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基础工程教学课件-桩基础4.3.ppt

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基础工程教学课件-桩基础4.3

基础工程教学课件-桩基础4.3

1c4cN4c*
4
2q4hN4 q*4
3Ab
G
Qsu
Qbu
Ra Qu K
01:43:51
18
静载荷试验法
静载荷试验是评价单桩 承载力诸法中可靠性较 高的一种方法。
缺点：
时间长；费用高。
01:43:51
次梁
主梁
拉杆
千斤顶
基
锚桩主筋
准
梁
试桩
锚桩
主梁
基准梁 试桩
次梁
锚桩
基准桩
锚桩锚桩横试梁验反装置力示方意图式
值：
粘性土d/10~d/4（d为桩 径）；砂类土d/12~d/10
01:43:51
桩侧摩阻力
A
B
D C
0 图4－9
桩截面位移 曲线
6
桩的长径比l/d(1)
影响荷载传递的另一个主要因素
短桩
<10
中长桩
10~40
长桩
40~100
超长桩
>100
长径比很大的桩都属于摩擦桩。
01:43:51
01:43:51
13
桩侧阻和端阻的安全储备
通常情况下，单桩受荷过程中桩端阻力的发挥不仅滞后于桩侧阻力， 而且其充分发挥所需的桩底位移位比桩侧摩阻力到达极限所需的被身 截面位移值大得多。
对于粗短的支承于坚硬基岩的桩，一般清底好、且桩不太长，桩身压 缩量小和桩端沉降小，在桩侧阻力尚未充分发挥时便因桩身材料强度 的破坏而失效。
01:43:51
2
单桩轴向荷载的传递机理
桩顶沉降＝桩端沉降＋桩身压缩量
桩顶轴力Q＝桩侧总阻力Qs+ 桩端总阻力Qp
桩侧摩阻力与桩侧表面的法向压力及桩土 界面相对位移成正比。

基础工程桩基础PPT课件

基础工程桩基础PPT课件

第10页/共205页
桩基础的适用性
• ①地基上层土的土质太差而下层土的土质较好；或地基 土软硬不均；或荷载不均，不能满足上部结构对不均匀变 形限制的要求。
• ②上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感；或建筑物受 到大面积地面超载的影响。
• ③ 除承受较大竖向荷载外，尚有较大的偏心荷载、水平 荷载、动力或周期性荷载作用。
桩基础概述
• 1、桩基础的历史回顾 • 2、桩基础的适用性 • 3、桩基设计原则 • 4、桩的类型
第1页/共205页
基础的类型（复习）
基础
浅基础
深基础
刚性基础
（无筋扩展基础）
柱下独立基础 墙下条形基础
钢筋混凝土 扩展基础
柱下条形基础 筏板基础 箱形基础
柱下独立基础 墙下条形基础
桩基础 沉井基础 沉箱基础 地下连续墙基础 组合型深基础
筑的常用桩型。 • 2．挤土效应 • 钻孔灌注桩、挖孔灌注桩为非挤土桩，对邻
近建筑物及地下管线危害很小。 • 端部开口或半闭口管桩为部分挤土桩，预制
钢筋混凝土桩、沉管灌注桩（无论打入、压入或 振入）均属于挤土桩。
第36页/共205页
• 3. 沉桩能力与承载力 • 受设备能力的限制，单节预制桩的长度不能
钢桩 特点：强度高，抗冲击疲劳，贯入能力强，
便于加工运输，挤土效应小，但， 造价高宜腐蚀，慎重选用。
圆形管桩
H形桩
第25页/共205页
• 预应力桩按其制作工艺分为两类：
•
一类是普通立模浇制的，断面形状为含内圆孔
的正方形，称为预应力空心方桩，或简称预应力空心
桩；
•
另一类是离心法旋制的，断面形状为圆环形的
过长，一般在30m以内，更长时需接桩。预制 钢筋混凝土桩不易穿透较厚的坚硬地层，沉桩困 难时需采用射水辅助振动沉桩法。由于节长规格 无法临时变更，沉桩无法达到设计标高时，就不 得不截桩。因此除钢桩、嵌岩桩外，受沉桩能力 的限制，预制混凝土桩、沉管灌注桩桩径、桩长 不可太大，单桩极限承载力一般不超过6000kN。 • 钻孔灌注桩直径可大至1～2m，桩长可达 100m，可适用于各种地层，桩端不仅可进入微 风化基岩而且可扩底，挖孔灌注桩直径更可扩大 至2～3m，因此单桩的总承载能力大，单桩极 限承载力可达15000kN以上。

