《樁基設(shè)計(jì)與計(jì)算》 課件全套 姚笑青 1緒論、2 豎向受荷樁基的承載力-8 樁基檢測(cè)

樁基設(shè)計(jì)與計(jì)算第一章緒論1第二章豎向受荷樁基的承載力2第三章豎向受荷樁基的沉降3第四章水平受荷樁基的承載力與位移4第五章樁基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計(jì)方法（一般步驟、高層建筑樁基、橋梁樁基、樁基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)）5第六章復(fù)合疏樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)6第七章抗滑樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算7*第八章樁基施工與檢測(cè)8目錄CONTENTS第一節(jié)樁基礎(chǔ)的定義及應(yīng)用第二節(jié)樁基礎(chǔ)的分類第三節(jié)樁基工程的發(fā)展概況第四節(jié)樁基設(shè)計(jì)與計(jì)算概述第一章緒論地基基礎(chǔ)地基基礎(chǔ)方案天然人工淺深條形基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)荷載增大基礎(chǔ)面積隨之增大擴(kuò)展基礎(chǔ)交叉條形基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)增加基礎(chǔ)面積盡量采用淺基礎(chǔ)場(chǎng)地淺層土質(zhì)不能滿足構(gòu)筑物對(duì)地基承載力和變形的要求不適宜采取地基處理措施時(shí)，

考慮將荷載傳至深部土層的深基礎(chǔ)方案

主要有樁基礎(chǔ)、沉井、地下連續(xù)墻等其中樁基歷史最悠久、應(yīng)用最廣泛淺基礎(chǔ)深基礎(chǔ)第一節(jié)樁基礎(chǔ)的定義及應(yīng)用一、樁基、基樁的定義樁基礎(chǔ)樁和承臺(tái)組成。通過(guò)承臺(tái)把若干根樁的頂部連接成整體，共同承受荷載的一種深基礎(chǔ)?；鶚稑痘A(chǔ)中的每根樁軟弱土層堅(jiān)實(shí)土層上部結(jié)構(gòu)承臺(tái)樁把若干根樁連接成整體二、承載功能及承載機(jī)理承受豎向荷載承受水平荷載承受上拔荷載——由樁端下土阻力和樁周土摩阻力、

承臺(tái)下土反力共同承擔(dān)。——由樁側(cè)土層的側(cè)向阻力承擔(dān)——由樁周土的摩阻力承擔(dān)三、樁基礎(chǔ)的適用情況1、荷載需由深部土層承擔(dān)。2、構(gòu)筑物要求沉降量小且均勻。3、需承受較大的水平荷載。4、需承受較大的上拔力。5、需抗震及減振。6、需水下機(jī)械化施工。如淺部土層較軟，或淺部土層會(huì)被沖刷。如高層建筑、橋臺(tái)、碼頭。如地下車庫(kù)、干船塢等底板受水浮托力。第二節(jié)樁基礎(chǔ)的分類一、按樁身材料分類混凝土樁素混凝土、鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制成的樁鋼樁采用鋼材制成的管樁和H型鋼樁組合材料樁由兩種材料組合而成的樁型。如鋼管混凝土樁木樁防腐處理，適用于水位以下。現(xiàn)只用于臨時(shí)性工程二、按成樁方法分類（施工工藝）預(yù)制樁灌注樁先制樁，后沉樁先成孔，后灌注成樁工藝1

預(yù)制樁沉樁鋼筋混凝土樁實(shí)心方樁空心方樁（靜壓法）打入、壓入、振入制樁

預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁預(yù)應(yīng)力空心方樁：500×500、600×600

工廠預(yù)制L＝4～15m鋼樁

H型鋼樁

常見(jiàn)300×300～500×5002

灌注樁（實(shí)心圓截面）鉆（沖）孔灌注樁沉管灌注樁夯擴(kuò)灌注樁人工挖孔灌注樁

成孔（旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)或沖擊鉆機(jī))→沉放鋼筋籠→水下灌注混凝土

沉管（振動(dòng)沉管或錘擊沉管)→灌注混凝土→（內(nèi)夯擴(kuò)底）→邊振動(dòng)拔管邊灌注混凝土→放鋼筋籠→繼續(xù)灌注混凝土（正循環(huán)排渣法、反循環(huán)排渣法）短、粗：開(kāi)挖深度不超過(guò)25m；直徑最大可達(dá)4m。下導(dǎo)管和鋼筋籠澆筑水下混凝土成樁成孔鉆孔灌注樁施工順序清孔泥漿經(jīng)鉆桿內(nèi)腔流向孔底，將鉆頭切削下來(lái)的巖土鉆渣，經(jīng)鉆桿與孔壁的環(huán)狀空間，攜帶至地面。泵吸反循環(huán)是利用離心泵的抽吸作用，在鉆桿內(nèi)腔造成負(fù)壓狀態(tài)，在大氣壓力作用下，沖洗液經(jīng)經(jīng)鉆桿與孔壁的環(huán)狀空間流向孔底，與巖土鉆渣組成混合液，被吸入鉆桿內(nèi)腔，排入地面泥漿循環(huán)系統(tǒng)。反循環(huán)正循環(huán)沉管灌注樁的施工比較1、振動(dòng)、噪聲

大

小2、擠土效應(yīng)預(yù)制樁（實(shí)心、封底管樁)、沉管（夯擴(kuò)）灌注樁擠土鉆孔樁、挖孔樁非擠土部分?jǐn)D土部分預(yù)制樁（開(kāi)口式管樁、H型鋼樁）3、沉樁能力預(yù)制樁（打入、振入)、沉管（夯擴(kuò)）灌注樁大預(yù)制樁（靜壓)、鉆孔樁小4、造價(jià)預(yù)制樁大灌注樁小配筋：搬運(yùn)起吊和錘擊時(shí)的施工工況控制的，遠(yuǎn)超過(guò)正常工作荷載對(duì)強(qiáng)度的要求，樁身混凝土標(biāo)號(hào)高、含筋率高，主筋要求通長(zhǎng)配置，用鋼量大省去了預(yù)制樁的制作、運(yùn)輸、吊裝和打入等工序，樁不承受這些過(guò)程中的彎折和錘擊應(yīng)力，從而節(jié)省了鋼材和造價(jià)。僅承受軸向壓力時(shí)，可不用配置鋼筋，或僅用少量的構(gòu)造筋；需配置鋼筋時(shí)，按工作荷載要求布置，通常只在上部配筋，不用接頭，節(jié)約了鋼的用量，也不需使用高標(biāo)號(hào)混凝土，一般情況下，比預(yù)制樁經(jīng)濟(jì)。（但PHC管樁較經(jīng)濟(jì))5、質(zhì)量穩(wěn)定性預(yù)制樁的接頭是樁身薄弱環(huán)節(jié)灌注樁的樁身混凝土質(zhì)量不易控制和保證、清孔質(zhì)量影響承載力（樁底沉渣及樁側(cè)泥皮）。6、施工工效高低預(yù)制樁灌注樁（工序多）預(yù)制混凝土方樁PrecastconcretesquarepilePHC管樁PrestressedhighstrengthConcretepipepile灌注樁鋼管樁3

擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁由主樁、底盤(pán)、中盤(pán)、頂盤(pán)及數(shù)個(gè)分支所組成。根據(jù)地質(zhì)情況在硬土層中設(shè)置分支及承力盤(pán)。通過(guò)液壓擠擴(kuò)設(shè)備，對(duì)各分支和承力盤(pán)周圍土體施以三維靜壓，經(jīng)擠密的周圍土體與砼樁身、支盤(pán)緊密地結(jié)合為一體，發(fā)揮了樁土共同承力作用。支盤(pán)樁承力盤(pán)盤(pán)徑較大如：φ600mm—φ1000mm的主樁，盤(pán)徑可達(dá)2000mm，其面積為主樁截面的4倍，若加上各盤(pán)環(huán)和各分支的面積總和可多達(dá)20倍。利用鋼筋籠底部和側(cè)面預(yù)先埋設(shè)的注漿管,在成樁后2-30天內(nèi)用高壓泵進(jìn)行高壓注漿漿液通過(guò)滲入、劈裂、填充、擠密等作用與樁體周圍土體結(jié)合，固化樁底沉渣和樁側(cè)泥皮，起到提高承載力、減少沉降等效果。包括：樁底后注漿、樁側(cè)后注漿、樁底樁側(cè)復(fù)式后注漿4

后注漿工藝三、按成樁對(duì)環(huán)境的影響分類(擠土效應(yīng)）擠土樁部分?jǐn)D土樁非擠土樁1

按樁徑大小分小直徑樁d≤250mm中等直徑樁250<d<800mm大直徑樁d≥800mm四、按樁的幾何尺寸及特征分類2

按樁的截面形狀分——圓形、方形、矩形、三角形及H形3按樁尖（端）形式分——錐形、平底、擴(kuò)頭五、按承載功能和機(jī)理分類豎向抗壓樁豎向抗拔樁水平受荷樁復(fù)合受荷樁摩擦型樁端承型樁主動(dòng)樁被動(dòng)樁樁直接承受外荷載，并主動(dòng)向樁周土中傳遞應(yīng)力。如承受風(fēng)力、地震力、車輛制動(dòng)力的構(gòu)筑物樁基。樁不直接承受外荷載，只是由于樁周土在自重或外荷下發(fā)生變形或運(yùn)動(dòng)而受到影響。是被動(dòng)承受側(cè)向土壓力。如深基坑支護(hù)樁、港口碼頭及路堤邊坡的抗滑樁。六、按承臺(tái)位置分類低承臺(tái)樁基高承臺(tái)樁基承臺(tái)底面位于地面（或沖刷線）以下承臺(tái)底面位于地面（或沖刷線）以上高承臺(tái)樁基承臺(tái)位置較高或設(shè)在施工水位以上，可避免或減少墩臺(tái)的水下作業(yè)，施工方便，經(jīng)濟(jì)。剛度較小，在水平力作用下，承臺(tái)及基樁露出地面的一段自由長(zhǎng)度周圍無(wú)土來(lái)共同承受水平外力基樁的受力情況不利，樁身內(nèi)力和位移都將大于在同樣水平外力作用下的低承臺(tái)樁基穩(wěn)定性方面不如低承臺(tái)樁基好七、按樁軸方向分類豎直樁單向斜樁多向斜樁工程實(shí)例/事故迪拜塔Thehighestbuildingintheworld,828m樁筏基礎(chǔ)螺旋灌注樁:192根，直徑1米，長(zhǎng)度47米筏板厚度：3.7米基巖：鈣質(zhì)砂巖，60米以下鉆孔灌注樁上海中心Thesecondhighestbuildingintheworld樓高632m，地上119層，地下室5層基巖：地表以下250米樁筏基礎(chǔ)筏板：混凝土體積60881m3,直徑121米，厚6m，嵌入深度30.8米

