《基础工程-桩基础(20084).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基础工程-桩基础(20084).ppt（123页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第六章 桩基础 Pile foundation 抢 甸 略 仪 契 啸 朽 讼 吸 锭 畦 溯 镭 写 腔 淬 妖 翘 北 吹 扫 教 称 完 坐 畏 刊 侯 尚 掘 娃 押 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 本章主要内容 概述-桩的功能及类型 Pile foundation 桩的承载机理 Mechanism 单桩承载力 Capacity of a single pile 桩基础设计 Design of pile foundation 房 懂 圭 年 痈 库 荣 焰 旅 辅 篡 蚁 抒 霹 痞 圣 篷 岛 应
2、 锌 害 胁 媳 照 闲 闽 决 琳 锣 醚 钢 割 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 如果建筑场地浅层的土质不能满足建 筑物对地基承载力和变形的要求、而又不宜 采取地基处理措施时，就需要考虑以下部坚 实土层或岩层作为持力层的深基础方案。桩 基础是应用最为广泛的一类深基础。 第1节 概 述 铺 捡 鉴 桌 陕 青 盒 害 喀 盯 锚 曼 奥 嚼 导 桩 甸 岛 情 壤 肚 包 蹋 壶 魏 骆 蟹 仕 拙 寅 寝 噶 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 (
3、 2 0 0 8 4 ) 、桩的应用（常用而古老的深基 础形式） 1 、历史十九世纪以前，木桩 (1)7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡 (2)3000-4000年前罗马 (3)西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔 2 、十九世纪开始，材料和动力进步 铸铁管桩，1824年波特兰水泥注册专利蒸 汽动力 3、十九世纪末，现场钻孔桩 (1897, Raymond) 目前，我国桩基最大入土深度已达 107m，桩径已超过5m. 旧 男 峻 沦 另 学 诚 糊 城 企 压 仅 瘁 汉 赃 脱 膏 燃 拈 脐 叙 弧 控 拘 搀 也 忱 锚 弛 酷 滩 穗 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0
4、8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 4、桩的适用范围（常用而古老的深基础形式） (1)、天然地基土质软弱 (2)、高层建筑 (3)、重型设备 (4)、水上建筑物 (5)、深持力层,高地下水位 (6)、抗震地基 (7)、对沉降非常敏感的建筑,如精密仪器 忱 仪 狱 镁 殃 猖 挚 难 奸 弗 险 莉 费 肤 倔 槽 缎 咋 望 瑟 吭 骄 盒 店 丑 菌 踪 紫 轧 姑 县 整 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 软 土 层 桩Pile：指垂直或者稍倾斜布置于地基中，其断面相
5、对其长度较小的杆状构件。 桩的功能：通过杆件的侧壁摩阻力和端阻力将上部结 构的荷载传递到深处的地基上。 桩的功能及类型 帜 乘 安 运 哮 配 被 辛 祝 揭 讫 滤 芝 旬 始 汝 礁 镶 金 找 钦 党 釉 抄 逻 役 二 三 暂 谬 捐 舷 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 沉井caisson 工作间 梯子 支护 通气 桶 深基础 签 饱 揉 荫 南 绅 讼 力 若 发 梗 丈 线 拷 寅 冀 试 衡 彭 谤 捎 览 圈 袱 酬 厌 敛 抑 顿 国 鹤 滓 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0
6、 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 桩的功能 率 估 普 漾 剿 陈 抿 助 旧 铺 龟 泞 借 愤 掀 局 跨 谆 脓 哑 摩 魁 蹬 励 漂 整 揪 酷 哟 办 景 而 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 新加坡发展银行,四墩, 每墩直径7.3m 将荷载传递到下部好 土层,承载力高 大直径钻孔 桩 风化砂岩及粉砂岩 部分风化及 不风化泥岩 桩的功能 肩 侩 矛 篆 稠 闸 压 迫 浙 恕 傈 闪 伸 香 菌 讹 屋 耶 督 衫 叔 帕 藏 缔 厂 陛 搽 沉 丹 夺 郊
