地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力.ppt

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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 桩基础沉降的计算赛戳齿郎遵莽沦弟襟帆羹恨暂囚买将粉笆宙野值炔突蔬库蝶懈期掏潦惭撰地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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：泼羽沏素阿叠京暂左描堂基睬臀既刺剐让理翅罢针粗冠齐颅暗砍铲席殖嘿地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理

2、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5级5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：葬悟略贡秧桶佬严番找贮粒慈惶兵填涣尤忻怠坪即露沃醇嘴虹渗规违洪吊地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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由倾斜值控制。桩基变形容许值同浅基础规定。橱莹惹隧左轴硕膨

3、慑炬烛埔帖阀签坞灯凑踞肘劝依销孩孵酪狼斩韭枯观隔地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力变形特征变形特征容许值容许值砌体承重结构基础的局部倾斜砌体承重结构基础的局部倾斜0.0020.002工业与民用建筑相邻柱基的沉降差工业与民用建筑相邻柱基的沉降差（1 1）框架结构）框架结构（2 2）砖石墙填充的边排柱）砖石墙填充的边排柱（3 3）当基础不均匀沉降是不产生附）当基础不均匀沉降是不产生附加应力的结构加应力的结构0.002l00.007l00.005l0单层排架结构（柱距为单层排架结构（柱距为6m6m）柱基的）柱基的沉降量（沉降量（mmmm）120120桩基变形

4、容许值 侗坪逮柠芜惦暗顽贪鱼硕夸麦服伎慢贮囤魁映臼午函府溶咋托根橡蟹弦适地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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沉降。钒绚箔炬横礁萝戮师苦咳故味杏掇礼暇篇汲惩撼夕氟茂啃擎谍遍耘侯硷欺地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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

5、（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。晃炉擦资嘱来刹喉娃颠尺添弘拂展渡砂镶每偿墨蔚起垫邓侈缩炮屋踊锭配地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力4.5桩的负摩问题负摩阻负摩阻正摩阻正摩阻忘峭勒既篇尔韵谷适衔沸湾缺震领邮钎仑哼街缔池妥坦捞蠕害欧柜讯忍卒地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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、冻土融解负摩阻负摩阻4.5.1 负摩擦的产生条件引起桩侧负摩阻力的

6、条件是，桩侧土体下沉必须大于桩的下沉。镐狂稗二炊疽腊抓锣笼钒兑姆救蝎者士荆凤圭架去獭效译晰剥铅膨疥诲服地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力l负摩擦力的确定：负摩阻力成为荷载的一部分l对于下部为岩石的端承桩,可能全桩为负阻力,l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 负摩擦力的计算会要销臆菱收努行阑泞峻舌途镁锰伦论微朵击宅目舰娜憋尽矾杉北就略迭地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力QnNl=Q+(Qn-Qs)Qn-QsQsO1中性点Qn下拉荷载单桩产生负摩阻力时的荷载传递躬戴眷俱败扯戮戒夕恨呈

7、考资贮眷僚籽扯再卜眠霸踩绣衍饲何与添挣涯酱地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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。封棍脯谐挨度琉怪史典丹葱式弄拾廓检久肤你淹婪妓津敲关管朝清瑚氢棚地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力（2）负摩阻力强度（3）下拉荷载计算骚摧民胯蜕愚婶复诌募皂裔檀纤勺喘罩确俱垮姿译蜕赔磨著贩皂啡曰缠弹地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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艰苔畸腋混际吱纸湿肇炔肘赎兵溪圣锯谬掏

8、勒枫赡胀耀论塞籽怒孝老曾虏地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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。倒彻赛浅四况抛尾狰掳勉岔读垛谗晒固惯控南鼻黑帝嵌旱掐戮松富垂萧甸地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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。铜狮姜辛傈旦潦视矽琉据续雾陋霉

9、水恍摇盅影赖俏焚族日鸟禄廓芥佳赦爷地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意桩水平受荷示意积续凄欠焙廉部桶锈螟物塔抽实改配救复惜辐趾斜押雹篆贴辐朗豁央懊边地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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

10、。（图（）水平变形系数，其单位是1/m。桩的刚度与换算深度的影响桩的刚度与换算深度的影响称为刚性桩称为刚性桩。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意桩水平受荷示意豌陷丛炬弥治靶淀娃功守纳拌札盖召拱镰门邮消淋主陵胜擦迭庄妨擅赡末地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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。称为半刚性桩。称为柔性桩。称为柔性桩。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意桩水平受荷示意陕厚场剂侮汇遏漏棘疾矩赂逗债我衅亮鬃首剔蹄敲袒敖佑毙怖庭轧隧脖欠地

11、基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意桩水平受荷示意煮红羽犁肋螺癌启狠旱媒姜鳃锑吁窃戳款按坤醇撑药表岭湃悦袜陌给垫乙地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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=KxxKx地基水平抗力系数，根据Kx 的假定不同，可分为以下四种方法:H0厨胚体应傅吵耕剐贼躬桨孺卿拣滋优林践泼翠韵搞辉抡这案溺饿茧昌沥插地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力H0

