巖土工程深基礎(chǔ)之樁基礎(chǔ)詳解179圖文

基礎(chǔ)工程（第5章樁基礎(chǔ)）1第5章樁基礎(chǔ)5.1概述5.2豎向荷載下單樁的工作性能5.3單樁的豎向承載力

5.4單樁的水平承載力5.5群樁基礎(chǔ)的變形和樁頂內(nèi)力計算

5.6群樁基礎(chǔ)的承載力和沉降檢算5.7樁基礎(chǔ)設(shè)計25.1概述5.1.1樁基礎(chǔ)及其應(yīng)用5.1.2樁和樁基的分類5.1.3樁的質(zhì)量檢驗5.1.4樁基的設(shè)計原則3深基礎(chǔ)——埋置深度比較大，而且往往需要采用特殊的施工方法做成的基礎(chǔ)。深基礎(chǔ)與淺基礎(chǔ)的區(qū)別：1）埋置深度比較大；2）施工方法特殊；3）荷載傳遞方式與淺基礎(chǔ)有明顯差異。深基礎(chǔ)的類型：（見下圖）樁基礎(chǔ)是深基礎(chǔ)的代表。5.1.1樁基礎(chǔ)及其應(yīng)用4一、基礎(chǔ)的類型（復(fù)習(xí)）5橋梁工程中的樁基礎(chǔ)6建筑工程中的樁基礎(chǔ)7

8沉箱的施工過程9地下連續(xù)墻井箱基礎(chǔ)10沉井井與與樁樁基基的的組組合合11二、、樁樁與與樁樁基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的概概念念樁完全全或或部部分分設(shè)設(shè)置置于于土土面面以以下下，，以以豎豎直直方方向向為為主主，，可可通通過其側(cè)壁和下下端將荷載傳傳至周圍土體體和深層地基基的受力桿件。樁基礎(chǔ)以樁為主體構(gòu)構(gòu)成的深基礎(chǔ)礎(chǔ)，簡稱樁基基。樁基礎(chǔ)是一種種重要的基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式。。和別的基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相比，，樁基礎(chǔ)具有有承載力高、沉沉降小而均勻勻、用料較省省、機械化程程度高而且能能夠廣泛適用用于各類地層層條件的突出優(yōu)點。。樁基礎(chǔ)在各類類建筑工程中中得到了極為為廣泛的應(yīng)用用，特別是當當上部結(jié)構(gòu)的的荷載復(fù)雜而而巨大，而淺淺部土層狀態(tài)態(tài)不佳時，樁樁基礎(chǔ)更成為為設(shè)計師的首首要考慮對象象。樁基礎(chǔ)的造價價相對較高。。在基礎(chǔ)選型型時，一般應(yīng)應(yīng)優(yōu)先選用淺淺基礎(chǔ)。12三．樁與樁基基礎(chǔ)的發(fā)展歷歷史1982年在智利發(fā)掘掘的文化遺址址所見到的樁樁大約距今有有12000年至14000年。1973年，考古工作作者在浙江余余姚的河姆渡渡發(fā)現(xiàn)了7000年前的木樁。。131419世紀20年代，人們開開始使用鑄鐵鐵板樁。20世紀初，隨著著冶金業(yè)的進進步，美國和和歐洲開始使使用各種形式式的型鋼制作作樁基礎(chǔ)。鋼筋混凝土樁樁在20世紀初葉問世世。我國在20世紀50年代開始生產(chǎn)產(chǎn)鋼筋混凝土土預(yù)制樁和預(yù)預(yù)應(yīng)力鋼筋混混凝土樁。中國的鉆孔灌灌注樁首先出出現(xiàn)在河南。。隨著成樁工藝藝的進步，為為提高灌注樁樁的承載力，，又出現(xiàn)了樁樁端和樁身局局部擴大的各各種形式的擴擴孔樁以及對對灌注樁進行行各種處理的的新工藝。伴伴隨著各種新新工藝和新技技術(shù)的引入，，樁基礎(chǔ)這種種古老的基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式又又煥發(fā)了新的的生命活力，，并以前所未未有的速度發(fā)發(fā)展和變化著著，在工程建建設(shè)中充當著著越來越重要要的角色。155.1.2樁和樁基的分分類1.樁的類型（1）按使用功能能分類1）豎向抗壓樁樁——以承受豎向抗抗壓荷載為主主的樁，包括括摩擦樁、端端承樁和中間間類型的樁。。（p.125）2）豎向抗拔樁樁：主要承受受豎向上拔荷荷載的樁。