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第八章
桩基础
主要内容
概论
桩的分类与质量检验
群桩效应问题
单桩轴向荷载传递和竖向承载力确定
桩基计算
桩基础设计
概论
定义
桩基础由设置在土层中的杆型或柱型构件——桩体和将它们连接在一起的承台所构成。
桩基
通过作用于桩端的地层阻力和桩周土层的摩阻力来支承轴向荷载,依靠桩侧土层的侧向阻力来支承水平荷载。

概论

适用情况:下列情况应优先考虑
(1)不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其它重要建筑物;
(2)重型工业厂房和荷重很大的建(构)筑物,如仓库、料仓等;
(3)软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物:
(4)作用有较大水平力和力矩的高耸结构物(如烟囱、水塔、大型架线塔等)
或需依靠桩体承受较大水平力或上拔力的其它情况;
(5)需要减弱动荷载振动影响的动力机器基础,或以桩基础作为地震区建筑
物的抗震措施。
近年来桩的种类和桩基型式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法等都有了很大的发展。桩基已成为在土质不良地区修建各种建(构)筑物,特别是高层建筑、重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础形式之一。
概论
(1)选择桩的类型和几何尺寸:
(2)确定单桩竖向(和水平向)承载力设计值
(3)确定桩的数量、间距和布置方式;
(4)验算桩基的承载力和沉降,
(5)进行桩身结构设计;
(6)进行承台设计;
(7)绘制桩基础施工图纸。

桩基础的工程质量、工期长短,投资多少主要看桩的选型是否正确。选型需考虑:
上部结构型式、荷载性质、
穿越土层情况、
桩端持力层的力学性态、
场地地下水文条件、
施工环境、施工设备、
成桩工艺、桩材供应等各种条件和影响因素,进行综合分析和技术经济比较,选择经济合理、施工便捷、安全适用的桩型。
应注意
概述
根据桩基损坏造成的建筑物破坏后果(人身生命安全、经济损失、社会影响等)的严重性,桩基设计时应选用适当的安全等级。
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)规定:
安全等级
重要的工业与民用建筑物和对桩基变形有特殊要求的工业建筑物的桩基础属一级安全等级的建筑桩基,其损坏后造成的后果很严重;
一般的工业与民用建筑物的桩基础为二级安全等级的建筑桩基,其损坏后造成的后果严重;
次要建筑物下的桩基础为三级安全等级的建筑桩基,其损坏后造成的后果不严重。
桩的分类与质量检验

桩
预制桩
灌注桩
木桩(应慎用)
混凝土预制桩
钢桩
沉桩方式有锤击、振动打入、静力压入和旋入等。
钻(、挖)孔灌注桩
沉管灌注桩
通过各种方式在场地中所设计的桩位处成孔,然后放置钢筋笼(个别也有省去钢筋的),再浇灌混凝土而成。
桩的分类与质量检验
混凝土预制桩的截面形状、尺寸和长度可在一定范围内按需要选择,横截面有方形、圆形、三角形、十字形等。现场预制桩的长度一般在25~30m以内。工厂预制桩分节长度一般不超过12m,沉桩时在现成通过插筋、焊接、法兰盘等连接到所需长度。
常用的钢桩有下端开口或闭口的钢管桩以及H型钢桩等。一般钢管桩的直径为250~1200mm。钢桩的穿进能力强、自重轻、锤击沉桩的效果好、承载能力高,无论起吊、运输或是沉桩、接桩都很方便。但由于其耗钢量大,成本高,我国只在少数重要工程中使用。
钢桩的分段长度不一超过12~15m。焊接头应采用等强度连接,使用的焊条、焊丝和焊剂应符合有关规范的规定。钢桩的端部形式应根据桩所穿越的土层、桩端持力层性质、桩的尺寸、挤土效应等因素综合确定。桩身应进行防腐处理。
预制桩
桩的分类与质量检验
常用的钢桩有下端开口或闭口的钢管桩以及H型钢桩等。一般钢管桩的直径为250~1200mm。钢桩的穿进能力强、自重轻、锤击沉桩的效果好、承载能力高,无论起吊、运输或是沉桩、接桩都很方便。但由于其耗钢量大,成本高,我国只在少数重要工程中使用。
钢桩的分段长度不一超过12~15m。焊接头应采用等强度连接,使用的焊条、焊丝和焊剂应符合有关规范的规定。钢桩的端部形式应根据桩所穿越的土层、桩端持力层性质、桩的尺寸、挤土效应等因素综合确定。桩身应进行防腐处理。
预制桩
桩的分类与质量检验
灌注桩
成孔方法
使用范围
泥浆护壁成孔
冲抓
冲击直径800mm以上
回转钻
碎石类土、砂类土、粉土、粘性土及风化岩。冲击成孔的,进入中等风化和微风化岩层的速度比回转钻快,深度可达40m以上
潜水钻600、800mm
粘性土、淤泥、淤泥质土及砂土,深度可达50m