基础工程部分 桩基础的基本知识及施工 教案 讲义.doc

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1、第一章 导论地基：承受建筑物各种作用的地层基础：建筑物的各种作用传递至地基的结构物地基分类天然地基：人工地基：未经人工处理即可满足设计要求的地基经过人工加固或处理后的地基基础浅基础刚性扩大基础柔性扩大基础深基础桩基础沉箱基础沉井基础地下连续墙基础深水基础浅基础和深基础的区别：（1埋置深度：浅基础埋置较浅：一般数米以内 深基础埋置较深：一般数米以下（2施工方式：浅基础施工较为简单：一般以明挖基础为主 深基础施工较为复杂：一般以桩基础和沉井基础为主（3设计计算不同：浅基础设计计算可忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向阻力 深基础设计计算不可忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向阻力基础工程设计计算的基本原则：（

2、1、 基础底面的压力小于地基承载力容许值（2、 地基及基础的变形值小于建筑物要求的沉降值（3、 地基及基础的整体稳定性有足够保证（4、 基础本身的强度、耐久性满足要求第二章：天然基础上的浅基础第一节浅基础分为：刚性基础（无筋扩展基础）：基础内不需配置受力钢筋钢筋混凝土扩展基础：基础内需配置受力钢筋浅基础的类型： 刚性扩大基础 单独和联合基础 条形基础 筏板和箱形基础第三节 板桩墙计算 板桩墙作用：挡住基坑四周的土体，防止土体下滑和防止水流从坑壁周围渗入或从坑底上涌，避免渗水过大或形成流沙而影响基坑开挖。一般用朗金土压力计算侧向压力： （此为压应力）第四节地基承载力容许值的确定方法（1、 根据现

3、场荷载试验的p-s曲线确定（2、 按地基承载力理论公式计算（3、 按现行规范提供的经验公式计算地基土工程特性指标的代表值分别为标准值、平均值及容许值。强度指标应取标准值，压缩性指标应取平均值，承载力指标应取容许值土压缩性能按压缩系数a的判定规定：当时，为低压缩性土当时，为中压缩性土当时，为高压缩性土地基承载力容许值的确定：当基础位于水中不透水地层上时，fa按平均常水位至一般冲刷线的水深每米在增大10kPa。当b10m时b=10m.当h4时,h=4b；持力层土的天然重度，若持力层在水面以下且为透水者，取浮重度。基地以上土层加权平均重度。若持力层在水面以下且为不透水者，取饱和重度，为透水者，取浮重

4、度。第五节基础埋置深度的确定：（1、 地基的地质条件a.岩石地基覆盖土层较薄： 清除覆盖土层较厚：据风化程度、冲刷深度及来确定岩层倾斜：不得将基础的一部分置于岩层，另一部分置于土层陡峭山坡：岩体的稳定性 b.非岩石地基土质均匀：承载能力和沉降的要求结合冲 刷、冻胀等要求综合考虑（2、 河流的冲刷深度为了防止桥梁墩、台基础四周和基底下土层被水流掏空冲走以致倒塌，基础必须埋置在设计洪水的最大冲刷线一定安全距离，不小于1m。（3、 当地的冻结深度为了保证建筑物不受地基土季节性冻胀的影响，除地基为非冻胀性土外，基础底面应埋置在天然最大冻结线以下一定深度。 （4、 上部结构的形式超静定结构即使基础发生较

5、小的不均匀沉降也会使内力产生一定变化。需将基础设置在埋藏较深的坚实土层上。（5、 当地的地形条件墩台、挡土墙位于较陡土坡上，应注意土坡稳定问题 （6、 保证持力层稳定所需的最小埋置深度地表土受到温度和湿度的影响，加上人类和动物的活动以及植物的生长作用，其性质是不稳定的。因此一般地表土不宜作为持力层为了保证地基和基础的稳定性，除岩石地基外，基础的埋置深度应在天然地面或无冲刷河底以下不小于1m。刚性扩大基础的拟定平面尺寸分层厚度基础地面长宽尺寸与高度的关系长度（横桥向） a=l+2H tan宽度（顺桥向） b=d+2H tan襟边c1 :自墩、台身底边缘至基顶边缘距离刚性角a：自墩台身边缘处的垂线

6、与基底边缘的联线间的最大夹角。地基承载力验算（1、 持力层承载验算(2软弱下卧层承载力验算（2、 基地合力偏心距（3、 基础稳定性和地基稳定性验算a 基础稳定性验算b 基础滑动稳定性验算第二章 桩基础的基本知识及施工桩基础的适应条件1、 荷载较大，地基上部土层软弱，适应的地基持力层位置较深，采用浅基础或人工地基在技术上、经济上不合适；2、 河流冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，位于基础或结构物下面的土层有可能被侵蚀、冲刷，若采用浅基础不能保证基础安全时；3、 当地基计算沉降过大或建筑物对不均匀沉降敏感时，采用桩基础穿过松软（高压缩性）土层，将荷载传到坚实土层，以减少建筑物沉降并使沉降

