特種基礎(chǔ)：樁筏基礎(chǔ)ppt課件

1、特種根底設(shè)計(jì)課程性質(zhì)：土木工程專業(yè)任選課課程性質(zhì)：土木工程專業(yè)任選課學(xué)時(shí)安排：學(xué)時(shí)安排：24學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 高層建筑樁高層建筑樁-筏與樁筏與樁-箱根底設(shè)計(jì)箱根底設(shè)計(jì) 獨(dú)立構(gòu)筑物根底的設(shè)計(jì)殼體、塔基獨(dú)立構(gòu)筑物根底的設(shè)計(jì)殼體、塔基 地下及半地下構(gòu)造物的設(shè)計(jì)埋管地下及半地下構(gòu)造物的設(shè)計(jì)埋管 儲(chǔ)罐根底設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐根底設(shè)計(jì) 已有建筑物的地基加固與糾偏已有建筑物的地基加固與糾偏主要內(nèi)容第一章：緒論概述概述特種構(gòu)造的常見方式：挺拔建筑物儲(chǔ)罐、塔、桅桿等、特種構(gòu)造的常見方式：挺拔建筑物儲(chǔ)罐、塔、桅桿等、管道、半地下構(gòu)造地下停車庫、填埋場等。管道、半地下構(gòu)造地下停車庫、填埋場等。特種構(gòu)造的特點(diǎn)：構(gòu)造特殊大多屬于公用設(shè)備、

2、荷載特種構(gòu)造的特點(diǎn)：構(gòu)造特殊大多屬于公用設(shè)備、荷載復(fù)雜、質(zhì)量要求高。復(fù)雜、質(zhì)量要求高。特種構(gòu)造根底的常見方式：板式梁板式根底、殼體根特種構(gòu)造根底的常見方式：板式梁板式根底、殼體根底、樁根底、沉井根底、墩根底等。底、樁根底、沉井根底、墩根底等。各種方式的獨(dú)立塔基各種方式的獨(dú)立塔基儲(chǔ)罐的方式儲(chǔ)罐的方式儲(chǔ)罐根底儲(chǔ)罐根底特種構(gòu)造地基根底設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求及特征：特種構(gòu)造地基根底設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求及特征： 地基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度及穩(wěn)定性：在荷載作用下地基不地基應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度及穩(wěn)定性：在荷載作用下地基不發(fā)生破壞、根底不發(fā)生失穩(wěn)程度力作用、不發(fā)生振動(dòng)發(fā)生破壞、根底不發(fā)生失穩(wěn)程度力作用、不發(fā)生振動(dòng)液化動(dòng)力荷載、遇

3、水時(shí)不發(fā)生沉陷等。液化動(dòng)力荷載、遇水時(shí)不發(fā)生沉陷等。 根底具有足夠的剛度：根底應(yīng)具有調(diào)整地基的不均勻根底具有足夠的剛度：根底應(yīng)具有調(diào)整地基的不均勻 沉沉降，減小根底變形，減小振動(dòng)等功能。降，減小根底變形，減小振動(dòng)等功能。 工程造價(jià)比較高，對于根底方案的選擇有較高的要求。工程造價(jià)比較高，對于根底方案的選擇有較高的要求。 對地基承載力要求較高，除了豎向荷載較大外，還要思對地基承載力要求較高，除了豎向荷載較大外，還要思索接受較大的程度荷載或地震荷載塔、桿等。索接受較大的程度荷載或地震荷載塔、桿等。 對地基的不均勻沉降較敏感，對于挺拔建筑物常用傾斜對地基的不均勻沉降較敏感，對于挺拔建筑物常用傾斜度控制

4、根底的變形。度控制根底的變形。 根底埋深較大，往往需求進(jìn)展地基處置或思索深基坑開根底埋深較大，往往需求進(jìn)展地基處置或思索深基坑開挖的問題。挖的問題。第二章：高層建筑樁-筏與樁-箱根底設(shè)計(jì)一、概述一、概述1、高層建筑的主要特征、高層建筑的主要特征 高高度、大剛度：高層建筑高度較大，對建筑物的穩(wěn)定高高度、大剛度：高層建筑高度較大，對建筑物的穩(wěn)定性及整體剛度要求較高，特別是建筑物的整體傾斜要性及整體剛度要求較高，特別是建筑物的整體傾斜要求嚴(yán)厲。求嚴(yán)厲。 荷載復(fù)雜：同時(shí)存在比較大的豎向荷載和程度荷載，通荷載復(fù)雜：同時(shí)存在比較大的豎向荷載和程度荷載，通常，建筑物層數(shù)每添加一層，基底壓力就增大常，建筑物層

5、數(shù)每添加一層，基底壓力就增大1015kPa；高層建筑的程度荷載主要思索風(fēng)荷載與地；高層建筑的程度荷載主要思索風(fēng)荷載與地震荷載。震荷載。 根底埋深大：高層建筑常伴有地下室或其他地下構(gòu)造物，根底埋深大：高層建筑常伴有地下室或其他地下構(gòu)造物，根底埋深較大，甚至超越根底埋深較大，甚至超越20m。(4) 環(huán)境效應(yīng)：根底工程施工對周圍環(huán)境影響的評價(jià)及預(yù)環(huán)境效應(yīng)：根底工程施工對周圍環(huán)境影響的評價(jià)及預(yù)防措施主要是深基坑開挖。防措施主要是深基坑開挖。(5) 造價(jià)高、工期長。造價(jià)高、工期長。2、高層建筑根底的主要類型、高層建筑根底的主要類型 高層建筑由于荷載大，整體穩(wěn)定性要求高，常采用穩(wěn)高層建筑由于荷載大，整體穩(wěn)

6、定性要求高，常采用穩(wěn)定性較好的整體根底，如交叉條形根底、筏板根底、定性較好的整體根底，如交叉條形根底、筏板根底、箱型根底或其他深根底樁根底、地下延續(xù)墻等。箱型根底或其他深根底樁根底、地下延續(xù)墻等。為順應(yīng)復(fù)雜荷載或地基承載力缺乏，或減小地基變形，為順應(yīng)復(fù)雜荷載或地基承載力缺乏，或減小地基變形，可以將筏板或箱根底與樁結(jié)合起來構(gòu)成樁可以將筏板或箱根底與樁結(jié)合起來構(gòu)成樁-筏根底或樁筏根底或樁-箱根底。箱根底。3、高層建筑根底的主要工程問題、高層建筑根底的主要工程問題 地基的選擇：盡量選擇緊縮性低、分布均勻的地基，以地基的選擇：盡量選擇緊縮性低、分布均勻的地基，以減小地基沉降量和不均勻沉降，防止根底的整

7、體傾斜。減小地基沉降量和不均勻沉降，防止根底的整體傾斜。(2) 地基土的強(qiáng)度和變形：為了滿足地基承載力條件及減地基土的強(qiáng)度和變形：為了滿足地基承載力條件及減小地基變形，要求地基土具有足夠的強(qiáng)度和剛度。小地基變形，要求地基土具有足夠的強(qiáng)度和剛度。(3) 基坑開挖與支護(hù)：高層建筑的基坑開挖深度較大，隨基坑開挖與支護(hù)：高層建筑的基坑開挖深度較大，隨之出現(xiàn)基坑支護(hù)、坑內(nèi)降水排水、引起地面沉降及變之出現(xiàn)基坑支護(hù)、坑內(nèi)降水排水、引起地面沉降及變形，對周邊環(huán)境的影響等問題。形，對周邊環(huán)境的影響等問題。(4) 地基、根底及上部構(gòu)造的共同作用：在設(shè)計(jì)中思索三地基、根底及上部構(gòu)造的共同作用：在設(shè)計(jì)中思索三者共同作