后注漿大直徑超長(zhǎng)灌注樁：980根、直徑1米、長(zhǎng)86米地下連續(xù)墻：66幅，長(zhǎng)50米，厚1.2米鉆孔灌注樁上海環(huán)球金融中心樓高492米，地上101層，地下3層結(jié)構(gòu)體系：4個(gè)角部組合巨型柱+核心筒基巖：地表以下250米樁筏基礎(chǔ)主樓筏板：混凝土體積37800m3，直徑100m，

厚度4~4.5m，開(kāi)挖深度22m鋼管樁：直徑700mm，長(zhǎng)79m鋼管樁上海500kv世博地下變電站地下建筑：地下室深度34.5米，水浮力>結(jié)構(gòu)自重樁長(zhǎng)82米

擴(kuò)底抗拔樁2019年8月28日上午深圳羅湖區(qū)船步路附近一棟6層高樓房坍塌沉管灌注樁專家組現(xiàn)場(chǎng)研判，初步認(rèn)為：沉管灌注樁，摩擦樁房屋基底土層較差，建筑下方有暗渠暗渠水流常年作用下造成樁周水土流失和樁身腐蝕，最終造成樁基礎(chǔ)發(fā)生脆性破壞，導(dǎo)致樓體局部?jī)A斜下沉。上海市地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范2010中規(guī)定：預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在抗震設(shè)防烈度為8度時(shí)禁用。上海蓮花河畔——樓脆脆事件（2009年6月27日）PHC管樁概況層數(shù)：13層上部結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土剪力墻基礎(chǔ)：條形承臺(tái)梁+樁基樁基“PHC管樁”第三節(jié)樁基工程的發(fā)展概況初級(jí)階段(19世紀(jì)之前)

發(fā)展階段

(19世紀(jì)后期~20世紀(jì)中葉)鋼管樁和鋼筋混凝土樁逐漸使用并發(fā)展樁型不多，設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)簡(jiǎn)單現(xiàn)代化階段(20世紀(jì)中期以后）木樁經(jīng)濟(jì)發(fā)展、建筑規(guī)模擴(kuò)大，新樁型和新工藝的發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，基礎(chǔ)理論研究發(fā)展樁基工程技術(shù)的發(fā)展歷史樁基工程最新進(jìn)展施工工藝和技術(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算試驗(yàn)和檢測(cè)樁端（側(cè)）后注漿長(zhǎng)螺旋壓灌灌注樁擠擴(kuò)支盤(pán)樁大樁徑、超長(zhǎng)樁樁基礎(chǔ)的變形控制理論樁基與上部結(jié)構(gòu)共同作用理論復(fù)合疏樁基礎(chǔ)復(fù)合受荷樁室內(nèi)模型試驗(yàn)、離心試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)大噸位載荷試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)樁基檢測(cè)測(cè)試技術(shù)第四節(jié)樁基設(shè)計(jì)與計(jì)算概述樁基荷載:不超過(guò)地基的承載能力樁基變形量:小于允許變形值樁基結(jié)構(gòu):（包括承臺(tái)和樁身）

應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度及耐久性一、總原則和技術(shù)要求二、設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容及其方法樁基設(shè)計(jì)樁基類型、樁徑、樁長(zhǎng)樁數(shù)及平面布置樁身結(jié)構(gòu)及承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樁基計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算承載力計(jì)算變形計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果分析施工圖繪制樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算方法承載力極限狀態(tài)（Ultimatelimitstate/ULS）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)承載的變形驗(yàn)算內(nèi)容承載力（樁基持力層和下臥層）樁基穩(wěn)定性樁身和承臺(tái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度樁基達(dá)到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值驗(yàn)算內(nèi)容沉降量和水平位移樁身裂縫正常使用極限狀態(tài)（Serviceabilitylimitstate/SLS）荷載：標(biāo)準(zhǔn)組合抗力：承載力特征值或容許值安全系數(shù)：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定可靠度不明確1、基于容許承載力的定值設(shè)計(jì)法

承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算方法2、以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法荷載、承載力、變形參數(shù)的實(shí)測(cè)值是具有變異性和不確定性的隨機(jī)變量荷載效應(yīng)：取基本組合抗力：取強(qiáng)度設(shè)計(jì)值采用分項(xiàng)系數(shù)失效概率符合規(guī)定的限值，達(dá)到一定的可靠度抗力恒載活載1.61.21.4荷載承載力定值標(biāo)準(zhǔn)組合特征值/容許值=標(biāo)準(zhǔn)值/安全系數(shù)概率基本組合設(shè)計(jì)值=標(biāo)準(zhǔn)值/分項(xiàng)系數(shù)承載力極限狀態(tài)樁基計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算承載力計(jì)算變形計(jì)算定值設(shè)計(jì)法概率極限設(shè)計(jì)法三、本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容樁基計(jì)算理論常規(guī)樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)（五）豎向受荷樁基（承載力與沉降）（二、三）水平受荷樁基（承載力與變形）（四）*樁基施工與檢測(cè)（八）非常規(guī)樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)（六、七）樁基設(shè)計(jì)與計(jì)算第一章緒論1第二章豎向受荷樁基的承載力2第三章豎向受荷樁基的沉降3第四章水平受荷樁基的承載力與位移4第五章樁基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計(jì)方法（一般步驟、高層建筑樁基、橋梁樁基、樁基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)）5第六章復(fù)合疏樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)6第七章抗滑樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算7*第八章樁基施工與檢測(cè)8目錄CONTENTS第二章豎向受荷樁基的承載力第一節(jié)單樁的豎向抗壓承載性狀第二節(jié)單樁豎向抗壓承載力的確定第三節(jié)群樁的豎向抗壓承載性狀第四節(jié)群樁豎向抗壓承載力的確定第五節(jié)樁的豎向抗拔承載力第六節(jié)樁的負(fù)摩阻力第一節(jié)單樁的豎向抗壓承載性狀把樁頂荷載P傳遞給地基通過(guò)樁側(cè)摩阻力QS及樁端阻力QP傳遞PQSQP總摩阻力總端阻力樁的作用一、樁的荷載傳遞荷載傳遞過(guò)程：復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)樁側(cè)、樁端阻力發(fā)揮：與樁土相對(duì)位移有關(guān)，有極限值樁側(cè)阻力qS、樁端阻力qP與樁土相對(duì)位移S的函數(shù)曲線形狀復(fù)雜，與土層性質(zhì)、埋深、施工工藝和樁徑等有關(guān)1、荷載傳遞函數(shù)（一）影響樁側(cè)阻力qS

及樁端阻力qP的因素PQSQP荷載傳遞函數(shù)？分類加工軟化型加工硬化型土非軟化硬化型主要特征參數(shù)極限阻力qu極限位移suqsu1su1qsu3qsu2su2su3發(fā)揮極限值pSu、qSu所需的極限位移Su不同發(fā)揮端阻極限值qSu所需位移較大（樁底直徑10％以上）發(fā)揮側(cè)阻極限值pSu所需位移較小

（粘性土為4～6mm，

砂性土為6～10mm）研究人員擬合實(shí)測(cè)曲線，提出荷載傳遞函數(shù)表達(dá)式代表性：指數(shù)曲線，雙曲線和理想彈塑性關(guān)系樁側(cè)摩阻力的傳遞函數(shù)樁端阻力的傳遞函數(shù)

影響樁的荷載傳遞(樁側(cè)阻端阻的大小及分布)因素很復(fù)雜主要因素：荷載大小荷載傳遞函數(shù)（與土層性質(zhì)、埋深、施工工藝和樁徑等有關(guān)）荷載大小不同，相應(yīng)的QS及QP大小和分布不同2、樁頂荷載繼續(xù)增大，樁端處：QZ不為零，樁端反力(端阻QP

）發(fā)揮，樁端出現(xiàn)豎向位移。持續(xù)增大，位移繼續(xù)增大，樁側(cè)摩阻力全部達(dá)極限，新增荷載將全由樁端土承擔(dān)。荷載很大，樁端阻力達(dá)極限，樁將急劇下沉、破壞。PQSQPPQSQZ＝0PQSQZ＝0荷載較小，上部樁身壓縮，側(cè)阻QS發(fā)揮，樁身軸力QZ=P-QS，QZ隨深度遞減。某截面處Q＝0增大，QS自上而下發(fā)揮荷載大小不同，相應(yīng)的QS及QP大小和分布不同，即樁的荷載傳遞情況不同某級(jí)荷載作用下樁的荷載傳遞情況Q0樁頂荷載QP樁端反力位移SZ摩阻力qsz軸力QZ如何求解Q0作用下的SZ、qsz、QZ的分布呢？QS=qsUL理論分析試驗(yàn)研究(1)深度效應(yīng)（端阻）qPZhcptc臨界深度：入土深度超過(guò)一定深度后，

