第4章-桩基础.

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1、4. 桩基础桩基础 内容提要内容提要概述概述竖向荷载下的工作性能竖向荷载下的工作性能水平荷载下基桩的内力及位移计算水平荷载下基桩的内力及位移计算群桩基础受力分析群桩基础受力分析桩基础设计简介桩基础设计简介n 组成组成：若干基桩若干基桩+ 桩间土桩间土+承台承台n 作用：作用：将上部结构荷载通过将上部结构荷载通过承承台台传递给基桩，再由基桩传递到传递给基桩，再由基桩传递到 地基土体（持力层）地基土体（持力层） 。n 特点：特点：历史悠久、承载力高、历史悠久、承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、便稳定性好、沉降量小而均匀、便 于机械化施工、适应性强。于机械化施工、适应性强。4.1 4.1 概述概述

2、4.1.1 4.1.1 桩基组成及适用条件桩基组成及适用条件单桩基础单桩基础群桩基础群桩基础承台承台基桩基桩上部结构荷载上部结构荷载n地基土质差或软硬不均，不能满足上部结构对变形的地基土质差或软硬不均，不能满足上部结构对变形的要求。要求。n地基软弱或土性特殊，自重湿陷性黄土、膨胀土等。地基软弱或土性特殊，自重湿陷性黄土、膨胀土等。n荷载大，且有较大偏心、水平荷载作用。荷载大，且有较大偏心、水平荷载作用。n水中基础施工困难，如桥梁、码头、钻采平台等。水中基础施工困难，如桥梁、码头、钻采平台等。n需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物。需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物。适用条件适用条件 按承

3、载性状：按承载性状：摩擦型桩、端承型桩摩擦型桩、端承型桩 按施工方法：按施工方法：预制桩、灌注桩预制桩、灌注桩 按设置效应：按设置效应：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩 按桩径大小：按桩径大小：小桩小桩( 250mm)、中等直径桩、中等直径桩(250 800mm)、大直径桩、大直径桩( 800mm) 按使用功能：按使用功能：受压桩、抗拔桩、横向受荷桩、锚桩受压桩、抗拔桩、横向受荷桩、锚桩 按截面形状：按截面形状：圆桩、方桩、多边形桩、异形桩、圆桩、方桩、多边形桩、异形桩、DX桩等桩等4.1.2 4.1.2 桩基础及其分类桩基础及其分类n 基桩分类基桩分类n 按承载性状分

4、类（荷载传递方式）按承载性状分类（荷载传递方式）摩摩 擦擦 型型 桩摩摩擦擦桩端端 承承 摩摩 擦擦 桩端端 承承 型型 桩端端承承桩摩摩 擦擦 端端 承承 桩分类依据：根据桩侧与桩端阻力分担荷载的比例。分类依据：根据桩侧与桩端阻力分担荷载的比例。在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力承担在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力承担在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承担在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载全部或主要由桩端阻力承担预制桩预制桩在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，如如锤击桩、振动桩、静压桩锤击桩、振动桩、静压桩等。

5、等。灌注桩灌注桩在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。如然后在孔内灌注混凝土而成。如挖孔、钻孔、冲孔挖孔、钻孔、冲孔及及爆扩爆扩成孔成孔灌注桩等。灌注桩等。 n 按施工方法分类按施工方法分类混凝土预制桩混凝土预制桩优点：优点：承载力高，耐久性好，质量较易保证。承载力高，耐久性好，质量较易保证。缺点：缺点：自重大，打桩难，桩长难统一，工艺复杂。自重大，打桩难，桩长难统一，工艺复杂。钢桩钢桩优点：优点：穿透性强，承载能力高，应用方便。穿透性强，承载能力高，应用方便。缺点：缺点：成本高，易锈蚀。成本高，易锈蚀。木桩木桩优点：优点：制作运输方

6、便，打桩设备简单。制作运输方便，打桩设备简单。缺点：缺点：承载力低，仅在一些加固工程与临时工程中采用承载力低，仅在一些加固工程与临时工程中采用。n预制桩的分类及特点预制桩的分类及特点 分类分类 沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。 原理原理 直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌 注混凝土而成。注混凝土而成。 特点特点 能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无挤能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无挤 土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。 施工关键施工关键 桩身的成型和混凝土

7、质量。桩身的成型和混凝土质量。n灌注桩的分类及特点灌注桩的分类及特点n 按桩的设置效应分类按桩的设置效应分类非挤土桩非挤土桩 设置过程中清除孔中土体，对桩相邻土基本设置过程中清除孔中土体，对桩相邻土基本不产生挤土效不产生挤土效应应的桩。钻孔灌注桩的桩。钻孔灌注桩部分挤土桩部分挤土桩 对桩周土体对桩周土体稍有排挤稍有排挤，但土的强度和变形性质变化不大。，但土的强度和变形性质变化不大。冲击成孔灌注桩、预钻孔打入式预制桩。冲击成孔灌注桩、预钻孔打入式预制桩。挤土桩挤土桩 设置过程中将使桩位处的土体大量排挤开，使土的结构设置过程中将使桩位处的土体大量排挤开，使土的结构严严重扰动破坏重扰动破坏，对土的强

8、度和变形性质影响较大。预制桩对土的强度和变形性质影响较大。预制桩桩的设置效应：桩周土所受的排挤作用将使土的天然结构、应力状态和性质发生很大变化。高承台桩基：高承台桩基：承台承台底面位于地面以上。底面位于地面以上。低承台桩基：低承台桩基：承台承台底面位于地面以下。底面位于地面以下。按承台位置分类按承台位置分类4.1.3 4.1.3 桩基的质量检测桩基的质量检测n可能存在的质量问题可能存在的质量问题预制桩：预制桩：桩位偏差、桩身裂缝过大、断桩等桩位偏差、桩身裂缝过大、断桩等 灌注桩：灌注桩：缩颈、夹泥、断桩、沉渣过厚等。缩颈、夹泥、断桩、沉渣过厚等。n常用质量检测方法常用质量检测方法开挖检查：开挖

9、检查：只限于对所暴露的桩身进行观察检查。只限于对所暴露的桩身进行观察检查。抽芯检查：抽芯检查：在灌注桩桩身内钻孔，取混凝土芯样进行观在灌注桩桩身内钻孔，取混凝土芯样进行观察和单轴抗压实验，了解混凝土有无离析、空洞、桩底沉察和单轴抗压实验，了解混凝土有无离析、空洞、桩底沉渣和夹泥等缺陷。渣和夹泥等缺陷。声波透射法：声波透射法：测砼的连续性，是否存在孔洞、断桩等。测砼的连续性，是否存在孔洞、断桩等。动测法：动测法：小应变动测，大应变动测。小应变动测，大应变动测。桩基的竖向承载力（抗压和抗拔）、水平承载力计算；桩基的竖向承载力（抗压和抗拔）、水平承载力计算；桩端平面以下的软弱下卧层验算；桩端平面以下

