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1、风荷载 土压力 水压力 地震荷载 刹车制动力,风荷载,8.5 桩基水平承载力,当水平荷载所占比例较大时，应对桩基础的水平荷载进行验算。,h,水平承载机理,桩身对桩周土体产生侧向压应力，同时桩侧土反作用于桩，产生侧向土抗力，桩土共同作用，相互影响。 随着横向荷载的加大，桩的水平位移与土的变形增大，会发生土体明显开裂、隆起；当桩基水平位移超过容许值时，桩身产生裂缝以至断裂或拔出，桩基失效或破坏。,影响桩基水平承载力因素：桩身截面刚度、入土深度、桩侧土质条件、桩顶位移允许值、桩顶嵌固情况等 。,8.5.1 水平荷载下桩的失效与变形,（a）刚性桩（短桩）: （b）半刚性桩（中长桩）： （c）柔性桩（长
2、桩）：,8.5.2 单桩水平静载试验,1试验装置,加载系统和位移观测系统。 采用千斤顶同时对两根桩施加对顶荷载，千斤顶与试桩接触处宜设置一球形铰座，以保证作用力能水平通过桩身轴线。 桩的水平位移宜用大量程百分表量测，若需测定地面以上桩身转角时，在水平力作用线以上500mm左右还应安装12只百分表。 固定百分表的基准桩与试桩净距不少于一倍试桩直径。,2试验方法,对承受反复作用水平荷载（风力、波浪冲击力、汽车制动力、地震力等）的桩基，宜采用单向多循环加卸载法加荷。 对受长期水平荷载的桩基（或测量桩身应力及应变的试桩）也可采用慢速维持加载法进行试验。,荷载分级 取预估水平极限承载力的1/101/15
3、作为每级荷载的加荷增量；根据桩径大小并适当考虑土层软硬，对于直径3001000mm的桩，每级荷载增量可取2.520kN。 加载程序与位移观测 每级荷载施加后，恒载4min，测读水平位移，然后卸载至零，停2min 测读残余水平位移，至此完成一个加卸载循环，如此循环5次便完成一级荷载的试验观测，随后进行下一级的加荷试验与观测。 中止试验的条件 当桩身出现折断或水平位移超过3040mm（软土取40mm），或桩侧地表出现明显裂缝或隆起时，即可终止试验。,单向多循环加卸载试验法操作要点：,3.试验成果分析,单桩水平静载荷试验成果分析曲线,8.5.3 单桩水平承载力的理论计算,地基水平抗力系数分布图,1土
4、的弹性抗力及其分布形式,桩的侧向地基反力：,地基水平抗力系数的比例常数m ，可根据单桩水平静载试验结果确定：,2单桩的挠曲微分方程,或,（8-79）,单桩内力与变位曲线,群桩基础承台侧面地基土水平抗力系数： 桩底面地基土竖向抗力系数： 和承台底地基土竖向抗力系数： 桩身轴向压力传布系数等：,3. 群桩基础m 法的有关计算参数,当确定地震作用下桩基计算参数和图示时，应注意以下问题：,4. 桩基 m 法计算公式,1）单桩基础或与外力（指水平力和弯矩）作用平面相垂直的单排桩基础 2）位于（或平行于）外力作用平面的单排（或多排）桩低承台群桩基础 3）位于（或平行于）外力作用平面的单排（或多排）桩高承台
5、群桩基础,a）单桩或单排桩基础 b）多排桩低承台群桩基础 c）多排桩高承台群桩基础,位移,转角,弯矩,剪力,水平抗力,单桩或单排桩基础,3桩顶水平位移,4桩身最大弯矩及其位置,桩身最大位移通常在桩顶，桩顶水平位移是控制基桩水平承载力的主要因素。,8.5.4 桩基水平承载力特征值计算规定,1.单桩基础,（8-81）,（8-82）,2群桩基础,群桩基础（不含水平力垂直与单排桩基纵向轴线和力矩较大的情况）的复合基桩水平承载力特征值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应 。,（8-83）,（1）考虑地震作用时,（8-84）,（2）不考虑地震作用时,8.6 桩身受压承载力与抗裂计算,8.6.1 钢
6、筋混凝土桩的构造要求,1.灌注桩,2. 混凝土预制桩,8.6.2 桩身承载力计算模式,（1）当桩顶以下5d螺旋式箍筋间距100mm时,（2）当桩身配筋不符合上述规定时,（8-87a）,（8-87b）,（3）静载试验对计算值的检验,桩受压极限承载力计算值：,（8-88）,8.6.3 轴心受压桩的桩身压曲计算,8.6.4 偏心受压桩正截面受压承载力,8.6.5 打入式钢管桩的桩身局部压曲验算,8.6.6 其他计算规定,1. 柱下独立承台、条形承台梁、筏形承台构造尺寸,除满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构需要外，尚应符合： 1）独立柱下桩基承台的最小宽度不应小于500mm，边桩中心至承台边缘的
7、距离不应小于桩的直径或边长，且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于150mm。对于条形承台梁，桩的外边缘至承台梁边缘的距离不应小于75mm，承台的最小厚度不应小于300mm。 2）高层建筑平板式和梁板式筏形承台的最小厚度不应小于400mm。,2. 柱下独立承台、条形承台梁、筏形承台的配筋规定,1）柱下独立桩基承台的最小配筋率不应小于0.15%。 2）条形承台梁纵向主筋直径不宜小于12mm，架立筋不宜小于10mm，箍筋直径不宜小于6mm。 3）筏形承台板或箱形承台板在计算中当仅考虑局部弯矩作用时，考虑到整体弯曲的影响，纵横两个方向的下层钢筋配筋率不宜小于0.15%；上层钢筋应按计算配筋率全部连通。