端阻不再隨深度增加而增大。3、影響qS、qP

的其它因素臨界厚度：樁端持力層下有軟弱下臥層，

樁端與軟弱下臥層距離小于某一厚度時(shí)，

端阻力將受影響而降低。(2)成樁效應(yīng)擠土樁：增強(qiáng)非擠土樁：減弱(3）尺寸效應(yīng)（樁端）隨著樁尺寸的增大，樁端極限阻力變小。

①對(duì)于軟土（c≤1MPa），尺寸效應(yīng)并不顯著，在工程上可以不考慮；②對(duì)于硬土層，如中密－密實(shí)砂土（c≥10MPa），尺寸效應(yīng)明顯，值得注意。Φpa隨d的增大呈雙曲線型減小砂土密實(shí)度愈大，Φpa愈小Φpa：表征樁端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)Meyerhof（1988）不同密實(shí)度砂土，φpa隨樁徑d變化關(guān)系(4）荷載工況靜載試驗(yàn)，快、慢速加載對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有一定影響。同一根鉆孔灌注樁經(jīng)過(guò)一次靜載試驗(yàn)后（獲得Qu1），再進(jìn)行第二次試壓（獲得Qu2），兩次試樁的結(jié)果，往往Qu1

≠Q(mào)u2。

粉土、砂土，Qu2>Qu1一次超載預(yù)壓作用，樁周及樁底非粘性土剪切硬化，孔底沉渣被壓實(shí)第二次比第一次增加20%~45%粘性土，Qu2<Qu1一次試壓后，樁周土體被剪切破壞擾動(dòng)，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法充分恢復(fù)初壓Qu1=1920kN，隔天復(fù)壓（快速法）Qu2=1440kN，降低了25.0%間隔較長(zhǎng)時(shí)間后復(fù)壓，承載力可能又會(huì)增加第2次試驗(yàn)不能得到客觀真實(shí)的結(jié)果（二）樁的荷載傳遞分析影響樁的荷載傳遞主要因素：荷載大小、荷載傳遞函數(shù)。求解Q0作用下的qz、SZ、QZ的分布？Q0樁頂荷載QP樁端反力QS=qsUL位移SZ摩阻力qsz軸力QZ①基本公式樁身軸力QzQ0QSQZsZzS0Spl1、荷載傳遞的理論分析樁頂位移S0任意截面位移SZQz求一次導(dǎo)SZ求二階導(dǎo)②基本微分方程③方程解根據(jù)邊界條件及假定荷載傳遞函數(shù)（qZ-SZ關(guān)系式）求解。按照求解微分方程的途徑不同，荷載傳遞分析主要有解析法、位移協(xié)調(diào)法。解析法傳遞函數(shù)為簡(jiǎn)單曲線方程，直接代入微分方程求得解析解。代表性的傳遞函數(shù)模型：理想彈塑性模型(佐藤?悟,1965)位移協(xié)調(diào)法傳遞函數(shù)復(fù)雜，難以直接求得解析解將樁劃分成許多單元體，從樁端開(kāi)始分析，考慮每個(gè)單元的內(nèi)力與位移協(xié)調(diào)關(guān)系，用迭代法求解樁的荷載傳遞及樁頂沉降量。qs邊界條件結(jié)果某級(jí)荷載Q0下的SZ、qz、QZ沿深度Z的分布樁頂荷載QO與樁頂沉降S0的關(guān)系理想彈塑性模型的解析解方法Z=L時(shí)，Z=0時(shí)，QZ=Q0QZzQ0Qpl2、荷載傳遞的實(shí)測(cè)試驗(yàn)分析樁的靜載荷試驗(yàn),同時(shí)測(cè)得樁身軸力QZ②某級(jí)Q0下

樁側(cè)摩阻力qz

樁端反力qp③某級(jí)Q0下SZ的分布④得到一些參數(shù)qz-sz的關(guān)系參數(shù)qp-sp的關(guān)系參數(shù)。①Q(mào)0-S0關(guān)系曲線即：測(cè)定Q0、S0、QZ→求得qs、qp、Sz荷載傳遞函數(shù)長(zhǎng)10m、直徑600mm的鋼筋混凝土灌注樁，樁身埋設(shè)鋼筋計(jì)，經(jīng)靜載荷試驗(yàn)測(cè)得樁身不同深度處的樁身軸力QZ如下表所示，試計(jì)算沿樁身各部位的樁側(cè)摩阻力qs和樁端土阻力qp

。U=πd=3.14×0.6=1.884(m)0―2m,2―4m,4―6m,解：深度(m)0246810樁身軸力Qz(KN)700650480260140100【例題2-1】6―8m,8―10m,QP=Qz=100(KN)；校核：qsz（三）影響荷載傳遞性狀的因素1）Eb/Es2）Ep/Es3）L/d4）D/d二、單樁樁頂荷載沉降Q—S曲線及單樁破壞模式（1）樁側(cè)土彈性階段0-1段（直線）樁身各點(diǎn)的摩阻力<極限側(cè)阻，qs(z)<qsu

（2）樁側(cè)土彈塑性階段1－2段（曲線）樁頭附近側(cè)阻力達(dá)到極限（1點(diǎn)），Q～s為曲線。樁側(cè)土達(dá)塑性狀態(tài)后，不再具有抗變形剛度，樁位移增大，即Δs/ΔQ不斷增大。（3）樁側(cè)土完全塑性階段2－3段（直線），樁側(cè)阻力全部達(dá)到極限,新增荷重全部由樁端承擔(dān)，直到持力層破壞。（一）樁的理想化Q-S曲線Q/kNs/mm123O該Q-s曲線為理想化的曲線均質(zhì)地基傳遞函數(shù)為理想彈塑性實(shí)際工程樁：Q-s曲線復(fù)雜得多摩擦型樁樁端持力層地基反力小，2-3段較陡。整個(gè)Q-s曲線呈陡降型。端承型樁樁端持力層地基反力大，2-3段較緩。整個(gè)Q-s曲線呈緩變型緩。Q/kNs/mm123O（二）單樁破壞模式及Q-S曲線形式1、樁身材料破壞（端承樁/柱樁）樁底支承在堅(jiān)實(shí)的基巖上，樁側(cè)為軟土破壞：樁身壓曲Q-S曲線：呈現(xiàn)明顯破壞荷載樁承載力：取決于樁身材料強(qiáng)度破壞拐點(diǎn)前，曲線是平緩型樁身強(qiáng)度大，樁端穿過(guò)抗剪強(qiáng)度較低土層，達(dá)到強(qiáng)度較高土層破壞：樁底土體：逐漸形成滑動(dòng)面樁底持力層以上軟土層：不能阻止滑動(dòng)土楔的形成土體整體剪切破壞樁頂急劇下沉Q-S曲線：出現(xiàn)明顯拐點(diǎn)、明確破壞荷載樁承載力：取決于樁底土層支承力，樁側(cè)摩阻力作用很小2、樁端土整體剪切破壞（端承型摩擦樁）破壞拐點(diǎn)前，曲線是緩變型3、刺入剪切破壞（摩擦型樁）樁身強(qiáng)度大，樁入土深，樁周土強(qiáng)度均勻破壞：樁側(cè)：剪切破壞樁端：刺入破壞樁身貫入土中Q-S曲線：沒(méi)有明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)強(qiáng)度=樁側(cè)摩阻力+樁底阻力曲線上無(wú)明顯拐點(diǎn)曲線屬于陡變型4、樁側(cè)純剪切破壞（純摩擦樁）樁端土層軟弱破壞：樁側(cè)純剪切破壞Q-S曲線：豎直向切線強(qiáng)度：側(cè)摩承擔(dān)，端阻不起作用破壞拐點(diǎn)前，曲線是陡變型Q-S曲線形式的小結(jié)端承型樁：破壞前，Q-S曲線緩變型摩擦型樁：破壞前，Q-S曲線陡變型*關(guān)于端承型樁與摩擦型樁的劃分主要取決于土層分布，但也與樁長(zhǎng)、樁的剛度、樁端是否擴(kuò)底、成樁方法等有關(guān)。舉例：樁的長(zhǎng)徑比l/d增大l/d≥40，均勻土層端阻分擔(dān)荷載比趨于0l/d≥100，即使樁端位于堅(jiān)硬地層，端阻分擔(dān)荷載值也可以忽略第二節(jié)單樁豎向抗壓承載力的確定一、概述樁基極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)沿樁身全長(zhǎng)摩阻力和樁端阻力達(dá)到極限，或樁身材料強(qiáng)度達(dá)極限。再增加荷載，將產(chǎn)生整體失穩(wěn)或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形。正常使用極限狀態(tài)樁基變形達(dá)到建筑物正常使用允許極限值。單樁在荷載作用下到達(dá)破壞狀態(tài)前或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大荷載。1、單樁極限承載力2、單樁容許承載力（承載力特征值）、承載力設(shè)計(jì)值單樁極限承載力單樁承載力特征值（容許值）單樁承載力設(shè)計(jì)值安全儲(chǔ)備——定值設(shè)計(jì)法——可靠度設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)方法承載力定值特征值特征值/容許值=標(biāo)準(zhǔn)值/安全系數(shù)可靠度分析方法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值=標(biāo)準(zhǔn)值/分項(xiàng)系數(shù)（1）安全系數(shù)法（建筑樁基規(guī)范08版）（2）分項(xiàng)系數(shù)法

