樁基工程：第三章抗壓群樁.ppt

1、2 巖石巖石土荷載傳遞荷載傳遞群樁承載力是否等于單樁承載力之和？群樁承載力是否等于單樁承載力之和？ 實(shí)際工程中樁基礎(chǔ)是由多根基實(shí)際工程中樁基礎(chǔ)是由多根基樁組成，上部由承臺(tái)連接。由三根樁組成，上部由承臺(tái)連接。由三根和三根以上的樁組成的樁基礎(chǔ)稱為和三根以上的樁組成的樁基礎(chǔ)稱為群樁基礎(chǔ)群樁基礎(chǔ)。作用：作用：1、加強(qiáng)土層、加強(qiáng)土層 2、將荷載傳遞到更深土層中、將荷載傳遞到更深土層中4 n端承型群樁的荷載傳遞端承型群樁的荷載傳遞 樁底持力層剛硬，樁的貫入量小。樁底持力層剛硬，樁的貫入量小。，不必考慮群樁效應(yīng)。不必考慮群樁效應(yīng)。 n摩擦型群樁的荷載傳遞摩擦型群樁的荷載傳遞 樁頂作用荷載通過側(cè)阻傳至樁周土體

2、，并經(jīng)樁頂作用荷載通過側(cè)阻傳至樁周土體，并經(jīng)擴(kuò)散使樁底壓力分布范圍比樁身截面大很多。當(dāng)擴(kuò)散使樁底壓力分布范圍比樁身截面大很多。當(dāng)樁距小于某距離樁距小于某距離時(shí)（時(shí)（一般為一般為6d），樁底應(yīng)力擴(kuò)散），樁底應(yīng)力擴(kuò)散面積交叉重疊，與原來單樁端應(yīng)力疊加，使群樁面積交叉重疊，與原來單樁端應(yīng)力疊加，使群樁樁底地基所受壓應(yīng)力比單樁大，為滿足樁底地基樁底地基所受壓應(yīng)力比單樁大，為滿足樁底地基壓應(yīng)力不超過地基承載力，故壓應(yīng)力不超過地基承載力，故第一節(jié)第一節(jié) 群樁的荷載傳遞特性與破壞模式群樁的荷載傳遞特性與破壞模式5 規(guī)范規(guī)范 4.1.2 4.1.2 條條 ：港口工程樁基規(guī)范港口工程樁基規(guī)范（JTS167- 4

3、 -12） 第一節(jié)第一節(jié) 群樁的荷載傳遞特性與破壞模式群樁的荷載傳遞特性與破壞模式6 n群樁破壞模式群樁破壞模式 當(dāng)樁數(shù)量及入土深度一定，當(dāng)當(dāng)樁數(shù)量及入土深度一定，當(dāng)樁距樁距 3d 時(shí)，樁間土?xí)r，樁間土被樁完全夾住，形成被樁完全夾住，形成實(shí)體深基礎(chǔ)實(shí)體深基礎(chǔ) 整體破壞。整體破壞。 當(dāng)當(dāng)6d 樁距樁距 3d 時(shí)時(shí), ,由各根樁局部刺入破壞，進(jìn)而導(dǎo)由各根樁局部刺入破壞，進(jìn)而導(dǎo)致群樁破壞；粘性土首先是外角樁受荷達(dá)到最大值，刺入致群樁破壞；粘性土首先是外角樁受荷達(dá)到最大值，刺入變形，再逐步發(fā)展到全部基樁變形，再逐步發(fā)展到全部基樁刺入破壞刺入破壞。 第一節(jié)第一節(jié) 群樁的荷載傳遞特性與破壞模式群樁的荷載傳

4、遞特性與破壞模式單樁豎向承載力特征值累加法單樁豎向承載力特征值累加法 當(dāng)群樁的基樁為當(dāng)群樁的基樁為時(shí)，其承載力為各單樁承時(shí)，其承載力為各單樁承載力之和。載力之和。 當(dāng)基樁為當(dāng)基樁為時(shí)，由于應(yīng)力疊加，其承載力小時(shí)，由于應(yīng)力疊加，其承載力小于單樁承載力之和。于單樁承載力之和。群樁承載力群樁承載力與與各單樁承載力之和各單樁承載力之和的比值稱為的比值稱為 或或 表示。表示。 該法有該法有應(yīng)力擴(kuò)散法應(yīng)力擴(kuò)散法與與等效實(shí)體法等效實(shí)體法兩種計(jì)算模式。兩種計(jì)算模式。工民建與道橋行業(yè)多采用實(shí)體深基礎(chǔ)法工民建與道橋行業(yè)多采用實(shí)體深基礎(chǔ)法。max11/32 tanssAdsl maxssmax1A 9 1. 1.群

5、樁效率（折減）系數(shù)群樁效率（折減）系數(shù) ( ( ) )和沉降比和沉降比 當(dāng)樁距當(dāng)樁距3D S pci - p0ipi 5 10 cm30cm 1.0d 15cm 50cmd彎曲破壞彎曲破壞沖切破壞沖切破壞斜壓破壞斜壓破壞純剪破壞純剪破壞樁基承臺(tái)的受力及破壞形式可參考上圖的淺基礎(chǔ)：柱下鋼樁基承臺(tái)的受力及破壞形式可參考上圖的淺基礎(chǔ)：柱下鋼筋混凝土基礎(chǔ)筋混凝土基礎(chǔ) 樁基承臺(tái)按照樁基承臺(tái)按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行進(jìn)行 。（1 1）柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)：）柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)：四四 承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)iixyNM 多柱矩形承臺(tái)的彎矩計(jì)算截面取在多柱矩形承臺(tái)的彎矩計(jì)算截面取在iiyxNM

