基礎(chǔ)工程學(xué)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)工程學(xué)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第1頁(yè)/共104頁(yè)概述樁基礎(chǔ)的發(fā)展歷史

十九世紀(jì)以前：7000年～8000年前，浙江寧波附近的河姆渡遺址；3000年～4000年前的古羅馬；西安灞橋、隋唐建塔等等。

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；

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、工藝和施工技術(shù)等多樣化。樁基技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)

樁基技術(shù)的發(fā)展受工業(yè)化的影響巨大；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)；樁基施工檢測(cè)與監(jiān)測(cè)形成相當(dāng)豐富有效的技術(shù)。第2頁(yè)/共104頁(yè)概述

西安灞橋（1834年清·道光14年）第3頁(yè)/共104頁(yè)概述上海河南路橋木樁基礎(chǔ)（1923年）第4頁(yè)/共104頁(yè)概述第5頁(yè)/共104頁(yè)概述新加坡發(fā)展銀行,四墩,每墩直徑7.3m。將荷載傳遞到下部好土層,承載力高。第6頁(yè)/共104頁(yè)概述第7頁(yè)/共104頁(yè)概述樁基礎(chǔ)的適用條件

土質(zhì)條件太差不宜用淺基礎(chǔ)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；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；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；地下水位很高，或水下基礎(chǔ)施工困難時(shí)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。高層建筑樁基礎(chǔ)基本型式－樁基與其它基礎(chǔ)型式結(jié)合

樁柱基礎(chǔ)：柱下獨(dú)立樁基礎(chǔ)；樁梁基礎(chǔ)：基礎(chǔ)梁（或承臺(tái)梁）下樁基礎(chǔ)；樁墻基礎(chǔ)：剪力墻（或?qū)嵏雇脖冢┫聵痘A(chǔ)；樁筏基礎(chǔ)：筏板下樁基礎(chǔ)；樁箱基礎(chǔ)：箱基下樁基礎(chǔ)。第8頁(yè)/共104頁(yè)建筑樁基設(shè)計(jì)的基本規(guī)定建筑樁基設(shè)計(jì)基本要求

樁基形式的合理選擇：考慮地基條件和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；

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；

合理布置樁基：最大程度發(fā)揮樁的承載性能；

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；

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)。樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法-極限狀態(tài)設(shè)計(jì)

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；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。第9頁(yè)/共104頁(yè)建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)（JGJ94-2008)

原建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-94)以建筑樁基安全等級(jí)和重要性系數(shù)規(guī)定設(shè)計(jì)原則，現(xiàn)規(guī)范以建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)規(guī)定。設(shè)計(jì)等級(jí)建筑類(lèi)型

甲

級(jí)(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)相鄰既有工程影響較大的建筑乙級(jí)除甲級(jí)、丙級(jí)以外的建筑丙級(jí)場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的7層及以下一般建筑建筑樁基設(shè)計(jì)的基本規(guī)定第10頁(yè)/共104頁(yè)建筑樁基設(shè)計(jì)荷載取值規(guī)定（JGJ94-2008)

樁基設(shè)計(jì)時(shí)，所采用的荷載作用效應(yīng)組合與相應(yīng)的抗力應(yīng)符合以下規(guī)定：

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)標(biāo)準(zhǔn)組合；相應(yīng)的抗力應(yīng)采用基樁或復(fù)合基樁承載力特征值；

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)準(zhǔn)永久組合；計(jì)算水平地震作用、風(fēng)載作用下的樁基水平位移時(shí)，應(yīng)采用水平地震作用、風(fēng)載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合；

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)頂面的荷載效應(yīng)基本組合。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)標(biāo)準(zhǔn)組合和準(zhǔn)永久組合。建筑樁基設(shè)計(jì)的基本規(guī)定第11頁(yè)/共104頁(yè)樁的分類(lèi)

建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008)

按承載性狀分類(lèi)：摩擦型樁和端承型樁摩擦樁：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，樁斷阻力小到可忽略不計(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，樁側(cè)阻力小到可忽略不計(jì)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摩擦型樁端承型樁第12頁(yè)/共104頁(yè)樁的分類(lèi)

建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008)

按成樁方法分類(lèi)：非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁各類(lèi)鉆（挖）孔樁：干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁法、套管護(hù)壁法等沖孔灌注樁、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非擠土樁擠土樁部分?jǐn)D土樁第13頁(yè)/共104頁(yè)樁的分類(lèi)第14頁(yè)/共104頁(yè)樁的分類(lèi)干法施工第15頁(yè)/共104頁(yè)樁的分類(lèi)預(yù)制樁第16頁(yè)/共104頁(yè)樁的分類(lèi)鋼樁第17頁(yè)/共104頁(yè)樁的分類(lèi)預(yù)應(yīng)力樁第18頁(yè)/共104頁(yè)樁的分類(lèi)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008)

按樁徑（設(shè)計(jì)直徑）大小分類(lèi)：小直徑樁、中等直徑樁、大直徑樁小直徑樁：d不超過(guò)250mm中等直徑樁：250mm<d<800mm大直徑樁：d不小于

800mm建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008)中關(guān)于樁型和成樁工藝選擇的若干規(guī)定

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；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；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)力混凝土空心方樁第19頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁工作性狀

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;(2)樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題。豎向荷載下單樁的荷載傳遞機(jī)制