（上海市地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范）Ra——特征值（橋涵規(guī)范稱容許值）Qu——標(biāo)準(zhǔn)值K——安全系數(shù)(＝2)，經(jīng)驗(yàn)確定R——承載力設(shè)計(jì)值Qsk——側(cè)阻標(biāo)準(zhǔn)值Qpk——端阻標(biāo)準(zhǔn)值γs——側(cè)阻抗力分項(xiàng)系數(shù)，概率理論γp——端阻抗力分項(xiàng)系數(shù)，概率理論我國(guó)相關(guān)規(guī)范對(duì)此采用的方法及術(shù)語(yǔ)不同承載力驗(yàn)算，荷載與承載力確定方法配套行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》國(guó)標(biāo)《建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范》《公路橋涵地基基礎(chǔ)規(guī)范》靜載試驗(yàn)單樁承載力特征值上海地基基礎(chǔ)規(guī)范設(shè)計(jì)值（分項(xiàng)系數(shù)法）設(shè)計(jì)方法荷載承載力定值標(biāo)準(zhǔn)組合特征值/容許值=標(biāo)準(zhǔn)值/安全系數(shù)概率極限狀態(tài)基本組合設(shè)計(jì)值=標(biāo)準(zhǔn)值/分項(xiàng)系數(shù)注意：3、單樁極限承載力的確定方法靜載荷試驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法靜力計(jì)算法靜力觸探等原位測(cè)試動(dòng)力法單樁極限承載力：反映樁身材料、樁側(cè)土和樁端土性狀、施工方法等的綜合指標(biāo)主要由土阻力方面確定由樁身材料強(qiáng)度方面確定軸心受壓、偏心受壓、樁身壓曲破壞JGJ94-2008樁基規(guī)范設(shè)計(jì)等級(jí)對(duì)應(yīng)方法甲級(jí)靜載試驗(yàn)乙級(jí)1地質(zhì)條件簡(jiǎn)單靜力觸探等原位測(cè)試+經(jīng)驗(yàn)參數(shù)2其余單樁靜載試驗(yàn)丙級(jí)原位測(cè)試+經(jīng)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)采用的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值JGJ94-2008樁基規(guī)范靜載試驗(yàn)《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》JGJ106大直徑端承樁深層平板（直徑一致）試驗(yàn)確定端阻力嵌巖樁直徑0.3m巖基平板載荷試驗(yàn)——極限端阻力直徑0.3m嵌巖短墩載荷試驗(yàn)——極限側(cè)阻力/端阻力經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法極限側(cè)/端阻力標(biāo)準(zhǔn)值——軸力測(cè)試元件由靜載試驗(yàn)確定建立標(biāo)準(zhǔn)值與土的原位測(cè)試指標(biāo)間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系包括：土層物理指標(biāo)、巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度、靜力觸探等豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值、側(cè)阻和端阻的標(biāo)準(zhǔn)值確定二、豎向靜載荷試驗(yàn)1、試驗(yàn)裝置：加載系統(tǒng)+量測(cè)系統(tǒng)加載加載千斤頂反力架：錨樁、壓重量測(cè)荷載傳感器位移計(jì)2、試驗(yàn)方法加載：逐級(jí)等量加載慢速維持荷載法循環(huán)加卸載法快速維持和再發(fā)測(cè)定每級(jí)荷載下的樁頂沉降終止加載條件3、試驗(yàn)成果曲線與承載力的確定荷載位移曲線曲線有陡降拐點(diǎn)時(shí)Q-s曲線s－lgt曲線Q－s曲線無(wú)明顯拐點(diǎn)時(shí)一般取s＝40～60mm對(duì)應(yīng)的荷載s-lgt曲線靜載試驗(yàn)：確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值Q-s曲線發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載尾部明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值三經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系規(guī)范給出樁側(cè)、樁端阻力經(jīng)驗(yàn)參數(shù)表《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》《水運(yùn)工程樁基設(shè)計(jì)規(guī)范》選用各行業(yè)、各地方承載力參數(shù)表全國(guó)各地

地基性質(zhì)差別很大各行業(yè)樁基也有各自特點(diǎn)*混凝土預(yù)制樁及中小直徑灌注樁*鋼管樁

λp——樁端土塞效應(yīng)系數(shù)*大直徑樁（d≥800mm)

ψsi、ψ

p——樁側(cè)阻、端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)*混凝土空心樁λp——樁端土塞效應(yīng)系數(shù)Aj——空心樁樁端凈面積AP1——空心樁敞口面積*嵌巖樁ζr——嵌巖段側(cè)阻和端阻綜合系數(shù)

與嵌巖深度、巖石軟硬有關(guān)frk——巖石單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值土中、極限側(cè)阻力嵌巖段、極限側(cè)端阻力*后注漿灌注樁βsi

βp

——后注漿側(cè)阻力、端阻力增強(qiáng)系數(shù)無(wú)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn),按表2-5取值樁徑>800mm，尺寸效應(yīng)修正非豎向增強(qiáng)段極限側(cè)阻后注漿豎向增強(qiáng)段極限側(cè)阻后注漿極限端阻lgi——后注漿豎向增強(qiáng)段內(nèi)第i層土厚度（m）泥漿護(hù)壁成孔灌注樁，單一樁端后注漿，樁端以上12m樁端樁側(cè)復(fù)式注漿，樁端以上12m及各樁側(cè)注漿斷面以上12m，重疊扣除干作業(yè)灌注樁，樁端以上、樁側(cè)注漿斷面上下各6m解：表2-3查得極限側(cè)阻標(biāo)準(zhǔn)值qsik①黏土層：qs1k=55kPa②粉土層：qs2k=46~66kPa，取qs2k=56kPa

③粉細(xì)砂層：qs3k=48~66kPa，取qs3k=57kPa

④中砂層：qs4k=74~95kPa，取qs4k=85kPa

有效樁長(zhǎng)（承臺(tái)底至樁端）16.5-1.5-0.5=14.5m，表2-4查得極限端阻標(biāo)準(zhǔn)值:qpk=5500~7000kPa，取qpk=6300kPa

某預(yù)制樁截面尺寸為450mm×450mm樁尖高度0.5m樁尖入土深度16.5m（天然地面）承臺(tái)埋深1.5m試確定該預(yù)制樁的豎向承載力特征值依次穿越土層：①厚度h1=4m、液性指數(shù)IL=0.75的黏土層②厚度h2=5m、孔隙比e=0.805的粉土層③厚度h3=4m、中密的粉細(xì)砂層④樁尖進(jìn)入密實(shí)的中砂層3.5m豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值豎向承載力特征值【例題2-2】四靜力計(jì)算法土力學(xué)原理、靜力分析1、極限端阻力的計(jì)算以剛塑體理論為基礎(chǔ)，假定不同的破壞面形態(tài)，便可導(dǎo)出不同的極限端阻力理論公式，如太沙基公式：Nc、Nr、Nq——承載力系數(shù)，與土的φ有關(guān)ζc、ζr、ζq——樁端形狀系數(shù)B、h——樁端直徑及樁的入土深度C——土的內(nèi)聚力γ、γ0——樁端以下土的有效重度\樁端以上土的有效重度2、極限側(cè)阻力的計(jì)算qsu計(jì)算總應(yīng)力法：α法(粘性土)有效應(yīng)力法：β法(非粘性土)

λ法(粘性土)1)α法（屬于總應(yīng)力法）Cu——樁側(cè)粘土層的平均不排水剪切強(qiáng)度α——取決于cu和樁進(jìn)入粘土層的厚度2）β法(有效應(yīng)力法)

3)λ法(綜合了α法、β法的特點(diǎn))λ根據(jù)大量靜載荷試驗(yàn)資料回歸分析得出隨樁入土深度l增加而遞減，至20米以下變化較小反映了側(cè)阻的深度效應(yīng)。λ～l的關(guān)系五靜力觸探法靜力觸探資料1、單橋探頭qsik——靜力觸探比貫入阻力值估算，查規(guī)范表格psk——樁端附近靜力觸探比貫入阻力標(biāo)準(zhǔn)值

應(yīng)考慮樁端全截面以上8d（d為樁徑）和以下4d范圍內(nèi)土層的影響探頭——錐尖角度600，錐底截面積15cm2，側(cè)壁高度7cm。單橋——只有一個(gè)橋路測(cè)量系統(tǒng)，只能測(cè)量一個(gè)參數(shù)（比貫入阻力ps）2、雙橋探頭fsi——第i層土的探頭平均側(cè)阻力qc——樁端平面以上4d、以下1d范圍內(nèi)的探頭阻力平均值雙橋——有兩個(gè)橋路測(cè)量系統(tǒng)，分別測(cè)量錐頭阻力qc及側(cè)壁摩阻力fs。六動(dòng)力法間接方法：打樁公式、動(dòng)測(cè)法1、打樁公式理論基礎(chǔ)：剛體（樁）碰撞能量守恒打樁：樁受錘沖擊貫入土中過(guò)程貫入度：打入樁受到錘一次沖擊貫入土中距離打樁公式：貫入度與樁錘錘擊能量、土的阻力（相當(dāng)于極限承載力）

關(guān)系的表達(dá)式（1）能量守恒Q——錘重H——落距e——貫入度R——樁的貫入阻力h——樁錘回彈高度α——損耗系數(shù)，0<α<1錘擊功QH轉(zhuǎn)化有效功：樁沉入土所作功Re無(wú)效功樁錘回彈Qh其它能量消耗αQH（如發(fā)聲、發(fā)熱、錘墊的變形等）（2）打樁公式確定承載力精度較低α值影響因素復(fù)雜，變化范圍大與樁材料、打樁方法（有無(wú)樁墊、樁帽等）、土性質(zhì)等有關(guān)，很難確定假設(shè)樁為剛體，采用簡(jiǎn)化彈性碰撞模式條件：長(zhǎng)樁、樁錘能量不足、樁身剛度不足、貫入度很小，結(jié)果：錘擊能量消耗在樁身彈性變形，該模式與實(shí)際相差大樁的極限承載力打樁公式應(yīng)用貫入度e樁承載力Qu計(jì)算承載力√？施工停錘標(biāo)準(zhǔn)？√（預(yù)期）2、動(dòng)測(cè)法樁頂施加動(dòng)力作用，通過(guò)測(cè)定樁的動(dòng)力響應(yīng)，分析樁的工作性狀動(dòng)力響應(yīng)信號(hào)的時(shí)域信號(hào)、頻率信號(hào)、傳遞函數(shù)分析應(yīng)力（應(yīng)變）、加速度、速度、頻率、振幅動(dòng)力作用大錘小錘設(shè)備瞬態(tài)瞬態(tài)穩(wěn)態(tài)沖擊力脈沖荷載持續(xù)周期荷載高應(yīng)變法低應(yīng)變法承載力確定樁身質(zhì)量檢測(cè)（完整性）樁土永久位移樁土彈性變形高應(yīng)變法低應(yīng)變法激振能量：足以使樁土之間發(fā)生相對(duì)位移，樁產(chǎn)生永久貫入度用于承載力測(cè)定激振能量較小只能激發(fā)樁土體系某種彈性變形不能使樁土之間產(chǎn)生相對(duì)位移土的彈性變形與其強(qiáng)度之間并沒(méi)有內(nèi)在的因果關(guān)系僅用于樁身質(zhì)量（完整性）測(cè)定高應(yīng)變動(dòng)測(cè)法測(cè)定樁基強(qiáng)度錘擊貫入法（其原理類似打樁公式法）Smith法（波動(dòng)方程分析法）Case法波形擬合法對(duì)應(yīng)力波和速度波等進(jìn)行分析得到打樁時(shí)的阻力具體參見(jiàn)第八章七由樁身強(qiáng)度確定單樁承載力

