基礎(chǔ)工程學(xué)-第5章樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、1/100n 概述n 建筑樁基設(shè)計(jì)的基本規(guī)定n 樁的分類n 豎向荷載作用下的單樁工作性狀n 豎向荷載作用下單樁承載力的確定方法n 豎向荷載作用下的單樁沉降計(jì)算n 豎向荷載作用下群樁工作性狀n 群樁的豎向承載力計(jì)算n 群樁的沉降計(jì)算n 水平荷載作用下樁基的承載力和變位n 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2/100l 十九世紀(jì)以前：十九世紀(jì)以前：7000-8000年前，浙江寧波附近的河姆渡遺址；年前，浙江寧波附近的河姆渡遺址；3000-4000年前的古羅馬；西安灞橋、隋唐建塔等等。年前的古羅馬；西安灞橋、隋唐建塔等等。l 十九世紀(jì)以后：十九世紀(jì)以后：材料和動(dòng)力進(jìn)步促進(jìn)樁基發(fā)展和應(yīng)用；水泥工業(yè)、蒸材料和動(dòng)力進(jìn)步促進(jìn)樁基發(fā)

2、展和應(yīng)用；水泥工業(yè)、蒸汽動(dòng)力出現(xiàn)，鑄鐵管樁得以應(yīng)用；十九世紀(jì)末，現(xiàn)場(chǎng)鉆孔樁應(yīng)用；汽動(dòng)力出現(xiàn)，鑄鐵管樁得以應(yīng)用；十九世紀(jì)末，現(xiàn)場(chǎng)鉆孔樁應(yīng)用；l 近、現(xiàn)代時(shí)期：近、現(xiàn)代時(shí)期：樁基應(yīng)用已得到很大發(fā)展，樁基材料、樁型、工藝和樁基應(yīng)用已得到很大發(fā)展，樁基材料、樁型、工藝和施工技術(shù)等多樣化。施工技術(shù)等多樣化。l 樁基技術(shù)的發(fā)展受工業(yè)化的影響巨大；樁基技術(shù)的發(fā)展受工業(yè)化的影響巨大；l 樁型及施工工藝推陳出新，樁基理論和概念以及樁基效用實(shí)質(zhì)性變化；樁型及施工工藝推陳出新，樁基理論和概念以及樁基效用實(shí)質(zhì)性變化；l 樁基與其它基礎(chǔ)形式或工藝聯(lián)合應(yīng)用，高強(qiáng)、大直徑、超長(zhǎng)為發(fā)展趨勢(shì)；樁基與其它基礎(chǔ)形式或工藝聯(lián)合應(yīng)用，

3、高強(qiáng)、大直徑、超長(zhǎng)為發(fā)展趨勢(shì)；l 樁基施工檢測(cè)與監(jiān)測(cè)形成相當(dāng)豐富有效的技術(shù)。樁基施工檢測(cè)與監(jiān)測(cè)形成相當(dāng)豐富有效的技術(shù)。3/100國(guó)家體育場(chǎng)全景鳥(niǎo)巢基礎(chǔ)樁舉例5/100新加坡發(fā)展銀行新加坡發(fā)展銀行,四墩四墩, 每墩直徑每墩直徑7.3m。將荷載傳遞到下部好土層將荷載傳遞到下部好土層,承載力高。承載力高。6/1007/100l 土質(zhì)條件太差不宜用淺基礎(chǔ)時(shí)選用樁基；土質(zhì)條件太差不宜用淺基礎(chǔ)時(shí)選用樁基；l 地基土特殊不宜采用地基改良方法和加固措施時(shí)選用樁基；地基土特殊不宜采用地基改良方法和加固措施時(shí)選用樁基；l 上部結(jié)構(gòu)荷載較大，或需要較大的抵御水平荷載剛度選用樁基；上部結(jié)構(gòu)荷載較大，或需要較大的抵御水

4、平荷載剛度選用樁基；l 結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降相當(dāng)敏感，或建筑物受到大面積堆載時(shí)選用樁基；結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降相當(dāng)敏感，或建筑物受到大面積堆載時(shí)選用樁基；l 地下水位很高，或水下基礎(chǔ)施工困難時(shí)選用樁基；地下水位很高，或水下基礎(chǔ)施工困難時(shí)選用樁基；l 具有重要?dú)v史意義或需長(zhǎng)期保存之建筑物基礎(chǔ)選用樁基。具有重要?dú)v史意義或需長(zhǎng)期保存之建筑物基礎(chǔ)選用樁基。l 樁柱基礎(chǔ)：柱下獨(dú)立樁基礎(chǔ)；樁柱基礎(chǔ)：柱下獨(dú)立樁基礎(chǔ)；l 樁梁基礎(chǔ)：基礎(chǔ)梁（或承臺(tái)梁）下樁基礎(chǔ)；樁梁基礎(chǔ)：基礎(chǔ)梁（或承臺(tái)梁）下樁基礎(chǔ)；l 樁墻基礎(chǔ)：剪力墻（或?qū)嵏雇脖冢┫聵痘A(chǔ)；樁墻基礎(chǔ)：剪力墻（或?qū)嵏雇脖冢┫聵痘A(chǔ)；l 樁筏基礎(chǔ)：筏板下樁基礎(chǔ)；樁筏基礎(chǔ)：筏

5、板下樁基礎(chǔ)；l 樁箱基礎(chǔ)：箱基下樁基礎(chǔ)。樁箱基礎(chǔ)：箱基下樁基礎(chǔ)。8/100l 樁基形式的合理選擇：樁基形式的合理選擇：考慮地基條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；考慮地基條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；l 持力層和樁長(zhǎng)的合理選擇：持力層和樁長(zhǎng)的合理選擇：從承載力、變形、經(jīng)濟(jì)和施工角度考慮；從承載力、變形、經(jīng)濟(jì)和施工角度考慮；l 合理布置樁基：合理布置樁基：最大程度發(fā)揮樁的承載性能；最大程度發(fā)揮樁的承載性能；l 樁基水平承載力的合理確定：樁基水平承載力的合理確定：能有效抵御傾覆或外荷載致水平力；能有效抵御傾覆或外荷載致水平力；l 合理控制樁基施工引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題：合理控制樁基施工引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題：噪音干擾、周邊設(shè)施的保護(hù)。噪音干擾、周

6、邊設(shè)施的保護(hù)。l 承載力極限狀態(tài)：樁基達(dá)到最大承載能力、整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼承載力極限狀態(tài)：樁基達(dá)到最大承載能力、整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形；續(xù)承載的變形；l 正常使用極限狀態(tài)：樁基達(dá)到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值或耐正常使用極限狀態(tài)：樁基達(dá)到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值或耐久性要求的某項(xiàng)限值。久性要求的某項(xiàng)限值。9/100(1)重要的建筑(2)30層以上或高度超過(guò)100m的高層建筑(3)體型復(fù)雜且層數(shù)相差超過(guò)10層的高低層（含純地下室）連體建筑(4)20層以上框架核心筒結(jié)構(gòu)及其它對(duì)差異沉降有特殊要求之建筑(5)場(chǎng)地和地基條件復(fù)雜的7層以上一般建筑及坡地、岸邊建筑物(6)對(duì)相鄰既

7、有工程影響較大的建筑除甲級(jí)、丙級(jí)以外的建筑場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的7層及以下一般建筑10/100l 確定樁數(shù)和布樁時(shí)確定樁數(shù)和布樁時(shí)，應(yīng)采用傳至承臺(tái)底面的荷載效應(yīng)，應(yīng)采用傳至承臺(tái)底面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合；相應(yīng)；相應(yīng)的抗力應(yīng)采用基樁或復(fù)合基樁的抗力應(yīng)采用基樁或復(fù)合基樁承載力特征值承載力特征值；l 計(jì)算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時(shí)計(jì)算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時(shí)，應(yīng)采用荷載效應(yīng)，應(yīng)采用荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組準(zhǔn)永久組合合；計(jì)算水平地震作用、風(fēng)載作用下的樁基；計(jì)算水平地震作用、風(fēng)載作用下的樁基水平位移水平位移時(shí)，應(yīng)采用水平地時(shí)，應(yīng)采用水平地震作用、風(fēng)載效應(yīng)震作用、風(fēng)載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)