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。樁身軸力分布樁側(cè)摩阻力分布樁身位移分布

樁頂受豎向荷載作用，樁身壓縮而向下位移。由此，樁身與土間的摩阻力出現(xiàn)，并使樁身軸力和位移隨深度遞減。在樁土相對(duì)位移為零處，摩阻力為零。荷載繼續(xù)增加，樁身向下位移加大，帶動(dòng)下部土層摩阻力發(fā)揮，直到荷載增加到一定程度，樁側(cè)摩阻力不能支持樁身荷載，此時(shí)，樁端阻力發(fā)揮作用。第20頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁工作性狀

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;(2)樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題。豎向荷載下單樁的荷載傳遞機(jī)制

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，取一微分段dz：由該微分段的靜力平衡條件：Q(Z)Q(Z)+dQ(z)dz微分段表面積則可得到：由樁身軸力和壓縮變形關(guān)系：樁身壓縮變形樁身截面積樁身壓縮模量第21頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁工作性狀

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;(2)樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題。豎向荷載下單樁的荷載傳遞機(jī)制

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dz：Q(Z)Q(Z)+dQ(z)則由：和Z深度的軸力：Z深度的沉降：樁－土體系荷載傳遞微分方程：第22頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁工作性狀從豎向荷載下單樁的荷載傳遞機(jī)制得到的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

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

u＝Qsu＋QPu其中：Q

u稱(chēng)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)。

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QP的發(fā)揮程度與樁土之間的相對(duì)位移情況有關(guān)。樁與土之間發(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)。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：P121第23頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁工作性狀樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題什么是負(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，即土體相對(duì)樁身向下位移，此時(shí)，土體欲“下拉”樁身，則此時(shí)摩阻力方向向下，故稱(chēng)其為“負(fù)摩阻力”。負(fù)摩阻力對(duì)樁基穩(wěn)定具有“負(fù)面效應(yīng)”：加大樁身荷載和沉降。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！這種情況的產(chǎn)生有幾種可能：

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)壓堆載降水引起的地基固結(jié)沉降；人工抽、排水；城市用水卸載后的再固結(jié)沉降。開(kāi)挖隆起后再固結(jié)第24頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁工作性狀樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題樁側(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?chē)恋南鄬?duì)位移情況確定。若樁身某一截面處，樁與周?chē)馏w之間沒(méi)有相對(duì)位移，則作用在樁上的摩擦力為零，稱(chēng)該點(diǎn)為中性點(diǎn)。在中性點(diǎn)截面處，樁身的軸力N最大；在中性點(diǎn)以上，土的下沉量大于樁的沉降量，所以是負(fù)摩擦區(qū)；在中性點(diǎn)以下，土的下沉量小于樁的沉降量，因而是正摩擦區(qū)。第25頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁工作性狀樁側(cè)負(fù)摩阻力問(wèn)題樁側(cè)負(fù)摩阻力如何分布？

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sp越小，ln越大，對(duì)于支承在巖層上的端承樁（sp＝0），負(fù)摩擦力可分布于全樁身。K0:土的側(cè)壓力系數(shù)；φ′:土的有效內(nèi)摩擦角度；σ′:樁周土中的豎向有效應(yīng)力；ζn:樁周土負(fù)摩擦力系數(shù)。樁側(cè)負(fù)摩阻力如何計(jì)算？第26頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁承載力單樁豎向承載力的確定

單樁豎向承載力由兩個(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。

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)，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)度時(shí)，一般可不考慮彎曲的影響，即取穩(wěn)定系數(shù)＝1.0，則其承載力設(shè)計(jì)值可用右式確定：小注：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，長(zhǎng)細(xì)比很大的樁體、可液化土中的樁體等！第27頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁承載力單樁豎向承載力的確定

單樁豎向承載力由兩個(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。

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》(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)極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的確定方法：設(shè)計(jì)等級(jí)單樁設(shè)計(jì)極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值確定方法甲級(jí)通過(guò)單樁靜載試驗(yàn)確定乙級(jí)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單時(shí)，可參照相同地質(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)確定丙級(jí)根據(jù)原位測(cè)試或經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定第28頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁承載力單樁豎向承載力的確定

載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力試樁－靜載試驗(yàn)第29頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁承載力單樁豎向承載力的確定

載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力載荷試驗(yàn)原理：由試驗(yàn)得到的樁頂豎向荷載與樁頂位移關(guān)系確定豎向極限承載力！樁頂荷載量測(cè)樁頂位移量測(cè)第30頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁承載力單樁豎向承載力的確定

載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力

由試驗(yàn)結(jié)果可繪出樁頂荷載和樁頂沉降關(guān)系曲線(xiàn)，根據(jù)上述曲線(xiàn)特性，可用下列方法確定單樁豎向極限承載力。①按沉降隨荷載的變化特征確定Qu

當(dāng)Q～s曲線(xiàn)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Qu。所謂第二拐點(diǎn)，即Q～s曲線(xiàn)陡降段的起點(diǎn)。②根據(jù)沉降量確定極限承載力。對(duì)于緩變型Q～s，一般可取s＝40mm～60mm對(duì)應(yīng)的荷載值為Qu。對(duì)于大直徑樁可取s＝0.03d～0.06d(d為樁端直徑)所對(duì)應(yīng)的荷載值；對(duì)于細(xì)長(zhǎng)樁(l／d＞80)，可取s＝60mm～80mm對(duì)應(yīng)的荷載值。第31頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁承載力單樁豎向承載力的確定