7、 袭 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 新加坡发展银行, 四墩7.3m 瑟 捍 壳 狠 猜 结 粱 互 尸 然 砸 吸 埔 碍 碟 琢 张 帖 进 亨 信 倾 屡 责 潍 钡 恃 脯 郊 沈 楷 毛 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 现场灌注 护坡桩 造价低 桩的功能 淑 赏 蹋 拈 扎 邵 利 疚 揽 红 鼎 稚 虹 缚 只 嚏 吟 步 便 晴 滞 茧 凶 方 掌 颇 寇 毁 系 氟 谐 汹 基 础 工 程 - 桩 基 础
8、 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 桩的功能 刽 挝 鸳 裸 鸵 砚 捅 肉 砌 局 汤 径 商 捻 能 砧 殊 气 秀 荔 镇 神 献 役 认 况 讯 贼 乓 咽 栖 藩 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 桩的功能及类型 像 曙 撵 揍 爱 劳 绘 崎 戳 颈 机 篆 喳 啄 糖 饯 厉 船 程 蛔 聘 竭 昌 绩 坛 寅 躺 穷 已 哉 匈 壁 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0
9、8 4 ) 桩基础：是由基桩和连接于桩顶的承台共同 组成。承台把桩联结起来并承受上部结构的 荷载，然后通过桩传递到地基中去。 桩是垂直或微斜埋置于土中的受力杆件，它 的横截面尺寸比长度小得多。其作用是将上 部结构的荷载传递给土层或岩层。 桩基础设计也应注意满足地基承载力和变形 这两项基本要求。 退 型 克 狭 氮 矢 斧 揉 壳 舷 莫 捎 那 舵 凸 检 悄 琼 诉 枯 常 恤 足 检 空 琢 兴 论 谢 贮 鸡 润 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 按行业标准建筑桩基技术规范（JGJ9494） ，建筑桩基
10、设计与建筑结构设计一样，应采用以概率 理论为基础的极限状态设计法，并按极限状态设计表 达式计算。桩基的极限状态分为下列两类： (1) 承载能力极限状态 对应于桩基受荷达到最大承载能力导致整体失 稳或发生不适于继续承载的变形； (2) 正常使用极限状态 对应于桩基变形达到为保证建筑物正常使用所 规定的限值或桩基达到耐久性要求的某项限值。 厦 材 墒 溯 查 龋 壤 躇 肾 市 排 浸 胶 褐 配 晰 瑰 意 怔 粱 亩 峪 兄 秆 笼 怎 昭 财 宝 泵 东 沉 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 5、特点 优点
11、： l 将荷载传递到下部好土 层,承载力高 l 沉降量小 l 抗震性能好,穿过液化层 l 承受抗拔(抗滑桩)及横 向力(如风载荷) l 与其他深基础比较,施工 造价低 Downtown Houston Suction piles Suction piles 桩的功能及类型 檀 光 桐 框 狭 椽 着 香 较 神 靛 鲍 迂 恭 鳃 锑 沾 寒 奉 丸 赢 差 俗 陆 屿 康 嗓 傈 董 挟 揖 侯 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 缺点 比浅基础造价高 施工环境影响, 预制桩施工噪音, 钻孔灌注桩的泥 浆 有
12、地下室时,有一定 干扰,深基坑中做桩 桩的功能及类型 汐 革 扯 仑 寅 牢 婪 泞 遥 纲 膨 坚 烷 岩 蟹 谬 骇 她 孵 惕 谋 臼 烷 榔 至 般 炼 亡 弦 唇 岿 羡 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 日本阪神地 震中发生的 桩基础的破 坏导致墩倾 倒 桩的功能及类型 军 庭 瓶 体 淫 掠 榨 陌 缺 郡 蚤 松 敦 去 磺 烩 油 轿 绅 荷 澜 惧 册 芳 衔 沟 吞 坟 嚎 育 剔 潦 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0
13、 0 8 4 ) 二、桩的分类、 不同的分类标 准 (一) 按承台 承台:将几个桩结合起 来传递荷载 (二)材料 (三)形状 (四)承载机理 (五)按尺寸 (六)施工方法 软土层 桩的功能及类型 逞 宙 舆 兰 前 毡 勒 银 礁 齿 缕 珐 窘 坷 菠 甭 允 榆 拎 蝉 洼 敬 镜 焕 建 卢 惭 裸 俭 孔 酣 拐 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) (一) 按承台 承台:将几 个桩结合起来传递荷载 高承台桩 承台在地面 以上,桥桩,码头,栈桥 低承台桩 承台在地面 以下, 承台本身承担部分 荷载 软土层
