2010年一級(jí)建筑師地基與基礎(chǔ)輔導(dǎo)(13)

　　三、樁基礎(chǔ)

　　1 .概述

　　深基礎(chǔ)是埋深較大，以下部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層的基礎(chǔ)，其作用是把所承受的荷載相對(duì)集中的傳遞到地基的土層。因此，當(dāng)建筑場(chǎng)地的淺層土質(zhì)不能滿足建筑物對(duì)地基承載力和變形的要求，而又不適宜采取地基處理措施時(shí)，就要考慮采用深基礎(chǔ)方案了。深基礎(chǔ)主要有樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻和沉井等幾種類型，其中樁基礎(chǔ)是一種最為古老且應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)形式。

　　樁是設(shè)置于土中的豎直或傾斜的柱型基礎(chǔ)構(gòu)件，其橫截面尺寸比長(zhǎng)度小得多，它與連接樁頂和承接上部結(jié)構(gòu)的承臺(tái)組成深基礎(chǔ)，簡(jiǎn)稱樁基。承臺(tái)將各樁聯(lián)成一整體，把上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整分配于各樁，由穿過軟弱土層或水的樁傳遞到深部較堅(jiān)硬的、壓縮性小的土層或巖層。樁所承受的軸向荷載是通過作用于樁周土層的樁側(cè)摩阻力和樁端地層的樁端阻力來支承的;而水平荷載則依靠樁側(cè)土層的側(cè)向阻力來支承。

　　一般說來，下列情況可考慮采用樁基礎(chǔ)方案：

　　( 1 )天然地基承載力和變形不能滿足要求的高重建筑物;

　　( 2 )天然地基承載力基本滿足要求，但沉降量過大，需利用樁基減少沉降的建筑物，如軟土地基上的多層住宅建筑，或在使用上、生產(chǎn)上對(duì)沉降限制嚴(yán)格的建筑物;

　　( 3 )重型工業(yè)廠房和荷載很大的建筑物，如倉(cāng)庫(kù)、料倉(cāng)等;

　　( 4 )軟弱地基或某些特殊性土上的各類永久性建筑物;

　　( 5 )作用有較大水平力和力矩的高聳結(jié)構(gòu)物(如煙囪、水塔等)的基礎(chǔ)，或需以樁承受水平力或上拔力的其他情況;

　　( 6 )需要減弱其振動(dòng)影響的動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)，或以樁基作為地震區(qū)建筑物的抗震措施;

　　( 7 )地基土有可能被水流沖刷的橋梁基礎(chǔ);

　　( 8 )需穿越水體和軟弱地層的港灣與海洋構(gòu)筑物基礎(chǔ)，如棧橋、碼頭、海上采油平臺(tái)及輸油、輸氣管道支架等。

　　樁基礎(chǔ)可分為低承臺(tái)樁基和高承臺(tái)樁基兩種。低承臺(tái)樁基的承臺(tái)底面位于地面以下，而高承臺(tái)樁基的承臺(tái)底面則高出地面以上。

　　樁基是由樁、土和承臺(tái)共同組成的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)考慮樁、土、承臺(tái)的共同作用。大多數(shù)樁基的首要問題是在于控制其沉降量。因此，樁基設(shè)計(jì)應(yīng)按變形控制設(shè)計(jì)。

　　樁基設(shè)計(jì)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至承臺(tái)上的荷載效應(yīng)組合與淺基礎(chǔ)相同。

　　樁基設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列基本條件：

　　( 1 )樁承受的豎向荷載不宜超過單樁豎向承載力特征值;

　　( 2 )基礎(chǔ)的沉降不得超過建筑物的沉降允許值;

　　( 3 )位于坡地岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算。

　　此外，對(duì)于軟土、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土和巖溶等地區(qū)的樁基，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定考慮特殊性土對(duì)樁基的影響，并在樁基設(shè)計(jì)中采取有效措施。

　　對(duì)于軟土地基上的多層建筑，如果鄰近地表的地層具有一定厚度的所謂“硬殼層” , 由于采用淺基礎(chǔ)時(shí)的地基變形過大，因而需采用樁基來限制沉降量。在這種情況下，樁是作為減少沉降的措施而設(shè)置的，這種當(dāng)天然地基承載力基本滿足建筑物荷載要求而以減少沉降為目的設(shè)置的樁，特稱為“減沉樁”。減沉樁的用柱數(shù)量是根據(jù)沉降控制條件(即允許沉降量)計(jì)算確定的。

　　2 .樁基礎(chǔ)的類型

　　( 1 )端承型樁和摩擦型樁。

　　按樁的性狀和豎向受力情況，可分為端承型樁和摩擦型樁兩大類(圖 9 -5 )。

　　l )端承型樁。端承型樁是指樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承受，但樁端阻力分擔(dān)荷載較多的樁。

　　當(dāng)樁的長(zhǎng)徑比較小(一般 l / d≤10 ) ，樁身穿越軟弱土層，樁端設(shè)置在密實(shí)砂類、碎石類土層中或位于中等風(fēng)化、微風(fēng)化及未風(fēng)化硬質(zhì)巖石頂面(即人巖深度 hr≤0.5d ) ，樁頂豎向荷載絕大部分由樁端阻力承受，而樁側(cè)阻力很小可以忽略不計(jì)時(shí)，稱為端承樁。

　　當(dāng)樁頂嵌人完整和較完整的中等風(fēng)化、微風(fēng)化及未風(fēng)化硬質(zhì)巖石一定深度以上(hr>0.5d )時(shí)，稱為嵌巖樁。嵌巖樁的樁側(cè)與樁端荷載分擔(dān)比與孔底沉渣及進(jìn)人基巖深度有關(guān)，樁的長(zhǎng)徑比不是制約荷載分擔(dān)的惟一因素。

　　2 )摩擦型樁。摩擦型樁是指樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承受，但樁側(cè)阻力分擔(dān)荷載較多的樁。一般摩擦型樁的樁端持力層多為較堅(jiān)實(shí)的勃性土、粉土和砂類土，且樁的長(zhǎng)徑比不是很大。

　　當(dāng)樁頂豎向荷載絕大部分由樁側(cè)阻力承受，而樁端阻力很小可以忽略不計(jì)時(shí)，稱為摩擦樁。例如： ① 樁的長(zhǎng)徑比很大，樁頂荷載只通過樁身壓縮產(chǎn)生的樁側(cè)阻力傳遞給樁周土，因而不管樁端下土層堅(jiān)實(shí)與否，其分擔(dān)的荷載都很小; ② 樁端下無較堅(jiān)實(shí)的持力層; ③ 樁底殘留虛土或殘?jiān)^厚的灌注樁; ④ 打人鄰樁使先前設(shè)置的樁上抬，甚至樁端脫空等情況

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