10、的软弱下卧层验算；承载及桩身结构计算（包括预制桩吊运和锤击过程中承载及桩身结构计算（包括预制桩吊运和锤击过程中的强度验算、桩身屈曲稳定计算）；的强度验算、桩身屈曲稳定计算）；坡地、岸边桩基应进行整体稳定性验算；坡地、岸边桩基应进行整体稳定性验算；抗震设防区的桩基，应进行抗震承载力计算。抗震设防区的桩基，应进行抗震承载力计算。n 所有桩基均应进行承载能力极限状态计算所有桩基均应进行承载能力极限状态计算 4.1.4 4.1.4 桩基设计原则桩基设计原则n变形验算变形验算 设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层的设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层的建筑桩基；建筑桩基；设计等级为乙级的体型

11、复杂、荷载分布不均或桩端设计等级为乙级的体型复杂、荷载分布不均或桩端平面以下存在软弱土层的建筑桩基；平面以下存在软弱土层的建筑桩基；软土地基上多层建筑减沉复合疏桩基础；软土地基上多层建筑减沉复合疏桩基础；承受较大水平荷载或对水平变位要求严格建筑桩基承受较大水平荷载或对水平变位要求严格建筑桩基应计算水平位移。应计算水平位移。n抗裂验算：抗裂验算：对不允许出现裂缝或需限制裂缝宽度对不允许出现裂缝或需限制裂缝宽度的混凝土桩身和承台。的混凝土桩身和承台。 4.2 4.2 竖向荷载下单桩的工作性能竖向荷载下单桩的工作性能n承载机理承载机理 荷载荷载桩压缩桩压缩侧摩阻消耗荷载侧摩阻消耗荷载桩底阻力桩底阻力

12、n土对桩的支撑力土对桩的支撑力 桩侧摩阻力和桩端阻力：何种为主，与桩身压桩侧摩阻力和桩端阻力：何种为主，与桩身压缩量有关。缩量有关。n桩的桩的荷载传递过程荷载传递过程实质上就是实质上就是桩侧摩阻力与桩桩侧摩阻力与桩端阻力逐步发挥的过程。端阻力逐步发挥的过程。4.2.1 4.2.1 4.2.1 4.2.1 桩的荷载传递过程桩的荷载传递过程桩的荷载传递过程桩的荷载传递过程n 侧阻先于端阻发挥，发挥程度侧阻先于端阻发挥，发挥程度与桩土相对位移相关；与桩土相对位移相关；侧阻充分发挥桩土相对位移值：侧阻充分发挥桩土相对位移值：粘性土：粘性土：46mm； 砂土：砂土： 610mm；端阻充分发挥桩底极限位移

13、值：端阻充分发挥桩底极限位移值： 砂类土砂类土: (0.080.1) d； 粘性土：粘性土： 0.25d，硬粘土，硬粘土 0.1d。桩侧阻与桩端阻存在深度效应。桩侧阻与桩端阻存在深度效应。图图4.11 4.11 桩身荷载传递桩身荷载传递( (a) ) 摩擦桩；摩擦桩；( (b)端承桩端承桩4.2.2 4.2.2 桩的荷载传递的一般规律桩的荷载传递的一般规律a）沉桩（预制桩）沉桩（预制桩） b）钻孔灌注桩）钻孔灌注桩桩侧摩阻力沿深度分布的情况：桩侧摩阻力沿深度分布的情况：n 桩侧摩阻力影响因素桩侧摩阻力影响因素 土的性质：土的性质：如抗剪强度如抗剪强度(c, j j) 决定摩阻力的可能最大值决定

14、摩阻力的可能最大值 桩土相对位移桩土相对位移 决定摩阻力的发挥程度决定摩阻力的发挥程度 时间因素：时间因素：土的固结随土的固结随t增加向下部转移增加向下部转移 决定摩阻力发决定摩阻力发挥的时间挥的时间 桩的刚度：桩的刚度：影响桩周应力的分布。影响桩周应力的分布。 土中的应力状态：土中的应力状态：主要指侧向压力主要指侧向压力 施工方法：施工方法：a)挤土桩；挤土桩；b)非挤土桩。非挤土桩。n压屈破坏：压屈破坏：桩支承在坚桩支承在坚硬的持力层上，桩周土软硬的持力层上，桩周土软弱，弱，Q-SQ-S曲线为陡降型，曲线为陡降型，桩身材料控制承载力桩身材料控制承载力，穿，穿越软弱土层越软弱土层的小直径桩和

15、的小直径桩和嵌岩桩属于此类。嵌岩桩属于此类。4.2.3 4.2.3 单桩的破坏模式单桩的破坏模式 取决于桩周土的抗剪强度、桩端支承情况、桩的取决于桩周土的抗剪强度、桩端支承情况、桩的尺寸和类型等。尺寸和类型等。n整体剪切：整体剪切：当具有足够强度的桩穿过抗剪强度较低的当具有足够强度的桩穿过抗剪强度较低的土层，达到抗剪强度较高的土层，且桩的长度不大时。土层，达到抗剪强度较高的土层，且桩的长度不大时。桩在轴向荷载作用下，由于桩底上部土层不能阻止滑动桩在轴向荷载作用下，由于桩底上部土层不能阻止滑动土楔的形成，桩底土体形成滑动面而出现整体剪切破坏。土楔的形成，桩底土体形成滑动面而出现整体剪切破坏。n承

16、载力以桩端阻为主，承载力以桩端阻为主， Q-SQ-S曲线为陡降型，曲线为陡降型，桩的桩的承载力主要取决于桩端土承载力主要取决于桩端土的支承力的支承力。打入式短桩、。打入式短桩、钻孔短桩属于此类。钻孔短桩属于此类。n刺入破坏：桩入土深度较大而桩周土强度均匀，荷载刺入破坏：桩入土深度较大而桩周土强度均匀，荷载主要由主要由桩侧阻力承受，桩的沉降量较大。桩侧阻力承受，桩的沉降量较大。承载力以桩侧承载力以桩侧阻力为主，当桩周土质较软弱时，主要由上部结构所能阻力为主，当桩周土质较软弱时，主要由上部结构所能承受的极限沉降确定；当桩周土抗剪强度较高时，主要承受的极限沉降确定；当桩周土抗剪强度较高时，主要取决于

17、桩周土的强度。取决于桩周土的强度。一般情况下一般情况下钻孔灌注桩钻孔灌注桩属于此类。属于此类。 n定义：定义：桩周土由于自重固结、湿陷、地面荷载等产桩周土由于自重固结、湿陷、地面荷载等产生大于基桩的沉降时，在桩表面的全部或一部分面积生大于基桩的沉降时，在桩表面的全部或一部分面积上将出现向下作用的摩阻力。上将出现向下作用的摩阻力。4.2.4 4.2.4 桩侧负摩阻力桩侧负摩阻力 正摩阻正摩阻负摩阻负摩阻负摩阻力的危害：负摩阻力的危害： 负摩阻力不但不能成为桩承载力的一部分，反而负摩阻力不但不能成为桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外荷载，对入土深度相同的桩来说，变成施加在桩上的外荷载，对入土