6、式中：式中： Mx、 My 分別為垂直于分別為垂直于 x 軸和軸和 y 軸方向計(jì)算截面處軸方向計(jì)算截面處 的彎矩設(shè)計(jì)值；的彎矩設(shè)計(jì)值； xi、 y i 分別為垂直于分別為垂直于 y 軸和軸和 x 軸到相應(yīng)的計(jì)算截面軸到相應(yīng)的計(jì)算截面 線的距離；線的距離； Ni 當(dāng)不考慮承臺(tái)效應(yīng)時(shí)第當(dāng)不考慮承臺(tái)效應(yīng)時(shí)第 i 根樁豎向總反力設(shè)計(jì)值。根樁豎向總反力設(shè)計(jì)值。 iixyNM iiyxNM （2 2）箱形承臺(tái)和筏形承臺(tái)：）箱形承臺(tái)和筏形承臺(tái)：見有關(guān)參考文獻(xiàn)見有關(guān)參考文獻(xiàn)四四 承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3 3）柱下條形承臺(tái)梁：）柱下條形承臺(tái)梁：承臺(tái)梁按彈性地基梁計(jì)算承臺(tái)梁按彈性地基梁計(jì)算（4 4）墻下條形承

7、臺(tái)梁：）墻下條形承臺(tái)梁：按倒置彈性地基梁計(jì)算按倒置彈性地基梁計(jì)算 柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)沖切破壞方式包括柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)沖切破壞方式包括柱對(duì)承臺(tái)的沖切柱對(duì)承臺(tái)的沖切和和角樁對(duì)承臺(tái)的沖切角樁對(duì)承臺(tái)的沖切。自柱（墻）邊和承臺(tái)變階自柱（墻）邊和承臺(tái)變階處至相應(yīng)樁頂邊緣所構(gòu)成的截錐體。錐體斜面與承臺(tái)底面夾處至相應(yīng)樁頂邊緣所構(gòu)成的截錐體。錐體斜面與承臺(tái)底面夾角不小于角不小于4545。 為通過為通過柱柱邊（墻邊）與邊（墻邊）與樁樁邊連線形成的邊連線形成的：抗剪寬度為：承臺(tái)寬度抗剪寬度為：承臺(tái)寬度bx或長度或長度by。柱對(duì)承臺(tái)的沖切計(jì)算柱對(duì)承臺(tái)的沖切計(jì)算00c0c00c00c00c00c)()(2)(2)(22)

8、2(22)2(2hahabhahhab/hahh/habbAxyxyxcyc 自柱（墻）邊和承臺(tái)變階處至相應(yīng)樁頂邊自柱（墻）邊和承臺(tái)變階處至相應(yīng)樁頂邊緣所構(gòu)成的截錐體。緣所構(gòu)成的截錐體。為通過為通過柱柱邊（墻邊）與邊（墻邊）與樁樁邊連線形成的邊連線形成的，抗剪寬度為：承臺(tái)寬度，抗剪寬度為：承臺(tái)寬度 b0y 或長度或長度 b0 x 。四四 承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （示意圖見前）（示意圖見前）thp000y0c0 x)()( 2fhahabFxcyl ilNFF 受沖切計(jì)算受沖切計(jì)算 式中：式中： Fl 為扣除承臺(tái)及以上填土自重，為扣除承臺(tái)及以上填土自重， 上相應(yīng)于荷上相應(yīng)于荷 載效應(yīng)基本組合的

9、載效應(yīng)基本組合的； h0 為沖切破壞錐體的有效高度；為沖切破壞錐體的有效高度； ft 混凝土抗拉強(qiáng)度；混凝土抗拉強(qiáng)度； hp 為受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，按有關(guān)規(guī)定取值；為受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，按有關(guān)規(guī)定取值； 0 x、 0y 為沖跨比，為沖跨比， 0 x= a0 x/h0 ，0y= a0y/h0 ; 當(dāng)當(dāng) a0 x（a0y） 0.2 h0 時(shí)時(shí), 取取a0 x（a0y）= h0 F 為作用于承臺(tái)頂?shù)呢Q向荷載設(shè)計(jì)值；為作用于承臺(tái)頂?shù)呢Q向荷載設(shè)計(jì)值； Ni 為沖切破壞錐體范圍內(nèi)各樁的凈反力設(shè)計(jì)為沖切破壞錐體范圍內(nèi)各樁的凈反力設(shè)計(jì) 值之和。值之和。00c0c00c00c00c00c)(

10、)(2)(2)(22)2(22)2(2hahabhahhab/hahh/habbAxyxyxcyc )20(84000y./.y )20(84000./.xx 四四 承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （示意圖見前）（示意圖見前）0thp111121)2(c)2(2hfaacNxyyxl ）（205600 x11.h.x （對(duì)位于（對(duì)位于柱沖切破壞錐體以外柱沖切破壞錐體以外的基樁，按的基樁，按下式計(jì)算該承臺(tái)受基樁沖切的承載力）下式計(jì)算該承臺(tái)受基樁沖切的承載力） 式中：式中： Nl 為扣除承臺(tái)及以上填土自重后的為扣除承臺(tái)及以上填土自重后的相應(yīng)于荷相應(yīng)于荷 載效應(yīng)基本載效應(yīng)基本 組合的組合的；(角樁的凈反力

