基礎(chǔ)工程第二一八

六、樁基沉降計算

1.群樁在地基土中豎向附加應(yīng)力分布的近似計算蓋德斯(Geddes，1966)根據(jù)半無限彈性體內(nèi)作用一集中力的明德林(Mindlin，1936)課題，將作用于樁端土上的壓應(yīng)力簡化為一集中荷載；將通過樁側(cè)摩阻力作用于樁周土的剪應(yīng)力簡化為沿樁軸線的線性荷載，并假定樁側(cè)摩阻力為沿深度呈矩形分布或正三角形分布(圖4-17)，分別給出了各自的土中豎向應(yīng)力表達式。

半無限彈性體內(nèi)作用一集中力的Mindlin解樁端集中力

樁側(cè)阻力呈矩形分布

樁側(cè)阻力呈正三角形分布

計算沿樁軸線(n＝0)的豎向應(yīng)力時，取n＝0.002近似代替。對于樁側(cè)阻力為其它圖式的分布，可采用以上矩形、正三角形分布豎向應(yīng)力迭加求得。將作用于單樁樁頂?shù)暮奢dQ分解為樁端荷載Qp＝αQ(α為樁端荷載分擔比)，樁側(cè)荷載Qs，而Qs又可根據(jù)其分布圖式分解為矩形分布荷載Qr＝βQ(β為矩形分布側(cè)阻分擔荷載之比)、隨深度線性增長的三角形分布荷載Qt＝(1

α

β)Q。Q＝Qp＋Qs＝Qp＋Qr＋Qt側(cè)阻呈隨深度線性增長的梯形分布時，土中豎向應(yīng)力表達式：若已知荷載分配的參數(shù)α、β，則可利用上式，采用有限壓縮層地基模式按單向壓縮計算單樁的樁端沉降。2.群樁沉降計算的簡化方法

上述豎向附加應(yīng)力的計算相當繁瑣，一般需要編制計算機程序進行計算。為簡化計算，通常將樁基礎(chǔ)看作實體深基礎(chǔ)，按類似淺基礎(chǔ)那樣用分層總和法計算沉降，再經(jīng)過適當修正就可以確定樁基礎(chǔ)的沉降。根據(jù)修正的方法、途徑不同，現(xiàn)有多種簡化計算方法。這里簡單介紹《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》推薦的方法和《建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范》推薦的方法

(1)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》推薦的方法《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》推薦的方法和稱作等效作用分層總和法，適用于樁中心距小于或等于6倍樁徑的樁基，如圖4-18所示，它不考慮樁基側(cè)面應(yīng)力擴散作用，將承臺視作直接作用在樁端平面，即實體基礎(chǔ)的長、寬視作等同于承臺底長、寬，且作用在實體基礎(chǔ)底面上的附加應(yīng)力也取為承臺底的附加應(yīng)力。然后按矩形淺基礎(chǔ)的沉降計算方法計算實體基礎(chǔ)沉降。

理論和實踐表明，對于群樁基礎(chǔ)下的地基土應(yīng)力，按半無限體地表荷載作用的布西奈斯克解，將給出偏大的結(jié)果，因此規(guī)范將均質(zhì)土中明德林解群樁沉降與等效作用面上布西奈斯克解之比值ψe作為等代實體基礎(chǔ)基底附加應(yīng)力的折減系數(shù)。式中：s

—按分層總和法算出的樁基沉降量,mm；

ψ—樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，當無當?shù)亟?jīng)驗時，樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)可按表4-7選用；

樁基最終沉降量按下式計算：ψe——樁基等效沉降系數(shù)，按下式確定。方形樁圓形樁式中Ae—樁基承臺總面積；

b—方形樁截面邊長。式中nb——矩形布樁時短邊布樁數(shù)，布樁不規(guī)則時按式（4-30）近似計算，當計算值小于1時，取nb＝1；Lc、Bc、n——分別為矩形承臺的長、寬及總樁數(shù)；C1、C2、C3——參數(shù)，根據(jù)距徑比（樁中心距與樁徑之比）Sa/d、長徑比l/d及基礎(chǔ)長寬比Lc/Bc由表4-8查得，當布樁不規(guī)則時，距徑比Sa/d按式（4-31）近似計算：

(1)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》推薦的方法在《建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范》中，還推薦了兩種類似的簡化方法，其計算圖式如圖4-19所示。圖4-19兩種簡化實體深基礎(chǔ)方法的計算圖式

2《建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范》推薦的方法圖4-19（a）表示考慮樁基側(cè)面的應(yīng)力擴散作用，其中

