3第11章 桩基础20.9

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1、第第11章章桩基础桩基础 11.1 概述概述一、深基础适用条件一、深基础适用条件一、深基础适用条件一、深基础适用条件: 建筑场地浅层地基土质不能满足建筑物对地基承载力和建筑场地浅层地基土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求,也不宜采用地基处理等措施时。以地基深层坚变形的要求,也不宜采用地基处理等措施时。以地基深层坚实土层或岩层作为地基持力层,采用深基础方案。实土层或岩层作为地基持力层,采用深基础方案。二、常见深基础类型:二、常见深基础类型:二、常见深基础类型:二、常见深基础类型:桩基础,沉井基础,墩基础,沉箱基础,地下连续墙以及高桩基础,沉井基础,墩基础,沉箱基础,地下连续墙以及高层建筑深

2、基础护坡工程等。层建筑深基础护坡工程等。三、深基础与浅基础区别:三、深基础与浅基础区别:三、深基础与浅基础区别:三、深基础与浅基础区别:1、由深层较好的土来承受上部结构的荷重以外,还有深基础、由深层较好的土来承受上部结构的荷重以外,还有深基础周壁的摩阻力共同承受上部荷重。深基础承载力较高。周壁的摩阻力共同承受上部荷重。深基础承载力较高。2、需要用特殊方法进行施工。、需要用特殊方法进行施工。3、造价较高。、造价较高。4、工期较长。、工期较长。5、技术较复杂,需要专职技术人员负责施工及质量检查,发现、技术较复杂,需要专职技术人员负责施工及质量检查,发现问题及时处理。问题及时处理。木桩和石桩基础木桩

3、和石桩基础 西安灞桥(1834年清道光14年)木桩基础木桩基础上海河南路桥木桩基础(1923年)Did you even wonder what a city would look like without soil?新加坡发展银行新加坡发展银行,四墩四墩, 每墩直径每墩直径7.3m。将荷载传递到下部好土层将荷载传递到下部好土层,承载力高。承载力高。四、概述-桩基础定义桩基础定义u 如果建筑场地浅层的土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求,而又不适宜采取地基处理措施时,就要考虑深基础方案了。深基础主要有桩基础、沉井和地下连续墙等几种类型,其中以桩基础应用最为广泛。u桩基础是通过承台把若干根

4、桩的顶部联结成整体,共同承受动、静荷载的一种深基础,而桩是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件,其作用在于穿越软弱的压缩性土层或水中,将桩所承受的荷载传递到更硬、更密实或压缩性较小的地基持力层上,通常将桩基础中的桩称之为基基桩桩。五、概述五、概述-桩基础类型桩基础类型桩基构成桩基构成:桩:桩+ +承台承台 (可为独立、条形、筏、箱)(可为独立、条形、筏、箱)有高有高、低两种,前者用于水中、低两种,前者用于水中六、概述六、概述- -桩基础作用桩基础作用将荷载传至硬土层(图将荷载传至硬土层(图4-1a4-1a),),或分配到较大的深度范或分配到较大的深度范围围 (图(图4-1b4-1b),),以提高承

5、载力以提高承载力。减小沉降,从而也减小沉降差,故地基强度够,而变形减小沉降,从而也减小沉降差,故地基强度够,而变形不合要求时亦用。不合要求时亦用。两塔过近,会两塔过近,会相对倾斜,用相对倾斜,用桩基解决桩基解决厂房内堆载,使柱下基础倾斜,厂房内堆载,使柱下基础倾斜,导致柱子开裂。可用桩基解决。导致柱子开裂。可用桩基解决。抗拔:用于抗风、抗震、抗浮等(图抗拔:用于抗风、抗震、抗浮等(图4-1c4-1c)有一定抗水平荷载能力,特别是斜桩(图有一定抗水平荷载能力,特别是斜桩(图4-1b4-1b)抗液化:深层土不易液化,浅层土液化后,有桩支撑,抗液化:深层土不易液化,浅层土液化后,有桩支撑,有助于上部

6、结构的稳定。有助于上部结构的稳定。软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物,不软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物,不允许地基有过大沉降和不均匀沉降允许地基有过大沉降和不均匀沉降;对于高重建筑物,如高层建筑、重型工业厂房和仓库、料仓等,地基承载力不能满足设计需要时;对桥梁、码头、烟囱、输电塔等结构,宜采用桩基以承受较大的水平力和上拔力时;对精密或大型的设备基础,需要减小基础振幅、减弱基础振动对结构的影响时;在地震区,以桩基作为地震区结构抗震措施或穿越可液化地基时;水上基础,当施工水位较高或河床冲刷较大,采用浅基础施工困难或不能保证基础的安全时。 七、概述-桩基础应用八、概述-桩基础设计

7、原桩基础设计原则则单桩承受的竖向荷载不应超过单桩竖向承载力特征值;桩基础沉降不得超过建筑物的沉降允许值;对位于坡地岸边的桩基础进行稳定性验算.此外,应考虑软土湿陷性土冻土岩溶等特殊条件下桩基础特点.减沉桩-据沉降控制条件计算确定.九、概述-桩基础设计内容桩基础设计内容桩类型和几何尺寸选择;单桩竖向(和水平向)承载力确定;确定桩的数量间距和平面布置;桩基础承载力和沉降验算;桩身结构设计;承台设计;绘制桩基础施工图.11.2 11.2 桩桩 的的 分分 类类 1 1按桩的荷载传递方式按桩的荷载传递方式 可分为端承桩与摩擦桩两类。当桩穿过软弱土层,桩端支求在坚硬岩土或岩层上时,则上部荷载主要靠桩尖处

8、坚硬岩土层提供的反力来支承。桩侧摩擦力很小,可以忽略不计,称这种桩为端承桩端承桩。当软土层很厚,桩端达不到坚硬岩土或岩层上时则桩的荷载主要靠桩身与周围土层之间的摩擦力来支承,桩尖处土层反力很小,可略而不计,称这种桩为纯摩擦桩纯摩擦桩。实际的桩常是介于广述两种典型情况之间,既有摩擦入又有端承支承力,只是两个力的比例不一样而已。因而桩基规范进一步区分出摩擦端承桩摩擦端承桩和端承摩擦桩端承摩擦桩两个亚类,前者以端阻力为主后者则以侧摩阻力为主。 2 2按制桩材料按制桩材料 可分为木桩木桩、混凝土桩混凝土桩、钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩、钢桩钢桩和组合材料桩组合材料桩等。 3 3按制作方法按制作方法 可分为

9、预制桩预制桩和现场灌注桩现场灌注桩两大类。 预制桩预制桩在工厂或施工现场制作的顶制,除钢桩、木桩外多为钢筋混凝土桩。预制桩得用不同的沉桩方法打(或压入)土中,桩对周围的土体有排挤作用,使地基的侧向应力和密度增加,因而也称为挤土桩挤土桩。混凝土预制桩。其截面有圆形、方形等。工厂预制桩的长度一般不超过12米,沉桩时在现场连接到所需长度。连接方式有焊接、法兰接桩及硫磺胶泥接桩三种。目前,常用的混凝土预制桩有PHC(预应力高强混凝土管桩)及PC桩。钢桩。有H型桩及钢管桩。 灌注桩灌注桩为节省钢材和减少打桩时的噪音及振动,可在现场桩位上先作成桩孔,然后再向孔内灌注混凝土(有时也配量钢筋)而成桩。用这类施

10、工方法制桩(除沉管式外)没有或很少有挤土作用,故又称之为非挤土桩,包括钻孔灌注桩与人工挖孔桩。挤土桩有沉管灌注桩,静压桩等。 4按按桩桩径径大大小小 可分为小桩、普通桩和大直径桩3类。小桩指桩径250mm的桩多用于基础加固(如树根桩);普通桩指桩径250mmd800mm的桩,在工业与民用建筑中大量使用,成桩方法和工艺很多。大直径桩则是指桩径800mm的桩。此类桩大多数是端承桩。 常用的桩型常用的桩型 预制钢筋混凝土桩;沉管灌注预制钢筋混凝土桩;沉管灌注桩;桩; 钻(挖钻(挖)孔灌注桩。孔灌注桩。预预 制制 桩桩预制桩起吊预制桩起吊干干法法施施工工干法施工干法施工扩底施工扩底施工钢钢 桩桩钢管桩

11、和预应力桩 11.3 桩、土体系的荷载传递桩、土体系的荷载传递 当当竖竖向向荷荷载载逐逐步步施施加加于于单单桩桩桩桩顶顶,桩桩身身上上部部受受到到压压缩缩而而产产生生相相对对于于土土的的向向下下位位移移与与此此同同时时桩桩侧侧表表面面受受到到土土的的向向上上摩摩阻阻力力。桩桩身身荷荷载载通通过过所所发发挥挥出出来来的的桩桩侧侧摩摩阻阻力力传传递递到到桩桩周周土土层层中中去去,致致使使桩桩身身荷荷载载和和桩桩身身压压缩缩变变形形随随深深度度递递减。在减。在桩土相对位移等于零桩土相对位移等于零处,其处,其摩阻力尚未开始发挥作用而等于零摩阻力尚未开始发挥作用而等于零。 随随着着荷荷载载增增加加,桩桩