18、深度相同的桩来说，若有负摩阻力发生，则；若有负摩阻力发生，则； 桩的外荷载增大桩的外荷载增大 桩的承载力相对降低桩的承载力相对降低 桩基沉降加大桩基沉降加大桩侧大范围降低地下水（有效应力增大）；桩侧大范围降低地下水（有效应力增大）； 桩侧地面大面积堆载（附加应力）；桩侧地面大面积堆载（附加应力）；桩身穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固桩身穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层；（土层沉降）结土层进入相对较硬土层；（土层沉降）冻土区（升温引起桩侧土沉陷冻土区（升温引起桩侧土沉陷)。n 产生负摩阻力的原因产生负摩阻力的原因中性点n中性点：中性点：桩土相对位移为零的点桩土相

19、对位移为零的点, ,桩侧摩阻力为零，桩侧摩阻力为零，桩身轴力最大。桩身轴力最大。中性点位置中性点位置取决于桩土间的相对位移。取决于桩土间的相对位移。与时间与时间因素、环境因素、地质条件等有关。理论上中性点深因素、环境因素、地质条件等有关。理论上中性点深度应按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算确定。度应按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算确定。目前采用经验估算法目前采用经验估算法：ln=0.51.0l0，l0桩周变形土层下限深度，即软弱压缩层厚度。桩周变形土层下限深度，即软弱压缩层厚度。尽量在填土沉降稳定后成桩，保证填土的密实度；尽量在填土沉降稳定后成桩，保证填土的密实度；成桩前采用预压措施，减

20、少堆载引起的桩侧土沉降；成桩前采用预压措施，减少堆载引起的桩侧土沉降；对湿陷性黄土地基，先进行强夯、素土或灰土挤密对湿陷性黄土地基，先进行强夯、素土或灰土挤密法处理，消除或减轻湿陷性。法处理，消除或减轻湿陷性。预制混凝土桩：涂层法（桩身表面涂沥青等）；预制混凝土桩：涂层法（桩身表面涂沥青等）；预制钢桩：塑料薄膜隔离层法；预制钢桩：塑料薄膜隔离层法；灌注桩：桩土之间灌注斑脱土浆法；灌注桩：桩土之间灌注斑脱土浆法；n 减小负摩阻力的措施减小负摩阻力的措施单桩承载力：指单桩在外荷（桩顶或沿桩身）作用单桩承载力：指单桩在外荷（桩顶或沿桩身）作用下，不丧失稳定性，不产生过大变形时的承载能力。下，不丧失稳

21、定性，不产生过大变形时的承载能力。单桩竖向极限承载力：单桩在竖向荷载作用下达到单桩竖向极限承载力：单桩在竖向荷载作用下达到破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。最大荷载。4.3 4.3 单桩竖向承载力确定单桩竖向承载力确定n 按桩材强度确定按桩材强度确定n 按静载试验确定按静载试验确定n 按土的抗剪强度指标确定按土的抗剪强度指标确定n 按静力触探法确定按静力触探法确定n 按经验公式确定按经验公式确定n 按动力试桩法确定按动力试桩法确定一、按桩材强度确定一、按桩材强度确定 fc 砼轴心抗压强度设计值；砼轴心抗压强度设计值； f y

22、纵向钢筋抗压强度设计值；纵向钢筋抗压强度设计值；Ap 桩身截面积（配筋率大于桩身截面积（配筋率大于3%时，时，A改为改为An=A-As）Ag 全部纵向钢筋的截面积；全部纵向钢筋的截面积；二、由竖向抗压静载试验确定二、由竖向抗压静载试验确定优缺点：优缺点：直观、可靠，但费时费力直观、可靠，但费时费力。 基本原则基本原则桩数：不宜小于总数桩数：不宜小于总数1，不少于，不少于3根；根；对象：对象：地基条件复杂，桩施工质量可靠性低及本地地基条件复杂，桩施工质量可靠性低及本地区采用的新桩型或新工艺等情况下的桩基。区采用的新桩型或新工艺等情况下的桩基。试验时间：试验时间：灌注桩待桩身混凝土达设计强度；灌注

23、桩待桩身混凝土达设计强度；预制预制桩设置后开始载荷试验所需的桩设置后开始载荷试验所需的间歇时间：间歇时间：对于对于砂类砂类土土不得少于不得少于10天天；粉土和粘性土粉土和粘性土不得少于不得少于15天天，饱饱和软粘土和软粘土不得少于不得少于25天天。试验装置试验装置：加荷系统：包括加力装置和反力装置加荷系统：包括加力装置和反力装置位移观测系统位移观测系统测试方法：测试方法：慢速维持荷载法慢速维持荷载法。直接堆载直接堆载锚桩反力梁法锚桩反力梁法 锚桩锚桩d=1.8m横梁：横梁：1.7m2.7m 反力装置反力装置每级荷载大小每级荷载大小 每级荷载约为每级荷载约为1/10倍最大加载量或预估单桩极限承载

24、力。倍最大加载量或预估单桩极限承载力。测读沉降时间测读沉降时间 在每级荷载施加后第一个小时内，按在每级荷载施加后第一个小时内，按5、15、30、45、60min测读一次，以后每隔测读一次，以后每隔30min测读一次，直至沉降稳测读一次，直至沉降稳定为止。定为止。稳定标准稳定标准 每级荷载下桩顶沉降量小于每级荷载下桩顶沉降量小于0.1mm/h，并连续出现两次。，并连续出现两次。加载方法：加载方法： 慢速维持荷载法慢速维持荷载法某级荷载下，某级荷载下，桩顶沉降量桩顶沉降量为前一级荷载下沉降量的为前一级荷载下沉降量的5倍倍；某级荷载下，桩顶沉降量大于前一级荷载下沉降量某级荷载下，桩顶沉降量大于前一级

25、荷载下沉降量的的2倍倍，且经，且经24h尚未达到相对稳定；尚未达到相对稳定；已达到锚桩已达到锚桩最大抗拔力最大抗拔力或压重平台的或压重平台的最大重量时最大重量时。 终止条件终止条件 试验成果处理试验成果处理极限荷载确定极限荷载确定 按沉降随荷载的变化特征确定按沉降随荷载的变化特征确定陡降型陡降型Q-s曲线，取曲线发生明显陡曲线，取曲线发生明显陡降的起始点所对应的荷载为降的起始点所对应的荷载为Qu 由沉降量确定由沉降量确定Qu 缓变型曲线，一般可取缓变型曲线，一般可取s=4060mm对应的荷载值为对应的荷载值为Qu;大直径桩可取大直径桩可取s=0.05D对应的荷载值对应的荷载值;细长桩细长桩(l