原位測(cè)試法確定單樁豎向極限承載力－靜力觸探

單橋測(cè)試

雙橋測(cè)試

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

該方法為沿用多年的傳統(tǒng)方法。假定同一土層中的單位側(cè)摩阻力qs均勻分布，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，確定承載力標(biāo)準(zhǔn)值?！督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)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。第32頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁承載力單樁豎向承載力的確定

原位測(cè)試法確定單樁豎向極限承載力－靜力觸探

單橋測(cè)試

雙橋測(cè)試

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

該方法為沿用多年的傳統(tǒng)方法。假定同一土層中的單位側(cè)摩阻力qs均勻分布，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，確定承載力標(biāo)準(zhǔn)值?！督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)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(P127～130)。第33頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁承載力單樁豎向設(shè)計(jì)承載力特征值的確定安全系數(shù)，取K=2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁豎向設(shè)計(jì)承載力特征值

對(duì)于實(shí)際問(wèn)題，單樁豎向設(shè)計(jì)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）。第34頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁沉降單樁沉降分析的必要性

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：

群樁沉降與單樁沉降間存在某種關(guān)系；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度有關(guān)；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)。單樁沉降組成及計(jì)算方法

樁本身的彈性壓縮；由樁側(cè)摩阻力傳遞引起的樁端土體的壓縮變形；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:(1)荷載傳遞分析法;(2)彈性理論法;(3)剪切變形傳遞法;(4)有限單元法;(5)簡(jiǎn)化分析方法.第35頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁沉降常規(guī)樁沉降計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)方法第36頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下的單樁沉降常規(guī)樁沉降計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)方法第37頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征

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)。什么是群樁？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，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)樁身直接傳到樁端處土層上。而樁端處承載壓面積很小，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工作情況與單樁工作情況基本一樣；同時(shí)，由于樁的變形很小，樁間土基本不承擔(dān)荷載，群樁的承載力就等于各單樁的承載力之和，群樁的沉降量也與單樁基本相同。第38頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征摩擦型群樁

摩擦型群樁主要通過(guò)每根樁側(cè)面的摩擦阻力將上部荷載傳布到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z，按某一角度沿樁長(zhǎng)向下擴(kuò)散分布至樁端平面處。這樣則可能出現(xiàn)兩種情況：第一種情況：樁距S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，故群樁的承載力也等于各單樁承載力之和。要求：S＞6d(d為樁徑)第二種情況：樁距較小時(shí)，樁端處地基中各樁傳來(lái)的附加應(yīng)力z就會(huì)相互重疊，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要比單樁時(shí)深很多。要求：S＝(3～4)d，常用樁距第39頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征認(rèn)識(shí)一個(gè)新概念：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)。第40頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征認(rèn)識(shí)一個(gè)新概念：群樁效應(yīng)

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，這就叫群樁效應(yīng)。影響群樁效應(yīng)的主要因素，一是群樁自身的幾何特征，包括承臺(tái)的設(shè)置方式(高或低承臺(tái))、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)。群樁效應(yīng)具體反映在以下幾方面:群樁的側(cè)阻力、群樁的端阻力、承臺(tái)土反力、樁頂荷載分布、群樁沉降及其隨荷載的變化、群樁的破壞模式。第41頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征認(rèn)識(shí)一個(gè)新概念：群樁效應(yīng)定義群樁效應(yīng)：群樁效率系數(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：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：第42頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)

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)阻力的發(fā)揮越小。右上圖：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)揮，承臺(tái)底土反力越大(P=KS)；反之，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。打入群樁：群樁效應(yīng)明顯，整體破壞；反之，單樁破壞。第43頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)

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)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；第44頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)

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：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)底土反力有傳遞樁端貫入變形較小樁端阻力增大承臺(tái)底土反力沒(méi)有傳遞樁端貫入變形增大樁端阻力減小第45頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)

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)不明顯，群樁端阻破壞類(lèi)似于單樁端阻破壞，但因應(yīng)力重疊、承臺(tái)約束、土體變形受限，樁端土破壞承載力相對(duì)較高。第46頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)

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)明顯，樁端土強(qiáng)度不高時(shí)，破壞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)生整體剪切破壞。第47頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)

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。

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。第48頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)

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)底土的壓縮性越低，強(qiáng)度越高，荷載分擔(dān)率越大；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；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；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：P=K·S。即樁土相對(duì)位移越大，承臺(tái)底土荷載分擔(dān)率越大。P138講解！第49頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)

《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：上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好，體型簡(jiǎn)單的建（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；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)；軟土地基的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。豎向承載力特征值考慮承臺(tái)效應(yīng)后的豎向承載力特征值承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)承臺(tái)下1/2寬度且不超過(guò)5m深度范圍內(nèi)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)底凈面積不考慮地震作用時(shí)第50頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)

《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：上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好，體型簡(jiǎn)單的建（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；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)；軟土地基的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。豎向承載力特征值考慮承臺(tái)效應(yīng)后的豎向承載力特征值承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)承臺(tái)下1/2寬度且不超過(guò)5m深度范圍內(nèi)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)底凈面積考慮地震作用時(shí)第51頁(yè)/共104頁(yè)豎向荷載作用下群樁的工作性狀群樁的荷載傳遞特征關(guān)于群樁效應(yīng)的幾點(diǎn)重要認(rèn)識(shí)

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)關(guān)于承臺(tái)效應(yīng)的規(guī)定當(dāng)承臺(tái)底為可液化土、濕陷性土、高靈敏度軟土、欠固結(jié)土、新填土?xí)r，沉樁引起超孔隙水壓力和土體隆起時(shí)，不考慮承臺(tái)效應(yīng)！請(qǐng)注意，2008規(guī)范對(duì)1994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：

