【正文】 載力驗(yàn)算。 34 樁基變形計(jì)算 ? 哪些樁基需要計(jì)算變形？ ? 1. 設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的非嵌巖樁和非深厚堅(jiān)硬持力層的建筑樁基； ? 2. 設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的體型復(fù)雜、荷載分布顯著不均勻或樁端以下存在軟弱土層的建筑樁基； ? 3. 軟土地基多層建筑減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ) ? 用什么方法計(jì)算？ ? 等代實(shí)體基礎(chǔ)法 ? 傳統(tǒng)的分層總和法，用 Boussinesq理論計(jì)算應(yīng)力，用修正系數(shù)進(jìn)行修正； ? 單樁、單排樁的沉降計(jì)算，根據(jù)產(chǎn)生沉降的不同原因，采用不同的理論計(jì)算應(yīng)力。 35 樁基設(shè)計(jì)采用的作用效應(yīng)、抗力 ? 1. 確定樁數(shù)和布樁時(shí)，應(yīng)采用傳至承臺(tái)底面的 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 ；相應(yīng)的抗力應(yīng)采用 基樁或復(fù)合基樁承載力特征值 ； ? 2. 計(jì)算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時(shí)，應(yīng)采用 荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合 ；計(jì)算水平地震作用、風(fēng)載作用下的樁基水平位移時(shí)，應(yīng)采用水平地震作用、風(fēng)載效應(yīng) 標(biāo)準(zhǔn)組合 ； ? 3. 驗(yàn)算坡地、岸邊建筑樁基的整體穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)采用 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 ；抗震設(shè)防區(qū)應(yīng)采用地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合； ? 4. 在計(jì)算樁基結(jié)構(gòu)承載力、確定尺寸和配筋時(shí)，應(yīng)采用 傳至承臺(tái)頂面的荷載效應(yīng)基本組合 。當(dāng)進(jìn)行承臺(tái)和樁身裂縫控制驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)分別采用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合； ? 5. 樁基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。應(yīng)按現(xiàn)行有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范的規(guī)定采用，除臨時(shí)性建筑外，重要性系數(shù)不應(yīng)小于 ； ? 6. 對(duì)樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震驗(yàn)算時(shí)，其承載力調(diào)整系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行 《 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 》 的規(guī)定采用。 36 變剛度調(diào)平設(shè)計(jì) ? 是新規(guī)范的一個(gè)亮點(diǎn) ? 上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)共同作用原理工程應(yīng)用的一種設(shè)計(jì)思路 ? 主要提出一種概念設(shè)計(jì)的方法 ? 