軟土地基與深基礎工程樁基礎

軟土地基與深基礎工程

樁基礎1概述2樁基分類3樁基技術前瞻4單樁豎向承載力5單樁水平承載力6群樁1概述1.1樁的定義樁是將建筑物的荷載（豎向的和水平的）全部或部分傳遞給地基土（或巖層）的具有一定剛度和抗彎能力的傳力桿件。樁的橫截面尺寸比長度小得多。樁的性質(zhì)隨樁身材料、制樁方法和樁的截面大小而異，有很大的適應性。1.2

樁、樁基的區(qū)別樁：指插入土中的傳力桿件。樁基：指樁和樁周土組成的復合體?！皹痘c土的相互作用”是不對的，應是“樁（或樁基礎）與土的相互作用”1.3

樁的特點（1）樁可以用各種材料制成，例如木材、鋼材、混凝土或它們的組合。樁可以現(xiàn)場或工廠預制，也可以在地基土中開孔直接澆注。樁頂可以做成專門的鋼帽，也可伸出鋼筋以便與基礎承臺連接。樁身通常是柱形，但也可以是錐形。

樁的特點（2）樁表面一般是平直的，也可以做成槽形或螺旋形。樁的斷面形狀常為圓形、環(huán)形、方形，也有矩形、多邊形、三角形或H形等異形斷面。樁端可以做成錐尖形，或平底的，也可能擴大成球臺形、或梨形的。1.4樁基礎的作用（1）樁支承于堅硬的（基巖、密實的卵礫石層）或較硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力層，具有較高的豎向單樁承載力或群樁承載力。（2）樁基具有很大的豎向單樁剛度（端承樁）或群樁剛度（摩擦樁），在自重或相鄰荷載影響下，不產(chǎn)生過大的不均勻沉降，并確保建筑物的傾斜不超過允許范圍。（3）憑借較大的單樁側向剛度（大直徑樁）或群樁基礎的側向剛度及其整體抗傾覆能力，抵御由于風和地震引起的水平荷載與力矩荷載，保證建筑物的抗傾覆穩(wěn)定性。（4）樁身穿過可液化土層而支承于穩(wěn)定的堅實土層或嵌固于基巖，在地震造成淺部土層液化與震陷的情況下，樁基憑靠深部穩(wěn)固土層仍具有足夠的抗壓與抗拔承載力，從而確保建筑的穩(wěn)定，且不產(chǎn)生過大的沉陷與傾斜。2樁基礎分類2.1

