【正文】 、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； 軟土地基減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ) ? 軟土地基上多層建筑，地基承載力基本滿足要求時(shí)，以減小沉降為目的，可設(shè)置穿越軟土層進(jìn)入相對(duì)較好的疏布摩擦樁型，由樁和樁間土共同分擔(dān)荷載，稱為減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。 減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則 ? 一是樁和樁間土在受荷變形過(guò)程中始終確保兩者共同分擔(dān)荷載； ? 樁端的變形條件 ? 二是樁距大于 5～ 6倍樁徑。 ? 隨著樁距的增大，群樁中基樁的承載性狀逐漸趨近于單樁。 050 10 20 5030 40單樁2015q (kPa)10sSa=3dSa=6dSa=4dS(mm) 0204060801001201400 200 400 600 800 1000 1200Q(kN)S(mm)復(fù)合樁基單樁天然地基 ?復(fù)合樁基的試驗(yàn) 01002003004005006007008000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2022承臺(tái)上總荷載( k N )樁頂反力(kN) ?塑性樁的性狀 0 1 2 3Q /Q uQp/Qu實(shí)例一實(shí)例二Qp= p = Q u 　　 ? 當(dāng)承臺(tái)上的荷載小于單樁極限承載力時(shí)（ u）， 樁分擔(dān)的荷載 Qp會(huì)逐漸接近 Q；當(dāng)承臺(tái)上的荷載接近達(dá)到或超過(guò)單樁極限承載力時(shí)（ Q≥Qu ）， 樁分擔(dān)的荷載 Qp會(huì)逐漸接近并保持在 Qu左右。 ? 確定承臺(tái)底面積和樁數(shù) ? ?－承臺(tái)面積控制系數(shù)，取大于等于 aakckkakkkRAfGFnfGFA??????? ? 沉降計(jì)算： ? s0－ 承臺(tái)底附加應(yīng)力產(chǎn)生中點(diǎn)的沉降； ? ssp －樁土相互作用產(chǎn)生的中點(diǎn)沉降； ? qsu－ 厚度加權(quán)平均的樁側(cè)摩阻力： ? ?p－ 刺入變形影響系數(shù)，砂土 ，粉土 ，粘土 ? ?AnRFpdsdEqsEzzpssssapassuspmi siiiiisp??????????????????????021110002804 ? 樁側(cè)阻力引起樁周土的沉降，按樁側(cè)剪切位移法計(jì)算； ? 樁周碟形位移體積： ? 再除以環(huán)形面積后得沉降公式 ? ??mrrmsrsp rrGrrdGrw ln0000 ?? ?????? ???? ??44ln22ln 202020220220rrrrrGrdr drrrGrV mmsrrmsspm ????? s0 ssp ? 疏樁基礎(chǔ)的沉降由兩部分構(gòu)成； ? 樁端下土層，由承臺(tái)底面的壓力產(chǎn)生的壓縮變形，按實(shí)體基礎(chǔ)假定計(jì)算 s0 ； ? 樁身部分，樁身壓縮加刺入變形與樁土相互作用產(chǎn)生的土體壓縮變形應(yīng)當(dāng)是相等的； ? 由于刺入變形難以計(jì)算，故規(guī)范計(jì)算樁土相互作用產(chǎn)生的土體壓縮變形 ssp 。 原型觀測(cè)的結(jié)果 樁土荷載分擔(dān)比隨總荷載變化0 . 0 00 . 1 00 . 2 00 . 3 00 . 4 00 . 5 00 . 6 00 . 7 00 . 8 0 0 . 8 0 1 . 2 0實(shí)測(cè)荷載/ 最終荷載荷載分擔(dān)比土分擔(dān)比樁分擔(dān)比 樁頂反力的分布 樁頂反力橫斷面分布0501001502002503003504000 2 4 6 8 10 12到建筑物南側(cè)距離 （ m ）樁頂反力（kN）一層三層四層五層七層竣工一個(gè)月竣工兩個(gè)半月竣工四個(gè)半月 復(fù)合樁基與純樁基的樁分擔(dān)比 兩幢建筑物樁荷載分擔(dān) 比隨總荷載變化對(duì)比0 . 