哈工大土力学桩基础.优秀PPT.ppt

《哈工大土力学桩基础.优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈工大土力学桩基础.优秀PPT.ppt（79页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第八章 桩基础 8.1 概述一、桩基的组成由设置在土中的若干根杆件和其中的连接件（承台）组合在一起其同受力的一种基础形式。常用于浅层土体条件不好、承载力不能满足或对变形有特殊要求的状况下；软土硬土承台桩二、桩基础的特点桩基础承载力高、变形小，即可承受竖向向下的荷载，也可以承受竖向向上的荷载、亦可承受水平力。常用在下列场合：1.不允许地基有过大沉降和不匀整沉降的高层建筑物和其 它重要建筑物；2.重型工业厂房和荷载过大的建筑物；如仓库、料仓等；软土3.对烟囱、输电塔等高耸结构物，宜接受桩基础承受较大的上拔力和水平力或用于防止倾斜等；4.对精密或大型设备的基础，须要减小基础的振幅、减弱基础振动对结构

2、的影响、或应限制沉降或沉降速率时；5.懦弱地基上或某些特殊土中的各类永久性建筑物或以桩基作为地震区结构的抗震措施时；也就是说：桩除了能上部结构的荷载传到持力层外，还可反抗上拔力和倾覆力、亦是抗地震液化的重要手段；同时，桩基础的变形很小，可以作为对变形有特殊要求的建筑物或者是对变形有特殊要求的设备基础。8.2 桩的类型目前，建筑工程中遇到的都是低承台下的竖直桩。而道路、桥梁中多用高承台桩，当水平荷载过大、仅靠竖直桩承受有困难时，也可将部分桩斜向设置，形成抗侧向力的桩。低承台桩高承台桩带斜桩的高承台桩一、按施工方法分预制桩1.钢筋混凝土预制桩一般钢筋混凝土预制桩预应力钢筋混凝土预制桩其优点是施工质

3、量易保证，桩的承载实力较高；缺点是奢侈钢材和混凝土；锤击法施工时，噪声大，影响四周环境。断面形态；圆形多边形矩形国内接受的多为等截面竖直桩前苏联在上个世纪的70年头锥形桩螺旋桩预制桩的接桩（长）现场预制时，每节桩的桩长L2530m 打桩架高度限制工厂预制时，每节桩的桩长L12m运输车辆和现场道路状况限制单节桩长不够时，现场接桩QQQ打扩桩施工示意图钢板、角钢焊接法现场地面法兰盘连接法现场地面硫磺胶泥锚固法现场地面现场地面钢板、套筒插销连接法硫磺：水泥：砂：780建筑胶 44：11：44：1钢筋混凝土预制桩的吊装与吊立两点吊装qM1M1M2M1=M2 2q桩每延米自重；K吊装动力系数，常取K=1

4、.31.5；0.207L0.207LL一点吊立qM1M2M1=M2 2q桩每延米自重；K吊装动力系数，常取K=1.31.5；0.293LL2.钢桩常用的有开口或闭口钢管桩以及H型桩，钢管桩的直径一般为250mm1200之间，长度从十几米到几十米。3.木桩桩长常为46m，尾径一般，为防止腐烂，桩顶应打入水下至少0.5m。灌注桩在设计位置上用机械干脆开孔、放钢筋笼、浇混凝土而成。这种桩的优点是节约钢筋，不须要考虑吊装、吊立、沉桩等要求，只需依据运用期间的内力配筋即可，桩长随意，不须要截桩，施工便利，受季节性干扰小，冬季、雨季均可施工。从施工方法上看，大体上可分为沉管桩和钻、冲、挖孔灌注桩两大类。1

5、.沉管灌注桩把一个带有活瓣的钢管或带有预制塞头的的钢管,靠锤击或振动将其沉到预定标高,放钢筋笼、浇混凝土、振捣、拔管而成。常用桩径为300500桩长一般不超过20m特点是速度快、成本较低施工时，简洁出现缩颈（桩身截面局部缩小）、断桩、局部夹土、混凝土离析和强度不足等质量事故。1 12 2(a)(a)(b)(b)桩靴示意图桩靴示意图(a)(a)钢筋混凝土钢筋混凝土 桩靴桩靴;(b);(b)钢活瓣桩靴钢活瓣桩靴 1-1-桩管桩管;2-;2-活瓣活瓣C30C30缩颈常发生在懦弱土层与硬土层的交界处或懦弱土层中，打桩时，在这些地方引起孔隙水压力，且侧向压力大小不同，水压力消散时挤向桩身，混凝土初凝时几