桩基础知识PPT课件

桩基础知识PPT课件
桩径大小无关。
• 一般粘性土中打入桩的临界位移 1~7mm • 砂土中打入桩的临界位移 4~10mm • 非挤土桩的临界位移大于挤土桩的临界位移
因为非挤土作用桩与 周边土体的摩擦作用
较小
桩侧极限摩阻力
✓ 按库仑强度理论表示的桩侧极限摩阻力：
u ca x tana
ca、φa——桩侧表面与桩周土之间的附着力和摩擦角，与土的性质、桩身材料、桩的设置效应
2、单桩竖向承载力的确定原则
按11《建筑地基基础设计规范》，确定单桩竖向极限承载力标准值需满足下列规定： ✓ 单桩竖向承载力特征值 Ra 应通过单桩竖向静载荷试验确定； ✓ 地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探及标贯
试验参数确定 Ra 值； ✓ 初步设计时，单桩竖向承载力特征值Ra可按下式估算：
✓设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定； ✓设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质条件相同的试桩 资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定；其余均应通过单桩静载试 验确定； ✓设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。
静载荷试验是确定单桩竖向承载力的基本标准，其他方法是静载试验的补充。
✓由于Nγ与Nq接近，q且p桩u径b远小cc于N桩c深* h，故桩端1b阻N力的* 理论表q达h式N可q*简化为：
q pu
ccNc*
qhN
* q
桩端阻力深度效应（临界深度）
与桩侧阻深度效应一样，桩端阻也存在深度效应现象。
即当桩端入土深度小于某一临界值hcp时，极限端阻
随深度线性增加，而大于该深度后则保持不变，这一 深度称为端阻的临界深度。
2、按单桩竖向抗压静载试验法确定 ✓ 静载试验装置及方法

基础工程-第4章 桩基础-

基础工程-第4章 桩基础-

桩顶荷载一般包括轴向力、水平力和力矩，为简化 起见，在研究桩的受力性能及计算桩的承载力时，对 竖向受力情况单独进行研究。
4.3.1 桩的荷载传递
竖向荷载施加于桩顶时，桩身的上部 首先受到压缩而发生相对于土的向下位 移，于是桩周土在桩侧界面上产生向上 的摩阻力；荷载沿桩身向下传递的过程 就是不断克服这种摩阻力并通过它向土 中扩散的过程 。 如果桩侧摩阻力不足以抵抗竖向荷载， 一部分竖向荷载将传递到桩底，桩底持 力层也将产生压缩变形，故桩底土也会 对桩端产生阻力。
4.4 单桩竖向承载力的确定
单桩的承载力： 是指单桩在竖向荷载作用下，不丧失稳定性、不产生过 大变形时的承载能力。 单桩的竖向承载力主要取决于两方面： 一是地基土对桩的支承能力； 二是桩身的材料强度。 一般情况下，桩的承载力由地基土的支承能力所控制， 材料强度往往不能充分发挥，只有对端承桩、超长桩以及 桩身质量有缺陷的桩，桩身材料强度才起控制作用。
（1）静载荷试验装置及其方法：
试验装置主要由加荷稳压、提供反力和沉降观测三部分组成。
主梁
千斤顶 百分表 次梁 锚筋 锚桩
基准柱
试验时加载方式通常 有慢速维持荷载法、快 速维持荷载法、等贯入 速率法、等时间间隔加 载法以及循环加载法。 锚桩桁架法 工程中最常用的是慢速维持荷载法，即逐级加载，每级 加载值为单桩承载力特征值的1/8-1/5，当每级荷载下桩顶 沉降量小于0.1mm/h时，则认为已趋于稳定。然后施加下 一级荷载直到试桩破坏，再分级卸载到零。
4.3 竖向荷载下单桩的工作性能
本节重点： 竖向荷载作用下单桩的工作性能。
本节难点： 单桩的破坏模式已及单桩承载力的确定。
4.3 竖向荷载下单桩的工作性能
单桩工作性能的研究是单桩承载力分析理论的基础， 通过桩土相互作用分析，了解桩土间的传力途径和单 桩承载力的构成及其发展过程，以及单桩的破坏机理 等，对正确评价单桩承载力设计值具有一定的指导意 义。