變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)是與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)原則不同的設(shè)計(jì)概念。 ? 傳統(tǒng)樁基設(shè)計(jì)的原則，同一建筑物下采用相同截面、相同長(zhǎng)度的樁，一般等距離布樁，樁基的剛度是等剛度的。 ? 基本概念： ? 等剛度的樁基，按等樁長(zhǎng)、等樁徑、等間距的布樁，其結(jié)果是： ? 沉降是中間大，四周小，形成碟形沉降盆； ? 樁的反力是中間小，四周大，形成馬鞍形反力分布。 實(shí)測(cè)樁頂荷載分布 基礎(chǔ)型式 序號(hào) 基礎(chǔ)布置 樁 距 樁 徑 Pc: Pe: Pi Pc: Pav Pe: Pav Pi: Pav 1 樁 箱 滿堂布置 3 . 0 1 . 5 0 : 1 3 樁 箱 滿堂布置 3 . 3 ~ 6 . 5 3 . 5 9 : 2 . 7 0 : 1 1 . 3 4 : 1 1 . 0 4 : 1 0 . 4 : 1 6 樁 筏 滿堂布置 3 . 7 1 . 7 0 : 1 1 . 4 6 : 1 0 . 8 6 : 1 7 樁 箱 滿堂布置 3 . 4 1 . 7 8 : 1 1 . 3 2 : 1 8 樁 筏 沿墻布置 3 . 2 1 . 9 7 : 1 1 . 3 2 : 1 9 樁 筏 滿堂布置 3 . 6 2 . 2 0 : 1 . 7 0 : 1 1 . 8 3 : 1 1 . 4 2 : 1 0 . 8 3 : 1 10 樁 筏 滿堂布置 3 . 0 1 . 3 2 : 1 11 樁 筏 滿堂布置 3 . 0 ~ 3 . 5 3 . 0 8 : 2 . 2 5 : 1 1 . 4 3 : 1 1 . 0 5 : 1 0 . 4 6 : 1 注： Pc、 Pe、 Pi和 Pav為角樁、邊樁、內(nèi)部樁和平均的樁頂荷載 變樁距、變樁徑或變樁長(zhǎng) 都可以達(dá)到變剛度的目的 變剛度調(diào)平概念設(shè)計(jì) ? 變剛度調(diào)平概念設(shè)計(jì)的目的為了減小差異變形、降低承臺(tái)內(nèi)力和上部結(jié)構(gòu)次應(yīng)力，以節(jié)約資源，提高建筑物使用壽命，確保正常使用功能。 ? 對(duì)于主群樓連體建筑，當(dāng)高層主體采用樁基時(shí)，裙房（含純地下室）的地基或樁基的剛度宜相對(duì)弱化，可采用天然地基、復(fù)合地基、疏樁或短樁基礎(chǔ)； ? 對(duì)于框架－核心筒結(jié)構(gòu)高層建筑樁基，應(yīng)加強(qiáng)核心筒區(qū)域樁基剛度（如適當(dāng)增加樁長(zhǎng)、樁徑、樁數(shù)、采用后注漿等措施），適當(dāng)弱化核心筒外圍樁基剛度； ? 對(duì)于框架－核心筒結(jié)構(gòu)高層建筑天然地基滿足要求的情況下，宜于核心筒區(qū)域設(shè)置增強(qiáng)剛度、減小沉降的摩擦型樁； ? 對(duì)于大體量筒倉(cāng)、儲(chǔ)罐的摩擦型樁基，宜按內(nèi)強(qiáng)外弱原則布樁； 變長(zhǎng)度布樁使底板沉降均勻化 37 基本資料 ? 三個(gè)方面的資料：勘察文件、場(chǎng)地與環(huán)境資料、建筑物資料； ? 對(duì)勘察的附加要求： ? 勘探點(diǎn)的間距：端承型樁， 12～ 24m； ? 摩擦型樁， 20～ 35m；單樁基礎(chǔ)每樁一點(diǎn)； ? 勘探深度： ? 控制孔數(shù)量， 1/3~1/2。 ? 甲級(jí)： 3個(gè)，乙級(jí)： 2個(gè)； ? 控制孔深度，穿透壓縮層； ? 一般孔深度，樁端平面下 3~5倍樁徑；且不得小于 3m，大直徑樁為 5m。 ? 嵌巖樁，控制孔 3～ 5倍樁徑，一般孔 1～3倍樁徑。 38 樁的選型與布置 ? 1. 基樁分類(lèi) ? 按承載性狀分： ? 摩擦型樁：摩擦樁、端承摩擦樁； ? 端承型樁：端承樁、摩擦端承樁； ? 按成樁方法分： ? 非擠土樁 ? 部分?jǐn)D土樁 ? 擠土樁 ? 按樁徑分： ? 小直徑樁： d?250mm ? 中等直徑樁： 250mm?d ?800mm ? 