8、組合；l 計(jì)算樁基結(jié)構(gòu)承載力、確定尺寸和配筋時(shí)計(jì)算樁基結(jié)構(gòu)承載力、確定尺寸和配筋時(shí)，應(yīng)采用傳至承臺(tái)，應(yīng)采用傳至承臺(tái)頂面頂面的荷的荷載效應(yīng)載效應(yīng)基本組合基本組合。進(jìn)行承臺(tái)和樁身裂縫控制驗(yàn)算時(shí)進(jìn)行承臺(tái)和樁身裂縫控制驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)分別采用荷載效，應(yīng)分別采用荷載效應(yīng)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合標(biāo)準(zhǔn)組合和和準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久組合。11/100l 按承載性狀分類：摩擦型樁和端承型樁按承載性狀分類：摩擦型樁和端承型樁摩擦樁：摩擦樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力承受，樁在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力承受，樁端阻力小到可忽略不計(jì)端阻力小到可忽略不計(jì)端承摩擦樁：端承摩擦樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載

9、主要由樁側(cè)阻力在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受承受端承樁：端承樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受，在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受，樁側(cè)阻力小到可忽略不計(jì)樁側(cè)阻力小到可忽略不計(jì)摩擦端承樁：摩擦端承樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂荷載主要由樁端阻力承受在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂荷載主要由樁端阻力承受摩擦型樁摩擦型樁端承型樁端承型樁12/100l 按成樁方法分類：非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁按成樁方法分類：非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁各類鉆（挖）孔樁：干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁法、套管護(hù)壁法等各類鉆（挖）孔樁：干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁法、套管護(hù)壁法等沖

10、孔灌注樁、鉆孔擠擴(kuò)灌注樁、打入（靜壓）式敞口鋼管樁、沖孔灌注樁、鉆孔擠擴(kuò)灌注樁、打入（靜壓）式敞口鋼管樁、H型鋼型鋼樁、預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁等。樁、預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁等。沉管灌注樁、打入（靜壓）預(yù)制樁、閉口預(yù)應(yīng)力空心樁和鋼管樁等沉管灌注樁、打入（靜壓）預(yù)制樁、閉口預(yù)應(yīng)力空心樁和鋼管樁等非擠土樁非擠土樁擠土樁擠土樁部分?jǐn)D土樁部分?jǐn)D土樁13/10014/100干法施工干法施工15/100預(yù)制樁預(yù)制樁16/100鋼樁鋼樁17/100預(yù)應(yīng)力樁預(yù)應(yīng)力樁18/100l 按樁徑（設(shè)計(jì)直徑）大小分類：小直徑樁、中等直徑樁、大直徑樁按樁徑（設(shè)計(jì)直徑）大小分類：小直徑樁、中等直徑樁、大直徑樁小直徑樁：小直徑樁：d不

11、超過(guò)不超過(guò)250mm中等直徑樁：中等直徑樁：250 mm d 800 mm大直徑樁：大直徑樁：d不小于不小于 800 mml 對(duì)框架核心筒等荷載分布很不均勻的樁筏基礎(chǔ)，宜選擇基樁尺寸和對(duì)框架核心筒等荷載分布很不均勻的樁筏基礎(chǔ)，宜選擇基樁尺寸和承載力可調(diào)性較大的樁型和工藝；承載力可調(diào)性較大的樁型和工藝；l 擠土沉管灌注樁用于淤泥和淤泥質(zhì)土層時(shí)，應(yīng)局限于多層住宅樁基；擠土沉管灌注樁用于淤泥和淤泥質(zhì)土層時(shí)，應(yīng)局限于多層住宅樁基；l抗震設(shè)防烈度為抗震設(shè)防烈度為8度及以上地區(qū)，不宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力度及以上地區(qū)，不宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和預(yù)應(yīng)力混凝土空心方樁混凝土空心方樁19/100豎向荷載下

12、單樁的工作性狀包括兩個(gè)重要的問(wèn)題：豎向荷載下單樁的工作性狀包括兩個(gè)重要的問(wèn)題： (1) 單樁的荷載傳遞機(jī)制單樁的荷載傳遞機(jī)制; (2) 樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題。樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題。 豎向荷載作用下，單樁的荷載傳遞是豎向荷載作用下，單樁的荷載傳遞是樁土體系共同工作的結(jié)果樁土體系共同工作的結(jié)果。 樁頂受豎向荷載作用，樁頂受豎向荷載作用，樁身壓縮而向下位移。由此，樁身壓縮而向下位移。由此，樁身與土間的摩阻力出現(xiàn)，樁身與土間的摩阻力出現(xiàn)，并使樁身軸力和位移隨深度并使樁身軸力和位移隨深度遞減。在樁土相對(duì)位移為零遞減。在樁土相對(duì)位移為零處，摩阻力為零。處，摩阻力為零。 荷載繼續(xù)增加，樁身向荷載繼續(xù)增加，樁身向下位

13、移加大，帶動(dòng)下部土層下位移加大，帶動(dòng)下部土層摩阻力發(fā)揮，直到荷載增加摩阻力發(fā)揮，直到荷載增加到一定程度，樁側(cè)摩阻力不到一定程度，樁側(cè)摩阻力不能支持樁身荷載，此時(shí)，樁能支持樁身荷載，此時(shí)，樁端阻力發(fā)揮作用。端阻力發(fā)揮作用。20/100( )( )( )( )sQ zdQ zq z udzQ z 豎向荷載下單樁的工作性狀包括兩個(gè)重要的問(wèn)題：豎向荷載下單樁的工作性狀包括兩個(gè)重要的問(wèn)題：(1) 單樁的荷載傳遞機(jī)制單樁的荷載傳遞機(jī)制; (2) 樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題。樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題。 根據(jù)上述描述，則可根據(jù)樁身任一截面處的受力和變形建立樁身軸力、軸向根據(jù)上述描述，則可根據(jù)樁身任一截面處的受力和變形建立樁身軸

14、力、軸向變形和樁側(cè)摩阻力之間的關(guān)系。如圖，取一微分段變形和樁側(cè)摩阻力之間的關(guān)系。如圖，取一微分段dz：由該微分段的靜力平衡條件：由該微分段的靜力平衡條件：Q(Z)Q(Z)+dQ(z)dz微分段表面積微分段表面積則可得到：則可得到：dzzdQuzqs)(1)(由樁身軸力和壓縮變形關(guān)系：由樁身軸力和壓縮變形關(guān)系：pAEdzzQzds)()(樁身壓縮變形樁身壓縮變形樁身截面積樁身截面積樁身壓縮模量樁身壓縮模量21/100 豎向荷載下單樁的工作性狀包括兩個(gè)重要的問(wèn)題：豎向荷載下單樁的工作性狀包括兩個(gè)重要的問(wèn)題：(1) 單樁的荷載傳遞機(jī)制單樁的荷載傳遞機(jī)制; (2) 樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題。樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題。

15、 根據(jù)上述描述，則可根據(jù)樁身任一截面處的受力和變形建立樁身軸力、軸向根據(jù)上述描述，則可根據(jù)樁身任一截面處的受力和變形建立樁身軸力、軸向變形和樁側(cè)摩阻力之間的關(guān)系。如圖，取一微分端變形和樁側(cè)摩阻力之間的關(guān)系。如圖，取一微分端dz：Q(Z)Q(Z)+dQ(z)則由：則由：dzzdQuzqs)(1)(pAEdzzQzds)()(和和zsdzzquQzQ00)()(Z深度的軸力：深度的軸力：zPdzzQAEszs00)(1)(Z深度的沉降：深度的沉降：樁土體系荷載樁土體系荷載傳遞微分方程：傳遞微分方程：22)()(dzzsduAEzqPs22/100l 作用于樁頂?shù)呢Q向荷載Q是由樁側(cè)土的總摩阻力Qs和