26、/d 80) 取取s=6080mm对应对应的荷载。的荷载。单桩单桩Q-s曲线曲线2 2 2 2、S-logtS-logtS-logtS-logt曲线曲线曲线曲线( ( ( (沉降速率沉降速率沉降速率沉降速率) ) ) )法法法法取取取取s-logts-logts-logts-logt曲线尾部出曲线尾部出曲线尾部出曲线尾部出现明显向下弯曲的前现明显向下弯曲的前现明显向下弯曲的前现明显向下弯曲的前一级荷载值作为一级荷载值作为一级荷载值作为一级荷载值作为Q Q Q Qu u u u。 静力触探是将圆锥形的金属探头，以静力方式静力触探是将圆锥形的金属探头，以静力方式静力触探是将圆锥形的金属探头，以静力

27、方式静力触探是将圆锥形的金属探头，以静力方式按一定的速率均匀压入土中。按一定的速率均匀压入土中。按一定的速率均匀压入土中。按一定的速率均匀压入土中。借助探头的传感器，借助探头的传感器，借助探头的传感器，借助探头的传感器，测出探头侧阻测出探头侧阻测出探头侧阻测出探头侧阻f f f fs s s s及端阻及端阻及端阻及端阻q q q qc c c c。探头由浅入深测出各种探头由浅入深测出各种探头由浅入深测出各种探头由浅入深测出各种土层的参数后，即可计算出单桩承载力，根据探头土层的参数后，即可计算出单桩承载力，根据探头土层的参数后，即可计算出单桩承载力，根据探头土层的参数后，即可计算出单桩承载力，根

28、据探头构造的不同，又可分为单桥探头和双桥探头两种。构造的不同，又可分为单桥探头和双桥探头两种。构造的不同，又可分为单桥探头和双桥探头两种。构造的不同，又可分为单桥探头和双桥探头两种。三、按静力触探法确定三、按静力触探法确定fsi 第 i 层土的探头平均侧阻力(kPa)；qc桩端平面上、下探头阻力，取桩端平面以上 范围内按土层厚度的探头阻力加权平均值，然后再和桩端平面以下1d范围内的探头阻力进行平均； 桩端阻力修正系数，对于黏性土、粉土取 2/3，饱和砂土取 1/2；四、按经验公式确定四、按经验公式确定一般预制桩与中一般预制桩与中小直径灌注桩小直径灌注桩n建工建工qsik桩侧第 i 层土的极限侧

29、阻力标准值，如无当地经验时，可按规范 5.3.5-1 取值；qpk 极限端阻力标准值，如无当地经验时，可按规范表 5.3.5-2 取值。大直径桩大直径桩嵌岩桩嵌岩桩钻孔灌注桩钻孔灌注桩u桩周长；桩周长； 考虑基桩长径比的修正系数；考虑基桩长径比的修正系数；m0 清底系数；清底系数；s s0 桩端处土的容许承载力；桩端处土的容许承载力；h桩底埋深，从一般冲刷线算起，取值应桩底埋深，从一般冲刷线算起，取值应40m；A 按按设计直径设计直径计算。计算。n桥梁桥梁 支承在基岩上或钻入基岩内的钻孔桩、沉桩支承在基岩上或钻入基岩内的钻孔桩、沉桩原理：原理：在桩顶施加动荷载，使桩身产生加速度和土阻尼等在桩顶

30、施加动荷载，使桩身产生加速度和土阻尼等效应，通过设置于桩顶的传感器量测此动力响应信号（如位效应，通过设置于桩顶的传感器量测此动力响应信号（如位移、速度或加速度），据此分析确定桩身完整性或承载力。移、速度或加速度），据此分析确定桩身完整性或承载力。高应变法：高应变法：一般以重锤敲击桩顶，使桩贯入，一般以重锤敲击桩顶，使桩贯入，桩土间产生桩土间产生相对位移，从而分析对桩的外来抗力，相对位移，从而分析对桩的外来抗力，可可同时测定桩身完整同时测定桩身完整性与承载力性与承载力。低应变法：低应变法：施加的荷载远小于桩的使用荷载，不足以使桩施加的荷载远小于桩的使用荷载，不足以使桩产生相对位移，而产生相对位移

31、，而只通过应力波的反射和传播只通过应力波的反射和传播，主要用以检主要用以检测桩身砼质量测桩身砼质量。 五、按动力试桩法确定五、按动力试桩法确定 六、桩的抗拔承载力六、桩的抗拔承载力 设计等级为甲级和乙级建筑桩基，设计等级为甲级和乙级建筑桩基， 基桩的抗拔基桩的抗拔极限承载力应通过现场极限承载力应通过现场单桩上拔静载荷试验单桩上拔静载荷试验确定。单确定。单桩上拔静载荷试验及抗拔极限承载力标准值取值可按桩上拔静载荷试验及抗拔极限承载力标准值取值可按现行行业标准现行行业标准建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范（JGJ 106）进行。）进行。 如无当地经验时，群桩基础及设计等级为丙级建如无当地经验

32、时，群桩基础及设计等级为丙级建筑桩基，基桩的抗拔极限载力取值可按下列规定计算筑桩基，基桩的抗拔极限载力取值可按下列规定计算n作用机理：作用机理：在水平荷载作用下，桩身产生横向位移或在水平荷载作用下，桩身产生横向位移或挠曲变形，并挤压桩侧土体，同时桩侧土反作用于桩，挠曲变形，并挤压桩侧土体，同时桩侧土反作用于桩，产生侧向土抗力，桩土共同作用。产生侧向土抗力，桩土共同作用。短桩：短桩：承载力主要由桩的承载力主要由桩的水平位移和倾斜控制。水平位移和倾斜控制。长桩：长桩：承载力主要由桩的承载力主要由桩的水平位移和桩身弯矩控制。水平位移和桩身弯矩控制。4.4 4.4 单桩水平承载力确定单桩水平承载力确定

33、n概念：概念：桩能够承担水平荷载的能力桩能够承担水平荷载的能力二、单桩水平静载荷试验二、单桩水平静载荷试验试验装置：试验装置： 加荷系统：千斤顶、试桩加荷系统：千斤顶、试桩位移观测：百分表位移观测：百分表水平静载荷试验方法（单向多循环加卸载法）水平静载荷试验方法（单向多循环加卸载法）每级荷载大小：每级荷载大小：预估水平极限承载力的预估水平极限承载力的1/10-1/15。读数方法：读数方法：每级加荷后恒载每级加荷后恒载4min测读桩顶水平位移，测读桩顶水平位移，然后卸载至零，停然后卸载至零，停2min测读残余水平位移，如此循环测读残余水平位移，如此循环5次，再施加下一级荷载。次，再施加下一级荷载

