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1、HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 4.4 桩基础沉降的计算桩基础沉降的计算HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 地基基础设计等级为甲级建筑物的桩基。地基基础设计等级为甲级建筑物的桩基。 体型复杂或桩端以下存在软弱土层的设计等级体型复杂或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级建筑物桩基。为乙级建筑物桩基。 对沉降有严格要求的建筑物桩基。对沉降有严格要
2、求的建筑物桩基。 摩擦型桩基。摩擦型桩基。桩基础沉降的计算范围桩基础沉降的计算范围需要进行沉降计算需要进行沉降计算 ：HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 嵌岩桩、设计等级丙级建筑物桩基，对沉降嵌岩桩、设计等级丙级建筑物桩基，对沉降无特殊要求的无特殊要求的条形基础下不超过两排桩的桩基。条形基础下不超过两排桩的桩基。吊车工作制级别吊车工作制级别A5级级A5以下的单层工业厂房桩以下的单层工业厂房桩基（桩端下为密实土层）。基（桩端下为密实土层）。不需要沉降计算的情况：不需要沉降
3、计算的情况：HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 计算桩基础变形时，变形指标可按下述规定选用：计算桩基础变形时，变形指标可按下述规定选用：对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构应由对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制。应由倾斜值控制。桩基变形容许值桩基变形容许值同浅基础规定同浅基础规定。 HuaihaiHuaihai Institute
4、of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 1）框架结构）框架结构（2 2）砖石墙填充的边排柱）砖石墙填充的边排柱（3 3）当基础不均匀沉降是不产生附加应力的结构）当基础不均匀沉降是不产生附加应力的结构0.002l00.007l00.005l0单层排架结构（柱距为单层排架结构（柱距为6m6m）柱基的沉降量（）柱基的沉降量（mmmm）120120桩基变形容许值桩基变形容许值 HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http
5、:/ 4.4.1 单桩沉降的计算单桩沉降的计算在竖向荷载作用下单桩沉降由三部分组成：在竖向荷载作用下单桩沉降由三部分组成：（1 1）桩身弹性压缩引起的桩顶沉降；）桩身弹性压缩引起的桩顶沉降；（2 2）桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以）桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以压力扩散角，致使桩端下土体压缩而产生的压力扩散角，致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降；桩端沉降；（3 3）桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的）桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端沉降。桩端沉降。HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院
6、土木工程系 （http:/ 目前单桩沉降计算方法主要有下述几种：目前单桩沉降计算方法主要有下述几种：（1 1）荷载传递分析法；）荷载传递分析法；（2 2）弹性理论法）弹性理论法（3 3）剪切变形传递法：）剪切变形传递法：（4 4）有限单元分析法）有限单元分析法（5 5）其他简化方法。）其他简化方法。这些计算方法的详尽介绍参见有关书籍。这些计算方法的详尽介绍参见有关书籍。HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 4.4.2 群桩沉降的计算群桩沉降的计算 群桩沉降组成：群桩沉降组
7、成： 桩间土的压缩变形（包括桩身桩间土的压缩变形（包括桩身压缩、桩端贯入变形）；压缩、桩端贯入变形）； 桩端平面以下压缩变形。桩端平面以下压缩变形。HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ ss桩基最终计算沉降量桩基最终计算沉降量（mmmm）；）； mm桩端平面以下压缩层范围桩端平面以下压缩层范围内土层总数；内土层总数； E Esj,isj,i
8、桩端平面以下第桩端平面以下第j j层土第层土第i i个分层在自重应力至自重应力加附个分层在自重应力至自重应力加附加应力作用段的压缩模量（加应力作用段的压缩模量（MPaMPa）；）； n nj j桩端平面下第桩端平面下第j j层土的计层土的计算分层数；算分层数；HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 桩端平面下第桩端平面下第j j层土第层土第i i个分层厚度（个分层厚度（m m）；）； j,ij,i桩端平面下第桩端平面下第j j层土层土第第i i个分层的竖向附加应力个分层的竖
