第4章桩基础（第1节）.ppt

4.1概述,4.1.1桩基础及其应用,浅基础,,人工地基,桩基础,改变上部结构,桩基础历史悠久桩基础的优点桩基础在多种工程中承受复杂荷载桩基础发展迅速,,,,软土层,承台,桩,1、按承载性状2、按施工方法3、按承台位置4、按桩的设置效应5、不同桩身材料的桩及其构造,4.1.2桩和桩基础的分类及构造,4.1概述,1．端承桩与摩擦桩2．竖直桩与斜桩3．桩墩,根据桩承载性状分类,back,端承桩桩穿过较松弱土层，桩底支承在岩层或硬土层如密实的大块卵石层等实际非压缩性土层时，基本上依靠桩底土层抵抗力支承垂直荷载。按我国习惯，端承桩是专指桩底直接支承在基岩上的桩，此时因桩的沉降甚微，认为桩侧摩阻力可忽略不计，全部垂直荷载由桩底岩层抵抗力承受。较长的支承桩，因受荷后桩身弹性压缩较大，将在桩侧产生摩阻力，故设计时尚应考虑（摩擦端承桩）。,摩擦桩桩穿过并支承在各种压缩性土层中，主要依靠桩侧土的摩阻力支承垂直荷载。一般情况下，摩擦桩除桩侧土的摩阻力支承垂直荷载外，桩底土层抵抗力也支承部分垂直荷载（端承摩擦桩）。,back,back,优点在于墩身面积小、美观、施工方便、经济，但它受力大、纵向稳定性较差、对地基要求也高，适用对于上部结构传递的荷载较大，且要求基础墩身面积较小时的情况，可考虑桩墩深基础方案。所以在选定方案时，尤其受较大船撞力的河流中应用此类型桥墩更应注意。,back,一沉桩预制桩二灌注桩三管柱,按施工方法分类,back,1．打入桩锤击桩2．振动下沉桩3．静力压桩,沉桩预制桩,back,施工方法将各种预先制好的桩主要是钢筋混凝土或预应力混凝土实心桩或管桩，也有钢桩或木桩以不同的沉桩方式设备沉入地基内达到所需要的深度。预制桩是按设计要求在地面良好条件下制作长桩可在桩端设置钢板、法兰盘等接桩构造分节制作，桩体质量高，可大量工厂批量生产，加速施工进度。适用一般土地基，但较难沉入坚实地层。沉桩有明显的排挤土体作用，应考虑对邻近结构包括邻近基桩的影响。在运输、吊装和沉桩过程中应注意避免损坏桩身。,back,施工方法是通过锤击或以高压射水辅助将预制桩沉入地基。（图片）适用桩径较小一般直径在0.6m以下，但国内最大管桩直径已达lm，地基土质为可塑状粘性土、砂性土、粉土、细砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石类土的情况。问题有较大的振动和噪声，在城市建筑密集地区施工，须考虑对环境的影响。（实例1，2）,打入桩锤击桩,back,杭州湾大桥工程被誉为“定海神针”的杭州湾跨海大桥钢管桩，临时航道的２７０根，深水区四个标段的５１６４根。２００３年１１月１５日，中港二航局“航工桩７号”打桩船打下大桥主体工程第一根钢管桩。,多功能打桩船海力801,back,振动下沉桩,施工方法将大功率的振动打桩机安装在桩顶，一方面利用振动以减小土对桩的阻力，另方面用向下的振动力使桩沉入土中。（图片1，2，3）适用可塑状的粘性土和砂土，用于土的抗剪强度受振动时有较大降低的砂土等地基和自重不大的钢桩，其效果更为明显。沉桩困难时可采用射水辅助振动沉桩。,back,back,静力压桩,,施工方法借助桩架自重及桩架上的压重，通过液压或滑轮组提供的静反力将预制桩压入土中的桩。图片）适用较均质的可塑状粘性土地基，对于砂土及其他较坚硬土层，由于压桩阻力大而不宜采用。优缺点静力压桩在施工过程中无振动、无噪声，并能避免锤击时桩顶及桩身的损伤，但较长桩分节压入时受压桩架高度的限制，使接头变多会影响压桩的效率。,back,back,1．钻孔灌注桩2．挖孔灌注桩3．沉管灌注桩4．爆扩桩,back,灌注桩,施工方法用钻冲孔机具在土中钻进，边破碎土体边出土渣而成孔，然后在孔内放入钢筋骨架，灌注混凝土而形成的桩。为了顺利成孔、成桩，需采用包括制备有一定要求的泥浆护壁、提高孔内泥浆水的水位、灌注水下混凝土等相应的施工工艺和方法。（图片）优点钻孔灌注桩的施工设备简单，操作尚方便。缺点由于泥浆的排放处理，在城市中的应用有时会受到一定的限制。,钻孔灌注桩,适用各种粘性土、砂性土，也适用于碎、卵石类土和岩层。对于易坍孔土质及可能发生流沙或有承压水的地基，施工难度较大，施工前应做试桩以取得经验。国内钻孔灌注桩的应用日益广泛，我国施工的钻孔灌注桩最大深度已达百余米。,钻孔灌注桩,back,back,施工方法依靠人工用部分机械配合或机械在地基中挖出桩孔，然后浇筑钢筋混凝土或混凝土所形成桩。