16、樁端土的端阻力QP共同承擔(dān)。 Q Qs QP；當(dāng)樁頂荷載加大至極限值時(shí)，Q uQsu QPu其中：Q u稱為單樁豎向抗壓極限承載力(kN)； Qsu為單樁總極限摩側(cè)阻力(kN)；QPu則為單樁總極限端阻力(kN)。l 對(duì)樁的荷載傳遞過(guò)程的研究表明：樁在外荷載Q作用下， Qs 與與 QP 的發(fā)揮程的發(fā)揮程度與樁土之間的相對(duì)位移度與樁土之間的相對(duì)位移情況有關(guān)。樁樁與土之間發(fā)生不大的相對(duì)位移時(shí)，摩阻與土之間發(fā)生不大的相對(duì)位移時(shí)，摩阻力就可充分發(fā)揮出來(lái)力就可充分發(fā)揮出來(lái)。l 單樁受荷過(guò)程中樁端阻力的發(fā)揮滯后于樁側(cè)阻力，充分發(fā)揮所需的樁底位移值比樁側(cè)摩阻力到達(dá)極限所需的樁身截面位移值大得多。另外：另外：

17、P12123/100什么是負(fù)摩阻力？什么是負(fù)摩阻力？ 在此之前的分析認(rèn)為，樁側(cè)摩阻力的產(chǎn)生是因?yàn)闃渡韷嚎s向下位移，故土體阻止在此之前的分析認(rèn)為，樁側(cè)摩阻力的產(chǎn)生是因?yàn)闃渡韷嚎s向下位移，故土體阻止樁身向下位移而作用于樁側(cè)的向上阻力。這可理解為正的樁側(cè)摩阻力；倘若樁身向上樁身向下位移而作用于樁側(cè)的向上阻力。這可理解為正的樁側(cè)摩阻力；倘若樁身向上位移，即位移，即土體相對(duì)樁身向下位移土體相對(duì)樁身向下位移，此時(shí)，土體欲，此時(shí)，土體欲“下拉下拉”樁身，則此時(shí)摩阻力方向向下，樁身，則此時(shí)摩阻力方向向下，故稱其為故稱其為“負(fù)摩阻力負(fù)摩阻力”。負(fù)摩阻力對(duì)樁基穩(wěn)定具有。負(fù)摩阻力對(duì)樁基穩(wěn)定具有“負(fù)面效應(yīng)負(fù)面效應(yīng)”：

18、加大樁身荷載和沉降加大樁身荷載和沉降。什么情況下會(huì)產(chǎn)生負(fù)摩阻力？什么情況下會(huì)產(chǎn)生負(fù)摩阻力？土體發(fā)生大于樁身壓縮位移的沉降！土體發(fā)生大于樁身壓縮位移的沉降！這種情況的產(chǎn)生有幾種可能：這種情況的產(chǎn)生有幾種可能：l 欠固結(jié)土體的固結(jié)沉降；濕陷性黃土浸水、欠固結(jié)軟土，厚松散填土欠固結(jié)土體的固結(jié)沉降；濕陷性黃土浸水、欠固結(jié)軟土，厚松散填土l 樁周土體在外荷載下的固結(jié)沉降；樁側(cè)大面積堆載，地震，預(yù)壓堆載樁周土體在外荷載下的固結(jié)沉降；樁側(cè)大面積堆載，地震，預(yù)壓堆載l 降水引起的地基固結(jié)沉降；人工抽、排水；城市用水降水引起的地基固結(jié)沉降；人工抽、排水；城市用水l 卸載后的再固結(jié)沉降。開(kāi)挖隆起后再固結(jié)卸載后的再

19、固結(jié)沉降。開(kāi)挖隆起后再固結(jié)24/100樁側(cè)負(fù)摩阻力如何分布？樁側(cè)負(fù)摩阻力如何分布？ 樁身上負(fù)摩擦力的分布范圍可根據(jù)樁與周圍土的相對(duì)位移情況確定。若樁身樁身上負(fù)摩擦力的分布范圍可根據(jù)樁與周圍土的相對(duì)位移情況確定。若樁身某一截面處，樁與周圍土體之間沒(méi)有相對(duì)位移，則作用在樁上的摩擦力為零，稱某一截面處，樁與周圍土體之間沒(méi)有相對(duì)位移，則作用在樁上的摩擦力為零，稱該點(diǎn)為該點(diǎn)為中性點(diǎn)中性點(diǎn)。 在在中性點(diǎn)截面處，樁身的軸力中性點(diǎn)截面處，樁身的軸力N最大最大；在；在中性點(diǎn)以上中性點(diǎn)以上，土的下沉，土的下沉量大于樁的沉降量，所以是量大于樁的沉降量，所以是負(fù)摩擦區(qū)負(fù)摩擦區(qū)；在；在中性點(diǎn)以下中性點(diǎn)以下，土的下沉量小

20、于樁的沉降，土的下沉量小于樁的沉降量，因而是量，因而是正摩擦區(qū)正摩擦區(qū)。25/100樁側(cè)負(fù)摩阻力如何分布？樁側(cè)負(fù)摩阻力如何分布？ 中性點(diǎn)的深度中性點(diǎn)的深度ln與樁周土的壓縮性和變形條件，以及樁和持力層土的剛度等因素與樁周土的壓縮性和變形條件，以及樁和持力層土的剛度等因素有關(guān)，但實(shí)際上準(zhǔn)確確定中性點(diǎn)的位置比較困難。有關(guān)，但實(shí)際上準(zhǔn)確確定中性點(diǎn)的位置比較困難。樁尖沉降樁尖沉降sp越小，越小，ln越大越大，對(duì)于支承，對(duì)于支承在巖層上的端承樁（在巖層上的端承樁（sp0） ，負(fù)摩擦力可分布于全樁身負(fù)摩擦力可分布于全樁身。 K0 : :土的側(cè)壓力系數(shù)；土的側(cè)壓力系數(shù)；f f : :土的有效內(nèi)摩擦角度；土的

21、有效內(nèi)摩擦角度； : :樁周土中的豎向有效應(yīng)樁周土中的豎向有效應(yīng)力；力；n n : :樁周土負(fù)摩擦力系數(shù)。樁周土負(fù)摩擦力系數(shù)。樁側(cè)負(fù)摩阻力如何計(jì)算？樁側(cè)負(fù)摩阻力如何計(jì)算？nnKq)tan(026/100 單樁豎向承載力由兩個(gè)方面因素所決定：?jiǎn)螛敦Q向承載力由兩個(gè)方面因素所決定：一是地基土對(duì)樁的支承能力；二是樁一是地基土對(duì)樁的支承能力；二是樁本身材料的強(qiáng)度。本身材料的強(qiáng)度。一般情況下，單樁的豎向承載力由地基土的支承能力所決定。這一般情況下，單樁的豎向承載力由地基土的支承能力所決定。這是因?yàn)檎Ｇ闆r下的樁身材料強(qiáng)度往往不能得到完全發(fā)揮，只有對(duì)端承樁及少數(shù)樁是因?yàn)檎Ｇ闆r下的樁身材料強(qiáng)度往往不能得到完

22、全發(fā)揮，只有對(duì)端承樁及少數(shù)樁身存在質(zhì)量缺陷的情況下才可能由樁身強(qiáng)度決定其豎向承載力。身存在質(zhì)量缺陷的情況下才可能由樁身強(qiáng)度決定其豎向承載力。l 按樁身材料強(qiáng)度確定豎向承載力按樁身材料強(qiáng)度確定豎向承載力 根據(jù)材料強(qiáng)度計(jì)算單樁承載力時(shí)，根據(jù)材料強(qiáng)度計(jì)算單樁承載力時(shí)，可把樁視為插在土中的受壓桿件，在軸可把樁視為插在土中的受壓桿件，在軸向壓力作用下，計(jì)算樁身軸力受壓強(qiáng)度向壓力作用下，計(jì)算樁身軸力受壓強(qiáng)度時(shí)，一般可不考慮彎曲的影響，即取穩(wěn)時(shí)，一般可不考慮彎曲的影響，即取穩(wěn)定系數(shù)定系數(shù)f f1.0 ，則其承載力設(shè)計(jì)值可用，則其承載力設(shè)計(jì)值可用右式確定：右式確定： ycpcpgcpygRf ARf Af A