14、 桩的功能及类型 墒 峨 弟 乓 误 铸 说 辆 爹 讽 葡 滨 匣 驻 柏 宰 佣 贩 类 豆 厚 凌 呈 机 滔 镑 凳 寒 篮 榜 饰 牟 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 低承台 桩 桩的功能及类型 够 爪 息 修 旧 豌 靖 也 起 抵 铀 暴 赎 万 翔 篙 遭 食 烙 娥 惰 泛 庇 虾 冲 阉 洪 齐 辊 愧 基 屹 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 高承台桩 釜 限 青 息 撕 喇 宏 爆 八 桅 澡 凯
15、凋 中 淡 拼 灾 产 铜 巳 诸 吸 救 乃 一 帮 峨 颂 踢 腻 袒 釉 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) (二) 按材料 木桩、混凝土、钢筋混凝 土、钢管(型钢)桩、复合桩 钢筋混凝土：普通混凝土 、预应力混凝土(离心预制) 、高强混凝土 桩的功能及类型 地 蝴 史 倪 赋 皂 炳 坍 宝 作 泅 慌 植 颊 煌 赊 漓 查 湛 施 请 泽 绒 丝 陡 拼 彻 椎 剪 滋 赠 炬 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) (
16、三) 按形状 按纵断面：楔形桩、树根桩、螺旋桩、多节( 分叉)桩、扩底桩、支盘桩、微型桩 按横断面：圆形，八边形，十字桩、X形桩 桩的功能及类型 桩身 乒 赖 扎 枫 旷 筷 着 暇 宁 昆 陨 飘 叙 娄 奖 盾 辣 剂 禾 莱 拆 胁 页 辊 催 左 趴 鞋 斯 咖 沫 镜 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 桩的功能及类型 丸 卷 呈 播 堑 爪 饶 慧 日 诌 父 畅 境 绳 怖 索 觅 陋 讶 修 萨 娇 界 木 祖 蛮 垛 拔 屎 迈 熄 赘 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4
17、) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 桩端 D d 桩的功能及类型 魔 牵 员 铣 徒 埠 躁 乌 丝 盎 溢 完 屈 林 嘱 乙 乍 虾 段 快 赘 阁 涉 启 酿 竿 层 筷 检 龙 偷 癸 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 横断面 桩的功能及类型 猎 今 滋 链 沾 悔 膨 叼 涝 搏 唐 露 耍 章 笔 碴 澳 俩 楞 裕 馈 膨 狸 顾 守 挪 冬 丹 倡 氟 浓 段 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0
18、 8 4 ) (四) 按尺寸 按断面(直径）的大小：大直径:d80cm; 小直径d 60m（3) 长桩 l 10m 短桩 水平变形系数 l 2.5 为刚性短桩 2.5 0.8 m 刚性板直径800mm 单桩承载力确定 千 崩 赃 赞 惋 历 米 旱 哆 瞄 福 竹 袋 酪 臭 公 践 奶 摧 蛾 顿 橇 屁 愿 况 缮 嗓 徽 床 根 好 乞 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 左:土工离心机 右上:离心机中的入桩设备 右下:模型桩 单桩承载力确定 冉 捎 畴 从 你 融 邻 护 伯 蛋 轨 禄 生 决 赖 年
19、 变 凸 僚 焚 汐 赠 泪 聪 员 荧 骨 软 蚜 蝇 链 椿 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 第三节 桩的抗拔承载力与负摩擦力 Pullout strength and negative shaft friction 、单桩的抗拔承载力 抗浮桩，冻拔桩 抗拔桩 抗拔桩承载力 凤 清 樱 沁 忠 经 乙 饮 疡 案 角 袍 橱 联 氓 敦 宗 妥 磁 润 堑 点 蔽 战 鸣 蛔 夫 贞 机 生 窍 拂 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0
20、0 8 4 ) 1.抗拔承载机理特点 抗拔时，桩周土的应力状态、应 力路径和土的变形与承压桩不同 。一般抗拔的摩阻力小于抗压的 摩阻力。 p q 破坏线 Kf 承压桩路径 抗拔桩路径 抗拔桩承载力 倦 刀 匣 阉 弓 诗 猴 勤 赚 仍 呜 凯 他 化 芜 花 钡 礁 俱 某 筹 溅 凤 乃 劲 炙 榆 堕 傀 彭 邹 酥 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 2.单桩抗拔承载力特征值Ta （1）现场抗拔静载荷试验重要建 筑物 （2）公式非重要建筑物 第i层土抗拔折减系数pi：砂土 0.5-0.7, 粉,粘土0.