【全文】桩基础课件PPT

【全文】桩基础课件PPT
认长识江桩 大基桥略础南和锚小地碇下地，连下续连墙续搁墙 置与挡块上，以专用工具安装，使之与下节 钢管内壁紧贴。 对土壤的适应范围很广，在软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中都可施工。
4、地下墙槽段间的连接接头形式，应根据地下墙的使用要求选用，且应考虑施工单位的经验，无论选用何种接头，在浇注混凝土前， 接头处必须刷洗干净，不留任何泥砂或污物。
第6页/共100页
3.1 概述
一、基础的分类 二、桩基础的概念及作用 三、地下连续墙概念 四、桩基础的分类
第7页/共100页
3.1 概述
一、基础的分类
浅基础：一般埋置深度小于5m，用一般方法 即可施工的基础称为浅基础；
深基础：埋置深度大于5m，需要用特殊方法 施工的基础称为深基础。
第8页/共100页
由于挤土可能使地面隆起，邻桩移位及上浮等； ④不易穿透较厚的坚硬土层，需要采取其他施工工艺辅助
沉桩。
第23页/共100页
一、桩的预制：
钢筋混凝土桩预制程序为：支模→绑扎钢 筋骨架、安放吊环→浇筑混凝土→养护至30％ 强度拆模→养护至70％强度起吊→达到100％ 强度后运输、堆放。
第24页/共100页
二、桩基础的概念及作用
概念：设置于岩土中的桩和连接于桩顶端的 承台组成的基础，简称桩基。
作用：将上部结构较大的荷载通过桩穿过软 弱土层传递到较深的坚硬土层上，以解决浅 基础承载能力不足和变形较大的地基问题。
第9页/共100页
桩
基 Φ400mm的钢桩，不宜大于5层，H型钢桩不宜大于6层。
对设计等级为甲级或地质条件复杂，成检质量可靠性低的灌注桩，抽检数量不应少于总数的30%，且不应少于20根；
图3-16
沉管灌注桩施工工艺流程图

《桩基础工程 》课件

《桩基础工程 》课件
材料质量问题
使用的混凝土、钢材等材料质量不达标。
施工方法不当
施工时操作不规范，如打桩顺序不当、桩锤 选择不合适等。
设计考虑不周
设计时未能全面考虑各种因素，如承载力、 沉降等。
解决方案与预防措施
加强地质勘察
施工前进行详细的地质勘察，确保数据的准 确性。
规范施工操作
制定施工方案，确保打桩顺序、桩锤选择等 符合规范要求。
Part
04
桩基础工程的常见问题与解决 方案
桩基础工程的常见问题
桩位偏差
桩位与设计不符，超出允许偏差范围。
桩身断裂
施工时桩身在土层或硬物处断裂。
桩身倾斜
桩身垂直度不符合规范，出现倾斜。
承载力不足
桩基的承载力未达到设计要求。
问题产生的原因分析
地质勘察不足
对施工地点的地质勘察不准确，导致设计时 未能充分考虑地质条件。
经济性
在满足安全性和功能性的
2
前提下，尽量降低桩基工
程的造价，提高经济效益
。
适用性
3 根据建筑物的用途、规模
和地质条件等，选择合适 的桩型和桩基设计。
桩基础工程的施工流程
准备工作
包括施工现场勘查、设计 图纸会审、施工组织设计 编制等。
桩位放样
根据设计图纸，确定桩位 位置并做好标记。
埋设护筒
在桩位处埋设护筒，以固 定桩位并保护孔口。
STEP 03
砂石料
砂石料是混凝土的主要骨 料，其质量和级配对混凝 土的性能有很大影响。
钢材用于制造桩基的箍筋 、主筋等，具有强度高、 塑性好等优点。
材料选择的原则与注意事项
原则
选择材料时应遵循“安全、适用、经济、环保”的原则，确保桩基的安全性和耐久性。