8、用的問題，依然是目前的一個(gè)重要課題，思者共同作用的問題，依然是目前的一個(gè)重要課題，思索三者共同任務(wù)進(jìn)展設(shè)計(jì)，可以使設(shè)計(jì)更合理，節(jié)省索三者共同任務(wù)進(jìn)展設(shè)計(jì)，可以使設(shè)計(jì)更合理，節(jié)省投資，提高設(shè)計(jì)的程度。投資，提高設(shè)計(jì)的程度。二、高層建筑樁二、高層建筑樁-筏根底的設(shè)計(jì)筏根底的設(shè)計(jì)1、計(jì)算方式、計(jì)算方式(1) 樁承當(dāng)全部上部荷載：在計(jì)算過程中假定筏板不承當(dāng)樁承當(dāng)全部上部荷載：在計(jì)算過程中假定筏板不承當(dāng)?shù)鼗戳Γㄖ锟偤奢d全部傳送給樁根底。筏板僅地基反力，建筑物總荷載全部傳送給樁根底。筏板僅是一個(gè)受拉構(gòu)件，內(nèi)力和配筋按受拉構(gòu)件或上部構(gòu)造是一個(gè)受拉構(gòu)件，內(nèi)力和配筋按受拉構(gòu)件或上部構(gòu)造樓板的計(jì)算方法計(jì)算僅

9、思索部分彎曲。這種計(jì)算樓板的計(jì)算方法計(jì)算僅思索部分彎曲。這種計(jì)算方式主要適宜于筏板下地基土比較松軟的地基。方式主要適宜于筏板下地基土比較松軟的地基。(2) 筏板承當(dāng)建筑物的全部荷載，筏板接受地基反力并將筏板承當(dāng)建筑物的全部荷載，筏板接受地基反力并將此作為荷載，用地基計(jì)算模型或倒樓蓋的方法計(jì)算內(nèi)此作為荷載，用地基計(jì)算模型或倒樓蓋的方法計(jì)算內(nèi)力計(jì)算。樁僅作為減小地基沉降或不均勻沉降的措施。力計(jì)算。樁僅作為減小地基沉降或不均勻沉降的措施。(3) 樁樁-筏共同任務(wù)計(jì)算模型。筏共同任務(wù)計(jì)算模型。2、樁土相互作用及其影響、樁土相互作用及其影響(1) 樁土相互作用系數(shù)樁土相互作用系數(shù)分別用計(jì)算及現(xiàn)場實(shí)測等方

10、法得到的樁土相互作用系數(shù)隨分別用計(jì)算及現(xiàn)場實(shí)測等方法得到的樁土相互作用系數(shù)隨樁間距的變化情況見以下圖：樁間距的變化情況見以下圖：樁樁-土相互作用系數(shù)土相互作用系數(shù)上圖所示結(jié)果闡明：上圖所示結(jié)果闡明： 樁土相互作用系數(shù)隨樁間距的增大而減小；樁土相互作用系數(shù)隨樁間距的增大而減小； 實(shí)測值與計(jì)算值之間存在比較明顯的差別；實(shí)測值與計(jì)算值之間存在比較明顯的差別； 樁間距超越樁間距超越6倍樁間距后，樁土相互作用效應(yīng)明顯下降。倍樁間距后，樁土相互作用效應(yīng)明顯下降。(2) 樁樁-筏根底共同作用筏根底共同作用為了思索樁為了思索樁-筏根底的共同作用，引入兩個(gè)特征相對剛度筏根底的共同作用，引入兩個(gè)特征相對剛度系數(shù)：

11、系數(shù)：筏筏-土相對剛度系數(shù)：土相對剛度系數(shù)：樁樁-土相對剛度系數(shù)：土相對剛度系數(shù)：4233)1 (4RSsRRRRLEBtEKSPPEEK 根據(jù)上述定義的相對剛度系數(shù)及計(jì)算分析結(jié)果，樁根據(jù)上述定義的相對剛度系數(shù)及計(jì)算分析結(jié)果，樁-筏相筏相互作器具有以下規(guī)律：互作器具有以下規(guī)律：筏板的相對剛度筏板的相對剛度KR對對B方向沉降的影響方向沉降的影響樁間距與沉降的關(guān)系樁間距與沉降的關(guān)系 樁樁-筏根底的沉降樁筏根底的沉降樁-筏根底的沉降包括總沉降及差別筏根底的沉降包括總沉降及差別沉降沉降 筏的剛度大小對樁筏的剛度大小對樁-筏根底的沉降及沉降差別影響明顯，筏根底的沉降及沉降差別影響明顯，筏板的剛度增大，根

12、底沉降減小，根底沉降趨于均勻化；筏板的剛度增大，根底沉降減小，根底沉降趨于均勻化； 根底沉降隨樁間距的增大而增大，但樁間距在根底沉降隨樁間距的增大而增大，但樁間距在6d以內(nèi)以內(nèi)時(shí)，樁間距對根底沉降的影響并不明顯；時(shí)，樁間距對根底沉降的影響并不明顯； 樁的長細(xì)比對樁樁的長細(xì)比對樁-筏根底的影響比較明顯，當(dāng)樁徑一定，筏根底的影響比較明顯，當(dāng)樁徑一定，增大樁的長度就相應(yīng)地增大了樁增大樁的長度就相應(yīng)地增大了樁-土體系的剛度，因此，土體系的剛度，因此，樁的長細(xì)比增大，樁樁的長細(xì)比增大，樁-筏根底的沉降相應(yīng)減小，根據(jù)以下筏根底的沉降相應(yīng)減小，根據(jù)以下圖所示結(jié)果，當(dāng)樁的長細(xì)比圖所示結(jié)果，當(dāng)樁的長細(xì)比L/d在

13、在50100之間時(shí)，與常規(guī)之間時(shí)，與常規(guī)筏基相比無樁筏基，樁筏基相比無樁筏基，樁-筏根底的沉降可以降低至無筏根底的沉降可以降低至無樁筏基的樁筏基的20%。沉降與樁的長細(xì)比沉降與樁的長細(xì)比 L/d 的關(guān)系的關(guān)系 樁樁-筏根底中樁的相對剛度直接影響樁筏根底中樁的相對剛度直接影響樁-土體系的剛度。土體系的剛度。樁的相對剛度減小，根底的沉降增大。樁的相對剛度減小，根底的沉降增大。 筏板的相對剛度、樁的相對剛度、樁間距及樁的長細(xì)筏板的相對剛度、樁的相對剛度、樁間距及樁的長細(xì)比等要素都會(huì)對樁比等要素都會(huì)對樁-筏根底的沉降差別產(chǎn)生影響，但其中筏根底的沉降差別產(chǎn)生影響，但其中筏板的相對剛度影響最為明顯。筏板的

14、相對剛度影響最為明顯。最大差別沉降與樁間距最大差別沉降與樁間距 s/d 的關(guān)系的關(guān)系最大差別沉降與筏板相對剛度的關(guān)系最大差別沉降與筏板相對剛度的關(guān)系 樁樁-筏根底筏板內(nèi)力筏根底筏板內(nèi)力設(shè)計(jì)樁設(shè)計(jì)樁-筏根底時(shí)，筏板內(nèi)力計(jì)算是筏板強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋筏根底時(shí)，筏板內(nèi)力計(jì)算是筏板強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋的根據(jù)，通常受筏板的相對剛度、樁間距、樁的相對剛度、的根據(jù)，通常受筏板的相對剛度、樁間距、樁的相對剛度、樁的長細(xì)比等要素影響。樁的長細(xì)比等要素影響。 筏板的相對剛度與筏板的最大彎矩成正比，筏板的相筏板的相對剛度與筏板的最大彎矩成正比，筏板的相對剛度對筏板的內(nèi)力影響明顯；對剛度對筏板的內(nèi)力影響明顯； 樁間距增大，筏板的

15、彎矩也隨之增大，但隨著樁間距樁間距增大，筏板的彎矩也隨之增大，但隨著樁間距的增大，筏板的彎矩增大趨勢并不明顯，可以以為，在樁的增大，筏板的彎矩增大趨勢并不明顯，可以以為，在樁-筏根底設(shè)計(jì)中，增大樁間距或減小樁數(shù)并不導(dǎo)致筏筏根底設(shè)計(jì)中，增大樁間距或減小樁數(shù)并不導(dǎo)致筏板內(nèi)力的迅速增大；板內(nèi)力的迅速增大； 樁的長細(xì)比、樁的相對剛度等也會(huì)對筏板內(nèi)力產(chǎn)生影樁的長細(xì)比、樁的相對剛度等也會(huì)對筏板內(nèi)力產(chǎn)生影響，但影響較小，影響筏板內(nèi)力的主要要素是筏板的相對響，但影響較小，影響筏板內(nèi)力的主要要素是筏板的相對剛度。剛度。筏板最大彎矩隨筏板相對剛度筏板最大彎矩隨筏板相對剛度KR的變化的變化筏板最大彎矩隨樁間距增大的