23、RfAfA混凝土樁鋼筋混凝土樁式中單樁軸向承載力設(shè)計(jì)值；混凝土軸向抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；樁的橫截面面積；縱向鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；縱向鋼筋的橫截面面積。小注：小注：存在壓曲破壞可能的豎向單樁承存在壓曲破壞可能的豎向單樁承載力不能完全由樁身強(qiáng)度確定。例如，載力不能完全由樁身強(qiáng)度確定。例如，長(zhǎng)細(xì)比很大的樁體、可液化土中的樁體長(zhǎng)細(xì)比很大的樁體、可液化土中的樁體等！等！27/100 單樁豎向承載力由兩個(gè)方面因素所決定：?jiǎn)螛敦Q向承載力由兩個(gè)方面因素所決定：一是地基土對(duì)樁的支承能力；二是樁一是地基土對(duì)樁的支承能力；二是樁本身材料的強(qiáng)度。本身材料的強(qiáng)度。一般情況下，單樁的豎向承載力由地基土的支承能力所決定。這一般情

24、況下，單樁的豎向承載力由地基土的支承能力所決定。這是因?yàn)檎Ｇ闆r下的樁身材料強(qiáng)度往往不能得到完全發(fā)揮，只有對(duì)端承樁及少數(shù)樁是因?yàn)檎Ｇ闆r下的樁身材料強(qiáng)度往往不能得到完全發(fā)揮，只有對(duì)端承樁及少數(shù)樁身存在質(zhì)量缺陷的情況下才可能由樁身強(qiáng)度決定其豎向承載力。身存在質(zhì)量缺陷的情況下才可能由樁身強(qiáng)度決定其豎向承載力。l 按樁周土的支承能力確定豎向承載力按樁周土的支承能力確定豎向承載力 建筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)對(duì)不同設(shè)計(jì)等級(jí)樁基規(guī)定了單樁設(shè)計(jì)對(duì)不同設(shè)計(jì)等級(jí)樁基規(guī)定了單樁設(shè)計(jì)極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的確定方法：極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的確定方法：通過(guò)單樁靜載試驗(yàn)確定地質(zhì)條件簡(jiǎn)單時(shí)，可參照相同地

25、質(zhì)條件試樁資料，結(jié)合靜探等原位測(cè)試或經(jīng)驗(yàn)參數(shù)綜合確定，其余由載荷試驗(yàn)確定根據(jù)原位測(cè)試或經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定28/100l 載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力29/100l 載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力30/100l 載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力 由試驗(yàn)結(jié)果可繪出由試驗(yàn)結(jié)果可繪出樁頂荷載和樁頂沉降樁頂荷載和樁頂沉降關(guān)系曲線關(guān)系曲線，根據(jù)上述曲線特性，可用下列，根據(jù)上述曲線特性，可用下列方法確定單樁豎向極限承載力。方法確定單樁豎向極限承載力。 按沉降隨荷載的變化特征確定按沉降隨荷載的變化特征確定Qu 。當(dāng)。當(dāng)Qs曲線

26、有明顯的第二拐點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)，取第曲線有明顯的第二拐點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)，取第二拐點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的荷載為極限荷載二拐點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的荷載為極限荷載Qu。所。所謂第二拐點(diǎn)，即謂第二拐點(diǎn)，即Q s曲線陡降段的起點(diǎn)。曲線陡降段的起點(diǎn)。 根據(jù)沉降量確定極限承載力。對(duì)于緩變根據(jù)沉降量確定極限承載力。對(duì)于緩變型型Q s，一般可取，一般可取s4060mm對(duì)應(yīng)的荷對(duì)應(yīng)的荷載值為載值為Qu。對(duì)于大直徑樁可取。對(duì)于大直徑樁可取s0.030.06d (d為樁端直徑為樁端直徑)所對(duì)應(yīng)的荷載值；對(duì)于所對(duì)應(yīng)的荷載值；對(duì)于細(xì)長(zhǎng)樁細(xì)長(zhǎng)樁(ld80)，可取，可取s6080mm對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)的荷載值。的荷載值。31/100l 原位測(cè)試法確定單樁豎向極限承載力靜

27、力觸探原位測(cè)試法確定單樁豎向極限承載力靜力觸探ukskpksik iskpQQQuq lp Aukskpkisi icpQQQuf lq Al 按土的物理指標(biāo)確定單樁豎向極限承載力經(jīng)驗(yàn)公式法按土的物理指標(biāo)確定單樁豎向極限承載力經(jīng)驗(yàn)公式法ppkisikpkskukAqlquQQQ 該方法為沿用多年的傳統(tǒng)方法。該方法為沿用多年的傳統(tǒng)方法。建筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008) 針對(duì)不針對(duì)不同的樁型，給出了極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的估算公式同的樁型，給出了極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的估算公式(P127-130) 。32/100KQRuka安全系數(shù)，取安全系數(shù)，取K=2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁豎向

28、極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁豎向承載力特征值單樁豎向承載力特征值 對(duì)于實(shí)際問(wèn)題，單樁豎向承載力特征值還應(yīng)考慮諸如承臺(tái)效應(yīng)、其它荷載效對(duì)于實(shí)際問(wèn)題，單樁豎向承載力特征值還應(yīng)考慮諸如承臺(tái)效應(yīng)、其它荷載效應(yīng)等情況對(duì)其進(jìn)行修正（后續(xù)章節(jié)講述）。應(yīng)等情況對(duì)其進(jìn)行修正（后續(xù)章節(jié)講述）。問(wèn)題 荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 標(biāo)準(zhǔn)組合在某種意義上與過(guò)去的短期效應(yīng)組合相同，主要標(biāo)準(zhǔn)組合在某種意義上與過(guò)去的短期效應(yīng)組合相同，主要用來(lái)驗(yàn)算一般情況下構(gòu)件的撓度、裂縫等使用極限狀態(tài)問(wèn)用來(lái)驗(yàn)算一般情況下構(gòu)件的撓度、裂縫等使用極限狀態(tài)問(wèn)題。題。 荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合 準(zhǔn)永久組合在某種意義上與過(guò)去的長(zhǎng)期效應(yīng)組合相同

29、，其準(zhǔn)永久組合在某種意義上與過(guò)去的長(zhǎng)期效應(yīng)組合相同，其值等于荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)。準(zhǔn)永久組合常用值等于荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)。準(zhǔn)永久組合常用于考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用狀態(tài)影響的分析于考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用狀態(tài)影響的分析中。中。 最為典型的是：對(duì)于裂縫控制等級(jí)為最為典型的是：對(duì)于裂縫控制等級(jí)為2級(jí)的構(gòu)件，要求按照級(jí)的構(gòu)件，要求按照標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土的應(yīng)力不超過(guò)混凝土的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土的應(yīng)力不超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，在按照準(zhǔn)永久組合時(shí)，要求不出現(xiàn)拉應(yīng)抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，在按照準(zhǔn)永久組合時(shí)，要求不出現(xiàn)拉應(yīng)力力。33/10034/100n

30、概述n 建筑樁基設(shè)計(jì)的基本規(guī)定n 樁的分類n 豎向荷載作用下的單樁工作性狀n 豎向荷載作用下單樁承載力的確定方法n 豎向荷載作用下的單樁沉降計(jì)算n 豎向荷載作用下群樁工作性狀n 群樁的豎向承載力計(jì)算n 群樁的沉降計(jì)算n 水平荷載作用下樁基的承載力和變位n 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)例題5-1 題目分析 樁的類型：預(yù)制樁（p135） 公式5-17 解題35/10036/100 實(shí)際工程問(wèn)題中可能較少遇到單樁沉降分析，但是單樁沉降分析對(duì)于樁基礎(chǔ)實(shí)際工程問(wèn)題中可能較少遇到單樁沉降分析，但是單樁沉降分析對(duì)于樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)仍有一定價(jià)值，主要有三個(gè)原因：設(shè)計(jì)仍有一定價(jià)值，主要有三個(gè)原因：l 群樁沉降與單樁沉降間存在某種關(guān)系；