6、乎没有强度；此外拔管速度过快、管内混凝土量不足，也简洁造成缩颈；断桩常发生在地表下一步23m处，主要是邻桩或其它振动作用的水平力过大以及各种缘由使土体向上隆起作用形成的拉力而形成，特殊是在混凝土初凝或强度甚低时施工邻桩、大量挤土，更易造成。鉴于此，施工时应严格按操作规程施工。2.内击式沉管桩（弗朗基桩）地面上竖起一个1.21.5m高的钢套筒，其上用钢丝绳拉住；筒内放入约1.0m高的碎石或素混凝土，用吊锤反复锤打，使其在筒底形成一个硬“塞头”，以后靠反复锤击这个硬“塞头”带动钢套筒下沉。沉到预定标高后，吊住钢套筒，浇混凝土后接着锤击，使塞头脱出筒口，形成扩大的桩端，锤击形成的扩大头直径可达桩身直

7、径的23倍；当桩端不再扩大时起先放入钢筋笼、浇混凝土，同时边提升套筒边锤击，直到所需高度为止。3.钻、冲、磨孔灌注桩接受钻机钻孔，把桩身位置的土排出地面，然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，最终浇灌混凝土而成。如遇孤石等障碍物无法钻进时，可用冲击式钻机或带有磨头的钻机磨碎或击碎孤石、成孔；亦可用回转式机具开孔，并在适当的位置扩孔。这种钻、冲、磨孔桩，桩径小的可为300400mm，桩长510m，大的可达600、800甚至是23m，桩长可以是1030m，深的可达60m，对于大孔径桩，常接受泥浆护壁，然后清孔、排渣，水下导管浇混凝土等工艺。4.人工挖孔桩直径不宜小于1.0m，最小不得小于0.8m，每挖1.

8、0m时，用弧形钢板支护做模，浇一圈素混凝土护壁，(厚约100mm）一般状况下，桩长以不超过30m为宜。在哈尔滨地区，也有接受钢筋撑加五彩布护壁的。施工时，人下到孔中操作可能会遇到流砂、塌孔、有害气体、缺氧、触电和上面掉下重物等危急事故，故应严格按操作规程中的有关规定执行。，挖孔桩的优点是：可干脆视察地层状况，孔底土易清理干净，设备简洁，噪声小，场区各桩可同时施工，桩径大，适应性强。二、按设置效应（挤土效应）分由于桩的设置方法不同，挤土作用的强弱也不一样，由此引起的桩周土体自然结构、应力状态和性质变更也不一样，桩的承载力和变形性质也不相同，这些统称为设置效应。按设置效应的不同，可分为：1.大量挤

9、土桩实心的打入桩、沉管桩、振动沉桩等都须要将桩位处的土全部排开，从而使桩周土的结构严峻扰动破坏，发生重塑现象。粘性土重塑后，强度明显降低、过一段时间又可复原一部分；而原来处于疏松和稍密状态的无粘性土，其抗剪强度则可提高。2.小量排土桩底端开口的钢管桩、H型钢桩和薄壁开口的预应力钢筋混凝土桩等。打桩时，稍有挤土用，但对土的承载力及变形性质影响不大，由原状土测得的物理力学指标一般仍要可用于估算桩基承载力。3.不排土桩先钻后打入的预制桩、钻孔或挖孔桩，在成孔过程中，孔中土体被清除掉，不存在前述的设挤土效应，而且桩周土还可能向桩孔移动，因此相比之下，不排土桩的承载力常有减小的趋势。由于问题的困难性，在

10、不同的地质条件下、按不同的设置方法，设置的桩所表现出的性状是不同的；目前工程设计中，还只能是大致的考虑这种设置效应问题。三、按运用功能1.竖向抗压桩2.竖向抗拔桩3.水平受荷桩4.复合受荷桩亦可分为：基础桩、支护 桩、抗滑桩四、按桩径大小：1.小桩；d250mm，如树根桩、静压桩。2.中等直径桩：250mm d800mm。3.大直径桩；d800mm，多为灌注桩或 钢管桩。五、按荷载传递特征（承载性状）分1.摩擦桩2.端承桩端承摩擦桩摩擦桩摩擦端承桩端承桩六、按桩身材料分：1.钢筋混凝土桩2.钢桩3.组合材料桩，如钢管混凝土桩 8.3 单桩轴向荷载的传递一、端承桩与摩擦桩1.端承桩：在极限承载力

