桩基岩土工程15.pptx
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1、2024/4/6 周六第四节第四节 桩基岩土工程问题分析桩基岩土工程问题分析在房屋建筑与构筑物的基础设计中,桩基是常用形式之一。在房屋建筑与构筑物的基础设计中,桩基是常用形式之一。桩基具有施工方便、承载力高、沉降量小等优点。桩基具有施工方便、承载力高、沉降量小等优点。一、桩基类型及持力层的选择一、桩基类型及持力层的选择 桩的种类很多,但在房屋建筑与构筑物的桩基础设计中,桩的种类很多,但在房屋建筑与构筑物的桩基础设计中,常用灌注桩和预制桩。常用灌注桩和预制桩。灌注桩灌注桩 沉管灌注桩、大直径桩(钻孔、人工挖沉管灌注桩、大直径桩(钻孔、人工挖 孔)、扩孔灌注桩等。孔)、扩孔灌注桩等。桩基持力层选择
2、在稳定的硬塑桩基持力层选择在稳定的硬塑坚硬状态的低压缩性粘坚硬状态的低压缩性粘性土和粉土层,中密以上的砂土、碎石层,微、中风化的基性土和粉土层,中密以上的砂土、碎石层,微、中风化的基岩。第四系土层作为桩端持力层其厚度宜超过岩。第四系土层作为桩端持力层其厚度宜超过 6 10倍桩身倍桩身2024/4/6 周六直径或桩身宽度;扩底墩的持力层厚度宜超过直径或桩身宽度;扩底墩的持力层厚度宜超过2倍墩底直径;倍墩底直径;如果持力层下卧软弱地层时,应从持力层的整体强度及变形如果持力层下卧软弱地层时,应从持力层的整体强度及变形要求考虑,保证持力层有足够厚度。此外,对于预制打入桩要求考虑,保证持力层有足够厚度。
3、此外,对于预制打入桩来说,来说,还应考虑桩能顺利穿过持力层以上各地层的可能性。还应考虑桩能顺利穿过持力层以上各地层的可能性。二、单桩承载力的确定二、单桩承载力的确定 在在房房屋屋建建筑筑与与构构筑筑物物的的桩桩基基础础中中,一一般般以以受受竖竖向向荷荷载载为为主主,故故单单桩桩承承载载力力常常指指的的是是单单桩桩竖竖向向承承载载力力。单单桩桩承承载载力力一一方方面面取取决决于于制制桩桩材材料料的的强强度度,另另一一方方面面取取决决于于土土对对桩桩的的支支承承力力,大大多多数数情情况况下下,桩桩的的承承载载力力都都是是由由土土的的支支承承力力控控制制的的。因因此此,如如何何根根据据地地基基的的强
4、强度度与与变变形形确确定定单单桩桩承承载载力力是是设设计计桩桩基基础础的的关关键键问问题题,根根据据土土对对桩桩的的支支承承力力确确定定单单桩桩承承载载力力的的方方法法,主主要要有有静静荷荷载载(桩桩载载)试试验验与与静静力力分分析析(半半经经验验公公式式计计算算)两种方法。两种方法。2024/4/6 周六 静静力力分分析析法法主主要要是是根根据据原原位位测测试试资资料料或或土土的的物物理理性性质质指指标与承载力参数之间的关系来确定单桩承载力。标与承载力参数之间的关系来确定单桩承载力。对对一一级级建建筑筑桩桩基基应应采采用用现现场场静静载载荷荷试试验验,并并结结合合静静力力触触探、标准贯入等原
5、位测试方法综合确定。探、标准贯入等原位测试方法综合确定。对对二二级级建建筑筑桩桩基基应应根根据据静静力力触触探探、标标准准贯贯入入、经经验验参参数数等等估估算算,并并参参照照地地质质条条件件相相同同的的试试桩桩资资料料,综综合合确确定定,当当缺缺乏乏可可参参照照的的试试桩桩资资料料或或地地质质条条件件复复杂杂时时,应应由由现现场场静静载载荷荷试试验确定。验确定。对对三三级级建建筑筑桩桩基基,如如无无原原位位测测试试资资料料时时,可可利利用用承承载载力力经验参数估算。经验参数估算。2024/4/6 周六 桩桩静静载载荷荷试试验验是是先先在在准准备备施施工工的的地地方方打打试试验验桩桩,在在试试桩
6、桩顶顶上上分分级级施施加加静静荷荷载载,直直至至桩桩发发生生剧剧烈烈或或不不停停滞滞的的沉沉降降(桩桩已已丧丧失失稳稳定定性性)为为止止,在在同同一一条条件件下下的的试试桩桩数数量量,不不宜宜少少于于总总桩桩数数的的1%,并并不不应应少少于于3根根,工工程程总总桩桩数数在在50根根以以内内时时不不应应少少于于2根根。然然后后根根据据试试验验结结果果,绘绘制制荷荷载载沉沉降降(QS)关关系系曲曲线线,从从而而可可确定单桩竖向极限承载力标准值。确定单桩竖向极限承载力标准值。按按静静力力分分析析法法估估算算单单桩桩承承载载力力,不不同同规规范范所所推推荐荐的的经经验验公公式式是是有有差差别别的的,有