大直徑樁： d?800mm 樁按施工條件的綜合分類(lèi) 樁基礎(chǔ)分類(lèi)方法 樁的類(lèi)型 按樁的制作工藝劃分 預(yù)制樁 灌注樁 樁的截面 方形、管形 圓形、異形 按成樁或成孔工藝劃分 打入樁 靜壓樁 沉管樁 鉆孔樁 人工挖孔樁 按擠土效應(yīng)劃分 擠土（方樁與閉口管樁），部分?jǐn)D土（開(kāi)口管樁） 擠土 不擠土 不擠土 按樁身材料劃分 鋼、鋼筋混凝土 鋼筋混凝土、素混凝土 樁按承載性狀的使用功能的分類(lèi) 分類(lèi)的依據(jù) 樁的類(lèi)型 摩擦型樁 端承型樁 按承載性狀劃分 摩擦樁 端承摩擦樁 端承樁 摩擦端承樁 豎向承載 抗壓樁 抗拔樁 按使用功能劃分 水平承載 水平受荷樁 復(fù)合受荷樁 樁的類(lèi)型 樁型特點(diǎn) 施工中的問(wèn)題 預(yù) 制 鋼 筋 混凝土方樁 施 工 質(zhì)量 易于 控制 ，沉樁工 期 短 ，單 方混 凝土 的承載力高，工地比較文明 有 擠 土 作用 ，采 用 錘擊 沉樁 時(shí) ， 振動(dòng) 和噪 聲 也對(duì)環(huán) 境 有 不利 影響 ； 擠土 會(huì)造 成 相 鄰建 筑或 市 政設(shè)施 損 壞 ；接 樁焊 接 質(zhì)量 如不 好 ， 擠土 可能 會(huì) 使鄰樁 上 浮 時(shí)拔 斷； 穿 越砂 層時(shí) 可 能 發(fā)生 沉樁 困 難；當(dāng) 砂 持 力層 比較 密 實(shí)時(shí) 難以 打 到 設(shè)計(jì) 標(biāo)高 ， 有時(shí)會(huì)打壞樁頭 預(yù)應(yīng)力管樁 具 有 方樁 相同 的優(yōu) 點(diǎn) ，但比 方 樁的 承載 力高 ，且只能 在 工廠 預(yù)制 ，樁身 質(zhì)量更易于控制 有部 分 擠土 作 用， 對(duì)環(huán) 境 有 一定 的 影響 ；可以穿透較厚的砂層和進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化 層，適應(yīng)性更強(qiáng) 鉆孔灌注樁 無(wú) 擠 土作 用 ，用 鋼量 比較省 ，進(jìn) 入持 力層 的深 度不受 限 制 ，樁 長(zhǎng)可 隨持 力層的 埋 深而 調(diào)整 ，可做 成大直徑的樁 施 工 時(shí) 易發(fā) 生塌 孔 、縮 徑、 沉 渣 ，以 及水 下 澆搗混 凝 土 的質(zhì) 量都 不 易控 制， 影 響 工程 質(zhì)量 ； 大量泥 漿 外 運(yùn)和 堆放 都 會(huì)污 染環(huán) 境 ； 鉆孔 、泥 漿 沉淀及 澆 筑 等工 序相 互 干擾 大； 單 方 混凝 土的 承 載力低于預(yù)制樁 樁的類(lèi)型 樁型特點(diǎn) 施工中的問(wèn)題 人工挖孔樁 具有鉆孔灌注樁的特點(diǎn)，且可檢查樁側(cè)土層，樁徑不受設(shè)備條件限制，造價(jià)比較低 勞動(dòng)條件差、勞動(dòng)強(qiáng)度大，地下水位高的地區(qū)需降水才能人工挖孔，但降水會(huì)引起相鄰地面沉降 沉管灌注樁 造價(jià)便宜，樁徑和樁長(zhǎng)均受設(shè)備條件限制 有擠土作用，下管時(shí)易擠斷相鄰樁；拔管過(guò)快容易形成縮徑、斷樁等事故 鋼管樁 施工方便，工期短；樁身強(qiáng)度高，可用于超長(zhǎng)樁；單樁承載力高，但造價(jià)貴 閉口樁有擠土作用 樁型選擇的經(jīng)濟(jì)分析 不同方案的經(jīng)濟(jì)比較 基礎(chǔ)類(lèi)型 樁長(zhǎng) （ m ） 樁徑 （ mm ） 單樁承載力 （ kN ） 單樁承載面積 （ m2） 造價(jià)比 （ % ） 鉆孔樁底壓漿 400 400 100 鉆孔灌注樁 6. 0 400 200 130 預(yù)制樁 300 360 172 樁基方案的經(jīng)濟(jì)比較 樁型 分析項(xiàng)目 400 mm ? 4 0 0 m m鋼筋混凝土預(yù)制方樁 ? 5 0 0 m m 鋼筋混凝土壓灌樁 ? 5 0 0 m m 鋼筋混凝土沉管灌注樁 單樁承載力設(shè)計(jì)值 ( kN ) 1060 900 945 單樁混凝土體積 ( m3) 2 . 