《桩基础工程》PPT课件


精选课件
11
▪ 钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊；主筋接头配置在同
一截面内数量不超过50%；同一根钢筋两个接头的距 离应大于30d0并不小于500mm。桩顶和桩尖直接受到 冲击力易产生很高的局部应力，桩顶和桩尖钢筋配置 (如图2.2所示)应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏 差应符合表2.1的规定。
精选课件
精选课件
9
2.1.1 施工准备
▪ 场地平整及周边障碍物处理 ▪ 定桩位及埋设水准点
依据施工图设计要求，把桩基定位轴线桩的位置在 施工现场准确地测定出来，并作出明显的标志。在打桩 现场附近设置2～4个水准点，用以抄平场地和作为检查 桩入土深度的依据。桩基轴线的定位点及水准点，应设 置在不受打桩影响的地方。
精选课件
6
2.1 钢筋混凝土预制桩施工
本 章 2.2 混凝土灌注桩施工 内 容 本章小结
End
精选课件
7
2.1 钢筋混疑土预制桩施工
▪ 钢筋混凝土预制桩：在预制构件厂或施工现场预
制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中，其 特点：坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响， 能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快， 能适应不同土层施工。
▪ 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合表2.2的规定。
精选课件
15
表2.2 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准
项序
主1 控2 项 目3
检查项目
桩体质量检验 桩位偏差 承载力
允许偏差或允许值(mm)
单位
数值
检查方法
按基桩检测技术规范 按基桩检测技术规范
见本表
用钢尺量
按基桩检测技术规范 按基桩检测技术规范
方法，常见质量事故的预防和处理，安全施工措 施； ❖ 了解预制桩、灌注桩质量检验标准。

4桩基础4.3-4.5


Ra=qpaAp
（4-23）
式中qpa为桩端岩石承载力特征值,可按《建筑地基基础设 计规范》附录H用岩基载荷试验方法确定，或根据室内岩
3.当摩阻力都达极限值，桩顶荷载增量就全归桩端阻力承担，直到桩底持力 层破坏,无力支承为止。
单桩轴向荷载的传递过程就是桩侧阻力与桩端阻力的发挥 过程：桩顶荷载通过发挥出来的侧 阻力传递到桩周土层中去， 从而使桩身轴力与桩身压缩变形随深度递减.
一般，桩身上部土层的侧阻力先于下部土层发挥，侧阻力先 于端阻力发挥。
2.影响荷载传递的因素
根据l/d的大小，桩可分为： 短桩(l/d<10); 中长桩(1/d>10) ; 长桩 (l/d>40); 超长桩(l/d>100)
(1)桩端土与桩周土的刚度比Eb／Es
Eb/Es愈小，桩身轴力沿深度衰减愈快，即传递到桩端的荷 载愈小。
对于中长桩， 当 E b/Es=1( 即均匀土层 ) 时，桩侧摩阻力接 近于均匀分布、几乎承担了全部荷载，桩端阻 力仅占荷载的 5 ％左右，即属于摩擦桩； 当 E b /Es =100 时，桩身轴力上段随深度减小, 下段近乎沿深度不变，即桩侧摩阻力上段可得 到发挥，下段则因桩土相对位移很小 ( 桩端无 位移 ) 而无法发挥出来，桩端阻力分担了 60 ％以上荷载，即属于端承型桩；
是土的“拱作用”。
极限摩阻力
ucaxtana
其中 x： Ksv'
z

