第八章 樁基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)第八章

重點(diǎn)：基樁豎向承載力、單樁豎向承載力的確定、群樁基礎(chǔ)計(jì)算及樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（難點(diǎn)）1）十九世紀(jì)以前，木樁；2）十九世紀(jì)中葉以后，材料和動(dòng)力進(jìn)步，鋼樁和鋼筋混凝土樁應(yīng)運(yùn)而生；3）20世紀(jì)20年代后，產(chǎn)生了名目繁多的樁型和工法；4）

20世紀(jì)40年代初期，隨著大功率鉆孔機(jī)具的研制成功，鉆孔灌注樁首先在美國問世，并且自20世紀(jì)70年代以來，在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。§8.1樁基礎(chǔ)-概述

鉆孔灌注樁的問世，極大地推動(dòng)了對樁基理論的研究工作，其發(fā)展經(jīng)歷了先實(shí)踐后理論，再實(shí)踐再理論的提高過程。然而面對被不斷突破的工程規(guī)模及尺寸、不斷刷新的群樁規(guī)模，其所面臨的理論缺失和技術(shù)難題更是巖土界研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。§8.1樁基礎(chǔ)-概述1、樁基礎(chǔ)及其應(yīng)用

樁基礎(chǔ)（又稱樁基------由設(shè)置于巖土中的樁和與樁頂聯(lián)結(jié)的承臺共同組成的基礎(chǔ)或由柱與樁直接聯(lián)結(jié)的單樁基礎(chǔ)。其作用------將上部結(jié)構(gòu)的荷載，通過較弱地層或水傳遞到深部較堅(jiān)硬的、壓縮性小的土層或巖層?；鶚?-----樁基礎(chǔ)中的單樁。軟土層§8.1樁基礎(chǔ)-概述§8.1樁基礎(chǔ)-概述優(yōu)點(diǎn)將荷載傳遞到下部好土層,承載力高沉降量小抗震性能好,穿過液化層承受抗拔(抗滑樁)及橫向力(如風(fēng)荷載)與其他深基礎(chǔ)比較,施工造價(jià)低缺點(diǎn)1、工程造價(jià)較高2、施工較一般淺基礎(chǔ)復(fù)雜3、施工對環(huán)境影響

打入式預(yù)制樁施工噪音；

鉆孔灌注樁的泥漿§8.1樁基礎(chǔ)-概述(1)高層建筑，高聳構(gòu)筑物及重型廠房等結(jié)構(gòu)荷載很大，而對基礎(chǔ)沉降及不均勻沉降要求高時(shí)；(2)水上建筑物；(3)深持力層,高地下水位；(4)抗震地基：考慮液化等；(5)對沉降非常敏感的建筑,如精密儀器或大型設(shè)備的基礎(chǔ)，需要減小基礎(chǔ)振幅、減弱基礎(chǔ)振動(dòng)對結(jié)構(gòu)的影響時(shí)樁基礎(chǔ)的適用范圍§8.1樁基礎(chǔ)-概述2、樁基設(shè)計(jì)原則對地基計(jì)算的要求(1)樁基中單樁所承受的荷載應(yīng)滿足單樁承載力計(jì)算的有關(guān)規(guī)定;(2)對以下建筑物的樁基應(yīng)進(jìn)行沉降驗(yàn)算;1)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為甲級的建筑物樁基；2）體形復(fù)雜、荷載不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設(shè)計(jì)等級為乙級的建筑物樁基；3）摩擦型樁基；(3）位于坡地岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算；關(guān)于荷載取值的規(guī)定

樁基設(shè)計(jì)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至承臺上的荷載效應(yīng)組合與淺基礎(chǔ)相同§8.1樁基礎(chǔ)-概述3、樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容樁基設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：(1)選擇樁的類型和幾何尺寸;(2)確定單樁豎向(和水平向)承載力設(shè)計(jì)值;(3)確定樁的數(shù)量、間距和布置方式；(4）驗(yàn)算樁基的承載力和沉降；(5）樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；(6）承臺設(shè)計(jì)；(7）繪制樁基施工圖§8.1樁基礎(chǔ)-概述1、按承載性狀分類

(1)摩擦型樁：樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受的樁。包括摩擦樁和端承摩擦樁。

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，樁端阻力小到可以忽略不計(jì)；端承摩擦樁：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。