16、變化筏板最大彎矩隨樁間距增大的變化 樁樁-筏根底樁頂反力分布筏根底樁頂反力分布樁頂反力分布與相對剛度的關(guān)系樁頂反力分布與相對剛度的關(guān)系樁頂反力分布與樁間距的關(guān)系樁頂反力分布與樁間距的關(guān)系 筏板的相對剛度增大，樁頂反力趨于不均勻，且角樁筏板的相對剛度增大，樁頂反力趨于不均勻，且角樁及邊樁的樁頂反力明顯大于中間樁的樁頂反力，隨著筏板及邊樁的樁頂反力明顯大于中間樁的樁頂反力，隨著筏板的相對剛度減小柔性化，各樁的樁頂反力趨于均勻；的相對剛度減小柔性化，各樁的樁頂反力趨于均勻； 樁間距較小時(shí)，樁與樁之間的相互影響較大，各樁的樁間距較小時(shí)，樁與樁之間的相互影響較大，各樁的樁頂反力分布明顯不均勻，角樁與邊樁

17、的樁頂反力明顯大樁頂反力分布明顯不均勻，角樁與邊樁的樁頂反力明顯大于中間樁，而增大樁間距，各樁的樁頂反力將趨于均勻，于中間樁，而增大樁間距，各樁的樁頂反力將趨于均勻，因此，樁因此，樁-筏根底的設(shè)計(jì)中，適當(dāng)增大樁間距可使各樁受筏根底的設(shè)計(jì)中，適當(dāng)增大樁間距可使各樁受力趨于均勻；力趨于均勻； 樁的長細(xì)比減小，角樁及邊樁承當(dāng)荷載添加，樁的相樁的長細(xì)比減小，角樁及邊樁承當(dāng)荷載添加，樁的相對剛度減小，角樁及邊樁承當(dāng)荷載降低，尤其角樁的樁頂對剛度減小，角樁及邊樁承當(dāng)荷載降低，尤其角樁的樁頂反力下降明顯，樁頂反力趨于均勻，但總體上樁的長細(xì)比反力下降明顯，樁頂反力趨于均勻，但總體上樁的長細(xì)比及樁的相對剛度對樁

18、頂反力分布影響較小。及樁的相對剛度對樁頂反力分布影響較小。 樁樁-筏的荷載分配筏的荷載分配傳統(tǒng)的樁傳統(tǒng)的樁-筏根底設(shè)計(jì)，上部構(gòu)造荷載全部由樁承當(dāng)，樁筏根底設(shè)計(jì)，上部構(gòu)造荷載全部由樁承當(dāng)，樁間土體不承當(dāng)上部荷載。對于上部荷載較大的高層建筑，間土體不承當(dāng)上部荷載。對于上部荷載較大的高層建筑，樁樁-筏是共同承當(dāng)荷載的，筏板的相對剛度、樁間距、樁筏是共同承當(dāng)荷載的，筏板的相對剛度、樁間距、樁的長細(xì)比及樁的相對剛度等都會(huì)對樁的長細(xì)比及樁的相對剛度等都會(huì)對樁-筏的荷載分配產(chǎn)生筏的荷載分配產(chǎn)生影響。影響。 筏板的相對剛度減小，筏板的荷載分擔(dān)系數(shù)逐漸增大筏板的相對剛度減小，筏板的荷載分擔(dān)系數(shù)逐漸增大樁的荷載分

19、擔(dān)系數(shù)逐漸減小，但增大的趨勢并不明顯；樁的荷載分擔(dān)系數(shù)逐漸減小，但增大的趨勢并不明顯； 筏板的荷載分擔(dān)系數(shù)隨樁間距的增大而增大，而且隨筏板的荷載分擔(dān)系數(shù)隨樁間距的增大而增大，而且隨著樁間距的變化，增大的趨勢比較明顯；著樁間距的變化，增大的趨勢比較明顯； 隨著樁的長細(xì)比增大，樁的荷載分擔(dān)系數(shù)相應(yīng)增大，隨著樁的長細(xì)比增大，樁的荷載分擔(dān)系數(shù)相應(yīng)增大，樁間距及樁的長細(xì)比對樁樁間距及樁的長細(xì)比對樁-筏間荷載分擔(dān)影響較大。筏間荷載分擔(dān)影響較大。樁的分擔(dān)系數(shù)隨樁的分擔(dān)系數(shù)隨KR的變化的變化樁的分擔(dān)系數(shù)與樁間距的關(guān)系樁的分擔(dān)系數(shù)與樁間距的關(guān)系3、樁、樁-筏根底的構(gòu)造要求筏根底的構(gòu)造要求 底板的平面尺寸：通常根

20、據(jù)布樁、上部構(gòu)造、及對地基底板的平面尺寸：通常根據(jù)布樁、上部構(gòu)造、及對地基分擔(dān)荷載的要求等要素確定。底板邊緣至外排樁中心分擔(dān)荷載的要求等要素確定。底板邊緣至外排樁中心的間隔不宜小于樁的直徑邊長，且邊緣挑出部分的間隔不宜小于樁的直徑邊長，且邊緣挑出部分的寬度不應(yīng)小于的寬度不應(yīng)小于150mm； 根底底板厚度：底板厚度應(yīng)滿足整體剛度及防水要求，根底底板厚度：底板厚度應(yīng)滿足整體剛度及防水要求，樁布置在墻下或根底梁下的根底板，底板厚度不小于樁布置在墻下或根底梁下的根底板，底板厚度不小于300mm，且不宜小于板跨的，且不宜小于板跨的1/20，滿堂布樁的平板式筏，滿堂布樁的平板式筏基和箱基底板的板厚應(yīng)滿足抗

21、沖切承載力要求；基和箱基底板的板厚應(yīng)滿足抗沖切承載力要求； 底板混凝土強(qiáng)度等級及配筋率可以參考筏板根底的構(gòu)造底板混凝土強(qiáng)度等級及配筋率可以參考筏板根底的構(gòu)造要求；要求；(4) 梁板式筏基：根底梁的寬度除滿足剪壓比、抗剪承載梁板式筏基：根底梁的寬度除滿足剪壓比、抗剪承載力外，還應(yīng)驗(yàn)算部分承壓承載力。根底梁與地下室底力外，還應(yīng)驗(yàn)算部分承壓承載力。根底梁與地下室底層柱、剪力墻的銜接及構(gòu)造尺寸可參見圖：層柱、剪力墻的銜接及構(gòu)造尺寸可參見圖：(5) 樁與箱基或筏基的銜接應(yīng)符合以下規(guī)定；樁與箱基或筏基的銜接應(yīng)符合以下規(guī)定；樁頂嵌入箱基或筏基底板內(nèi)的長度，對于大直徑樁，不宜樁頂嵌入箱基或筏基底板內(nèi)的長度，對

22、于大直徑樁，不宜小于小于100mm，對于中小直徑的樁不宜小于，對于中小直徑的樁不宜小于50mm；樁的縱向鋼筋錨入箱基或筏基底板內(nèi)的長度不宜小于鋼筋樁的縱向鋼筋錨入箱基或筏基底板內(nèi)的長度不宜小于鋼筋直徑的直徑的35倍，對于抗拔樁不應(yīng)小于鋼筋直徑的倍，對于抗拔樁不應(yīng)小于鋼筋直徑的45倍。倍。筏板根底梁與上部構(gòu)造柱的銜接平面筏板根底梁與上部構(gòu)造柱的銜接平面筏板根底梁與上部剪力墻的銜接剖面筏板根底梁與上部剪力墻的銜接剖面4、剛性板條法、剛性板條法 底板內(nèi)力計(jì)算的剛性板條法屬于第一種計(jì)算方式，即底板內(nèi)力計(jì)算的剛性板條法屬于第一種計(jì)算方式，即不思索板底地基土對荷載的分擔(dān)作用，上部荷載全部由樁不思索板底地基