31、群樁沉降與單樁沉降間存在某種關(guān)系；l 群樁內(nèi)力計(jì)算中需要用到單樁豎向剛度系數(shù)，而單樁沉降與單樁豎向剛?cè)簶秲?nèi)力計(jì)算中需要用到單樁豎向剛度系數(shù)，而單樁沉降與單樁豎向剛度有關(guān)；度有關(guān)；l 單樁沉降分析可直接應(yīng)用于大直徑單樁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。單樁沉降分析可直接應(yīng)用于大直徑單樁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。l 樁本身的彈性壓縮；樁本身的彈性壓縮；l 由樁側(cè)摩阻力傳遞引起的樁端土體的壓縮變形；由樁側(cè)摩阻力傳遞引起的樁端土體的壓縮變形；l 由樁端荷載引起的樁端土體壓縮變形。由樁端荷載引起的樁端土體壓縮變形。 單樁沉降的計(jì)算方法有單樁沉降的計(jì)算方法有: (1)荷載傳遞分析法荷載傳遞分析法; (2) 彈性理論法彈性理論法; (3) 剪

32、切變形傳剪切變形傳遞法遞法; (4) 有限單元法有限單元法; (5) 簡(jiǎn)化分析方法簡(jiǎn)化分析方法.37/10038/10039/100 實(shí)際工程中的樁基礎(chǔ)，除少量大直徑樁是用單樁基礎(chǔ)外，一般都是由多根樁，實(shí)際工程中的樁基礎(chǔ)，除少量大直徑樁是用單樁基礎(chǔ)外，一般都是由多根樁，上部由承臺(tái)聯(lián)結(jié)而成的群樁基礎(chǔ)。上部由承臺(tái)聯(lián)結(jié)而成的群樁基礎(chǔ)。什么是群樁？什么是群樁？群樁的承載力是否等于各單樁承載力之和？群樁的承載力是否等于各單樁承載力之和？ 該問(wèn)題的答案只有了解了群樁的荷載傳遞特征后才能給出！由于前述單樁荷該問(wèn)題的答案只有了解了群樁的荷載傳遞特征后才能給出！由于前述單樁荷載傳遞機(jī)制中，端承樁和摩擦樁的荷載傳

33、遞機(jī)制存在顯著差異，因此，載傳遞機(jī)制中，端承樁和摩擦樁的荷載傳遞機(jī)制存在顯著差異，因此，端承型群端承型群樁和摩擦型群樁的荷載傳遞機(jī)制也有很大差異樁和摩擦型群樁的荷載傳遞機(jī)制也有很大差異！ 端承群樁端承群樁，由于持力層堅(jiān)硬，不允許樁下沉，由于持力層堅(jiān)硬，不允許樁下沉，故樁側(cè)摩阻力不易發(fā)揮，上部荷載通過(guò)樁身直接傳故樁側(cè)摩阻力不易發(fā)揮，上部荷載通過(guò)樁身直接傳到樁端處土層上。而樁端處承載面積很小，各樁端到樁端處土層上。而樁端處承載面積很小，各樁端的壓力彼此互不影響，故可認(rèn)為端承群樁中各樁的的壓力彼此互不影響，故可認(rèn)為端承群樁中各樁的工作情況與單樁工作情況基本一樣；同時(shí)，由于樁工作情況與單樁工作情況基本

34、一樣；同時(shí)，由于樁的變形很小，樁間土基本不承擔(dān)荷載，的變形很小，樁間土基本不承擔(dān)荷載，群樁的承載群樁的承載力就等于各單樁的承載力之和，群樁的沉降量也與力就等于各單樁的承載力之和，群樁的沉降量也與單樁基本相同。單樁基本相同。40/100摩擦型群樁摩擦型群樁 摩擦型群樁摩擦型群樁主要通過(guò)每根樁主要通過(guò)每根樁側(cè)面的摩擦阻力將上部荷載傳遞到側(cè)面的摩擦阻力將上部荷載傳遞到樁周及樁端的土層中。假定樁側(cè)摩樁周及樁端的土層中。假定樁側(cè)摩阻力在土中引起的附加應(yīng)力阻力在土中引起的附加應(yīng)力 z z，按按某一角度某一角度 沿樁長(zhǎng)向下擴(kuò)散分布至沿樁長(zhǎng)向下擴(kuò)散分布至樁端平面處。樁端平面處。這樣則可能出現(xiàn)兩種情況：這樣則可

35、能出現(xiàn)兩種情況：第一種情況：第一種情況：樁距樁距S較大時(shí)，樁端平面較大時(shí)，樁端平面處各樁傳來(lái)的壓力互不重疊或重疊不處各樁傳來(lái)的壓力互不重疊或重疊不多，這時(shí)群樁中各樁的工作情況仍和多，這時(shí)群樁中各樁的工作情況仍和單樁單獨(dú)工作一樣，故單樁單獨(dú)工作一樣，故群樁的承載力群樁的承載力也等于各單樁承載力之和也等于各單樁承載力之和。要求：要求：S6d(d為樁徑為樁徑)第二種情況：第二種情況：樁距較小時(shí)，樁端處地樁距較小時(shí)，樁端處地基中各樁傳來(lái)的附加應(yīng)力基中各樁傳來(lái)的附加應(yīng)力 z就會(huì)就會(huì)相互相互重疊重疊，使得樁端處壓力要比單樁時(shí)增，使得樁端處壓力要比單樁時(shí)增大許多，樁端以下壓縮土層的深度也大許多，樁端以下壓縮

36、土層的深度也要比單樁時(shí)深很多。要比單樁時(shí)深很多。要求：要求：S(34)d，常用樁距，常用樁距41/100認(rèn)識(shí)一個(gè)新概念：認(rèn)識(shí)一個(gè)新概念：群樁效應(yīng)群樁效應(yīng) 在很多情況下，群樁中各樁的工作狀態(tài)就與單樁時(shí)迥然不同，群樁的承載力在很多情況下，群樁中各樁的工作狀態(tài)就與單樁時(shí)迥然不同，群樁的承載力并不等于各單樁之總和，沉降量也大于單樁的沉降量，這就叫并不等于各單樁之總和，沉降量也大于單樁的沉降量，這就叫群樁效應(yīng)。群樁效應(yīng)。42/100認(rèn)識(shí)一個(gè)新概念：認(rèn)識(shí)一個(gè)新概念：群樁效應(yīng)群樁效應(yīng)影響群樁效應(yīng)的主要因素，影響群樁效應(yīng)的主要因素，一是群樁自身的幾何特征一是群樁自身的幾何特征，包，包括承臺(tái)的設(shè)置方式括承臺(tái)的設(shè)

37、置方式(高或低承臺(tái)高或低承臺(tái))、樁距、樁長(zhǎng)、及樁長(zhǎng)與承臺(tái)寬度比、樁距、樁長(zhǎng)、及樁長(zhǎng)與承臺(tái)寬度比、樁的排列形式、樁數(shù)；二樁的排列形式、樁數(shù)；二是樁側(cè)與樁端的土性、土層分布和成樁工藝是樁側(cè)與樁端的土性、土層分布和成樁工藝(擠土或非擠土擠土或非擠土)。 群樁效應(yīng)具體反映在以下幾方面群樁效應(yīng)具體反映在以下幾方面群樁的側(cè)阻力、群樁的側(cè)阻力、群樁的端阻力群樁的端阻力、承臺(tái)土反力、承臺(tái)土反力、樁頂荷載分布樁頂荷載分布、群樁沉降及其、群樁沉降及其隨荷載的變化隨荷載的變化、群樁的破、群樁的破壞模式壞模式。43/100認(rèn)識(shí)一個(gè)新概念：認(rèn)識(shí)一個(gè)新概念：群樁效應(yīng)群樁效應(yīng)定義群樁效應(yīng)：群樁效率系數(shù)定義群樁效應(yīng)：群樁效率