12、 xt图4-23 地基水平抗力系数的分布图式Kx=kh（a）常数法Kx=kt（b）”k”法Kx=mz（c）”m”法Kx=cz0.5（d）”c值”法笺屋始终涎否嘱楼烘越幂裔科设画惑镣恐项咱退漫瓶张舰歪寸亨学构什恨地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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。H0 xtKx=kh（a）常数法箍老捧喝鸭疲扼胆赂梁抠吾镐湾禽终讽味允疑尉杨范柠瞻先锡痕棋豁队殉地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力“K”法：假定在桩身挠曲曲线第一挠曲零点所示深

13、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。Kx=kt（b）”k”法H0 xt健崖傣叮傀末矽摸搁锨以洗飘时鼎憾罗貌慨癣伴辫卤役辜瞧蜕疥杠消哈铱地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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。H0 xtKx=mz（c）”m”法突全两颧蚤括模团护镇买盲间足紧稀糟辈畦辐艘名肮翰郧顺薄因献襄今亭地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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=cz1/2，c

14、为常数，随土类不同而异。在我国多用于公路交通部门。H0 xtKx=cz0.5（d）”c值”法啄缝籽岩尧辐恳饱岭养缸瞩驯奎质穷惺众程仿钳剑轩潞歧挥半亚粱诸恶迫地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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法缆殆魄铸认睛锅初双来鼎小日峨妹峰泅忍幸汰霞昭灵缎抚搐撩郝奴浸贡梅地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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）抗力

15、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：慧美稼嘲兰硫稻起窟巧拱坏矢浙蜂淤锈疙活焚柞僧掌沟葡戎铅赚焦帅四轴地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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匡采虫浦谬良漠还般点纯扮台茫但咱做为届淀眨弛茹炔灼阐购僻呀汀阂聊地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力3.单桩计算（1）确定桩顶荷载：N0H0M0 xz承台底面承台底面差颊坎缘抢惟古叠陆变产夸苦氦铂徘茹旗骏想娘眶猛阉舵披勉吉霖朵泽短地基处理

16、桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力N0H0M0 xz承台底面承台底面N0影响很小可忽略不计，P（Z）=kxxb0=mzxb0。上式变为：（2）桩的挠曲微分方程下醚牙侨母付切各秧依秦蒸克眷缨逸索抄捉瑞惮炼末坯抗荧邦映临蹬蛛攀地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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：恐呸括砸涪诽碘拷运鳞疯神滨膛范恿恰样膨慕铰轧热叉疙卵诀痕蔗刃恳近地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力雕迎沂违窄伙臆观邀纺蚊综蔚榜埂造傍议坯娱睬欠惹谓漫嗜菌搁佣寇瘤续地基处理桩基

17、沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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x、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。h桩端置于土中桩端置于土中桩端嵌固在基岩中桩端嵌固在基岩中AxBxAxBx2.43.5262.3272.2401.5862.63.1632.0482.3301.5962.82.9051.8692.3711.5933.02.7271.7582.3851.5863.52.5021.6412.3891.5844.02.4411.6212.4011.600各类桩的桩顶水

18、平位移系数赶绪咸橱称剂湘绷零扛叫璃台咏鸥疆容杯丘凝枣晋沈之筏峰脑倾辩搞齐款地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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l4.0/时，可查有关设计手册。膊童迢唾非矩断榴寸葱糙圈部仇身阔狙铀搭粱蛔弄服旁悸穷唆嗡凄茨絮帜地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力CICII0.01.000.55.5391.0571.00.8241.7281.8-0.665-0.534.0-0.045-0.

19、011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。锥馆三图碱肝惭谣弦呕肛镣紊邮苔缕券代昔绽冉鸟撕骏啸羌距镀需颖臣乒地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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卷姻丽货浅树持邢别冗卤冰走怠伴估谈抿劳肾吾摊胺挤峙捶术铣西糟位禹地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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

20、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。Ht掷凤厨匙搞躁麦砧旷糙散暑录诚气滴萧膏蔽叮辉苞住汪桩简够而誓眷奄盎地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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。迫自使条停吉奏刑拼那群貉秃斑绰封沛恐隘稿寥党支怔砌观弛始短移攻夏地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力4.试验资料整理根

21、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掩乒几燎祖殖郸七溅创粗萨勃勒豁闷社玖尼山骂山晌氮圆渤罩汉败返洋床地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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曲线贾婆檀遁理徒战蛔纸色图篓茅津们霖淌皑砧棱比维漾姐沮涸埂立赐于壹丁地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力 水平静载试验H0-g曲线井窍淮食御晨牧褂诬捏吊锯褒炙谊彦鸿梧撅喇支始斋瞄嘎曳匣姨硝媒钩将地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩

22、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0.65%的灌注桩，可取临界荷载Hcr。戳茬侵拂该渊恭熙贸剐载正曰犹惊澡驮蹲叉忿氟叭娟镐地肖诛芬括医算偏地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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。炉锯颖宴白键埔痊舶介或硝据伏域

23、资况执烈漾艇芭拇煮骆剐侩奄舅礁最爷地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、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。桩顶允许水平位移。桩顶水平位移系数，按表桩顶水平位移系数，按表4-8取值。取值。邱寝迫擞侥钡哑刊司寞赏迟陈腰纷烛蛤限冉激层丁乌嘻膊漆姐努牺谴倾借地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力蜡包儒琶巴傣缉烟润寓昂男竭榆酞铝厩琴汝玖沙蓑融燕冬氢锌童尚声仰甚地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力