34、。终止加载条件终止加载条件桩身折断；桩身折断；桩顶水平位移超过桩顶水平位移超过3040mm；桩侧地表出现明显裂缝或隆起。桩侧地表出现明显裂缝或隆起。试验成果处理试验成果处理H0-t-x0曲线确定法曲线确定法临界荷载临界荷载Hcr曲线出曲线出现现突变点突变点（相同荷载增量（相同荷载增量下，比前一级明显增大的下，比前一级明显增大的位移增量）的位移增量）的前一级荷载前一级荷载；极限荷载极限荷载Hu曲线出曲线出现现明显陡降明显陡降的前一级荷载的前一级荷载或水平位移或水平位移包络线向下凹包络线向下凹曲曲时时前一级荷载前一级荷载。桩身开裂、受拉区混凝土不桩身开裂、受拉区混凝土不参加工作时的桩顶水平力参加工

35、作时的桩顶水平力桩身应力达到强度极桩身应力达到强度极限时的桩顶水平力限时的桩顶水平力单桩单桩H0x0/H0曲线曲线H0-x0/ H0曲线确定法曲线确定法临界荷载临界荷载Hcr曲线第曲线第一直线段终点对应的荷载；一直线段终点对应的荷载；极限荷载极限荷载Hu曲线第二曲线第二直线段终点对应的荷载。直线段终点对应的荷载。水平荷载水平荷载最大弯矩截最大弯矩截面钢筋应力曲线面钢筋应力曲线H0-g曲线确定法曲线确定法临界荷载临界荷载Hcr曲线出曲线出现现第一突变点对应的荷载第一突变点对应的荷载；极限荷载极限荷载Hu桩身桩身折折断断或钢筋应力达或钢筋应力达极限极限时的时的前一级荷载前一级荷载。三、水平受荷桩的

36、理论分析三、水平受荷桩的理论分析 弹性地基反力法：假定土体为弹性体，用梁的弹性地基反力法：假定土体为弹性体，用梁的弯曲理论求解，国内常采用。弯曲理论求解，国内常采用。假设土的抗力与桩的假设土的抗力与桩的水平位移水平位移x成正比。成正比。土体水平抗力系数土体水平抗力系数Kh=kzn沿深度的分布沿深度的分布(a)常数法；常数法； (b)k法；法； (c)m法；法； (d) c法法常数法：假定地基水平抗力系数沿深度均匀分布，即常数法：假定地基水平抗力系数沿深度均匀分布，即n=0n=0。k k法法:假定地基水平抗力系数在第一位移零点以上按直线或抛物假定地基水平抗力系数在第一位移零点以上按直线或抛物线变

37、化，以下保持为常数。线变化，以下保持为常数。Kh=kznm m法法: :假定地基水平抗力系数随深度线性增加，假定地基水平抗力系数随深度线性增加，n=1，Kh=mz。c c法法: :假定地基水平抗力系数随深度呈抛物线增加，即假定地基水平抗力系数随深度呈抛物线增加，即n=0.5n=0.5。关于关于m值的说明值的说明1）m 地基土水平抗力系数的比例系数地基土水平抗力系数的比例系数(MN/m4)，受，受桩材刚度、土类、荷载方式等因素影响。桩材刚度、土类、荷载方式等因素影响。2)m值宜通过水平静载实验确定。若无试验资料时可值宜通过水平静载实验确定。若无试验资料时可参考表参考表4-144-14所列数值。所

38、列数值。3）桩侧有几层土时，应求出主要影响深度）桩侧有几层土时，应求出主要影响深度hm=2(d+1)范围内的范围内的m值加权平均，作为整个深度的值加权平均，作为整个深度的m值。值。n单桩挠曲线微分方程单桩挠曲线微分方程基桩微元体的挠曲微分方程基桩微元体的挠曲微分方程 ：桩的水平变形系数桩的水平变形系数b0 桩身计算宽度桩身计算宽度 EI桩身抗弯刚度，钢筋砼桩，取桩身抗弯刚度，钢筋砼桩，取EI 0.85EcI0(建工建工)或或0.80EcI0(路桥路桥)，其中，其中Ec为砼的弹模，为砼的弹模，I0为桩身截面为桩身截面惯性矩。惯性矩。为了简化计算，将桩的空间受力转化为平面受力而引入的一个假想宽度。

39、把侧边摩阻力变为水平向的抵抗力承担，把原来的宽度加大。采用幂级数积分后，可得桩身各截面的内力、变形表采用幂级数积分后，可得桩身各截面的内力、变形表达式如下：达式如下：长桩桩顶长桩桩顶的水平位移：由表的水平位移：由表4-13查换查换算深度算深度z=0时时的的Ax和和Bx值值，代入式，代入式4-33。刚刚性性桩桩的的桩顶桩顶水平位移：根据水平位移：根据桩桩的的换换算算长长度度l和和桩桩端支承条件，由表端支承条件，由表4-15查查得位移系得位移系数数Ax和和Bx，再由式，再由式4-33求之。求之。n桩顶的水平位移桩顶的水平位移根据根据桩顶桩顶荷荷载载H0、 M0和和桩桩的水平的水平变变形系数形系数计

40、计算算如下系数如下系数C= M0/H0。由系数由系数C查查表求得相表求得相应应的的换换算深度，算深度，进进而求得最大而求得最大弯矩的深度。弯矩的深度。由系数由系数C查查表求得系数表求得系数CII，进进而求得而求得桩桩身最大弯身最大弯矩矩Mmax= CII M0。n桩身最大弯矩及其位置桩身最大弯矩及其位置4.5 4.5 群桩基础群桩基础岩石岩石土4.5.1 4.5.1 群桩的工作特点群桩的工作特点1 1、端承型群桩桩的荷载传递、端承型群桩桩的荷载传递 桩底持力层刚硬，桩的变形很小，桩间土基本不受桩底持力层刚硬，桩的变形很小，桩间土基本不受荷载。荷载。群桩承载力各单桩承载力之和群桩承载力各单桩承载

41、力之和，群桩沉降，群桩沉降量也与单桩基本相同，不必考虑群桩效应。量也与单桩基本相同，不必考虑群桩效应。群桩效率系数群桩效率系数 群桩的基桩平均极限承载力群桩的基桩平均极限承载力单桩极限承载力单桩极限承载力2 2、摩擦型群桩的荷载传递、摩擦型群桩的荷载传递 桩数较少、桩距较大时桩数较少、桩距较大时：群桩中各桩的工作情况与单：群桩中各桩的工作情况与单桩一致，桩一致，群桩的承载力等于各单桩承载力之和群桩的承载力等于各单桩承载力之和。桩数较多、桩距较小时桩数较多、桩距较小时：群桩桩端处压力比单桩大，：群桩桩端处压力比单桩大，桩端以下压缩层的厚度也比单桩深，桩端以下压缩层的厚度也比单桩深，群桩承载力小群