(2)端承型樁：樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受的樁。包括端承樁和摩擦端承樁。

端承樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載由樁端阻力承受，樁側(cè)阻力小到可以忽略不計(jì)；

摩擦端承樁：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?！?.2樁基礎(chǔ)-樁及樁基礎(chǔ)的分類2、按功能分類§8.2樁基礎(chǔ)-樁及樁基礎(chǔ)的分類

木樁、砂樁、混凝土樁、鋼筋混凝土樁鋼管（型鋼）樁及復(fù)合樁等非擠土樁：干作業(yè)法鉆（挖）孔灌注樁、泥漿護(hù)壁法鉆（挖）孔灌注樁、套管護(hù)壁法鉆（挖）孔灌注樁預(yù)制樁；部分?jǐn)D土樁：沖孔灌注樁、鉆孔擠擴(kuò)灌注樁、攪拌勁芯樁、預(yù)鉆孔打入（靜壓）預(yù)制樁、打入（靜壓）式敞口鋼管樁、敞口預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁和H型鋼樁；擠土樁：沉管灌注樁、沉管夯（擠）擴(kuò)灌注樁、打入（靜壓）預(yù)制樁、閉口預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁和閉口鋼管樁。3、按材料分類4、按成樁方法分類§8.2樁基礎(chǔ)-樁及樁基礎(chǔ)的分類振動(dòng)沉樁預(yù)制樁1－13mPilePoint§8.2樁基礎(chǔ)-樁及樁基礎(chǔ)的分類人工挖孔樁§8.2樁基礎(chǔ)-樁及樁基礎(chǔ)的分類螺旋鉆

§8.2樁基礎(chǔ)-樁及樁基礎(chǔ)的分類沉管螺旋鉆孔灌注樁粘性土砂性土§8.2樁基礎(chǔ)-樁及樁基礎(chǔ)的分類

擴(kuò)底樁人工挖孔擴(kuò)孔樁（芝加哥法）擴(kuò)底灌注樁的擴(kuò)底直徑不應(yīng)大于3倍的樁直徑。§8.2樁基礎(chǔ)-樁及樁基礎(chǔ)的分類爆破擴(kuò)底樁§8.2樁基礎(chǔ)-樁及樁基礎(chǔ)的分類鉆擴(kuò)樁

按照樁徑大小，樁基礎(chǔ)可分為：（1）小直徑樁(d≤250mm)；（2）中等直徑樁（250mm＜d＜800mm）；（3）大直徑樁（d≥800mm）工程中選用何種樁型，受地質(zhì)條件、場地條件、承載力要求、施工設(shè)備、地下水位和經(jīng)濟(jì)條件等方面的限制。

§8.2樁基礎(chǔ)-樁及樁基礎(chǔ)的分類5、按樁徑大小分類1、豎向荷載下單樁的工作性能◆樁的荷載傳遞在軸向荷載作用下，樁身將發(fā)生彈性壓縮，同時(shí)樁頂部分荷載通過樁身傳遞到樁底，致使樁底土層發(fā)生壓縮變形，這兩者之和構(gòu)成樁頂軸向位移。樁與樁周土體緊密接觸，當(dāng)樁相對于土向下位移時(shí)，土對樁產(chǎn)生向上作用的樁側(cè)摩阻力。在樁頂荷載沿樁身向下傳遞的過程中，必須不斷地克服這種阻力，故樁身截面軸向力隨深度逐斬減小，傳至樁底截面的軸向力為樁頂荷載減去全部樁側(cè)阻力，并與樁底支承反力(即樁端阻力)大小相等、方向相反?！?.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算◆樁側(cè)摩阻力和樁端阻力

在樁頂豎向荷載作用下，當(dāng)樁相對于樁側(cè)土體向下位移時(shí)，土對樁產(chǎn)生向上作用的摩阻力，稱為正摩阻力；而當(dāng)樁側(cè)土體因某種原因而下沉，且其下沉量大于樁的沉降時(shí)，土對樁產(chǎn)生向下作用的摩阻力稱為負(fù)摩阻力?！?.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算◆樁側(cè)負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因1）穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土層進(jìn)入相對較硬土層；2）樁周存在軟弱土層，臨近樁地面有較大長期荷載，或地面大面積堆載；3）降低地下水位，土有效應(yīng)力增加，產(chǎn)生顯著沉降。