12、身身压压缩缩量量和和位位移移量量增增大大,桩桩身身下下部部的的摩摩阻阻力力随随之之逐逐步步调调动动起起来来桩桩底底土土层层也也因因受受到到压压缩缩而而产产生生桩桩端端阻阻力力。桩桩端端土土层层的的压压缩缩加加大大了了桩桩土土相相对对位位移移,从从而而使使桩桩身身摩摩阻阻力力进进一一步步发发挥挥出出来来。当当桩桩身身摩摩阻阻力力全全部部发发挥挥出出来来达到极限达到极限后,若后,若继续增加荷载继续增加荷载其荷载增量将其荷载增量将全部由桩端阻力承担全部由桩端阻力承担。 由由于于桩桩端端持持力力层层的的大大量量压压缩缩和和塑塑性性挤挤出出,位位移移增增长长速速度度显显著著加加大大直直至至桩桩端端阻阻力

13、力达达到到极极限限,位位移移迅迅速速增增大大而而破破坏坏。此此时时桩桩所所承承受受的的荷荷载载就就是是桩桩的的极极限承载力限承载力。 竖向荷载作用下桩土体系荷载传递的过程可简单描述为:桩身位移s(z)和桩身荷载Q(z)随深度递减, 桩侧应阻力qs(z)自上而下逐步发挥,桩侧度阻力qs(z) 的发挥值与桩土相对位移量有关。1、单桩竖向承载力分析、单桩竖向承载力分析 作用于桩顶的竖向荷载Q是由桩侧土的总摩阻力Qs和极端土的端阻力QP共同承担。 Q Qs QP 当桩顶荷载加大至极限值时,Q uQsu QPu Q u称为单桩竖向抗压极限承载力(kN); Qsu为单桩总极限摩侧阻力(kN);QPu则为单

14、桩总极限端阻力(kN)。对桩的荷载传递过程的研究表明:桩在外荷载Q作用下, Qs 与与 QP 的发的发挥程度与桩土之间的相对位移挥程度与桩土之间的相对位移情况有关。桩与土之间发生不大的相对位桩与土之间发生不大的相对位移时,摩阻力就可充分发挥出来移时,摩阻力就可充分发挥出来。单桩受荷过程中桩端阻力的发挥滞后于桩侧阻力,充分发挥所需的桩底位移值比桩侧摩阻力到达极限所需的桩身截面位移值大得多。2、桩、桩 侧侧 摩摩 阻阻 力力qs 桩侧单位面积摩阻力的大小除与土的性质、桩的材科性质有关外,还与桩径、桩深、特别是施工方法有关。对于挤土的打入桩,沉桩将使桩周土向四周排开、挤压,因而土对桩身的摩阻力增大;

15、若为钻(挖)孔灌注桩,由于先形成桩孔,周围土体向孔内膨胀、松动,因此桩身的摩阻力减小。 粘性土中打入桩的qs沿深度的分布近似抛物线形,桩顶处无摩阻力,桩身中段摩擦阻力最大。 砂土中打入桩的qs 值,开始时随深度近乎线性增加,至定深度后即接近均匀分布,称此深度为侧阻临界深度侧阻临界深度。打打 桩桩 对对 qs 的的 影影 响响 通常当桩打入土中时,会对周围土有挤实挤实、扰动扰动和振动振动的作用。 在粘粘性性土土中打桩时,虽有挤密桩周上的作用,但却使桩周围约1倍直径范围内的土受到扰动,土的结构发生明显的变化;此外,对于饱和土体,挤压和振动的作用,还会在土中引起很高的超静扎隙水压力,实测资料表明,上

16、升的孔隙水压力有时可达上覆土重的1.4倍。结构扰动和孔隙水压力升高将使桩周围土的抗剪强度大为降低。打桩停止后,经过一段时间,随着孔隙水压力的逐渐消散,土体不断团结再加上触变作用使土的结构得到恢复,其结果导致靠近促附近的土的强度回复甚于超过土的原有强度。粘性土中,打桩过程对粘性土中,打桩过程对qs的影响是先降低,后又提高的影响是先降低,后又提高。 在砂砂土土中打桩,则主要是使桩周围的土被挤密,使qs提高。越接近桩的表面压得越紧,向外逐渐减少,至3倍桩径处趋于消失。打桩停止后,靠近桩表面的土的挤密效应会由于应力调整又有部分的丧失,故qs是先先增增加加,后又可能有所降低后又可能有所降低。3、桩、桩

17、端端 阻阻 力力 qp 当作用于桩顶的荷载当作用于桩顶的荷载Q不断增加桩侧降阻力完全发挥而达极限值后,不断增加桩侧降阻力完全发挥而达极限值后,继续增加的荷载就靠桩端阻力继续增加的荷载就靠桩端阻力qp的增大来承担,直到桩端下的土体达到极限的增大来承担,直到桩端下的土体达到极限平衡,桩端阻力也达到极限值平衡,桩端阻力也达到极限值qpu ,此时桩所承受的荷载即为极限承载力此时桩所承受的荷载即为极限承载力Qu 。到达到达Qu 时,地基发生破坏,桩将表现出剧烈的或不停滞的下沉。时,地基发生破坏,桩将表现出剧烈的或不停滞的下沉。 桩端阻力桩端阻力qp经典理论计算法经典理论计算法 以古典刚塑性理论为基础,以

18、古典刚塑性理论为基础, 把桩视把桩视为一宽度为为一宽度为b,埋深为埋深为dl的深基础。当的深基础。当在桩上加荷载至土体发生剪切破坏时,在桩上加荷载至土体发生剪切破坏时,根据所假设的不向滑裂面形状,用基础根据所假设的不向滑裂面形状,用基础极限承载力的原理,求出极限承载力的原理,求出桩端极限承载桩端极限承载力力qsu。 桩桩端端下下土土体体破破坏坏型型式式大大多多数数是是冲冲剪剪或或局局部部典典切切破破坏坏,也也可可发发生生类类似似浅浅基基础础下下地地基基的的整整体体剪剪切切破破坏坏型型式式。较较常常用用的的太太沙沙基基型型和和梅梅耶耶霍霍夫夫型型滑滑动动面形状。根据承载力理论得出的极限端阻力的一

19、般表达式为:面形状。根据承载力理论得出的极限端阻力的一般表达式为:对于桩来说,对于桩来说,b值相对较小,故第一项可以忽略。值相对较小,故第一项可以忽略。若桩尖持力层为饱和粘土若桩尖持力层为饱和粘土 u0,Nq1,则则若桩尖持力层为砂土若桩尖持力层为砂土c=0,则则 4、桩的端阻力深度效应、桩的端阻力深度效应 桩桩的的端端阻阻力力qp随随桩桩端端埋埋深深l的的增增加加而而线线性性增增加加。但但桩桩端端阻阻力力有有深深度度效效应应,即即存存在在着着一一个个临临界界深深度度hc。在在均均匀匀土土层层中中,当当桩桩端端入入土土深深度度lhc时时,桩桩的的极极限限端端阻阻力力qpu,大大体体上上随随深深

20、度度而而线线性性增增加加,但但当当lhc,不不再再有有明明显显增增加加或或保保持持常常数数。对对多多层层介介质质,桩桩端端持持力力层层也也存存在在临临界界深深度度hc,与与性性质质相相同同的的均均匀匀土土层层相相比比,桩桩端端持持力力层层的的临临界界深深度度hc小小于于hc。 5 5、桩的负摩擦力、桩的负摩擦力一、正摩擦力与负摩擦力概念一、正摩擦力与负摩擦力概念 在桩顶荷载作用下,桩相对周围土体产生向下的位移,因而土对桩侧产生向上的摩擦力,称之为正摩擦力正摩擦力。 桩周围的土体由于某些原因发生压且变形量大于相应深度处桩的下沉量,则土体对桩产生向下的摩擦力。此种摩擦力相当于在桩上施加下拉荷载,称

21、之负摩擦力负摩擦力。二、负摩擦力对桩基的影响二、负摩擦力对桩基的影响 负摩擦力的存在降低了桩的承载力,并可导致桩发生过量的沉降。三、产生负摩擦力的原因三、产生负摩擦力的原因 桩侧地面上有分布范围较大的荷载(大面积堆料);桩侧地面上有分布范围较大的荷载(大面积堆料); 由于地下水位全面下降由于地下水位全面下降(如抽取地下水如抽取地下水),使土中有效应力增加,使土中有效应力增加; 桩穿过欠固结的软粘土或新填土,而支承于较坚硬的土层,桩周土在桩穿过欠固结的软粘土或新填土,而支承于较坚硬的土层,桩周土在自重作用下随时间而逐渐固结;自重作用下随时间而逐渐固结; 自重湿陷性黄土浸水下沉和冻土的融陷等。自重

22、湿陷性黄土浸水下沉和冻土的融陷等。四、负摩擦力分布范围四、负摩擦力分布范围 桩身上负摩擦力的分布范围可根据桩与周围土的相对位移情况确定。若桩桩身上负摩擦力的分布范围可根据桩与周围土的相对位移情况确定。若桩身某一截面处,桩与周围土体之间没有相对位移,则作用在桩上的摩擦力为零,身某一截面处,桩与周围土体之间没有相对位移,则作用在桩上的摩擦力为零,称该点为称该点为中性点中性点。 在在中性点截面处,桩身的轴力中性点截面处,桩身的轴力N最大最大;在;在中性点以上中性点以上,土的,土的下沉量大于桩的沉降量,所以是下沉量大于桩的沉降量,所以是负摩擦区负摩擦区;在;在中性点以下中性点以下,土的下沉量小于桩,土