23、土對荷載的分擔(dān)作用，上部荷載全部由樁承當(dāng)且各樁分擔(dān)的荷載相等，同時(shí)不思索各接觸點(diǎn)的變形承當(dāng)且各樁分擔(dān)的荷載相等，同時(shí)不思索各接觸點(diǎn)的變形協(xié)調(diào)條件。協(xié)調(diào)條件。(1) 計(jì)算原理：以筏板為例闡明，筏板內(nèi)力按截條多跨延計(jì)算原理：以筏板為例闡明，筏板內(nèi)力按截條多跨延續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算時(shí)從縱橫兩個(gè)方向分別截取跨中到跨中或續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算時(shí)從縱橫兩個(gè)方向分別截取跨中到跨中或跨中到板邊的板帶，將板帶簡化為以板下的樁為支座的多跨中到板邊的板帶，將板帶簡化為以板下的樁為支座的多跨延續(xù)梁，以板帶上的墻、柱腳荷載作為延續(xù)梁的荷載，跨延續(xù)梁，以板帶上的墻、柱腳荷載作為延續(xù)梁的荷載，按構(gòu)造力學(xué)方法近似計(jì)算各板帶的內(nèi)力。按構(gòu)造力

24、學(xué)方法近似計(jì)算各板帶的內(nèi)力。(2) 存在問題：存在問題： 樁筏根底的樁頂反力并非相等，通常情況下是角樁、邊樁筏根底的樁頂反力并非相等，通常情況下是角樁、邊樁的反力較大，內(nèi)部樁反力較小，樁頂反力存在差別，樁的反力較大，內(nèi)部樁反力較小，樁頂反力存在差別，這樣的結(jié)果將導(dǎo)致板的內(nèi)力增大，因此按剛性板條法計(jì)算這樣的結(jié)果將導(dǎo)致板的內(nèi)力增大，因此按剛性板條法計(jì)算所得的結(jié)果偏于不平安；所得的結(jié)果偏于不平安； 剛性板條忽略了各板帶之間的變形協(xié)調(diào)和內(nèi)力，即板帶剛性板條忽略了各板帶之間的變形協(xié)調(diào)和內(nèi)力，即板帶之間的剪力，計(jì)算結(jié)果比較粗糙，有時(shí)能夠會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)之間的剪力，計(jì)算結(jié)果比較粗糙，有時(shí)能夠會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的失真

25、；果的失真； 各縱橫板帶交點(diǎn)處的墻、柱腳荷載由該處縱橫板帶共同各縱橫板帶交點(diǎn)處的墻、柱腳荷載由該處縱橫板帶共同承當(dāng)，并在該處應(yīng)滿足變形協(xié)調(diào)條件，各縱橫板帶上的計(jì)承當(dāng)，并在該處應(yīng)滿足變形協(xié)調(diào)條件，各縱橫板帶上的計(jì)算荷載應(yīng)按變形協(xié)調(diào)條件由交點(diǎn)處的荷載在縱橫兩個(gè)方向算荷載應(yīng)按變形協(xié)調(diào)條件由交點(diǎn)處的荷載在縱橫兩個(gè)方向上進(jìn)展分配。但在實(shí)踐計(jì)算中，由于樁反力分布及樁筏根上進(jìn)展分配。但在實(shí)踐計(jì)算中，由于樁反力分布及樁筏根底豎向剛度不易計(jì)算，因此目前計(jì)算中還沒有對板帶進(jìn)展底豎向剛度不易計(jì)算，因此目前計(jì)算中還沒有對板帶進(jìn)展縱橫方向荷載分配，設(shè)計(jì)中大部分計(jì)算還是直接將縱橫板縱橫方向荷載分配，設(shè)計(jì)中大部分計(jì)算還是直

26、接將縱橫板帶交點(diǎn)處的墻、柱腳荷載分別作用在縱橫板帶上。其結(jié)果帶交點(diǎn)處的墻、柱腳荷載分別作用在縱橫板帶上。其結(jié)果使得板帶計(jì)算內(nèi)力偏大，呵斥樁筏箱根底底板厚度和使得板帶計(jì)算內(nèi)力偏大，呵斥樁筏箱根底底板厚度和配筋偏大。配筋偏大。 剛性板條法計(jì)算得到的是各板帶的平均內(nèi)力，不能反映剛性板條法計(jì)算得到的是各板帶的平均內(nèi)力，不能反映內(nèi)力沿板帶寬度方向的分布；內(nèi)力沿板帶寬度方向的分布； 剛性板條法計(jì)算的內(nèi)力沒有思索根底板整體彎曲的影響。剛性板條法計(jì)算的內(nèi)力沒有思索根底板整體彎曲的影響。5、彈性板法、彈性板法 內(nèi)力計(jì)算的彈性板法屬于第二種類計(jì)算方法，該方內(nèi)力計(jì)算的彈性板法屬于第二種類計(jì)算方法，該方法根據(jù)彈性地基

27、上板的計(jì)算實(shí)際，采用較為靈敏的數(shù)值計(jì)法根據(jù)彈性地基上板的計(jì)算實(shí)際，采用較為靈敏的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算板的內(nèi)力。算方法計(jì)算板的內(nèi)力。(1) 計(jì)算原理：彈性板法按線性或非線性彈簧反力模擬樁計(jì)算原理：彈性板法按線性或非線性彈簧反力模擬樁的作用，思索了地基與根底的相互作用，是目前計(jì)算筏板的作用，思索了地基與根底的相互作用，是目前計(jì)算筏板根底內(nèi)力的一種較為可靠的方法。彈性板的數(shù)值計(jì)算采用根底內(nèi)力的一種較為可靠的方法。彈性板的數(shù)值計(jì)算采用有限差分法和有限單元法，目前比較多的采用有限差分法和有限單元法，目前比較多的采用Winkler模模型或雙參數(shù)地基模型，或其他非線性模型和彈塑性模型。型或雙參數(shù)地基模型，或其他

28、非線性模型和彈塑性模型。(2) 有限差分法有限差分法 有限差分方程有限差分方程 板的撓曲微分方程板的撓曲微分方程將巴斯捷納克雙參數(shù)模型代入撓曲微分方程。將巴斯捷納克雙參數(shù)模型代入撓曲微分方程。即可以得到雙參數(shù)地基上筏板的撓曲微分方程：即可以得到雙參數(shù)地基上筏板的撓曲微分方程：其中，其中，D為根底板的抗彎剛度，可按下式計(jì)算：為根底板的抗彎剛度，可按下式計(jì)算：),(),()2(4422444yxkwyxqywyxwxwD),(),(),(2yxsGyxksyxpp),(),(),(1),(22yxwGyxkwyxqDyxwp)1 (1223hhhED地基剪切模量地基剪切模量剪切層剪切層Gpk筏板中

29、恣意點(diǎn)處沿筏板中恣意點(diǎn)處沿x軸和軸和y軸方向單位長度上的彎矩設(shè)計(jì)值軸方向單位長度上的彎矩設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算：可按下式計(jì)算： 邊境條件邊境條件 當(dāng)按雙參數(shù)模型思索矩形板自在端的邊境條件時(shí)，必當(dāng)按雙參數(shù)模型思索矩形板自在端的邊境條件時(shí)，必需思索集中的板邊反力需思索集中的板邊反力Q和集中的板角反力和集中的板角反力R，Q和和R是由是由于板邊以外的土介質(zhì)的變形引起的，并沿板的邊境出現(xiàn)，于板邊以外的土介質(zhì)的變形引起的，并沿板的邊境出現(xiàn)，可用下式近似表示：可用下式近似表示： 板邊反力：板邊反力： 板角反力：板角反力：)()(22222222xwywDMywxwDMhyhxcplllplbbbpbwGRxwy