1）承載能力極限狀態(tài)：指樁基達(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。2）正常使用極限狀態(tài)：指樁基達(dá)到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值（如：豎向荷載引起的沉降和水平荷載引起的水平變位可能導(dǎo)致建筑物標(biāo)高的過大變化，差異沉降和水平位移使建筑物傾斜過大、開裂、裝修受損、設(shè)備不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)等。

）或達(dá)到耐久性要求的某項(xiàng)限值（對處于腐蝕介質(zhì)中的樁身和承臺，要進(jìn)行混凝土的抗裂驗(yàn)算和鋼樁的耐腐蝕驗(yàn)算；驗(yàn)算樁身和承臺的裂縫寬度，目的是為了滿足樁基的耐久性，保持建筑物的正常使用功能）?！?.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算2、承載力極限狀態(tài)§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算3、樁頂作用效應(yīng)計(jì)算軸心豎向力，可按式估算：豎向力偏心豎向力時(shí)，可按式估算：水平力§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算如圖所示，柱底傳至承臺頂面的荷載值為Fk=1200kN，Hk=100kN,Mk=200kN.m,承臺埋深2m，尺寸見圖。求作用在樁頂?shù)腘k,Nkmax,Nkmin及Hik。例題1500600h=120012001200600600FkMkHky§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算如圖所示，樁徑600mm，柱底傳至承臺頂面的荷載值為Fk+Gk=2500kN，Myk=200kN.m,尺寸見圖。求作用在樁頂?shù)腘kmax,Nkmin。課題練習(xí)26006001800600600Mk280018002400600首先確定群樁截面形心4、樁基豎向承載力計(jì)算軸心豎向力作用下：荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合偏心豎向力作用下：地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力作用下：偏心豎向力作用下：單樁豎向承載力特征值Ra確定：§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算設(shè)計(jì)等級為甲級的建筑樁基，應(yīng)通過現(xiàn)場靜載試驗(yàn)確定。在同一條件下的試樁數(shù)量不宜小于總樁數(shù)的1%，并不少于3根。工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)少于2根。設(shè)計(jì)等級為乙級建筑樁基，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件簡單時(shí)，可參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，結(jié)合靜力觸探等原位測試和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)綜合確定；其余均應(yīng)通過單樁靜載試驗(yàn)確定。設(shè)計(jì)等級為丙級的建筑樁基，可根據(jù)原位測試和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定。5、單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值《建筑樁基規(guī)范》（JGJ94-2008）（1）一般規(guī)定§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算試驗(yàn)準(zhǔn)備：將與工程規(guī)格尺寸完全相同的試樁用設(shè)計(jì)采用的施工機(jī)具及方法沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，確定試樁加載裝置；按試驗(yàn)加載裝置分類：堆載法、錨樁法、錨樁堆載聯(lián)合法、自平衡法。1）按靜載荷試驗(yàn)確定（2）單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的確定§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算堆載法§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算錨樁法—是將試驗(yàn)樁周圍對稱的幾根錨樁用錨筋與反力架連接起來,依靠樁頂?shù)那Ы镯攲⒎戳茼斊?由被連接的錨樁提供反力,提供反力的大小由反力架強(qiáng)度和被連接錨樁的抗拔力決定,可見錨樁法試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)樁受力情形與樁基礎(chǔ)實(shí)際受力情形基本類似。由于受到反力架強(qiáng)度和錨樁的抗拔力限制,目前錨樁法最高加載噸位為3000噸左右?！?.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算錨樁法試樁

次梁錨筋錨樁主梁千斤頂百分表4d，且≥2m

§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算

自平衡試樁法

自平衡試樁法是在鉆孔灌注樁施工過程中將一種特制的液壓千斤頂式荷載箱(主要由活塞、頂蓋、底蓋及箱壁四部分組成，它需要根據(jù)樁的類型、截面尺寸和荷載等級分別設(shè)計(jì)制作)和鋼筋籠焊接放置在樁身指定位置，將荷載箱的高壓油管和位移棒引至樁頂，由高壓油泵向荷載箱充油加壓，荷載箱將力傳遞到樁身，其上部樁身的摩擦力與下部樁身的摩擦力及樁端阻力相平衡（即自平衡）來維持加載?！?.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算