23、的下沉量小于桩的沉降量,因而是的沉降量,因而是正摩擦区正摩擦区。 五、负摩擦力计算五、负摩擦力计算 K0 : :土的侧压力系数;土的侧压力系数; : :土的有效内摩擦角度;土的有效内摩擦角度; : :桩周土中的竖向有效应力;桩周土中的竖向有效应力;n n : :桩周土负摩擦力系数。桩周土负摩擦力系数。 中性点的深度中性点的深度ln与桩周土的压缩性和变形条件,以及桩和持力层土的刚度等与桩周土的压缩性和变形条件,以及桩和持力层土的刚度等因素有关,但实际上准确确定中性点的位置比较困难。因素有关,但实际上准确确定中性点的位置比较困难。桩尖沉降桩尖沉降sp越小,越小,ln越大越大,对于支承在岩层上的端承

24、桩(对于支承在岩层上的端承桩(sp0) ,负摩擦力可分布于全桩身负摩擦力可分布于全桩身。11.4 单桩承载力确定方法单桩承载力确定方法一、竖向承载力一、竖向承载力 单桩的竖向承载力取决于地基土对桩的支承能力和桩身材料的强度。一单桩的竖向承载力取决于地基土对桩的支承能力和桩身材料的强度。一般说来,桩的承载力主要由前者决定;材料强度往往不能充分利用,只有般说来,桩的承载力主要由前者决定;材料强度往往不能充分利用,只有对端承桩、超长桩以及校身质量有缺陷的桩,才可能由校身材料强度控制对端承桩、超长桩以及校身质量有缺陷的桩,才可能由校身材料强度控制桩的承载能力。桩的承载能力。 1.按桩身材料强度确定按桩

25、身材料强度确定 根据材料强度计算单桩承载力时,根据材料强度计算单桩承载力时,可把桩视为插在土中的受压杆件,在轴可把桩视为插在土中的受压杆件,在轴向压力作用下,计算校身轴力受压强度向压力作用下,计算校身轴力受压强度时,一般可不考虑弯曲的影响,即取稳时,一般可不考虑弯曲的影响,即取稳定系数定系数 1.0 ,则其承载力设计值可用则其承载力设计值可用下式确定:下式确定: 2.2.按桩周土的支承能力确定按桩周土的支承能力确定 根据地基十的变形和强度确定单桩竖向承载力的方法很多。现将桩基规范中推荐的几种主要方法介绍如下: (1) (1) 静载荷试验法静载荷试验法 由试验结果可绘出桩顶荷载和桩顶沉降关系曲线

26、,根据上述曲线特性,可用下列方法确定单桩竖向极限承载力。 静载荷试验法确定极限承载力静载荷试验法确定极限承载力 由试验结果可绘出桩顶荷载和由试验结果可绘出桩顶荷载和桩顶沉降关系曲线,根据上述曲线桩顶沉降关系曲线,根据上述曲线特性,可用下列方法确定单桩竖向特性,可用下列方法确定单桩竖向极限承载力。极限承载力。 按按沉沉降降随随荷荷载载的的变变化化特特征征确确定定Qu 当当Qs曲曲线线有有明明显显的的第第二二拐拐点点出出现现时时,取取第第二二拐拐点点处处所所对对应应的的荷荷载载为为极极限限荷荷载载Qu。所所谓谓第第二二拐拐点点,即即Q s曲线陡降段的起点。曲线陡降段的起点。 根根据据沉沉降降量量确

27、确定定极极限限承承载载力力。对对于于缓缓变变型型Q s,一一般般可可取取s4060mm对对应应的的荷荷载载值值为为Qu。对对于于大大直直径径桩桩可可取取s0.030.06d (d为为桩桩端端直直径径)所所对对应应的的荷荷载载值值;对对于于细细长长 桩桩 (l d 80), 可可 取取 s 6080mm对应的荷载值。对应的荷载值。 (2)经验公式法经验公式法 利利用用经经验验公公式式确确定定单单桩桩承承载载力力的的方方法法是是种种沿沿用用多多年年的的传传统统方方法法。这这种方法适用于各种类型的桩,并用极限设计的形式表示。种方法适用于各种类型的桩,并用极限设计的形式表示。 根据静力平衡条件可得:根

28、据静力平衡条件可得:Qu=Qsk+Qpk式中式中 Qu 单桩竖向极限承载力标准值,单桩竖向极限承载力标准值,kN; Qsk 单桩总极限侧阻力标准值,单桩总极限侧阻力标准值,kN Qpk 单桩总极限瑞阻力标准值,单桩总极限瑞阻力标准值,kN。 为为了了便便于于计计算算、假假定定同同一一土土层层中中的的单单位位侧侧摩摩阻阻力力qs均均匀匀分分布布,于于是是可可根根据据土土的的物物理理指指标标与与承承载载力力参参数数之之间间的的经经验验关关系系,确确定定承承载载力力标标准准值值。建建筑筑桩桩基基技技术术规规范范针针对对不不同同的的桩桩型型,给给出出了了极极限限承承载载力力标标准准值值的的估估算算公式

29、。公式。 常规预制桩及灌注桩常规预制桩及灌注桩 qsik, qqk分分别别为为桩桩侧侧第第i层层土土的的极极限限侧侧阻阻力力标标准准值值和和极极限限端端阻阻力力标标准准值值(kPa),可查表得到。可查表得到。桩侧极限摩阻力标准值桩侧极限摩阻力标准值桩侧极限端阻力标准值桩侧极限端阻力标准值 大直径桩大直径桩 对于直径大于对于直径大于0.8m桩,其侧阻及端阻要考虑尺寸效应。桩,其侧阻及端阻要考虑尺寸效应。这是因为大直径桩在成孔过程中将会出现孔壁土的松弛效这是因为大直径桩在成孔过程中将会出现孔壁土的松弛效应(主要发生在无粘性土中),从而导致侧摩阻力降低。应(主要发生在无粘性土中),从而导致侧摩阻力降

30、低。孔径越大,降幅越大。同时大直径桩的极限端阻力随桩径孔径越大,降幅越大。同时大直径桩的极限端阻力随桩径增大而呈双曲线关系下降。大直径单桩竖向极限承载力标增大而呈双曲线关系下降。大直径单桩竖向极限承载力标准值计算公式:准值计算公式: sip分别为大直径桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数,分别为大直径桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数,查表取值。查表取值。 嵌岩桩嵌岩桩 传统设计中,嵌岩桩按纯端承桩计算承载力,但试验研究表明,只传统设计中,嵌岩桩按纯端承桩计算承载力,但试验研究表明,只要嵌岩桩不是很短,上覆土层的侧阻力能充分发挥作用。此外,嵌岩深度要嵌岩桩不是很短,上覆土层的侧阻力能充分发挥作用。此外,嵌岩

31、深度内也有侧阻力作用,因而传递到桩端的应力随嵌岩深度增大而递减,当嵌内也有侧阻力作用,因而传递到桩端的应力随嵌岩深度增大而递减,当嵌岩深度达到岩深度达到5倍桩径时,传递到桩端的应力已接近于零。这说明,桩端嵌倍桩径时,传递到桩端的应力已接近于零。这说明,桩端嵌岩深度超过界限值后,无助于提高桩的竖向承载力。承载力标准值计算公岩深度超过界限值后,无助于提高桩的竖向承载力。承载力标准值计算公式:式: si土的侧阻力发挥系数;土的侧阻力发挥系数;r、p嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数;frc岩石岩石饱和单轴抗压强度;饱和单轴抗压强度;hr桩身嵌岩桩身嵌岩(中等风化、微风化、新鲜基

32、岩中等风化、微风化、新鲜基岩)深度,超深度,超过过5d时,时,hc=5d。11.5 桩桩 基基 计计 算算 实际工程中的桩基础,除少量大直径桩是用单桩基础外,一般都是由多根实际工程中的桩基础,除少量大直径桩是用单桩基础外,一般都是由多根桩,上部由承台联结而成的群桩基础。桩,上部由承台联结而成的群桩基础。群桩基础的承载力是否等于各单桩承载力之和?群桩基础的承载力是否等于各单桩承载力之和? 一、群桩的工作特点一、群桩的工作特点 对于群桩基础,作用于承台上的荷载实际上是由桩和地基土共同承担。桩端对于群桩基础,作用于承台上的荷载实际上是由桩和地基土共同承担。桩端阻力、桩侧阻力和地基土的反力发挥会因承台

33、设置方式、桩基类型、地基土的阻力、桩侧阻力和地基土的反力发挥会因承台设置方式、桩基类型、地基土的性质差异而不同。性质差异而不同。 端承群桩端承群桩,由于持力层坚硬,不允许桩下沉,由于持力层坚硬,不允许桩下沉,故桩侧摩阻力不易发挥,上部荷载通过桩身直接故桩侧摩阻力不易发挥,上部荷载通过桩身直接传到桩端处土层上。而桩端处承载压面积很小,传到桩端处土层上。而桩端处承载压面积很小,各桩端的压力彼此互不影响,故可认为端承群桩各桩端的压力彼此互不影响,故可认为端承群桩中各桩的工作情况与单桩工作情况基本一样;同中各桩的工作情况与单桩工作情况基本一样;同时,由于桩的变形很小,桩间土基本不承担荷载,时,由于桩的

34、变形很小,桩间土基本不承担荷载,群桩的承载力就等于各单桩的承载力之和,群桩群桩的承载力就等于各单桩的承载力之和,群桩的沉降量也与单桩基本相同。的沉降量也与单桩基本相同。 摩摩擦擦群群桩桩主主要要通通过过每每根根桩桩侧侧面面的的摩摩擦擦阻阻力力将将上上部部荷荷载载传传布布到到桩桩周周及及桩桩端端的的土土层中。层中。假假定定桩桩侧侧摩摩阻阻力力在在土土中中引引起起的的附附加加应应力力 z,按按某某一一角角度度 沿沿桩桩长长向向下下扩扩散散分分布布至至桩端平面处。桩端平面处。桩桩距距S较较大大时时,例例如如S6d(d为为桩桩径径),桩桩端端平平面面处处各各桩桩传传来来的的压压力力互互不不重重叠叠或或