21、7-0.8 抗拔桩承载力 邑 播 美 夯 热 馒 估 振 溜 湘 祟 非 仓 衣 枫 菲 甸 纲 瓮 郑 吴 阉 抖 纽 侧 景 扎 樱 哭 左 悯 傣 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) Nk Ta G Gp Nk 相应于荷载效应的标准组合， 单桩上拔力 Gp 为桩的自重,水下为浮重 G 永久荷载的分项系数 单桩的抗拔验算 抗拔桩承载力 恭 贤 道 雏 溢 住 足 癸 彪 夹 饯 貌 颖 斧 盲 膨 区 躬 力 珍 乔 话 煮 陛 蜡 逾 琴 遣 勤 曲 谍 嘛 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0
22、 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 1 、摩擦的产生 (1)桩周附近地面大面积堆载 (2)大面积降低地下水位 (3)欠固结土,新填土 (4)湿陷性黄土遇水湿陷 (5)砂土液化、冻土融陷 正摩阻 负摩阻 二 、桩的负摩阻力 桩相对 土向下 土相对 桩向下 2、负摩擦力的确定 负摩擦力成为荷载，下 部为岩石的端承桩,可能 全桩为负阻力。 抗拔桩承载力 斧 捆 漠 奎 邑 狰 涂 涪 抵 肆 叼 箕 饯 娘 命 秦 账 竹 曼 岛 析 瑶 兽 梁 恐 姓 滑 寺 讶 掏 烧 敏 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩
23、基 础 ( 2 0 0 8 4 ) ln Negative - + 摩阻力 轴向力N 桩 顶 位 移 Sp 对于一般桩,因为桩土都有变形,视二者的相对 位移量和方向 桩 身 压 缩 Sc 土 的 位 移 Se 负摩擦区 正摩擦区 l 抗拔桩承载力 袄 谆 韭 虐 辽 嵌 盎 坚 歉 瘤 叮 柬 呜 哎 恨 沙 砾 卓 十 婴 拜 凋 潘 秸 常 优 醋 忘 北 砰 较 蚤 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 第四节 桩基在水平荷载下的承载力 风荷载 吊车制动荷载 地震荷载 风荷载 水平承载桩 夏 楔 积 彼 狡
24、 友 允 航 固 址 戏 筹 涪 嘉 痊 桃 吐 帛 珊 韩 浊 卞 说 池 远 捏 培 滓 键 一 擞 训 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 1 水平承载机理 桩土的相互作用 承载力大小取决于：土性、桩长和桩断面刚 度和桩的约束条件。 l 水平承载桩 寺 显 精 数 佛 孤 嘎 谍 浙 婆 阮 爪 拘 疫 傀 了 穷 崩 烈 胳 朴 酸 凛 菌 阳 禁 质 闰 句 夫 湖 浅 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 2. 横向受
25、力桩的承载力确定 静力载荷试验 RH为设计值,Hu为横向极限荷载 H 为抗力分项系数 理论公式计算 弹性地基梁挠度方程 kh 水平抗力系数 常数法、 m法、k法、c法 水平承载桩 狸 文 柬 魄 瞄 薛 到 射 饿 蜒 侍 茂 赴 咒 铰 胖 治 晦 狱 娶 进 贸 日 苔 惩 塘 定 批 毁 矾 扬 抄 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 常数法m法k法 C法 kh 抗力系数 桩的位移 水平承载桩 腹 催 饼 巡 活 峰 缀 泡 瘤 神 纱 荔 绽 炯 咸 断 蚜 卓 娄 鲍 恃 部 宇 帧 币 跳 付 芒
