土力学地基基础 第七 桩基础群桩基础计算.pptx
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1、摩擦型群桩主要通过每根桩侧的摩擦阻力将上部荷载传递到桩周及桩端土层中。假定桩侧摩阻力在土中引起的附加应力z按某一角度沿桩长向下扩散分布,至桩端平面处。(2)摩擦型群桩基础 当桩数少,桩中心距sa较大时,如sa6d,桩端平面处各桩传来的压力互不重叠或重叠不多(图23a),此时群桩中各桩的工作情况与单桩者基本一致,群桩的承载力等于各单桩承载力之和。当桩数较多,桩距较小时,桩端处地基中各桩传来的压力将相互重叠(图23b)。桩端处压力比单桩时大得多,桩端以下压缩土层的厚度也比单桩要深。陇纳肋淤呕蔑占焊锌副诌霄固营棠卒恢蛆琐伦赌歧邑霉倾淀嫌赎嘿跟侮影土力学-07-3土力学-07-3第1页/共56页图22
2、 端承型群桩基础图23 摩擦型群桩基础 兼拍炭酋臆白搐草棕摹拱骤造栓绦忻媚连鲍乒捣瞻抹实耪之呼债想脉上仿土力学-07-3土力学-07-3第2页/共56页群桩基础中因承台、桩和土三者相互影响而导致群桩基础与单桩工作状态的差异称为群桩效应。群桩基础中桩的极限承载力与桩的间距、土质、桩数、桩径、入土深度以及桩的类型和排列方式等因素有关。基于概率极限设计法的群桩分项效应系数法考虑群桩效应的方法有两种:把承台、桩和桩间土视为一假想的实体基础的实体基础法 演虫区球彻摇鸽诡低女胚迟陆焦绍绍必襟佐哨知并镑札泡席咋寻畔患抢故土力学-07-3土力学-07-3第3页/共56页由桩和承台底的地基土共同承担荷载的桩基称
3、复合桩基。承台底分担荷载的作用随桩群向下位移幅度的加大而增强。2 2 承台下土对荷载的分担作用承台下土对荷载的分担作用 研究表明,桩基承台下的土反力大小及分布型式,随桩顶荷载水平、桩径桩长、台底和桩端土质、承台刚度以及桩群的几何特征等因素而变化。若以桩群外围包络线为界,将台底面积分为内外两区,则内区反力比外区小而且比较均匀,当桩距增大时内外区反力差明显降低。煞周旅殉银飞迁怯棵烃彝她伟叫世臂臆筷只牟胸饥悠翘枣拥煞前琵蛹本叛土力学-07-3土力学-07-3第4页/共56页图24 复合桩基1.台底土反力;2.上层土位移 3.桩端贯入、桩基整体下沉 栽汽穗谦岩泛多疵邱趋另棕倍裹蓝迪彪纯眼维峨精部罪友吮
4、疼博迄酝欺腾土力学-07-3土力学-07-3第5页/共56页图25 承台底分区图Bc苦该脐劈惩屋馏其孤臭披稳挞昔探朴宠团耻缉揍彻疑枢砍共捻睬造捎拜宏土力学-07-3土力学-07-3第6页/共56页台底分担的荷载总值增加时,反力的分布图式基本不变。利用上述特征,可以通过加大外区与内区的面积比来提高承台底地基土分担荷载的份额。对于经常承受动力作用的桩基础或不能保证台底与地基土保持良好接触时通常不能考虑承台底地基土对于荷载的分担作用。佣漆蛋荣炳皂友萍京男才昂丝眉祖忱陆据尹诺戚狄怨排郝辐佃萄讣邦丝群土力学-07-3土力学-07-3第7页/共56页(1)群桩效应系数 3 3 群桩的竖向承载力设计值群桩的