1.樁身軸心受壓承載力2）當(dāng)樁身不符合上述規(guī)定時(shí)

樁自由長(zhǎng)度較大的高承臺(tái)樁周為可液化土層地基承載力特征值<25kPa

2.樁身偏心受壓承載力一般不考慮偏心距的增大影響高承臺(tái)樁距樁身穿越液化土土的不排水抗剪強(qiáng)度<10kPa考慮偏心距

3.樁身壓屈計(jì)算打入式鋼管樁，驗(yàn)算樁身局部壓屈1)當(dāng)t/d=1/80~1/50，ds<600mm，

最大錘擊壓應(yīng)力<鋼材屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

3)當(dāng)ds≥900mm2）當(dāng)ds>600mm時(shí)

可不進(jìn)行局部壓曲驗(yàn)算t-鋼管樁壁厚，d-鋼管樁外徑

第三節(jié)群樁的豎向抗壓承載性狀一、群樁效應(yīng)基本概念群樁效應(yīng)——承臺(tái)、樁、土之間相互影響和共同作用群樁效率系數(shù)η和沉降比ζ基樁極限承載力單樁極限承載力群樁沉降量單樁沉降量η越小、ζ越大，群樁效應(yīng)越強(qiáng)，即群樁承載力越低、群樁沉降越大。承載力沉降工作性狀復(fù)雜，樁群中任一基樁工作性狀都不同于孤立的單樁。群樁承載力≠各單樁承載力之和群樁沉降明顯超過(guò)單樁二、群樁效應(yīng)的機(jī)理分析群樁基礎(chǔ)通過(guò)樁頂承臺(tái)連接群樁－土－承臺(tái)形成相互影響、共同作用的體系群樁的工作性狀與單樁有很大的區(qū)別相互作用樁與土樁與樁承臺(tái)與樁土樁1樁2承臺(tái)土1、樁與土相互作用擠土樁非密實(shí)砂土及非飽和粘性土擠土效應(yīng)使土擠密，增加樁的側(cè)阻力飽和軟土擠土引起超孔隙水壓力，隨后孔壓消散、樁間土再固結(jié)觸變恢復(fù)側(cè)阻、端阻有顯著時(shí)間效應(yīng)軟粘土中擠土樁承載力隨時(shí)間增長(zhǎng)土的再固結(jié)還會(huì)發(fā)生負(fù)摩阻力樁所承受的力由側(cè)阻及端阻傳遞到地基土荷載傳遞類型（端承樁及摩擦樁）、樁距都會(huì)影響群樁效應(yīng)端承樁，群樁效應(yīng)不明顯摩擦樁，群樁效應(yīng)明顯樁距越小，群樁效應(yīng)越明顯2、樁與樁相互作用巖石土壓力擴(kuò)散深度端承樁大間距小間距摩擦樁承臺(tái)下樁間土分擔(dān)荷載摩擦型樁基，承受荷載可高達(dá)總荷載三分之一甚至更高承臺(tái)與土面可能分開(kāi)，分擔(dān)荷載作用不存在、不可靠3、承臺(tái)與樁土相互作用承臺(tái)對(duì)于各樁的摩阻力和端承力有影響承臺(tái)底部土、樁、承臺(tái)三者有基本相同的位移，減少了樁土相對(duì)位移，樁頂附近樁側(cè)阻力不能充分發(fā)揮。承臺(tái)底面向地基施加附加應(yīng)力，樁側(cè)阻力和端阻力增加。剛性承臺(tái)調(diào)節(jié)各樁受力中心荷載下樁頂豎向位移基本相等，各樁分擔(dān)豎向力不等

受力：角樁>邊樁>中心樁，馬鞍形分布整體作用會(huì)使質(zhì)量好、剛度大的樁多受力，質(zhì)量差、剛度小的樁少受力，增加了樁基礎(chǔ)的總體可靠度端承樁大部分荷載由樁端傳遞樁側(cè)摩阻力及承臺(tái)土反力傳遞荷載較小樁－土－承臺(tái)相互影響小，

群樁效應(yīng)弱摩擦樁大部分荷載由樁側(cè)摩阻力傳遞承臺(tái)土反力傳遞荷載樁－土－承臺(tái)相互影響大

群樁效應(yīng)強(qiáng)常規(guī)樁距為3～4d群樁效應(yīng)是樁－土－承臺(tái)相互影響、共同作用的結(jié)果。影響因素很多，主要取決于樁型、樁數(shù)和樁距。小結(jié)群樁效應(yīng)弱端承型樁基樁數(shù)小于4根的摩擦型樁基承載力群樁＝單樁之和基樁＝單樁群樁效應(yīng)強(qiáng)摩擦型群樁上部結(jié)構(gòu)剛度好、體型簡(jiǎn)單的建筑物差異沉降適應(yīng)性較強(qiáng)的排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)的樁基剛度相對(duì)弱化區(qū)軟土地基的減沉復(fù)合疏樁承載力群樁≠單樁之和基樁≠單樁群樁＝基樁之和群樁效應(yīng)有很多影響因素，主要取決于樁型、樁數(shù)和樁距：如何考慮群樁效應(yīng)？三、群樁的荷載傳遞特性低承臺(tái)樁基，由于承臺(tái)-地基土-樁的相互作用，樁基的工作性狀、荷載傳遞均趨于復(fù)雜，明顯不同于獨(dú)立單樁群樁基礎(chǔ)中，樁的側(cè)阻和端阻、承臺(tái)土反力、樁頂反力等都隨著群樁的樁距、樁數(shù)、樁長(zhǎng)、承臺(tái)寬度等變化而呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律樁距承臺(tái)樁長(zhǎng)土性側(cè)阻樁距承臺(tái)土性端阻樁距樁端持力層樁群內(nèi)外面積比承臺(tái)底土性擠土固結(jié)荷載水平承臺(tái)土反力樁距承臺(tái)與上部結(jié)構(gòu)剛度樁數(shù)土性荷載水平樁頂反力四、群樁的破壞模式整體破壞非整體破壞群樁承載力計(jì)算模式：由群樁破壞模式確定群樁破壞模式理論上：群樁側(cè)阻破壞、群樁端阻破壞實(shí)用上：整體破壞、非整體破壞土性、樁距、承臺(tái)設(shè)置方式、成樁工藝有關(guān)整體破壞砂土、粉土、非飽和松散黏性土中的擠土樁，

樁距較小低承臺(tái)群樁非整體破壞無(wú)擠土效應(yīng)的鉆孔群樁1、側(cè)阻破壞側(cè)阻呈非整體破壞，單樁單獨(dú)破壞整體剪切破壞樁端持力層為密實(shí)砂土或硬黏土，上覆層為軟土，樁不太長(zhǎng)局部剪切破壞上覆土層為非軟土刺入破壞存在軟弱下臥層、樁端持力層為松散、中密砂土、粉土、高壓縮性黏土

2、端阻破壞整體剪切、局部剪切、刺入破壞，與側(cè)阻破壞模式有關(guān)側(cè)阻呈整體破壞，樁端演變成單獨(dú)實(shí)體墩基

局部剪切/刺入破壞

基礎(chǔ)底面大、埋深大

群樁整體失穩(wěn)

存在軟弱下臥層整體剪切破壞樁短、持力層土層密實(shí)

第四節(jié)群樁豎向抗壓承載力的確定一、群樁承載力確定方法群樁效率系數(shù)法極限平衡法側(cè)阻呈樁土整體破壞

（忽略群樁效應(yīng)）模式一模式二（等代墩基法）側(cè)阻呈樁土非整體破壞1、群樁效率系數(shù)法：?jiǎn)螛冻休d力為參數(shù)Ru——基樁極限承載力Qu——單樁極限承載力η

——群樁效率系數(shù)2、極限平衡法：土體強(qiáng)度為參數(shù)（1）側(cè)阻呈樁土整體破壞小樁距（s≤3d）擠土型低承臺(tái)群樁側(cè)阻呈整體破壞，側(cè)阻剪切破裂面發(fā)生于群樁、土形成的實(shí)體基礎(chǔ)外圍側(cè)表面群樁承載力計(jì)算：視群樁為“等代墩基”（實(shí)體深基），有兩種計(jì)算模式第一種實(shí)體深基礎(chǔ)承載力Pu樁群周邊極限側(cè)摩阻力樁端平面處樁群外包尺寸面積上土的極限承載力Pu＝Psu＋Ppu＝2(A0＋B0)∑li·qsui＋qpu·A0·B0

qsui——第i層土的極限側(cè)阻力qpu——實(shí)體基礎(chǔ)底面單位面積承載力

可按淺基礎(chǔ)承載力公式計(jì)算

A0、B0、L——實(shí)體基礎(chǔ)長(zhǎng)邊、短邊長(zhǎng)和樁長(zhǎng)