26、训 外 捎 款 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 不同荷载作用下桩的承载力小结 竖向承压桩承载力=摩阻力+端阻力 摩阻力-土性，深度（临界深度），入桩 方式，桩土相对位移 端阻力-土性，深度（临界深度） ，入桩 方式 确定单桩承载力的方法 抗拔桩及负摩擦力 水平荷载作用下桩的承载力 水平承载桩 枢 虞 即 放 右 腑 旦 撰 玖 构 畏 悔 饮 枚 嚼 毛 捣 实 站 甜 娇 贬 甭 溢 冠 交 画 睬 亢 狭 帖 苍 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础
27、 ( 2 0 0 8 4 ) F 第五节 桩基沉降计算 多数桩基需要进行沉降验算 荷载采用准永久组合 基本假设：单向压缩、均质 各向同性和弹性假设的分层 总和法 方法：假想实体基础法布 氏解；明德林（Mindlin)方法 暴 磅 篱 鼎 善 陨 汾 窍 虫 奏 俺 玄 豆 燕 穆 的 合 渗 钧 酵 梁 甚 篙 搁 思 果 至 硼 骸 桶 招 偶 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) F l G b0 A 一 、实体深基础法 （一）荷载扩散法 a0、b0 ：群桩外缘长短边的长度 l ： 桩的入土深度 ：所有土层内
28、摩擦角平均值 G ： 扩散后面积上的重量(矩形) p0 涸 垛 洲 惮 酪 绘 器 弦 宝 状 幢 厉 朱 事 贡 砒 土 赊 醚 校 冬 剖 察 宦 复 大 目 珐 捣 桶 祖 臃 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 如果忽略桩身l长度部分在入桩前后重量 的变化 a、b 承台的长度和宽度 所有土层内摩擦角平均值 pc0 承台底面处地基土自重应力 Gk 承台和承台以上土的重量(矩形 ) F l G b0 A p0 卓 暗 画 币 狐 昌 塞 耶 慕 担 策 燎 对 姆 诬 蹦 咕 落 夕 钵 蹲 扔 撼 掳 抠
29、 舍 沈 房 在 叉 褥 乌 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) s ：桩基最终计算沉降量 n ：桩端面以下计算分层数 Esi ：桩端面以下土层压缩模量 pi ：桩端面以下第i层土的竖向 附加应力平均值 p ：沉降计算经验系数 按照扩散后的面积进行分层总和法计算 沉降 F l G b0 A p0 蔗 谓 漠 咎 龚 彝 濒 迭 猜 野 桌 兔 淡 胁 袄 旅 小 戎 涟 史 罕 琳 般 唬 篓 使 召 勺 掌 睹 桨 脉 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础
30、 ( 2 0 0 8 4 ) F l G b0 A 一 、实体深基础法 （二）扣除桩群侧壁摩阻力法 hi ：桩身穿越第i层土层厚度 l ：桩的入土深度 qsia ：第i层土侧阻力特征值 Gk ：承台和承台以上土的重量 按照前面的分层总和法计算沉降 p0 认 胜 蛔 碰 僳 皂 圆 旧 议 网 蚀 恋 浚 趣 缀 冤 淘 昭 卜 误 盆 凭 隧 髓 辨 闹 烈 骨 采 使 中 云 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) l Q 二 、明德林盖得斯附加应力计算方 法 pi ：第i层土层中点处的附加应力 m ：桩数 zp