30、wwGxQywxwwGyQ43)(21)()()(21)()(2222上式中，上式中， ，下標(biāo)，下標(biāo) b、l 表示板邊，下標(biāo)表示板邊，下標(biāo) c 表示板角。表示板角。對于以下圖所示對稱荷載矩形根底板，在板邊對于以下圖所示對稱荷載矩形根底板，在板邊x=0、2l 和和y=0、2b處的自在邊境條件為：處的自在邊境條件為：板角處的自在邊境條件：板角處的自在邊境條件： 差分方程差分方程 將根底板沿將根底板沿x和和y兩個(gè)方向劃分成等間距的網(wǎng)格，將與兩個(gè)方向劃分成等間距的網(wǎng)格，將與地基接觸的板簡化為在網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)處支撐在有限剛度為地基接觸的板簡化為在網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)處支撐在有限剛度為 k 的的pGk20)(,0)2 ,(

31、)0 ,(0)(,0),2(), 0(2, 02, 0lbyxyyyyblxxyxxxQxMQbxMxMQyMQylMyM扭矩0432cpxywGM雙參數(shù)地基上的彈性板雙參數(shù)地基上的彈性板彈性支座上的板，由于引入了雙參數(shù)，此時(shí)各彈簧之間可彈性支座上的板，由于引入了雙參數(shù)，此時(shí)各彈簧之間可以傳送剪應(yīng)力。以傳送剪應(yīng)力。 先對板的撓曲微分方程進(jìn)展變換：先對板的撓曲微分方程進(jìn)展變換：式中式中 F 為結(jié)點(diǎn)豎向集中力，非節(jié)點(diǎn)上的荷載按靜力等效原為結(jié)點(diǎn)豎向集中力，非節(jié)點(diǎn)上的荷載按靜力等效原那么分配到相鄰節(jié)點(diǎn)上。那么分配到相鄰節(jié)點(diǎn)上。K為地基系數(shù)。上式在任一節(jié)點(diǎn)為地基系數(shù)。上式在任一節(jié)點(diǎn)(i , j)處的差分

32、方程為：處的差分方程為：板中任一節(jié)點(diǎn)板中任一節(jié)點(diǎn)(i , j)上的彎矩差分方程為：上的彎矩差分方程為：wGhKwFwhp2244)(jijijijijijijijijijijijijipjipFwwwwwwwwwwwwGKG, 12,2, 21, 11, 11, 11, 11,1, 1, 1,)()(2)(8()420()()1 (2)()()()1 (2)(1,1, 1, 12,1,1, 1, 12,jijijihjijihjiyjijihjihjijijixwwwwwlDMwwwwwlDM板中任一節(jié)點(diǎn)板中任一節(jié)點(diǎn)(i , j)上的扭矩差分方程為：上的扭矩差分方程為：思索扭矩影響的單位長度上

33、的合成剪力的差分方程為：思索扭矩影響的單位長度上的合成剪力的差分方程為：板邊反力板邊反力Qb(y)、Ql(x) 的差分方程為：的差分方程為：)1 (4)()(1, 11, 11, 11, 12,jijijijihjiyxjixywwwwlDMM)(2()()(3(22)()(2()()(3(22)(1, 11, 11, 11, 12,2,1,1,3,1, 11, 11, 11, 1, 2, 2, 1, 13,jijijijihjijijijihjiyjijijijihjijijijihjixwwwwwwwwlDVwwwwwwwwlDV)(1)()22()()(1)()22()(, 1, 11,

34、1,21,1, 1, 1,2jijijijijipljijijijijipbwwhwwhhwDhGxQwwhwwhhwDhGyQ 在建立上述差分方程時(shí)，除了內(nèi)點(diǎn)外都會(huì)涉及板外虛在建立上述差分方程時(shí)，除了內(nèi)點(diǎn)外都會(huì)涉及板外虛點(diǎn)的撓度，普通可以根據(jù)邊境條件用板上結(jié)點(diǎn)的撓度來表點(diǎn)的撓度，普通可以根據(jù)邊境條件用板上結(jié)點(diǎn)的撓度來表示，使差分方程中不含有虛節(jié)點(diǎn)的撓度。示，使差分方程中不含有虛節(jié)點(diǎn)的撓度。 當(dāng)根底板的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為當(dāng)根底板的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為N時(shí)，最終可以構(gòu)成時(shí)，最終可以構(gòu)成N階線階線性方程組，用矩陣方式可以表示為：性方程組，用矩陣方式可以表示為： 加樁分析加樁分析 上述矩陣方程為未思索樁的差分方程

35、，對于樁筏根底上述矩陣方程為未思索樁的差分方程，對于樁筏根底需求在此根底上進(jìn)展加樁分析。需求在此根底上進(jìn)展加樁分析。 根據(jù)上述板的差分方程及實(shí)踐樁的布置，設(shè)樁的剛度根據(jù)上述板的差分方程及實(shí)踐樁的布置，設(shè)樁的剛度系數(shù)為系數(shù)為Ki，加樁分析時(shí)將相應(yīng)樁位處的，加樁分析時(shí)將相應(yīng)樁位處的Ki疊加到差分系疊加到差分系數(shù)矩陣中，即可求得樁筏根底的差分方程，并進(jìn)一步求得數(shù)矩陣中，即可求得樁筏根底的差分方程，并進(jìn)一步求得筏板內(nèi)力和樁頂反力。筏板內(nèi)力和樁頂反力。FwA 普通樁的荷載普通樁的荷載位移曲線位移曲線Ps曲線呈現(xiàn)明顯的非線曲線呈現(xiàn)明顯的非線性性質(zhì)，為反映樁筏根底的實(shí)踐任務(wù)特性，分析中可以思性性質(zhì)，為反映樁

36、筏根底的實(shí)踐任務(wù)特性，分析中可以思索采用試樁索采用試樁Ps曲線的雙曲線模型來模擬樁筏根底中樁的曲線的雙曲線模型來模擬樁筏根底中樁的非線性性質(zhì)。非線性性質(zhì)。令：令： ，那么有：，那么有：式中式中Ki即為相應(yīng)于沉降即為相應(yīng)于沉降si的單樁剛度系數(shù)，根據(jù)底板的網(wǎng)的單樁剛度系數(shù)，根據(jù)底板的網(wǎng)格劃分及樁頂位置，可以建立樁的剛度矩陣格劃分及樁頂位置，可以建立樁的剛度矩陣 K，該矩陣，該矩陣的階數(shù)為的階數(shù)為NN：底板網(wǎng)格總節(jié)點(diǎn)數(shù)，對于非節(jié)點(diǎn)上的：底板網(wǎng)格總節(jié)點(diǎn)數(shù)，對于非節(jié)點(diǎn)上的樁，可將其剛度分配到周圍的相鄰節(jié)點(diǎn)上；對于無樁節(jié)點(diǎn)，樁，可將其剛度分配到周圍的相鄰節(jié)點(diǎn)上；對于無樁節(jié)點(diǎn)，將樁的剛度矩陣中相應(yīng)的剛度系

37、數(shù)定義為零，然后將樁的將樁的剛度矩陣中相應(yīng)的剛度系數(shù)定義為零，然后將樁的剛度矩陣剛度矩陣K直接疊加究竟板矩陣中，即可得到樁筏根底直接疊加究竟板矩陣中，即可得到樁筏根底的差分矩陣：的差分矩陣：其中，其中，K=A+K、Q=FiiibsasPiibsaK1iiisKPQwK 由于樁的剛度矩陣由于樁的剛度矩陣K確實(shí)定必需依賴樁頂沉降確實(shí)定必需依賴樁頂沉降 si，而而si是一個(gè)隨樁頂荷載而變化的量，所以實(shí)踐計(jì)算過程是是一個(gè)隨樁頂荷載而變化的量，所以實(shí)踐計(jì)算過程是一個(gè)迭代運(yùn)算的過程。一個(gè)迭代運(yùn)算的過程。(3) 內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力計(jì)算 樁筏根底底板的內(nèi)力及樁頂反力的計(jì)算是一個(gè)迭代計(jì)樁筏根底底板的內(nèi)力及樁頂反力的計(jì)

