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桩基础

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所属类别:水闸

基本信息

中文名称:桩基础
外文名称:

由基桩和连接于桩顶的承台共同组成的承受建筑物上部荷载的人工基础。基桩是埋设于土中的杆件。当建筑物荷载较大或地基浅层承载力不足时常采用桩基础,它是广泛采用的一种深基础。

桩基础的设计要求是:基桩和承台的承载力要满足设计要求,且整个桩基础的沉降和水平位移要控制在容许范围之内。承台将建筑物荷载传递给每根基桩,在一般情况下,基桩轴心受压,且不计承台底土的地基承载力,则每根基桩的荷载(Q)应不大于单桩承载力的设计值(R),即Q≤R。Q=(F+G)/n,式中,F为作用于桩基础的竖向力设计值,kN;G为承台自重设计值和承台上的土自重设计值,kN;n为桩数(见图)。R=1.2Rk,式中,Rk为单桩竖向承载力标准值,kN。

桩基础示意图

初步设计时可用下式估算Rk,Rk=qpAp+up∑qsili,式中,qp为桩端土的竖向承载力标准, kPa;Ap为桩身的横截面面积,m2;up为桩身周边长度,m;qsi为桩周土摩擦力标准值,kPa;li为按土层划分的各段桩长,m。该式表明Rk由桩端土总承载力和桩周土总摩擦力两部分组成,通常称这种承载形式的桩为摩擦桩;如果Rk主要由桩端土总承载力组成,例如桩端土特别坚硬的情况,这种承载形式的桩称为端承桩。当桩周土对桩侧表面产生向上的摩擦力时,起到承载作用,称为正摩擦力;在桩周土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时,土对桩侧表面产生向下的摩擦力,称为负摩擦力,负摩擦力使桩的承载能力降低(见图)。

桩基础具有一定的承受水平荷载的能力,设计中常把桩视作竖立的弹性地基梁,计算桩身的弯矩与剪力,用以确定桩的断面尺寸和配筋。当桩基础承受较大水平荷载时,可考虑采用斜桩。对于承受轴向拉力或上拔力的基桩,多根据拉拔试验或设计经验确定基桩的抗拔能力。

确定基桩轴向承载力、横向承载力与轴向抗拔力的计算方法,大都是一些经验或半经验公式、计算结果受到许多因素的影响。对重要建筑物,单桩的竖向承载力标准值,应通过现场静荷载试验确定。

古代已采用木桩解决软土地基承载力不足的问题。20世纪中期以来,在桩基础的设计理论、桩型与施工技术方面都有了较大发展。应用最多的是钢筋混凝土桩,钢桩多用于临时应急工程或某些重要工程。预制桩需经运输、吊装等步骤,并要用静力或动力法压入土中。现场灌注桩有沉管灌注桩与钻(挖)孔灌注桩2种,可根据需要采用较大尺寸,在施工上也具有明显优点,得到广泛的应用。扩底桩与竹节桩等异形桩在提高承载力方面很有效,也得到应用。

  
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