按承載狀況分類摩擦樁摩擦型樁端承摩擦樁端承樁端承型樁摩擦端承樁2.2按樁的使用功能分類豎向抗壓樁；豎向抗拔樁；水平受荷樁；傾斜受荷樁；復合受荷樁。2.3

按樁身材料分類混凝土樁；鋼樁；組合材料樁。

2.4按成樁對環(huán)境的影響分類擠土樁；部分擠土樁；非擠土樁。2.5按樁徑大小分類小直徑樁：中等直徑樁:大直徑樁:2.6按成樁方法分類預制樁灌注樁3樁基技術前瞻樁的應用已經(jīng)歷一萬數(shù)千年的歷史。然而審視現(xiàn)狀，環(huán)顧世界各地，樁的應用正方興未艾。樁的生命依然顯得年輕，有許多奧秘還待人們探索，其前景仍然十分廣闊。在21世紀，在樁基技術發(fā)展中至少有以下一系列動向和課題值得人們關注：（1）近年的工程實踐極大地推動了一些傳統(tǒng)樁型和新樁型的發(fā)展。如新型樁——預應力管樁得到廣泛應用；如靜壓施工工藝愈來愈受人們青睞。（2）樁在20世紀的百年中，從“預制打入”的方式，進入“取土置換”的方式，而后又進入“深層攪拌”的方式；實踐證明后一方式不需取土置換而僅少量擠土，在施工工藝上堪稱后來居上。國外正在研究發(fā)展采用大直徑深層攪拌而后插入外表帶螺旋狀肋條的鋼管的新型樁，它兼具現(xiàn)有各種樁型的優(yōu)點，值得借鑒開發(fā)。（3）基于高層建筑承重的需要，一種巨型“壁板樁”正在國外和國內(nèi)興起。我國北京等大中城市已開始應用于城市高架路立交橋等樁基，今后將會迅速進入高層建筑領域而出現(xiàn)“條形樁基”的新技術。（4）將計算機技術應用于樁基施工，在我國有了新發(fā)展。一種被稱為“DX全智能型”多功能擠擴裝置的新設備最近在武漢等地應用獲得成功。該裝置配合常規(guī)的泥漿護壁或干取土大直徑灌注樁施工，可制成多級擴孔樁。它由計算機通過傳感器記錄，可顯示施工過程的擴孔實況。（5）上部結構的荷載完全由樁承擔的時代即將過去；樁基按變形設計將被人們廣泛應用；復合樁基理論與設計方法將走上一個新臺階。（6）樁么的承載力烤在很大程螞度上受施致工工藝技貝術的影響圈。人們已扎清楚地知珍道了在一廈定的地質(zhì)使條件下，沖樁的承載嬌力并不是康固定不變聞，而是通晴過采取一鋼定的技術屑措施可以巡壽駕馭的。萬自從灌注臣樁出現(xiàn)了偷壓漿技術張，其承載舍力有大幅揚度提高。易人們以此括為契機，怖必將繼續(xù)鄉(xiāng)豐與地基處始理技術互助相滲透融疏合，開發(fā)腸出更多的羅新技術，譜進而把樁?；碚摵褪屑夹g推向輩一個新的搶高度。4單樁豎向港承載力4.1績荷載乖傳遞樁受力虛示意圖樁頂－估沉降曲趴線樁頂荷載培－樁頂沉先降曲線豎向荷載桂施加于樁增頂時，樁匪身的上部擦首先受到蚊壓縮而發(fā)漏生相對于葉土的向下收位移，于替是樁周土寒在樁側界銳面上產(chǎn)生紙向上的摩騙阻力，樁守頂荷載沿刪樁身向下俗傳遞的過呢程就是不句斷克服這損種摩阻力理并通過它美向土中擴乘散的過程。沿樁身預的側阻扯力曲線單樁豎向刷承載力是涌指單樁所腫具有的承頁受豎向荷狡載的能力萌，其最大氧的承載力孕稱為單樁騎極限承載爺力，可由奔單樁豎向耀靜載荷試螞驗、規(guī)范紛參數(shù)法、催靜力觸探幕法、動力章法等確定選。4.2單樁豎屠向極限薪承載力孤的確定（1）單親樁豎向靜土載荷試驗樁沉降艙急劇增廟加或樁熔發(fā)生破辟壞時．惑陡降段鄉(xiāng)豐(第二良拐點)棍十分醒凈目，極限承載膝力極易判感定。樁在破壞詢時，樁頂頌荷載迅速圾降低，而輝樁的沉降鬼仍在繼續(xù)湊增加。此團荷載－沉削降曲線破川壞點十分攀清楚，因坐此，極限閘承載力也逐極易確定吐。但必須陡注意其極濃限承載力懲應為前一虜級荷載值倆，而不是肝破壞點的亦荷載值。由中段的鞠曲線狀態(tài)尤轉變?yōu)楹笈捕蔚男敝钡戮€狀態(tài)。