42、桩承载力小于各单桩承载力之和于各单桩承载力之和，沉降量则大于单桩的沉降量，沉降量则大于单桩的沉降量，即即群桩效应。群桩效应。群桩效率系数群桩效率系数 群桩的基桩平均极限承载力群桩的基桩平均极限承载力单桩极限承载力单桩极限承载力复合桩基复合桩基: : 由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。条件条件: : 桩及桩间土整体下沉，保证承台底不脱空。桩及桩间土整体下沉，保证承台底不脱空。特性特性: : 承台底分担荷载的作用随桩群相对于地基土向下承台底分担荷载的作用随桩群相对于地基土向下位移幅度的加大而增强，桩身弹性压缩产生桩土相对位移位移幅度的加大而增强，桩身弹性压

43、缩产生桩土相对位移也使承台底反力增加。也使承台底反力增加。4.5.2 4.5.2 4.5.2 4.5.2 承台下土对荷载的分担作用承台下土对荷载的分担作用承台下土对荷载的分担作用承台下土对荷载的分担作用端承型桩基、桩数少于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型桩基：根的摩擦型桩基：由于地由于地层土性、使用条件等因素层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时不宜考虑承台效应时，基桩，基桩竖向承载力特征值竖向承载力特征值取单桩竖向承载力特征值取单桩竖向承载力特征值R=Ra。4.5.3 4.5.3 4.5.3 4.5.3 群桩的竖向承载力特征值群桩的竖向承载力特征值群桩的竖向承载力特征值群桩的竖向承载力特征

44、值下列摩擦型桩基下列摩擦型桩基宜考虑承台效应宜考虑承台效应确定其复合基桩确定其复合基桩的竖向承载力特征值的竖向承载力特征值R：u上部结构整体刚度较好、体型简单的建筑物；上部结构整体刚度较好、体型简单的建筑物；u对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物；对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物；u按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；u软土地基的减沉复合疏桩基础。软土地基的减沉复合疏桩基础。考虑上部结构形式、荷载和地层分布以及相考虑上部结构形式、荷载和地层分布以及相互作用效应，通过调整桩径、桩长、桩距等互作用效应，通过调整桩径、桩长、桩距等改变基

45、桩支承刚度分布，以使建筑物沉降趋改变基桩支承刚度分布，以使建筑物沉降趋于均匀、承台内力降低的设计方法。于均匀、承台内力降低的设计方法。软土地基天然地基承载力基本满足要求的情况软土地基天然地基承载力基本满足要求的情况下，为减小沉降采用疏布摩擦型桩的复合桩基。下，为减小沉降采用疏布摩擦型桩的复合桩基。轴心受压：轴心受压：n 桩基中的基桩总数。4.5.4 4.5.4 4.5.4 4.5.4 桩顶作用效应简化计算桩顶作用效应简化计算桩顶作用效应简化计算桩顶作用效应简化计算对于一般建筑物和受水平力较小的高大建筑物对于一般建筑物和受水平力较小的高大建筑物xi，yi 第第i根桩至通过桩根桩至通过桩群群形形心

46、的心的y轴和轴和x轴的距离轴的距离；Mx，My作用于桩群上作用于桩群上的外力对通过桩群的外力对通过桩群形形心心 的的x轴和轴和y轴的力矩轴的力矩。偏心受压时偏心受压时： 对位于对位于8度和度和8度以上抗震设防区和其他度以上抗震设防区和其他受较大水受较大水平力的高层建筑桩基平力的高层建筑桩基，当其桩基承台刚度较大或由于，当其桩基承台刚度较大或由于上部结构与承台的协同作用能上部结构与承台的协同作用能增强承台的刚度时增强承台的刚度时；受受较大水平力及较大水平力及8度和度和8度以上地震作用的高承台桩基。度以上地震作用的高承台桩基。 桩顶作用效应的计算桩顶作用效应的计算应考虑承台与基桩协同工作和土应考虑

47、承台与基桩协同工作和土的弹性抗力的弹性抗力。4.5.5 4.5.5 4.5.5 4.5.5 基桩竖向承载力验算基桩竖向承载力验算基桩竖向承载力验算基桩竖向承载力验算4.5.6 4.5.6 桩基软弱下卧层验算桩基软弱下卧层验算对于桩距不超过 6d 的群桩基础，整体冲剪破坏：对桩距对桩距s6ds6d的群桩基础，且各桩端的压力扩散线不的群桩基础，且各桩端的压力扩散线不相交于硬持力层中时，应按基桩冲剪破坏考虑相交于硬持力层中时，应按基桩冲剪破坏考虑4.5.7 桩基竖向抗拔承载力验算桩基竖向抗拔承载力验算 承受拔力的桩基，承受拔力的桩基， 应同时验算群桩基础呈整体破应同时验算群桩基础呈整体破坏和呈非整体

48、破坏时基桩的抗拔承载力坏和呈非整体破坏时基桩的抗拔承载力：4.5.8 桩基水平承载力验算桩基水平承载力验算受水平荷载的一般建筑物、水平荷载较小的高大建筑物，单桩基础和群桩中基桩应满足下式要求当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下列公式估算桩身配筋率小于 0.65%的灌注桩的单桩水平承载力特征值：当桩的水平承载力由水平位移控制，且缺少单桩水当桩的水平承载力由水平位移控制，且缺少单桩水平静载试验资料时，可按下式估算预制桩、钢桩、桩身平静载试验资料时，可按下式估算预制桩、钢桩、桩身配筋率不小于配筋率不小于 0.65%的灌注桩单桩水平承载力特征值：的灌注桩单桩水平承载力特征值：4.5.9 桩基负摩阻力验

49、算桩基负摩阻力验算考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算： 对于桩中心距不大于 6 倍桩径的桩基,其最终沉降量计算可采用等效作用分层总和法等效作用分层总和法。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加压力近似取承台底平均附加压力。等效作用面以下的应力分布采用各向同性均质直线变形体理论。桩基任一点最终沉降量可用角点法计算4.5.10 4.5.10 4.5.10 4.5.10 桩基沉降验算桩基沉降验算桩基沉降验算桩基沉降验算n 要求要求 和和浅浅基基础础一一样样，桩桩基基设设计计也也应应符符合合安安全全、合合理理和经济和经济的要求。的

50、要求。4.6 4.6 桩基础设计桩基础设计n 基本原则基本原则 对桩和承台对桩和承台有足够的强度、刚度和耐久性；有足够的强度、刚度和耐久性； 对地基（主要是桩端持力层）对地基（主要是桩端持力层）有足够的承载力有足够的承载力 和不产生过量的变形。和不产生过量的变形。n设计内容和步骤设计内容和步骤 收集有关资料；收集有关资料； 确定桩基持力层；确定桩基持力层； 选择桩材，确定桩型、外形尺寸和构造；选择桩材，确定桩型、外形尺寸和构造； 定单桩承载力设计值；定单桩承载力设计值； 初拟桩的数量和平面布置；初拟桩的数量和平面布置； 初拟承台的轮廓尺寸及承台底标高；初拟承台的轮廓尺寸及承台底标高； 验算作用