11、状态下，桩上荷载通过桩端土 的支撑力来传递，这 样的桩称为端承桩。2.摩擦桩：在极限承载力状态下，桩上荷载通过桩身侧 面的摩擦作用传递给 桩周土层，这样的桩 称为摩擦桩。软土层岩石软土层软土层QQ实际工程中的土层，往往不是很硬、也不是很软，在桩的总承载力中，端阻、侧阻都不能忽视；一般土层按荷载分担比例的不同，分为端承摩摩擦桩和擦桩和摩擦端承桩端承桩两个亚类。只有当桩身极短(一般L/d10)、桩侧土很软、桩端土极硬的状况下，才可以认为是端承桩；端承桩的特点是沉降量很小，主要来自桩身的弹性压缩。只有当桩身很长、桩侧、桩尖土都很软时，桩的受力才为摩擦桩。端承摩擦桩：摩擦桩：以摩擦为主、端承为辅；摩擦

12、端承桩：端承桩：以端承为主、摩擦为辅；二、桩身截面轴向力在桩顶竖向荷载作用下，桩身截面将产生轴向力和竖向位移，由于竖向位移，桩身侧面与土之间要产生摩擦力；随桩顶荷载的增加，桩身轴向力和桩侧摩阻力都要发生变更。一般状况下，桩身轴向力随深度的增加而减小；QQLNzQL桩身截面的位移由两部分产生：1.荷载作用下桩身的刚体位移2.桩身压缩量按材料力学公式知，桩顶的压缩量最大，z三、桩身截面的位移四、桩身表面正摩阻力摩阻力的方向与桩、土之间的相对位移趋势有关；荷载作用下，桩和桩周土都要下沉（沉降位移），一般状况下的桩基，荷载作用下，桩周土沉的慢、桩沉的快，桩身全部截面的位移均大于桩周土相应点的位移，桩周

13、全部土体均会阻挡桩的下沉，这时摩阻向上，称为正摩阻（擦）力。摩阻力的大小与桩侧法向力和桩身表面各点的位移有关。桩侧法向力的大小取决于桩周的挤土效应，自然状态下，土中某点的水平向应力大量排土桩和小量排土桩是在此基础上进一步挤土形成的，随着其挤土效应的增加，其法向应力应比自然状态下的应力值x大，但最大不会超过被动土压力值 ，不排土桩是在此基础上挖土形成的，挖土后，孔壁上的土会向孔内膨胀、减压，其法向应力应比自然状态下的应力值x小，但最小不会小于主动土压力值 ，发挥极限摩阻力所需的位移与土层性质、桩长、桩径、施工工艺、成桩质量等均有关，一般状况下，粘土：510mm；砂土：1020mm；摩擦桩较小，端

14、承摩擦桩稍大，摩擦端承桩更大，端承桩最大发挥极限端阻力须要更大的位移，一般为桩端直径的10%25%，与土层性质、上覆荷载大小、桩径等均有关；硬粘土中值较小。QLz在近地面处，虽然位移最大，但法向压力为零，所以其摩阻力必为零，以后随深度而增大；到确定深度达到最大值后，变小，最终稳定在某一值上。五、桩侧负摩阻力产生条件：桩身某点位移小于土层中相应酬点的位移。即从相对位移的角度上看；相应于桩不动、土下沉的状况，此时桩身上的摩阻力向下，称为负摩阻力。桩周土层中各点的位移随深度而快速衰减，地面点的沉降量是下部各土层全部点沉降量的叠加，沉降量最大的点是地表面。123456而桩身各点的沉降量差异与桩周土层各

15、点的沉降差异相比要小很多。这样在确定条件下，在桩的上部，就可能出现桩沉的慢、土沉的快，土带动桩下沉的现象；而在桩的下部，确定是桩沉的快、土沉的慢，桩带动土下沉。所以负摩阻力仅能在桩身的上部出现。QLzz桩周土的位移桩身位移相对位移为零（中性点）（-）（+）Nz下拉荷载桩身正摩阻力之和。下列状况均可引起负摩阻力：1.桩周位于欠固结的软粘土或新填土在自重作用下产生固结；2.大面积的地面堆载使桩周土层压密；3.正常固结或弱超固结软粘土地区，地下水大面积下降（如长期抽取地下水），引起有效应力增加；4.自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷；5.打桩时的挤土作用导致邻桩抬升；8.4 单桩竖向承载力的确定一、单桩竖