38、算是一個(gè)迭代計(jì)算的過程，迭代求解的步驟為：算的過程，迭代求解的步驟為： 利用差分方程計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的位移利用差分方程計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的位移w； 根據(jù)地基計(jì)算模型求解基底反力及樁頂反力；根據(jù)地基計(jì)算模型求解基底反力及樁頂反力； 根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算板邊、板角的集中反力；根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算板邊、板角的集中反力； 根據(jù)內(nèi)力差分計(jì)算公式計(jì)算底板內(nèi)力；根據(jù)內(nèi)力差分計(jì)算公式計(jì)算底板內(nèi)力； 調(diào)整剛度矩陣，再迭代反復(fù)計(jì)算。調(diào)整剛度矩陣，再迭代反復(fù)計(jì)算。 樁箱根底的內(nèi)力及樁頂反力也可以按上述迭代法同樣樁箱根底的內(nèi)力及樁頂反力也可以按上述迭代法同樣進(jìn)展計(jì)算，計(jì)算時(shí)進(jìn)展計(jì)算，計(jì)算時(shí)D為箱基的抗彎剛度。為箱基的抗彎剛度。 用彈性板法

39、計(jì)算時(shí)，樁頂剛度根據(jù)單樁的用彈性板法計(jì)算時(shí)，樁頂剛度根據(jù)單樁的Ps曲線確曲線確定，由于滿堂群樁的群樁效應(yīng)及樁端平面的附加應(yīng)力疊加定，由于滿堂群樁的群樁效應(yīng)及樁端平面的附加應(yīng)力疊加效應(yīng)，使得中間樁產(chǎn)生沉降軟化效應(yīng)，角樁及邊樁與中間效應(yīng)，使得中間樁產(chǎn)生沉降軟化效應(yīng)，角樁及邊樁與中間樁的樁的Ps曲線存在一定的差別，普通可以思索將單樁試樁曲線存在一定的差別，普通可以思索將單樁試樁曲線按一定比例折減來反映這種效應(yīng)。曲線按一定比例折減來反映這種效應(yīng)。 用差分法計(jì)算樁筏根底的內(nèi)力及樁頂反力，概念比較用差分法計(jì)算樁筏根底的內(nèi)力及樁頂反力，概念比較明確，分析方法簡單，但差分法難以處置比較復(fù)雜的邊境明確，分析方法

40、簡單，但差分法難以處置比較復(fù)雜的邊境條件，目前比較多地用于平面外形比較規(guī)那么的等厚矩形條件，目前比較多地用于平面外形比較規(guī)那么的等厚矩形筏板的計(jì)算。筏板的計(jì)算。(4) 有限單元法有限單元法 相對于有限差分法，樁筏箱根底的有限單元法在相對于有限差分法，樁筏箱根底的有限單元法在邊境條件和計(jì)算對象等方面具有更好的靈敏性。類似于有邊境條件和計(jì)算對象等方面具有更好的靈敏性。類似于有限差分法，樁筏箱根底的有限元分析也是在板的有限限差分法，樁筏箱根底的有限元分析也是在板的有限元分析的根底上，在剛度矩陣中加上樁的剛度，建立樁元分析的根底上，在剛度矩陣中加上樁的剛度，建立樁-土土-筏板的整體剛度矩陣。筏板的整體

41、剛度矩陣。 根本方程根本方程 根據(jù)筏板根底的有限元方程，可以建立樁筏根底的有根據(jù)筏板根底的有限元方程，可以建立樁筏根底的有限元方程：限元方程：其中，其中，K為根底剛度，為根底剛度，Kb為上部構(gòu)造剛度，為上部構(gòu)造剛度，Ksp為樁土為樁土支撐體系的剛度矩陣，支撐體系的剛度矩陣，Sb為上部構(gòu)造對根底接觸面邊境為上部構(gòu)造對根底接觸面邊境節(jié)點(diǎn)的等效荷載。節(jié)點(diǎn)的等效荷載。bbspSQUKKK 假設(shè)不思索上部的共同作用，僅思索根底與地基的共假設(shè)不思索上部的共同作用，僅思索根底與地基的共同作用，那么上述方程可以簡化為：同作用，那么上述方程可以簡化為： 求解上述方程，即可確定樁筏根底各單元的變形與應(yīng)求解上述方程

42、，即可確定樁筏根底各單元的變形與應(yīng)力，進(jìn)一步確定各點(diǎn)的位移與內(nèi)力。力，進(jìn)一步確定各點(diǎn)的位移與內(nèi)力。 樁土支撐體系的剛度矩陣樁土支撐體系的剛度矩陣 建立思索根底建立思索根底-地基共同作用的有限元分析模型的關(guān)地基共同作用的有限元分析模型的關(guān)鍵點(diǎn)在于樁鍵點(diǎn)在于樁-土支撐體系剛度矩陣的建立，也是決議計(jì)算土支撐體系剛度矩陣的建立，也是決議計(jì)算結(jié)果能否準(zhǔn)確的控制要素。不僅與所選擇的地基模型有關(guān)，結(jié)果能否準(zhǔn)確的控制要素。不僅與所選擇的地基模型有關(guān)，還與群樁效應(yīng)等要素有關(guān)，相互之間存在復(fù)雜的作用過程。還與群樁效應(yīng)等要素有關(guān)，相互之間存在復(fù)雜的作用過程。當(dāng)假定樁當(dāng)假定樁-土符合線彈性或理想彈塑性模型時(shí)，可以以下

43、土符合線彈性或理想彈塑性模型時(shí)，可以以下方法建立樁土支撐體系的剛度矩陣。方法建立樁土支撐體系的剛度矩陣。QUKKsp 在平面上將基底界面劃分為假設(shè)干個(gè)矩形單元，取各在平面上將基底界面劃分為假設(shè)干個(gè)矩形單元，取各單元角點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，共有單元角點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，共有m個(gè)樁頂節(jié)點(diǎn)，個(gè)樁頂節(jié)點(diǎn)，n個(gè)基底土節(jié)點(diǎn)，個(gè)基底土節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)數(shù)為節(jié)點(diǎn)數(shù)為N=m+n，樁與樁、樁與土、土與樁、土與土之，樁與樁、樁與土、土與樁、土與土之間的相互作用按以下圖方式確定：間的相互作用按以下圖方式確定：樁樁-土體系的相互影響土體系的相互影響 通常，直接建立樁土共同作用的剛度矩陣比較困難，通常，直接建立樁土共同作用的剛度矩陣比較困難，普通是建

44、立樁土共同作用的柔度矩陣，經(jīng)過逆矩陣的運(yùn)算普通是建立樁土共同作用的柔度矩陣，經(jīng)過逆矩陣的運(yùn)算得到剛度矩陣。有限元方程為以下方式：得到剛度矩陣。有限元方程為以下方式：其中，其中，W為樁土支承體系的節(jié)點(diǎn)豎向位移向量，為樁土支承體系的節(jié)點(diǎn)豎向位移向量，R為為相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的反力向量，相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的反力向量，為樁土支承體系的柔度矩陣，為樁土支承體系的柔度矩陣，可以用分塊矩陣表示：可以用分塊矩陣表示：p：樁對樁包括樁本身的位移影響系數(shù)矩陣，可以用：樁對樁包括樁本身的位移影響系數(shù)矩陣，可以用明德林公式積分求得；明德林公式積分求得； sp：樁對土的位移影響系數(shù)矩陣，：樁對土的位移影響系數(shù)矩陣，用明德林公式求得；用明德

45、林公式求得；ps：土對樁的位移影響系數(shù)矩陣，：土對樁的位移影響系數(shù)矩陣，根據(jù)位移互等定理，根據(jù)位移互等定理，ps=sp ； s：土對土的位移影響系：土對土的位移影響系數(shù)矩陣，普通用布辛奈斯克公式求解，當(dāng)埋深與寬度比超數(shù)矩陣，普通用布辛奈斯克公式求解，當(dāng)埋深與寬度比超越一定值時(shí)，可以用明德林公式計(jì)算。越一定值時(shí)，可以用明德林公式計(jì)算。QWssppsp 對柔度矩陣求逆矩陣，即可得到樁土體系的支承剛度對柔度矩陣求逆矩陣，即可得到樁土體系的支承剛度矩陣：矩陣：將確定的樁土支承剛度將確定的樁土支承剛度Ksp代入有限元方程，即可計(jì)算代入有限元方程，即可計(jì)算樁筏根底的位移，并進(jìn)一步計(jì)算內(nèi)力及反力。樁筏根底的

