基础工程--深基础要点解析.ppt

第三章 深基础 第一节 深基础概述 第二节 桩基础分类 第三节 单桩竖向承载力 第四节 单桩水平承载力 第五节 基桩承载力 第六节 桩基初步设计 第七节 桩基验算 第八节 桩基结构设计 第九节 承台设计 第一节 深基础概述 一、深基础类型 1、桩基础：桩基础是理论和实践经验最为成熟，应用最为广泛，也最为经济的深基础。 2、沉井基础：用钢筋混凝土制成的井筒状结构物，施工时起围护作用，施工后为永久性的基础。有单孔、双孔及多孔沉井。 3、沉箱基础 4、地下连续墙 第一节 深基础概述 二、桩基础特点及适用性 承载力大，沉降变形小，适用于荷载大、地基软弱、对地基变形要求严格的建筑物，尤其是地表下不太深处埋藏有坚实的土层时，最宜采用桩基。 三、桩基础主要内容 1、桩基分类 2、单桩竖向承载力 3、单桩水平承载力 4、基桩承载力 5、桩基初步设计 6、桩基验算 7、桩身结构设计 8、承台结构设计 第一节 深基础概述 四、桩基概念设计 1、传统设计桩基存在问题 ①地基差异沉降大。基础沉降变形呈现碟形，中间大，边缘小； ②桩顶反力集中。桩顶反力分布呈马鞍形，角桩最大，边桩次之，中桩最小； ③传力路径复杂，基础底板内力计算值大，配筋多，厚度大； ④桩的承载力发挥程度低。 第一节 深基础概述 2、桩土相互作用 ⑴法兰克福展览会大楼 建于上世纪80年代末，地上56层，地下3层，总高度256m的钢筋混凝土筒中筒结构。桩筏基础，筏板平面尺寸58.8m?58.8m，板厚内部为 6m，周边为3m，埋深14m。但为了尽可能地减少建筑物的总沉降量，严格限制建筑物倾斜和减小筏基的内力，经方案比较，结构工程师大胆地运用了补偿平衡原理，按筏底地基土承担2/3的上部荷载，而剩余的1/3荷载由桩基承担的理念来进行设计。共用了64根长度不等的?1300mm钻孔桩，其中角桩共28根，长27.0m，边桩20根，长31.0m，内桩呈环形布置16根，长35.0m，桩距为3.5d~6.0d。 第一节 深基础概述 设计思想是以此来加大内桩的支承反力，同时减小角桩和边桩的支承反力，从而达到减小筏板弯矩和冲切力峰值的目的，并试图用这64根桩将沉降减少1/2。 实测结果表明，筏底土的分担比为45％，桩分担比55％。平均每根单桩承担的实际荷载为Qu/1.5，充分发挥了桩的承载能力。 2、陕西省邮政电信网管中心大楼 陕西省邮政电信网管中心大楼结构封顶时，实测整个筏底桩间土约承担了14％的上部总荷载，最大的桩顶反力只占单桩极限荷载Qu/3.43。 第一节 深基础概述 3、南京某大厦 南京某大厦28层，总高度99.8m，框架—核心筒结构，桩筏基础，桩端嵌入强风化基岩，桩间距s=3.75d。实测筏底土的分担比稳定在15~25%之间，结构封顶后两个月最大桩顶反力只占单桩竖向承载力设计值的46.6％，相当于Qu/3.83。 可见，不管桩的布置如何，是什么类型的桩，桩间土都承担一定比例的上部荷载；我国桩和土的承载力利用率都比较低，还有较大的潜力可挖。 三、地基基础和上部结构相互作用 基础受力钢筋的应力测试表明，在施工底部几层时，基础钢筋的应力是处于逐渐增长的状态，变形曲率也逐渐加大。 第一节 深基础概述 施工到上部4~5层时，钢筋的应力达到最大值。然后随着层数及其相应的荷载逐步增加，底板钢筋的应力又逐渐减小，变形曲率也逐渐减缓。其原因是，在施工底部4、5层时，已建上部结构的混凝土尚未达到设计强度，刚度也尚未形成，这时的上部荷载全部由基础底板来单独承担。而随着继续往上施工，上部结构的刚度渐次形成，并逐渐加大，和基础底板整体作用，共同抗力，则产生拱的作用，使基础底板的变形趋于平缓。 如：北京中医院工程箱形基础底板和顶板均为拉应力，说明了中和轴已移到上部结构。 陕西省邮政电信网管中心大楼筏板所测得的最大钢筋拉应力也只有42.66N/mm2。 第一节 深基础概述 北京前三门604#工程，地下2层，地上10层，箱形基础。实测显示：施工至5层前，基础底板钢筋应力最大值为30N/mm2，5层以后，底板钢筋应力随楼层数量的增加而减小，结构封顶时，底板钢筋的最大应力只有4N/mm2。 某些个别内力较大的工程，底板钢筋的最大应力也几乎没有超过70N/mm2。 第二节 桩基础分类 一、按使用功能分类 第二节 桩基础分类 3、混凝土桩：混凝土灌注桩直径600~1200mm，混凝土强度等级不低于C20。 4、钢桩：有管桩和H型钢桩，直径250~1200mm，易锈蚀，成本高，仅在重要工程中使用。 第二节 桩基础分类 缺点：缩径，断桩、局部夹土，混凝土离析，桩尖虚土等缺陷，应加强质量检验。