16、向极限承载力标准值的确定1.静载荷试验确定单桩竖向极限承载力标准值试验桩锚桩加载横梁（反力梁）千斤顶百分表百分表支架QS二、静力触探法用一圆锥形的金属探头，用静力将其匀速其压入土中，依靠电测技术，测出金属圆锥体侧面上的摩阻力和端阻力，依据其摩阻力和端阻力确定桩侧摩阻力和端阻力，从而确定单桩竖向极限承载力标准值。依据金属探头内所装电测桥路的不同，有单桥探头和双桥探头之分。单桥探头只有一个电测回路，只能测出总阻力（侧面上的摩阻力和端面上的端阻力之和），然后依据阅历进行二次分解；双桥探头装有两个电测回路，能同时分别测出侧面上的摩阻力和端面上的端阻力；三、阅历参数法L1L2L3LQuk其中：单桩竖向极

17、限承载力标准值；桩侧总极限摩阻力标准值；桩端总极限端阻力标准值；桩身截面周边长度；桩侧第i层土极限摩阻力标准值；桩端极限端阻力标准值；桩身横截面的水平投影面积；四、按土的抗剪强度指标确定以土力学理论为基础，通过简化了的模型，在土体抗剪强度指标的取值上考虑了理论公式中所无法概括的某些因素，提出了单桩极限承载力的计算公式，属于一种半理论、半阅历的结论。五、动力测试法应用物体振动波传播理论，确定桩的承载力以及检验工程桩桩身完整性的一种方法。在我国大约已有二十多年的历史，取得了一些成果，已编制成规程。从实际状况来看，用于检验工程桩桩身完整性还可以，用于确定桩的承载力还存在着较大的误差。以上讲的全部方法

18、中，在现阶段条件下，以静载荷试验最符合实际，其它方法只能作为参考或对比用，此处的对比是指用载荷试验完成后，为积累桩承载力资料，可在同样的场地上做其它的试验，用此试验资料与载荷试验资料对比，找出其中的相关关系，在大量实际对比资料的基础上，可找出用于本地区的其它方法（除载荷试验外）与桩承载力之间的相关关系，达到在后续项目中，少做静载荷试验的目的。规范规定：单桩竖向承载力应通过试验确定。同一条件下的试桩数量，不宜少于总桩数的1%，且不应少于3根。地基基础设计等级为丙级（或三级）的建筑物，可接受静力触探及标贯试验参数确定单桩竖向承载力。初步设计时，单桩竖向承载力可按下式估算：二、基桩竖向承载力设计值的

19、确定1.群桩效应前面介绍的均是单桩的受力特征；事实上一个建筑物下是数十根或数百根桩共同工作；即使是一个基础下，也可能是几根桩或十几根桩共同工作。QQQ由于应力相互叠加的原因，群桩承载力一般要小于单桩承载力之和；或者说在群桩承载力等于组成该群桩的各单桩承载力之和的条件下，群桩的沉降量要大于单桩的沉降量。成桩过程中要发生挤土效应，从挤土效应上看，单桩的挤土效应明显的要小于群桩的挤土效应，挤土效应越强，则承载力就应越高；从这一点上看：群桩承载力一般又会高于各单桩承载力之和；挤土后桩周土体要受到扰动；扰动效应越强，土的承载力损耗的就越多，从这一点上看，群桩承载力一般要小于单桩承载力之和；但扰动后强度降

20、低对粘性土明显，对砂土、碎石土基本无影响。因此在砂土、特殊是松散的砂土、碎石土上设置大量挤土桩，随桩数的增加，挤土作用越来越强，群桩承载力明显高于各单桩承载力之和；而在粘土中则不确定。此外，承台的存在也供应了确定的承载力。考虑这些因素后，建筑桩基技术规范接受了如下的表达式计算桩基竖向承载力设计值：对于端承桩或桩数少于3根的非端承桩桩数多于3根的非端承桩端阻、侧摩阻可分时端阻、侧摩阻不行分时端阻、侧摩阻不行分时端阻、侧摩阻 可分时其中：R基桩或复合基桩竖向承载力设计值；桩侧阻抗力分项系数；桩端阻抗力分项系数；桩侧阻、端阻综合抗力分项系数；承台底土抗力分项系数；桩侧阻群桩效应系数；桩端阻群桩效应系