特点受设备限制，施工简单。挖孔桩桩径较大，一般大于1.4m;为确保施工安全，挖孔深度不宜太深。能直接检验孔壁和孔底土质以保证桩的质量。为增大桩底支承力，可用开挖办法扩大桩底。适用无水或渗水量小的地层，对可能发生流沙或含较厚的软粘土层地基，这种施工方法较为困难需要加强孔壁支撑。,挖孔灌注桩,back,施工方法沉管灌注桩系指采用锤击或振动的方法把带有钢筋混凝土的桩尖或带有活瓣式桩尖沉管时桩尖闭合，拔管时活瓣张开的钢套管沉入土层中成孔，然后在套管内放置钢筋笼，并边灌注混凝土边拔套管而形成的灌注桩，也可将钢套管打入土中挤土成孔后向套管中灌注混凝土并拨出套管成桩。（动画）,沉管灌注桩,特点由于采用了套管，可以避免钻孔灌注桩施工中可能产生的流砂、坍孔的危害和由泥浆护壁所带来的排渣等弊病。但桩的直径较小，常用的尺寸在0.6m以下，桩长常在20m以内。在软粘土中，由于沉管的挤压作用对邻桩有挤压影响，且挤压时产生的孔隙水压力易使拔管时出现混凝土桩缩颈和吊脚现象。适用粘性土、砂性土、砂土地基。,沉管灌注桩,back,爆扩桩,back,管柱,施工方法大直径钢筋混凝土或预应力混凝土或钢管桩,用大型的振动桩锤沿导向结构振动下沉到基岩，管内钻岩成孔，下放钢筋笼骨架，灌注混凝土，将管柱嵌固于岩层。,管柱,特点和适用大跨径桥梁的深水基础，或在岩面起伏不平的河床上的基础，管柱基础可以在深水及各种覆盖层条件下进行，没有水下作业和不受季节限制，但施工需要有振动沉桩锤、凿岩机、起重设备等大型机具，动力要求也高，所以在一般公路桥梁中较少采用。,管柱,back,back,,高桩承台基础低桩承台基础,按承台位置分类,按桩的设置效应分类,（1）非挤土桩钻（挖）孔灌注桩（2）部分挤土桩冲击成孔灌注桩、开口打入桩、钻孔打入桩（3）挤土桩实心打入桩,back,一就地灌注钢筋混凝土桩的构造二钢筋混凝土预制桩1．普通钢筋混凝土桩2．钢筋混凝土管桩和管柱三承台的构造及桩与承台的联结（图）,back,不同桩身材料的桩及其构造,桩型钻、挖孔灌注桩、沉管灌注桩。混凝土标号不低于20号，对仅承受竖直力的基桩可用15号但水下灌注的混凝土仍不应低于20号。设计直径钻孔灌注桩一般为0.801.50m，挖孔灌注桩不宜小于1.20m，沉管灌注桩一般0.300.60m。,就地灌注钢筋混凝土桩的构造,桩内钢筋应按照内力和抗裂性的要求布设。长摩擦桩分段配筋。短摩擦桩和柱桩按桩身最大弯矩通长均匀配筋。桩顶35m内设置构造钢筋，孔内钢筋不设弯钩。钢筋骨架有一定的刚性,便于吊装及保证主筋受力后的纵向稳定，主筋不宜过细过少直径不宜小于14mm，每根桩不宜少于8根。箍筋应适当加强，箍筋直径一般不小于8mm，中距为200400mm。对于直径较大的桩或较长的钢筋骨架，可在钢筋骨架上每隔2.02.5m设置一道加强箍筋直径为14l8mm。钢筋保护层厚度一般不应小于50mm。钻、挖孔桩的柱桩根据桩底受力情况如需嵌入岩层时，嵌入深度可根据受力情况计算确定，并不得小于0.5m。,,back,桩的截面方形桩的长度沉桩设备，一般2530m以内，分节长度一般不超过12m，沉桩时在现场连接到所需长度桩身混凝土不低于Ｃ25桩身配筋满足起吊、运输、沉桩和使用各阶段的内力；主筋1925mm，8根，最小含筋率0.8。箍筋68mm，间距l00200mm，桩尖处所有的主筋弯在一起焊在一根蕊棒上。桩头方格网片三层加增桩头强度。钢筋保护层厚度35mm。2025mm的钢筋吊环。,back,管桩预制工厂以离心旋转机生产类型普通钢筋混凝土、预应力混凝土规格大多用直径为400、500、600、800、1000mm，管壁厚度分为80、100、110、130mm，混凝土标号C2540号管柱直径1.501.80m，预应力混凝土管柱,back,承台的平面尺寸和形状承台厚度桩和承台的连结承台的配筋,back,承台的构造及桩与承台的联结,根据上部结构墩、合身底部尺寸和形状，以及基桩的平面布置而定，一般采用矩形、圆形和圆端形。排架桩式墩台盖梁的平面形状一般为矩形，平面尺寸应根据支座尺寸及布置情况而定。,承台的平面尺寸和形状,back,保证承含有足够的强度和刚度，公路桥梁多采用钢筋混凝土或混凝土刚性承台承台本身材料的变形远小于其位移，其厚度不宜小于1.5m。混凝土标号不宜低于15号。对于盖梁和柱式墩台的承台应验算其强度并设置必要的钢筋，承台盖梁厚度也可不受上述限制。,承台厚度,back,back,承台和桩的连接,承台的配筋,back,