3）水平受荷樁樁：主要承受受水平荷載的的樁。4）復(fù)合受荷樁樁（也稱為縱縱橫彎曲樁））：承受豎向向和水平荷載載均較大的樁樁。16（2）按施工方法法分類1）預(yù)制樁：預(yù)預(yù)先制作好樁樁體，然后使使用各種機械械將其沉入土土層中（p.126）。2）灌注樁：用各各種方法預(yù)先先成孔，然后后灌注混凝土土而形成樁體體（p.127）。3）其它樁：如如鉆孔插入樁樁，壓力灌漿漿樁。要求較好地了了解前兩類樁樁的施工方法法。17（3）按樁的設(shè)置置效應(yīng)分類1）擠土樁：成成樁過程中對對土體有較大大排擠和擾動動。在不同的的土層中有不不同的效果，，要注意在軟軟土中易于引引起危害。此此類樁型主要要有打入或靜靜壓的實心樁樁和閉口管樁樁。2）部分擠土樁樁：成樁過程程中對土體有有明顯排擠和和擾動，但不不如擠土樁強強烈。此類樁樁主要有打入入或靜壓的H型樁和開口管管樁、螺旋鉆鉆孔樁和沖孔孔樁。3）非擠土樁：：成樁過程中中對土體沒有有排擠作用的的樁。相應(yīng)的的樁型為鉆、、挖孔樁。18（4）按樁的材料料分類1）混凝土樁：：包括普通鋼鋼筋混凝土樁樁和預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋混凝土樁樁。2）鋼樁：常用用鋼管樁和H型樁。3）木樁：用木木材制作而成成。目前很少少使用。4）組合樁：用用兩種或兩種種以上材料做做成的樁?？煽梢虻刂埔思蛹右赃x取。19（5）按樁的直徑徑分類1）大直徑樁：直直徑大于800mm的樁。2）中等直徑樁樁：直徑大于于250mm但小于800mm的樁。3）小樁：直徑徑小于250mm的樁。還有一些分類類方式，比如如按樁的截面面形式、樁軸軸線的方位等等。202.樁基礎(chǔ)的類型型（1）按樁的數(shù)量量分類1）單樁基礎(chǔ)2）群樁基礎(chǔ)（2）按承臺位置置分類1）高承臺樁基基2）低承臺樁基基（3）按承臺形式式分類1）板式承臺（（矩形、三角角形）2）條形承臺（（十字交叉、、環(huán)形）3）沉井、箱形形、筏板215.1.3樁的質(zhì)量檢驗驗樁基礎(chǔ)屬于隱隱蔽工程，加加之施工工藝藝特殊，故易易于出現(xiàn)質(zhì)量量問題，因此此必須加強質(zhì)質(zhì)量監(jiān)督和檢檢驗。常用檢驗方法法如下：1）開挖檢驗2）抽芯檢驗3）聲波透射法法4）靜載試驗5）各類動力檢檢驗法225.1.4樁基的設(shè)計原原則《建筑樁基技術(shù)術(shù)規(guī)范》規(guī)定，建筑樁樁基采用概率率極限狀態(tài)設(shè)設(shè)計法。樁基的極限狀狀態(tài)區(qū)分為兩兩類：1）承載能力極極限狀態(tài)2）正常使用極限限狀態(tài)建筑樁基按其其破壞后果的的嚴重性分為為三個安全等等級（表5-2）。建筑樁基按其其安全等級和和地基的土質(zhì)質(zhì)情況進行不不同內(nèi)容的檢檢算（p.131）235.2豎向荷載下單單樁的工作性性能5.2.1樁的荷載傳遞遞5.2.2樁的荷載傳遞遞的一般規(guī)律律5.2.3單樁的破壞模模式5.2.4樁側(cè)負摩阻力力24樁受荷載的作作用產(chǎn)生向下下的位移，同同時通過樁土土間的摩擦力力帶動樁周的的環(huán)形土體向向下運動，這這種運動通過過土體間的剪剪應(yīng)變一環(huán)一一環(huán)地向外擴擴散，直到離離樁心比較遠遠的位置時才才收斂為零。。另外，當樁樁向下運動而而使樁端土層層產(chǎn)生壓縮時時，樁端土也也會產(chǎn)生相應(yīng)應(yīng)的抗力。這這兩種抗力合合稱為軸力樁樁的土阻抗。一般而言，，樁的土阻抗抗由樁身位移移而產(chǎn)生，隨隨其發(fā)展而增增長，一直到到其極限。如如果外荷載繼繼續(xù)增加，樁樁土體系便進進入破壞狀態(tài)態(tài)。對樁取脫離體體，根據(jù)靜力力平衡關(guān)系，，有當荷載達到極極限時，上式式改寫為5.2.1樁的荷載傳遞遞（5-1）（5-2）25a)變形示示意b)影響范范圍樁側(cè)土土的變變形示示意26樁受軸向向荷載作作用時的的基本分分析圖式式如圖5-9。