Pu＝qpuA·B考慮/4的擴(kuò)散角樁端平面面積擴(kuò)大，其上承載力作為Puqpu——實(shí)體基礎(chǔ)底面單位面積承載力

可按淺基礎(chǔ)的極限承載力公式計(jì)算

A0、B0、L——實(shí)體基礎(chǔ)長(zhǎng)邊、短邊長(zhǎng)和樁長(zhǎng)

第二種——樁側(cè)各土層內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值（2）側(cè)阻呈樁土非整體破壞

各樁單獨(dú)破壞，側(cè)阻剪切破裂面發(fā)生于各基樁樁土界面或近樁表面土體中多見(jiàn)于非擠土型樁群及飽和土中擠土型高承臺(tái)群樁忽略群樁效應(yīng),極限承載力的計(jì)算

qsui、qpu按靜力法計(jì)算二、規(guī)范中采用的計(jì)算方法樁距<6d，高樁承臺(tái)

樁距≥3d-6d,且樁端進(jìn)入良好持力層樁距≥6d

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》樁距<

6d，≥4根樁,摩擦樁，群樁效率系數(shù)法《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》樁距<

6d，≥

9根樁，多排摩擦樁，極限平衡法/(等代墩基法)（第二種：樁端平面處土的承載力）樁距>6d，不考慮群樁效應(yīng),單樁承載力xN不考慮群樁效應(yīng),樁承載力xN《水運(yùn)工程樁基設(shè)計(jì)規(guī)范》樁距<3d-6d，且樁端進(jìn)入良好持力層群樁效率系數(shù)法群樁效率系數(shù)η基樁極限承載力單樁極限承載力94版規(guī)范：引入考慮承臺(tái)、樁、土相互作用的分項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)各因素對(duì)群樁效應(yīng)效果不同，單一系數(shù)難以如實(shí)反映群樁問(wèn)題側(cè)阻：ηs端阻：ηp承臺(tái)：ηc08版規(guī)范：只考慮承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)ηc，為簡(jiǎn)化計(jì)算且留更多安全儲(chǔ)備粘性土：側(cè)阻削弱效應(yīng)與端阻增強(qiáng)效應(yīng)某種程度上相互抵銷非粘性土：側(cè)阻與端阻效應(yīng)ηs、ηp一般大于1試驗(yàn)表明：低樁承臺(tái)的分擔(dān)荷載作用明顯，不可忽視分項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)1、94版規(guī)范復(fù)合基樁承載力設(shè)計(jì)值RQsk

、Qpk——單樁側(cè)阻端阻標(biāo)準(zhǔn)值Qck——有效承臺(tái)面積地基土承載力總極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值

A

c——承臺(tái)底與土接觸的面積

f

ck——承臺(tái)底1/2承臺(tái)寬度深度范圍（≤5m）內(nèi)地基土極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值基樁：群樁基礎(chǔ)中的單個(gè)樁復(fù)合基樁：考慮承臺(tái)效應(yīng)的基樁荷載試驗(yàn)時(shí)：樁側(cè)阻力與樁端阻力未分離

R＝ηspQsp/γsp＋ηcQck/γc

Qsp——載荷試驗(yàn)確定的單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值ηsp——樁側(cè)阻力樁端阻力綜合群樁效應(yīng)系數(shù)復(fù)合基樁承載力特征值RRa—單樁承載力特征值fak—承臺(tái)底1/2承臺(tái)寬度深度范圍(≤5m）內(nèi)地基土的承載力特征值A(chǔ)c—基樁所對(duì)應(yīng)分配的承臺(tái)底與土接觸的凈面積A—承臺(tái)底面積Ap—單樁截面積當(dāng)承臺(tái)底面以下是軟土、欠固結(jié)土、濕陷性黃土等，不考慮承臺(tái)作用2、08版規(guī)范只考慮承臺(tái)效應(yīng)三、群樁軟下臥層的承載力計(jì)算樁端持力層厚度有限，其下為軟弱下臥層時(shí)，軟弱下臥層驗(yàn)算群樁可能出現(xiàn)的破壞模式

（1）基樁沖剪破壞（2）群樁沖剪破壞基樁沖剪破壞群樁整體驗(yàn)算原則附加應(yīng)力+自重應(yīng)力<承載力特征值位置：軟弱下臥層頂面處σz＋σcz≤faz

σz——附加應(yīng)力σcz——地基土自重應(yīng)力

faz——深度修正后地基土承載力特征值軟弱下臥層頂面處1、基樁單獨(dú)沖剪破壞樁距>6d高樁承臺(tái)群樁低承臺(tái)下地基土可能出現(xiàn)自重固結(jié)、液化、濕陷、震陷、擠土隆起后再固結(jié)等的群樁樁距略小于6d，但樁側(cè)土層很軟弱假設(shè)樁端應(yīng)力擴(kuò)散不重疊，擴(kuò)散角θ（查表）

N——樁頂豎向荷載qsi——第i層土的極限側(cè)摩阻力de——單樁直徑

t——樁端以下持力層的厚度2、群樁整體沖剪破壞樁距≤6d基樁樁端沖剪錐體擴(kuò)散線在持力層中相互交叉重疊σz二種方法計(jì)算（1）擴(kuò)散角法

（2）近似線彈性理論假設(shè)群樁和樁間土為實(shí)體基礎(chǔ)（1）擴(kuò)散角法壓力以θ角向下擴(kuò)散，扣除實(shí)體基礎(chǔ)周邊極限側(cè)阻力

F——樁承臺(tái)頂面豎向力設(shè)計(jì)值

G——承臺(tái)及臺(tái)上土的自重

A0、B0——實(shí)體基礎(chǔ)長(zhǎng)邊、短邊長(zhǎng)

qsi

——第i層土的極限側(cè)摩阻力

ht——樁端以下持力層的厚度

P0深基礎(chǔ)基底附加壓力P0基底附加壓力向下擴(kuò)散作用在軟弱層頂附加應(yīng)力σzFGGfθθA0Az0zLtQsσz（2）按線彈性理論近似計(jì)算

σz＝a（σh－γ1h）

有條件時(shí)可按Mindlin應(yīng)力解計(jì)算

壓縮模量Gh——實(shí)際基礎(chǔ)自重，承臺(tái)+樁土第五節(jié)樁的豎向抗拔承載力一、概述（1）塔式高聳結(jié)構(gòu)物的樁基礎(chǔ)如高壓輸電塔、電視塔、微波通信塔、煙囪、海洋石油平臺(tái)等的樁基礎(chǔ)。

抗拔樁應(yīng)用（2）拉錨體系或結(jié)構(gòu)的樁基礎(chǔ)如懸索橋中的錨樁基礎(chǔ)或其錨碇塊底下的樁基礎(chǔ)地基土或單樁靜載荷試驗(yàn)中所用的錨樁。（3）承受較大浮托力作用的樁基礎(chǔ)如上部荷載較小且受地下水浮力作用的的地下車庫(kù)、地下商場(chǎng)、地鐵車站等地下空間結(jié)構(gòu)、以及船閘、船塢等水工結(jié)構(gòu)物的樁基礎(chǔ)。（4）承受巨大水平荷載的叉樁結(jié)構(gòu)，

如碼頭、橋臺(tái)、擋土墻下的斜樁。（5）特殊條件及特殊地基上的建筑物，如地震荷載作用下的建筑物、膨脹土及凍脹土地基上的建筑物。上拔力分類恒定上拔力拉拔與下壓反復(fù)交替風(fēng)載、地震、交變荷載設(shè)計(jì)時(shí)滿足抗壓、抗拔兩方面僅抗壓、并驗(yàn)算抗拔力設(shè)計(jì)滿足抗拔抗拔承載力受兩方面因素制約等截面抗拔樁抗拔能力十分有限應(yīng)變軟化，即抗拔能力超過(guò)峰值后，隨著上拔位移的增加會(huì)逐漸降低，趨于一個(gè)終值并非理想形式樁身材料的抗拉強(qiáng)度樁周表面特性(即樁側(cè)壁的幾何特征)土的物理力學(xué)特性非等截面抗拔樁，如擴(kuò)底樁(夯擴(kuò)、爆擴(kuò)、機(jī)擴(kuò)、掏擴(kuò))不僅發(fā)揮樁側(cè)摩阻力還能充分發(fā)揮擴(kuò)大部分的擴(kuò)孔阻力二、等截面樁的工作形狀及機(jī)理分析（一）上拔破壞形態(tài)1）沿樁土側(cè)壁界面剪破2）樁周土體破壞3）復(fù)合剪切面破壞4）樁身拔斷

常見(jiàn)軟巖中粗短灌注樁完整通長(zhǎng)的沿巖土破壞如倒錐體或喇叭形土體破壞硬粘土較長(zhǎng)鉆孔灌注樁樁側(cè)不平滑，粘土與樁身表面粘結(jié)較好（二）上拔工作性狀1、荷載－位移關(guān)系抗拔樁與抗壓樁：荷載位移曲線不同抗拔1）特點(diǎn)第一、第二拐點(diǎn)：相距近、難區(qū)分接近極限荷載曲線變化：不顯著變形量：抗拔力達(dá)極限值后陡變上升抗壓Q/kNs/mm123O2）軟化現(xiàn)象超過(guò)極限抗拔力的變形后，隨著樁的上拔量的增加，抗拔力相反地下降，樁迅速破壞。上拔力與上拔量關(guān)系曲線原因：抗拔樁周圍土的松動(dòng)受荷邊界條件改變樁周表面積減小樁側(cè)土的抗剪強(qiáng)度由峰值強(qiáng)度跌落為殘余強(qiáng)度3）上拔荷載形式對(duì)比砂土中，短期維持荷載、循環(huán)荷載循環(huán)荷載上拔量大，承載力降低約30％2、入土深度試驗(yàn)反映：約為20倍樁徑當(dāng)l>20d時(shí)，承載力增量隨入土深度增加迅速增長(zhǎng)原因上拔作用下，