46、位移，并進(jìn)一步計(jì)算內(nèi)力及反力。6、樁筏根底的驗(yàn)算、樁筏根底的驗(yàn)算 樁筏箱根底的驗(yàn)算主要包括根底的豎向承載力驗(yàn)樁筏箱根底的驗(yàn)算主要包括根底的豎向承載力驗(yàn)算、程度荷載驗(yàn)算、根底底板的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算、底板抗沖算、程度荷載驗(yàn)算、根底底板的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算、底板抗沖切承載力驗(yàn)算、部分承壓強(qiáng)度驗(yàn)算及根底沉降計(jì)算等。切承載力驗(yàn)算、部分承壓強(qiáng)度驗(yàn)算及根底沉降計(jì)算等。(1) 程度荷載驗(yàn)算程度荷載驗(yàn)算 對于樁筏箱根底的程度荷載驗(yàn)算，目前主要是采對于樁筏箱根底的程度荷載驗(yàn)算，目前主要是采用一些簡化計(jì)算方法進(jìn)展計(jì)算。用一些簡化計(jì)算方法進(jìn)展計(jì)算。ssppspspspKKKKKK1， 抗程度滑移驗(yàn)算抗程度滑移驗(yàn)算 主要驗(yàn)算樁筏

47、箱根底在程度荷載作用下底板的主要驗(yàn)算樁筏箱根底在程度荷載作用下底板的抗程度滑移的平安性?？钩潭然频钠桨残?。 樁筏根底樁筏根底 對于根底埋深較淺、外墻不能可靠地接受被動(dòng)土壓對于根底埋深較淺、外墻不能可靠地接受被動(dòng)土壓力的樁筏根底，程度總荷載設(shè)計(jì)值力的樁筏根底，程度總荷載設(shè)計(jì)值H將由樁全部承當(dāng)：將由樁全部承當(dāng)：其中，其中，Rui為第為第 i 根樁能接受的樁頂程度荷載，根樁能接受的樁頂程度荷載，K為平安為平安系數(shù)，普通取為系數(shù)，普通取為3。由于承臺(tái)底與土能夠脫開，筏底摩擦。由于承臺(tái)底與土能夠脫開，筏底摩擦力可不予思索。力可不予思索。 樁箱根底樁箱根底 普通箱型根底的埋深都比較大，在樁周土不過于脆普

48、通箱型根底的埋深都比較大，在樁周土不過于脆弱弱niuiRKH1脆弱的條件下，根底抗滑移承載力可以計(jì)入側(cè)面被動(dòng)土壓脆弱的條件下，根底抗滑移承載力可以計(jì)入側(cè)面被動(dòng)土壓力的作用，程度總荷載設(shè)計(jì)值由樁頂及箱型根底側(cè)壁被動(dòng)力的作用，程度總荷載設(shè)計(jì)值由樁頂及箱型根底側(cè)壁被動(dòng)土壓力的合力共同承當(dāng)：土壓力的合力共同承當(dāng)：為平安起見，普通不思索箱型根底兩側(cè)壁與土體之間的摩為平安起見，普通不思索箱型根底兩側(cè)壁與土體之間的摩擦力。擦力。PRKHniui1樁筏根底抗程度滑移驗(yàn)算樁筏根底抗程度滑移驗(yàn)算樁箱根底抗程度滑移驗(yàn)算樁箱根底抗程度滑移驗(yàn)算 樁頂荷載分配樁頂荷載分配 對于總的程度荷載和力矩的分配，常用簡化方法進(jìn)對于

49、總的程度荷載和力矩的分配，常用簡化方法進(jìn)展荷載分配，假定底板的剛度遠(yuǎn)大于樁的剛度，在各單樁展荷載分配，假定底板的剛度遠(yuǎn)大于樁的剛度，在各單樁條件一樣的情況下，每根樁接受的程度荷載相等。條件一樣的情況下，每根樁接受的程度荷載相等。 樁頂程度荷載的分配主要有以下幾種情況：樁頂程度荷載的分配主要有以下幾種情況：樁頂程度荷載分配的計(jì)算簡圖樁頂程度荷載分配的計(jì)算簡圖 橫向樁排橫向樁排 橫向樁排對應(yīng)于采用梁式承臺(tái)的樁基，且程度力作用橫向樁排對應(yīng)于采用梁式承臺(tái)的樁基，且程度力作用方向和力矩作用平面與樁排中心連線垂直，此時(shí)，各樁頂方向和力矩作用平面與樁排中心連線垂直，此時(shí)，各樁頂平均分配的程度力及力矩分別為：

50、平均分配的程度力及力矩分別為： 縱向樁排縱向樁排 縱向樁排為梁式承臺(tái)的另一種陳列方式，對于樁頂剛縱向樁排為梁式承臺(tái)的另一種陳列方式，對于樁頂剛接的情況，仍可以按上述平均分配的方法進(jìn)展分配。假設(shè)接的情況，仍可以按上述平均分配的方法進(jìn)展分配。假設(shè)樁頂為鉸接，總程度荷載按各樁平均分配計(jì)算，而力矩那樁頂為鉸接，總程度荷載按各樁平均分配計(jì)算，而力矩那么轉(zhuǎn)換為樁頂豎向荷載，按下式計(jì)算：么轉(zhuǎn)換為樁頂豎向荷載，按下式計(jì)算：nMMnHHii/,/2iiyixxMnGFN 滿堂布樁滿堂布樁 對于樁筏箱根底，需分配的總程度為：對于樁筏箱根底，需分配的總程度為：為平安起見，無論為平安起見，無論P(yáng)為多大，為多大，H必需

51、大于必需大于0.3H，當(dāng)?shù)?，?dāng)?shù)装迤矫鎯?nèi)無扭矩作用總程度力經(jīng)過底板平面的形心時(shí)，板平面內(nèi)無扭矩作用總程度力經(jīng)過底板平面的形心時(shí)，可沿程度力作用方向?qū)⒏追譃榧僭O(shè)干縱向樁排，然后按可沿程度力作用方向?qū)⒏追譃榧僭O(shè)干縱向樁排，然后按上述排樁的方法再作進(jìn)一步的分配。上述排樁的方法再作進(jìn)一步的分配。(2) 底板抗剪承載力驗(yàn)算底板抗剪承載力驗(yàn)算 對于筏板根底，當(dāng)樁頂彎矩很大，底板厚度相對較小對于筏板根底，當(dāng)樁頂彎矩很大，底板厚度相對較小時(shí)，由彎矩引起的底板剪應(yīng)力能夠較大，與樁頂豎向反力時(shí)，由彎矩引起的底板剪應(yīng)力能夠較大，與樁頂豎向反力引起的剪力疊加后，應(yīng)思索底板抗剪承載力。引起的剪力疊加后，應(yīng)思索底板抗

52、剪承載力。 樁頂彎矩在底板部分區(qū)域引起的剪力樁頂彎矩在底板部分區(qū)域引起的剪力 底板在樁頂豎向力底板在樁頂豎向力N的作用下的作用下N為扣除底板自重的為扣除底板自重的樁頂凈反力能夠的斜向破裂面為一環(huán)繞柱的棱柱面子。樁頂凈反力能夠的斜向破裂面為一環(huán)繞柱的棱柱面子。PKHH樁頂周圍底板的剪切計(jì)算簡圖樁頂周圍底板的剪切計(jì)算簡圖(a) 樁頂周圍最危險(xiǎn)剪切面表示圖；樁頂周圍最危險(xiǎn)剪切面表示圖；(b) 豎向力引起的剪應(yīng)力分布豎向力引起的剪應(yīng)力分布(c) 部分彎矩引起的剪應(yīng)力；部分彎矩引起的剪應(yīng)力；(d) 剪應(yīng)力疊加后的結(jié)果剪應(yīng)力疊加后的結(jié)果這種破壞普通作為沖切剪力思索，破壞面可以假定垂直于這種破壞普通作為沖切