設(shè)樁的的截面積積為A，截面周長長為u，由微元元體的平平衡，可可以寫出出下列方方程：化簡后得得到dz段的壓縮縮變形為為：代入式（（5-4），得：：（5-4）（5-3）27圖5-9單樁軸向向荷載傳傳遞的基基本分析析圖式28寫成標準準形式，，為：上式即為為樁土體體系荷載載傳遞分分析的基基本微分分方程，，如果已已知z的分布，，理論上上可通過過該式的的積分求求得樁身身各截面面的位移移和軸向向力沿樁樁身的分分布，分分別如圖圖5-9(c)和(e)所示。式中291）承受豎豎向壓力力的樁，，樁上部部的摩阻阻力首先先發(fā)揮，，隨時間間或荷載載的增加加，摩阻阻力逐漸漸向下發(fā)發(fā)展，樁樁端阻力力也逐漸漸發(fā)揮。。2）發(fā)揮極極限側(cè)摩摩阻力所所需的位位移su對于黏性性土一般般約為5~10mm，對于砂類類土一般般約為10~20mm，但并非定定值。3）充分發(fā)發(fā)揮樁端端阻力需需要較大大的樁端端位移，，并與持持力層性性質(zhì)、上上覆荷載載大小及及樁徑有有關(guān)。4）在粘性性土中的的樁，其其樁側(cè)摩摩阻力的的分布隨隨時間由由樁身上上部逐漸漸向下部部轉(zhuǎn)移，，樁端阻阻力也隨隨時間逐逐漸增大大。5.2.2樁的荷載載傳遞的的一般規(guī)規(guī)律305）樁端土土與樁周周土的剛剛度比Eb/Es愈小，樁樁身軸力力沿深度度衰減愈愈快。6）隨樁土土剛度比比Ep/Es的增大，，傳遞至至樁端的的荷載增增大。7）隨樁的的長徑比比L/d增大，傳傳遞至樁樁端的荷荷載減小小，樁身身下部側(cè)側(cè)阻發(fā)揮揮值也相相應(yīng)降低低。8）隨樁端端擴徑比比D/d增大，樁樁端阻力力分擔的的荷載比比則愈大大。樁的側(cè)摩摩阻和樁樁的端阻阻均存在在深度效效應(yīng)。31單樁在軸軸向荷載載的作用用下的破破壞模式式取決于于樁周土土的抗剪剪強度、、樁端支支承情況況、樁的的尺寸以以及樁的的類型等等條件。。一般認為為典型的的破壞模模式有樁樁材破壞壞和地基基土破壞壞兩大類類，如圖圖5-10所示。如如詳細區(qū)區(qū)分還有有一類，，樁、土土之間的的界面破破壞。5.2.3單樁的破破壞模式式圖5-10軸向荷載載下基樁樁的破壞壞模式321.負摩阻力力的概念念2.負摩阻力力的分布布特性3.負摩阻力力的確定定4.減小負摩摩阻力的的工程措措施5.2.4樁側(cè)負摩摩阻力331.負摩阻力力的概念念當樁周土土體的沉沉降速率率（或沉沉降量））大于樁樁的下沉沉速率（（或沉降降量）時時，樁側(cè)側(cè)土體將將對樁產(chǎn)產(chǎn)生與樁樁的位移移方向一一致的摩摩擦力，，即負摩摩阻力。。工程中中常見下下列情形形：1）樁側(cè)土土層的大大面積地地下水位位下降；；2）樁側(cè)附附近大面面積堆載載；3）樁側(cè)有有較厚的的欠固結(jié)結(jié)土層或或新填土土；4）在飽和和軟土中中打下密密集的樁樁群時；；5）位于濕濕陷性黃黃土、季季節(jié)性凍凍土或可可液化土土層的樁樁。342.負摩阻力力的分布布特性中性點——在樁的某某一深度度ln以上，樁樁受負摩摩阻力作作用；在在ln深度以下下，土對對樁產(chǎn)生生正摩阻阻力。在在ln深度處的的摩阻力力為零，，稱該點點為中性性點。中中性點處處樁身軸軸力最大大。影響中性性點深度度ln的因素主主要有：：1）樁端持持力層的的剛度；；2）樁周土土層的變變形性質(zhì)質(zhì)和應(yīng)力力歷史；；3）當負摩摩阻力系系由沉樁樁后外部部條件變變化所致致，則條條件變化化幅度和和范圍愈愈大，ln愈大；4）樁的長長徑比愈愈小、截截面剛度度愈大，，則ln愈大；5）在樁承承受荷載載過程中中，隨承承受荷載載及沉降降的增加加，ln逐漸變小小?！督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)規(guī)范》（JGJ94-94）推薦的ln值見表5-3。355-11363.