51、于单桩上的竖向和横向荷载；验算作用于单桩上的竖向和横向荷载； 验算承台尺寸及结构强度；验算承台尺寸及结构强度； 必要时验算桩基整体承载力和沉降量，若桩端下有必要时验算桩基整体承载力和沉降量，若桩端下有软弱下卧层，验算软弱下卧层地基承载力；软弱下卧层，验算软弱下卧层地基承载力； 单桩设计，绘制桩和承台的结构及施工详图。单桩设计，绘制桩和承台的结构及施工详图。设计流程图设计流程图4.6.1 4.6.1 收集设计资料收集设计资料n建筑类型（上部结构型式、平面、使用要求）；建筑类型（上部结构型式、平面、使用要求）；n荷载及其性质荷载及其性质n工程地质勘察资料工程地质勘察资料n材料来源及施工技术设备材料

52、来源及施工技术设备n建筑场地条件（如交通、周边建筑物、管线设施等）建筑场地条件（如交通、周边建筑物、管线设施等）n尽量了解当地使用桩基的经验。尽量了解当地使用桩基的经验。4.6.2 4.6.2 桩型、桩长和截面尺寸选择桩型、桩长和截面尺寸选择n桩型选择：桩型选择：根据建筑物的结构类型、荷载情况、地层条件、施工能力及环境限制因素。n桩长选择：桩长选择：主要取决于桩主要取决于桩端持力层的选择。桩端进入持力层的深度据土类别而有所不同。n截面尺寸：截面尺寸：根据桩型与受荷大小等确定。根据桩型与受荷大小等确定。n承台埋深：承台埋深：从结构要求和方便施工的角度选择，平从结构要求和方便施工的角度选择，平面尺

53、寸根据桩数及构造要求定。面尺寸根据桩数及构造要求定。4.6.3 4.6.3 桩数及桩位布置桩数及桩位布置 n桩数桩数初估桩数时，先不考虑群桩效应，根据单桩竖向承初估桩数时，先不考虑群桩效应，根据单桩竖向承载力设计值载力设计值R定桩数定桩数n 。轴心受压轴心受压时，可按下式估算：时，可按下式估算： F作用在承台上的竖向压力设计作用在承台上的竖向压力设计 值；值； G承台及其上方填土的重力。承台及其上方填土的重力。偏心受压偏心受压时，分为两种情况：时，分为两种情况：若群桩重心与荷载合力点重合，桩数可按上式确定。若群桩重心与荷载合力点重合，桩数可按上式确定。若不能满足，则应增加若不能满足，则应增加(

54、10-20)桩数。桩数。n 桩中心距桩中心距一般桩的最小中心距为（一般桩的最小中心距为（34）d，具体应符合规具体应符合规范规定。对大面积桩群，尤其是挤土桩，桩最小中心范规定。对大面积桩群，尤其是挤土桩，桩最小中心距应按表列数值适当加大。距应按表列数值适当加大。n 桩位布置桩位布置原则：应尽可能使上部荷载的中心与桩群的横截面原则：应尽可能使上部荷载的中心与桩群的横截面形心重合或接近。形心重合或接近。 4.6.4 4.6.4 桩身截面强度计算桩身截面强度计算 n 预制桩要求预制桩要求桩的混凝土强度必须达到设计强度的桩的混凝土强度必须达到设计强度的100%才可起才可起吊和搬运。吊和搬运。吊点位置应

55、按吊点间的正弯矩和吊点处的负弯矩吊点位置应按吊点间的正弯矩和吊点处的负弯矩相等的条件确定。相等的条件确定。 4.6.5 4.6.5 承台设计承台设计n 外形尺寸及构造要求外形尺寸及构造要求平面尺寸由上部结构、桩数及布桩形式决定。平面尺寸由上部结构、桩数及布桩形式决定。厚度厚度300mm，宽度，宽度500mm，边缘至边桩中心距，边缘至边桩中心距d。配筋计算确定，矩形配筋计算确定，矩形承台板宜双向均匀配置；承台板宜双向均匀配置；三桩承台应按三向板三桩承台应按三向板带均匀配置带均匀配置 。d50100mm大于300 mm大于600mm(3040)db500mm大于150mmn 承台的内力计算承台的内

56、力计算柱下独立桩基承台在配筋不足时将产生柱下独立桩基承台在配筋不足时将产生弯曲破坏弯曲破坏，其破坏特征呈其破坏特征呈梁式破坏。梁式破坏。四桩承台弯曲破坏模式四桩承台弯曲破坏模式柱下多桩矩形承台柱下多桩矩形承台柱下三桩三角形承台柱下三桩三角形承台柱下或墙下条形承台梁柱下或墙下条形承台梁1、柱下多桩矩形承台、柱下多桩矩形承台多桩矩形承台计算截面取柱边和承台高度变化处。多桩矩形承台计算截面取柱边和承台高度变化处。Ni 第第i根桩的桩顶外力设根桩的桩顶外力设计值计值，一般宜扣除桩基承一般宜扣除桩基承台自重及承台上的土重；台自重及承台上的土重；Mx、My垂直垂直y轴轴x轴方向轴方向计算截面处的弯矩设计值

57、计算截面处的弯矩设计值xi 、yi 垂直垂直y轴轴x轴方向桩轴线到相应计算截面的距离轴方向桩轴线到相应计算截面的距离。2、柱下三桩三角形承台、柱下三桩三角形承台计算截面应取柱边计算截面应取柱边My=Nx xMx=Nyy3、柱下或墙下条形承台梁、柱下或墙下条形承台梁柱下承台梁按弹性地基梁计算；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；墙下承台梁按倒置的弹性地基梁考虑；n 承台厚度及强度计算承台厚度及强度计算 承台厚度可按冲切及剪切条件确定，一般可先按冲承台厚度可按冲切及剪切条件确定，一般可先按冲切计算，再按剪切复核。切计算，再按剪切复核。强度计算包括受冲切、受剪切、局部承压及

58、受弯计算。强度计算包括受冲切、受剪切、局部承压及受弯计算。1 1）受冲切计算）受冲切计算 若承台有效高度不足，将产生冲切破坏。若承台有效高度不足，将产生冲切破坏。其破坏方式可分为沿柱（墙）边、承台变阶处和角其破坏方式可分为沿柱（墙）边、承台变阶处和角桩对承台的冲切桩对承台的冲切3 3种情况。种情况。冲切破坏锥体应采用自柱（墙）边和承台变阶处至冲切破坏锥体应采用自柱（墙）边和承台变阶处至相应桩顶边缘连线所构成的。相应桩顶边缘连线所构成的。 桩基承台的剪切破坏面为通过柱（墙）边与桩边桩基承台的剪切破坏面为通过柱（墙）边与桩边连线所形成的斜截面。连线所形成的斜截面。2 2）受剪切计算）受剪切计算3