21、数；桩侧阻、端阻综合群桩效应系数；承台底土抗力群桩效应系数；相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力 标准值；且承台底面以下1/2承台宽度的深度范围内（5.0m）地基土极限阻力标准值；n桩数；Ac承台底地基土净面积；以上讲的仅仅是按土的支撑力确定，除此之外，桩本身也应具有足够的承载力，一般状况下的钢筋混凝土桩，桩近似的按轴心受压杆件计算；由于桩本身的工作环境与受力和上部结构有所不同，应将其乘以一个工作条件系数，建筑桩基技术规范混凝土干作业非挤土灌注桩：泥浆护壁和套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩：N桩基中任一基桩或复合基桩桩顶竖向压力设计值；混凝土预制桩：建筑地基基础设计规范8

22、.5.9条 桩轴心受压时，预制钢筋混凝土桩：灌注桩：水下灌注桩或长桩时取低值。Q相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值。8.5 桩基础设计一、桩的类型和桩长的选择1.桩的类型依据工程的具体状况、建筑场地的地质条件、上部结构的性质加以综合考虑，并应照看到施工的便利与可能；如土中存在着大量的块石或金属残渣时，就不宜接受预制桩，因为打桩困难，而宜接受冲击钻或磨头钻机开孔的灌注桩；如土中存在着淤泥或者是松砂夹层，施工时易塌孔，假如施工时没有钢管护壁的话，可能就不宜接受灌注桩；地下水位较高时，如不接受泥浆护壁，就不宜接受灌注桩，若土质过软，虽有泥浆护壁，但不能清孔，若不接受水下灌注混凝土方案，也不宜

23、接受灌注桩。城内居民区、政府机关旁边，锤击法沉桩时噪声大，就不宜接受锤击法沉桩的预制桩；软土地区，地下管道、地下设施密集时，也不宜接受强挤土效应的预制桩，但可接受钻打结合的预制桩。2.桩长的选择一般应选择硬土层作为桩端持力层，桩全断面进入持 力层的深度，对于粘性土、粉土：不宜小于2d，砂土 不宜小于1.5d，碎石类土：不宜小于1.0d，对抗震设防区桩基，桩进入液化层以下稳定土层中的长度（不包括桩尖部分）应按计算确定，对于粘土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d，碎石土不宜小于1.0d。且对砂石土、碎石土、砾、粗、中砂、密实粉土、坚硬粘性土尚应不小于500mm，对其它非岩石类土，尚应不小于1

24、.50m。无懦弱下卧层或持力层较厚、且施工条件允许时，桩端全断面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度。桩端阻力的临界深度是指桩端阻力随桩端进入持力层深度的增加而增大的一个界限值；当桩端进入到持力层的深度超过该临界深度后，桩端阻力不再有显著的增加或不再增加。将桩端设置在临界深度处，有利于充分发挥桩的承载力。依据Meyerhof (1978)和Vesic(1967)等人的探讨结果，临界深度与桩径、上覆土压力、砂土相对密度、孔隙比、液性指数等有关。砂土与碎石类土，临界深度约为（310）d，随密度的提高而增大；粉土与粘土，临界深度约为（26）d，随土的孔隙比和液性指数的减小而增大；当桩类下有懦弱下

25、卧层时，桩类下持力层的厚度应不 小于4.0d，一般状况下，桩尖不宜放置在软粘土层中；为削减不匀整沉降，同一建筑物中应避开同时接受摩擦 桩和端承桩（用沉降缝分开者除外），同一基础下，进 入到坚实土层中的桩尖标高差不宜超过桩的中心距，摩 擦桩不宜超过桩长的1/10；二、桩的根数及布置1.桩的根数轴心荷载作用：F作用于桩基上的竖向力设计值；G桩基承台和承台上土自重设计值（自重分项系数当 其效应对结构不利时取1.2，有利时取1.0），并应 对地下水以下部分扣除水浮力。R桩基中基桩或复合基桩的竖向承载力设计值；n桩数；偏心荷载作用试算法：先按中心荷载估算、并按弯矩大小适当增加，初定后按验算结果确定。2.