35、重重叠叠不不多多,这这时时群群桩桩中中各各桩桩的的工工作作情情况况仍仍和和单单桩桩单单独独工工作作一一样样,故故群群桩桩的的承承载载力力也等于各单桩承载力之和也等于各单桩承载力之和。桩桩距距较较小小时时,例例如如常常用用桩桩距距S(34)d,桩桩端端处处地地基基中中各各桩桩传传来来的的附附加加应应力力 z就就会会相相互互重重叠叠,使使得得桩桩端端处处压压力力要要比比单单桩桩时时增增大大许许多多,桩桩端端以以下下压压缩缩土土层层的的深深度也要比单桩时深很多。度也要比单桩时深很多。群群桩桩中中各各桩桩的的工工作作状状态态就就与与单单桩桩时时迥迥然然不不同同,群群桩桩的的承承载载力力并并不不等等于于

36、各各单单桩桩之之总总和和,沉沉降降量量也也大大于于单单桩桩的的沉沉降降量量,这这就叫就叫群桩效应群桩效应。二、群二、群 桩桩 效效 应应 影响群桩效应的主要因素,影响群桩效应的主要因素,一是群桩自身的几何一是群桩自身的几何特征特征,包括承台的设置方式,包括承台的设置方式( (高或低承台高或低承台) )、桩距、桩、桩距、桩长、及桩长与承台宽度比、桩的排列形式、桩数;二长、及桩长与承台宽度比、桩的排列形式、桩数;二是桩侧与桩端的土性、土层分布和成桩工艺是桩侧与桩端的土性、土层分布和成桩工艺( (挤土或挤土或非挤土非挤土) )。 群桩效应具体反映于以下几方面群桩效应具体反映于以下几方面群桩的侧阻力、

37、群桩的侧阻力、群桩的端阻力群桩的端阻力、承台土反力、承台土反力、桩顶荷载分布桩顶荷载分布、群桩沉、群桩沉降及其降及其随荷载的变化随荷载的变化、群桩的破坏模式、群桩的破坏模式。1.端阻力的群桩效应端阻力的群桩效应 群桩的端阻力不仅与桩端持力层强度与变形性质有关,群桩的端阻力不仅与桩端持力层强度与变形性质有关,而且因承台、邻桩的相互作用而变化。端阻力主要受以下因而且因承台、邻桩的相互作用而变化。端阻力主要受以下因素的影响。素的影响。 桩距影响桩距影响 一般情况下,端阻力随桩距减小而增大,这是由于邻桩一般情况下,端阻力随桩距减小而增大,这是由于邻桩的桩侧剪应力在桩端平面上重叠,导致桩端平面的主应力差

38、的桩侧剪应力在桩端平面上重叠,导致桩端平面的主应力差减小,以及桩端土的侧向变形受到邻校逆向变形的制约而减减小,以及桩端土的侧向变形受到邻校逆向变形的制约而减小所致。其群桩端阻力因挤土效应而提高,提高幅度随桩距小所致。其群桩端阻力因挤土效应而提高,提高幅度随桩距增大而减小。增大而减小。 承台影响承台影响 对于低承台,当桩与承台宽度比对于低承台,当桩与承台宽度比L/Bc2时,承台土反力时,承台土反力传布到桩端平面使主应力差减小,承台还具有限制桩土相对传布到桩端平面使主应力差减小,承台还具有限制桩土相对位移、减小桩端贯人变形的作用,从而导致桩端阻力提高。位移、减小桩端贯人变形的作用,从而导致桩端阻力

39、提高。承台底地基土愈软,承台效应愈小。承台底地基土愈软,承台效应愈小。2.桩侧阻力的群桩效应桩侧阻力的群桩效应 桩侧阻力只有在桩土间产生一定相对位移的条件下才能桩侧阻力只有在桩土间产生一定相对位移的条件下才能发挥出来,其发挥值与土性、应力状态有关。桩侧阻力主要发挥出来,其发挥值与土性、应力状态有关。桩侧阻力主要随下列因素影响而变化。随下列因素影响而变化。 桩距影响桩距影响 桩间土竖向位移受相邻桩影响而增大,桩土相对位移随桩间土竖向位移受相邻桩影响而增大,桩土相对位移随之减小,使得在相等沉降条件下,群桩侧阻力发挥值小单桩。之减小,使得在相等沉降条件下,群桩侧阻力发挥值小单桩。在桩距很小条件下,即

40、使发生很大沉降,群桩中各基校的侧在桩距很小条件下,即使发生很大沉降,群桩中各基校的侧阻力也不能得到充分发挥。阻力也不能得到充分发挥。 承台影响承台影响 低承台限制了桩群上部的桩土相对位移,从而使基桩上低承台限制了桩群上部的桩土相对位移,从而使基桩上段侧阻力发挥值降低,即对侧阻力起段侧阻力发挥值降低,即对侧阻力起“削弱效应削弱效应”。侧阻力。侧阻力的承台效应随承台底土体压缩性提高而降低。的承台效应随承台底土体压缩性提高而降低。群桩效率系数群桩效率系数 若不允许群桩的沉降量大于同荷若不允许群桩的沉降量大于同荷载作用下的单桩沉降量时,则群桩中载作用下的单桩沉降量时,则群桩中每一根桩的平均承载力就要比

41、单桩时每一根桩的平均承载力就要比单桩时降低。根据这一概念,在设计中常要降低。根据这一概念,在设计中常要乘以群桩效率系数乘以群桩效率系数,其意义为:其意义为: 传统的方法认为,荷载全部由桩承担,承台底地传统的方法认为,荷载全部由桩承担,承台底地基土不分担荷载,这种考虑无疑是偏于安全的。基土不分担荷载,这种考虑无疑是偏于安全的。 但大量研究和现场实测表明:对于摩擦型桩基,但大量研究和现场实测表明:对于摩擦型桩基,承台下的桩间土参与承担部分外荷载。承载的比例随承台下的桩间土参与承担部分外荷载。承载的比例随桩群的几何特征变比,桩群的几何特征变比,从百分之十几直至百分之五十从百分之十几直至百分之五十以上

42、以上。3、承台下土对荷载的分担作用、承台下土对荷载的分担作用 桩基受荷载后是否考虑承台底面的桩间土分担荷载?桩基受荷载后是否考虑承台底面的桩间土分担荷载?1.群桩竖向承载力的确定群桩竖向承载力的确定 由由于于群群桩桩在在竖竖向向荷荷载载作作用用下下存存在在群群桩桩效效应应问问题题,故故其其承承载载力力一一般般并并不不应应等等于于各各单单桩桩承承载载力力之之和和。目目前前计计算算桩桩基基承承载载力力的的方方法法主主要要有有桩桩基基规规范范采用的群桩分项效率系数法。采用的群桩分项效率系数法。 1)群桩分项效率系数法群桩分项效率系数法 分分项项效效率率系系数数法法同同于于以以概概率率理理沦沦为为接接

43、础础的的极极限限状状态态设设计计法法。在在桩桩基基设设计计承载力的表达式上,与传统的柱基设计方法有两点主要区别:承载力的表达式上,与传统的柱基设计方法有两点主要区别: 不不再再采采用用单单一一安安全全系系数数k,而而代代之之以以采采用用侧侧阻阻、端端阻阻和和承承台台底底土土的的抗抗力力分分项项系系数数 s、 p、 c 或或侧侧阻阻端端阻阻综综合合抗抗力力分分项项系系数数 sp和和承承台台底底土土的的抗抗力力分分项系数项系数 c; 根根据据桩桩群群土土承承台台相相互互作作用用特特性性,在在大大量量试试验验结结果果的的基基础础上上,经经统统计计分分析析,给给出出了了各各项项群群桩桩效效应应系系数数

44、,即即侧侧阻阻群群桩桩效效应应系系数数 s,端端阻阻群群桩桩效效应应系数系数 p,侧阻端阻综合群桩效应系数侧阻端阻综合群桩效应系数 sp以及承台土阻力群桩效应系数以及承台土阻力群桩效应系数 c。三、桩基的承载力计算三、桩基的承载力计算 桩基中各单桩的竖向承载力设计值桩基中各单桩的竖向承载力设计值R的统一计算表达式为:的统一计算表达式为: Qsk 桩基中相应于每一很桩的承台底地基土极限抗力标准值桩基中相应于每一很桩的承台底地基土极限抗力标准值(kN)可按下式计算:可按下式计算: qsk 承台底承台底1/2承台宽度的深度范围承台宽度的深度范围(l5m)内,地基土极限抗力内,地基土极限抗力标准值,可

45、按标准值,可按地基规范地基规范中相应的地基土承载力标难值乘以中相应的地基土承载力标难值乘以2取值,取值,kN/m2; Ac 承台底地基土净面积承台底地基土净面积m2。 分项抗力系数分项抗力系数 s、 p和和 c值,群桩效应系数值,群桩效应系数 s、 p、 sp值值可查由表确可查由表确定。定。 2)实体深基础验算法)实体深基础验算法 地基规范地基规范根据国内外一些实测资料相模型试验结果,规根据国内外一些实测资料相模型试验结果,规定桩基的承载力计算可分为下述两种情况。定桩基的承载力计算可分为下述两种情况。 对于端承桩基和桩数对于端承桩基和桩数n9根或条形基础下排数根或条形基础下排数不超过两排不超过