0 00 . 2 00 . 4 00 . 6 00 . 8 01 . 0 01 . 2 00 . 0 0 0 . 4 0 0 . 8 0 荷載/ 最終荷載樁荷載分擔(dān)比8 號(hào)樓1 6 號(hào)樓 復(fù)合樁基與純樁基的承臺(tái)分擔(dān)比 兩幢建筑物土體荷載分擔(dān)比隨總荷載水平變化對(duì)比0 . 0 0 0 . 2 0 0 . 4 0 0 . 6 0 0 . 8 0 1 . 0 0 1 . 2 0荷載/ 最終荷載土體荷載分擔(dān)比8 號(hào)樓1 6 號(hào)樓 樁基結(jié)構(gòu)的耐久性 ? 結(jié)構(gòu)的耐久性 ? 在設(shè)計(jì)確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的期限內(nèi)保持其適用性和安全性的能力。 ? 設(shè)計(jì)使用年限 ? 在設(shè)計(jì)確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，作為結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)依據(jù)并具有一定保證率的目標(biāo)使用年限。 環(huán)境類(lèi)別 混凝土 結(jié)構(gòu) 的 環(huán)境 類(lèi)別 環(huán)境 類(lèi)別 條 件 一 室 內(nèi) 正常 環(huán)境 a 室 內(nèi) 潮濕 環(huán)境 ； 非 嚴(yán) 寒 和 非 寒冷 地區(qū) 的 露天 環(huán)境 、 與 無(wú) 侵蝕 性的 水 或 土 直接 接觸 的 環(huán)境 二 b 嚴(yán) 寒 和 寒冷 地區(qū) 的 露天 環(huán)境 、 與 無(wú) 侵蝕 性 的 水 或 土 直接 接觸 的環(huán)境 三 使用 除 冰 鹽 的 環(huán)境 ； 嚴(yán)寒 和 寒冷 地區(qū) 冬季 水位 變動(dòng) 的 環(huán)境 ； 濱海 室 外 環(huán)境 四 海水 環(huán)境 五 受 人為 或 自然 的 侵蝕 性 物質(zhì) 影響 的 環(huán)境 影響混凝土耐久性的機(jī)理分析 ? 二類(lèi)環(huán)境： ? 主要指碳化引起的鋼筋銹蝕環(huán)境，不存在凍融和鹽、酸等化學(xué)物質(zhì)的作用，主要考慮的環(huán)境因素是濕度、溫度和 CO2與 O2的供給程度。 ? 如果相對(duì)濕度較高，混凝土始終處于濕潤(rùn)的飽水狀態(tài)，則空氣中的 CO2難以擴(kuò)散到混凝土體內(nèi)，碳化就不能進(jìn)行或非常緩慢地進(jìn)行。 ? 如果相對(duì)濕度很低，混凝土比較干燥，雖然 CO2能夠比較順利地通過(guò)孔隙向混凝土內(nèi)部遷移，但混凝土因缺水而缺少氫氧化鈣，這是發(fā)生碳化反應(yīng)的必要物質(zhì)，故碳化很難進(jìn)行。 ? 鋼筋銹蝕是一種電化學(xué)過(guò)程，要求混凝土有一定的電導(dǎo)率。當(dāng)混凝土內(nèi)部的相對(duì)濕度低于 70％時(shí)，碳化引起的鋼筋銹蝕就會(huì)因混凝土的電導(dǎo)率太低而很難進(jìn)行。 ? 鋼筋銹蝕的電化學(xué)過(guò)程需要有水和 O2的參與。當(dāng)混凝土處于水下或接近飽和時(shí)， O2難以擴(kuò)散到鋼筋的表面，銹蝕因缺氧而難以發(fā)生。 ? 所以，最易發(fā)生鋼筋碳化銹蝕的環(huán)境是干濕交替，在這種環(huán)境條件下，我國(guó)現(xiàn)行混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的保護(hù)層最小厚度和最大水膠比，都難以滿足設(shè)計(jì)使用年限 50年的適用性要求。 ? 