（a）樁基自平衡加載系統(tǒng)

（b）樁身軸向應(yīng)力測試系統(tǒng)§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算1）樁頂荷載量測：在千斤頂上安置應(yīng)力環(huán)、應(yīng)變式壓力傳感器直接測定2）試樁沉降量測：通常采用百分表或電子位移計(jì)量測樁的沉降量。荷載與沉降的量測試驗(yàn)要點(diǎn)1）試驗(yàn)加載方式：逐級加載2）加載分級：每級荷載△P=(1/10-1/15)Pu3）沉降觀測時(shí)間規(guī)定：5、10、15、15、15、30、30、30。。。4）沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每小時(shí)沉降不超過0.1mm，并連續(xù)兩次，可加下一級荷載§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算5）終止加載條件：

總位移量≥40mm，本級荷載的下沉量≥前一級荷載的下沉量的5倍時(shí)，加載即可終止。取此終止時(shí)荷載小一級的荷載為極限荷載?？偽灰屏俊?0mm，本級荷載加上后24h未達(dá)穩(wěn)定，加載即可終止。取此終止時(shí)荷載小一級的荷載為極限荷載?？傁鲁亮浚?0mm，但荷載已≥設(shè)計(jì)荷載乘設(shè)計(jì)規(guī)定的安全系數(shù)，加載即可終止。取此時(shí)的荷載為極限荷載?！?.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算計(jì)算n根試樁實(shí)測極限承載力平均值

試驗(yàn)成果與單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的確定計(jì)算每根試樁的極限承載力實(shí)測值與平均值之比

計(jì)算ai的標(biāo)準(zhǔn)差sn

§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算

計(jì)算單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值

式中，§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算計(jì)算3根試樁實(shí)測極限承載力平均值

例題8-1：某工程為鋼筋混凝土灌注樁，靜載試驗(yàn)試樁數(shù)為3根，P-S曲線略，經(jīng)計(jì)算，3根試樁的極限承載力分別為：400kN，500kN，600kN，單樁的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為多少？計(jì)算每根試樁的極限承載力實(shí)測值與平均值之比

【解】§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差sn

計(jì)算單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算當(dāng)根據(jù)單橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，可按下式計(jì)算：2）按原位測試法確定§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算當(dāng)根據(jù)雙橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，對于黏性土、粉土和砂土，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，可按下式計(jì)算：§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算3）根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算根據(jù)表8.5確定各土層的樁側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值

例題8-2：某工程為鋼筋混凝土預(yù)制方樁，邊長為300mm，樁的入土深度為13m。地層第一層為雜填土，厚1m，第二層為淤泥質(zhì)土，液性指數(shù)0.9，厚5m，第三層為黏土，液性指數(shù)0.5，厚2m，第四層為粗砂，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)15擊，該層厚度較大，未揭穿。試確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)表8.6確定樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值【解】§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算根據(jù)表8.6確定樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值求單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算4）根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，確定大直徑樁單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值?！?.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算(1)單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過單樁豎向靜載荷試驗(yàn)確定,在同一條件下的試樁數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的1%且不應(yīng)少于3根,單樁的靜載荷試驗(yàn)應(yīng)按規(guī)范附錄Q進(jìn)行。6、單樁豎向承載力特征值的確定《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）(2)當(dāng)樁端持力層為密實(shí)砂卵石或其他承載力類似的土層時(shí)對單樁承載力很高的大直徑端承型樁可采用深層平板載荷試驗(yàn)確定樁端土的承載力特征值，試驗(yàn)方法應(yīng)按規(guī)范附錄D的規(guī)定進(jìn)行。（3）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為丙級的建筑物，可采用靜力觸探及標(biāo)貫試驗(yàn)參數(shù)結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)確定；（4）初步設(shè)計(jì)時(shí)，單樁豎向承載力特征值可按下式估算：§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算（5）樁端嵌入完整及較完整的硬質(zhì)巖中，當(dāng)樁長較短且入巖較淺時(shí)，可按下式估算單樁豎向承載力特征值§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算6、單樁抗拔承載力計(jì)算（1）抗拔樁基承載力驗(yàn)算§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算（2）群樁基礎(chǔ)及基樁抗拔極限承載力的確定應(yīng)符合下列規(guī)定1）對于設(shè)計(jì)等級為甲級和乙級建筑樁基，基樁的抗拔極限承載力應(yīng)通過現(xiàn)場單樁上拔靜載荷試驗(yàn)確定。單樁上拔靜載荷試驗(yàn)及抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值取值可按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106）進(jìn)行。