46、两排的摩擦桩基础,桩基的竖向抗压承载力即为各单桩承载力之和。的摩擦桩基础,桩基的竖向抗压承载力即为各单桩承载力之和。 当桩距当桩距sa6d,桩数桩数n9根且根且排数大于排数大于2的摩擦桩基可的摩擦桩基可视作一假想的实体深基础,验算该实体基础的地基承载力。视作一假想的实体深基础,验算该实体基础的地基承载力。 验验 算算 方方 法法 原则上与浅基础的地基计算相同。原则上与浅基础的地基计算相同。计算时将承台、桩群与桩间土作为一计算时将承台、桩群与桩间土作为一个整体,荷载通过桩侧摩擦力,从最个整体,荷载通过桩侧摩擦力,从最外一圈的桩顶外缘以外一圈的桩顶外缘以角向下扩散。将角向下扩散。将群桩基础假想为埋

47、深群桩基础假想为埋深d十十l 的深基础,的深基础,然后验算桩端处的地基承载力是否满然后验算桩端处的地基承载力是否满足要求。足要求。桩端平面处经修桩端平面处经修正正后的天然地基上后的天然地基上的的承载力特征值承载力特征值 2.桩基软弱下卧层验算桩基软弱下卧层验算 当桩端平面以下受入层范围内存在软弱下卧层时,应当桩端平面以下受入层范围内存在软弱下卧层时,应进行软弱层的承载力验算。按进行软弱层的承载力验算。按桩基规范桩基规范要求,对于桩要求,对于桩距距sa6d的群桩基础,用下列公式验算下卧层承载力。的群桩基础,用下列公式验算下卧层承载力。 3.桩基中各单桩的荷载验算桩基中各单桩的荷载验算 建筑物的荷

48、载通过承台传给各根桩,对于一建筑物的荷载通过承台传给各根桩,对于一般建筑构和受横向荷载较小的低承台桩基,计算般建筑构和受横向荷载较小的低承台桩基,计算各单桩桩顶所受到的竖荷载时,多假定承台为绝各单桩桩顶所受到的竖荷载时,多假定承台为绝对刚性,把桩视为受压杆件,按材料力学方法进对刚性,把桩视为受压杆件,按材料力学方法进行计算。行计算。 1) 中心竖向荷载中心竖向荷载 各单桩所受的竖向力设计值各单桩所受的竖向力设计值N为:为: 2) 偏心竖向荷载偏心竖向荷载 当桩基中每根桩截面都相同同时,任一单当桩基中每根桩截面都相同同时,任一单桩所受的竖向力设计值为:桩所受的竖向力设计值为:四、四、 竖向荷载作

49、用下单桩沉降计算竖向荷载作用下单桩沉降计算 单单桩桩受受到到荷荷载载作作用用后后,其其沉沉降降量量由由下下述述三三个个部部分分组成:组成:1 桩本身的弹性压缩量;桩本身的弹性压缩量;2 由由于于桩桩侧侧摩摩阻阻力力向向下下传传递递,引引起起桩桩端端下下土土体体压压缩缩所所产生的桩端沉降;产生的桩端沉降;3 由由于于桩桩端端荷荷载载引引起起桩桩端端下下土土体体压压缩缩所所产产生生的的桩桩端端沉沉降。降。1 1、单桩沉降的影响因素、单桩沉降的影响因素 单桩沉降组成不仅同桩的长度、桩与土的相对单桩沉降组成不仅同桩的长度、桩与土的相对压缩性、土层剖面及性质有关,还与荷载水平、荷压缩性、土层剖面及性质有

50、关,还与荷载水平、荷载持续时间有关。载持续时间有关。单桩沉降计算方法单桩沉降计算方法 1 荷载传递分析法;荷载传递分析法; 2 弹性理论法;弹性理论法; 3 剪切变形传递法;剪切变形传递法; 4 有限单元分析法;有限单元分析法; 5 简化分析法。简化分析法。2、单桩沉降的经验统计关系、单桩沉降的经验统计关系 Frank(1985)总结了单桩的工程实践经验,统计出在特定地质条件和设计荷载下单桩沉降S的典型数值与桩径d的经验关系: 对于打入桩: 平均: S0.9%d 变化范围: S(0.8%1.2%)d 对于钻孔桩: 平均: S0.6%d 变化范围: S(0.3%1.0%)d 3、常规桩沉降计算的

51、经验方法、常规桩沉降计算的经验方法4、群桩沉降计算、群桩沉降计算 桩基一般只按承载能力进行计桩基一般只按承载能力进行计算,但当桩端持力层为软弱土,或算,但当桩端持力层为软弱土,或建筑物重要性大,对桩基沉降的要建筑物重要性大,对桩基沉降的要求高时,尚应对桩基进行沉降验算。求高时,尚应对桩基进行沉降验算。 目前在工程中应用较广泛目前在工程中应用较广泛的桩基沉降计算方法,仍是把群桩的桩基沉降计算方法,仍是把群桩作为假想的实体深基础。计算出作作为假想的实体深基础。计算出作用在桩端平面处的压力用在桩端平面处的压力p后即可后即可按土力学课中所述的分层总和法计按土力学课中所述的分层总和法计算桩端下土的压缩层

52、厚度内的变形算桩端下土的压缩层厚度内的变形值,即作为桩基的沉降量,其计算值,即作为桩基的沉降量,其计算步骤与浅基础的沉降计算相同步骤与浅基础的沉降计算相同。把群桩作为假想的实体把群桩作为假想的实体深基础深基础,基础底面与都与基础底面与都与桩端齐平。桩端齐平。差差 别:别:考虑或不考考虑或不考虑群桩外围侧面剪应力虑群桩外围侧面剪应力的扩散作用。的扩散作用。共同特点:共同特点:不考虑桩间不考虑桩间土的压缩变形对沉降的土的压缩变形对沉降的影响。影响。计算精度:计算精度:计算参数和计算参数和地区经验。地区经验。5、基于、基于Geddes应力解的群桩沉降计算应力解的群桩沉降计算6、附加应力计算、附加应力

53、计算 一、收集设计资科一、收集设计资科 首先要充分掌握设计原始资料。包括建筑物类型、荷载、工程地质勘察首先要充分掌握设计原始资料。包括建筑物类型、荷载、工程地质勘察资料、材料来源及施工技术设备等情况。并尽量了解当地使用桩基的经验以资料、材料来源及施工技术设备等情况。并尽量了解当地使用桩基的经验以供设计参考。供设计参考。 二、选择持力层二、选择持力层 根据场地勘察报告中地质剖面情况,结合建筑物的荷载及上部结构等条件,根据场地勘察报告中地质剖面情况,结合建筑物的荷载及上部结构等条件,选择桩端持力层,应尽可能使桩支承在承载力相对较高的坚实土层上。根据选择桩端持力层,应尽可能使桩支承在承载力相对较高的

54、坚实土层上。根据施工条件确定桩的类型,是用预制桩还是灌注桩,并相应决定桩的断面尺寸。施工条件确定桩的类型,是用预制桩还是灌注桩,并相应决定桩的断面尺寸。 由由桩端持力层深度可初步确定桩长桩端持力层深度可初步确定桩长,为提高桩的承载力相减少沉降,桩,为提高桩的承载力相减少沉降,桩端全断面必须进入端全断面必须进入持力层一定深度持力层一定深度,对于粘性土、粉土,不宜小于,对于粘性土、粉土,不宜小于2倍桩径,倍桩径,砂土不宜小于砂土不宜小于1.5倍桩径,对于碎石类土不宜小于倍桩径,对于碎石类土不宜小于1倍桩径。当存在软下卧层时,倍桩径。当存在软下卧层时,桩基以下硬持力层厚度一般桩基以下硬持力层厚度一般

55、不宜小于不宜小于4倍桩径倍桩径。当桩端持力层较厚,且施工条。当桩端持力层较厚,且施工条件许可时,桩端全断面进入持力层的厚度,宜达到桩端阻力的临界深度。件许可时,桩端全断面进入持力层的厚度,宜达到桩端阻力的临界深度。 当桩的种类和几何尺寸确定之后,应初步确定承台底面高程,其确定原当桩的种类和几何尺寸确定之后,应初步确定承台底面高程,其确定原则与浅基础埋深相同。则与浅基础埋深相同。11.6 桩基础的设计步骤桩基础的设计步骤 三、确定单桩竖向承载力设计值三、确定单桩竖向承载力设计值R 按前述方法确定,并可参考勘察单位提供的数值及地区经经验。按前述方法确定,并可参考勘察单位提供的数值及地区经经验。 四

56、、确定桩数四、确定桩数n及其平面布置及其平面布置 根据单桩承载力设计值和上部结构物荷载确定桩数根据单桩承载力设计值和上部结构物荷载确定桩数 中心荷载时中心荷载时, n =F/R 偏心荷载时偏心荷载时,桩基中各桩受力可能不均等,桩数可按上式确定值增,桩基中各桩受力可能不均等,桩数可按上式确定值增加加1020。 合理地布桩使桩基经济和有效的重要环节,考虑的原则是:合理地布桩使桩基经济和有效的重要环节,考虑的原则是: 1.尽可能使群桩横截面的形心与长期荷载的合力作用点重合,以便尽可能使群桩横截面的形心与长期荷载的合力作用点重合,以便使各桩受力均匀;对于荷载作用点位置变化的建筑物,可使群桩重心位使各桩