26、桩的布置原则：桩群重心尽量与外荷合力作用点重合，偏心 距过大时，应尽量布置成“外密内疏”的型式，以增加 其惯性矩；2.桩距Sd（中心距）桩距过近，相互影响，应力叠加严峻，过远增大承台体积和配筋。工程实际中，与桩的设置效应（挤土效应）、桩数、受力特征、土质条件、施工方法等有关。一般的独立基础，常按规范允许的最小桩距选取；条形基础，按计算制定，但不得小于规范允许的最小桩距，且条形基础下，尽量接受单排桩。预制桩，允许的最小桩距为Sdmin=(3.5)d灌注桩，允许的最小桩距为Sdmin=(2.54.0)d3.布置有规律 的几何 图形按荷载状况随意布置为了削减承台内的弯矩，应尽量在墙、柱下布桩，少在洞

27、口下布桩。墙承台桩墙承台桩1.05LoNjmaxNjmax 桩顶净反力设计值Lo洞口净跨三、桩基础计算承载实力计算1.桩顶作用效应轴心竖向力作用下：偏心竖向力作用下：F作用于桩基承台顶面上的竖向力设计值；G桩基承台和承台上土自重设计值（自重分项系数当 其效应对结构不利时取1.2，有利时取1.0），并应 对地下水以下部分扣除水浮力。n桩数；N轴心竖向力作用下桩基中任一基桩或复合基桩桩 顶竖向压力设计值；Ni偏心竖向力作用下第i根基桩或复合基桩桩顶竖向 压力设计值；Mx作用于承台底面通过桩群形心的x 轴的弯矩设计值；My 作用于承台底面通过桩群形心的y轴的弯矩设计值；xi、yi 第i根复合基桩至x

28、、y轴的距离；假如有水平荷载，则H作用于承台底面的水平力设计值；H1作用于任一基桩或复合基桩的水平力设计值；2.承载力计算a.桩基竖向承载力计算荷载效应的基本组合：轴心荷载作用偏心荷载作用建筑桩基重要性系数，对于建筑桩基平安等级为一、二、三级时分别取o=1.1、1.0、0.9；对于桩下单桩 按提高一级考虑，对于桩下单桩的一级建筑桩基 o=1.2；当上部结构内力分析中所考虑的o与此处 规定一样时，则作用效应项中不再代入o计算，不 一样时，应乘以桩基与上部结构o的比值。R桩基中基桩或复合基桩的竖向力设计值；安全等级 破坏后果 建 筑 物 类 型 一 级很 严 重重要的工业与民用建筑物，对桩基变形有

29、特殊要求的工业建筑物 二 级严 重 一般的工业与民用建筑 三 级不 严 重 次要的建筑物建筑桩基平安等级地震效应组合：轴心荷载作用偏心荷载作用b.桩基水平承载力计算一般建筑物和水平荷载较小的高大建筑物单桩基础和群桩中的复合基桩应满足：H1单桩基础或群桩中复合基桩桩顶处的水平力设计值；Rh1单桩基础或群桩中复合基桩的水平承载力设计值；地震效应组合下，Rh1的值应提高25%，即在前述 的基础上，乘以1.25的调整系数。承受水平荷载较大的带地下室的高大建筑物桩基，可考虑承台、桩群、土的共同作用，按弹性理论的“m”法计算。桩基沉降验算对于桩中心距小于或等于6倍桩径的桩基，其最终沉降量计算可接受等效作用

30、的分层总和法。等效作用位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加应力近似取基底平均压力。等效作用面以下的应力分布接受各向同性的均质直线变形体理论。计算模型如图所示，桩基内任一点的沉降量可用角点法按下式计算：B1A1L第i层S桩基最终沉降量；桩基沉降计算阅历系数；当无当地阅历时，非软土地区和软土地区桩端有良好持力层时，取=1.0，软土地区且桩端无良好持力层时，当桩长L25.0m时，取=1.7，当桩长L25.0m时，取=(5.9*L-20)/(7*L-100)桩基等效沉降系数；与桩的布置形式、桩径、承台 尺寸、总桩数等有关的系数；S按分层总和法计算出的桩基沉降量；m角点法计算时，对应

31、的第j块矩形底面长期效应组合 时的附加压力；n桩基沉降计算时计算深度范围内所划分的土层数；Esi 等效作用底面以下第i层土的压缩模量，接受地基土在 自重压力至自重压力加附加压力作用时的压缩模量；桩端平面以下第j块荷载作用面至第i层土底面的距离；桩端平面以下第j块荷载作用面至第i层土顶面的距离；桩端平面以下第j块荷地载计算点至第i层土底面深度 范围内平均附加应力系数；桩端平面以下第j块荷地载计算点至第i层土顶面深度 范围内平均附加应力系数；对常见的矩形基础，其沉降计算公式可简化为矩形基础中心点a、b为承台长、短边尺寸；矩形基础角点此时桩基沉降计算时，应考虑相邻基础荷载的影响，接受叠加原理计算；桩