單樁負摩摩阻力的的計算當降低地地下水位位時，位位于降水水后地下下水位以以下第i層土平均豎向向有效壓力：：當降低地下水水位時，位于于降水后地下下水位以上第第i層土平均豎向向有效壓力：：當?shù)孛孀饔脻M滿布均布荷載載時：（5-7）《建筑樁基技術(shù)術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）推薦采用有效效應(yīng)力法計算算單樁負摩阻阻力標準值：：37樁側(cè)總的負摩摩阻力(下拉荷載)Qn為：式中各符號的的含義見p.137。軟土或中等強強度粘土可按按下式估算負負摩阻力標準準值：砂類土也可按按下式估算負負摩阻力標準準值：（5-9）（5-8）（5-10）384.消減與避免負負摩阻力的技技術(shù)措施主要有降低摩摩擦法、隔離離法、預(yù)處理理等方法。（1）樁側(cè)涂層法法；（2）預(yù)鉆孔法；；（3）雙重套管法法；（4）設(shè)置消減負負摩阻樁群法法；（5）地基處理法法；（6）其他方法。。395.3單樁的豎向承承載力確定原則5.3.1按材料強度確確定5.3.2按單樁豎向抗抗壓靜載試驗驗確定5.3.3按土的抗剪強強度指標確定定5.3.4按靜力觸探法法確定5.3.5按經(jīng)驗公式法法確定5.3.6按動力試樁法法確定5.3.7樁的抗拔承載載力5.3.8單樁豎向承載載力特征值40按《建筑樁基規(guī)范范》，確定單樁豎向向極限承載力力標準值需滿滿足下列規(guī)定定：①．一級建筑樁基基應(yīng)采用現(xiàn)場場靜載荷試驗驗，并結(jié)合靜力觸觸探、標準貫貫入等原位測測試方法綜合合確定；②．二級建筑樁基基應(yīng)根據(jù)靜力力觸探、標準準貫入、經(jīng)驗驗參數(shù)等估算算，并參照地質(zhì)條條件相同的試試樁資料綜合合確定。無可可參照的試樁樁資料或地質(zhì)質(zhì)條件復(fù)雜時時，應(yīng)由現(xiàn)場靜載載荷試驗確定定；③．三級建筑樁基基，如無原位測試試資料，可利用承載力力經(jīng)驗參數(shù)估估算。單樁承載力的的確定原則41按材料強度確確定單樁豎向向承載力時，，可將樁視為為軸心受壓桿桿件，根據(jù)樁樁材按現(xiàn)行《混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計規(guī)規(guī)范范》或《鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計計規(guī)規(guī)范范》計算算。。對對于于鋼鋼筋筋混混凝凝土土樁樁：：式中中各各符符號號的的含含義義見見p.138。5.3.1按材材料料強強度度確確定定（5-11）421.靜載載荷荷試試驗驗裝裝置置及及方方法法5.3.2按單單樁樁豎豎向向抗抗壓壓靜靜載載試試驗驗確確定定圖5-12單樁樁靜靜載載荷荷試試驗驗的的加加載載裝裝置置(a)錨樁樁橫橫梁梁反反力力裝裝置置；；(b)壓重重平平臺臺反反力力裝裝置置43試驗驗時時加加載載方方式式通通常常有有慢慢速速維維持持荷荷載載法法、、快快速速維維持持荷荷載載法法、、等等貫貫入入速速率率法法、、等等時時間間間間隔隔加加載載法法以以及及循循環(huán)環(huán)加加載載法法等等。。工工程程中中最最常常用用的的是是慢慢速速維維持持荷荷載載法法。。（（p.139）2.終止止加加載載條條件件3.按試試驗驗成成果果確確定定單單樁樁承承載載力力一般般地地，，根根據(jù)據(jù)靜靜載載試試驗驗可可以以得得到到樁樁的的荷荷載載、、位位移移以以及及時時間間之之間間的的關(guān)關(guān)系系，，據(jù)據(jù)此此可可以以作作出出各各種種分分析析曲曲線線，，其其中中最最主主要要的的是是Q（荷載載））~s（樁頂頂位位移移））曲曲線線和和s~lgt曲線線，，如如圖圖5-13和5-14。根根據(jù)據(jù)這這些些分分析析曲曲線線可可以以推推求求樁樁的的承承載載力力。。和地地基基承承載載力力的的概概念念一一樣樣，，樁樁的的承承載載力力通通常常也也用用兩兩個個指指標標來來表表示示，，即即樁樁的的極極限限承承載載力力和和容容許許承承載載力力。。44圖5-13單樁樁Q-s曲線線圖圖5-14單樁樁s-lgt曲線線45對于于陡陡降降型型Q-s曲線線，可取取曲曲線線發(fā)發(fā)生生明明顯顯陡陡降降的的起起始始點點所所對對應(yīng)應(yīng)的的荷荷載載為為Qu。