57、受力均匀;对于荷载作用点位置变化的建筑物,可使群桩重心位于变化幅度之中。于变化幅度之中。 2.尽可能将桩布置在靠近承台的外围部分,以增加桩基的惯性矩;尽可能将桩布置在靠近承台的外围部分,以增加桩基的惯性矩; 3.保持桩距保持桩距sa(34)d左右为宜左右为宜。桩在平面上的布置多采用行列式,。桩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。也可采用梅花式,可以等距排列也可以不等距排列。 4.对于桩箱基础,宜将桩布置于墙下;对于带梁对于桩箱基础,宜将桩布置于墙下;对于带梁(肋肋)的桩筏基础,宜的桩筏基础,宜将桩布置于梁将桩布置于梁(肋肋)下;对于大直径桩宜采用一柱一桩。

58、下;对于大直径桩宜采用一柱一桩。 五、桩基础验算五、桩基础验算 包括包括群桩承载力验算和群桩中每根单桩的群桩承载力验算和群桩中每根单桩的受力验算受力验算,必要时还要验算群桩地基沉降量必要时还要验算群桩地基沉降量。若验算结果不能满足要求时,应修改设计直到若验算结果不能满足要求时,应修改设计直到满足为止。满足为止。 六、承台的设计与计算六、承台的设计与计算 除单桩基础可不设承台外,一般桩基础均除单桩基础可不设承台外,一般桩基础均要设置承台。要设置承台。承台的作用是把桩联结成一个整承台的作用是把桩联结成一个整体体,并把建筑物的荷载传到桩上。因而承台应,并把建筑物的荷载传到桩上。因而承台应有足够的强度

59、和刚度。常用的有足够的强度和刚度。常用的低桩承台埋深应低桩承台埋深应不小于不小于600mm,承台的设计主要是确定承台的承台的设计主要是确定承台的平面尺寸和形状;承台的厚度及与桩的联结;平面尺寸和形状;承台的厚度及与桩的联结;承台的配筋等。承台的配筋等。 (一一) 承台的外形尺寸和构造要求承台的外形尺寸和构造要求 承台的平面尺寸一般是由上部结构和桩的承台的平面尺寸一般是由上部结构和桩的数量及布置形式决定,数量及布置形式决定,若是墙下桩基,承台作若是墙下桩基,承台作成条形梁式承台成条形梁式承台;如果是;如果是柱下桩基,则宜采用柱下桩基,则宜采用板式承台板式承台(矩形或三角形矩形或三角形)。承台的剖

60、面形状可。承台的剖面形状可作成锥形、台阶形或平板形。作成锥形、台阶形或平板形。 承台构造要求:承台构造要求:承台厚度不应小于承台厚度不应小于300mm,承台宽承台宽度不宜小于度不宜小于500mm,承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径或桩承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径或桩的边长,且边缘挑出部分不应小于的边长,且边缘挑出部分不应小于150mm。对条形承台梁边缘挑出部分对条形承台梁边缘挑出部分不应小于不应小于75mm。为保证群桩与承台之间连接的整体性,桩顶嵌入承台的为保证群桩与承台之间连接的整体性,桩顶嵌入承台的长度,对大直径桩不宜小于长度,对大直径桩不宜小于100mm;对普通桩不宜小

61、于对普通桩不宜小于50mm。混凝土桩混凝土桩的桩顶主筋应伸入承台内,其锚固长度不宜小于的桩顶主筋应伸入承台内,其锚固长度不宜小于30倍主筋直径。承台的倍主筋直径。承台的混凝土标号不宜低于混凝土标号不宜低于C15。承台的配筋按计算确定,对于矩形承台板,配。承台的配筋按计算确定,对于矩形承台板,配筋宜按双向均匀布置,钢筋直径不宜小于筋宜按双向均匀布置,钢筋直径不宜小于 10,间距不应大于间距不应大于200mm或小或小于于100mm。对于三桩承台,应按三向板带均匀配置最里面对于三桩承台,应按三向板带均匀配置最里面3根钢筋相交根钢筋相交围成的三角形,应位于柱截面范围以内。承台底钢筋的保护层厚度不宜围成

62、的三角形,应位于柱截面范围以内。承台底钢筋的保护层厚度不宜小于小于70mm。 (二二) 承台板厚度计算承台板厚度计算 对于板式承台,与钢筋混凝土扩对于板式承台,与钢筋混凝土扩展基础相类似,其厚度主要按抗冲切展基础相类似,其厚度主要按抗冲切计算确定,并疗满足抗剪验算的要求。计算确定,并疗满足抗剪验算的要求。承台的冲切破坏主要有两种形式:承台的冲切破坏主要有两种形式:由柱边或变台阶处沿由柱边或变台阶处沿45斜面拉裂斜面拉裂形成冲切锥体破坏;形成冲切锥体破坏;在角桩顶部对承台边缘形成在角桩顶部对承台边缘形成45的的冲切破坏锥体。冲切破坏锥体。1.承台板沿柱边的冲切强度验算承台板沿柱边的冲切强度验算

63、(二二) 承台板厚度计算承台板厚度计算 对于板式承台,与钢筋混凝土扩展基础相类似,其厚度主要按抗冲切对于板式承台,与钢筋混凝土扩展基础相类似,其厚度主要按抗冲切计算确定,并疗满足抗剪验算的要求。承台的冲切破坏主要有两种形式:计算确定,并疗满足抗剪验算的要求。承台的冲切破坏主要有两种形式:由柱边或变台阶处沿由柱边或变台阶处沿45斜面拉裂形成冲切锥体破坏;斜面拉裂形成冲切锥体破坏;在角桩顶部对承台边缘形成在角桩顶部对承台边缘形成45的冲切破坏锥体。的冲切破坏锥体。2.承台板角桩冲切强度验承台板角桩冲切强度验算算 3.承台斜截面的抗剪验算承台斜截面的抗剪验算 对于柱下矩形独立承台,在验算承台斜截面的

64、抗剪承载力时,应对于柱下矩形独立承台,在验算承台斜截面的抗剪承载力时,应分别对柱的纵、横两个方向进行计算。分别对柱的纵、横两个方向进行计算。桩基规范桩基规范规定,剪切破规定,剪切破坏面为通过柱边和桩边连线形成的斜截面。坏面为通过柱边和桩边连线形成的斜截面。 (三三) 承台的抗弯计算承台的抗弯计算 当承台板厚度比较小,而配筋量又不足时,承台在柱荷载作用下,当承台板厚度比较小,而配筋量又不足时,承台在柱荷载作用下,常先发生弯曲破坏。常先发生弯曲破坏。 防止弯曲破坏,在承台板底部要配有足够数量的钢防止弯曲破坏,在承台板底部要配有足够数量的钢筋。大量模型试验表明,柱下独立桩基承台呈筋。大量模型试验表明

65、,柱下独立桩基承台呈“梁式破坏梁式破坏”,其挠曲裂,其挠曲裂缝在平行于柱边两个方向交替出现,缝在平行于柱边两个方向交替出现,最大弯矩产生平行于柱边两个方向最大弯矩产生平行于柱边两个方向的屈服线处的屈服线处。 对于对于矩形承台矩形承台,弯矩计算截面取在柱边和承台高度变化处,弯矩计算截面取在柱边和承台高度变化处,计算公式为:计算公式为: 对于对于三桩承台三桩承台,其受弯破坏模式也呈梁式破坏,屈服,其受弯破坏模式也呈梁式破坏,屈服线也位于柱边处二个正交方向上。弯矩设计值按下式计算:线也位于柱边处二个正交方向上。弯矩设计值按下式计算: 灌注桩灌注桩钻孔、放钢筋笼、浇砼。尺寸灵活,钻孔、放钢筋笼、浇砼。

66、尺寸灵活,还可扩头,配筋率可以小,但现场脏,质量难还可扩头,配筋率可以小,但现场脏,质量难保证,例断桩、缩颈、露筋、清底不充分等。保证,例断桩、缩颈、露筋、清底不充分等。桩基补充资料桩基补充资料3 3、按设置效应分、按设置效应分是否挤土是否挤土挤土桩挤土桩打入或压入,预制桩或沉管灌注桩。挤土打入或压入,预制桩或沉管灌注桩。挤土使土密实,但打入有噪声,挤土会发生漂桩,还会使土密实,但打入有噪声,挤土会发生漂桩,还会破坏周边设施破坏周边设施例上海某电话局机务大楼,打桩使例上海某电话局机务大楼,打桩使周边房屋破坏,赔周边房屋破坏,赔4040万。万。解决方法解决方法:挖地沟、合理安排打桩顺序。挖地沟、

67、合理安排打桩顺序。非挤土桩非挤土桩钻、挖孔桩,桩长、桩径可较大,可穿钻、挖孔桩,桩长、桩径可较大,可穿越硬土层。无挤密效果,但有些土(饱和软粘土)越硬土层。无挤密效果,但有些土(饱和软粘土)本不可挤密。本不可挤密。部分挤土桩部分挤土桩钻小口径孔,再打入,或钢管、砼管桩钻小口径孔,再打入,或钢管、砼管桩4 4、按荷载传递方式分、按荷载传递方式分桩端土差、桩很长、灌注桩端土差、桩很长、灌注桩清底差桩清底差桩端为岩石、大头桩桩端为岩石、大头桩( (一一一一) ) 摩擦桩摩擦桩摩擦桩摩擦桩( (二二二二) ) 端承桩端承桩端承桩端承桩5 5、按直径大小分、按直径大小分一般直径桩、微桩、大直径桩一般直径