2）如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時(shí)，群樁基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)等級為丙級建筑樁基，基樁的抗拔極限承載力取值可按下列規(guī)定計(jì)算：§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算a:群樁呈非整體破壞時(shí)，基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：b:群樁呈整體破壞時(shí)，基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算實(shí)例

某民用建筑，其場地地基土層分布如下：序號地層名稱層厚m液性指數(shù)ILqsikkPa狀態(tài)1人工填土1中密2粉質(zhì)粘土20.8544軟塑3粉質(zhì)粘土2.51.133流塑4粉質(zhì)粘土2.50.847軟塑5粉質(zhì)粘土20.2582硬塑6粗砂3.884中密7巖石1.7127強(qiáng)風(fēng)化8泥質(zhì)頁巖大于20Qpk=12000微風(fēng)化

采用鋼筋混凝土預(yù)制管樁，規(guī)格為外徑550mm，內(nèi)徑390mm，樁長16m，，計(jì)算此樁基礎(chǔ)的單樁豎向承載力。(分項(xiàng)系數(shù)均取1.6)

（群樁基礎(chǔ)）樁基一般由多根樁和連接上部結(jié)構(gòu)的承臺組成，群樁中的每根樁稱為基樁。樁與樁之間存在著相互影響，即應(yīng)力存在相互重疊效應(yīng)。由于承臺、樁、土相互作用，其基樁的承載力和沉降性狀往往與相同地質(zhì)條件和同樣的設(shè)置方法的單樁有明顯差別，這種現(xiàn)象稱為群樁效應(yīng)。（1）群樁的特點(diǎn)

群樁效應(yīng)一般針對摩擦型群樁。它主要表現(xiàn)在承載力和沉降兩個(gè)方面。由于群樁影響而使承載力降低可以用群樁效應(yīng)系數(shù)表示，而群樁沉降的增大可以用沉降比來表示。采用這兩個(gè)系數(shù)將群樁與單樁的性狀進(jìn)行比較，并以此來評價(jià)群樁的工作性能。7、群樁豎向承載力§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算群樁效應(yīng)系數(shù)§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算沉降比§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算

群樁效應(yīng)系數(shù)越小，沉降比越大。即群樁效應(yīng)越強(qiáng)，則群樁承載力越低、沉降越大。和的定量評價(jià)是一個(gè)復(fù)雜的問題，主要受樁距、樁數(shù)、土質(zhì)、土層構(gòu)造、樁徑、樁的類型、樁的排列方式等的影響。群樁效應(yīng)系數(shù)和沉降比的特征§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算1）由單樁極限承載力計(jì)算群樁極限承載力：用各單樁極限承載力之和乘以群樁效率這是一種粗略的計(jì)算方法，往往不能全面反映群樁承臺、樁、土的相互作用，計(jì)算結(jié)果一般偏低2）等代墩基法計(jì)算群樁極限承載力—群樁樁端阻力；

—群樁側(cè)第i層土側(cè)阻力；

（2）群樁承載力計(jì)算§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算（3）以側(cè)阻力、端阻力為參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法（4）考慮承臺、樁、土相互作用的分項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)計(jì)算法

該法于方法2相似，只是側(cè)阻力和端阻力取值根據(jù)單樁原型試驗(yàn)法、土的原位測試法、經(jīng)驗(yàn)法等確定。

該法根據(jù)樁側(cè)阻、端阻、承臺土阻力隨群樁幾何因素呈不同規(guī)律變化，提出側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)、端阻群樁效應(yīng)系數(shù)、側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)、承臺土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)等，并引進(jìn)了概率設(shè)計(jì)概念，提出不同抗力分項(xiàng)系數(shù)。在群樁試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式進(jìn)行反復(fù)擬合確定各參數(shù)取值?！?.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算