對于于緩緩變變型型Q-s曲線線，，一一般般可可取取s40～60mm對應(yīng)應(yīng)的的荷荷載載值值為為Qu。對于于大大直直徑徑樁樁可可取取s0.03～0.06d(d為樁樁端端直直徑徑)所對對應(yīng)應(yīng)的的荷荷載載值值，(大樁樁徑徑取取低低值值，小樁樁徑徑取取高高值值)，對于于細細長長樁樁(l/d>80)，可取取s60～80mm對應(yīng)應(yīng)的的荷荷載載。。此外外，也可可根根據(jù)據(jù)沉沉降降隨隨時時間間的的變變化化特特征征確確定定Qu，取s-lgt曲線線尾尾部部出出現(xiàn)現(xiàn)明明顯顯向向下下彎彎曲曲的的前前一一級級荷荷載載值值作作為為Qu。測出出每每根根試試樁樁的的極極限限承承載載力力值值Qui后，可通通過過統(tǒng)統(tǒng)計計確確定定單單樁樁豎豎向向極極限限承承載載力力標標準準值值Quk。46首先先，，按按式式（（5-12）計計算算n根試試樁樁的的極極限限承承載載力力平平均均值值其次次，，按按式式（（5-13）計計算算每每根根試試樁樁的的極極限限承承載載力力實實測測值值與與平平均均值值之之比比，，即即然后后再再按按式式（（5-14）計計算算出出標標準準差差，，即即當Sn≤0.15時，，取取Quk=Qum；當當Sn>0.15時，，取取Quk=Qum。為折折減減系系數(shù)數(shù)，，可可根根據(jù)據(jù)變變量量i查《樁基基規(guī)規(guī)范范》確定定。。（5-12）（5-13）（5-14）47國外外廣廣泛泛采采用用以以土土力力學(xué)學(xué)原原理理為為基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的單單樁樁極極限限承承載載力力公公式式。。QuQsuQpu(GApl)(5-15)G表示示樁樁的的重重力力，，Apl為與樁樁同體體積的的土重重，如如假設(shè)設(shè)其值值等于于樁重重G，故上式式可簡簡化為為：QuQsuQpu(5-16)關(guān)于Qsu與Qpu的詳細細計算算，國國外學(xué)學(xué)者作作了較較多研研究，，也提提出了了不少少計算算公式式，此此處不不多介介紹。。但應(yīng)應(yīng)注意意到公公式（（5-16）與后后面的的經(jīng)驗驗公式式有內(nèi)內(nèi)在的的聯(lián)系系。5.3.3按土的的抗剪剪強度度指標標確定定48靜力觸觸探與與樁打打入土土中的的過程程基本本相似似，所所以可可把靜靜力觸觸探近近似看看成是是小尺尺寸打打入樁樁的現(xiàn)現(xiàn)場模模擬試試驗。?！督ㄖ稑痘?guī)規(guī)范》提出，，當按按雙橋橋探頭頭靜力力觸探探資料料確定定混凝凝土預(yù)預(yù)制樁樁單樁樁豎向向極限限承載載力標標準值值Quk時，對對于粘粘性土土、粉粉土和和砂土土，如如無當當?shù)亟?jīng)經(jīng)驗時時可按按下式式計算算：QukqcApu∑liifsi(5-18)粘性土土和粉粉土i10.04（fsi）-0.55(5-19)砂性土土：i5.05（fsi）-0.45(5-20)式中各各符號號的含含義見見p.142。5.3.4按靜力力觸探探法確確定491.一般預(yù)預(yù)制樁樁及中中小直直徑灌灌注樁樁對預(yù)制制樁和和直徑徑d<800mm的灌注注樁，，單樁樁豎向向極限限承載載力標標準值值Quk可按下下式計計算：：（5-21）各符號號的含含義見見p.143，注意意表5-6~5-8的查用用方法法。2.大直徑徑灌注注樁大直徑徑樁的的側(cè)阻阻及端端阻要要考慮慮尺寸寸效應(yīng)應(yīng)。（5-22）式中各各符號號的含含義見見p.143。對于混混凝土土護壁壁的大大直徑徑挖孔孔樁，，計算算單樁樁豎向向承載載力時時，其其設(shè)計計樁徑徑取護護壁外外直徑徑。5.3.5按經(jīng)驗驗公式式法確確定503.嵌巖樁樁這里所所說的的嵌巖巖樁是是指下下端嵌嵌入中中等風(fēng)風(fēng)化、、微風(fēng)風(fēng)化或或新鮮鮮基巖巖中的的樁。。