Sa/dBe/L3456>6≤0.40.06～0.080.14～0.170.22～0.260.32～0.380.50～0.800.4～0.080.08～0.100.17～0.200.26～0.300.38～0.44>0.80.10～0.120.20～0.220.30～0.340.44～0.50單排樁條形承臺(tái)0.15～0.180.25～0.300.38～0.450.50～0.60第52頁(yè)/共104頁(yè)群樁的豎向承載力計(jì)算群樁豎向承載力的概念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，應(yīng)校核其強(qiáng)度；群樁中的各基樁承載力應(yīng)進(jìn)行校核；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)。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：群樁豎向整體承載力計(jì)算適用條件：端承型群樁、樁數(shù)小于4根的摩擦型柱下獨(dú)立樁基或由于地層土性、使用條件等因素不宜考慮承臺(tái)效應(yīng)時(shí)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008)第53頁(yè)/共104頁(yè)群樁的豎向承載力計(jì)算群樁整體豎向承載力計(jì)算的實(shí)體深基礎(chǔ)法群樁豎向整體承載力計(jì)算側(cè)阻整體破壞模式下：

對(duì)于小樁徑(Sa<3d)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，并取其小值：實(shí)體深基礎(chǔ)底面土的極限承載力不考慮應(yīng)力擴(kuò)散考慮應(yīng)力擴(kuò)散第54頁(yè)/共104頁(yè)群樁的豎向承載力計(jì)算群樁整體豎向承載力計(jì)算的實(shí)體深基礎(chǔ)法群樁豎向整體承載力計(jì)算側(cè)阻非整體破壞模式下：

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：樁端面積第55頁(yè)/共104頁(yè)群樁的豎向承載力計(jì)算持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算群樁豎向整體承載力計(jì)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，體現(xiàn)在兩個(gè)方面：持力層沖剪破壞致使樁基整體失穩(wěn)；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)規(guī)范》(JGJ94-2008)規(guī)定：對(duì)樁端持力層以下存在承載力低于樁端持力層承載力1/3的軟弱下臥層時(shí)，按下式驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力：原理同擴(kuò)展基礎(chǔ)，比較軟弱層頂面應(yīng)力和其承載力之大小驗(yàn)算。其中，軟弱層頂面的應(yīng)力包括上覆土重和附加應(yīng)力兩部分。第56頁(yè)/共104頁(yè)群樁的豎向承載力計(jì)算持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算群樁豎向整體承載力計(jì)算《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！軟弱下臥層頂面上覆土體自重軟弱下臥層頂面以上各土層重度按厚度加權(quán)平均值，地下水位以下取浮重度。承臺(tái)底面至軟弱下臥層頂面距離。請(qǐng)注意：1994規(guī)范中的z值為承臺(tái)頂面至下臥層頂面距離。2008規(guī)范進(jìn)行了修改！第57頁(yè)/共104頁(yè)群樁的豎向承載力計(jì)算持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算群樁豎向整體承載力計(jì)算《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！軟弱下臥層土體經(jīng)深度z修正的地基承載力特征值，修正方法同擴(kuò)展基礎(chǔ)，即：請(qǐng)注意：2008規(guī)范對(duì)下臥層承載力特征值進(jìn)行了修改，1994規(guī)范詳見(jiàn)P143。第58頁(yè)/共104頁(yè)群樁的豎向承載力計(jì)算持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算群樁豎向整體承載力計(jì)算《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！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：樁周第i層土的極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值第59頁(yè)/共104頁(yè)群樁的豎向承載力計(jì)算持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算群樁豎向整體承載力計(jì)算《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！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：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)應(yīng)力擴(kuò)散角，按P143表5-14取值。請(qǐng)注意：t<0.25B0時(shí)，取0；0.25B0<t<0.5B0時(shí)，內(nèi)插取值。第60頁(yè)/共104頁(yè)群樁的豎向承載力計(jì)算持力層下存在軟弱下臥層時(shí)的驗(yàn)算群樁豎向整體承載力計(jì)算《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！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：

請(qǐng)注意：2008規(guī)范對(duì)該系數(shù)進(jìn)行了修改。1994規(guī)范為減去1倍的樁側(cè)摩阻力，而2008規(guī)范為減去3/4的樁側(cè)摩阻力！這樣導(dǎo)致計(jì)算得到的下臥層頂面處附加應(yīng)力更大，最終的結(jié)果趨于更保守，當(dāng)然也是更安全！為什么更安全？

該系數(shù)是基于荷載傳遞機(jī)理修改。即軟弱下臥層土體達(dá)到破壞的臨界狀態(tài)時(shí)，土體側(cè)摩阻力也接近極限。故保守一點(diǎn)，不允許土體側(cè)摩阻力達(dá)到極限，這樣傳至下臥層頂面處的附加應(yīng)力就大了，對(duì)下臥層的承載力要求也高了??！第61頁(yè)/共104頁(yè)群樁的豎向承載力計(jì)算

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)要求，群樁中的基樁承載力應(yīng)按以下規(guī)定予以校核：?jiǎn)螛冻休d力的校核豎向軸心荷載作用下：樁數(shù)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下的樁頂作用效應(yīng)豎向偏心荷載作用下：規(guī)范其它單樁承載力校核要求！第62頁(yè)/共104頁(yè)群樁的豎向承載力計(jì)算