9、向附加应力( (kPakPa) )； p p桩基沉降计算经验系桩基沉降计算经验系数，各地区根据当地的工程实测资数，各地区根据当地的工程实测资料统计对比确定；料统计对比确定；HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 地基内的应力分布宜地基内的应力分布宜采用各向同性均质线性变采用各向同性均质线性变形体理论按实体深基础形体理论按实体深基础（s6ds6d）或其他方法）或其他方法( (包包括明德林应力公式方法括明德林应力公式方法) )计计算：算：F l G B0AHuaihaiHuai
10、hai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 实体深基础桩基沉降计算经验系数应根据地区桩基础沉降观实体深基础桩基沉降计算经验系数应根据地区桩基础沉降观测资料及经验统计确定。不具备条件时，测资料及经验统计确定。不具备条件时， pp按按下表选用：下表选用：HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technolog
11、y淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 采用上式计算时，桩端阻力比采用上
12、式计算时，桩端阻力比。和桩基沉降计算经验系数。和桩基沉降计算经验系数p应应根据当地工程的实测资料统计确定。根据当地工程的实测资料统计确定。HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 4.5.1 负摩擦的产生条件负摩擦的产生条件引起桩侧负摩阻力的条件是，桩侧土体下沉必须大引起桩侧负摩阻力的条件是，桩侧土体下沉必须大于桩的下沉。于桩的下沉。Huaiha
13、iHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 对于一般桩对于一般桩,因为桩土都有变形因为桩土都有变形,视二者的相对位移量和方向视二者的相对位移量和方向4.5.2 负摩擦力的计算负摩擦力的计算HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Instit
14、ute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 群桩负摩阻力计算群桩负摩阻力计算群桩中任一基桩的下拉荷载群桩中任一基桩的下拉荷载HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 解决方法：解决方法：1）通过计算预估下沉的沉降量。）通过计算预估下沉的沉降量。2）在预制桩表面涂一层薄层沥
15、青）在预制桩表面涂一层薄层沥青3）灌注桩在桩土之间加一层土浆，减少摩擦力。）灌注桩在桩土之间加一层土浆，减少摩擦力。HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 桩的水平承载力桩的水平承载力桩基受水平荷载：风荷载地震作用、机械制动力、土压桩基受水平荷载：风荷载地震作用、机械制动力、土压力、水压力、波浪、撞击等。力、水压力、波浪、撞击等。桩型：斜桩、竖直桩。桩型：斜桩、竖直桩。当水平荷载与竖向荷载的合力与竖直线的夹角不超过当水平荷载与竖向荷载的合力与竖直线的夹角不超过5Huaiha
16、iHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 水平荷载下桩的工作性状水平荷载下桩的工作性状桩在水平荷载下承载能力极限状态：桩在水平荷载下承载能力极限状态：（1）桩身在水平荷载下破坏。）桩身在水平荷载下破坏。（2）桩顶水平位移超过建筑物允许变）桩顶水平位移超过建筑物允许变形值。形值。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意桩水平受荷示意HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ a）
17、桩的刚度与入土深度的影响桩的刚度与入土深度的影响称为刚性桩称为刚性桩。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意桩水平受荷示意HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 称为半刚性桩。称为半刚性桩。称为柔性桩。称为柔性桩。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意桩水平受荷示意HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Insti
18、tute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 水平受荷弹性桩的计算水平受荷弹性桩的计算1.基本假定基本假定线弹性地基反力分析法：线弹性地基反力分析法：x=KxxKx地基水平抗力系数，地基水平抗力系数，根据根据Kx 的假定不同，可分为以下四种方法的假定不同，可分为以下四种方法:H0HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 地基水平抗力系数的分布图式Kx=kh（a）常数法Kx=kt（b）”k”法Kx=mz（c）”m”法Kx=cz0.5（d）”c值”法H
19、uaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 。Kx=kt（b）”k”法H0xtHuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ “m”法：假定地基系数法：假定地基系数Kx随深度成正比例地增长目前我随深度成正比例地增长目前我国应用较多，国应用