38、系數(shù) 若不允許群樁的沉降量大于同荷載作用下的單樁沉降量時(shí)，則群樁中每若不允許群樁的沉降量大于同荷載作用下的單樁沉降量時(shí)，則群樁中每一根樁的平均承載力就要比單樁時(shí)降低。根據(jù)這一概念，在設(shè)計(jì)中常要乘以一根樁的平均承載力就要比單樁時(shí)降低。根據(jù)這一概念，在設(shè)計(jì)中常要乘以群樁效率系數(shù)，其意義為：群樁效率系數(shù)，其意義為：?jiǎn)螛稑O限承載力承載力群樁中的基樁平均極限sp相應(yīng)地，還可區(qū)分群樁側(cè)摩阻力和端阻力，分別定義群樁效應(yīng)如下：相應(yīng)地，還可區(qū)分群樁側(cè)摩阻力和端阻力，分別定義群樁效應(yīng)如下：?jiǎn)螛稑O限側(cè)摩阻力側(cè)摩阻力群樁中的基樁平均極限s單樁極限側(cè)端阻力端阻力群樁中的基樁平均極限p44/100關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)

39、識(shí)關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)l 樁側(cè)阻力的群樁效應(yīng)樁側(cè)阻力的群樁效應(yīng) 群樁效應(yīng)對(duì)樁側(cè)阻力影響的基本群樁效應(yīng)對(duì)樁側(cè)阻力影響的基本規(guī)律是：群樁效率系數(shù)越大，則樁規(guī)律是：群樁效率系數(shù)越大，則樁土間的相對(duì)位移越小，此時(shí)樁側(cè)阻土間的相對(duì)位移越小，此時(shí)樁側(cè)阻力的發(fā)揮越小。力的發(fā)揮越小。右上圖：右上圖：樁距越大，群樁效應(yīng)越不樁距越大，群樁效應(yīng)越不明顯，樁周土應(yīng)力重疊越小，致使明顯，樁周土應(yīng)力重疊越小，致使樁周土的豎向位移越小，則樁土相樁周土的豎向位移越小，則樁土相對(duì)位移越大，樁側(cè)摩阻力能盡情發(fā)對(duì)位移越大，樁側(cè)摩阻力能盡情發(fā)揮，承臺(tái)底土反力越大揮，承臺(tái)底土反力越大(P=KS)；反；反之，樁土相對(duì)位移越小，樁側(cè)

40、土摩之，樁土相對(duì)位移越小，樁側(cè)土摩阻力不易發(fā)揮；承臺(tái)底反力越小。阻力不易發(fā)揮；承臺(tái)底反力越小。打入群樁：群樁效應(yīng)明顯，整體破打入群樁：群樁效應(yīng)明顯，整體破壞；反之，單樁破壞。壞；反之，單樁破壞。45/100關(guān)于關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)l 樁端阻力的群樁效應(yīng)樁端阻力的群樁效應(yīng) 群樁效應(yīng)對(duì)樁端阻力影響的基本規(guī)律是：群樁效應(yīng)對(duì)樁端阻力影響的基本規(guī)律是：n群樁效應(yīng)越大，受剪應(yīng)力重疊及樁端土體位移受限影響，樁端阻力越大；群樁效應(yīng)越大，受剪應(yīng)力重疊及樁端土體位移受限影響，樁端阻力越大；46/100關(guān)于關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)l 樁端阻力的群樁效應(yīng)樁端阻力的群

41、樁效應(yīng) 群樁效應(yīng)對(duì)樁端阻力影響的基本規(guī)律是：群樁效應(yīng)對(duì)樁端阻力影響的基本規(guī)律是：n當(dāng)樁長(zhǎng)與樁頂承臺(tái)的比值較小時(shí)，樁端阻力還會(huì)因承臺(tái)的約束作用而提高；當(dāng)樁長(zhǎng)與樁頂承臺(tái)的比值較小時(shí)，樁端阻力還會(huì)因承臺(tái)的約束作用而提高；承臺(tái)底土反力有傳遞承臺(tái)底土反力有傳遞樁端貫入變形較小樁端貫入變形較小樁端阻力增大樁端阻力增大承臺(tái)底土反力沒(méi)有傳遞承臺(tái)底土反力沒(méi)有傳遞樁端貫入變形增大樁端貫入變形增大樁端阻力減小樁端阻力減小47/100關(guān)于關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)l 樁端阻力的群樁效應(yīng)樁端阻力的群樁效應(yīng) 群樁效應(yīng)對(duì)樁端阻力影響的基本規(guī)律是：群樁效應(yīng)對(duì)樁端阻力影響的基本規(guī)律是：n群樁端阻破壞形式依

42、據(jù)群樁群樁端阻破壞形式依據(jù)群樁效應(yīng)不同而不同，群樁效應(yīng)不效應(yīng)不同而不同，群樁效應(yīng)不明顯，群樁端阻破壞類似于單明顯，群樁端阻破壞類似于單樁端阻破壞，但因應(yīng)力重疊、樁端阻破壞，但因應(yīng)力重疊、承臺(tái)約束、土體變形受限，樁承臺(tái)約束、土體變形受限，樁端土破壞承載力相對(duì)較高。端土破壞承載力相對(duì)較高。48/100關(guān)于關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)l 樁端阻力的群樁效應(yīng)樁端阻力的群樁效應(yīng) 群樁效應(yīng)對(duì)樁端阻力影響的基本規(guī)律是：群樁效應(yīng)對(duì)樁端阻力影響的基本規(guī)律是：n群樁端阻破壞形式依據(jù)群樁群樁端阻破壞形式依據(jù)群樁效應(yīng)不同而不同，群樁效應(yīng)明效應(yīng)不同而不同，群樁效應(yīng)明顯，樁端土強(qiáng)度不高時(shí)，破壞顯，樁端

43、土強(qiáng)度不高時(shí)，破壞以沖剪或局部剪切破壞為主，以沖剪或局部剪切破壞為主，若為軟弱下臥層，土體可發(fā)生若為軟弱下臥層，土體可發(fā)生側(cè)向擠出而使樁基整體失穩(wěn)；側(cè)向擠出而使樁基整體失穩(wěn)；樁端土強(qiáng)度較高時(shí)，可產(chǎn)生樁端土強(qiáng)度較高時(shí)，可產(chǎn)生整整體剪切破壞體剪切破壞。49/100關(guān)于關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)l 群樁下承臺(tái)底土對(duì)荷載的分擔(dān)作用群樁下承臺(tái)底土對(duì)荷載的分擔(dān)作用 承臺(tái)底土是否能夠承受荷載，需不需要考慮以及如何考慮承臺(tái)底土的荷承臺(tái)底土是否能夠承受荷載，需不需要考慮以及如何考慮承臺(tái)底土的荷載分擔(dān)效應(yīng)？載分擔(dān)效應(yīng)？ 不考慮承臺(tái)底土的荷載分擔(dān)效應(yīng)是偏于安全的。但事實(shí)是，承臺(tái)底土的不考慮承臺(tái)

44、底土的荷載分擔(dān)效應(yīng)是偏于安全的。但事實(shí)是，承臺(tái)底土的荷載分擔(dān)作用不容忽視，尤其是對(duì)于摩擦型樁基，荷載分擔(dān)率通常能達(dá)到百荷載分擔(dān)作用不容忽視，尤其是對(duì)于摩擦型樁基，荷載分擔(dān)率通常能達(dá)到百分之十幾到百分之五十之間。分之十幾到百分之五十之間。 這么有能耐，不考慮豈不是浪費(fèi)！問(wèn)題是如何考慮？不能高估了承臺(tái)這么有能耐，不考慮豈不是浪費(fèi)！問(wèn)題是如何考慮？不能高估了承臺(tái)底土的能力，也不要低估了它。底土的能力，也不要低估了它。50/100關(guān)于關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)l 群樁下承臺(tái)底土對(duì)荷載的分擔(dān)作用群樁下承臺(tái)底土對(duì)荷載的分擔(dān)作用承臺(tái)底土荷載分擔(dān)效應(yīng)的主要規(guī)律是：承臺(tái)底土荷載分擔(dān)效應(yīng)的主

