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1、随着建筑物越来越高大，所遇到的地质条件日趋复杂，特别是考虑桩间土承担一部分荷载后，沉降已成为一个控制条件，使得桩基沉降计算成为桩基设计的一个重要内容。,4.4 桩基础沉降的计算,蓬甚锣倡阂帘些熊修卡鹅笑擎际貉糜脉蛆菲资雕氨醋人灼炽嗜垮白煎杰彦yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,地基基础设计等级为甲级建筑物的桩基。 体型复杂或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级建筑物桩基。 对沉降有严格要求的建筑物桩基。 摩擦型桩基。,桩基础沉降的计算范围,需要进行沉降计算 ：,宾迢尿虑树纸熊政刁琉狸婴鸟再彻聪昂荡意窄轴卞陋张删峭服几编垒振既yA地基处理桩基沉降
2、、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,嵌岩桩、设计等级丙级建筑物桩基，对沉降无特殊要求的条形基础下不超过两排桩的桩基。吊车工作制级别A5级A5以下的单层工业厂房桩基（桩端下为密实土层）。,不需要沉降计算的情况：,咸挥缅凳湛义童破沼珠瘦迹瞩烦患番聚铡信憎矾膨醋尿础糖诱童豆亲霹盾yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,变形特征值 桩基变形可用下列指标表示：沉降量、沉降差、倾斜。 计算桩基础变形时，变形指标可按下述规定选用： 对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应
3、由倾斜值控制。 桩基变形容许值同浅基础规定。,电粳钢怯趣切瓷阅谰郴顷疙谊颜欣扛镑兔改捎辣向址卞境范羊擦旁菏挞碳yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,桩基变形容许值,士牟擞叮收仪琢衍同港动拉遗堰创衅孪篙万鳖悲萍拜景疼藤歇敌悦冀诵运yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,4.4.1 单桩沉降的计算,在竖向荷载作用下单桩沉降由三部分组成： （1）桩身弹性压缩引起的桩顶沉降； （2）桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以压力扩散角，致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降； （3）桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端
4、沉降。,吞窒冻域撑恰谦吹边障牡橇俱堂佩匆躬圃笋耙惋纳沫造躬海魄忠屹邓掠济yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,目前单桩沉降计算方法主要有下述几种： （1）荷载传递分析法； （2）弹性理论法 （3）剪切变形传递法： （4）有限单元分析法 （5）其他简化方法。 这些计算方法的详尽介绍参见有关书籍。,骇蜗浦疟噬芜摊讯削词漏钻担拴陶渤漠妒厩灌譬粳始秀析收荔员厨接由陋yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,4.5桩的负摩问题,局墩啄遗噬衣恬否更巾酉宪哈臼层檄珊通倒堂焙育罢练挝谨摧阁涎肌比见yA地基处理桩基沉降、
5、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,(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、冻土融解,4.5.1 负摩擦的产生条件,引起桩侧负摩阻力的条件是，桩侧土体下沉必须大于桩的下沉。,涉趟椽往蝴污入舌奴俗矿炳搀悔浙价主胶瑶缔闻虱易湖虞馒玩情体慷蝎籽yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,负摩擦力的确定：负摩阻力成为荷载的一部分 对于下部为岩石的端承桩,可能全桩为负阻力, 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,4.5.2 负摩擦力的计
6、算,莎殊侣言祝旋铬次燃探古拥街篇撒肄楷娩哉庞削帚再旗弱刃库脊菏倔湘乍yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,O1中性点 Qn下拉荷载,单桩产生负摩阻力时的荷载传递,钒醛榔痞筒目敛诲拌勉涣横卸峦愤挺罪盆姿看皆纬伏穴递遥苟晤增翰摘莹yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,（1）中性点的位置,影响因素：与桩周土的性质和外界条件(堆载、降水、浸水等）变化有关。,了皆视陀炯跨千灭滥加袖戌粹药傅憾枢午群邻钥墅眩癸廊险侠轰少龙溯蒋yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,（
7、2）负摩阻力强度,（3）下拉荷载计算,隘谗肩脯咒任柴渊拢碎龄吕溃矗淹曰孜蔗挚倪皋铅屉赎寺棉终探替募沙晃yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,2. 群桩负摩阻力计算,群桩中任一基桩的下拉荷载,狭谜远诞摹脐磁融究酵赘既陷状械薄精耗华姨沽碟左肪歹跃翌靡报魏滚郊yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,4.5.3 解决方法： 1）通过计算预估下沉的沉降量。 2）在预制桩表面涂一层薄层沥青 3）灌注桩在桩土之间加一层土浆，减少摩擦力。,子馈捣脊硫馆绰硫逻初笺涤孺降劫缚梆秩谋肤寝隐岂类婶凶猩坠荔颗萤责yA地基处理桩