8、 4）柱下独立双桩承台：按深受弯构件的构造配筋。,8.7 承台设计计算,8.7.1 承台的构造,3. 混凝土耐久性要求、抗渗要求、保护层厚度,4. 桩与承台的连接,1）桩嵌入承台内长度：中等直径桩50mm；大直径桩100mm。 2）混凝土桩的桩顶纵向主筋应锚入承台内，其锚入长度不宜小于35倍纵向主筋直径；对于抗拔桩基不应小于40倍主筋直径。 3）大直径灌注桩，采用一柱一桩时可设置承台或将桩与柱直接连接。,5. 柱与承台之间的连接,1）一柱一桩基础，柱与桩直接连接时，柱纵向主筋锚入桩身内长度不应小于35倍纵向主筋直径。 2）多桩承台，柱纵向主筋应锚入承台35倍纵向主筋直径；当承台高度不满足锚固要
9、求时，竖向锚固长度20倍纵向主筋直径。 3）当有抗震设防要求时，对于一、二级抗震等级，锚固长度应乘以1.15系数；对于三级抗震等级，应乘以1.05系数。,6. 承台与承台之间的连接，联系梁设置,1）一柱一桩时，应在桩顶两个主轴方向上设置联系梁。当桩与柱的截面直径之比大于2时，可不设联系梁。 2）两桩桩基的承台，应在其短向设置联系梁。 3）有抗震设防要求柱下桩基承台，宜沿两个主轴方向设置联系梁。 4）联系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高。联系梁宽度不宜小于250mm，其高度可取承台中心距的1/101/15，且不宜小于400mm。 5）联系梁配筋应按计算确定，梁上下部配筋不宜小于2根直径12mm钢筋
10、；位于同一轴线上的联系梁纵筋应通长配置。,7.承台及地下室外墙与基坑侧壁间隙的回填处理,承台和地下室外墙与基坑侧壁间隙应采用灰土、级配砂石、压实性较好的素土分层回填夯实，轻型击实压实系数不宜小于0.94；也可采用素混凝土回填。,8.7.2 承台受弯计算,1柱下独立承台,矩形承台,1） 两桩条形承台和多桩矩形承台弯 矩计算截面取在柱边和承台变阶处：,2）三桩承台,a）等边三桩 b）等腰三桩 三桩三角形承台,等边三桩承台,等腰三桩承台,2. 箱形、筏形承台,1）箱形承台和筏形承台的弯矩宜考虑地基土层性质、基桩分布、承台和上部结构形式和刚度，按地基桩承台上部结构共同作用原理分析计算。 2）箱形承台，
11、当桩端持力层为基岩、密实的碎石类土、砂土且深厚均匀时；或当上部结构为剪力墙；或当上部结构为框架核心筒结构且按变刚度调平原则布桩时，箱形承台底板可仅考虑局部弯矩作用进行计算； 3）对于筏形承台，当桩端持力层深厚坚硬、上部结构刚度较好，且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时；或当上部结构为框架核心筒结构且按变刚度调平原则布桩时，可仅考虑局部弯矩作用进行计算。,3柱下条形承台梁,对于柱下条形承台梁，一般按弹性地基梁（地基计算模型应根据地基土层特性选取）进行分析计算；若桩端持力层较硬时，且桩柱轴线不重合时，可视为不动支座，按连续梁计算。,4墙下条形承台梁（ 按倒置的弹性地基梁计算弯矩和剪力）,图8-25
12、 墙下条形桩基连续承台梁计算简图,线荷载的最大值：,板式承台的厚度主要由冲切计算决定。两种破坏形式 柱对承台的冲切，由柱边沿或者变阶处形成一个45o的冲切锥体 角桩处形成一个倒冲切锥体,Q,Q,F,8.7.3 承台受冲切计算,8.7.3 受冲切计算,1. 柱对承台的冲切计算,2箱形、筏形承台受内部基桩冲切计算,单一基桩冲切承载力：,群桩冲切承载力：,3. 角桩对承台冲切计算,1）多桩（四桩以上）矩形承台 ：,矩形承台角桩冲切计算,2）三桩三角形承台:,底部角桩：,顶部角桩：,三角形承台角桩冲切计算,8.7.4 受剪切计算,柱下独立承台，对柱边和桩边、变阶处和桩边联线形成的斜截面进行计算。,承台
13、斜截面受剪切计算简图,对于阶梯形承台抗剪计算：,A2-A2断面：,B2-B2断面：,阶梯形承台斜截面受剪计算,对于锥形承台抗剪计算：,A-A断面：,B-B断面：,锥形承台斜截面受剪计算,当承台配有箍筋和弯起钢筋时，斜截面的受剪承载力确定（若无弯起钢筋时，式中的第三项由弯起钢承担的剪力为零）：,8.7.5 承台局部受压和抗震验算,本次课小结：,8.5 桩基水平承载力,8.5.1水平荷载下桩的失效与变形 8.5.2单桩水平静载试验 8.5.3桩基水平承载力的理论计算 1土的弹性抗力及其分布形式； 2单桩的挠曲微分方程 3. 群桩基础m法的有关计算参数；4. 桩基 法计算公式 8.5.4桩基水平承载力特征值计算规定,8.6 桩身受压承载力与抗裂计算,8.6.1 钢筋混凝土桩的构造要求 8.6.2桩身承载力计算模式 8.6.3 轴心受压桩的桩身压曲计算 8.6.4 偏心受压桩正截面受压承载力 8.6.5 打入式钢管桩的桩身局部压曲验算,8.7 承台设计计算,1、 承台的构造；2、承台受弯计算 3、 受冲切计算；4、受剪切计算 5、承台局部受压和抗震验算,