11、角樁的凈反力) 1x、 1y 分別為角樁沖切系數(shù)；分別為角樁沖切系數(shù)； c1、c2 分別為從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣的距離；分別為從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣的距離； a1x、a1y 分別為從角樁內(nèi)邊緣引分別為從角樁內(nèi)邊緣引45沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊 緣的水平距離；緣的水平距離； hp 、h0 、ft 含義同前。含義同前。 （2 2）四樁（含四樁）以上矩形承臺(tái)）四樁（含四樁）以上矩形承臺(tái)計(jì)算計(jì)算）（205600y11y.h. 為通過為通過柱柱邊（墻邊）與邊（墻邊）與樁樁邊連線形成的邊連線形成的，抗剪寬度為：承臺(tái)寬度，抗剪寬度為：承臺(tái)寬度 b0y 或長度或長度

12、 b0 x 。四四 承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （示意圖見前）（示意圖見前）00thbfVhs 01751. （柱下（柱下柱基獨(dú)立承臺(tái)的抗剪計(jì)算在小剪跨柱基獨(dú)立承臺(tái)的抗剪計(jì)算在小剪跨比的條件下具有深梁特征比的條件下具有深梁特征） 1 1）剪切破壞面為通過）剪切破壞面為通過柱柱邊（墻邊）與邊（墻邊）與樁樁邊連線形成的斜截面邊連線形成的斜截面2 2）斜截面受承載力按下式驗(yàn)算）斜截面受承載力按下式驗(yàn)算 式中：式中： V 為扣除承臺(tái)及以上填土自重后相應(yīng)于荷為扣除承臺(tái)及以上填土自重后相應(yīng)于荷 載效應(yīng)基本載效應(yīng)基本 組合時(shí)斜截組合時(shí)斜截 面的最大剪力面的最大剪力； 為剪切系數(shù)；為剪切系數(shù)；b0 、 h0 承

13、臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算寬度與高度；承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算寬度與高度； hs 為受剪切承載力截面高度影響系數(shù)，為受剪切承載力截面高度影響系數(shù)， 計(jì)算截面的剪跨比，計(jì)算截面的剪跨比， x = ax /h0，y = ay /h0；ax、ay為柱邊為柱邊（墻邊）（墻邊） 或承臺(tái)變階處至或承臺(tái)變階處至 x、y 方向計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離，方向計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離， 當(dāng)當(dāng) 3時(shí)，取時(shí)，取3.0。410hs)800(h/ No結(jié)構(gòu)、地質(zhì)和環(huán)境資料結(jié)構(gòu)、地質(zhì)和環(huán)境資料樁型、樁長、斷面樁型、樁長、斷面樁數(shù)和布置樁數(shù)和布置驗(yàn)算單樁承載力驗(yàn)算單樁承載力樁基沉降驗(yàn)算樁基沉降驗(yàn)算承臺(tái)與樁身設(shè)計(jì)計(jì)算承臺(tái)與樁身設(shè)計(jì)計(jì)算

14、設(shè)計(jì)結(jié)束設(shè)計(jì)結(jié)束單樁承載力特征值單樁承載力特征值RaNo荷載、持力層、相鄰建筑荷載、持力層、相鄰建筑根據(jù)施工條件決定樁根據(jù)施工條件決定樁型型根據(jù)持力層深度確定根據(jù)持力層深度確定樁長樁長根據(jù)荷載大小決定樁根據(jù)荷載大小決定樁截面截面樁端進(jìn)入持力層深度：樁端進(jìn)入持力層深度：13d，進(jìn)入較好巖體，進(jìn)入較好巖體0.5m。樁端下持力層。樁端下持力層厚度厚度 4d。根據(jù)第二節(jié)的方法確根據(jù)第二節(jié)的方法確定單樁承載力特征值定單樁承載力特征值1單樁的靜載荷試驗(yàn)單樁的靜載荷試驗(yàn)2 其他現(xiàn)場試驗(yàn)其他現(xiàn)場試驗(yàn)3原位測試原位測試4 經(jīng)驗(yàn)方法經(jīng)驗(yàn)方法初估樁數(shù)初估樁數(shù)nFk 豎向荷載效應(yīng)的標(biāo)豎向荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合準(zhǔn)組合Gk

15、設(shè)計(jì)地面下承臺(tái)底設(shè)計(jì)地面下承臺(tái)底面以上結(jié)構(gòu)和土的自面以上結(jié)構(gòu)和土的自重，容重用重，容重用20kN/m3樁距樁距 摩擦樁一般摩擦樁一般3d擴(kuò)底灌注樁擴(kuò)底灌注樁擴(kuò)底直徑擴(kuò)底直徑的的1.5倍倍群樁承載力合力作用群樁承載力合力作用點(diǎn)與長期荷載的重心點(diǎn)與長期荷載的重心重合重合akkRGFn 承載力驗(yàn)算采用正常承載力驗(yàn)算采用正常使用極限狀態(tài)下荷載使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合沉降驗(yàn)算采用正常使沉降驗(yàn)算采用正常使用極限狀態(tài)下荷載效用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合應(yīng)的準(zhǔn)永久組合承臺(tái)和樁身強(qiáng)度驗(yàn)算承臺(tái)和樁身強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)采用正常使用極限時(shí)采用正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合本組