59、3）局部受压计算）局部受压计算 对于柱下桩基承台，当混凝土强度等级低于柱的对于柱下桩基承台，当混凝土强度等级低于柱的强度等级时，应按现行强度等级时，应按现行混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范验算验算承台的局部受压承载力。承台的局部受压承载力。4 4）受弯计算）受弯计算 承台的受弯计算，可根据承台类型求得承台内力，承台的受弯计算，可根据承台类型求得承台内力，然后按现行然后按现行混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范验算其正截面受弯验算其正截面受弯承载力，计算方法同一般梁板。承载力，计算方法同一般梁板。例题例题4-2 某乙级建筑桩基如图，柱截面尺寸某乙级建筑桩基如图，柱截面尺寸450mm 600m

60、m，作用在基础顶面的荷载为：，作用在基础顶面的荷载为：Fk=2800kN， Mk=210kN.m(作用于长边方向作用于长边方向)， Hk=145kN。拟采用。拟采用截面为截面为350mm 350mm的预制混凝土方桩，桩长的预制混凝土方桩，桩长12m，已确定基桩竖向承载力特征值，已确定基桩竖向承载力特征值R=500kN，水平承载，水平承载力特征值力特征值Rh=45kN，承台混凝土强度等级为，承台混凝土强度等级为C20，配置，配置HRB335级（级（II级）钢筋。级）钢筋。试设计该桩基础（不考虑承台效应）。试设计该桩基础（不考虑承台效应）。（1 1）基桩持力层、桩材、桩型、外形尺寸及单桩承载）基桩

61、持力层、桩材、桩型、外形尺寸及单桩承载力特征值均已经选定，桩身结构设计略。力特征值均已经选定，桩身结构设计略。（2 2）确定桩数及布桩）确定桩数及布桩（3 3）初选承台尺寸）初选承台尺寸（4 4）计算桩顶荷载）计算桩顶荷载（5 5）承台受冲切承载力验算）承台受冲切承载力验算（6 6）承台受剪切承载力计算）承台受剪切承载力计算（7 7）承台受弯承载力计算）承台受弯承载力计算第四章结束第四章结束n 按桩材强度确定按桩材强度确定n 按静载试验确定按静载试验确定n 按土的抗剪强度指标确定按土的抗剪强度指标确定n 按静力触探法确定按静力触探法确定n 按经验公式确定按经验公式确定 建工建工： 路桥路桥：n

62、 按动力试桩法确定按动力试桩法确定4.3 4.3 单桩竖向承载力确定单桩竖向承载力确定nJGJ94-94考虑土类别、桩距考虑土类别、桩距-桩径比、承台宽桩径比、承台宽-桩长比等因桩长比等因素，通过引进侧阻群桩效应系数、端桩群桩效应系数、侧素，通过引进侧阻群桩效应系数、端桩群桩效应系数、侧阻端阻综合群桩效应系数等，从而建立阻端阻综合群桩效应系数等，从而建立群桩竖向承载力群桩竖向承载力与与单桩侧阻、端阻之间单桩侧阻、端阻之间的关系式：的关系式：n当由载荷试验确定基桩竖向极限承载力标准值时当由载荷试验确定基桩竖向极限承载力标准值时，侧阻和侧阻和端阻已同时综合考虑端阻已同时综合考虑，故基桩的竖向承载力

63、设计值为：故基桩的竖向承载力设计值为： 4-1 单桩承载力的确定 第四章 桩基础的设计计算 1、试验装置、试验装置 加载系统：加载系统：主要有堆载法与锚桩法两种主要有堆载法与锚桩法两种（图（图4-3） 。 图图4-3 锚桩法试验装置锚桩法试验装置4-1 单桩承载力的确定 第四章 桩基础的设计计算堆载法：堆载法： 在荷载平台上堆放重物，一般为钢锭或砂包，也有在荷载平台上置放水在荷载平台上堆放重物，一般为钢锭或砂包，也有在荷载平台上置放水箱，向水箱中充水作为荷载。堆载法适用于极限承载力较小的桩。箱，向水箱中充水作为荷载。堆载法适用于极限承载力较小的桩。锚桩法：锚桩法： 在试桩周围布置在试桩周围布置

64、46根锚桩，常利用工程桩群。锚桩深度不宜小于试桩根锚桩，常利用工程桩群。锚桩深度不宜小于试桩深度，且与试桩有一定距离，一般应大于深度，且与试桩有一定距离，一般应大于3d且不小于且不小于1.5m( (d为试桩直径或边为试桩直径或边长长) )，以减少锚桩对试桩承载力的影响。，以减少锚桩对试桩承载力的影响。观测系统：观测系统： 主要有桩顶位移和加载数值的观测。位移通过安装在基准梁上的位移计主要有桩顶位移和加载数值的观测。位移通过安装在基准梁上的位移计或百分表量测。加载数值通过油压表或压力传感器观测。或百分表量测。加载数值通过油压表或压力传感器观测。4-1 单桩承载力的确定 第四章 桩基础的设计计算锚

65、桩法静载试验锚桩法静载试验4-1 单桩承载力的确定 第四章 桩基础的设计计算千斤顶及位移传感器千斤顶及位移传感器4-1 单桩承载力的确定 第四章 桩基础的设计计算4.5.6 4.5.6 4.5.6 4.5.6 桩基承载力验算桩基承载力验算桩基承载力验算桩基承载力验算n破坏模式破坏模式刚性桩：刚性桩：桩身刚体转动或桩身刚体转动或平移（有桩帽），桩侧土体平移（有桩帽），桩侧土体屈服破坏，屈服破坏，承载力主要由桩承载力主要由桩的水平位移和桩侧土体强度的水平位移和桩侧土体强度控制。控制。柔性桩柔性桩：桩身发生挠曲变桩身发生挠曲变形，破坏时桩身某点弯矩超形，破坏时桩身某点弯矩超过截面抵抗矩或土体屈服失过

66、截面抵抗矩或土体屈服失稳，稳，承载力由桩身水平位移承载力由桩身水平位移及桩身材料强度控制及桩身材料强度控制 。 混凝土强度等级应混凝土强度等级应C20，混凝土预制桩尖应，混凝土预制桩尖应C30。 当桩顶轴向力和水平力满足规范条件时，可按构造要求当桩顶轴向力和水平力满足规范条件时，可按构造要求配置桩顶与承台的连接钢筋笼。配置桩顶与承台的连接钢筋笼。 对一级建筑桩基，主筋为对一级建筑桩基，主筋为6-10根根 12-14， min0.2，锚入承台锚入承台30dg（主筋直径），伸入桩身长度（主筋直径），伸入桩身长度10d； 对二级建筑桩基，可配置对二级建筑桩基，可配置4-8根根 10-12的主筋，锚入承的主筋，锚入承台台30dg，且伸入桩身长度，且伸入桩身长度5d，对于沉管灌注桩，配筋长，对于沉管灌注桩，配筋长度不应小于承台软弱土层层底厚度；度不应小于承台软弱土层层底厚度； 对三级建筑桩基可不配构造钢筋。对三级建筑桩基可不配构造钢筋。n 灌注桩要求灌注桩要求24172285715