3 2 3 . 5 6 3 . 2 7 單位混凝土體積 承載力 ( kN / m3) 457 278 289 總樁數(shù) 80 88 96 單價(jià) ( 元 / m3) 1380 1300 1000 總造價(jià) ( 萬(wàn)元 ) 6 7 8 . 7 1 0 9 0 . 9 8 1 2 . 8 造價(jià)比值 1 . 0 1 . 6 1 . 2 不同樁徑的經(jīng)濟(jì)對(duì)比 樁徑 （ mm ） 600 800 1000 1200 樁長(zhǎng) （ m ） 20 25 28 28 單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值 （ kN ） 2800 4000 8400 8400 對(duì)應(yīng)沉降值 （ mm ） ? 4 . 0 ? 4 . 0 ? 7 . 3 ? 4 . 0 安全系數(shù) 2 . 0 2 . 0 2 . 0 2 . 0 單樁混凝土體積理論（ m3） 5 . 6 5 1 2 . 5 6 2 1 . 9 8 3 1 . 6 5 單方混凝土承載力（ kN / m3） 4 9 5 . 4 0 3 1 8 . 4 7 3 8 2 . 1 7 2 6 5 . 4 0 單方混凝土承載力比值 1 . 8 7 1 . 2 0 1 . 4 4 1 . 0 0 基樁選型誤區(qū) ? （ 1）凡嵌巖樁必為端承樁 ? （ 2） 擠土沉管灌注樁用于高層建筑 ? （ 3） 預(yù)制樁質(zhì)量穩(wěn)定性高于灌注樁 ? （ 4） 灌注樁不適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)底 ? （ 5） 人工挖孔樁質(zhì)量可靠 凡嵌巖樁必為端承樁 ? 為了提高端阻力，將嵌巖深度盡量加大，導(dǎo)致施工工期延長(zhǎng)，造價(jià)了提高，但卻并沒(méi)有提高多少單樁承載力。 ? 其原因是對(duì)嵌巖樁的承載機(jī)理產(chǎn)生誤解，將所有嵌巖樁都作為端承樁考慮。 ? 嵌巖樁是在端承樁的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，在基巖埋藏深度不深的地區(qū)，常將樁嵌入基巖一定的深度，在計(jì)算嵌巖樁承載力時(shí)，過(guò)去常忽略覆蓋層的側(cè)阻力，將嵌巖樁作為直接傳遞荷載給基巖的受壓柱看待，荷載全部由樁端承擔(dān)。但是，大量實(shí)測(cè)資料表明，嵌巖樁的端阻力所占的比例很小。 ? 嵌巖樁可采用機(jī)械鉆孔或人工挖孔方法成孔，將樁嵌入巖體內(nèi)一定的深度。嵌巖部分的嵌固力是嵌巖樁的承載力高于端承樁的主要原因，是研究嵌巖樁的核心問(wèn)題。嵌入基巖部分的樁與基巖的相互作用比較復(fù)雜，嵌巖段的嵌固力與底部的端阻力發(fā)揮的過(guò)程是不同的。實(shí)測(cè)資料說(shuō)明，當(dāng)嵌巖深度為 3倍樁徑時(shí)，樁的嵌固力與端阻力可以得到很好的配合，可以用最少的工程量獲得最佳的承載效果，因此稱(chēng)為最佳嵌巖深度。 ? 在嵌巖樁承載力計(jì)算時(shí)，如何考慮樁側(cè)摩阻力是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題。一種意見(jiàn)認(rèn)為嵌巖樁的端阻力很小，構(gòu)成嵌巖樁承載力的主要是側(cè)摩阻力；另一種意見(jiàn)認(rèn)為樁側(cè)土的摩阻力在總承載力中所占的比例較小，一般不超過(guò) 10%左右，在大約 10m厚的土層中，樁側(cè)土的摩阻力所占的比例更低，因此沒(méi)有必要計(jì)入。 ? 嵌巖樁的端阻力在總承載力中所占的比例不高這是已為大量實(shí)測(cè)阻力所證明了的 ， 也是得到公認(rèn)的事實(shí) 。 但分析的角度不同 ， 得到的觀點(diǎn)也會(huì)有差異 。 根據(jù)國(guó)內(nèi)外 150根嵌巖樁的實(shí)測(cè)資料 （ 其中國(guó)內(nèi) 39根 ，國(guó)外 111根；無(wú)覆蓋層 20根 ， 有覆蓋層 130根 ， 長(zhǎng)度 L=～ ，