ApEP up
d 2z
dz2
极限端阻力： q pu ccc N 1 b N qhq N
qpuccN cqhN q
端阻也存在深度效应! 单桩桩端阻力的安全储备一般大于桩侧阻力的安全储 备。(桩端阻力的发挥滞后于桩侧阻力，充分发挥所需的桩底位移值比桩侧摩阻力
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值：
粘性土d/10~d/4（d为桩 径）；砂类土d/12~d/10
18:58:32
桩侧摩阻力
A
B
D C
0 图4－9
桩截面位移 曲线
6
桩的长径比l/d(1)
影响荷载传递的另一个主要因素
短桩
<10
中长桩
10~40
长桩
40~100
超长桩
>100
长径比很大的桩都属于摩擦桩。
18:58:32
O
Qu
Q/u
Q
su s 18:58:33
A
陡降型 图5-3 单桩荷载－沉降曲线
A-陡降型；
B－缓变型
缓B 变型 （变形控制）
15
单桩承载力的确定
决定因素
桩身材料强度 地层的支承力
方法：
理论计算，按土的抗剪强度指标确定 静载荷试验 规范公式
18:58:33
16
按土的抗剪强度指标确定
以土力学原理为基础。根据桩侧阻力、桩端阻 力的破坏机理，按静力学原理，分别对桩侧阻 力和桩端阻力进行计算。
பைடு நூலகம்12
桩端阻力
按土体极限平衡理论导得的、用于计算桩端阻
力的极限平衡理论公式有很多。可统一表达为
qpu
ccNc*
r1bN*
q
hN
* q
qpu
c
cN
* c
q
hN
* q
端阻的深度效应
当桩端入土深度小于某一临界值时，极限端阻随深度线性增 加。而大于该深度后则保持不变。该深度随持力层密度的提 高、上覆荷载的减小而增大。
18:58:33
10
桩侧摩阻 力
桩侧摩阻力
A
B
极限摩阻力可用类似于
土的抗剪强度的库伦表达
式：
qu ca xtga
C
D
O
桩截面位移
式中ca和a为桩侧表面与土之间的附着 力和摩擦角，x为深度z处作用于桩侧表
面的法向压力，它与桩侧土的竖向有效应 力 成v 正比例，即：
18:58:33
x Ks v
11
桩侧摩阻力
计算深度z处的单位侧阻时，如取 v z
则侧阻将随深度线性增大。
然而砂土中的模型桩试验表明，当桩入土深度 达到某一临界值后，侧阻就不随深度增加了， 这个现象称为侧阻的深度效应。
综上所述，桩侧极限摩阻力与所在的深度、土 的类别和性质、成桩方法等许多因素有关。
18:58:33
18:58:32
100mm
4
桩侧阻力的发挥所需的桩身位移远 小桩端阻力的所需的位移。
桩侧阻力发挥先于桩端阻力。
工作状态下，摩擦桩的位移远小于 端承桩的位移。
18:58:32
5
桩侧(端)阻力与桩体位移的关系（2）
极限桩侧阻力对应的δu数
值：
粘性土4~6mm;砂类土 6~10mm
极限桩端阻力对应的δu数
18:58:33
23
锚桩斜拉方式
18:58:33
24
试验加荷分级要求及数据处理
加荷分级不应少于8级，每级加载量宜为预 估极限荷载的1/8~1/10。
由于计算模式、强度参数实际的某些差异，计 算结果的可靠性受到限制，往往只用于一般工 程或重要工程的初步设计阶段，或与其他方法 综合比较来确定承载力。
18:58:33
17
按土的抗剪强度指标确定
一般的表达式
Qu Qsu Qbu G
Qu
l
0 up
ca Ks v tan a dz