32、基等效沉降系数可按独立基础计算。当桩基形态不规则时，可接受等代矩形面积计算等效沉降系数，等效矩形的长、宽比可依据承台实际形态确定。桩基沉降计算深度Zn按应力比法确定，一般取z=0.2*c；按建筑桩基技术规范(JGJ 9494的规定，下列建筑桩基应验算变形：1.桩端持力层懦弱的一、二级建筑桩基以及桩端持力层为粘 性土、粉土或存在懦弱下卧层的一级建筑桩基，应验算沉 降，并宜考虑上部结构与基础的共同作用；2.受水平荷载较大或对水平变位要求严格的一级建筑桩基应 验算水平变位；另外，对建于粘性土、粉土上的一级建筑桩基及软土地区的一、二级建筑桩基，在其施工过程及建成后运用期间，必需进行沉降观测直至沉降稳定

33、。三、承台设计承台设计包括确定承台的材料、形态、高度、底面标高和平面尺寸以及弯、剪、压、冲切等承载力计算，并应符合构造要求。承台构造要求承台最小宽度不宜小于300mm，承台边缘至边桩中心的水平距离不宜小于桩的直径或边长，且边缘挑出部分不应小于150mm。对于条形承台边缘挑出部分不应小于75mm。条形和柱下独立承台的厚度不应小于300mm。筏形、箱形承台板的厚度应满足整体刚度、施工条件及防水要求，对于桩布置于墙下或基础梁下的状况，承台板厚度不宜小于250mm，且板厚与计算区段最小跨度之比不宜小于1/20。柱下单桩基础，宜按连接柱、连系梁的构造要求将连系梁高度范围内桩的圆形截面改成方形截面。承台混

34、凝土强度等级不宜低于C15，接受级钢筋时，混凝土等强度等级不宜低于C20，承台底面钢筋的混凝土爱护层厚度不宜小于70mm，当设素混凝土垫层时，爱护层厚度可适当减小（一般不小于40mm），垫层厚度宜为10mm，强度等级宜为C7.5。承台的配筋除满足计算要求外，还尚应符合下列规定：柱下独立桩基承台的受力钢筋应通长配置，矩形承台板配筋宜按双向匀整布置，钢筋直径不小于10，间距应为100200mm，对于三桩承台，应按三向板带匀整布置，最里面的三根钢筋相交围成的AAAABBBB三角形应位于柱截面范围以内。桩顶嵌入承台内的长度对于大直径桩不宜小于100mm，中等直径的桩不宜小于是50mm，混凝土桩的桩顶主

35、筋应伸入承台内，锚固长度不宜小于30d，对于抗拔桩，不宜小于40d，d为桩内主筋直径，预应力桩可接受钢筋与桩头钢板焊接的连接方法。承台之间的连接宜符合下列规定：柱下单桩宜在两个相互垂直的方向上设置连系梁，当桩、柱截面面积之比较大（一般大于2）且柱底剪力和弯矩较小时可不设连系梁。两桩桩基的承台宜在其短向设置连系梁，当短向的柱底剪力和弯矩较小时，可不设置连系梁。有抗震设防要求的柱下独立桩基承台，纵横方向宜设置连系梁。连系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高，连系梁宽度不宜小于200，其高度可取承台中心距的1/101/15；连续梁配筋应依据计算确定，不宜小于412，承台埋深应不小于600，在季节性冻土上，

36、其承台埋深及处理措施，应按现行建筑地基基础设计规范中的有关规定执行。连系梁的计算：一般以柱底剪力作用于梁端，按受压确定其截面尺寸，按受拉确定配筋。在地震区，也有接受这样粗略估算法的，取柱轴向力的1/10为梁端拉、压力确定配筋和截面尺寸。连系梁承台计算承台需进行受弯、受剪及冲切计算。受弯计算：y垂直x轴、y轴方向计算截面处的弯矩设计值；、垂直 y轴、x轴方向自桩轴线到相应计算截面 的距离；、扣除承台和承台上土自重设计值后第i根桩竖向净 反力设计值，当不考虑承台效应时，则不第i根桩 总反力设计值；三桩承台，弯矩计算截面取在柱边，弯矩按下式计算：计算弯矩截面不与主筋方向正交，需对主筋方向角进行换算。