低水膠比的混凝土保護(hù)層甚為密實(shí)，水、 CO2與 O2都不易從混凝土表面滲透或擴(kuò)散到內(nèi)部，內(nèi)部的混凝土也處于比較干燥的狀態(tài)，相應(yīng)的電導(dǎo)率比較低，所以能有效地保護(hù)鋼筋免受銹蝕。 設(shè)計(jì)使用年限 50年的樁基結(jié)構(gòu)混凝土耐久性要求 二 類(lèi) 和 三 類(lèi) 環(huán)境 樁基 結(jié)構(gòu) 混凝土 耐久性 的 基本 要求 環(huán)境 類(lèi)別 最大 水灰比 最小 水泥 用量 （ kg/ m3） 最低 混凝土強(qiáng)度 等級(jí) 最大 氯 離子含量 ( % ) 最大 堿 含量 （ kg/ m3） a 250 C 25 二 b 275 C 30 三 300 C 30 注 ： ① 氯 離子 含量 指 其 與 水泥 用量 的 百分率 ； ② 預(yù)應(yīng)力 構(gòu)件 混凝土 中 最大 氯 離子 含量 為 0. 06 ％ ， 最小 水泥 用量 為 300 ， 最低 強(qiáng)度 等級(jí)應(yīng) 按 表 中 規(guī)定 提高 兩個(gè) 等級(jí) ； ③ 當(dāng) 混凝土 中 摻入 活 性 摻合 料 或 能 提高 耐久性 的 外 加 劑 時(shí) ， 可 適當(dāng) 降低 最小 水泥 用量 ； ④ 當(dāng) 使用 非 堿 活 性 骨料 時(shí) ， 對(duì) 混凝土 中 堿 含量 不 作 限制 ； ⑤ 當(dāng) 有 可靠 工程 經(jīng)驗(yàn) 時(shí) ， 表 中 最低 混凝土 強(qiáng)度 等級(jí) 可 降低 一個(gè) 等級(jí) 。 樁身裂縫控制 樁身 裂縫 控制 等級(jí) 及 最大 裂縫 寬度 限值 鋼筋混凝土 樁 預(yù)應(yīng)力 混凝土 樁 環(huán)境 類(lèi)別 裂縫 控制 等級(jí) 裂縫 最小 寬度( mm ) 裂縫 控制 等級(jí) a 三 ( ) 三 二 b 三 二 三 三 一 注 ： ① 對(duì)于 水 、 土 為 強(qiáng) 腐蝕性 時(shí) ， 裂縫 控制 等級(jí) 應(yīng) 提高 一 級(jí) ； ② 對(duì)于 二 a 類(lèi) 環(huán)境 ， 長(zhǎng)年 位于 地下水位 以下 的 基樁 ， 其 最大 裂縫 寬度 限值 可 采用 括 號(hào) 中 的 數(shù)值 ； ③ 預(yù)應(yīng)力 管樁 抗 拔 時(shí) ， 樁身 裂縫 控制 等級(jí) 應(yīng) 為 一 級(jí) 。 單樁承載力和樁基沉降計(jì)算的討論 ? 比較兩本主要的地基基礎(chǔ)規(guī)范： ? 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 ? 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》 樁基礎(chǔ)的承載力 ? 單樁承載力的確定是樁基設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，而要正確地確定單樁承載力又必須了解樁－土體系的荷載傳遞，包括樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮性狀與破壞機(jī)理。 ? 單樁承載力同時(shí)還需滿足樁身強(qiáng)度的要求。 ?單樁豎向承載力 ? 確定單樁豎向承載力是樁基勘察的最主要的內(nèi)容，單樁豎向承載力是樁基設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。單樁豎向承載力是指單樁所具有的承受豎向荷載的能力，其最大的承載能力稱為單樁極限承載力，可由單樁豎向靜載荷試驗(yàn)測(cè)定，也可用其它的方法（如規(guī)范經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法、靜力觸探法等）估算。 ? 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 規(guī)定 ， 初步設(shè)計(jì)時(shí)單樁豎向承載力特征值可按下式估算： ? 式中 Ra－ 單樁豎向承載力特征值； ? qpa、 qs