在固結(jié)穩(wěn)定的土層中，樁受荷產(chǎn)生向下的位移，因此樁周土產(chǎn)生向上的摩阻力，稱為摩阻力。而當(dāng)樁周土層的沉降超過樁的沉降時(shí)，則樁周土產(chǎn)生向下的摩阻力，稱為負(fù)摩阻力。（1）概念

1）樁穿越較厚的松散填土，濕陷性黃土、欠固結(jié)土層進(jìn)入相對較硬土層時(shí)；

2）樁周存在軟弱土層，臨近樁的地面承受局部較大的長期荷載或地面大面積堆載時(shí)，使樁周土層產(chǎn)生沉降；

3）由于降低地下水位，使樁周土中的有效應(yīng)力增大，并產(chǎn)生顯著大面積土層壓縮沉降。8、樁的負(fù)摩阻力（2）產(chǎn)生的條件§8.3樁基礎(chǔ)-樁基計(jì)算影響因素建筑結(jié)構(gòu)荷載性質(zhì)樁的使用功能地質(zhì)條件及施工條件材料供應(yīng)及經(jīng)濟(jì)評價(jià)§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1、樁型、樁長和截面尺寸選擇軟土層設(shè)計(jì)要求：選型恰當(dāng)安全適用、樁和承臺應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性，地基則應(yīng)有足夠的承載力和不產(chǎn)生過多的變形§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1）環(huán)境條件：

在居民生活、工作區(qū)周圍應(yīng)當(dāng)盡量避免使用錘擊、振動(dòng)法沉樁的樁型當(dāng)周圍環(huán)境存在市政管線或危舊房屋，對擠土效應(yīng)較感時(shí)，盡可能不使用擠土樁，如必須選用預(yù)制樁，可采用壓樁法沉樁，并采取減小擠土效應(yīng)的措施2）結(jié)構(gòu)荷載條件：

通常建筑物層數(shù)越高單樁承載力要求越高。因此，對于預(yù)制小方樁、沉管灌注樁，受樁身穿越硬土層能力和機(jī)具施工能力的限制，不能提供很大的單樁承載力，只能適用于多層及小高層建筑；而對于大直徑鉆孔灌注樁、鋼管樁、嵌巖樁等樁型，因可以提供很大的豎向、側(cè)向單樁承載力，可以滿足超高層建筑和橋梁、碼頭的要求。§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3）地質(zhì)、施工條件：

樁型的選擇要求所選定樁型在該地質(zhì)條件下是可以施工的，施工質(zhì)量有保證，才能最大限度地發(fā)揮地基和樁身的潛在能力。

工程實(shí)踐表明：

普通鋼筋混凝土樁一般只能貫入N63.5≤50擊土層或強(qiáng)風(fēng)化巖的上部淺層；鋼管樁能貫入N63.5≤100擊土層或強(qiáng)風(fēng)化巖；

H型鋼組合樁能貫入N63.5≤160擊的風(fēng)化巖；對于基巖或密實(shí)卵礫石層埋藏深度不深時(shí)，首先考慮端承樁；當(dāng)基巖埋藏很深時(shí)，則考慮摩擦樁或端承摩擦樁，但持力層應(yīng)在性能良好土層上。4）經(jīng)濟(jì)條件：

技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：除了考慮工程樁，還需考慮承臺和整個(gè)樁基的工程造價(jià)，工期的長短等

2）樁的長度：樁的長度主要取決于樁端持力層的選擇。一般選擇較堅(jiān)實(shí)的土層(中、低壓縮性土)作為樁端持力層樁端全斷面進(jìn)持力層的深度：粘性土、粉土大于等于2d；砂土大于等于1.5d碎石類土大于等于1.0d

1）確定樁型：端承型和摩擦型3）樁的橫截面面積

根據(jù)單樁或基樁承載力大小與當(dāng)?shù)厥┕C(jī)具及建筑經(jīng)驗(yàn)確定，并初步確定承臺底面標(biāo)高?！?.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

3d粘土2d砂土1.5d碎石1.0d初擬樁數(shù)時(shí)，大多不考慮群樁效應(yīng)及承臺底面處地基土的承載力，當(dāng)樁基為軸心受壓時(shí)，基樁數(shù)n可按下式估算：

