基础工程—桩基础05.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,2,4.7 4.8 4.9,桩基础设计,一、,桩基础的设计等级与设计原则,二、桩基础常规设计的内容和步骤,三、桩型、桩断面尺寸、桩长的选择,四、确定单桩承载力,五、确定桩数及布桩,六、群桩承载力与变形验算,七、桩基中各桩受力计算,八、桩身结构设计,九、承台设计,3,桩基础的,两种极限状态,：,（一）桩基承载力极限状态,1,、超过最大承载力,2,、产生不适于继续承载的变形,3,、桩基发生整体失稳,（二）桩基正常使用极限状态,变形、耐久性,桩基的设计等级：甲、乙、丙,一、桩基础的设计等级与设计原则,4,二、桩基础常规设计的内容和步骤,1,、,收集设计资料,2,、选择桩型、桩断面尺寸、桩长的选择,3,、确定单桩承载力,4,、确定群桩的桩数及布桩,5,、群桩承载力与变形验算,6,、桩基中各桩受力与结构设计,7,、承台结构设计,5,三、桩型、桩断面尺寸、桩长的选择,（一）,桩型的选择,场地的,地层条件,、各类型桩的,成桩工艺,和,适用范围,，是桩型选择应考虑的主要因素：,当土中存在大孤石、废金属以及花岗岩残积层中未风化的石英脉时,预制桩将难以穿越；,当土层分布不均匀时,混凝土预制桩的预制长度难掌握；在场地土层分布比较均匀的条件下，采用质量易于保证的预应力高强混凝土管桩比较合理。,对于软土地区的桩基，应考虑挤土对桩基的影响，这时宜采用承载力高而桩数较少的桩基，,同一结构单元宜避免采用不同类型的桩。,6,三、桩型、桩断面尺寸、桩长的选择,（二）,截面尺寸的选择,桩的截面尺寸选择应考虑的主要因素是,成桩工艺,和,结构的荷载情况,：,从楼层数和荷载大小来看，,10,层以下的建筑桩基，可考虑采用直径,500mm,左右的灌注桩和边长为,400mm,的预制桩；,10-20,层的可采用直径,800-1000mm,的灌注桩和边长,450-500mm,的预制桩；,20-30,层的可用直径,1000-1200mm,的钻,(,冲、挖,),孔灌注桩和边长或直径等于或大于,500mm,的预制桩；,30-40,层的可用直径大于,1200mm,的钻,(,冲、挖,),孔灌注桩和直径,500-550mm,的预应力混凝土管桩和大直径钢管桩：楼层更多的高层建筑所采用的挖孔灌注桩直径可达,5m,左右。,7,三、桩型、桩断面尺寸、桩长的选择,8,三、桩型、桩断面尺寸、桩长的选择,（三）,桩长的选择,桩的设计长度，主要取决于,桩端持力层的选择,：,桩端进入坚实土层的深度，应根据地质条件、荷载及施工工艺确定，一般宜为,1-3,倍桩径,(,对粘性土、粉土不宜小于,2,倍桩径；砂类土不宜小于,1.5,倍桩径；碎石类土不宜小于,1,倍桩径,),。嵌岩桩或端承桩桩端以下,3,倍桩径范围内应无软弱夹层、断裂破碎带、洞穴和空隙分布，这对于荷载很大的一柱一桩,(,大直径灌注桩,),基础尤为重要。,9,四、确定单桩承载力,桩的类型和几何尺寸确定之后，应初步确定承台底面标高。承台埋探的选择一般主要考虑结构要求和方便施工等因素：季节性冻土上的承台埋深，应考虑地基土的冻胀性的影响，并应考虑是否需要采取相应的防冻害措施；膨胀土上的承台，其埋深选择与此类似。,初定出承台底面标高后，便可按前述的方法汁算单桩竖向及水平承载力了,。,10,五、确定桩数及布桩,（一）,桩数,轴心受压,：,偏心受压,：,试算至合适为止。,11,五、确定桩数及布桩,（二）,布桩,桩基在其承受较大弯矩的方向上也可采用不等距排列，此时，对柱下单独桩基和整片式的桩基，宜采用外密内疏的布置方式。为了使桩基中各桩受力比较均匀，群桩横截面的重心应与竖向永久荷载合力的作用点,重合或接近,。布置桩位时，桩的间距,(,中心距,),一般采用,3-4,倍桩径,。间距太大会增加承台的体积和用料太小则将使桩基,(,摩擦型桩,),的沉降量增加，且给施工造成困难。桩的最小中心距应符合表,6,12,的规定。在确定桩的间距时尚应考虑施工工艺中挤 土等效应对邻近桩的影响，因此，对于大面积桩群，尤其是挤土桩，桩的最小中心距宜按表列值适当加大。,12,五、确定桩数及布桩,方形,(,或矩形,),、三角形、梅花形、单排、双排。