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)要求，當(dāng)樁周土沉降較大可能引起樁側(cè)負(fù)摩阻力時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程具體情況考慮負(fù)摩阻力對(duì)樁基承載力和沉降影響，考慮樁側(cè)負(fù)摩阻力的單樁承載力按以下方法校核：考慮負(fù)摩阻力的單樁承載力校核對(duì)摩擦型基樁，假設(shè)樁身計(jì)算中性點(diǎn)以上側(cè)阻力為零，應(yīng)滿(mǎn)足：對(duì)端承型基樁，除滿(mǎn)足上式要求外，還應(yīng)考慮下拉荷載，應(yīng)滿(mǎn)足：下拉荷載只計(jì)中性點(diǎn)以下的側(cè)摩阻力和端阻力下拉荷載的計(jì)算見(jiàn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)P44第63頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)習(xí)題習(xí)題一：某群樁基礎(chǔ)的平面，剖面和地基土層分布情況如下圖所示，應(yīng)用《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)驗(yàn)算該群樁基礎(chǔ)承載力和軟弱下臥層承載力。雜填土淤泥質(zhì)土粉質(zhì)黏土淤泥質(zhì)土第64頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)作業(yè)某建筑柱下擬采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，柱下中心荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2800kN，地基土層分布及剖面如下圖所示，承臺(tái)底面位于地面以下1.5m處。試根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)確定樁數(shù)、樁徑、樁長(zhǎng)及承臺(tái)尺寸，并驗(yàn)算群樁基礎(chǔ)承載力及下臥層承載力。雜填土，厚度1.5m淤泥質(zhì)土,厚度4.5m粉質(zhì)黏土，厚度15m淤泥質(zhì)土，未鉆穿第65頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算一般來(lái)說(shuō)，樁基只按承載力進(jìn)行計(jì)算、設(shè)計(jì)。但是，正如前述樁基承載力的確定應(yīng)滿(mǎn)足正常使用極限狀態(tài)要求，因此樁端持力層為軟弱土層或建筑物對(duì)沉降要求很高時(shí)，尚應(yīng)對(duì)樁基沉降進(jìn)行驗(yàn)算。群樁沉降計(jì)算幾點(diǎn)說(shuō)明建筑樁基沉降變形指標(biāo)：沉降量；沉降差；整體傾斜：建筑物樁基傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離之比值；局部?jī)A斜：墻下條形承臺(tái)沿縱向某一長(zhǎng)度范圍內(nèi)樁基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離之比值。建筑樁基沉降變形控制指標(biāo)選用：砌體承重結(jié)構(gòu)應(yīng)由局部?jī)A斜控制；多層或高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)應(yīng)由整體傾斜值控制；框架、框架－剪力墻、框架－核心筒結(jié)構(gòu)以柱（墻）之間的差異沉降控制。第66頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算基本原理：將群樁基礎(chǔ)看作實(shí)體深基礎(chǔ)，將樁基沉降看作是樁端平面上等效作用的附加壓力在樁端以下地基中產(chǎn)生的附加應(yīng)力所引起的沉降，以分層總和法計(jì)算沉降量。群樁沉降計(jì)算方法：《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》等效作用分層總和法適用條件：樁中心距不大于6倍樁徑的群樁基礎(chǔ)（考慮群樁效應(yīng)）計(jì)算圖式：見(jiàn)右圖需要注意的是：等效作用面位于樁端平面等效作用附加壓力近似取承臺(tái)底平均附加壓力；樁端平面以下地基附加應(yīng)力按Bussinesq解確定。第67頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算等效作用分層總和法計(jì)算樁基沉降按以下公式：群樁沉降計(jì)算方法：《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》等效作用分層總和法樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，1994規(guī)范與2008規(guī)范不同。樁基等效沉降系數(shù)按P152式5-102確定Bussinesq解計(jì)算沉降等效作用面上的附加壓力（角點(diǎn)法）第i層土和第i-1層土底面深度范圍內(nèi)的平均附加應(yīng)力系數(shù)第i層土的壓縮模量。由自重應(yīng)力和自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和查壓縮曲線(xiàn)確定樁端平面至第i層和第i-1層土底面距離樁基沉降計(jì)算深度按應(yīng)力比法確定，即:第68頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算≤10152035≥501.20.90.650.500.401994規(guī)范與2008規(guī)范中的計(jì)算樁基沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)確定群樁沉降計(jì)算方法：《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》等效作用分層總和法1994規(guī)范非軟土地區(qū)和軟土地區(qū)樁端有良好持力層時(shí)取1；軟土地區(qū)且樁端無(wú)良好持力層時(shí)，當(dāng)樁長(zhǎng)不大于25m時(shí)，取1.7；樁長(zhǎng)大于25m時(shí)，取(5.9L-20)/(7L-100)。按P152表5-19與上述規(guī)定相同！08規(guī)范壓縮模量的當(dāng)量值第i層土附加壓力系數(shù)沿土層厚度的積分值第69頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算關(guān)于等效作用分層總和法的一些討論：群樁沉降計(jì)算方法：《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》等效作用分層總和法等效作用面積為樁端平面承臺(tái)底面投影面積意味著忽略了樁周土的應(yīng)力擴(kuò)散等效作用附加壓力近似取承臺(tái)底平均附加壓力意味著忽略了樁側(cè)土的摩阻力；樁端平面以下地基附加應(yīng)力按Bussinesq解確定，與土中實(shí)際的附加應(yīng)力分布不符（計(jì)算應(yīng)力偏大），故采用了樁基等效沉降系數(shù)對(duì)其予以修正；可理解為對(duì)Bussinesq解計(jì)算得到的沉降進(jìn)行修正也可理解為對(duì)Bussinesq解沉降計(jì)算用到的附加壓力進(jìn)行修正該公式?jīng)]有考慮樁身壓縮部分；該公式?jīng)]有考慮樁間土體壓縮變形對(duì)沉降的影響第70頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算群樁沉降計(jì)算方法：《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)中的單樁、單排樁和疏樁基礎(chǔ)沉降計(jì)算方法。