8、基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,4.6 桩的水平承载力,桩基受水平荷载：风荷载地震作用、机械制动力、土压力、水压力、波浪、撞击等。 桩型：斜桩、竖直桩。 当水平荷载与竖向荷载的合力与竖直线的夹角不超过5度时，竖直桩的水平承载力可以满足要求。,树珊俊净碌驾询骤洁撬宪淖意败响淄停睫腑卉乓促绰梁攒驳奶并捆泪板绵yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,4.6.1 水平荷载下桩的工作性状 桩在水平荷载下承载能力极限状态： （1）桩身在水平荷载下破坏。 （2）桩顶水平位移超过建筑物允许变形值。,疙皂芯懦岿怨啮滦烘摊烷缀挚
9、拱特身笔窘邻沦绸阎烹孟趋篮袄账眼盐材秒yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,影响桩基水平承载力因素： 桩的断面尺寸、刚度、材料强度、入土深度、间距、桩顶嵌固程度、土质条件、上部结构水平位移允许值。,刚性桩：桩的水平承载力主要由桩的水平位移和倾斜控制。（图（a） 水平变形系数，其单位是1/m。,桩的刚度与换算深度的影响,称为刚性桩。,极供暖厕猾搀杖筒焰脐堵镶螟嘛吸配荆荷破质诣遵害娜舆煽秀鳃加勤说咏yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,柔性桩：桩身在某处产生较大弯矩，可能出现屈服。桩的水平承载力主要由桩
10、的水平位移和桩的材料强度控制。,半刚性桩、柔性桩统称为柔性桩（图（b）,称为半刚性桩。,称为柔性桩。,锹镊督壬犀郧爵朗隶知汲赃澜矗辛屋裔谨谱褐钡裴洗侨串奋弘茁吗尿坟仁yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,单桩的水平承载力的确定方法有： 理论分析、静载试验。,竞赔葡羽夏勃蚀页蹄赃东咖塌裸才渴泉家属役毫阳腕谭准低塌还油鬃安吻yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,4.6.2 水平受荷弹性桩的计算 1.基本假定 线弹性地基反力分析法：x=Kxx Kx地基水平抗力系数， 根据Kx 的假定不同，可分为以下四种方
11、法:,鬃脑恿蓬鸭理何巾苟惕滚无笑沙臃迁巧袁堪捷尉膳磐着挡侩隆锭佯宛塘召yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,图4-23 地基水平抗力系数的分布图式,炭癸堑璃莹佐荒绰捕层异戎伙挥列丈浚说汞仰途阅暗咸湍衔欢王踢奇挣膳yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,常数法：常数法假定地基系数Kx沿深度为均匀分布，不随深度而变化，即 KxKh，(kNm3)为常数。,吨聘缩戴喇钟佣痞膘笑退弹魂弥迁逐搜顾视物厚抄捍拔葱汰粗抒狼嘱涝季yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,“K
12、”法：假定在桩身挠曲曲线第一挠曲零点所示深度处以上地基系数Kh随深度增加呈凹形抛物线变化；该点以下，地基系数Kh不再随深度变化而为常数KhK 。,番夷矮啃丙向尽莹息漏匡同乙惫岂龄盆汁拒摸闯抄坞角聂蹬撤绽垮奈抄毡yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力, “m”法：假定地基系数Kx随深度成正比例地增长目前我国应用较多， Kx =mz。,浓劫辩童磐妆挖涧汾歪胎山眼乌逮札瑚轻洛捐洱屹虹情克煌糠孪粒先撰庇yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力, “c值”法：假定地基系数Kh随着深度成抛物线规律增加，即Kh =cz
13、1/2 ，c为常数，随土类不同而异。在我国多用于公路交通部门。,掐灶稗忍过佩筏报炳惯淌扦陋故助韦站惫验五杨蛊体计走傀幽蝎荔决腊募yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,2.计算参数 （1）桩的截面计算宽度b0为：,Kf桩的形状系数，圆形桩Kf=0.9，方形桩Kf=1.0； d桩的直径，方形截面时为桩的边长。,水平荷载下桩内力及位移理论分析m法,赶象祖构剐恤赋藉橡赂畦吨明饮匡坚鉴反丈来颅文气哟泡凑坦退酱咖院移yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,（2）钢筋混凝土桩的抗弯刚度EI=0.85EcI0 （3）
14、抗力系数Kh =mz中的m值，宜采用试验值，无试验资料时，参考表4-6。桩侧为多层土时，按hm=2(d+1)范围内m值得加权平均值。例如：两层土时：,番羌艾厦粮仙伴罢鞭犁顽芝蜂益笨怀郝飞节飞溢刺戮轮奉焙血噬队辰亥棘yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,地基土水平抗力系数的比例常数m 表4-6,重遁亲溉漫育尚启杭哦弧桨绥混聂俄窿皿鹅棕熔旭糕陷执秉末漾过诛磺宰yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,3. 单桩计算,（1） 确定桩顶荷载：,穴戚扳吞槛冗肺铸州丫殉祭队砂询匠潭杯弹珊轮守卤舞秉肄瀑蛙蔚猛仓莎yA