20、较多， Kx =mz。 H0xtKx=mz（c）”m”法HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ “c值值”法：假定地基系数法：假定地基系数Kh随着深度成抛物线规律增加，随着深度成抛物线规律增加，即即Kh =cz1/2 ，c为常数，随土类不同而异。在我国多用于公路为常数，随土类不同而异。在我国多用于公路交通部门。交通部门。H0xtKx=cz0.5（d）”c值”法HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Techno
21、logy淮海工学院土木工程系 （http:/ Kf f桩的形状系数，圆形桩桩的形状系数，圆形桩K Kf f=0.9=0.9，方形桩，方形桩K Kf f=1.0=1.0；d d桩的直径，方形截面时为桩的边长。桩的直径，方形截面时为桩的边长。水平荷载下桩内力及位移理论分析水平荷载下桩内力及位移理论分析mm法法HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ =mz中的中的m值，宜采用试验值，无试验资料值，宜采用试验值，无试验资料时，参考表时，参考表4-6。桩侧为多层土时，按。桩侧为多层土
22、时，按hm=2(d+1)范围内范围内m值得值得加权平均值。例如：两层土时：加权平均值。例如：两层土时：HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 表表4-6HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 单桩计算单桩计算（1） 确定桩顶荷载：确定桩顶荷载：N0H0M0xz承台底面承台底面HuaihaiHuaihai Institute of Technology I
23、nstitute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ kxxb0 =mzxb0。上式变为：。上式变为：（2） 桩的挠曲微分方程桩的挠曲微分方程HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ In
24、stitute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ l4.0/4.0/时，可查有关设计时，可查有关设计手册。手册。HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 表表4-7一般当桩的入土深度达到一般当桩的入土深度达到4.0/时，桩身的内力及位移几乎为时，桩身的内力及位移几乎为零，在此深度以下，桩身只需按构造配筋或不配筋。零，在此深度以下，桩身只需按构造配筋或不配筋。HuaihaiHuaihai Instit
25、ute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 单桩水平静载试验单桩水平静载试验1 试验装置试验装置图图8.16单桩水平静载试验装置单桩水平静载试验装置HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 试验加载方法试验加载方法 单向多循环加载法单向多循环加载法 模拟风浪、地震力、制动力、波浪冲击力及机器扰力等模拟风浪、地震力、制动力、波浪冲击力及机器扰力等循环性动力水平荷载。循环性动力水平荷载。HtHuaihai
26、Huaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 3. 终止加载条件终止加载条件（1 1）桩身折断。）桩身折断。（2 2）桩顶水平位移超过）桩顶水平位移超过30-40mm30-40mm（软土取（软土取40mm40mm）。）。（3 3）桩侧地面出现明显裂缝或隆起。）桩侧地面出现明显裂缝或隆起。（4 4）所加水平荷载已超过按下述方法确定的极限荷载。）所加水平荷载已超过按下述方法确定的极限荷载。HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Tec
27、hnology淮海工学院土木工程系 （http:/ 试验资料整理试验资料整理根据试验可绘制出如下四种曲线根据试验可绘制出如下四种曲线图图4-26 水平静载试验水平静载试验H0-t-x0曲线曲线5. 确定水平临界荷载确定水平临界荷载Hcr和极限和极限荷载荷载HuHuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 水平静载试验水平静载试验H0-x0曲线曲线 水平静载试验水平静载试验H0-x0/H0曲线曲线HuaihaiHuaihai Institute of Technology Inst
28、itute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 水平静载试验水平静载试验H0-g曲线曲线HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ 单桩水平承载力特征值单桩水平承载力特征值（1）应通过荷载试验确定，必要时采用带承台桩的荷载试验。）应通过荷载试验确定，必要时采用带承台桩的荷载试验。宜采用宜采用慢速维持荷载法。慢速维持荷载法。（2）混凝土预制桩、钢桩、桩身配筋率大于）混凝土预制桩、钢桩、桩身配筋率大于0.65%的灌注桩，的灌注桩，可取可取x0=10mm(
29、对于水平变位敏感的建筑物取对于水平变位敏感的建筑物取x0=6mm）所对应）所对应的荷载作为单桩水平承载力特征值。的荷载作为单桩水平承载力特征值。（3）对于桩身配筋率小于）对于桩身配筋率小于0.65%的灌注桩，可取临界荷载的灌注桩，可取临界荷载Hcr。HuaihaiHuaihai Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/ Institute of Technology Institute of Technology淮海工学院土木工程系 （http:/