45、要規(guī)律是：n承臺(tái)底土的壓縮性越低，強(qiáng)度越高，荷載分擔(dān)率越大；承臺(tái)底土的壓縮性越低，強(qiáng)度越高，荷載分擔(dān)率越大；n樁距越大，承臺(tái)底反力愈大，承臺(tái)外區(qū)土反力大于承臺(tái)內(nèi)區(qū)土反力；樁距越大，承臺(tái)底反力愈大，承臺(tái)外區(qū)土反力大于承臺(tái)內(nèi)區(qū)土反力；n承臺(tái)底土反力隨著荷載水平提高，樁端貫入變形增大，樁土界面滑移而提高；承臺(tái)底土反力隨著荷載水平提高，樁端貫入變形增大，樁土界面滑移而提高；n樁愈短，樁長(zhǎng)與承臺(tái)寬度比愈小，樁側(cè)摩阻力發(fā)揮值愈低，承臺(tái)土反力大。樁愈短，樁長(zhǎng)與承臺(tái)寬度比愈小，樁側(cè)摩阻力發(fā)揮值愈低，承臺(tái)土反力大。承臺(tái)底土荷載分擔(dān)效應(yīng)的基本規(guī)律是：承臺(tái)底土荷載分擔(dān)效應(yīng)的基本規(guī)律是：P=K.S。即樁土相對(duì)位移越大

46、，。即樁土相對(duì)位移越大，承臺(tái)底土荷載分擔(dān)率越大。承臺(tái)底土荷載分擔(dān)率越大。51/100關(guān)于關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)l 建筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)關(guān)于承臺(tái)效應(yīng)的規(guī)定關(guān)于承臺(tái)效應(yīng)的規(guī)定對(duì)于符合下列條件之一的摩擦型樁基，宜考慮承臺(tái)效應(yīng)確定基樁的豎向承載對(duì)于符合下列條件之一的摩擦型樁基，宜考慮承臺(tái)效應(yīng)確定基樁的豎向承載力特征值：力特征值：n上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好，體型簡(jiǎn)單的建（構(gòu)）筑物；上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好，體型簡(jiǎn)單的建（構(gòu)）筑物；n對(duì)差異沉降適應(yīng)性較強(qiáng)的排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物；對(duì)差異沉降適應(yīng)性較強(qiáng)的排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物；n按變剛度調(diào)平原則設(shè)計(jì)的樁基剛度

47、相對(duì)弱化區(qū)；按變剛度調(diào)平原則設(shè)計(jì)的樁基剛度相對(duì)弱化區(qū)；n軟土地基的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。軟土地基的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。cakcaAfRR豎向承載力特征值豎向承載力特征值考慮承臺(tái)效應(yīng)后的考慮承臺(tái)效應(yīng)后的豎向承載力特征值豎向承載力特征值承臺(tái)下承臺(tái)下1/2寬度且不超過(guò)寬度且不超過(guò)5m深度范圍內(nèi)深度范圍內(nèi)各層土的地基承載力特征值加權(quán)平均值各層土的地基承載力特征值加權(quán)平均值計(jì)算基樁所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積計(jì)算基樁所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積不考慮地震作用時(shí)不考慮地震作用時(shí)52/100關(guān)于關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)l 建筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)關(guān)于承臺(tái)效應(yīng)的規(guī)定關(guān)于承臺(tái)效

48、應(yīng)的規(guī)定對(duì)于符合下列條件之一的摩擦型樁基，宜考慮承臺(tái)效應(yīng)確定基樁的豎向承載對(duì)于符合下列條件之一的摩擦型樁基，宜考慮承臺(tái)效應(yīng)確定基樁的豎向承載力特征值：力特征值：n上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好，體型簡(jiǎn)單的建（構(gòu)）筑物；上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好，體型簡(jiǎn)單的建（構(gòu)）筑物；n對(duì)差異沉降適應(yīng)性較強(qiáng)的排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物；對(duì)差異沉降適應(yīng)性較強(qiáng)的排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物；n按變剛度調(diào)平原則設(shè)計(jì)的樁基剛度相對(duì)弱化區(qū)；按變剛度調(diào)平原則設(shè)計(jì)的樁基剛度相對(duì)弱化區(qū)；n軟土地基的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。軟土地基的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。cakcaaAfRR25. 1豎向承載力特征值豎向承載力特征值考慮承臺(tái)效應(yīng)后的考慮承臺(tái)效應(yīng)后的豎向承載力特征值豎

49、向承載力特征值承臺(tái)下承臺(tái)下1/2寬度且不超過(guò)寬度且不超過(guò)5m深度范圍內(nèi)深度范圍內(nèi)各層土的地基承載力特征值加權(quán)平均值各層土的地基承載力特征值加權(quán)平均值計(jì)算基樁所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積計(jì)算基樁所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積考慮地震作用時(shí)考慮地震作用時(shí)53/100關(guān)于關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)l 建筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)關(guān)于承臺(tái)效應(yīng)的規(guī)定關(guān)于承臺(tái)效應(yīng)的規(guī)定請(qǐng)注意，請(qǐng)注意，08規(guī)范對(duì)規(guī)范對(duì)94規(guī)范中的承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)取值進(jìn)行了修改，不再區(qū)分承規(guī)范中的承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)取值進(jìn)行了修改，不再區(qū)分承臺(tái)內(nèi)區(qū)和外區(qū)，承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)由樁間距、樁長(zhǎng)、承臺(tái)寬度等確定，如下表：臺(tái)內(nèi)區(qū)和外區(qū)，

50、承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)由樁間距、樁長(zhǎng)、承臺(tái)寬度等確定，如下表： 0.060.080.140.170.220.260.32 0.380.50 0.800.080.100.170.200.260.300.38 0.440.100.120.200.220.300.340.44 0.500.150.180.250.300.380.450.50 0.6054/100群樁豎向承載力指群樁基礎(chǔ)的豎向承載能力，包含三層意思：群樁豎向承載力指群樁基礎(chǔ)的豎向承載能力，包含三層意思：l群樁與一定范圍土視為整體時(shí)所能承受的豎向總荷載。此時(shí)，樁端以下存群樁與一定范圍土視為整體時(shí)所能承受的豎向總荷載。此時(shí)，樁端以下存在軟弱下臥層，

51、應(yīng)校核其強(qiáng)度；在軟弱下臥層，應(yīng)校核其強(qiáng)度；l群樁中的各基樁承載力應(yīng)進(jìn)行校核；群樁中的各基樁承載力應(yīng)進(jìn)行校核；l群樁沉降應(yīng)小于允許沉降量的豎向荷載。因此，沉降不僅是正常使用極限群樁沉降應(yīng)小于允許沉降量的豎向荷載。因此，沉降不僅是正常使用極限狀態(tài)的校核條件，也是群樁承載力確定的依據(jù)。狀態(tài)的校核條件，也是群樁承載力確定的依據(jù)。因此，群樁豎向承載力的確定應(yīng)考慮上述三個(gè)方面！因此，群樁豎向承載力的確定應(yīng)考慮上述三個(gè)方面！群樁整體豎向承載力按下式計(jì)算：群樁整體豎向承載力按下式計(jì)算：uunQp 適用條件：適用條件：55/100群樁整體豎向承載力計(jì)算的實(shí)體深基礎(chǔ)法群樁整體豎向承載力計(jì)算的實(shí)體深基礎(chǔ)法l側(cè)阻整體

52、破壞模式下側(cè)阻整體破壞模式下(p148 圖圖5-11)對(duì)于小樁徑對(duì)于小樁徑(Sa3d)擠土型低承臺(tái)群樁，擠土型低承臺(tái)群樁，可將群樁基礎(chǔ)看作為整體基礎(chǔ)，而基礎(chǔ)的破壞可將群樁基礎(chǔ)看作為整體基礎(chǔ)，而基礎(chǔ)的破壞為整體外側(cè)表面的剪切破壞，此時(shí)的群樁基礎(chǔ)為整體外側(cè)表面的剪切破壞，此時(shí)的群樁基礎(chǔ)整體豎向承載力可采用兩種方法估算，并取其整體豎向承載力可采用兩種方法估算，并取其小值：小值：puisuipusuuABqlqBApppA)(2：方法pubbuqBApB：方法56/100群樁整體豎向承載力計(jì)算的實(shí)體深基礎(chǔ)法群樁整體豎向承載力計(jì)算的實(shí)體深基礎(chǔ)法l側(cè)阻非整體破壞模式下：側(cè)阻非整體破壞模式下：對(duì)于非擠土型群