樁周土松動(dòng)占整個(gè)入土深度比例較大

抵抗樁拔出剪應(yīng)力要有足夠入土深度才會(huì)增長(zhǎng)抗拔力與入土深度的關(guān)系最優(yōu)化的入土深度三、等截面樁抗撥承載力的確定1、現(xiàn)場(chǎng)抗拔試驗(yàn)試驗(yàn)裝置：液壓千斤頂試驗(yàn)方法：逐級(jí)加載、應(yīng)力控制數(shù)據(jù)：上拔荷載P與上拔位移量Δ的關(guān)系曲線定義：?jiǎn)螛稑俄斈芊€(wěn)定承受的最大抗拔荷載確定方法：抗拔試驗(yàn)、靜力計(jì)算公式、規(guī)范法（一）單樁抗拔承載力承載力判定（1）P-S曲線陡升起始點(diǎn)荷載（破壞荷載的前一級(jí)荷載）（2）S－lgt曲線尾部顯著彎曲的前一級(jí)荷載（3）上拔位移量控制樁頂變形量為0.025d時(shí)的荷載2、靜力計(jì)算法豎向受壓樁側(cè)摩阻力的靜力計(jì)算公式（1）圓柱狀剪切破壞（2）復(fù)合剪切面破壞（1）圓柱狀剪切破壞灌注樁實(shí)際破壞面：界面以外附近土體內(nèi)，非直接在界面上，只需土的抗剪強(qiáng)度β法α法——樁周土平均有效內(nèi)摩擦角飽和粘性土：總應(yīng)力計(jì)算不排水荷載條件下(如作用時(shí)間較短)，不排水分析法α法（1）破壞時(shí)所能動(dòng)員的樁徑dm>鉆孔樁樁徑d砂性土實(shí)際剪切面：樁土界面外6mm

（2）與樁身應(yīng)力范圍相適應(yīng)的土內(nèi)摩擦角直剪試驗(yàn)確定（3）破壞時(shí)土的側(cè)壓力系數(shù)β法（2）復(fù)合剪切面破壞估算出可能的錐形體幾何尺寸Wp，Ws——樁和錐形土體有效重力Z1——倒錐形土體高度，估算或者試算靜力計(jì)算公式注意：（1）側(cè)壁阻力上拔時(shí)地面附近可能產(chǎn)生錐形剪切面。若出現(xiàn)復(fù)合剪切面，淺層土體實(shí)際水平土壓力降低（2）在一定條件下，樁材料的泊松效應(yīng)影響不容忽視受壓，側(cè)向膨脹，水平應(yīng)力增加受拉，側(cè)向收縮，水平應(yīng)力減小條件：中硬或軟黏土可忽略硬黏土和巖石地基，土體不可忽略與變形模量有關(guān)3、規(guī)范法抗拔樁折減系數(shù)λ樁土界面法向應(yīng)力：上拔<下壓灌注樁試驗(yàn)表明：λ<1，隨樁入土深度增加而增大抗拔，較長(zhǎng)樁經(jīng)濟(jì)合理取值砂土：0.50~0.70粘性土、粉土：0.70~0.80l/d<20：取小值計(jì)算驗(yàn)算λ<1（二）等截面樁群的抗拔承載力樁身材料強(qiáng)度(包括樁與承臺(tái)的連接部強(qiáng)度)基于地層抗拔承載力：?jiǎn)螛丁⑷簶兑云渲行≌咦鳛橛?jì)算依據(jù)

群樁抗拔承載力

現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)，困難驗(yàn)算：理論或經(jīng)驗(yàn)公式驗(yàn)算模式：（1）整體破壞（2）非整體破壞整體破壞模式非整體破壞模式1、群樁呈非整體破壞2、群樁呈整體破壞《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》

基樁抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值基樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值

ul

——樁群外圍周長(zhǎng)3、抗拔承載力驗(yàn)算地基承載力，同時(shí)驗(yàn)算：群樁、基樁基樁材料的受拉承載力：《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》Gp——基樁自重，地下水位以下為浮重度

Ggp——樁土總自重設(shè)計(jì)值/總樁數(shù),地下水位以下取浮重度優(yōu)點(diǎn)：增加不多材料，顯著增加抗拔承載力四、擴(kuò)底樁的上拔工作形狀與機(jī)理分析（一）擴(kuò)底樁的上拔破壞形態(tài)各種形狀復(fù)合剪切破壞面圓柱形沖剪式剪切面基本破壞形式狀如喇叭曲線滑動(dòng)面靠近地表：倒錐形擴(kuò)大頭處：破壞形態(tài)復(fù)雜多變，隨施工方法、基礎(chǔ)埋深、土的特性而變土層埋藏條件對(duì)上拔破壞形態(tài)影響極大淺層軟土，擴(kuò)大頭在下臥硬土層完整滑動(dòng)面限制在下臥土層上層軟土層不出現(xiàn)清晰滑動(dòng)面呈大變形位移(塑流)均勻的軟粘土地基土體內(nèi)部

不出現(xiàn)明顯滑動(dòng)面擴(kuò)大頭底部真空吸力吸引四周軟土，填補(bǔ)空隙地面呈現(xiàn)淺平的凹陷圈相當(dāng)大范圍內(nèi)土體在不同程度上被牽動(dòng)（二）擴(kuò)底樁的上拔工作性狀與機(jī)理1、荷載傳遞規(guī)律擴(kuò)大頭抗拔阻力占比大樁側(cè)摩阻力發(fā)揮，與擴(kuò)大頭端地基土擠壓引起土抗力發(fā)揮不同步。擴(kuò)大頭頂部附近側(cè)壁側(cè)摩阻力忽略擴(kuò)大頭存在導(dǎo)致該段樁土相對(duì)位移很小地表較早出現(xiàn)一條或多條環(huán)向裂縫、淺部樁一土脫開(kāi)擴(kuò)大頭上移帶動(dòng)相當(dāng)大范圍土體一起運(yùn)動(dòng)不考慮樁側(cè)地表下1.0m范圍內(nèi)的樁土界面摩阻力軟黏土中擴(kuò)大頭底部真空吸力不容忽視，長(zhǎng)期不存在2、荷載－位移曲線擴(kuò)底樁(1、2、3):“有后勁”等截面樁(4、5):“峰后低頭減強(qiáng)”等截面樁相對(duì)位移達(dá)到4~10mm時(shí)達(dá)到峰值，其后逐漸下降。曲線有明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)，甚至峰后低頭減強(qiáng)。擴(kuò)底樁樁側(cè)摩阻力達(dá)到峰值后，擴(kuò)大頭抗拔阻力繼續(xù)增長(zhǎng)樁上拔位移量相當(dāng)大(有時(shí)可達(dá)數(shù)百毫米)，才可能因土體整體破壞而失去穩(wěn)定相當(dāng)大上拔變位變化幅度內(nèi)，上拔阻力可隨上拔位移持續(xù)同步增長(zhǎng)，呈現(xiàn)后勁擴(kuò)大頭抗拔阻力百分比隨著上拔位移逐漸增加接近破壞荷載時(shí)，擴(kuò)頭阻力往往是決定因素五、擴(kuò)底樁抗拔極限承載力的計(jì)算QSQB基本計(jì)算模式擴(kuò)底樁破壞機(jī)理復(fù)雜、破壞形態(tài)多樣，不存在普遍適用公式兩種常見(jiàn)模式公式，僅供初步設(shè)計(jì)估算施工設(shè)計(jì)應(yīng)按現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定摩擦圓柱法QSQB基本計(jì)算模式1、基本計(jì)算公式側(cè)壁摩阻力QS與等截面樁相同QS計(jì)算長(zhǎng)度地面到擴(kuò)大頭頂部

硬裂隙土，扣除靠近地面1.0m范圍側(cè)壁摩阻力樁長(zhǎng)L

地面至擴(kuò)大頭中部

若最大斷面不在中部，則算到最大斷面處。擴(kuò)底部分承載力QB(1)粘性土(按不排水狀態(tài)考慮)

(2)砂性土(按排水狀態(tài)考慮)w——擴(kuò)底擾動(dòng)引起的抗剪強(qiáng)度折減系Nc、Nq——承載力因素

QSQB基本計(jì)算模式2、摩擦圓柱法直徑=擴(kuò)大頭最大直徑(1)粘性土(不排水狀態(tài)下)(2)砂性土(排水狀態(tài)下)L——樁長(zhǎng)，系從地面算至擴(kuò)大頭最大斷面處六、等截面樁與擴(kuò)底樁的受力性狀比較1、承載力大小2、受力體系3、荷載位移曲線4、計(jì)算樁側(cè)摩阻力的有效樁長(zhǎng)第六節(jié)樁的負(fù)摩阻力定義因某種原因,樁周土體下沉，土體沉降速率>樁的下沉樁側(cè)土相對(duì)樁向下位移，土對(duì)樁產(chǎn)生向下作用摩阻力效果負(fù)摩阻力：非樁承載力，為樁上外荷載樁外荷載增大，承載力相對(duì)降低，沉降加大一、負(fù)摩阻力產(chǎn)生原因（1）大面積堆載引起地面沉降。

如：橋頭路堤高填土的橋臺(tái)樁基礎(chǔ)

地坪大面積堆放重物的車間

倉(cāng)庫(kù)建筑樁基礎(chǔ)（2）土層中抽取地下水或其他原因。

地下水位下降，土層自重固結(jié)下沉（3）樁穿過(guò)欠固結(jié)土層（如填土）進(jìn)入硬持力層，土層自重固結(jié)下沉（4）密集群樁打樁。