16、合承臺(tái)尺寸、厚度承臺(tái)尺寸、厚度承臺(tái)的抗沖切、抗彎、承臺(tái)的抗沖切、抗彎、抗剪驗(yàn)算抗剪驗(yàn)算鋼筋混凝土樁的配筋鋼筋混凝土樁的配筋等設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)54 （1 1）基底總荷載不超過樁基承載力與樁間土分擔(dān)荷載的總和；）基底總荷載不超過樁基承載力與樁間土分擔(dān)荷載的總和；（2 2）地基計(jì)算變形量小于建筑物容許變形值；）地基計(jì)算變形量小于建筑物容許變形值；（3 3）滿足水平荷載作用下建筑物抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性要求。）滿足水平荷載作用下建筑物抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性要求。 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是根據(jù)荷載、地質(zhì)及水文等條件，擬定承臺(tái)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是根據(jù)荷載、地質(zhì)及水文等條件，擬定承臺(tái)標(biāo)高和尺寸、樁材料、直徑、長度、數(shù)量和在平面上的排標(biāo)高

17、和尺寸、樁材料、直徑、長度、數(shù)量和在平面上的排列等。設(shè)計(jì)過程中要滿足力學(xué)與使用功能上的需求，同時(shí)列等。設(shè)計(jì)過程中要滿足力學(xué)與使用功能上的需求，同時(shí)要考慮技術(shù)上的可能性和是否經(jīng)濟(jì)等因素。要考慮技術(shù)上的可能性和是否經(jīng)濟(jì)等因素。55 樁型選擇需考慮因素包括地質(zhì)條件、建筑物荷載條件、結(jié)樁型選擇需考慮因素包括地質(zhì)條件、建筑物荷載條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、打樁與施工條件等，還需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。確定構(gòu)特點(diǎn)、打樁與施工條件等，還需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。確定樁型時(shí)應(yīng)避免同一建筑物同時(shí)采用端承樁和摩擦樁樁型時(shí)應(yīng)避免同一建筑物同時(shí)采用端承樁和摩擦樁 。 樁的長度指從承臺(tái)底面至樁端的距離，再考慮樁頂嵌入樁的長度指從承臺(tái)底面至樁端

18、的距離，再考慮樁頂嵌入承臺(tái)深度和樁尖尺寸，所以確定樁長主要是確定樁端持力層承臺(tái)深度和樁尖尺寸，所以確定樁長主要是確定樁端持力層和樁端進(jìn)入持力層深度。堅(jiān)硬巖層、中密以上的砂層，及孔和樁端進(jìn)入持力層深度。堅(jiān)硬巖層、中密以上的砂層，及孔隙比小于隙比小于0.7、壓縮系數(shù)小于、壓縮系數(shù)小于0.25Mpa，液性指數(shù)小于，液性指數(shù)小于1.0的的粘性土都可做樁基持力層。粘性土都可做樁基持力層。豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)56 樁端進(jìn)入持力層的深度根據(jù)地質(zhì)條件、荷載及施工工藝確樁端進(jìn)入持力層的深度根據(jù)地質(zhì)條件、荷載及施工工藝確定，宜為樁身直徑定，宜為樁身直徑 的的13倍。灌注樁在黏性土、粉土中不

19、宜倍。灌注樁在黏性土、粉土中不宜小于小于2 d ，砂土不宜小于，砂土不宜小于1.5 d，在碎土類土中不宜小于，在碎土類土中不宜小于 1 d，當(dāng)，當(dāng)存軟弱下臥層時(shí)，樁基以下硬持力層的厚度一般不宜小于存軟弱下臥層時(shí)，樁基以下硬持力層的厚度一般不宜小于3d ；嵌巖樁嵌入完整和較完整的未風(fēng)化、微風(fēng)化和中等風(fēng)化硬質(zhì)嵌巖樁嵌入完整和較完整的未風(fēng)化、微風(fēng)化和中等風(fēng)化硬質(zhì)巖體的最小深度不宜小于巖體的最小深度不宜小于0.5 m。 當(dāng)硬持力層較厚，且施工條件許可時(shí)，樁端全斷面進(jìn)入持當(dāng)硬持力層較厚，且施工條件許可時(shí)，樁端全斷面進(jìn)入持力層的深度力層的深度。 確定樁的長度時(shí)，還應(yīng)同時(shí)考慮樁的制作、運(yùn)輸、沉樁設(shè)確定樁的長

20、度時(shí)，還應(yīng)同時(shí)考慮樁的制作、運(yùn)輸、沉樁設(shè)備的能力等因素。備的能力等因素。豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)57 初步設(shè)計(jì)時(shí)單樁豎向承載力特征值可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算；重初步設(shè)計(jì)時(shí)單樁豎向承載力特征值可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算；重要的工程，應(yīng)通過單樁靜載荷試驗(yàn)確定。要的工程，應(yīng)通過單樁靜載荷試驗(yàn)確定。 樁數(shù)可按上部結(jié)構(gòu)荷載和單根樁豎向承載力特征值確定。樁數(shù)可按上部結(jié)構(gòu)荷載和單根樁豎向承載力特征值確定。中心荷載時(shí)，樁數(shù)中心荷載時(shí)，樁數(shù) 按下式計(jì)算：按下式計(jì)算： 式中：式中：為相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)作用于樁基承臺(tái)頂面的為相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)作用于樁基承臺(tái)頂面的豎向力設(shè)計(jì)值；豎向力設(shè)計(jì)值；為樁基承臺(tái)自