嵌巖樁樁單樁樁極限限承載載力標標準值值由樁樁周土土總側(cè)側(cè)阻力力、嵌嵌巖段段總側(cè)側(cè)阻力力和總總端阻阻力三三部分分組成成，并并可按按下式式計算算：QukQskQrkQpk=u∑ζsiqsikliuζrfrchrζpfrcAp（5-23）式中各符號號的含義見見p.146。（公式（（5-23）說明和表表5-10中的應(yīng)改為）515-11提示：1：暫不計算算豎向承載載力設(shè)計值值；2：按5.3.5的方法計算算。習(xí)題題52動力試樁法法是應(yīng)用振振動理論和和應(yīng)力波理理論來確定定單樁豎向向承載力以以及檢驗樁樁身完整性性的一種方方法。其最最大的優(yōu)點點是速度快、成成本低，可可對工程樁樁進行大量量的普查。目前的動力力試樁法種種類繁多。。一般將其其分為高應(yīng)應(yīng)變和低應(yīng)應(yīng)變兩大類類。國內(nèi)外外普遍采用用高應(yīng)變法法測定樁的的極限承載載力，而用用低應(yīng)變法法檢測樁的的質(zhì)量和完完整性。低應(yīng)變法在在我國應(yīng)用用極為廣泛泛，約有90%的檢測單位位采用低應(yīng)應(yīng)變法，每每年檢測的的樁數(shù)在4萬根以上。。5.3.6按動力試樁樁法確定535.3.7樁的抗拔承承載力主要承受豎豎向抗拔荷荷載的樁稱稱豎向抗拔拔樁。影響抗拔樁樁極限承載載力的因素素主要有樁樁周土的土土類、土層層的形成條條件、樁的的長度、樁樁的類型和和施工方法法、樁的加加載歷史和和荷載的特特點等1.單樁抗拔靜靜載試驗抗拔試驗也也有多種方方法，例如如慢速維持持荷載法、、等時間間間隔法、連連續(xù)上拔法法和循環(huán)加加載法等可可以根據(jù)需需要加以選選用。更詳細的情情況請見規(guī)規(guī)范和手冊冊。542.經(jīng)驗公式（1）單樁或群群樁基礎(chǔ)呈呈非整體性性破壞時，，基樁的抗抗拔極限承承載力標準準值計算式式為：（5-24）（2）群樁基礎(chǔ)礎(chǔ)呈整體性性破壞時，，基樁的抗抗拔極限承承載力標準準值計算式式為：（5-25）式中各符號號的含義見見p.149和p.150。55《地基規(guī)范》規(guī)定，單樁樁豎向承載載力特征值值的確定應(yīng)應(yīng)符合下列列規(guī)定：（1）單樁豎向向承載力特特征值應(yīng)通通過單樁豎豎向靜載試試驗確定。。在同一條條件下的試試樁數(shù)量，，不宜少于于總樁數(shù)的的1%，且不應(yīng)少少于3根。單樁豎豎向承載力力特征值取取單樁豎向向靜載荷試試驗所得單單樁豎向極極限承載力力除以安全全系數(shù)2。當樁端持力力層為密實實砂卵石或或其他承載載力類似的的土層時，，對單樁承承載力很高高的大直徑徑端承型樁樁，可采用用深層平板板載荷試驗驗確定樁端端土的承載載力特征值值。5.3.8單樁豎向承承載力特征征值56（2）地基基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計等級級為丙級的的建筑物，，可采用靜靜力觸探及及標貫試驗驗參數(shù)確定定Ra值。（3）初步設(shè)計計時單樁豎豎向承載力力特征值Ra可按下式估估算：Ra=qpaAp+u∑qsiali（5-26）當樁端嵌入入完整及較較完整的硬硬質(zhì)巖中時時，可按下下式估算單單樁豎向承承載力特征征值：Ra=qpaAp（5-27）（4）嵌巖灌注樁樁樁端以下下三倍樁徑徑范圍內(nèi)應(yīng)應(yīng)無軟弱夾夾層、斷裂裂破碎帶和和洞穴分布布；并應(yīng)在在樁底應(yīng)力力擴散范圍圍內(nèi)無巖體體臨空面。。57《地基規(guī)范》所稱的單樁豎豎向承載力特特征值是表示示正常使用狀狀態(tài)下的單樁樁豎向承載力力值；而《建筑樁基規(guī)范范》的單樁豎向承承載力設(shè)計值值是指單樁在在豎向荷載作作用下到達破破壞狀態(tài)前或或出現(xiàn)不適于于繼續(xù)承載的的變形時所對對應(yīng)的最大荷荷載（即單樁樁豎向極限承承載力）經(jīng)分分項系數(shù)處理理后得到的承承載力值。