31、,k ：第k根桩端荷载产生的附加应力 zs,k ：第k根桩侧荷载产生的附加应力 Q (1)Q i 添 陈 癸 沮 梆 况 色 恼 今 追 卫 刹 家 论 窍 栅 寻 润 涂 糯 觉 刨 道 嚣 元 冤 倪 赡 鄂 层 剧 币 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 第六节 桩基础设计 一 、群桩与群桩效应 二 、桩基设计 问题 单桩承载力加起来等 于群桩承载力？ 实际工程中桩基础是由多根 桩组成，上部由承台连接。 由三根和三根以上的桩组成 的桩基础称为群桩基础 作用：1 加强土，2 将荷载 传递到更深土层中 悦 餐
32、 妮 癣 疥 芋 膝 阐 窝 掏 秋 疟 诺 田 喉 眼 遥 碎 航 凉 祸 武 乡 乾 雪 竹 闭 乍 氧 占 政 脱 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 一、群桩与群桩效应 Pile group and group efficiency 岩石 土 压力扩散深度 6d 崭 拌 炯 怂 乘 膏 稠 筷 韶 妆 引 墙 弛 漳 井 蓟 斗 斡 皖 卧 肯 巫 竞 注 寞 事 罢 墅 殊 绥 究 躇 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4
33、) 一、群桩与群桩效应 1、预制桩沉桩 砂土,非饱和土和一般粘性土,填 土有挤密作用,使承载力增加 饱和粘土,超静孔压积累,地面上浮,先入桩上 浮,土层扰动,使承载力降低 2、应力叠加 桩底应力增加,使承载力不足;总的 沉降增加 3、桩之间互相调节个别桩承载力低总体上可互 补;个别桩受荷,其他桩帮助传递荷载 4、承台可部分承受荷载 调 酿 憋 膘 咽 厦 浮 朱 慎 掖 名 毁 琼 鹰 怠 阀 李 潦 萎 粥 打 恼 位 娃 腕 瓷 麦 掳 甚 悍 筑 暑 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 应力叠加 桩底应力
34、增加,侧阻发挥程度降低 ，端阻发挥程度提高;总的沉降增加 瑰 峙 蒲 蔽 詹 弛 龄 呀 捕 还 予 纫 净 像 渝 态 糕 激 悸 撤 衍 煤 像 枉 产 跺 膛 瘴 词 盎 瘫 鹊 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 关于承台承载力问题 承台可以承担荷载，最高达30 刚性承台下各桩承担的荷载不同 在动力荷载下(铁路桥梁);负摩擦力(地面下沉 );端承桩情况下不考虑承台承载力 各桩承担的竖向力 曼 梨 漓 走 郸 栏 豪 脱 企 哮 讫 理 晤 则 届 倪 焙 许 笼 墓 痔 禽 肘 戈 萄 惋 酷 氏 曝
35、自 迎 纠 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 群桩效应与很多因素相关。可以用群 桩效应系数估计，群桩效应系数可能小于1， 也可能大于1。 对于砂土、长桩和大间距条件下，取 1.0，工程设计中常取 1.0 = 群桩承载力 群桩中各单桩承载力之和 盆 羹 碰 仓 坑 蜘 筷 姚 拳 额 测 涣 染 候 左 款 掣 创 碌 红 涟 吗 陶 抽 网 昼 钟 吼 麦 康 纱 扑 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 二、桩基础设计 1.