,13,五、确定桩数及布桩,14,六、群桩承载力与变形验算,在中心荷载下要求桩尖平面处压应力,p,满足：,在偏心荷载下，除满足上式外，尚应满足：,群桩承载力验算：,群桩变形验算：,15,七、桩基中各桩受力计算,1,、,群桩中单桩桩顶竖向力计算：,2,、,群桩中单桩桩顶水平力计算：,16,七、桩基中各桩受力计算,3,、,单桩承载力验算,17,八、桩身结构设计,(,一,),钢筋混凝土预制桩,1,、构造要求,打入式预制桩的最小配筋率不低于,0.8%,。,静压预制桩的最小配筋率不低于,0.6%,。,混凝土大于,C30,，预埋钢筋吊环。,18,八、桩身结构设计,19,八、桩身结构设计,2,、桩身截面强度计算,预制桩应在混凝土达到设计强度的,70,方可起吊；达到设计强度的,100%,才能运输和打桩。,桩在起吊和搬运时，吊点应符合设计规定。吊点位置的选择随桩长而异，并应符合起吊,弯矩最小,的原则。,20,八、桩身结构设计,3,、桩的接头,21,八、桩身结构设计,混凝土强度不应小于,C20,，混凝土选用的粗骨料粒径，不宜大于,30mm,，且不得大于钢筋间最小净距的,1,3,，坍落度为,160,220mm,，含砂率宜为,40,45,，宜采用中砂。混凝土保护层厚度不应小于,50mm,。导管最大外径应比钢筋笼内径小,100mm,以上。,(,二,),灌注桩,22,八、桩身结构设计,需配筋时,轴心受压、主筋最小配筋大于,0.2%,0.65%;,受弯时，主筋最小配筋大于,0.4%;,抗拔时，通长配置。,箍筋采用环式或螺旋箍筋，不小于,6,200300mm,保护层厚度,一般大于,30mm,水下大于,50mm,23,八、桩身结构设计,24,九、承台结构设计,(,一,),构造要求,1,、,承台的宽度不应小于,500mm,。边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长，桩的外边缘至承台边缘的距离不小于,150mm,。对于条形承台梁，桩的外边缘至承台梁边缘的距离不小于,75mm,。,2,、,承台的最小厚度不应小于,300mm,。,3,、,承台混凝土强度等级不应低于,C20,，纵向钢筋的混凝土保护层厚度不应小于,70mm,当有混凝土垫层时,不应小于,40mm.,25,九、承台结构设计,d,50100mm,大于,300,mm,大于,600mm,b500mm,26,九、承台结构设计,4,、承台的配筋，对于矩形承台其钢筋应按双向均匀通长布置（图,a),钢筋直径不宜小于,10mm,间距不宜大于,200mm;,对于三桩承台,钢筋应按三向板带均匀布置,且最里面的三根钢筋围成的三角形应在柱截面范围内,(,图,b),。承台梁的主筋除满足计算要求外，尚应符合现行混凝土结构设计规范关于最小配筋率的规定，主筋直径不宜小于,12mm,架立筋不宜小于,10mm,箍筋直径不宜小于,6mm(,图,c),。,27,九、承台结构设计,(,二,),承台内力计算,受弯、受冲切、受剪切,承载力计算,1,、受弯计算,(1),柱下多桩矩形承台,28,九、承台结构设计,(2),柱下三桩承台,1,）等边三桩承台,29,九、承台结构设计,2,）等腰三桩承台,30,九、承台结构设计,2,受冲切计算,承台冲切破坏的方式，,一种是柱对承台的冲切，另一种是角 桩对承台的冲切,。,(1),柱对承台冲切的承载力,31,九、承台结构设计,(2),角桩对承台的冲切,1),多桩矩形承台受角桩冲切的承载力,32,九、承台结构设计,2,）三桩三角形承台受角桩冲切的承载力,底部角桩,顶部角桩,33,九、承台结构设计,3,、受剪切计算,柱下桩基独立承台应分别对,柱边,和,桩边,、,变截面,和,桩边连线形成的斜截面,进行受剪计算。当柱边外有多排桩形成多个剪切斜截面时，尚应对每个斜截面进行验算。,34,35,桩的质量检验,1,开挖检查。只能对所暴露的桩身进行观察检查。,2,抽芯法。在灌注桩桩身内钻孔，了解混凝土有无离析、空洞、桩底沉渣和入泥等情况，取混疑土芯样进行观察和单轴抗压试验。有条件时可采用钻孔电视直接观察孔壁孔底质量。,3,声波检测法。利用超声波在不同强度,(,或不同弹性模量,),的混凝土中传播速度的变化亲检测桩身质量。为此，预 先在桩中埋人,3,4,根金属管，然后在其中一根管内放人发射器，而在其他管中放人接收器，并记录不同深度处的检测资料。,4,动测法。包括,PDA(,打桩分析仪,),等大应变动测、,PIT(,桩身结构完整性分析仪,),和其他,(,如锤击激振、机械阻抗、水电效应、共振等,),小应变动测。,36,钻孔抽芯检测,37,芯样比较完整，密实性较好,