53、剪力思索，破壞面可以假定垂直于板面，平均周長為板面，平均周長為um，每邊距樁邊間隔為，每邊距樁邊間隔為h0/2，剪應(yīng)力，剪應(yīng)力沿圖中的中截面沿圖中的中截面-、-均布。均布。 樁頂彎矩樁頂彎矩M的一部分由中截面的一部分由中截面-以彎矩的方以彎矩的方式作用于底板，另一部分式作用于底板，另一部分vM那么由截面那么由截面-以剪力的以剪力的方式傳給底板，剪應(yīng)力在截面方式傳給底板，剪應(yīng)力在截面-中心線上的分布見上中心線上的分布見上圖中圖中c，其大小為：，其大小為：式中式中v稱為剪力傳送的彎矩比例系數(shù)。稱為剪力傳送的彎矩比例系數(shù)。01huNm0201232111,85. 0hchcIMxvpvc1、c2為順

54、彎矩方向與垂直于彎矩方向的柱邊長度，為順彎矩方向與垂直于彎矩方向的柱邊長度，x為為剪切面上剪切面上-計(jì)算點(diǎn)距剪切面中心的間隔，其最大計(jì)算點(diǎn)距剪切面中心的間隔，其最大值為值為c，Ip為剪切面對其形心的極慣性矩。因此，為剪切面對其形心的極慣性矩。因此，2的最的最大值為：大值為： 截面截面-上中心軸處的剪應(yīng)力為：上中心軸處的剪應(yīng)力為： 其最大值為：其最大值為：Ip及及um的計(jì)算樁的分布有關(guān)：的計(jì)算樁的分布有關(guān)： 中間樁中間樁根據(jù)以下圖中根據(jù)以下圖中a，可以得到：，可以得到：pvIMc85. 02)()(21xx21max021422hccum中間樁、邊樁和角樁的計(jì)算簡圖中間樁、邊樁和角樁的計(jì)算簡圖(

55、a) 中間樁；中間樁；(b) 邊樁；邊樁；(c) 角樁角樁極慣性矩為：極慣性矩為： 對于多數(shù)筏板厚度不大的情況下，對于多數(shù)筏板厚度不大的情況下，Ip中的第二項(xiàng)影響較小，中的第二項(xiàng)影響較小，往往可以忽略不計(jì)，那么：往往可以忽略不計(jì)，那么： 邊樁邊樁根據(jù)上圖中根據(jù)上圖中b，可以得到：，可以得到：假設(shè)略去假設(shè)略去b值不計(jì)，當(dāng)力矩作用面平行于底板外邊線時(shí)：值不計(jì)，當(dāng)力矩作用面平行于底板外邊線時(shí)：)(21)2)(12)(12)( 20120102001303010hcchchchhchhchIIIyxp)43(3)(/021010hcchchcIp021222hbccum)46(6)(/021010hc

56、chchcIp力矩作用面垂直于底板外邊線：力矩作用面垂直于底板外邊線： 角樁角樁根據(jù)上圖中根據(jù)上圖中c，可以得到：，可以得到：假設(shè)略去假設(shè)略去b、b1值不計(jì)，有：值不計(jì)，有： 剪應(yīng)力校核剪應(yīng)力校核通常，直接驗(yàn)算混凝土構(gòu)件中某點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度是比較困難通常，直接驗(yàn)算混凝土構(gòu)件中某點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度是比較困難的，為簡化起見偏于平安，假定沿的，為簡化起見偏于平安，假定沿A=umh0面積上的面積上的剪應(yīng)力均布，都是最大剪應(yīng)力：剪應(yīng)力均布，都是最大剪應(yīng)力：)542(12)(/021010hcchchcIp1021bbhccum)2(6)(/021010hcchchcIp21max那么根據(jù)滿足抗剪承載力要求：那么根

57、據(jù)滿足抗剪承載力要求： 即：即：上式中，上式中，fc為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。(3) 底板的抗沖切驗(yàn)算底板的抗沖切驗(yàn)算 平板式樁筏根底的底板抗沖切驗(yàn)算主要是板上構(gòu)造柱平板式樁筏根底的底板抗沖切驗(yàn)算主要是板上構(gòu)造柱和板下樁對底板的沖切驗(yàn)算?？梢愿鶕?jù)樁及上部柱墻的布和板下樁對底板的沖切驗(yàn)算。可以根據(jù)樁及上部柱墻的布置分為受基樁的沖切與受群樁的沖切兩種情況驗(yàn)算。置分為受基樁的沖切與受群樁的沖切兩種情況驗(yàn)算。 受基樁沖切受基樁沖切樁筏根底底板受基樁沖切的承載力驗(yàn)算公式為：樁筏根底底板受基樁沖切的承載力驗(yàn)算公式為：其中，其中，Nl 為不計(jì)承臺(tái)和其上土重，在荷載效應(yīng)根本組合為

58、不計(jì)承臺(tái)和其上土重，在荷載效應(yīng)根本組合下，基樁或復(fù)合基樁的凈反力設(shè)計(jì)值。下，基樁或復(fù)合基樁的凈反力設(shè)計(jì)值。AfAVc07. 0maxcmcmfhufhu07. 007. 0max0max000)8(.2hfhbNthpplbph0沖切破壞錐體沖切破壞錐體受基樁沖切受基樁沖切45 受群樁沖切驗(yàn)算受群樁沖切驗(yàn)算樁筏根底底板受群樁沖切的承載力驗(yàn)算公式為：樁筏根底底板受群樁沖切的承載力驗(yàn)算公式為：其中，其中，Nl 為不計(jì)承臺(tái)和其上土重，在荷載效應(yīng)根本組為不計(jì)承臺(tái)和其上土重，在荷載效應(yīng)根本組合下，沖切錐體內(nèi)各基樁或復(fù)合基樁反力設(shè)計(jì)值之和。合下，沖切錐體內(nèi)各基樁或復(fù)合基樁反力設(shè)計(jì)值之和。 對于柱墻根部受彎

59、矩較大的情況，應(yīng)思索其根部彎對于柱墻根部受彎矩較大的情況，應(yīng)思索其根部彎矩在沖切錐面上產(chǎn)生的附加剪力驗(yàn)算底板受柱墻的沖矩在沖切錐面上產(chǎn)生的附加剪力驗(yàn)算底板受柱墻的沖切承載力，計(jì)算方法可按切承載力，計(jì)算方法可按JGJ6-99的有關(guān)規(guī)定進(jìn)展。的有關(guān)規(guī)定進(jìn)展。 當(dāng)柱荷載較大，等厚度的底板難于滿足沖切承載力當(dāng)柱荷載較大，等厚度的底板難于滿足沖切承載力要求時(shí)，可以在底板上增設(shè)柱墩或在底板下部分增厚來提要求時(shí)，可以在底板上增設(shè)柱墩或在底板下部分增厚來提高底板的抗沖切承載力。高底板的抗沖切承載力。Nli 2ox(by aoy) oy(bx aox) hpft hobph0沖切破壞錐體沖切破壞錐體受群樁沖切受

60、群樁沖切bxa0 xa0 xabcda0ya0ybysa(4) 部分承壓強(qiáng)度驗(yàn)算部分承壓強(qiáng)度驗(yàn)算 對于樁墻下樁基，當(dāng)?shù)装宓幕炷翉?qiáng)度低于柱對于樁墻下樁基，當(dāng)?shù)装宓幕炷翉?qiáng)度低于柱墻的強(qiáng)度等級時(shí)，應(yīng)按下式驗(yàn)算底板的部分承壓承載墻的強(qiáng)度等級時(shí)，應(yīng)按下式驗(yàn)算底板的部分承壓承載力：力：式中，式中，F(xiàn)l 為部分受壓面上作用的部分荷載或部分壓力設(shè)為部分受壓面上作用的部分荷載或部分壓力設(shè)計(jì)值；計(jì)值；為混凝土部分受壓的強(qiáng)度提高系數(shù)；為混凝土部分受壓的強(qiáng)度提高系數(shù)；Al 為混凝土為混凝土部分受壓面積；部分受壓面積； Aln為混凝土部分受壓凈面積；為混凝土部分受壓凈面積； Ab 為部為部分受壓時(shí)的計(jì)算底面積，根據(jù)