68、桩、微桩、大直径桩微桩(树根桩)微桩(树根桩)d250d800 d800,往往是端承,一柱一桩,往往是端承,一柱一桩,人工挖孔人工挖孔一般直径桩一般直径桩(250d(250d800mm800mm) )1 1、预制钢砼桩、预制钢砼桩 (RCRC桩)桩)断面有方、圆两种断面有方、圆两种, , 方桩边长方桩边长250-550250-550,长,长13.5m; 13.5m; 现场预制桩长现场预制桩长25-30m(0.8%(0.8%(运、吊控制,打桩还会产生拉应力运、吊控制,打桩还会产生拉应力) )截面大则作成管桩截面大则作成管桩, , 有时加预应力有时加预应力( (省钢省钢) )。(二)常用桩(二)常

69、用桩2 2、钻(挖)孔灌注桩、钻(挖)孔灌注桩超高层多用大直径桩,甚至直径超高层多用大直径桩,甚至直径3m3m,承载力可承载力可达达4000t4000t,用一般直径桩可能摆不开。用一般直径桩可能摆不开。可扩孔,用扩孔器或爆扩(少用)。可扩孔,用扩孔器或爆扩(少用)。3 3、沉管灌注桩、沉管灌注桩 (挤土)(挤土)锤击或振动沉管,下有钢砼头,再灌混凝土,锤击或振动沉管,下有钢砼头,再灌混凝土,拔管,易发生断桩、缩颈(软土中)。有人建拔管,易发生断桩、缩颈(软土中)。有人建议复打,造价提高。仅浙江多用。议复打,造价提高。仅浙江多用。缺点:易产生缩颈、断桩、局部夹缺点:易产生缩颈、断桩、局部夹土、混

70、凝土离析等质量事故。土、混凝土离析等质量事故。缩颈常发生在下列情况:缩颈常发生在下列情况:软、硬土层交界处;软、硬土层交界处;邻桩挤压。邻桩挤压。管内混凝土少时;管内混凝土少时;克服缩颈、断桩办法:复打克服缩颈、断桩办法:复打4 4、钢管桩、钢管桩有开口、闭口,开口时形成土芯后亦有一定挤有开口、闭口,开口时形成土芯后亦有一定挤土,土,d d小则挤土可能性大,是否挤土将影响承载小则挤土可能性大,是否挤土将影响承载力(规范力(规范5-2-105-2-10条)条)三、桩的两种极限状态三、桩的两种极限状态(一)桩基承载力极限状态(一)桩基承载力极限状态1 1、超过最大承载力、超过最大承载力2 2、产生

71、不适于继续承载的变形、产生不适于继续承载的变形3 3、桩基发生整体失稳、桩基发生整体失稳(二)桩基正常使用极限状态(二)桩基正常使用极限状态变形、耐久性,桩、承台等。变形、耐久性,桩、承台等。4 42 2单桩承载力的确定单桩承载力的确定单桩承载力的确定单桩承载力的确定一、桩、土体系荷载传递机理一、桩、土体系荷载传递机理 Q Q逐渐增大,影响深度也逐渐增加,逐渐增大,影响深度也逐渐增加,q qs s较较q qp p先发挥先发挥 Q=QQ=QS S+Q+QP P, Q Qu u=Q=Qsusu+Q+Qpupu 由实测,由实测, Q QS S先达极限,对应位移先达极限,对应位移仅仅4-10mm4-1

72、0mm,和土性、桩径关系不和土性、桩径关系不大;而大;而Q QP P达极限需达极限需s=0.1d s=0.1d (打入打入桩),甚至桩),甚至0.3d0.3d(灌注桩)灌注桩)了解这些,有助于了解这些,有助于分析桩的安全储备分析桩的安全储备 N-qN-q、s-qs-q关系:关系: 以上是针对摩擦型桩,以上是针对摩擦型桩,对端承桩位移传递即刻对端承桩位移传递即刻完成,完成,q qs s很小,而很小,而Q Q接近接近Q Qp p2、侧摩阻力、侧摩阻力qs的大小、分布的大小、分布大小大小:和土性、桩表面性质、桩径、桩长、施工方法:和土性、桩表面性质、桩径、桩长、施工方法有关(打入桩一般大,卵石层中灌

73、入桩很大)有关(打入桩一般大,卵石层中灌入桩很大)分布分布:同样和上述因素有关。:同样和上述因素有关。不随深度线性增大不随深度线性增大 (拱效应)(拱效应),有一有一临界深度临界深度(10-20d)时效时效:粘性土中打入桩,:粘性土中打入桩,q qs s开始小后开始小后逐渐增大;砂土中打入桩,逐渐增大;砂土中打入桩,q qs s开始开始大大后逐渐减小。后逐渐减小。试桩应在施工后一段时间:砂土试桩应在施工后一段时间:砂土1010天;粘性土天;粘性土1515天;淤泥天;淤泥2525天。天。3、极限端阻、极限端阻qpu计算及其深度效应计算及其深度效应计算计算q qpupu的经典理论方法的经典理论方法

74、:视桩为埋深:视桩为埋深l的基础来计算,有的基础来计算,有整整体剪切体剪切、局部剪切局部剪切、刺入刺入三种破坏形式。三种破坏形式。泰沙基理论泰沙基理论按浅基础整体剪切破坏按浅基础整体剪切破坏计算;计算;MyerhofMyerhof则考虑桩侧土的强则考虑桩侧土的强度。度。x xc 、x x 、 x xq断面形状系数断面形状系数因埋深大,一般为后二种。但桩端土硬,上覆土软,也可为因埋深大,一般为后二种。但桩端土硬,上覆土软,也可为整体剪切破坏。整体剪切破坏。1、概念、概念原因原因桩周地面有较大的超载;桩周地面有较大的超载;降低地下水位;降低地下水位; 当当桩桩围围土土层层由由于于某某种种原原因因相

75、相对对于于桩桩向向下下位位移移时时,桩桩侧侧摩摩阻阻力力方方向向向向下下,称称为为负负摩阻力。摩阻力。桩穿过欠固结桩穿过欠固结(新填新填)土层;土层;二、桩的负摩阻力二、桩的负摩阻力湿陷、冻土融陷湿陷、冻土融陷。2、负摩擦发生的范围、负摩擦发生的范围持力层硬,持力层硬,s sp p 小,则小,则ln n大,大,端承桩端承桩ln n = =l对一般情况可查表对一般情况可查表6-16-1ln可随时间变化可随时间变化3、负摩擦大小估计、负摩擦大小估计影响因素影响因素多多桩侧及桩端土性、诱因强弱、土的应力历史、桩侧及桩端土性、诱因强弱、土的应力历史、桩型等桩型等Bjerrum有效应力法公式有效应力法公

76、式:z zn查表查表6-26-2,仅和土类有关,土硬则大。,仅和土类有关,土硬则大。但但 =?,?,不应随深度线性增大。不应随深度线性增大。4、消除负摩擦的措施、消除负摩擦的措施负摩擦会加大沉降,使桩或土破坏。负摩擦会加大沉降,使桩或土破坏。一般涂适当粘度的沥青以减小负摩擦。一般涂适当粘度的沥青以减小负摩擦。桩所受下拉力:桩所受下拉力:对于群桩再乘以一个负摩擦群桩效应系数对于群桩再乘以一个负摩擦群桩效应系数 n三、单桩破坏模式三、单桩破坏模式破坏模式取决于破坏模式取决于桩周、桩端土;桩周、桩端土;桩的尺寸;桩的尺寸;桩的类型。桩的类型。1、屈曲破坏、屈曲破坏2、整体剪切破坏、整体剪切破坏3、刺

77、入破坏、刺入破坏小直径端承桩,细长木桩一般的打入式短桩、钻扩短桩钻孔灌注桩R R取决于三个方面:取决于三个方面:( (三者同时兼顾,三者同时兼顾,并取最小值并取最小值) )桩本身材料强度;桩本身材料强度;上部结构的容许变形值;上部结构的容许变形值;土层的支承能力。土层的支承能力。四、单桩承载力的确定四、单桩承载力的确定决定于桩和土,一般由土控制,端承、决定于桩和土,一般由土控制,端承、超长桩等除外。超长桩等除外。一般稳定系数一般稳定系数f f=1.0,但但下述情况下要考虑压屈:下述情况下要考虑压屈:1 1)高承台;)高承台; 2 2)桩周土可液化;)桩周土可液化;3 3)桩周土很软()桩周土很

78、软(f fk k 50 1%1%且不少于且不少于3 3根。根。装置、方法:装置、方法:锚桩横锚桩横梁装置(图),压重梁装置(图),压重平台反力装置等平台反力装置等试桩、锚桩、基准桩试桩、锚桩、基准桩间距间距4d4d,且且2m2m分级加载,稳定后读分级加载,稳定后读数,详见规范。数,详见规范。1) QS曲线有陡降段,且曲线有陡降段,且S总总40mm;2) S总总40mm后,续增两级后,续增两级 Q;仍无陡降段。仍无陡降段。1、QS曲线拐点法曲线拐点法 取明显拐点处荷载为取明显拐点处荷载为Qu; QS无陡降段时,无陡降段时,Qu取取S40mm处相应荷载。处相应荷载。 对于对于d(b) 550mm的

