(三)樁基礎(chǔ)
1.概述
樁基礎(chǔ)是一種常用的基礎(chǔ)形式,是深基礎(chǔ)的一種。當(dāng)天然地基上的淺基礎(chǔ)承載力不能滿足要求而沉降量又過大或地基穩(wěn)定性不能滿足建筑物規(guī)定時(shí),常采用樁基礎(chǔ)。這是因?yàn)闃痘A(chǔ)具有承載力高、沉降速率低、沉降量小而均勻等特點(diǎn),能夠承受垂直荷載、水平荷載、上拔力及由機(jī)器產(chǎn)生的振動(dòng)或動(dòng)力作用。以工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)來看,在下列情況下,往往可考慮采用樁基礎(chǔ):
(1)當(dāng)建筑物荷載較大,淺地基軟弱且不均勻,如采用天然地基沉降量過大,需將荷載傳遞到深層好土層時(shí);或是建筑物較為重要,不允許有過大沉降時(shí);
(2)當(dāng)建筑物的地面荷載過大,過量的地基沉降將造成對(duì)建筑物的危害時(shí);
(3)高聳建筑物或構(gòu)筑物對(duì)傾斜有嚴(yán)格限制時(shí);
(4)對(duì)有大噸位重級(jí)工作制吊車的單層工業(yè)廠房,因荷載大、基礎(chǔ)密集、有地面荷載等原因,可能產(chǎn)生較大的地基變形時(shí);
(5)對(duì)沉降、沉降速率、允許振幅有嚴(yán)格要求的精密設(shè)備的基礎(chǔ)及動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ)。
另外,當(dāng)表層土質(zhì)較差,而土層又不很厚,或者在雜填土分布較廣,地下情況比較復(fù)雜時(shí),如采用條形基礎(chǔ),則埋深比較大,往往要作局部處理,甚至要做成筏形基礎(chǔ),以致土方量很大,施工也不方便。而采用短樁方案,如鉆孔灌注樁或人工挖孔樁等,也可使施工機(jī)械化,獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
2.樁的分類
樁的種類很多,按樁的截面形狀,可以分為圓形、環(huán)形、方形、三角形、六角形及工字形狀等;按樁的材料可以分為木樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁等;按樁的人土方法可以分為打入樁、振動(dòng)樁、壓人樁及灌注樁(包括螺旋鉆孔樁、振動(dòng)樁、打入式樁和人工挖孔樁等)。按樁的受力性能,又可分為端承樁和摩擦樁。所謂端承樁是建筑物的荷載通過樁傳遞到堅(jiān)硬土層或巖層上,假定只靠樁端的支承力起作用,樁表面與土的摩擦力可忽略不計(jì)。摩擦樁是通過樁把建筑物的荷載傳布在樁周土中及樁端下的土中,樁上的荷載大部分靠樁周與土的摩擦力來支承,同時(shí),樁端下的土也起一定的支承作用。
打入樁、振動(dòng)樁和壓入樁都是對(duì)預(yù)制樁而言的,預(yù)制樁就是在工廠或工地將各種材料做成一定形式的樁,再用各種方法沉入土中。
與預(yù)制樁不同,灌注樁是在預(yù)定的樁位上先成孔,然后在孔內(nèi)灌注混凝土,制成混凝土或鋼筋混凝土樁。灌注樁具有造價(jià)低、用鋼量少、樁長(zhǎng)可以靈活掌握及施工噪聲小,震動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn),因此在國(guó)內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展。它一方面是向深度大、直徑大、承載力高的方向發(fā)展;一方面是向成孔機(jī)械和施工方法的高效能、多樣化方向發(fā)展。為了提高樁端支承力,還發(fā)展了把樁底部擴(kuò)大的擴(kuò)底樁。
(1)打入式灌注樁和振動(dòng)式灌注樁,利用打樁機(jī)械將鋼管打入和振入土中成孔,有帶預(yù)制樁頭的和不帶預(yù)制樁頭的兩種,然后邊灌注混凝土,邊將鋼管拔出而成??稍陴ば酝良吧巴林惺褂?。不帶樁頭的,即合瓣式樁頭,能較大地提高樁的承載力。
(2)旋轉(zhuǎn)水沖式鉆孔樁,利用旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)帶動(dòng)鉆頭切土,邊下鉆邊從鉆桿中沖水(或壓送循環(huán)泥漿)鉆頭刀片切碎的土塊與水形成泥漿,泥漿挾帶被鉆頭切碎的土顆粒不斷從孔底向孔口溢出,連續(xù)鉆進(jìn)成孔。適用于一般黏性土及砂土。成孔直徑600-1500mm,孔深不限。
(3)爆擴(kuò)樁,用鉆機(jī)成孔或炸藥爆炸成孔后,再爆擴(kuò)樁孔的底部,使底部形成為圓形大頭,然后灌注混凝土成樁。適用于地下水位以上的,含水量較低的一般黏性土中。
3.單樁承載力的確定
單樁的承載力,一般都取決于土對(duì)樁的阻力。土對(duì)樁的阻力,由樁側(cè)表面摩擦力qs和樁尖下土層的樁尖阻力qp兩部分組成。同時(shí)還需滿足樁體本身的承載力。
按經(jīng)驗(yàn)公式確定單樁承載力,一般都假定樁的承載力由樁端阻力和樁側(cè)面摩擦力兩部分組成,概念明確。