此此外，兩者在在荷載取值中中也存在一定定差別，按單單樁豎向承載載力特征值設(shè)設(shè)計應(yīng)取荷載載效應(yīng)的標準準組合，而按按單樁豎向承承載力設(shè)計值值計算時則取取荷載效應(yīng)的的基本組合。。（p.150）585.4單樁的水平承承載力單樁水平承載載力的確定原原則5.4.1水平荷載作用用下單樁的工工作特點5.4.2單樁水平靜載載試驗5.4.3橫向受荷樁的的理論分析59單樁水平（橫橫向）承載力力的大小主要要取決于樁身身的強度、剛剛度、樁周土土的性質(zhì)、樁樁的入土深度度以及樁頂?shù)牡募s束條件等等因素。目前前確定單樁水水平承載力的的途徑有兩類類：一類是通通過水平靜載載荷試驗，另另一類是通過過理論計算，，二者中以前前者更為可靠靠。對于受橫向荷荷載較大的一一級建筑物樁樁基，單樁的的橫向承載力力設(shè)計值應(yīng)通通過單樁水平平靜載荷試驗驗確定。單樁水平承載載力的確定原原則60單樁承受水平荷荷載作用而不不破壞的能力力稱為單樁的的水平承載力力，也稱為樁樁的橫向承載載力。豎直樁的水平平承載力主要要依靠周圍土土體的水平支支承力。短樁樁在水平荷載載作用下整個個樁身易被推推倒或發(fā)生傾傾斜，故樁的的水平承載力力很低。長樁樁為一細長的的桿件，在水水平荷載作用用下，樁將形形成一端嵌固固的地基梁，，樁的變形呈呈波浪狀，沿沿樁長向深處處逐漸消失。。如果水平荷荷載過大，樁樁將會在土中中某處折斷。。因此，長樁樁的水平承載載力由樁的水水平位移和樁樁身彎矩所控控制，而短樁樁則為水平位位移和傾斜控控制。（見圖圖5-15）5.4.1水平荷載作用用下單樁的工工作特點61豎直單樁的水水平承載力遠遠小于其豎向向承載力，對對高樁碼頭這這類以承受水水平荷載為主主或其它承受受較大水平荷荷載的建筑物物，僅用豎直直樁既不合適適也不經(jīng)濟，，這時可考慮慮采用斜樁或或叉樁來承擔擔水平荷載。教材中列出了具體建議。（p.151）圖5-15豎直樁受水平平力作用621.試驗裝置5.4.2單樁水平靜載載試驗圖5-16單樁靜載荷試試驗的加載裝裝置632.試驗方法一般采用單向向多循環(huán)加卸卸載法。（（p.152）3.終止加載條件件（p.152）4.水平承載力的的確定一般地，根據(jù)據(jù)靜載試驗可可以得到樁的的荷載、位移移以及時間之之間的關(guān)系，，據(jù)此可以作作出各種分析析曲線，其中中最主要的是是樁頂水平荷荷載時間樁頂水平位移移（H0tx0）曲線（圖5-17），水平荷載載位移梯度（H0x0/H0）曲線（圖5-18）和水平荷載載位移（H0x0）曲線，當具有有樁身應(yīng)力量量測資料時，，尚應(yīng)繪制應(yīng)應(yīng)力沿樁身分分布圖及水平平荷載與最大大彎距截面鋼鋼筋應(yīng)力（H0σg）曲線（圖5-19）。64圖5-17水平靜載荷試試驗H0tx0曲線65圖5-18單樁的H0x0/H0曲線圖圖5-19單樁的H0σg曲線66上述曲線中通通常有兩個特特征點，所對對應(yīng)的樁頂水水平荷載稱為為臨界荷載Hcr和極限荷載Hu（亦即單樁水平平極限承載力力）。Hcr是相當于樁身身開裂、受拉拉區(qū)混凝土退退出工作時的的樁頂水平力力，一般可取?。孩?H0tx0曲線出現(xiàn)明顯顯變化的前一一級荷載；②.H0x0/H0曲線的第一直直線段的終點點或logH0~logx0曲線拐點所對對應(yīng)的荷載；；③.H0σg曲線第一突變變點對應(yīng)的荷荷載。Hu相當于樁身應(yīng)應(yīng)力達到強度度極限時的樁樁頂水平力，，一般可取：：①.H0tx0曲線明顯陡降降的前一級荷荷載或水平位位移包絡(luò)線向向下凹曲時的的前一級荷載載；②.H0x0/H0曲線第二直線線段終點所對對應(yīng)的荷載；；③.樁身折斷或鋼鋼筋應(yīng)力達到到流限的前一一級荷載。67根據(jù)水平靜載載試驗，單樁樁水平承載力力設(shè)計值Rh為：（5-28）式中稱稱為水平抗力力分項系數(shù)，，取為1.6。