承臺(tái)底地基土不分擔(dān)荷載的樁基基本原理：樁端以下地基土中的附加應(yīng)力由考慮樁徑影響的Mindlin解給出，將沉降計(jì)算點(diǎn)水平面影響范圍內(nèi)各基樁對(duì)應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的附加應(yīng)力疊加，采用單向壓縮分層總和法計(jì)算土層的沉降，并計(jì)入樁身壓縮量。適用條件：?jiǎn)螛痘驑吨行木啻笥?倍樁徑的單排樁和疏樁基礎(chǔ)（不考慮群樁效應(yīng)）計(jì)算公式：沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可取1.0樁端以下地基土沉降樁身壓縮量水平面影響范圍內(nèi)各基樁對(duì)應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)樁端平面以下第i層土1/2厚度處產(chǎn)生的附加應(yīng)力之和Mindlin應(yīng)力解樁身壓縮量第71頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算群樁沉降計(jì)算方法：《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)中的單樁、單排樁和疏樁基礎(chǔ)沉降計(jì)算方法。承臺(tái)底地基土分擔(dān)荷載的樁基基本原理：樁端以下地基土中的附加應(yīng)力由考慮樁徑影響的Mindlin解給出，承臺(tái)底土反力對(duì)地基中某點(diǎn)產(chǎn)生的附加應(yīng)力以Bussinesq解給出；將沉降計(jì)算點(diǎn)水平面影響范圍內(nèi)各基樁對(duì)應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的附加應(yīng)力和承臺(tái)底土反力產(chǎn)生附加應(yīng)力疊加，采用單向壓縮分層總和法計(jì)算土層的沉降，并計(jì)入樁身壓縮量。適用條件：?jiǎn)螛痘驑吨行木啻笥?倍樁徑的單排樁和疏樁基礎(chǔ)（不考慮群樁效應(yīng)）計(jì)算公式：承臺(tái)底土反力對(duì)樁端以下i土層1/2厚度處產(chǎn)生的附加應(yīng)力角點(diǎn)法計(jì)算的任一塊面積土反力荷載在i土層1/2厚度處的附加應(yīng)力系數(shù)承臺(tái)底土均布?jí)毫Τ信_(tái)效應(yīng)系數(shù)承臺(tái)底地基承載力特征值第72頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)強(qiáng)制規(guī)定以下建筑物樁基應(yīng)進(jìn)行沉降驗(yàn)算：群樁沉降計(jì)算方法：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物樁基體型復(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(jí)為乙級(jí)的建筑物樁基；摩擦型樁基?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)關(guān)于樁基沉降計(jì)算方法的規(guī)定：最終沉降量宜按單向壓縮分層總和法計(jì)算地基內(nèi)的應(yīng)力分布宜采用各向同性均質(zhì)線(xiàn)性變形體理論?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)規(guī)定的樁基沉降計(jì)算：實(shí)體深基礎(chǔ)法(樁間距不大于6d)其它方法（包括Middin應(yīng)力公式法）第73頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算群樁沉降計(jì)算方法：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的實(shí)體深基礎(chǔ)法基本原理：將群樁基礎(chǔ)看作實(shí)體深基礎(chǔ)，以Bussinesq解求解樁端平面以下土體內(nèi)的附加應(yīng)力，按淺基礎(chǔ)沉降計(jì)算方法進(jìn)行沉降計(jì)算。適用條件：樁中心距不大于6倍樁徑群樁（考慮群樁效應(yīng)）計(jì)算圖式：工程中常見(jiàn)有兩種計(jì)算圖示，如下圖所示，一是不考慮群樁外側(cè)剪應(yīng)力擴(kuò)散和傳遞，另一種是考慮剪應(yīng)力的擴(kuò)散和傳遞。樁側(cè)各土層內(nèi)摩擦角厚度加權(quán)平均值第74頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算群樁沉降計(jì)算方法：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的實(shí)體深基礎(chǔ)法第75頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算群樁沉降計(jì)算方法：基于Geddes應(yīng)力解的沉降計(jì)算方法第76頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算群樁沉降計(jì)算方法：基于Geddes應(yīng)力解的沉降計(jì)算方法(P150給出了三個(gè)系數(shù)的表達(dá)式）。第77頁(yè)/共104頁(yè)群樁的沉降計(jì)算群樁沉降計(jì)算方法：基于Geddes應(yīng)力解的沉降計(jì)算方法該方法與前述方法均采用分層總和法計(jì)算沉降，只不過(guò)附加應(yīng)力計(jì)算方法不同！該方法的缺點(diǎn)是：對(duì)于大樁群不能手算；要求假定側(cè)阻力分布；要求給出荷載分擔(dān)比。但是，這種方法由于采用了Mindlin附加應(yīng)力計(jì)算公式，能夠考慮樁間距、樁長(zhǎng)以及樁數(shù)等因素影響。根據(jù)Geddes得到的應(yīng)力解，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002假定一般摩擦型樁的樁側(cè)摩阻力為三角形分布，且不考慮樁身的壓縮，可按下式計(jì)算樁基沉降：第78頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟STEP1:收集設(shè)計(jì)資料首先要充分掌握設(shè)計(jì)原始資料。包括建筑物類(lèi)型、荷載、工程地質(zhì)勘察資料、材料來(lái)源及施工技術(shù)設(shè)備等情況。并盡量了解當(dāng)?shù)厥褂脴痘慕?jīng)驗(yàn)以供設(shè)計(jì)參考。STEP2:選擇持力層和樁型根據(jù)場(chǎng)地勘察報(bào)告中地質(zhì)剖面情況，結(jié)合建筑物的荷載及上部結(jié)構(gòu)等條件，選擇樁端持力層，應(yīng)盡可能使樁支承在承載力相對(duì)較高的堅(jiān)實(shí)土層上。根據(jù)施工條件確定樁的類(lèi)型，是用預(yù)制樁還是灌注樁，并相應(yīng)決定樁的斷面尺寸。由樁端持力層深度可初步確定樁長(zhǎng)，為提高樁的承載力并減少沉降，樁端全斷面必須進(jìn)入持力層一定深度，對(duì)于粘性土、粉土，不宜小于2倍樁徑，砂土不宜小于1.5倍樁徑，對(duì)于碎石類(lèi)土不宜小于1倍樁徑。當(dāng)存在軟下臥層時(shí)，樁基以下硬持力層厚度一般不宜小于3倍樁徑。當(dāng)樁的種類(lèi)和幾何尺寸確定之后，應(yīng)初步確定承臺(tái)底面高程，其確定原則與淺基礎(chǔ)埋深相同。第79頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟STEP3:確定單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R按前述方法確定，并可參考勘察單位提供的數(shù)值及地區(qū)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)。STEP4:確定樁數(shù)及平面布置