桩基技术现状与发展趋势
单桩设计承载力越来越大 向小桩发展 复合地基理论、疏桩理论、桩基与上部结
构共同作用理论等 新品种、新工艺不断发展
18:58:32
1
桩的竖向承载力
单桩轴向荷载传递机理
孤立的一根桩称为单桩 群桩中性能不受邻影响的一根桩可视为单桩。
单桩工作性能的研究是单桩承载力分析理 论的基础。
19
锚桩横梁方式
次梁
主梁
拉杆
千斤顶
基
锚桩主筋
准
梁
试桩
锚桩
主梁
基准梁 试桩
次梁
锚桩
基准桩
锚桩试验装置示意图
18:58:33
20
压重平台方式
次梁
主梁
支
支
承
千斤顶
千斤顶
承
墩
墩
堆载试验装置示意图
18:58:33
21
地锚方式
立柱 拉杆
横梁
千斤顶
试
地 锚
桩
伞形地锚装置示意图
18:58:33
22
锚桩斜拉方式
ccNc* q hNq*
Ab G
Qsu
Qbu
Ra Qu K
18:58:33
18
静载荷试验法
静载荷试验是评价单桩 承载力诸法中可靠性较 高的一种方法。
缺点：
时间长；费用高。
18:58:33
次梁
主梁
拉杆
千斤顶
基
锚桩主筋
准
梁
试桩
锚桩
主梁
基准梁 试桩
次梁
锚桩
基准桩
锚桩锚桩横试梁验反装置力示方意图式
18:58:33
13
桩侧阻和端阻的安全储备
通常情况下，单桩受荷过程中桩端阻力的发挥不仅滞后于桩侧阻力， 而且其充分发挥所需的桩底位移位比桩侧摩阻力到达极限所需的被身 截面位移值大得多。
对于粗短的支承于坚硬基岩的桩，一般清底好、且桩不太长，桩身压 缩量小和桩端沉降小，在桩侧阻力尚未充分发挥时便因桩身材料强度 的破坏而失效。
7
桩的长径比l/d(2)
桩越长，端阻力所占的比例越低
18:58:32
8
影响荷载传递的因素
基于Mattes－Poulos线弹性理论
Eb/ Es
愈大，传到桩端荷载愈大
Ep/ Es
愈大，传到桩端荷载愈大
D/d
愈大，传到桩端荷载愈大
l/d
愈大，传到桩端荷载愈小
Es:桩周土层的刚度 Eb:桩端土层的刚度 Ep:桩身材料的刚度 D:桩端的直径 d:桩身的直径 l:桩长
18:58:32
2
单桩轴向荷载的传递机理
桩顶沉降＝桩端沉降＋桩身压缩量
桩顶轴力Q＝桩侧总阻力Qs+ 桩端总阻力Qp
桩侧摩阻力与桩侧表面的法向压力及桩土 界面相对位移成正比。
侧阻的深度效应
18:58:32
3
桩侧(端)阻力与桩体位移的关系（1）
直径0.8m,桩长20m
极限荷载：7MN
6mm
工作荷载：3.5MN
18:58:33
9
单桩受力 的控制方程
Q
Nz
z
Ap Ep up
d2 z
dz 2
=s
O
O
z
1 up
dN z dz
? f R N0=Q
N
O
dz l
dz z
Nz Nz+dNz
(a)
z
z
Nl
Qs
z
z
(b)
(c)
(d)
(e)
图4－8 单桩轴向荷载传递
（a)微桩段的 (d作 )摩用阻力力；分(b布)轴 曲向 线受 ；压 (e的 )轴单力桩分；布 N(c曲 z )截 线面A位p E移p曲dd线 zz；
因此．对工作状态下的单桩，除支承于坚硬基岩的粗短的桩外，桩端 阻力的安全储备一般大于桩侧摩阻力的安全储备。
Qu Qsu Qbu
Ra
Qu K
Qsu Qbu Ks Kp
规范采用单一的安全系数是否合理？
18:58:33
14
单桩静载荷试验所得的荷载—沉降 （Q~s）关系曲线可大体分为陡降型（A） 和缓变型（B）两类形态。