下面是山東利達小型旋挖鉆機廠家給大家帶來關于群樁基礎設計方法,以供參考。
群樁基礎設計方法的相關內容有那些呢?
我們所說的樁基礎設計樁,指的是設置于土中的豎直或傾斜的基礎構件或支護構件,其橫截面尺寸比長度小很多,通常稱樁基礎為樁基。不過,從嚴格意義上說,一般工程實踐中的“樁”,應該指“樁基”,主要包括樁和樁間土,由樁和與樁頂相連的承臺組成。
而“墩”指的是直徑較大,樁長較短的樁,主要用途是在承載力很大的端承樁的使用。有時候,人們會把打入土中用以防滲阻水的構件,也稱之為樁,比如說鋼板樁等。在建筑樁基設計,我們要做的是前者而不是后者。樁基的優點主要有這些方面:承載力高、穩定性好、沉降量小而均勻、沉降速率低而收斂快。所以,盡管我們說樁基是一種比較古老的基礎形式,但是直到今天,也仍然是應用最為廣泛的建筑物基礎或支護構件。特別是近年來,高層建筑和工業迅速發展,樁基礎的重要性正日益增長。工程中采用的樁基礎通常是由數根樁組成的,一般是由設置在樁頂、將各樁聯結成整體的承臺,把上都結構的荷載均勻地傳給樁,再由樁傳給地基土。樁及樁基礎可根據不同的角度分成不同的類型。
一、樁基礎的分類
樁基礎有許多類型,根據不同的角度有不同的分法。設計人員在設計的過程中,必須要掌握各種樁基礎的分類特點和情況,唯此才能設計出高質量的樁基礎。
(一)從承載性狀的角度上,可以把樁分為摩擦型樁和端承型樁兩大類。
(1)摩擦型樁――這種樁型主要是通過樁側上的摩擦作用來發揮作用的,其基本原理是將上部荷載傳遞擴散于樁周土中。一般可以分為純摩擦樁和端承摩擦樁兩種。
a.純摩擦樁:因為樁端的阻力很小,所以基本可以忽略不計,在極限承載力狀態下,樁頂荷載由樁側摩擦阻力來承受。
b.端承摩擦樁:盡管在極限承載力狀態下,樁端阻力所占比例小,但是卻不能忽略不計,而樁頂荷載通常都是由樁側摩擦阻力承受的。如果置于軟塑狀態粘性土中的長樁,樁端是可塑狀態粘性土,是端承摩擦樁。
(二)從承臺位置的高低角度上看,又可分為高樁承臺基礎和低樁承臺基礎。
(1)高樁承臺基礎:其特點是承臺底面高于地面,其受力和變形不同于低樁承臺。一般情況下,高樁承臺應用于橋梁、碼頭工程。
(2)低樁承臺基礎:承臺底面低于地面。因為其會受到來自土的側向約束,所以在設計中對樁的縱向撓曲和樁頂側向位移,往往可以忽略不計。常在房屋建筑工程中常采。
(三)從施工方法的角度看,可將鋼筋混凝土樁分為預制樁和灌注現澆樁。
(1)預制樁:在工廠或施工場地現場制作,通過錘擊打入、振動沉入、靜力壓入、水沖送入或旋入等方式完成沉樁部分的工作。
(2)灌注樁:這種方式的特點是直接在設計樁位的地基上成孔,然后在孔內灌注混凝土。設計人員必須根據工程實際情況,在灌注混凝土前,判斷放置或不放鋼筋籠。同時根據灌注樁的成孔方法的不同,又有多種沉管灌注樁方式:鉆、挖、沖孔灌注樁等。選擇何種灌注的方式,主要是根據工程地質情況來定,合理答復選擇預制樁或灌注樁;而在樁承載力計算時,也可按照所選擇的樁端持力層,選擇為摩擦樁或者端承樁。
二、樁基礎設計
樁基的設計必須要按照嚴格的設計要求進行設計,但同時也不能失去其靈活性的一面,這一點是所有樁基設計者都必須要明白的。樁型的多樣的,這就決定了樁基設計有各種不同特點、不同途徑和技巧以及不同理論基礎的設計方法。同時,設計是人為的,因此不同的設計者對設計風格有不同的了解,因此也會有自己獨特的設計思想和風格。
(一)樁基礎的工程適用性
從辯證的角度上看,事物都是存在“利”與“弊”的對立統一關系的。所以,從設計角度來看,采用樁基,也是有利有弊。這樣,就要求設計人員在設計之前,必須要對采用樁基的可能性與必要性,進行科學合理的充分考慮。在下列情況下,采用樁基的可能性很小或甚至是不可能的:
(1)當樁基的工程費用遠遠超出,原有預算,超出建設者的負擔能力,但是還有可能采用其他較為經濟的基礎形式解決問題時;
(2)當環境因素的不允許,不能進行樁基施工時,比如說在城市鬧市區對振動、噪聲、排土效應和鉆孔泥漿污染等環境下;
(3)如果樁基的“弊”大于“利”,比如說工期過長、造價過高、不良環境效應影響太大以及場地樁基施工條件惡劣等;
(4)對于擋水構筑物,特別是壩的基礎,因為上層次弱覆土受力很小,或者根本不受力從而易遭滲流沖刷,同時且沿樁身表面,很可能會產生一條易于滲水的滲流途徑,造成地基土遭到嚴重的沖刷的;
(5)如果含有大量石塊,或者其他障礙物的地層,如果沒有特殊的補救措施,同時又不能選用樁基。那么是否有采用樁基的必要性,就必須要根據具體情況來確定。因為,在同樣的地質條件下,有的樁基只適合于某一工程,但卻未必適用于其他的工程。
三、樁型的選擇
采用何種樁型是設計人員必須慎重對待問題,因為對于某一個具體的工程來說,完美的、成功的樁基設計,必須要盡可能選用技術性能更好、經濟效益更高以及更適合現有施工條件的樁型。在樁型與工藝的選擇上,設計人員應該按照建筑結構的類型、荷載性質、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層土類、地下水位、施工設備、施工環境、施工隊伍水平和經驗以及制樁材料供應條件等,來進行有效的選擇,保證所選用的方案是最經濟最合理的樁型和成樁工藝。
當然,我們必須壓迫指出的是,在某一個具體的工程中,樁的選擇使用是多樣的,設計人員應該從不同的角度或要求,對可供選擇的樁型進行利弊分析,綜合考慮其效果,所以,設計人員在設計時,必須要遵循一定的選擇原則,樁型選擇一般應遵循下列原則:
(1)荷載條件
選擇樁型時首先要考慮的是荷載。因為,在一般情況下。樁基的工作性能與荷載的關系、荷載的大小、性質、作用方向等,都有與樁型的選擇有著密切的聯系。比如說,要求單樁設計承載力為2000kN,那通常只能通過人工挖孔樁、鉆孔擴底灌注樁、預應力管樁和內擊擴底沉管灌注樁等方式,來滿足設計的要求。
(2)地質條件與環境條件
在樁型選擇時必須要考慮的重要的因素就是地質條件。地質條件對樁型選擇的影響體現在很多方面。其中最明顯而常見的例子就是:當基巖或密實卵礫石層埋藏不深時,一般要先考慮端承樁,同時選擇直徑大、強度高的嵌巖樁;而當基巖埋藏很深時,往往就只能考慮摩擦樁或摩擦端承樁,但為防止上部建筑物產生過大的沉降,必須要通過樁端支撐于具有足夠厚度的性能良好的持力層。
(3)結構條件
在設計中結構條件,往往也是選擇樁型時,應該考慮的因素。影響樁型選擇的因素,主要有:建筑物的結構形式、底層柱距、高低層關系、結構剛度以及建筑物的使用性質等。比如說在設有地下室的高層建筑物中,如果要采用摩擦樁群,那就必須要考慮這樣的情況:因為地下室挖掉的土的重量,占建筑物總重量比例大,所以,只需要配備相對少量的樁,就能夠把沉降減小到允許的范圍內。
(5)經濟條件
經濟效益,是樁型選定要考慮實際因素。經濟效益的考慮主要包括:樁的荷載試驗在內總造價和整個工程的綜合經濟效益。所以,設計人員在選樁型和設計方案使,需要進行全面的技術經濟分析,同時顧及環境效益和社會效益。
四、結束語
總之,設計人員在進行建筑樁基礎的設計時,必須要對建筑樁基礎的類型、特點,有充分的認識,同時在設計中堅持辯證法,從各種角度看樁基類型的選擇,在結合工程的實際情況,設計出科學合理,經濟實用的方案。