F—作用在承臺頂面的豎向力設(shè)計(jì)值；

R—單樁豎向承載力特征值。（1）樁數(shù)的確定§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2、樁數(shù)及樁位布置當(dāng)樁基為偏心受壓時(shí)，基樁數(shù)n可按下式估算：—樁基偏心受壓系數(shù)，通常取1.1-1.2；§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

樁間距一般取為3～4倍樁徑，不可太大（樁間距太大會增加承臺的體積和用料），也不可太小（樁間距太小會造成施工困難，樁的承載力得不到發(fā)揮）。

樁的最小中心距應(yīng)符合《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定。其大小取決于有效發(fā)揮樁的承載力和成樁工藝兩方面。（2）樁間距的確定根據(jù)樁基的受力情況，樁可采用多種形式的平面布置，

如方形、矩形、三角形、梅花形。布置時(shí)應(yīng)盡量使上部荷載的中心與樁群的中心重合或接近，以使樁基中各樁受力比較均勻。

當(dāng)作用在承臺底面的彎矩較大時(shí)，應(yīng)設(shè)法增大樁基橫截面的慣性矩?！?.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（3）樁位的布置3、樁身截面強(qiáng)度計(jì)算鋼筋混凝土預(yù)制樁不低于C30；灌注樁C25等等。（1）樁承臺的作用承臺G把多根樁鏈結(jié)成整體，共同承受上部荷載把上部結(jié)構(gòu)荷載通過承臺傳到各根樁的頂部§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁承臺為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個(gè)淺基礎(chǔ)、因此，樁承臺本身具有類似于淺基礎(chǔ)的承載能力，即樁承臺效應(yīng)4、樁基承臺設(shè)計(jì)（2）樁承臺的種類高樁承臺§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)低樁承臺（3）樁承臺的材料與施工采用鋼筋混凝土材料，現(xiàn)場澆注施工混凝土強(qiáng)度等級不低于C15§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)承臺配筋按計(jì)算確定形狀：方,矩形,三角形,多邊形,圓形柱下獨(dú)立樁基承臺最小寬度500mm邊樁外緣距離承臺邊150mm

邊樁中心距離承臺邊1.0d（4）最小厚度300mm樁嵌入承臺大樁橫向荷載100mm,小樁50mm,鋼筋伸入承臺30d

混凝土標(biāo)號C20,保護(hù)層厚度70mm，當(dāng)有混凝土墊層時(shí)，50mm，且不應(yīng)小于樁頭嵌入承臺內(nèi)的長度。1.0d150mm100mm（4）承臺的外形尺寸及構(gòu)造要求§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題1：某建筑物采用獨(dú)立正方形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)布設(shè)4根方樁，直徑為250mm，均勻布樁，樁中心距離基礎(chǔ)邊緣最小距離采用？問題2：某建筑樁基樁徑為1.2m,其嵌入承臺內(nèi)的長度不應(yīng)小于？1.0d150mm100mm§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

主要決定于承臺的抗沖切計(jì)算，并應(yīng)滿足抗剪驗(yàn)算的要求。沿柱邊的沖切,一般沿45o斜截面上產(chǎn)生拉裂,錐體破壞r0

建筑物重要性系數(shù)一級r0=1.1二級r0=1.0三級r0=0.9Um沖切面中點(diǎn)周長β沖切系數(shù),ft混凝土抗拉強(qiáng)度F45oh0（5）承臺厚度的確定§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)F45oh0hcbca0xa0y柱對承臺抗沖切計(jì)算§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)N1:角樁反力設(shè)計(jì)值;β1x,β1y：沖切系數(shù);ft混凝土抗拉強(qiáng)度

Fh045oa1xa1yc1c2角樁對承臺的沖切計(jì)算§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

主要是確定外力作用下（荷載效應(yīng)基本組合值）引起的彎矩，按現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）計(jì)算其正截面受彎承載力和配筋。柱下獨(dú)立矩形承臺（6）承臺受彎計(jì)算§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立三樁承臺§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等邊三樁承臺§8.4樁基礎(chǔ)-樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等腰三樁承臺V：扣除承臺及其上回填土自重后斜截面上最大剪力設(shè)計(jì)值；hs受剪切承載力截面高度影響系數(shù)；剪切系數(shù)；ft混凝土抗拉強(qiáng)度；b0承臺計(jì)算截面處的計(jì)算寬度；h0計(jì)算寬度處承臺的有效