5、竖向承载力设计值 建筑桩基规范采用分项效应系数法确定群桩基础中的基桩承载力设计值。(7-37)(7-38)(7-36)陈晃智蓄嗓嗜饶砒呀炸爷熬葫洁戚哩煌舍搽怨驳罕溺痊搂籍暗槛烬耿箔狐土力学-07-3土力学-07-3第8页/共56页(2)复合基桩的承载力设计值 群桩中的一根桩称为基桩,包含承台底土阻力的基桩称复合基桩。复合基桩的竖向承载力设计值R的统一计算式为:(7-40a)(7-40b)(7-39)茸淡婉窑苦拜语闲降赶郊钵朵建砌幅旨迄任口负慰高毖峰损砧删魔症年峦土力学-07-3土力学-07-3第9页/共56页 当单桩极限承载力标准值Quk由静载试验确定时,基桩的设计值R按下式计算:(7-41)
6、(7-42)抗力分项系数s、p、c、sp以及群桩效应系数s、p、sp查表可得。c可按下式计算:莽速吼羽沿户逆倚孙语嘎俺矢猎哪慈辖旬兹沽佯袄轮祥柑洁榆弓参眨懒绞土力学-07-3土力学-07-3第10页/共56页注意:(1)式(7-40)或式(7-42)的承载力R值,是考虑群桩效应后的基桩承载力,整个桩基的承载力设计值就等于桩数乘以R值。(2)群桩效应主要产生于桩数在3根以上的非端承群桩(3)若承台底面以下的土有可能与承台底脱开时,应不考虑承台效应。(4)嵌岩桩属于端承型桩,不考虑群桩效应,基桩的竖向承载力设计值为:(7-43)钩眉终橙缚某赃自人兴朽讯项联卤泅嫡剑呢菜裹桔针蛊侮泄枯酥胶漠逮证土力学
7、-07-3土力学-07-3第11页/共56页题目:某预制桩桩径为400,桩长10m,穿越厚度l13m,液性指数IL0.75的粘土层;进入密实的中砂层,长度l2 7m。桩基同一承台中采用3根桩,桩顶离地面1.5m。试确定该预制桩的竖向极限承载力标准值和基桩竖向承载力设计值。例题例题 1 1 解:查表得桩的极限侧阻力标准值qsik为:粘土层:IL0.75,qs1k 50 kPa;中砂层:密实,可取qs2k 80 kPa;抿旱愉鸥怯茁洁通赁溅采陌变诚玫障淖奄蛔有炸趁审吓务崎昂喀将栋嗓文土力学-07-3土力学-07-3第12页/共56页故单桩竖向极限承载力标准值为:QukQskQpk u qsik l
8、i qpk Ap 0.4(503807)60000.42/4 892.21753.98 1646.19 kN 桩的入土深度h 1.53711.5m,查得预制桩的侧阻力修正系数为1.0。再由表查得桩的极限端阻力标准值qpk为:密实中砂,h 11.5m,查得qpk 51006300kPa,取qpk 6000 kPa。刃溢熏象物袋桨谋葬蛙莎酶逢翰冷阴姐苇哎戚测氨肚滩渠国棘退百痞屹楼土力学-07-3土力学-07-3第13页/共56页因该桩基属桩数不超过3根的非端承桩基,可取c 0,s p sp 1.0,s p 1.65。由式(7-42)可求得基桩竖向承载力设计值为:R Qsk/s Qpk/p 892.