根據(jù)單樁承載力設(shè)計(jì)值和上部結(jié)構(gòu)物荷載確定樁數(shù)

中心荷載時(shí)，n>F/R

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10％～20％。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；

3.保持樁距sa＝(3～4)d左右為宜。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。

4.對(duì)于樁箱基礎(chǔ)，宜將樁布置于墻下；對(duì)于帶梁(肋)的樁筏基礎(chǔ)，宜將樁布置于梁(肋)下；對(duì)于大直徑樁宜采用一柱一樁。第80頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟STEP4:確定樁數(shù)及平面布置

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)對(duì)基樁最小中心距的規(guī)定：土類(lèi)和成樁工藝排數(shù)不少于3排、樁數(shù)不少于9根的摩擦型群樁其它情況非擠土灌注樁3.0d3.0d部分?jǐn)D土樁非飽和土、飽和非粘性土3.5d3.0d飽和粘性土4.0d3.5d擠土樁非飽和土、飽和非粘性土4.0d3.5d飽和粘性土4.5d4.0d鉆、挖孔擴(kuò)底樁2D或D+2.0m1.5D或d+1.5m沉管夯擴(kuò)、鉆孔擠擴(kuò)樁非飽和土、飽和非粘性土2.2D且4.0d2.0D且3.5d飽和粘性土2.5D且4.5d2.2D且4.0d第81頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟STEP3:確定樁數(shù)及平面布置樁的平面布置示例：第82頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)內(nèi)容和步驟STEP5:樁基礎(chǔ)驗(yàn)算

包括群樁承載力驗(yàn)算和群樁中每根單樁的受力驗(yàn)算，必要時(shí)還要驗(yàn)算群樁地基沉降量。若驗(yàn)算結(jié)果不能滿(mǎn)足要求時(shí)，應(yīng)修改設(shè)計(jì)直到滿(mǎn)足為止。STEP6:承臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算

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)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。常用的低樁承臺(tái)埋深應(yīng)不小于600mm，承臺(tái)的設(shè)計(jì)主要是確定承臺(tái)的平面尺寸和形狀；承臺(tái)的厚度及與樁的聯(lián)結(jié)；承臺(tái)的配筋等。第83頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基樁的主要構(gòu)造(《建筑樁基技術(shù)規(guī)范,JGJ94-2008)TYPE1:灌注樁配筋率：當(dāng)樁身直徑為300mm～2000mm時(shí)，正截面配筋率可取0.65%～0.20%。其它情況根據(jù)計(jì)算確定配筋率，且不應(yīng)小于上述規(guī)定。配筋長(zhǎng)度：摩擦型樁基配筋長(zhǎng)度不應(yīng)小于2/3樁長(zhǎng)。主筋和箍筋：縱向主筋應(yīng)沿樁身周邊均勻分布，其凈距不應(yīng)小于60mm；箍筋應(yīng)采用螺旋式，直徑不小于6mm，間距宜為200mm～300mm；當(dāng)鋼筋籠長(zhǎng)度超過(guò)4m時(shí)，應(yīng)每隔2m設(shè)一道直徑不小于12mm的焊接加強(qiáng)箍筋。樁身混凝土：強(qiáng)度不得小于C25，混凝土預(yù)制樁尖強(qiáng)度等級(jí)不得小于C30；主筋混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于35mm。