21、重及承臺(tái)上土自重標(biāo)準(zhǔn)值；為樁基承臺(tái)自重及承臺(tái)上土自重標(biāo)準(zhǔn)值；為單樁豎向承載力特征值。為單樁豎向承載力特征值。aRGFn 豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 偏心荷載時(shí)，由于樁基中各項(xiàng)受力不均勻，因此應(yīng)適當(dāng)增偏心荷載時(shí)，由于樁基中各項(xiàng)受力不均勻，因此應(yīng)適當(dāng)增加樁數(shù)量，增加數(shù)量為按上式確定的樁數(shù)加樁數(shù)量，增加數(shù)量為按上式確定的樁數(shù)（10% 20%）。）。 以上選定的樁數(shù)在經(jīng)過平面布置和單樁受力驗(yàn)算后，可能有以上選定的樁數(shù)在經(jīng)過平面布置和單樁受力驗(yàn)算后，可能有增減。樁的布置間距：樁的最小中心距應(yīng)符合下增減。樁的布置間距：樁的最小中心距應(yīng)符合下 “樁的最小樁的最小中心距中心距” 規(guī)定。對(duì)于大

22、規(guī)定。對(duì)于大面積樁群，尤其是擠土樁，樁的最小中面積樁群，尤其是擠土樁，樁的最小中心心距宜按表列數(shù)值適當(dāng)加大。擴(kuò)底灌注樁除應(yīng)符合表距宜按表列數(shù)值適當(dāng)加大。擴(kuò)底灌注樁除應(yīng)符合表“樁的最小中樁的最小中心距心距”要求外，尚應(yīng)滿足下要求外，尚應(yīng)滿足下 “灌注樁灌注樁最小中心距最小中心距” 規(guī)規(guī)定。定。豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 非擠土非擠土 / 部分?jǐn)D土灌注樁部分?jǐn)D土灌注樁3.0 d / 3.5 d3.0 d擠土擠土灌注樁灌注樁穿越非飽和土穿越非飽和土4.0 d3.5 d穿越飽和軟土穿越飽和軟土4.5 d4.0 d擠土預(yù)制樁擠土預(yù)制樁3.5 d3.0 d打入式敞口管樁和打入式敞口管樁和

23、 H 形鋼樁形鋼樁3.5 d3.0 d豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)60 2、設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)步驟鉆、挖孔擴(kuò)底樁鉆、挖孔擴(kuò)底樁 2.0 D 或或 D + 2 m ( 當(dāng)當(dāng) D 2 m 時(shí)時(shí) ) 1.5 D 或或 D + 1.5 m ( 當(dāng)當(dāng) D 2 m 時(shí)時(shí) ) 沉管沉管夯擴(kuò)夯擴(kuò)灌注樁灌注樁 非飽和土非飽和土 2.2 D 且且 4.0 d 2.0 D 且且 3.5 d 飽和軟土飽和軟土 2.5 D 且且 4.5 d 2.2 D 且且 4.0 d 豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2、設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)步驟 樁的排列方式可采用行列式或梅花形布置，如下圖所示。樁的排列方式可采用行

24、列式或梅花形布置，如下圖所示。對(duì)受力條件而言，梅花形布置即第二行錯(cuò)半個(gè)樁中心距排列較對(duì)受力條件而言，梅花形布置即第二行錯(cuò)半個(gè)樁中心距排列較好；對(duì)施工方便而言，行列式簡單。布樁時(shí)應(yīng)力求各樁受力均好；對(duì)施工方便而言，行列式簡單。布樁時(shí)應(yīng)力求各樁受力均勻，并做到既發(fā)揮每根樁的作用，又節(jié)約承臺(tái)材料和方便施工。勻，并做到既發(fā)揮每根樁的作用，又節(jié)約承臺(tái)材料和方便施工。yyx(a)(b)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 樁承臺(tái)的作用是把多根樁聯(lián)接成一整體，共同承受上部荷樁承臺(tái)的作用是把多根樁聯(lián)接成一整體，共同承受上部荷載，同時(shí)把上部結(jié)構(gòu)荷載通過樁承臺(tái)傳到各根樁樁頂。應(yīng)驗(yàn)算載，同時(shí)把上部結(jié)構(gòu)荷載通