1.概述
樁基礎(chǔ)是一種常用的基礎(chǔ)形式,是深基礎(chǔ)的一種。當(dāng)天然地基上的淺基礎(chǔ)承載力不能滿足要求而沉降量又過大或地基穩(wěn)定性不能滿足建筑物規(guī)定時(shí),常采用樁基礎(chǔ)。這是因?yàn)闃痘A(chǔ)具有承載力高、沉降速率低、沉降量小而均勻等特點(diǎn),能夠承受垂直荷載、水平荷載、上拔力及由機(jī)器產(chǎn)生的振動(dòng)或動(dòng)力作用。以工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)來看,在下列情況下,往往可考慮采用樁基礎(chǔ):
(1)當(dāng)建筑物荷載較大,淺地基軟弱且不均勻,如采用天然地基沉降量過大,需將荷載傳遞到深層好土層時(shí);或是建筑物較為重要,不允許有過大沉降時(shí);
(2)當(dāng)建筑物的地面荷載過大,過量的地基沉降將造成對(duì)建筑物的危害時(shí);
(3)高聳建筑物或構(gòu)筑物對(duì)傾斜有嚴(yán)格限制時(shí);
(4)對(duì)有大噸位重級(jí)工作制吊車的單層工業(yè)廠房,因荷載大、基礎(chǔ)密集、有地面荷載等原因,可能產(chǎn)生較大的地基變形時(shí);
(5)對(duì)沉降、沉降速率、允許振幅有嚴(yán)格要求的精密設(shè)備的基礎(chǔ)及動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ)。
另外,當(dāng)表層土質(zhì)較差,而土層又不很厚,或者在雜填土分布較廣,地下情況比較復(fù)雜時(shí),如采用條形基礎(chǔ),則埋深比較大,往往要作局部處理,甚至要做成筏形基礎(chǔ),以致土方量很大,施工也不方便。而采用短樁方案,如鉆孔灌注樁或人工挖孔樁等,也可使施工機(jī)械化,獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
2.樁的分類
樁的種類很多,按樁的截面形狀,可以分為圓形、環(huán)形、方形、三角形、六角形及工字形狀等;按樁的材料可以分為木樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁等;按樁的人土方法可以分為打入樁、振動(dòng)樁、壓人樁及灌注樁(包括螺旋鉆孔樁、振動(dòng)樁、打入式樁和人工挖孔樁等)。按樁的受力性能,又可分為端承樁和摩擦樁。所謂端承樁是建筑物的荷載通過樁傳遞到堅(jiān)硬土層或巖層上,假定只靠樁端的支承力起作用,樁表面與土的摩擦力可忽略不計(jì)。摩擦樁是通過樁把建筑物的荷載傳布在樁周土中及樁端下的土中,樁上的荷載大部分靠樁周與土的摩擦力來支承,同時(shí),樁端下的土也起一定的支承作用。
打入樁、振動(dòng)樁和壓入樁都是對(duì)預(yù)制樁而言的,預(yù)制樁就是在工廠或工地將各種材料做成一定形式的樁,再用各種方法沉入土中。
與預(yù)制樁不同,灌注樁是在預(yù)定的樁位上先成孔,然后在孔內(nèi)灌注混凝土,制成混凝土或鋼筋混凝土樁。灌注樁具有造價(jià)低、用鋼量少、樁長(zhǎng)可以靈活掌握及施工噪聲小,震動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn),因此在國(guó)內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展。它一方面是向深度大、直徑大、承載力高的方向發(fā)展;一方面是向成孔機(jī)械和施工方法的高效能、多樣化方向發(fā)展。為了提高樁端支承力,還發(fā)展了把樁底部擴(kuò)大的擴(kuò)底樁。
(1)打入式灌注樁和振動(dòng)式灌注樁,利用打樁機(jī)械將鋼管打入和振入土中成孔,有帶預(yù)制樁頭的和不帶預(yù)制樁頭的兩種,然后邊灌注混凝土,邊將鋼管拔出而成??稍陴ば酝良吧巴林惺褂?。不帶樁頭的,即合瓣式樁頭,能較大地提高樁的承載力。
(2)旋轉(zhuǎn)水沖式鉆孔樁,利用旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)帶動(dòng)鉆頭切土,邊下鉆邊從鉆桿中沖水(或壓送循環(huán)泥漿)鉆頭刀片切碎的土塊與水形成泥漿,泥漿挾帶被鉆頭切碎的土顆粒不斷從孔底向孔口溢出,連續(xù)鉆進(jìn)成孔。適用于一般黏性土及砂土。成孔直徑600-1500mm,孔深不限。
(3)爆擴(kuò)樁,用鉆機(jī)成孔或炸藥爆炸成孔后,再爆擴(kuò)樁孔的底部,使底部形成為圓形大頭,然后灌注混凝土成樁。適用于地下水位以上的,含水量較低的一般黏性土中。
3.單樁承載力的確定
單樁的承載力,一般都取決于土對(duì)樁的阻力。土對(duì)樁的阻力,由樁側(cè)表面摩擦力qs和樁尖下土層的樁尖阻力qp兩部分組成。同時(shí)還需滿足樁體本身的承載力。
按經(jīng)驗(yàn)公式確定單樁承載力,一般都假定樁的承載力由樁端阻力和樁側(cè)面摩擦力兩部分組成,概念明確。