79、预制桩,在的预制桩,在Qi+1作用下,作用下,其其2、Slogt曲线曲线(沉降速率沉降速率)法法特点:3、SlogQ法法特点:极限荷载极限荷载:1 1)第二转折点)第二转折点 或或 2 2)沉降达)沉降达40-60mm40-60mm变异系数变异系数d d 0.150.15时时l=1l=1; d d 0.150.15时时l1l800q qs s下降下降,因一般钻、挖孔,使土扰动,粗粒土犹甚,因一般钻、挖孔,使土扰动,粗粒土犹甚; ;q qp p下降下降,因同样大小分布荷载使沉降大。,因同样大小分布荷载使沉降大。q qsiksik 同样查表同样查表6-76-7; q qp p 为为d=0.8md=

80、0.8m的端阻标准值(表的端阻标准值(表6-96-9)Y Ysi 、Y Yp 尺寸效应修正系数尺寸效应修正系数 (表(表6-106-10)(c)嵌岩桩嵌岩桩以往按端承设计,欠妥:桩不很短时侧阻部分发挥;嵌深以往按端承设计,欠妥:桩不很短时侧阻部分发挥;嵌深段有侧阻,嵌深段有侧阻,嵌深5d5d则端承极小。则端承极小。z zsi侧阻发挥系数。当侧阻发挥系数。当l/d/d303根,考虑相互作用。4 43 3群桩承载力计算群桩承载力计算群桩承载力计算群桩承载力计算群桩概念;群桩单桩关系如何?一、群桩的承载力一、群桩的承载力一、群桩的承载力一、群桩的承载力端承群桩(桩基),简单;摩擦桩基,见图由此可见,

81、桩端处:z群z单则:S群S单若需 S群=S单必降低R群。影响R群的因素有:桩数、桩距、桩径、土性、桩长、群桩平面形状等。群桩效率系数群桩的极限承载力群桩中各根单桩极限承载力之和模型及载荷试验表明:1、桩距增大时,提高;2、桩距相同时,桩数越多,越低;3、桩距增大至一定值后,增加不显著;可见,桩距,桩数及排列是主要因素,规范归纳为如下原则: 端承桩和桩数n9根的摩擦桩以及条形基础下不超过两排的摩擦桩,其群桩的竖向抗压承载力为各单桩竖向抗压承载力的总和。 桩距s6d,桩数n9根的摩擦桩基,可视作一假想的实体深基础,进行基础下地基承载力验算和沉降计算。二、群桩的地基强度和变形验算二、群桩的地基强度和

82、变形验算二、群桩的地基强度和变形验算二、群桩的地基强度和变形验算( (一一一一) ) 强度验算强度验算强度验算强度验算假想实体深基础如图(610)式中:l0, b0 分别表示矩形承台下桩群外缘的长度和宽度(m);0 为桩长范围内各土层(厚度为hi)内摩擦角i的加权平均值。即在中心荷载下要求桩尖平面处压应力p满足:(611)在偏心荷载下,除满足式(611)外,尚应满足:(612)式中:F 上部结构传至基础顶面的竖向力设计值(kN);G 桩尖平面以上假想基础内桩与桩 周 土 自 重 设 计 值 (kN),G=A(d+h)G,G为桩土平均重度,一般可取G=20kN/m3,地下水位以下取浮重度;Mx,

83、My 作用于桩尖平面处外力对该平面重心的x、y轴的力矩设计值(kN m);Wx,Wy 假想实体基础底面分别对x、y轴的抵抗矩(m3);f 桩尖平面处地基土的承载力设计值(kPa)。 当桩端以下主要受力层范围内存在软弱下卧层时,还应按图621计算图验算软弱下卧层,其验算方法与浅基础相似。( (二二二二) ) 群桩的地基变形验算群桩的地基变形验算群桩的地基变形验算群桩的地基变形验算方法同浅基注: 压缩模量Es按实际应力实验曲线确; 浅基经验系数s不适于桩基,桩基的由地区经验确定。三、桩基中各桩的受力验算三、桩基中各桩的受力验算三、桩基中各桩的受力验算三、桩基中各桩的受力验算轴心受压时,式中:Q 桩

84、基中单桩所受的外力设计值(kN);(613)G 桩基承台自重设计值及承台上土的自重标准值(kN);n 桩数。当偏心受压时(图617),式中:xi,yi 第i根桩分别至通过桩群重心的y轴和x轴的距离(m);(614)Mi,Mi 作用于桩群上的外力对通过桩群重心的x轴和y轴的力矩设计值(kNm);其余符号意义同前。 离桩群横载面形心最远处(坐标为xmax、ymax)的桩所承受的荷载最大,即Qmax。要求其满足下列条件:(615) 除要求满足上式外,还应同时满足式(613)要求。4 44 4桩基础设计桩基础设计桩基础设计桩基础设计收集资料(上部结构、工程地质、施工方面、当地经验、场地与环境条件等)。

85、内容与步骤: 定桩型、桩长和桩的截面尺寸,初选承台底面标高; 定单桩承载力R;定群桩承载力及其验算;桩基中各桩的受力验算;桩身结构设计;承台设计;绘制桩基施工图。定桩数及桩位布置;一、桩型、桩和截面尺寸的选择一、桩型、桩和截面尺寸的选择一、桩型、桩和截面尺寸的选择一、桩型、桩和截面尺寸的选择 据结构类型、楼层数目、荷载性质、地基条件和施工能力确定。例:层 数500灌注桩(mm)50010001200 地基条件:考虑持力层情况。 桩长由桩端持力层定,桩端应重入坚实土(岩)层一定深度,规定:粘性土和砂土:h(23)d(桩径)碎石土:hd嵌岩端承桩:hmin0.5mH5d (如图) 承台埋深同浅基,

86、d0.5m;要满足结构要求,方便施工。硬层hH二、确定桩数及布置桩位二、确定桩数及布置桩位二、确定桩数及布置桩位二、确定桩数及布置桩位( (一一一一) ) 桩的根数桩的根数桩的根数桩的根数n n轴心受压:式中:F 作用在桩基上的竖向力设计值(kN);R 单桩竖向承载力设计值(kN)。 G 承台及承台上土的重力(kN);偏心受压:试算至合适为止。( (二二二二) ) 桩的中心距桩的中心距桩的中心距桩的中心距( (三三三三) ) 桩位的布桩位的布桩位的布桩位的布置置置置方形(或矩形)、三角形、梅花形、单排、双排。原则:尽可能使上部结构的中心与桩群横截面的形心重合或接近。三、桩身结构设计三、桩身结构

87、设计三、桩身结构设计三、桩身结构设计( (一一一一) ) 钢筋混凝土预制桩钢筋混凝土预制桩钢筋混凝土预制桩钢筋混凝土预制桩1、构造要求、构造要求方桩:当边长 b=200500mm桩长 l=530m时:纵向钢筋48根,=1225mm含钢率1左右,最小不低于0.8%。箍筋 68mm,500mm( (二二二二) ) 承台的内力计算承台的内力计算承台的内力计算承台的内力计算1、多桩矩形承台、多桩矩形承台多桩矩形承台计算截面可取在柱边和承台高度变化处(杯口外侧或台阶边缘),如图625(a)所示,计算截面的设计弯矩可按下式确定:(628)式中 Qi 第i根桩的桩顶外力设计值(kN),可按式(613)及式(

88、614)计算,但一般宜扣除桩基承台自重及承台上的土重;Mx 、 My 垂直y轴x轴方向计算截面处的弯矩设计值(kNm);xi 、 yi 垂直y轴x轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)。2、等边三桩承台等边三桩承台最常见及最不利的破坏模式分别如图中曲线I、II所示。一般可利用钢筋混凝土板的屈服线理论,取两者的均值作为其计算公式,即:式中 M 由承台形心到承台边缘之距离范围内板带的弯矩设计值(kNm);s 桩的中心距(m);h 方柱的边长或圆柱的直径(m)。3、等腰三桩承台等腰三桩承台的典型的屈服线基本上都垂直于等腰三桩承台的两腰边,如图625(c)所示。试件先在长跨产生开裂破坏,然后才在短距

89、内产生裂缝。因此根据试件的破坏形态并考虑梁的约束影响作用,按梁的理论可得:式中Mx 、 My 承台形心到承台两腰和底边距离范围内板带的弯矩设计值(kNm)h1 、h2 垂直和平行于承台底边的柱截面边长(m);s 长向桩的中心距离(m); 短向桩距与长向桩距之比, 0.5时,应按变截面的二桩承台设计4、柱下或墙下条形桩基承台梁:柱下承台梁按弹性地基梁计算;墙下承台梁按倒置的弹性地基梁考虑; 工程实践表明:对于中、小型桩基承台梁,桩距在2m以内,墙厚在370mm以内时,按构建配筋(如图)尚可。( (三三三三) ) 承台厚度及强度计算承台厚度及强度计算承台厚度及强度计算承台厚度及强度计算先按冲切计算

90、,后按剪切复核。 有柱对承台冲切和桩对承台冲切,见图,其受冲切承载力应满足下式要求:式中: 冲跨比,a/h0,满足0.31.0,桩对承台冲切时,=1.0;ft 承台混凝土轴心抗压强度设计值(kPa);Um 冲切破坏锥体h0/2处的周长(m);h0 承台冲切锥体的有效高度(m);FL 作用于冲切锥体上的冲切力设计值(kN);a 冲跨(m),即柱边到桩边的水平距离。桩基承台梁斜截面的抗剪承载力,按下式计算:式中:V 斜载面的最大剪力设计值(kN);fc 混凝土轴心抗压强度设计值(kPa);b 承台验算载面的宽度(m),可取验算载面上、下边的平均值; 计算载面的剪跨比, =ap/h0;ap为柱(墙)边或承台台阶边至最近一排桩桩边的距离。当 3时,取 =3。

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