量资料的积 累和分析研究，建立经验公式确定轴向受压单桩容许承载 力。测试时，可采用单桥或双桥探头。 《桩基规》采用的，根据双桥探头资料确定沉入桩的单桩 容许承载力公式:
单向多循环加卸载法： 这种方法可模拟基础承受反复水平荷载(风载、地震荷载、 制力和波浪冲击力等循环性荷载）。 a．试验方法 试验加载分级，一般取预估横向极限荷载的1/10一1/15作 为每级荷载的加载增量。恨据桩径大小并适当考虑土层软硬， 对于直径300一1000mm的桩，每级荷载增量可取2.5一20kN。 每级荷载施加后，恒载4min测读横向位移，然后卸载至零， 停2min测读残余横向位移，至此完成一个加卸载循环，循环5 次后，开始加下一级荷载。 （3）终止加载的条件 当桩身折断或水平位移超过30一40mm(软土取40mm)时，终止 试验。
8.5 .3 水平受荷桩的内力及位移分析 方法：用梁的弯曲理论求解桩的水平抗力
x kh x
k h ---地基水平抗力系数 k kzn h
1、常数法：假设地基水平抗力系数沿深度均匀分布，n=0 2、“k”法： 3、“m”法： 4、“c”法：
8.6 群桩基础计算
8.6 .1 群桩的工作特点 １、端承型群桩基础
3.按试验结果确定单桩承载力
8.4.3 按土的抗剪强度指标确定
QU QSU QPU (G APl )
QSU、QPU
----桩侧总极限摩阻力和桩端总极限阻力
QU QSU QPU
按总应力分析法取不排水强度cu估算Qu
QU p caili cu N c Ap
8.4.4 按静力触探法确定
d 2z 2 dz
1 z S E p Ap

z
0
N z dz
2.桩侧摩阻力和桩端阻力
桩侧摩阻力和桩底阻力的发挥程度与桩土间的变形性态有关， 并各自达到极限值时所需要的位移量是不相同的。
3. 单桩的破坏模式
4. 桩侧负摩阻力
√桩数很多的密集群桩打桩时，使桩周土中产生很大
的超空隙水压力，打桩停止后桩周土的再固结作用引起 下沉。
复合桩基：由桩和承台底地基土共同承担荷载
复合基桩：复合桩基中基桩的承载力含有承台底的土阻力
刚性承台底面土反力呈马鞍形分布。以群桩外 围包络线为界，将台底面积分为内外两区，则 内区反力比外区小而且比较均匀，桩距增大时 内外反力差明显降低。台底分担的荷载总值增 加时，反力的塑性重分布不显著，而保持反力 图式基本不变。利用台底反力分布的上述特征， 可以通过加大外区与内区的面积比来提高承台 分担荷载的份额。
（2）钻孔灌注桩
(3)挖孔桩
五、按桩的设置效应分类
桩基的质量检测
8.3 单桩竖向极限承载力
一、 竖向荷载下单桩的工作性能 1. 桩的荷载传递
1 桩的荷载传递
z
1 up
dN z dz
z
1 up
dN z dz
dz
Nz dz E p Ap
z
E p Ap up
桩侧负摩阻力示意图 （a）受负摩阻力桩；（b）桩身截面位移； （c）桩侧摩阻力分布；（d）桩身轴力分布
8.4 单桩竖向承载力确定
8.4.1 根据桩身材料强度确定
对于钢筋混凝土桩：
R ( c f c Ap f y A g )

R ——单桩竖向承载力特征值，KN； ——桩的稳定系数，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，KPa；
端承型群桩基础中各单桩的工作性状接近于单桩
端承型群桩基础的承载力等于 各单桩的承载力之和。
２、摩擦型群桩基础
（1）桩数少，桩中心距较大时：
群桩基础的承载力等于 各单桩的承载力之和。
（2）桩数较多，桩中心距较小时：
群桩基础的承载力小于 各单桩的承载力之和。
但沉降量大于单桩的沉降量。
8.6.2 承台下土对荷载的分担作用
5、技术较复杂，需要专职技术人员负责施 工及质量检查，发现问题及时处理。
8.1 概述
承台 侧阻
桩
软土 层
端阻
将荷载传递到下部好土层,承载力高
4.1 概述
桩基础的适用范围
8.1.2 桩基础的设计原则
根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求， 桩基需进行如下计算和验算： 1. 所有桩基均应进行承载能力极限状态计算 . 2. 应根据建筑桩基的设计等级及长期荷载作用下 桩基变形对上部结构的影响程度，按规定进行 变形计算. 3. 应根据桩基所处的环境类别和相应的裂缝控制 等级，验算桩和承台正截面的抗裂和裂缝宽度。 桩基设计原则：大多数桩基的首要问题是在于控制 沉降量。因此桩基设计应按变形控制设计。