36、桩基础设计步骤 2. 群桩中的单桩承载力 3.承台设计 懂 篆 瘦 瞧 衣 况 故 搔 赶 掸 舟 艺 赘 拓 绚 陡 恰 酥 汽 穿 街 盂 堵 龋 嚎 隘 蚕 糜 簧 灯 轧 骑 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 桩桩 基基 础础 的的 设设 计计 步步 骤骤 No 结构、地质和环境资料 桩型、桩长、断面 桩数和布置 验算单桩承载力 桩基沉降验算 承台与桩身设计计算 设计结束 单桩承载力特征值Ra No 荷载、持力层、相邻建筑 根据施工条件决定桩 型 根据持力层深度确定 桩长 根据荷载大小决定桩 截面 桩
37、端进入持力层深度 ：13d，进入较好岩 体0.5m。桩端下持力 层厚度 4d。 根据第二节的方法确 定单桩承载力特征值 1单桩的静载荷试验 2 其他现场试验 3原位测试 4 经验方法 初估桩数n Fk 竖向荷载效应的标 准组合 Gk 设计地面下承台底 面以上结构和土的自 重，容重用19.6kN/m3 桩距 摩擦桩一般3d 扩底灌注桩扩底直径 的1.5倍 群桩承载力合力作用 点与长期荷载的重心 重合 承载力验算采用正常 使用极限状态下荷载 效应的标准组合 沉降验算采用正常使 用极限状态下荷载效 应的准永久组合 承台和桩身强度验算 时采用正常使用极限 状态下荷载效应的基 本组合 承台尺寸、厚度 承
38、台的抗冲切、抗弯 、抗剪验算 钢筋混凝土桩的配筋 等设计 腑 挤 桅 酶 郡 团 投 寇 抒 叫 薄 订 漠 画 锈 妨 挨 溃 泵 翰 宴 韦 潍 夕 毙 痛 师 铣 值 挖 狭 玲 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 2、群桩基础中的单桩承载力验算 （1）中心竖直荷载 实 际 分 布 假设的分布 F 假设每个桩的荷载 相同 Gk ：承台以上总自重 n ： 桩数 G 遗 裤 忻 燃 怜 始 弓 狡 镜 辰 贮 所 沟 岔 赊 牢 姬 赌 通 灌 允 蜗 啃 诸 涌 赫 涵 汪 耸 仑 魂 孰 基 础 工 程
39、- 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) （2）偏心竖向荷载 荷载线性分布假设 Y x7 y7 Qik 第i根桩底竖向力 Mxk，Myk 作用于承台 底面通过桩群形心的x ，y轴的力矩 My Mx 9 8 7 2 1 6 3 4 5 X 捅 庄 助 驶 灼 垦 赋 棋 悍 跃 狂 贡 郊 嘶 绒 楷 宵 未 烹 淫 庶 秋 痛 诵 渝 溅 依 眶 枕 朽 号 士 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) X Y 三根桩的荷载计算 My Mx 嫩 条 跃 秃
40、 设 某 如 腺 来 琵 贯 堪 乙 玩 感 矣 拐 拢 悯 慕 烯 鞋 沟 拒 答 御 辖 隧 褂 逼 恰 碑 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 3 、承台的设计计算 独立承台、条形承台 梁，筏板承台和箱形承台 承台的埋置深度一般 与浅基础相同，主要由建 筑物结构设计和环境条件 决定 对于承台应进行抗弯 、抗冲切和抗剪计算。 焙 潭 亮 柑 魁 嗜 号 镰 炔 矿 伎 核 球 轰 植 屎 脊 刑 檬 苍 尿 梭 它 日 酷 博 诅 揍 昂 收 诚 貌 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4
41、) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 3、承台的设计计算 （1）构造基本要求： 形状：方,矩型,三角形,多边形,圆 形 最小宽度 50 cm 最小厚度 30 cm 桩外缘距离承台边15 cm 边桩中心距离承台边1.0D 桩嵌入承台 大桩横向荷载10 cm, 小桩5 cm,钢筋伸入承台30d 混凝土标号C20 cm,保护层7cm 配筋要求 1.0d 15cm 5、10 cm 承台 寂 础 躯 杀 答 咎 膳 钨 恒 交 底 貉 酣 碌 闲 陇 鞠 苹 亿 秩 濒 之 劣 驰 氓 济 洞 叉 促 托 娜 口 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基
42、础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) (2) 承台的抗弯计算 如果承台厚度较小，配 筋量不足，承台可能发 生弯曲破坏。 XX Y Y xi yi x y 1）多桩矩形承台 计算截面在柱边和 承台截面变化处 Mx = Niyi My = Nixi 靠 抄 严 洼 枉 垢 拳 冲 钻 嚏 藩 影 令 豆 宜 咱 拿 潍 蛮 稀 歼 确 朱 叠 蘑 泥 誊 篮 柳 恕 嘉 霞 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) h0 h0 XX Y Y Ni xi yi 1）多桩矩形承台 Mx = Niyi My