53、樁，其側(cè)阻多呈各單樁破壞，此時(shí)可忽略承臺(tái)分擔(dān)荷載的對(duì)于非擠土型群樁，其側(cè)阻多呈各單樁破壞，此時(shí)可忽略承臺(tái)分擔(dān)荷載的作用，其極限承載力可按下式計(jì)算：作用，其極限承載力可按下式計(jì)算：pupisuiuuqnAlqnunQp57/100持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算樁端持力層以下存在軟弱下臥層時(shí)，對(duì)樁基整體穩(wěn)定可能產(chǎn)生不利影響，樁端持力層以下存在軟弱下臥層時(shí)，對(duì)樁基整體穩(wěn)定可能產(chǎn)生不利影響，體現(xiàn)在兩個(gè)方面：體現(xiàn)在兩個(gè)方面：l持力層沖剪破壞致使樁基整體失穩(wěn)；持力層沖剪破壞致使樁基整體失穩(wěn)；l軟弱下臥層變形致使樁基整體沉降過(guò)大。軟弱下臥層變形致使樁基整體沉降過(guò)大。建筑樁基技術(shù)

54、規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)規(guī)定：對(duì)規(guī)定：對(duì)樁端持力層以下存在承樁端持力層以下存在承載力低于樁端持力層承載力載力低于樁端持力層承載力1/3的軟弱下臥層時(shí)的軟弱下臥層時(shí)，按下式驗(yàn)算軟弱下臥層的，按下式驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力：承載力：azczzf原理同擴(kuò)展基礎(chǔ)，原理同擴(kuò)展基礎(chǔ)，比較軟弱層頂面應(yīng)力和比較軟弱層頂面應(yīng)力和其承載力之大小驗(yàn)算。其中，軟弱層頂面其承載力之大小驗(yàn)算。其中，軟弱層頂面的應(yīng)力包括上覆土重和附加應(yīng)力兩部分的應(yīng)力包括上覆土重和附加應(yīng)力兩部分。58/100持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算建筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)

55、給出的軟弱下臥層承載力驗(yàn)算公式詳解！給出的軟弱下臥層承載力驗(yàn)算公式詳解！azczzfzmcz59/100持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算建筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)給出的軟弱下臥層承載力驗(yàn)算公式詳解！給出的軟弱下臥層承載力驗(yàn)算公式詳解！azczzf軟弱下臥層土體經(jīng)深度軟弱下臥層土體經(jīng)深度z修正的地基承載力特征值，修正的地基承載力特征值，修正方法同擴(kuò)展基礎(chǔ)，即：修正方法同擴(kuò)展基礎(chǔ)，即：0 . 1)5 . 0(dmdakazzff請(qǐng)注意：請(qǐng)注意：08規(guī)范對(duì)下臥層承載力特征值進(jìn)行了修改，規(guī)范對(duì)下臥層承載力特征值進(jìn)行了修改，94規(guī)范詳見(jiàn)規(guī)范詳見(jiàn)P

56、143。60/100持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算建筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)給出的軟弱下臥層承載力驗(yàn)算公式詳解！給出的軟弱下臥層承載力驗(yàn)算公式詳解！azczzf軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力，假設(shè)樁端應(yīng)力以軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力，假設(shè)樁端應(yīng)力以一定角度向下擴(kuò)散至下臥層頂面，按下式計(jì)算：一定角度向下擴(kuò)散至下臥層頂面，按下式計(jì)算：)tan2)(tan2()(2/3)(0000tBtAlqBAGFisikz樁周第樁周第i層土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值層土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值61/100持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算建

57、筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)給出的軟弱下臥層承載力驗(yàn)算公式詳解！給出的軟弱下臥層承載力驗(yàn)算公式詳解！azczzf軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力，假設(shè)樁端應(yīng)力以軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力，假設(shè)樁端應(yīng)力以一定角度向下擴(kuò)散至下臥層頂面，按下式計(jì)算：一定角度向下擴(kuò)散至下臥層頂面，按下式計(jì)算：)tan2)(tan2()(2/3)(0000tBtAlqBAGFisikz樁端底面至下臥層頂面距離樁端底面至下臥層頂面距離樁群外緣矩形底面的長(zhǎng)、短邊邊長(zhǎng)樁群外緣矩形底面的長(zhǎng)、短邊邊長(zhǎng)應(yīng)力擴(kuò)散角，按應(yīng)力擴(kuò)散角，按P150表表5-12取值。請(qǐng)注意：取值。請(qǐng)注意：t0.25B0時(shí)，取時(shí)，取0； 0

58、.25B0tF/R 偏心荷載時(shí)偏心荷載時(shí)，樁基中各樁受力可能不均等，樁數(shù)可按上式確定值增加，樁基中各樁受力可能不均等，樁數(shù)可按上式確定值增加1020。 合理地布樁是使樁基經(jīng)濟(jì)和有效的重要環(huán)節(jié)，考慮的原則是：合理地布樁是使樁基經(jīng)濟(jì)和有效的重要環(huán)節(jié)，考慮的原則是： 1.盡可能使群樁橫截面的形心與長(zhǎng)期荷載的合力作用點(diǎn)重合，以便使各樁受盡可能使群樁橫截面的形心與長(zhǎng)期荷載的合力作用點(diǎn)重合，以便使各樁受力均勻；對(duì)于荷載作用點(diǎn)位置變化的建筑物，可使群樁重心位于變化幅度之中。力均勻；對(duì)于荷載作用點(diǎn)位置變化的建筑物，可使群樁重心位于變化幅度之中。 2.盡可能將樁布置在靠近承臺(tái)的外圍部分，以增加樁基的慣性矩；盡可

59、能將樁布置在靠近承臺(tái)的外圍部分，以增加樁基的慣性矩； 3.保持樁距保持樁距sa(34)d左右為宜左右為宜。樁在平面上的布置多采用行列式，也可采。樁在平面上的布置多采用行列式，也可采用梅花式，可以等距排列也可以不等距排列。用梅花式，可以等距排列也可以不等距排列。 4.對(duì)于樁箱基礎(chǔ)，宜將樁布置于墻下；對(duì)于帶梁對(duì)于樁箱基礎(chǔ)，宜將樁布置于墻下；對(duì)于帶梁(肋肋)的樁筏基礎(chǔ)，宜將樁布置的樁筏基礎(chǔ)，宜將樁布置于梁于梁(肋肋)下；對(duì)于大直徑樁宜采用一柱一樁。下；對(duì)于大直徑樁宜采用一柱一樁。82/100STEP4:確定樁數(shù)及平面布置確定樁數(shù)及平面布置83/100STEP4:確定樁數(shù)及平面布置確定樁數(shù)及平面布置8

60、4/100包括包括群樁承載力驗(yàn)算和群樁中每根單樁的受力驗(yàn)算群樁承載力驗(yàn)算和群樁中每根單樁的受力驗(yàn)算，必要時(shí)還要驗(yàn)算群樁地基必要時(shí)還要驗(yàn)算群樁地基沉降量沉降量。若驗(yàn)算結(jié)果不能滿足要求時(shí)，應(yīng)修改設(shè)計(jì)直到滿足為止。若驗(yàn)算結(jié)果不能滿足要求時(shí)，應(yīng)修改設(shè)計(jì)直到滿足為止。除單樁基礎(chǔ)可不設(shè)承臺(tái)外，一般樁基礎(chǔ)均要設(shè)置承臺(tái)。除單樁基礎(chǔ)可不設(shè)承臺(tái)外，一般樁基礎(chǔ)均要設(shè)置承臺(tái)。承臺(tái)的作用是把樁聯(lián)結(jié)承臺(tái)的作用是把樁聯(lián)結(jié)成一個(gè)整體成一個(gè)整體，并把建筑物的荷載傳到樁上。因而承臺(tái)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。常用，并把建筑物的荷載傳到樁上。因而承臺(tái)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。常用的的低樁承臺(tái)埋深應(yīng)不小于低樁承臺(tái)埋深應(yīng)不小于600mm，承臺(tái)的