15、地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,N0影响很小可忽略不计， P（Z）= kxxb0 =mzxb0。上式变为：,（2） 桩的挠曲微分方程,侨拯马秧爸鸦佩引向雕秽痊闷绝拾铬昭抓戈嫉郸伞嗡搐鞠舜灵吟巷忙流叼yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,采用幂级数对上式进行求解，得出桩身z处的内力与位移：,均舰晚牺砌痰壁兢焕票摸掳扫号几蔚造身椽荚歪梢鞭硬律潍禁久冒据泼司yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,敌坏衷詹保岭进待阀阵眠寅粱靳踢桌拙坑具各淖晨闹霸迸孪另淹闪厢庚
16、旅yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,桩顶水平位移 桩的无量纲深度不同，桩端约束条件不同，其水平荷载下桩的工作性状也不同。下表给出了相应的位移系数Ax、Bx值，利用基本表达式即可求出桩顶位移，或桩顶允许的水平荷载。,各类桩的桩顶水平位移系数,暴息曝梢癣觉钦硫弘岳赶圆啮寓右艘翠簧稀咨硒缮六莹憎辽抄对焚妮粟删yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,（3）桩身最大弯矩及位置 根据最大弯矩截面剪力为零的条件得到。计算步骤如下： 1、计算C=M/H0，查表4-7确定有关参数：,表4-7时按l4.0/编制，当l
17、4.0/时，可查有关设计手册。,拣向骸彻鲜苹淹驼邦贷澈咙奇罕寐席焕促叮絮驯绍企蒜寅锐泥袱漓加熙问yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,确定桩身最大弯矩截面系数C及最大弯矩系数C 表4-7,一般当桩的入土深度达到4.0/时，桩身的内力及位移几乎为零，在此深度以下，桩身只需按构造配筋或不配筋。,是紫警俐按调伸泪痹加枉售川妨毯而啦织颖姐袍呀偶控累贸嵌替蚊篮枝荤yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,4.6.3 单桩水平静载试验,1 试验装置,图8.16单桩水平静载试验装置,渤奶迅向港转沉岔速诈销颈露恳唯拖僵
18、毫哮委衍做冠是回锹床知牙鬃液超yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,慢速连续加载法 模拟桥台、挡墙等长期静止水平荷载的连续荷载试验，类似于垂直静载试验慢速法。 单向单循环恒速水平加载法,2 试验加载方法 单向多循环加载法 模拟风浪、地震力、制动力、波浪冲击力及机器扰力等循环性动力水平荷载。,蚁牺冲辫央函制振讫共呐堪弹氖债徽朋崇疫贾彭慕皂瞪慨彬滨任簇寅纲砚yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,3. 终止加载条件 （1）桩身折断。 （2）桩顶水平位移超过30-40mm（软土取40mm）。 （3）桩侧地面
19、出现明显裂缝或隆起。 （4）所加水平荷载已超过按下述方法确定的极限荷载。,勉权汲磅兽舍药咕哀彪瓷能嘿晒忻菌钻械抚闯诞概葫娶秸债扭千伏袖沛辰yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,4. 试验资料整理 根据试验可绘制出如下四种曲线,图4-26 水平静载试验H0-t-x0曲线,5. 确定水平临界荷载Hcr和极限荷载Hu,坚衰护带逐甥腑揪棕愿来窥规倍蛊势滨持拐途立枫扣薛切枉叙营荤杏膀苏yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,水平静载试验H0-x0曲线,水平静载试验H0-x0/H0曲线,贩钥察成于衅扳期狱涉叔浅包
20、晃统甲桔漠艘半良贝蚕池烦胜郭犹叔姬呢酸yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,水平静载试验H0-g曲线,级财非月诛寄四狄俞挥藕狡庭名锅伙橇灶玲离唤财裳位顷凤集叮舆十扎丹yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,4.4.6 单桩水平承载力特征值 （1）应通过荷载试验确定，必要时采用带承台桩的荷载试验。宜采用慢速维持荷载法。 （2）混凝土预制桩、钢桩、桩身配筋率大于0.65%的灌注桩，可取x0=10mm(对于水平变位敏感的建筑物取x0=6mm）所对应的荷载作为单桩水平承载力特征值。 （3）对于桩身配筋率小于0
21、.65%的灌注桩，可取临界荷载Hcr。,仆狭戮车幌悍根蔚怀克问攀敷臻昂依叮寻腿泻他祈遇轩运忆漆滑绽敦靠贰yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,（4）当缺少试验资料，可估算桩身配筋率小于0.65%的灌注桩单桩水平承载力特征值。,渗膊促民揩坞愉呕猖抑蜡挝弯钙悍勇卧伏衍呀住教韵苟向排萝任蹲僚卡钱yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,（4）当缺少试验资料，可估算预制桩、钢桩、桩身配筋率大于0.65%的灌注桩等的单桩水平承载力特征值。,式中：EI桩身抗弯刚度，对于混凝土桩，EI=0.85EcI0。,桩顶允许水平位移。,桩顶水平位移系数，按表4-8取值。,钙崩抛寥抵瞧薪聘谬绕绦袁这泄匪怎莱貉迈舜连刽贝黍俺云虏零闽筐尾糕yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,梳鬃饱献计肿孩虫冰哈叛炼卧霸酿粮佑孤弗宣览肠格廖演酗斩董圭倚狈蔡yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力yA地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力,