37、留意承台有效高度ho的取值ho=h-as,其中as应扣除桩顶贯入承台内的高度。地基基础设计规范等边三桩承台M由承台形心至承台边缘距离范围内板带的弯矩设计值；扣除承台及其上填土自重后的三桩中相应于荷 载效应基本组合时的最大单桩竖向力设计值；s桩距；c方桩边长，圆柱时c=0.866d（d为圆柱直径）；等腰三桩承台sM1、M2分别为由承台形心到承台两腰和底边的距离范围内板带的弯矩设计值；s长向桩距；短向桩距与长向桩距之比，当小于0.5时，应按变截面的二桩承台设计；c1、c2分别为垂直于、平行于承台底边的柱截面边；剪切验算：yV桩顶是集中荷载：或（桩基规范）（地基规范）桩基规范计算截面剪跨比；为柱边（

38、墙边）或承台变阶处至x、y方向计算一排桩的桩边的水平距离，当3.0时，取=3.0，应满足0.33.0。建筑地基基础设计规范（GB 500072002）计算截面剪跨比；为柱边或承台变阶处至x、y方向计算一排桩桩边的水平距离，当3.0时，取=3.0。剪切系数，受剪切承载力截面高度影响系数，冲切验算柱对底板（承台）的冲切冲切破坏锥体应接受自柱边或承台变阶处到相应桩顶边缘连线构成的截锥体，锥体斜面与承台底面之夹角不小于45o，冲切承载力按下式计算：建筑桩基技术规范（JGJ 9494）作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值；承台混凝土抗拉强度设计值；冲切破坏锥体一半高度处的周长；承台冲切破坏锥体的有效高度；

39、冲切系数；冲跨比；，为冲跨，即柱边或承台变阶处到桩边的水平距离，当时，取当时，取应满足0.21.0，当即时，此处为锥体斜面与底面之间的夹角；作用于柱（墙）底的竖向荷载设计值；冲切破坏锥体范围内各基桩的净反力（不计承 台和承台上土自重）设计值之和；对于圆柱及圆桩，计算时，应将截面换算成方柱及方桩，即取换算柱截面边宽bc=0.8dc，换算桩截面边宽bp=0.8d，dc为相应的柱直径，d为桩直径。基桩冲切对位于柱（墙）冲切破坏锥体以外的基桩，应验算基桩对承台板的冲切；四桩（含四桩以上）承台受角桩冲切的承载力可按下式计算：c1a1xhcc2a1ybcc1a1xc2a1y角桩冲切系数；、角桩冲跨比；其值

40、满足0.21.0；作用于角桩顶的竖向力设计值；c1、c2 从角桩内边缘至承台外边缘的距离；a1x、a2x 从承台底角桩内边缘引45o冲切线与承台顶面相交点至角桩内边的边缘的水平距离，当柱或承台变阶处位于该45o线以内时，则由柱边或变阶处与桩内边缘边线为冲切锥体的锥线；ho承台的有效高度。对于三桩承台下的角桩冲切底部角桩c1a11c2a12顶部角桩角桩冲跨比；、a11、a12 从承台底角桩内边缘向相邻承台边缘引45o冲切线与承台顶面相交点至角桩内边的边缘的水平距离，当柱位于该45o线以内时，则取柱边与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线。地基基础设计规范（GB 500072002）1.柱对承台的冲切扣除

41、承台及其上填土自重，作用于冲切破坏锥体上相应于荷载效应基本组合的冲切力设计值；冲切破坏锥体应接受自柱边或承台变阶处至相应桩顶边缘连线构成的锥体，锥体与承台底面的夹角不小于45o；承台冲切破坏锥体的有效高度；冲切系数；冲跨比；为柱边或变阶处至桩边的水平距离；当受冲切承载力截面高度系数；当不大于800mm时，取hp=1.0，当大于2000mm时，取hp=0.9，其间按线性内插法取用；、时，取，、当时，取。柱根部轴力设计值；冲切破坏锥体范围内各桩的净反力设计值之和；角桩对承台的冲切多桩矩形承台受角桩冲切c1a1xhcc2a1ybcc1a1xc2a1y其值满足0.21.0；c1、c2 从角桩内边缘至承台外边缘的距离；角桩冲切系数；、角桩冲跨比；扣除承台及其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷 载效应基本组合时的竖向力设计值；、a1x、a2x 从承台底角桩内边缘引45o冲切线与承台顶面相交 点至角桩内边的边缘的水平距离，承台外边缘的有效高度；三桩三角形承台受角桩冲切承载力底部角桩c1a11c2a12顶部角桩角桩冲跨比；、a11、a12 从承台底角桩内边缘向相邻承台边引45o冲切线与承台顶面相交点至角桩内边的边缘的水平距离，当柱位于该45o线以内时，则取柱边与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线。对圆柱及圆桩，计算时可将圆形截面换算成正方形截面。