25、過樁承臺(tái)傳到各根樁樁頂。應(yīng)驗(yàn)算低樁承臺(tái)中的各單樁豎向承載力，有樁基中心受壓與偏心受壓低樁承臺(tái)中的各單樁豎向承載力，有樁基中心受壓與偏心受壓兩種驗(yàn)算方法，方法見前兩種驗(yàn)算方法，方法見前。 把群樁視為假想實(shí)體深基礎(chǔ)，驗(yàn)算樁底擴(kuò)散平面的地基強(qiáng)把群樁視為假想實(shí)體深基礎(chǔ)，驗(yàn)算樁底擴(kuò)散平面的地基強(qiáng)度，方法見前；樁基沉降驗(yàn)算采用單向壓縮分層總和法，方法度，方法見前；樁基沉降驗(yàn)算采用單向壓縮分層總和法，方法見前。見前。豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)63 對(duì)于鋼筋混凝土預(yù)制樁，根據(jù)樁在起吊、運(yùn)輸、錘擊應(yīng)力對(duì)于鋼筋混凝土預(yù)制樁，根據(jù)樁在起吊、運(yùn)輸、錘擊應(yīng)力 以及工作受壓條件最不利情況下，進(jìn)行樁身強(qiáng)度

26、及抗裂度計(jì)算。以及工作受壓條件最不利情況下，進(jìn)行樁身強(qiáng)度及抗裂度計(jì)算。 考慮預(yù)制樁吊運(yùn)時(shí)可能受到振動(dòng)和沖擊的影響，計(jì)算吊運(yùn)考慮預(yù)制樁吊運(yùn)時(shí)可能受到振動(dòng)和沖擊的影響，計(jì)算吊運(yùn) 彎矩和吊運(yùn)拉力時(shí)可將樁身自重乘以彎矩和吊運(yùn)拉力時(shí)可將樁身自重乘以1.5 的動(dòng)力系數(shù)。的動(dòng)力系數(shù)。 樁基礎(chǔ)承臺(tái)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，能將各樁連成整體，并樁基礎(chǔ)承臺(tái)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，能將各樁連成整體，并 能將上部結(jié)構(gòu)荷載可靠地傳給各個(gè)基樁。能將上部結(jié)構(gòu)荷載可靠地傳給各個(gè)基樁。豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)64 樁基礎(chǔ)承臺(tái)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，能將各樁連成整體，樁基礎(chǔ)承臺(tái)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，能將各樁連成整體，

27、并能將上部結(jié)構(gòu)荷載可靠地傳給各樁。并能將上部結(jié)構(gòu)荷載可靠地傳給各樁。 承臺(tái)的平面尺寸按樁的平面布置確定，邊樁的中心距離承承臺(tái)的平面尺寸按樁的平面布置確定，邊樁的中心距離承臺(tái)邊不應(yīng)小于樁的直徑。承臺(tái)的厚度按臺(tái)邊不應(yīng)小于樁的直徑。承臺(tái)的厚度按及及條件確定，條件確定，一般不小于一般不小于 30 cm，混凝土標(biāo)號(hào)不低于，混凝土標(biāo)號(hào)不低于 C15。沖切計(jì)算時(shí)，包。沖切計(jì)算時(shí)，包括括和和兩種情況。兩種情況。 承臺(tái)的配筋按內(nèi)力計(jì)算確定。墻下樁基為梁式承臺(tái)，可按承臺(tái)的配筋按內(nèi)力計(jì)算確定。墻下樁基為梁式承臺(tái)，可按連續(xù)梁計(jì)算；柱下單獨(dú)樁基承臺(tái)，或整個(gè)建筑物下片筏板加樁連續(xù)梁計(jì)算；柱下單獨(dú)樁基承臺(tái)，或整個(gè)建筑物下片

28、筏板加樁基，為板式承臺(tái)，其配筋可按雙向正交板計(jì)算?；?，為板式承臺(tái)，其配筋可按雙向正交板計(jì)算。豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)65 （一）（一） 基本資料基本資料 （1）作用到基礎(chǔ)面處的柱荷載。軸向力）作用到基礎(chǔ)面處的柱荷載。軸向力N = 2850 KN ,彎矩彎矩M = 395 KNm ?；A(chǔ)頂面距離設(shè)計(jì)地面。基礎(chǔ)頂面距離設(shè)計(jì)地面0.5 m ，承臺(tái)底面埋深，承臺(tái)底面埋深 D = 2.0 m 。 （2）場地地基土。建設(shè)場地表層為松散雜填土，厚）場地地基土。建設(shè)場地表層為松散雜填土，厚 2.0 m ，以下為灰色黏土，厚以下為灰色黏土，厚8.5 m，再下為灰黃色粉質(zhì)黏土，未穿透。，再下為

29、灰黃色粉質(zhì)黏土，未穿透。土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見下表土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見下表3。地下水位在地面以下。地下水位在地面以下2.0 m。 （3）進(jìn)行了樁的靜載荷試驗(yàn)，其）進(jìn)行了樁的靜載荷試驗(yàn)，其 Q s 曲線如圖曲線如圖2 所示。所示。 豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)豎向荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)4= 50NMaQ雜 填 土d灰 色 黏 土灰 黃 色 粉 質(zhì)黏 土bc土層名稱土層名稱層層厚厚hi (m)( %)(kN/m)GeL%p%IpILSr(%)c(KPa)/。1-2(MPa-1)Es(MPa)FaKPa人工填土人工填土（雜填土）（雜填土）2.016.0黏土黏土（灰色）（灰色）8.538.218.92.731