7、较均匀。4、 当建筑物承受较大的水平荷载，需要减少建筑物的水平位移和倾斜时；5、 当施工水位和地下水位较高，采用其他深基础施工不便或经济上不合理时；6、 地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加建筑物抗震能力，桩基础穿越可液化层并伸入下部密实土层，可消除或减轻地震对建筑物的危害。不适应条件：1、 当上不软弱层很厚，桩底不能达到坚实土层时，此时桩长较长，桩基础稳定稍差2、 当覆盖层很薄，桩的入土深度不能满足稳定性要求时。适应条件：1）地质条件较差（2）河床冲刷较大（3）沉降过大或建筑物对不均匀沉降敏感（4）水平荷载较大（5）施工水位或地下水位较高（6）地震区，须穿越可液化土层时高桩承台和低桩承台

8、的区别：高度方面：高桩承台的承台位于地面（或冲刷线）以上，低桩承台的承台底面位于地面（或冲刷线）以上。结构特点方面：高桩承台：基装部分桩身沉入土中，部分桩身外露在地面以上（自由长度），低桩承台则基桩全部沉入土中（桩的自由长度为零）受力方面区别：在外力水平作用力作用下，高桩承台由于承台及基桩露出地面一段自由长度周围无土提供水平抗力，基桩受力较为不利，桩身内力和位移都比同样水平外力作用下的低桩承台要大，其稳定性比低桩承台差。施工特点：高桩承台可以减少墩台的圬工数量，避免或减少水下作业，施工较为方便。桩的分类：按施工方法分类：（1、 沉桩:a 打入桩b 振动下沉桩c 静力压桩（2、 灌注桩a 钻、挖

9、孔灌注桩b 沉管灌注桩（3、 管柱基础（4、 钻埋空心桩 按设置效应分类（1、 挤土桩（2、 部分挤土桩（3、 非挤土桩按承载性质分类1. 竖向受荷桩a 摩擦桩b 端承桩（柱桩）2. 横向受荷载桩a 主动桩b 被动桩c 竖直桩与斜桩3.桩墩打入桩：通过锤击（或以高压射水辅助）将各种预制好的桩打入地基内达到所需要的深度 钻孔桩：用钻孔机具在土中钻进，边破碎土体边出渣而成孔，然后放入钢筋笼灌注混凝土形成的桩。钻孔桩：用钻孔机具在土中钻进，边破碎土体边出渣而成孔，然后放入钢筋笼灌注混凝土形成的桩。沉管灌注桩：用锤击或振动的方法将钢套管沉入土中成孔，然后放入钢筋笼，边灌注混凝土边拔套管形成的桩。挤土效

10、应：沉桩时使桩四周的土体结构受到扰动，改变了土体的应力状态而产生的。或饱和软土中打入大片密集的桩群，土体挤压引起超孔隙水压力，由于消散慢，积聚后数值很大（可达到上覆土压的1.4倍），对工程建设影响较大第四节 桩基础的施工埋置护筒的作用：1. 固定桩位，并作钻孔导向2. 保护孔口防止孔口土层坍塌3. 隔离孔内孔外表层水，并保持钻孔内水位高出施工水位，以稳固孔壁。制备泥浆的作用：1. 在孔内产生较大的静水压力，可防止坍塌2. 泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位。3. 泥浆相对密度较大，具有挟带钻渣的作用，有利于钻渣的排出。4. 冷却机具和切土润滑作

11、用，降低钻具磨损和发热程度。泥浆循环程序：正循环和反循环正循环即在钻进的同时，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆仍进入泥浆池循环使用反循环：泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入孔内，以冷却钻头并携带沉渣由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺正循环: 设备简单，操作方便，工艺成熟 孔深不深，孔径较小:钻进效率高桩径较大:泥浆循环时返流速度低，排渣能力弱钻孔方法：旋转钻进成孔冲击。冲抓。钻孔过程中容易发生的质量问题及处理方法（1、 塌孔现象：成孔后孔壁局部塌落，排出的泥浆中不断出现气泡、水位突降原因：孔壁土质松散、

12、泥浆护壁不好、护筒水位不高解决办法：首先保持孔内水位，加大泥浆比重；严重时，回填砂、粘土混合物，稳定后再钻（2、 缩孔现象：孔径小于设计孔径原因：孔壁塑性土膨胀变形解决办法：缩孔处反复扫孔（3、 斜孔现象：成孔后有较大垂直偏差原因：钻杆不直、土层软硬不匀、遇大孤石等解决办法：在偏斜处吊放钻头，上下反复扫孔；应局部回填，重新钻进打桩过程中常见问题 桩顶、桩身被打坏：桩头钢筋配置不合理，桩顶与桩轴线不垂直，砼强度不足，桩尖通过坚硬土层，桩锤落距过大，桩锤过轻 桩位偏斜：桩架倾斜，桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上以及桩尖遇孤石等 桩锤回跃，桩身回弹严重： 选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚硬的障碍物时，桩身则严重回弹。