7、有的的用用以以估估算算单单桩桩承承载载力力设设计计值值,有有的的则则用用以以估估算算单单桩桩承承载载力力极极限限值值。在在房房屋屋建建筑筑与与构构筑筑物物的的桩桩基基中中,主主要要是是估估算算单单桩桩承承载载力力极极限限值值,下下面面介介绍绍在在房房屋屋建建筑筑与与构构筑筑物物的的桩桩基基中中常常用用的的静静力力触触探探法法与与按按土土的的物物理理指指标标法法确确定定单单桩桩承承载载力力极极限值。限值。2024/4/6 周六(一一)静力触探法估算单桩承载力静力触探法估算单桩承载力 静静力力触触探探试试验验中中的的探探头头与与土土的的相相互互作作用用,相相似似于于桩桩与与土土的的相相互互作作用用
8、,因因此此可可以以用用静静力力触触探探试试验验测测得得的的比比贯贯入入阻阻力力(单单桥桥)或或双双桥桥探探头头中中的的锥锥尖尖阻阻力力与与侧侧壁壁摩摩阻阻力力估估算算单单桩桩承承载载力力。但但不不能能直直接接以以静静力力触触探探中中端端阻阻与与摩摩阻阻作作为为实实际际单单桩桩的的端端阻阻力力和和摩摩阻阻力力,而而必必须须经经过过修修正正,这这是是因因为为静静力力触触探探的的工工作作性性能能与实际单桩的工作性能有所不同。与实际单桩的工作性能有所不同。不同之处主要是尺寸效应、应力场、材料不同之处主要是尺寸效应、应力场、材料性质等,存在这些差异所造成的影响至今还难性质等,存在这些差异所造成的影响至今
9、还难以从理论上逐项严密地进行理论或从数学以从理论上逐项严密地进行理论或从数学关系关系上加以描述,因此用静力触探确定单桩承载力上加以描述,因此用静力触探确定单桩承载力也是一种经验估算。也是一种经验估算。2024/4/6 周六 (1)根根据据单单桥桥探探头头静静力力触触探探资资料料确确定定混混凝凝土土预预制制单单桩桩竖竖向向极极限承载力标准值时,如无当地经验可按下式计算:限承载力标准值时,如无当地经验可按下式计算:Quk=Qsk+Qpk=uqsikli+pskAp式式中中:Quk单单桩桩竖竖向向极极限限承承载载力力标标准准值值;Qsk单单桩桩总总极极限限侧阻力标准值;侧阻力标准值;Qpk单桩总极限
10、端阻力标准值;单桩总极限端阻力标准值;u桩桩身身周周长长;qsik用用静静力力触触探探比比贯贯入入阻阻力力值值估估算算的的桩桩周周第第i层土的极限侧阻力标准值;层土的极限侧阻力标准值;li桩穿越第桩穿越第i层土的厚度;层土的厚度;桩端阻力修正系数;桩端阻力修正系数;psk桩端附近的桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值静力触探比贯入阻力标准值(平均值平均值);Ap桩端面积。桩端面积。2024/4/6 周六 (2)根根据据双双桥桥探探头头静静力力触触探探资资料料确确定定混混凝凝土土预预制制桩桩单单桩桩竖竖向向极极限限承承载载力力标标准准值值时时,对对于于粘粘性性土土、粉粉土土和和砂砂土土、如如无无当
11、当地地经经验验时可按下式计算:时可按下式计算:Quk=uliifsi+qcAp式式中中:fsi第第i层层土土的的探探头头平平均均侧侧阻阻力力;qc桩桩端端平平面面上上、下下探探头头阻阻力力,取取桩桩端端平平面面以以上上4d(d为为桩桩的的直直径径或或边边长长)范范围围内内按按土土层层厚厚度度的的探探头头阻阻力力加加权权平平均均值值,然然后后再再和和桩桩端端平平面面以以下下1d范范围围内内的的探探头头阻阻力力进进行行平平均均;桩桩端端阻阻力力修修正正系系数数,对对粘粘性性土土、粉粉土土取取2/3,饱饱和和砂砂土土取取1/2;i第第i层层土土桩桩侧侧阻阻力力综综合合修修正正系系数。数。2024/4
12、/6 周六(二二)土的物理指标法确定单桩承载力土的物理指标法确定单桩承载力 根根据据土土的的物物理理指指标标与与承承载载力力参参数数之之间间的的经经验验关关系系确确定定单单桩竖向极限承载力标准值时,宜按下式计算:桩竖向极限承载力标准值时,宜按下式计算:Quk=Qsk+Qpk=uqsikli+qpkAp式式中中:qsik桩桩侧侧第第i层层土土的的极极限限侧侧阻阻力力标标准准值值,如如无无当当地地经经验验值值时时,可可查查规规范范。qpk极极限限端端阻阻力力标标准准值值,如如无无当当地经验值时,可表。地经验值时,可表。三、群桩承载力与群桩沉降验算三、群桩承载力与群桩沉降验算 当当桩桩中中心心距距小
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