桩基培训讲学.ppt

第7章桩基础设计教学重点：
1、地基基础的设计总原则；
2、桩基础的设计思想与基本要求；
3、桩基的设计内容；
4、按变形控制的桩基设计方法（本科）；
5、桩型的选择与优化；
6、桩的平面布置方法；
7、桩持力层、桩长与桩径的选择方法；
8、桩基与承台的设计与计算；
9、桩基础抗震设计（本科）；
10、特殊条件下桩基的设计原则（本科）；
11、桩端桩侧后注浆设计方法；
12、桩土复合地基设计方法；
13、刚柔复合桩基设计方法；
14、桩基设计程序思路。
7.1概述7.2地基基础的设计总原则根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定：
1.所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定；
2.设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；
3.表7-2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，如有下列情况之一时，仍应作变形验算：
1)地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑；
2)在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时；
3)软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时；
4)相邻建筑距离过近，可能发生倾斜时；
5)地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。
4.对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性；
5.基坑工程应进行稳定性验算；
6.当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。77.2.2地基基础设计的荷载规定
地基基础设计的荷载是上部结构设计的结果，必须和上部结构设计的荷载组合与取值一致。但由于地基基础设计与上部结构设计在概念与设计方法上都有差异，在设计原则上也不统一，造成了地基基础设计荷载规定中的某些方面与上部结构设计中的习惯不完全一致，为了进行地基基础设计，在荷载计算时，必须进行3套(标准组合、基本组合和准永久组合)荷载传递的计算。荷载传递计算的结果各适用于不同的计算项目。91011127.2.3地基变形计算
1.基本规定
建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许值。而且表7-4是最大允许变形量。实际设计时要控制远小于最大允许变形量。
地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。
1）沉降量为基础中心的沉降。主要用于计算独立柱基和地基变形较均匀的排架结构柱基的沉降量，也可用于预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形量，以预留建筑物有关部分的净空。
2)沉降差指两相邻独立基础沉降量的差值。主要用于计算框架结构相邻柱基的地基变形差异。
3)倾斜是指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值。主要用于计算大块式基础上的烟囱、水塔等高耸结构物及受偏心荷载作用或不均匀地基影响的基础整体倾斜。
141516172.地基变形的计算
地基变形计算是由土的压缩性决定的，计算的常用方法是分层总和法，主要计算参数为土层的压缩模量和压缩层厚度及上部荷载，见本书第4章。影响土体压缩性因素很多。
土在外荷载作用下产生变形主要有以下一些原因：
a.土颗粒在受力后发生错动或土颗粒的集合体之间发生滑动；
b.土颗粒或颗粒集合体被压碎；
c.土颗粒之间孔隙中的自由水和空气被挤出；
d.土颗粒的薄膜水或结合水(束缚水)产生移动或被挤出，封闭的孔隙气体被压缩；
e.土颗粒产生弹性变形。
其中a、c、d项产生的变形是主要的，它是由于土体中的孔隙体积减小而形成的。可以通过对土体受力后其孔隙比的变化来表征土的压缩性。孔隙中水的挤出和土颗粒的移动都需要经过一定的时间后才能完成，这就是土的压缩(地基沉降)需要一定时间才能完全稳定的主要原因。设计时要详细研究地质报告提供的岩土物理力学参数，对压缩模量的取值和变形计算深度要仔细核定。7.3桩基础的设计思想、原则与内容桩基设计的安全性要求包括两个方面：一是桩基与地基土相互之间的作用是稳定的且变形满足设计要求；二是桩基自身的结构强度满足要求。前者要求桩基在设计荷载作用下具有足够的承载力，同时保证桩基不产生过量的变形和不均匀变形，后者要求桩基结构内力必须在桩身材料强度容许范围以内。为保证建筑物的长久安全性，桩基础必须有一定的安全储备。《建筑地基基础设计规范》中规定单桩竖向承载力特征值取单桩竖向极限承载力的一半，即安全系数为2，以满足长期荷载和不可预见荷载对桩基础的长久安全要求。
桩基设计的合理性要求桩的持力层、桩型、桩的几何尺寸及自身参数和桩的布置尽可能地发挥桩基承载能力。按受力确定桩身材料强度等级和配筋率，无论是整体还是局部，既满足构造要求，又不过量配置材料；设计结果施工可行；设计结果符合建(构)筑物的使用功能。
桩基设计的经济性要求是指桩基设计中要通过运用先进技术和手段，充分把握桩基特性，通