仔在此情況蛇下，由曲少線狀態(tài)轉計化為斜直番線狀態(tài)的畫那個點的斷荷載即為欣極限荷載覆。其前段初為直線婆，中段垃為曲線菌，后段證為斜直疑線。在鴿此情況傭下曲線或曲率最胸大的點蹲前后近德似直線酒部分的冬切線的碑交點所槳對應的紛荷載即網(wǎng)為極限衫荷載?；旧献卜植怀鼍爸本€段寧、曲線沸段、斜孩直線段培。因此行，極限厲承載力兄就難于防判定。（2）根湊據(jù)單橋靜冶力觸探確軟定（3）根答據(jù)雙橋靜副力觸探確徒定（4）浴根據(jù)經(jīng)嫁驗參數(shù)逝確定嵌巖樁5單樁水樂平承載舉力高層建筑你和高聳結惑構物承受兩風荷載或貍地震荷載呆時，傳給起基礎很大霉的水平力左和力矩，駁依靠樁基造的水平承更載力來平秤衡。樁在魯水平力和斧力矩作用脾下，樁為僵受彎構件咽，樁身產(chǎn)迫生水平變紙位和彎曲勇應力。外虛力的一部余分由樁身垂承擔，5.1瓣概述另一部分裁通過樁傳蠅給樁側土季體。隨著煉水平力和哥力矩的增杜加，樁的羞水平變位言和彎矩也針繼續(xù)增大街。當樁頂咽或地面變封位過大時載，將引起慣上部結構砌的損壞；臘彎矩過大恩則將使樁痰身斷裂。軟對于樁側愧土，隨著辜水平力和劑力矩的增給大，土體已由地面向暗下逐漸產(chǎn)理生塑性變沃形，在一統(tǒng)定范圍內(nèi)旋產(chǎn)生塑性鋪破壞，而磁下部土仍雨處于彈性鐮狀態(tài)。5.2太確定戒單樁水化平承載泉力的方觸法（1）由棗單樁水平必靜載荷試折驗確定循環(huán)荷秩載試驗企方法：拆模擬風肆浪、地隱震、機果器擾力碎等動力塊水平荷免載。連續(xù)加畏載試驗僚方法：恰模擬橋初臺、擋六墻等長走期靜止革水平荷窮載。循環(huán)荷載禿試驗法水平力館－時間堅－位移警曲線連續(xù)加載絮試驗法水平力－拜位移曲線水平力－鑄位移梯度像曲線（2）生按樁頂牛容許水擋平位移能估算確屬定估算方究法適用肝于預制溫樁、鋼虹樁和樁層身配筋好不小于定0.6近5％的融灌注樁偶。估算愉公式為評：（3）按汪臨界荷載朱估算確定梁的撓度植曲線微分塑方程為樁入土部削分的撓度切曲線微分欲方程為5.3環(huán)橫向受力劇樁的基本互微分方程樁的入土鄙部分無橫痰向荷載，挪則橫向受宗力樁的基劇本微分方拾程為6群樁實際工貼程中，缺大多的湊情況并煎不是由雁一根樁汁單獨承裳擔荷載炸，而是冤由承臺舍將若干適根樁連哭成一個裕整體共阿同承擔嫂外荷載刪，形成途群樁。摘群樁是族一個復礦雜的傳男力體系堵，它的迫承載性礙能不同桶于單樁詳，具有關群樁效新應。6.1笨概述由多根蠶樁通過繼承臺聯(lián)怎成一體尖所構成彼的群樁齊基礎，傳與單樁延相比，漲在豎向?qū)m荷載作殺用下，厲不僅樁回直接承御受荷載控，而且地在一定繞條件下晌樁間土遠也可能賴通過承穿臺底面艙參與荷說載；同暴時各個移樁之間姿通過樁蓋間土產(chǎn)鉤生相互黎影響；錢來自樁孝和承臺喂的豎向荷力最終松在樁端喘平面形堅成了應洲力的疊尋加，從召而使樁驕端平面繞的應力厭水平大鹽大超過宗單樁，棄應力擴伴散的范芝圍也遠滔大于單墊樁。6.2都群樁發(fā)效應群樁效應枕一般針對根摩擦型群眠樁。它主楊要表現(xiàn)在送承載力和怕沉降兩個虹方面。由洗于群樁影片響而使承隨載力降低堵可以用群葉樁效應系題數(shù)表示，從而群樁沉寶降的增大備可以用沉麻降比來表小示。采用今這兩個系寫數(shù)將群樁嘴與單樁的永性狀進行至比較，并悲以此來評廈價群樁的聞工作性能谷。（1）片群樁效應拿系數(shù)（2）沉則降比（3）腔群樁效穿應系數(shù)練和沉降墊比的特飛征群樁效帥應系數(shù)瀉越驅(qū)小，長幣徑比越耳大。即柳群樁效必應越強喝，則群盲樁承載迎力越低兄、沉降族越大。和辯的定腎量評價內(nèi)是一個唱復雜的欺問題，釀主要受匆樁距、畏樁數(shù)、妙土質(zhì)、疫土層構戲造、