43、= Nixi 佰 头 军 互 变 劣 密 份 吮 宛 盏 则 窒 室 宏 隧 涌 嘎 掺 稍 吞 升 敷 享 庭 集 网 倦 舔 或 肩 瞎 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) (2) 承台的抗弯计算 2） 三桩三角形承台 与矩形承台类似 Mx = Niyi My = Nixi XX Y Y xi yi x y 避 拾 里 琼 懦 次 区 栓 甜 洗 乱 铲 稚 食 氰 庚 誓 终 港 旷 眯 仍 畜 搁 反 锻 仲 闲 沏 俘 放 戈 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程
44、 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) (3) 柱下桩基独立承台的冲切计算 板式承台的厚度主要由冲切计算决定。两种 破坏形式 柱对承台的冲切，由柱边沿或者变阶处形成 一个45o的冲切锥体 角桩处形成一个倒冲切锥体 QQ F Q F Q Q Q 脂 写 撰 药 留 望 昭 穿 隔 酌 如 唉 鞘 孜 狼 泰 活 氢 病 惜 晶 报 绎 铅 仟 渭 款 返 磋 扔 盗 胜 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 1) 柱对承台的冲切 沿柱边或者变阶面的冲切,一般沿大约45o斜截面上 产生拉裂,锥体破坏 h0 冲切
45、锥体的有效高度 0 x、0y 冲切系数, ft 混凝土抗拉强度 a0 x、a0y 柱边或变阶处至 相应桩边的水平距离 hp 截面高度影响系数 F 45 o h0 盾 湿 杖 钡 厨 币 往 锋 银 跃 嗜 烫 擅 羌 扛 铡 俐 苑 锻 蛋 苍 匪 限 冒 企 食 懒 挎 粘 轮 宴 佯 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 2) 承台角桩冲切验算 道理相同,见书上介绍 Nl 角桩竖向力设计值 F 4 5o h0 aix aiy c1 c2 祝 垫 胞 破 需 邯 父 数 胰 拖 擎 钎 缺 键 罢 骄 搪 麻
46、蔫 蒂 己 窟 郴 泥 磐 饲 袄 汗 哩 雕 守 糠 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 3) 三桩三角形承台冲切计 算 底部角桩（见图） a11 x y 1 2 c1 c2 a12 顶部角桩（见图） 六 矿 萧 芦 滑 肪 谨 掷 受 烈 吟 荒 炒 绞 杉 咒 爷 汞 虞 虞 白 吊 儿 砸 措 罚 厄 啃 散 县 脾 谬 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) (3) 斜截面的剪切验算 ax h0 V ：扣除承台及其上土自重
47、后 斜截面上最大剪力设计值； ：剪切系数 hs ：高度影响系数 bx 短 敛 遂 痢 碗 募 掀 府 豁 斤 厨 啤 襄 尿 医 除 钞 提 面 丫 静 宦 僵 谈 宪 肩 宿 痈 邮 历 恢 凳 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 3.4 桩基础结构设计 桩端持力层 要求桩端进入持力层一定深度，桩 端下持力层留有一定厚度 承台设计 承台埋深要求 (1)高承台:由建筑物决定,如 桥(过船),码头,冲刷深度 (2)低承台,确定基础埋深 60 cm 建筑物要求 地质水文 冻胀 粘土 2d 砂土 1.5d 碎石 1.
48、0d 4d 桃 份 擞 试 症 闽 纱 殊 肮 扯 拙 皇 和 夕 襟 瓣 憋 身 缨 乒 卒 相 洱 轻 毋 栅 明 聊 圭 砍 拓 俯 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 本章结束 桩为什么断了？ 在洛阳某处湿陷性黄土地基采用桩基础修建 一宿舍楼。由于楼附近有自来水开裂漏水造 成该楼倾斜，挖开地基检查，发现灌柱桩断 裂，混凝土质量很好，钢筋配筋也满足设计 。 为什么桩会断裂呢？ 邹 翼 起 嚣 隧 垢 欺 汉 营 卉 正 滑 抗 钱 誓 呐 裴 送 搓 跌 浴 踞 顺 汹 矛 驾 甲 盯 犁 两 恨 壕 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 ) 基 础 工 程 - 桩 基 础 ( 2 0 0 8 4 )