30、.038.218.419.81.095.618200.414.88110粉質(zhì)黏土粉質(zhì)黏土（灰黃色）（灰黃色）4.03.65.226.719.62.710.7532.717.7150.696.512210.257.08.212.022067 3 3、例、例 題：題：設(shè)計(jì)鋼筋混凝土預(yù)制樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)鋼筋混凝土預(yù)制樁基礎(chǔ)（3）進(jìn)行了樁的靜載荷試驗(yàn)，其）進(jìn)行了樁的靜載荷試驗(yàn)，其 Q s 曲線如下圖所示。曲線如下圖所示。 荷重荷重 Q (KN)沉降量沉降量S (mm)4= 50NMaQ雜 填 土d灰 色 黏 土灰 黃 色 粉 質(zhì)黏 土bc68 根據(jù)地基條件和施工設(shè)備，采用鋼筋砼預(yù)制方樁，以灰黃根據(jù)地基條件和

31、施工設(shè)備，采用鋼筋砼預(yù)制方樁，以灰黃色粉質(zhì)黏土作為樁基持力層，樁的全斷面（樁尖處斷面最大的色粉質(zhì)黏土作為樁基持力層，樁的全斷面（樁尖處斷面最大的位置）進(jìn)入持力層位置）進(jìn)入持力層1.45 m，樁頂伸入承臺(tái)，樁頂伸入承臺(tái)5 cm，則樁長，則樁長 l = 10m，樁截面尺寸取樁截面尺寸取 30 cm30 cm。 樁材料：混凝土樁材料：混凝土 C30，HRB335鋼筋鋼筋 416，承臺(tái)砼，承臺(tái)砼 C20。69 （1） fc = 15N/mm2 ; c = 0.7 Ap = 300300 = 90000 (mm2) 則則 Ra = Ap fc c= 90000150.7 = 945000 N = 945

32、 (kN) (2) 在在Q - s 曲線上，按曲線上，按“發(fā)生明顯陡降的起點(diǎn)（第二拐點(diǎn)）所對(duì)發(fā)生明顯陡降的起點(diǎn)（第二拐點(diǎn)）所對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載應(yīng)的前一級(jí)荷載”定出單樁極限承載力定出單樁極限承載力Qu = 550KN。則單樁豎向。則單樁豎向承載力特征值為承載力特征值為 = 275 (kN)荷重荷重 Q (KN)沉降量沉降量S (mm)70 樁尖承載力樁尖承載力：灰黃色粉質(zhì)黏土，：灰黃色粉質(zhì)黏土，IL = 0.6，如圖深度為，如圖深度為12m，查表求得查表求得 qpk = 968 kPa。 樁側(cè)土的摩阻力樁側(cè)土的摩阻力： 灰色黏土層，灰色黏土層，IL= 1.0，屬軟塑，屬軟塑，qs1k = 15 2

33、0 kPa，取，取 qs1k = 15 kPa。 灰黃色粉質(zhì)黏土層，灰黃色粉質(zhì)黏土層，IL= 0.6，屬可塑，屬可塑，qs2k = 25 kPa。則。則 Ra = upqsikli + qpk Ap = 40.3 (158.5 + 251.45) + 9680.32 = 283.6 (kN) 由以上三種計(jì)算結(jié)果，確定取用單樁豎向承載力特征值為：由以上三種計(jì)算結(jié)果，確定取用單樁豎向承載力特征值為： 71 設(shè)樁承臺(tái)平面尺寸為設(shè)樁承臺(tái)平面尺寸為2.63.6m，F(xiàn) = 2850 kN， 承臺(tái)和覆土重承臺(tái)和覆土重G = 2.63.6220 = 374 kN 則樁數(shù)：則樁數(shù)： = 1.1( F + G )

34、 /Ra = 1.1 ( 2850 + 374 )/ 275 = 12.90，取，取 n = 12 根根 樁中心距樁中心距 s = (3 6 ) d = 0.9 1.8 m，設(shè)計(jì)中，對(duì)于短樁，設(shè)計(jì)中，對(duì)于短樁取取 s = 1.0m。樁按行列式布置，承臺(tái)平面布置和尺寸如圖所示。樁按行列式布置，承臺(tái)平面布置和尺寸如圖所示72 （五）樁基中各樁受力驗(yàn)算（五）樁基中各樁受力驗(yàn)算 各樁平均軸向壓力各樁平均軸向壓力 p = ( F + G ) /n = ( 2850 + 2.63.6220 ) / 12 = 268.7 kN Ra = 275 kN 單樁最大和最小軸向力：單樁最大和最小軸向力： 滿足要求。

35、滿足要求。 kN33021kN9 .222kN5 .3141.50.565151423957268222maxminmax aiyR.xxMnGFpp）（彎矩算至彎矩算至承臺(tái)底承臺(tái)底73 以以 = /4 = 20/4 = 5（見右圖）（見右圖）, 從樁頂外圍向下從樁頂外圍向下 擴(kuò)散傳布?jí)毫?，擴(kuò)散傳布?jí)毫Γ?擴(kuò)散面積擴(kuò)散面積 A ）（200m3620044045(m)0445tan959232tan2(m)0455tan959233tan2.baA.lbb.laa 4= 50NMaQ雜 填 土d灰 色 黏 土灰 黃 色 粉 質(zhì)黏 土bc74 樁尖標(biāo)高以上土的平均容重為樁尖標(biāo)高以上土的平均容重為