表示樁長范圍內(nèi)土層內(nèi)摩擦角的加權(quán)平均值。將承臺視作作用在樁端平面，但實體基礎(chǔ)底面的長、寬擴大了，在總附加荷載不變的情況下，作用在實體基礎(chǔ)底面上的附加應(yīng)力也相應(yīng)得到了折減。圖4-19（b）表示考慮樁基側(cè)面的剪應(yīng)力作用，其中S表示群樁外圍側(cè)面剪應(yīng)力的合力，剪應(yīng)力強度按庫侖定律計算。當F+G

S時，在總附加荷載克服群樁外圍側(cè)面剪應(yīng)力合力的情況下，將承臺視作直接作用在樁端平面，作用在實體基礎(chǔ)底面上的附加應(yīng)力也相應(yīng)得到了折減；當F+G

S時，將承臺視作作用在樁頂平面，基底附加應(yīng)力不變，基底下樁長范圍內(nèi)的壓縮模量取考慮樁與土協(xié)同工作的復(fù)合地基模量。3.汽沉細降控介制復(fù)纖合樁喝基設(shè)不計的吼基本臭概念(1交)倦沉降延控制沸復(fù)合衫樁基聞的承孫載力勺確定可近姨似地凍認為秒沉降筐控制殼復(fù)合座樁基重總的衫極限虜承載徒力等法于沉瓜降控找制復(fù)穗合樁項基中害所有明各單仇樁的都極限雪承載甘力與思承臺隱下地害基土椒無樁日條件散下的益極限零承載能力之灘和。在基襲礎(chǔ)設(shè)索計中罷，經(jīng)乖常會爸遇到辭下述觸情況暑：如搜果用搖天然剝地基鳴上淺查基礎(chǔ)帆方案廚，地豬基強督度要合求能儲基本辰滿足曠或相奧差不抓大，幫但地白基變趁形驗排算結(jié)隱果，悅往往塵沉降悅過大媽無法制滿足忽設(shè)計數(shù)要求缸，這嘉時就?？煽家鎽]采阻用沉熟降控文制復(fù)揉合樁焦基(風也稱竄減少齊沉降坦量樁構(gòu)基、厚疏樁嘆基礎(chǔ)鐮等)走方案吳。它知是一置種介侍于天傘然地床基上稱淺基買礎(chǔ)和匠常規(guī)死樁基腦(按陰單樁嘗設(shè)計警承載功力確崗定樁尿數(shù))牌之間淚的一親種基哀礎(chǔ)類龜型，訪和常從規(guī)樁凈基不脹同，聽沉降辱控制購復(fù)合屈樁基階主要戶根據(jù)袖建筑瞧物容場許沉木降量女要求刑確定獸樁數(shù)興。沉日降控蘭制復(fù)焰合樁蔽基和嚇常規(guī)倦樁基耽相比隔，在奴保證功沉降氣滿足閱設(shè)計繼要求顯并確桶保工薪程安多全的滑前提醒下，植樁數(shù)匹可有木大幅溉度減崖少，漂能使挽工程灑造價峽最為零經(jīng)濟僅，有豆著令問人鼓北舞的抗技術(shù)鋼經(jīng)濟寶效益掛。(2擁)根碎據(jù)沉選降控堂制確聾定樁辭數(shù)(a)當外酒荷載壞小于各各單聾樁極啞限承上載力蒜之和刪時(F+繩G

Qu)忽略聽承臺音分擔邊作用里，假栗定外蠟荷載求全部蠢由樁唇承擔蜓。沉粉降控扯制復(fù)磨合樁你基沉磚降由旺樁身涉彈性燦壓縮裁(一痕般可禽略去泡不計振)和吃樁端壇平面伍至壓烘縮層獅下限速之間搭土層撫的壓稈縮共托同組鏈成。(b)當外撥荷載錫大于摟各單漆樁極懂限承珠載力匯之和搶時(F+晌G>Qu)群樁釣始終鑒承擔堵荷載

Qu，承嫩臺承姻擔荷挨載F+G

Qu。沉降嘴控制圾復(fù)合開樁基右沉降榮可按蔽簡化參原則飄進行墨計算酷：由群否樁承夠擔的沸荷載

Qu所產(chǎn)傷生的斃沉降另計算押方法振同上較，由擊承臺聯(lián)承擔得的荷許載F+G

Qu所產(chǎn)纏生的指沉降嫩則可悄按天箭然地絡(luò)基上薄淺基奪礎(chǔ)的鄰單向勞分層吵總和騎法計束算，財而復(fù)雨合樁浩基的麻總沉裹降應(yīng)藥為上烏述二攻部分注沉降摩之和望。初步馳確定模承臺饞底面折積和秀平面沖布置銳后，