另外，規(guī)范還針對(duì)擴(kuò)底樁、抗拔樁以及承受水平荷載樁等情況的基樁構(gòu)造分別給出了一些規(guī)定。第84頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基樁的主要構(gòu)造建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)TYPE2:混凝土預(yù)制樁截面：截面邊長(zhǎng)不應(yīng)小于200mm，實(shí)心樁截面邊長(zhǎng)不應(yīng)小于350mm。配筋：預(yù)制樁的樁身配筋應(yīng)按吊運(yùn)、打樁及樁在使用中的受力等條件計(jì)算確定。采用錘擊沉樁時(shí)，最小配筋率不宜小于0.8%，靜壓沉樁時(shí)，最小配筋率不宜小于0.6%；主筋直徑不宜小于14mm，打入樁樁頂以下(4d～5d)深度范圍內(nèi)箍筋應(yīng)加密，并設(shè)置鋼筋網(wǎng)片。分節(jié)及接樁：分節(jié)長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)施工條件和運(yùn)輸條件確定，每根樁的接頭數(shù)不宜超過(guò)3個(gè)。樁身混凝土：強(qiáng)度不宜低于C30，混凝土預(yù)制實(shí)心樁尖強(qiáng)度等級(jí)不得小于C40；縱向鋼筋混凝土保護(hù)層厚度不宜小于30mm。第85頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基樁的主要構(gòu)造建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)TYPE3:鋼樁樁型：鋼樁可采用管型、H型和其它異型鋼材。端部形式：根據(jù)樁所穿越的土層、樁端持力層性質(zhì)、樁的尺寸、擠土效應(yīng)等因素綜合考慮確定。鋼管樁的主要端部形式：敞口，有帶加強(qiáng)箍和帶內(nèi)隔板等不同組合閉口，平底、錐底分段長(zhǎng)度：分段長(zhǎng)度宜為12m～15m。H型樁的主要端部形式：帶端板不帶端板（錐底、平底）第86頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)承臺(tái)的主要構(gòu)造建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)承臺(tái)構(gòu)造尺寸

柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)的最小寬度不小于500mm，邊樁中心至承臺(tái)邊緣的距離不小于樁的直徑或邊長(zhǎng)，且樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣距離不小于150mm。對(duì)于墻下條形承臺(tái)梁，樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣距離不小于75mm。承臺(tái)的最小厚度不小于300mm。高層建筑平板式和梁板式承臺(tái)的最小厚度不小于400mm，墻下布樁的剪力墻結(jié)構(gòu)筏形承臺(tái)的最小厚度不小于200mm。承臺(tái)的鋼筋配置

柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)鋼筋應(yīng)通長(zhǎng)配置。對(duì)四樁以上承臺(tái)宜按雙向均勻布置，對(duì)三樁三角形承臺(tái)應(yīng)按三向板帶均勻布置，且最里面的三根鋼筋圍成的三角形應(yīng)在柱截面范圍內(nèi)。承臺(tái)底面鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，當(dāng)有墊層時(shí)，不應(yīng)小于50mm，當(dāng)無(wú)墊層時(shí)，不應(yīng)小于70mm，此外尚不應(yīng)小于樁頭嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度。第87頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)承臺(tái)的主要構(gòu)造建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)樁與承臺(tái)連接構(gòu)造

樁嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度對(duì)中等直徑樁不應(yīng)小于50mm，對(duì)大直徑樁不宜小于100mm。混凝土樁的樁頂縱向主筋應(yīng)錨入承臺(tái)內(nèi)，錨入長(zhǎng)度不宜小于35倍主筋直徑；對(duì)于大直徑灌注樁，當(dāng)采用一柱一樁時(shí)可設(shè)置承臺(tái)或?qū)杜c柱直接相連。柱與承臺(tái)的連接構(gòu)造

采用一柱一樁，柱與樁直接連接時(shí)，柱縱向主筋錨入樁身長(zhǎng)度不應(yīng)小于35倍縱向主筋直徑；對(duì)于多樁承臺(tái)，柱縱向主筋錨入承臺(tái)不小于35倍柱縱向主筋直徑。當(dāng)承臺(tái)高度不滿(mǎn)足錨固要求時(shí)，豎向錨入長(zhǎng)度不應(yīng)小于20倍縱向主筋直徑，并向柱軸線(xiàn)方向彎折90度。承臺(tái)與承臺(tái)的連接構(gòu)造見(jiàn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)P24第88頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)承臺(tái)計(jì)算

承臺(tái)計(jì)算主要包括：受彎計(jì)算、受沖切計(jì)算、受剪切計(jì)算、局部受壓計(jì)算以及抗震驗(yàn)算。承臺(tái)計(jì)算也是承臺(tái)構(gòu)造尺寸設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的驗(yàn)算和校核過(guò)程。承臺(tái)受彎計(jì)算承臺(tái)底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和配筋驗(yàn)算承臺(tái)受沖切計(jì)算承臺(tái)厚度設(shè)計(jì)及驗(yàn)算承臺(tái)受剪切計(jì)算承臺(tái)與樁、柱連接及斜截面強(qiáng)度驗(yàn)算承臺(tái)局部受壓計(jì)算承臺(tái)材料強(qiáng)度驗(yàn)算第89頁(yè)/共104頁(yè)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)承臺(tái)受彎計(jì)算建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)

當(dāng)承臺(tái)板厚度比較小，而配筋量又不足時(shí)，承臺(tái)在柱荷載作用下，常先發(fā)生彎曲破壞。防止彎曲破壞，在承臺(tái)板底部要配有足夠數(shù)量的鋼筋。大量模型試驗(yàn)表明，柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)呈“梁式破壞”，其撓曲裂縫在平行于柱邊兩個(gè)方向交替出現(xiàn)，最大彎矩產(chǎn)生平行于柱邊兩個(gè)方向的屈服線(xiàn)處。控制截