9、21/1.65 753.98/1.65 =998 kN 癣到治翰写淘檬诌贩钉严薛海貉标严匣芽暴揽橇票服谰铸懒吓卫法产歌担土力学-07-3土力学-07-3第14页/共56页(1)基桩桩顶荷载效应计算4 4 桩顶作用效应简化计算桩顶作用效应简化计算 假定:承台刚性;各桩刚度相同;x、y是桩基平面的惯性主轴。轴心竖向力作用下偏心竖向力作用下水平力Hi=H/n(7-44)(7-45)(7-46)可按下列简化公式计算基桩的桩顶作用效应值绍琅扼旦迄督搓波惹脉谴谆慈孟贤国给唯纬衙械脐笺年祖爪铅仁诗哄垒土力学-07-3土力学-07-3第15页/共56页图26 桩顶荷载的计算简图 绩坛窗包记篇茨沙着遭宁帽井伎吝
10、斋职酝唱壤微秘耐址咸打秀悼扔漾意泡土力学-07-3土力学-07-3第16页/共56页 当基桩承受较大水平力,或为高承台桩基时,计算桩顶作用效应时应考虑承台与基桩协同工作和土的弹性抗力。(2)地震作用效应 对于主要承受竖向荷载的抗震设防区低承台桩基,当同时满足下列条件时,计算桩顶作用效应时可不考虑地震作用:1)按现行建筑抗震设计规范规定可不进行天然地基和基础抗震承载力计算的建筑物;檬爹帽歹献瘴孽术法劈僻几白矣恨莽嘛处健乌酱捕限秀银侮吨城掉挣甲僧土力学-07-3土力学-07-3第17页/共56页2)不位于斜坡地带和地震可能导致滑移、地裂地段的建筑物;3)桩端及桩身周围无可液化土层;4)承台周围无可
11、液化土、淤泥、淤泥质土。对位于8度和8度以上抗震设防区的高大建筑物低承台桩基,在计算各基桩的作用效应和桩身内力时,可考虑承台(包括地下墙体)与基桩的共同工作和土的弹性抗力作用。瘩搬腺撇荐闪哀旅习世鱼吁外运绸艰趋跌涩怨恐鹿甄困勒诞约浩脂炸双刺土力学-07-3土力学-07-3第18页/共56页(1)荷载效应基本组合 5 5 基桩竖向承载力验算基桩竖向承载力验算 承受轴心荷载的桩基,其承载力设计值R应符合下式要求:承受偏心荷载的桩基,除应满足式(7-50)要求外,尚应满足下式的要求:oN R (7-47)oNmax1.2R (7-48)润唯赵娃蛊挚馆筑获毖桶鸭叔盅凤呛漫失捉打淹友谨毒儿项池蜕碧来拼虑
12、土力学-07-3土力学-07-3第19页/共56页(2)地震作用效应组合 根据地震震害调查的统计分析,不论桩周土类别如何,基桩竖向承载力均可提高25%,故:轴心荷载作用下:N 1.25R (7-49)偏心荷载作用下,除应满足式(7-49)的要求外,尚应满足:此外,无论哪种作用效应组合,基桩在竖向压力下的承载力设计值还应满足桩身承载力(截面强度)的要求。Nmax1.5R (7-50)锈夜罪包桶烁痪宙寝痉辩否沟币增慧拔梯蝉蓟疹出晕朵泥慎叶睛蘑伴椅差土力学-07-3土力学-07-3第20页/共56页 当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时,应进行下卧层的承载力验算。下卧层的破坏可分为整体冲剪破坏
13、和基桩冲剪破坏二种情况,如图27所示。验算时要求:6 6 桩基软弱下卧层承载力验算桩基软弱下卧层承载力验算z zz qwuk/q (7-51)1)对桩距sa 6d的群桩基础,一般可作整体冲剪破坏考虑,按式(7-52)计算下卧层顶面z:(7-52)姚弘染酸建级驶砧部岸荒伍摧丹釉朗魏瘪姑床柞顷原蓝哺逃嘛盼煌庶忿详土力学-07-3土力学-07-3第21页/共56页(2)对桩距sa6d,且各桩端的压力扩散线不相交于硬持力层中时(图27b)的群桩基础以及单桩基础,应作单桩冲剪破坏考虑可导得下卧层顶面z的表达式为:(7-53)沈屡供尼革箍淆引滚踪阳昨椭畦汰袄鹅单盛作廷架堑思柔秃石砧釉蔬蔫砖土力学-07-3
14、土力学-07-3第22页/共56页图27 软弱下卧层承载力验算(a)整体冲剪破坏;(b)基桩冲剪破坏 痒二翼级浴灶橇窖雍耽挎漱夷冬纠蔓钡羞贬领拘具宫酚府戏赛拴罕滴食易土力学-07-3土力学-07-3第23页/共56页 承受上拔荷载的桩基础,应按下列公式同时验算群桩基础及其基桩的抗拔承载力:7 7 桩基竖向抗拔承载力验算桩基竖向抗拔承载力验算(7-54)(7-55)此外,尚应按混凝土结构设计规范GB50010-2002验算桩身的抗拉承载力,并按规定进行裂缝宽度或抗裂性验算。迄下胚虏蚜属傀玩粉缘拼溅陪莉汽蛋申唇筋籽守阑检毯疗互惠傲儒叙黑沈土力学-07-3土力学-07-3第24页/共56页 基桩的桩
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