樁周土中產(chǎn)生很大的超空隙水壓力，打樁停止后樁周土的再固結(jié)作用引起下沉二、負(fù)摩阻力的分布及中性點(diǎn)某一深度處，樁側(cè)土下沉量=樁身的位移量深度以上：樁側(cè)土下沉>樁的位移，向下作用的負(fù)摩阻力深度以下：樁側(cè)土下沉<樁的位移，向上作用的正摩阻力中性點(diǎn)——正、負(fù)摩阻力變換處的位置樁的位移土體位移樁側(cè)摩阻力樁側(cè)軸力中性點(diǎn)的位置樁底持力層的剛度樁周土的壓縮性和應(yīng)力歷史樁周土層上的外荷載樁的長(zhǎng)徑比時(shí)間效應(yīng)

土的固結(jié)是一個(gè)時(shí)間過(guò)程

樁的負(fù)摩擦力產(chǎn)生與發(fā)展也是時(shí)間過(guò)程

中性點(diǎn)位置不斷變化ln——中性點(diǎn)深度l0——樁周軟弱土層下陷深度lnlolnlolnlo中性點(diǎn)位置計(jì)算精確計(jì)算困難，下表提供經(jīng)驗(yàn)值中性點(diǎn)深度比粘性土、粉土中密以上砂礫石/卵石基巖ln/l00.5~0.60.7~0.80.91.0三、負(fù)摩阻力的計(jì)算1單樁負(fù)摩阻力——樁周土負(fù)摩阻力系數(shù)，可按規(guī)范表取值

——樁周第i層土平均豎向有效應(yīng)力填土、濕陷性黃土、欠固結(jié)土層固結(jié)、地下水降低大面積堆載p2

基樁負(fù)摩阻——群樁效應(yīng)負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)系數(shù)群樁效應(yīng)導(dǎo)致基樁負(fù)摩阻力降低樁側(cè)分擔(dān)土體重量<單樁負(fù)摩阻力極限值，基樁負(fù)摩阻力降低基樁負(fù)摩阻力＝×單樁負(fù)摩阻力？為什么>的時(shí)候，不降低

愈小，群樁效應(yīng)愈強(qiáng)最大取1saxsay3

基樁的下拉荷載單樁總負(fù)摩阻力＝負(fù)摩阻力強(qiáng)度

×負(fù)摩阻力深度范圍內(nèi)樁身表面積li

——中性點(diǎn)以上土層厚度

4

負(fù)摩擦樁的承載力驗(yàn)算摩擦型基樁，中性點(diǎn)以上抵抗側(cè)阻力為零端承型基樁，考慮負(fù)摩阻力引起基樁的下拉荷載Ra——抵抗摩阻力只計(jì)中性點(diǎn)以下部分【例題2-3】-7.3m-1.8m某建筑基礎(chǔ)，采用鉆孔灌注樁，樁徑1m，樁長(zhǎng)9m，承臺(tái)底面埋深1.8m。當(dāng)?shù)叵滤挥?1.8m降至-7.3m后，求單樁負(fù)摩阻力引起的下拉荷載。解：（1）求中性點(diǎn)深度

樁長(zhǎng)內(nèi)壓縮層厚度l0=8.5m

查表得中性點(diǎn)深度ln為8.57.65樁端持力層為砂卵石，屬端承型樁，考慮負(fù)摩阻力引起的下拉荷載。7.651.8~3.8m淤泥0.23.8~7.3m淤泥質(zhì)黏土0.27.3~9.45m黏土0.3

（2）樁側(cè)負(fù)摩阻力計(jì)算樁頂以上土的自重負(fù)摩阻力系數(shù)取值

7.65Σ(kN)1.8~3.8m淤泥13.14265.81611.843.8~7.3m淤泥質(zhì)黏土3.5236.837.3~9.45m黏土2.15309.20四、消減負(fù)摩阻力措施（1）樁側(cè)涂層（2）預(yù)鉆孔法（3）雙層套管法（4）設(shè)置消減負(fù)摩擦樁群樁（5）地基處理（6）其它預(yù)防方法

降低側(cè)摩阻力、隔離法、預(yù)處理法等第二章豎向受荷樁基的承載力第一節(jié)單樁的豎向抗壓承載性狀第二節(jié)單樁豎向抗壓承載力的確定第三節(jié)群樁的豎向抗壓承載性狀第四節(jié)群樁豎向抗壓承載力的確定第五節(jié)樁的豎向抗拔承載力第六節(jié)樁的負(fù)摩阻力思考題1、什么是樁的荷載傳遞函數(shù)?2、簡(jiǎn)述單樁破壞模式及Q-S曲線形式？3、單樁極限承載力確定方法有哪些？4、群樁效應(yīng)的機(jī)理是什么？5、簡(jiǎn)述剛性承臺(tái)群樁的樁頂荷載分配規(guī)律。6、擴(kuò)底樁的上拔荷載-位移曲線與等截面樁有何區(qū)別？7、樁的負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因有哪些？樁基設(shè)計(jì)與計(jì)算第一章緒論1第二章豎向受荷樁基的承載力2第三章豎向受荷樁基的沉降3第四章水平受荷樁基的承載力與位移4第五章樁基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計(jì)方法（一般步驟、高層建筑樁基、橋梁樁基、樁基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)）5第六章復(fù)合疏樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)6第七章抗滑樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算7*第八章樁基施工與檢測(cè)8目錄CONTENTS第三章豎向受荷樁基的沉降第一節(jié)豎向受荷樁基的沉降性狀第二節(jié)樁基沉降計(jì)算方法概述第三節(jié)荷載傳遞法第四節(jié)彈性理論法第五節(jié)剪切位移法第六節(jié)樁基沉降的簡(jiǎn)化計(jì)算方法第一節(jié)豎向受荷樁基的沉降性狀一單樁沉降性狀Se：樁身彈性壓縮Sb：樁端土體壓縮

（樁側(cè)摩阻力、樁端荷載引起）樁端刺入變形（正常條件下很小，忽略不計(jì)）

1、單樁沉降量S組成2、影響單樁沉降因素樁土相對(duì)壓縮性的指標(biāo)，愈小樁相對(duì)愈易壓縮荷載水平低，單樁沉降小摩擦樁，沉降隨l/d和k的增大而減小端承樁，樁端持力層硬，單樁沉降小P/PuEb/Esl/d

K荷載水平持力層模量/樁周模量長(zhǎng)徑比相對(duì)剛度各因素相互作用l/d↗K↘持力層影響降低樁身壓縮量占總沉降量比例增大剛性樁柔性樁持力層影響大小樁身壓縮量總比例小總比例大舉例實(shí)心混凝土K1000水泥攪拌樁K50短樁長(zhǎng)樁短樁長(zhǎng)樁樁端沉降√樁身壓縮√√√樁端壓縮樁身沉降持力層影響沉降離散性剛性樁比例大大大柔性樁比例大小小二、沉降的群樁效應(yīng)單樁：樁側(cè)摩阻力影響較大

群樁：樁端土層壓縮性影響較大群樁附加應(yīng)力沿深度衰減慢影響深度和壓縮層厚度：大大超過(guò)單樁群樁沉降較大，實(shí)際工程不允許沉降不僅是校核條件，也是確定承載力的依據(jù)應(yīng)力擴(kuò)散深度沉降比Rs樁數(shù)常用樁距、非條形排列下，樁數(shù)增加，Rs增大樁距樁距>常用樁距，樁距增大，

Rs減小長(zhǎng)徑比長(zhǎng)徑比l/d增大,Rs增大樁型端承型群樁：無(wú)群樁效應(yīng)，Rs接近1摩擦樁群樁：相互影響大，樁數(shù)較多時(shí)，Rs>10sG：群樁沉降量s1：?jiǎn)螛冻两盗縍s越大，群樁效應(yīng)越明顯第二節(jié)樁基沉降計(jì)算方法概述第二節(jié)沉降計(jì)算方法概述（1）荷載傳遞法（單樁分析）（2）彈性理論法（3）剪切位移法（4）有限單元法（×）（5）簡(jiǎn)化計(jì)算方法沉降計(jì)算復(fù)雜，根據(jù)荷載特點(diǎn)、土層參數(shù)、樁型選擇合適的計(jì)算模式和計(jì)算參數(shù)。沉降計(jì)算是否復(fù)合實(shí)際，很大程度上取決于計(jì)算參數(shù)的選取。第三節(jié)荷載傳遞法一、基本原理樁：彈性樁側(cè)與土體：非線性彈簧

模擬樁土間荷載傳遞關(guān)系樁端與土體：非線性彈簧樁側(cè)非線性彈簧

τ

–s曲線樁側(cè)摩阻力τ與剪切位移s關(guān)系

樁端非線性彈簧

-s曲線樁端抗力與樁端位移s的關(guān)系p0pi-1pipi+1pnΔLSiSb傳遞函數(shù)靜力平衡條件幾何條件和物理?xiàng)l件基本微分方程解微分方程得到單樁的荷載分布、沉降量p(z)、τ(z)s(z)、s0p(z)p(z)+dp(z)τ(z)dz二、解析法解析法假定傳遞函數(shù)為簡(jiǎn)單曲線方程，直接求解微分方程佐騰悟方法——理想彈塑性

Kezdi方法——指數(shù)曲線Gardner方法——雙曲線Vijayvergiya方法——拋物線詳見(jiàn)第二章三、位移協(xié)調(diào)法傳遞函數(shù)很復(fù)雜或不能用關(guān)系式表達(dá)實(shí)測(cè)的傳遞函數(shù)，無(wú)法求得解析解只能采用數(shù)值解法樁長(zhǎng)L、截面AP、彈模EP，樁側(cè)傳遞τ(z)-s曲線樁：n個(gè)單元，每個(gè)單元長(zhǎng)ΔL=L/nn大小取決于計(jì)算精度

n＝10，滿足實(shí)用要求p0in-1nΔLpb

s0Pileelement

位移協(xié)調(diào)法τnSn1Pn-1PbPnSbSn2Τn-1Sn-1，1Pn