36、m = ( 162 + 8.98.5 + 9.61.45 ) /11.95 = 10.2 kN/m3 樁尖處樁尖處灰黃色粉質(zhì)黏土的承載力特征值灰黃色粉質(zhì)黏土的承載力特征值，查表可得：，查表可得： fak = 220 kPa 一般粉質(zhì)黏土，查表得寬度修正系數(shù)一般粉質(zhì)黏土，查表得寬度修正系數(shù)b = 0.3，深度修正系數(shù)，深度修正系數(shù)d= 1.5，則經(jīng)，則經(jīng)修正后灰黃色粉質(zhì)黏土的承載力特征值修正后灰黃色粉質(zhì)黏土的承載力特征值 fa 為：為： kPa183985095112105130446930220503mdbaka.dbff 樁尖處擴(kuò)大面積樁尖處擴(kuò)大面積A 以上、以上、abcd體積的基礎(chǔ)自重體積

37、的基礎(chǔ)自重G：近似取承：近似取承臺(tái)、樁、土混合重度為臺(tái)、樁、土混合重度為 = 20kN/m3， ，則，則 G = 4.045.04(220 + 9.95 ) = 2840 (kN) 基礎(chǔ)底面基礎(chǔ)底面A上的壓力：上的壓力： 中心荷載作用時(shí)，滿足：中心荷載作用時(shí)，滿足： p = ( F + G ) A = ( 2850 + 2840 ) / 20.36 = 279.4 (kPa) fa = 398.18 kPa 偏心荷載作用時(shí)，滿足：偏心荷載作用時(shí)，滿足： kPa8147721kPa23066045044514239542792max.f./.WMAGFpayyk （ 樁尖平面處平均壓力：樁尖平面

38、處平均壓力： p = 279.4 kPa 樁尖平面處土的自重壓力：樁尖平面處土的自重壓力： pc = 2.016 + 8.58.9 + 1.459.6 = 121.6 (kPa) 附加應(yīng)力：附加應(yīng)力： p0 = ppc = 279.4121.6 = 157.8 (kPa) 沉降計(jì)算過程及結(jié)果列于后表：沉降計(jì)算過程及結(jié)果列于后表：)zz(EpEAAsss1i1iiisi0si1ii1iii 第第 i 層：層： sssnii 1 壓縮層變形：壓縮層變形： 1）沉降計(jì)算的分層厚度沉降計(jì)算的分層厚度 ： z = 2 4 m，或，或 z 0.4 倍基礎(chǔ)寬度倍基礎(chǔ)寬度; 2) 沉降計(jì)算深度沉降計(jì)算深度 ：

39、（a）采用）采用“變形比法變形比法”：最后一個(gè)分層：最后一個(gè)分層zn的變形值應(yīng)滿的變形值應(yīng)滿足足 sn 0.025 ( b ) 采用附加應(yīng)力與自重應(yīng)力比值法：計(jì)算深度處應(yīng)滿足采用附加應(yīng)力與自重應(yīng)力比值法：計(jì)算深度處應(yīng)滿足 z /c= 0.2 (一般黏土一般黏土) 或或0.1（軟黏土）（軟黏土） nis1i 表表2 沉沉 降降 量量 計(jì)計(jì) 算算 表表izi(m)a/b = (5.04/ 2) / (4.04/ 2) = 1.25Esi(kPa)p0 / Esi si = ( p0 / Esi ) (zi ai zi-1ai-1) (m)zi /b aizi aizi ai zi-1 ai-101

40、23402.256.1510.3511.3501.263.045.125.621.000.8940.5810.3990.37102.283.574.134.212.281.290.560.087000820012000120000.02260.01930.01320.01325.15310-22.49010-20.73910-20.10510-2 由于由于 s4 / si = 0.105/ 8.487 = 0.012，計(jì)算至樁尖下，計(jì)算至樁尖下11.35 m 的壓縮層下限已滿足要求。的壓縮層下限已滿足要求。取沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)p = 1.1，樁基最終沉降量樁基最終沉降量 S = p S

41、i = 1.18.497 = 9.35 (cm) 承臺(tái)設(shè)計(jì)、樁強(qiáng)度驗(yàn)算略。承臺(tái)設(shè)計(jì)、樁強(qiáng)度驗(yàn)算略。 基礎(chǔ)底面至基礎(chǔ)底面至 zi 和和 z i -1 范圍內(nèi)豎向平均范圍內(nèi)豎向平均 附加應(yīng)力系數(shù)，根據(jù)附加應(yīng)力系數(shù)，根據(jù) p0 分布特征（矩形、分布特征（矩形、 三角形）三角形） 查有關(guān)表格確定。查有關(guān)表格確定。1ii 、a i 值值4，為什么？，為什么？土層名稱土層名稱層厚層厚 hi (m)Es (MPa)fa ( KPa )人工填土（雜填土）人工填土（雜填土）2.0黏土（灰色）黏土（灰色）8.54.88110粉質(zhì)黏土（灰黃色）粉質(zhì)黏土（灰黃色）4.03.65.27.08.212.0220 從地表面至樁尖處共從地表面至樁尖處共11.95 m 深，樁尖進(jìn)入粉質(zhì)黏土層深，樁尖進(jìn)入粉質(zhì)黏土層1.45m，樁尖以下粉質(zhì)黏土層的深度為，樁尖以下粉質(zhì)黏土層的深度為: (4 -1.45）+ 3.6 + 5.2 = 2.55 + 3.6 + 5.2 = 11.35 m所以有：所以有：zi =