對于鋼筋混凝凝土預(yù)制樁、、鋼樁和樁身身全截面配筋筋率不小于0.65%的灌注樁，也也可根據(jù)水平平靜載荷試驗驗結(jié)果，取地地面處水平位位移為10mm（對于水平位移移敏感的建筑筑物取6mm）所對應(yīng)的荷載載為單樁水平平承載力設(shè)計計值Rh。對于樁身配筋筋率小于0.65%的灌注樁，可可取水平靜載載試驗的臨界界荷載作為單單樁水平承載載力設(shè)計值Rh。此外，當驗算算地震作用的的水平承載力力時，上述承承載力設(shè)計值值應(yīng)提高25%。（p.154）685.4.3橫向受荷樁的的理論分析1.樁的撓曲線微微分方程設(shè)單樁在樁頂頂豎向荷載No、水平荷載Ho、彎矩Mo和地基水平抗抗力作用下產(chǎn)產(chǎn)生撓曲，其其彈性撓曲線線微分方程為為：（5-30）由于N0的影響很小，，所以可以忽忽略一一項，上式式改寫為：（1）式中的p是土層對樁的的水平抗力，，是求解的關(guān)關(guān)鍵因素。69通常假定p服從下列規(guī)律律（5-29）其中khkzn（2）可以看出，（（5-29）與Winkler地基模型十分分近似，差別別主要在于：：①.（5-29）反映了土的的水平性質(zhì)，，而Winkler地基模型則反反映的是地基基土的豎向性性質(zhì)；②.Winkler地基模型中的的k是一個常數(shù)。。樁側(cè)土的水平平抗力系數(shù)（（地基系數(shù)））kh如何沿樁身分分布，是國內(nèi)內(nèi)外學(xué)者長期期以來研究的的課題，目前前仍在不斷探探討中。目前前一般認為與與土的種類和和樁的入土深深度有關(guān)。對kh的分布所作的的假定不同，，就區(qū)分為不不同的計算分分析方法，采采用較多的有有以下幾種：：70圖5-20地基水平抗力力系數(shù)的分布布圖式(a)常數(shù)法；(b)k法；(c)m法；(d)c法71實測資料表明明，當樁的水水平位移較大大時，m法的計算結(jié)果果比較接近實實際；而當水水平位移較小小時，c法比較接近實實際。下面對對m法求解樁的內(nèi)力力和位移的主主要內(nèi)容作一一簡單介紹。。m法假定地基水水平抗力系數(shù)數(shù)隨深度呈線線性增加，即即n1，于是有kh=m·z，這里m為比例系數(shù)。。將上列結(jié)果果代入（2）式和（1）式，得到樁樁的撓曲線微微分方程式：：（5-31）令（5-32）72將式（5-32）代入（5-31），得：（5-33）這就是樁身撓撓曲微分方程程的標準形式式，式中的稱為樁的橫向向變形系數(shù)，，單位是m-1。上式已有冪級級數(shù)解答，如如已知樁的邊邊界條件，可可以求得樁身身各截面的位位移、內(nèi)力和和該位置的土土抗力。教材材中列出了一一種簡捷算法法的公式：位移（（5-34）73轉(zhuǎn)角（（5-35）彎矩（（5-36）剪力（5-37）水平抗力（5-38）式中均均為為無量綱系數(shù)數(shù)，可從有關(guān)關(guān)設(shè)計規(guī)范或或手冊查用。。表5-13列出了長樁的的計算系數(shù)值值。按上式計計算出的單樁樁水平抗力、、內(nèi)力和變形形隨深度的變變化見圖5-21。74圖5-21單樁內(nèi)力與變變位曲線(a)撓曲x分布;(b)彎矩M分布;(c)剪力V分布;(d)水平抗力p分布75按m法進行計算時時，比例系數(shù)數(shù)m宜通過水平靜靜載試驗確定定。如無試驗驗資料時可參參考表5-14所列數(shù)值。另另外，如果樁樁側(cè)有幾層土土組成時，應(yīng)應(yīng)求出主要影影響深度2（d+1）范圍內(nèi)的m值加權(quán)平均（（對kh的分布面積加加權(quán)），作為整個深度度的m值。教材中列列出了三層土土?xí)r的計算公公式，可供實實際工作參考考。2.樁頂頂?shù)牡乃狡轿晃灰埔仆ǔ３Ｒ砸詷稑兜牡膿Q換算算長長度度l來區(qū)區(qū)分分樁樁的的長長短短，，對對l4.0的樁樁稱稱為為長長樁樁或或柔柔性性樁樁，，l2.5的樁樁稱稱為為短短樁樁或或剛剛性性樁樁。由表表5-13查換換算算深深度度z=0時的的Ax和Bx值，，代代入入式式（（5-34）可可求求得得長長樁樁樁樁頂頂?shù)牡乃狡轿晃灰埔啤?。短樁樁的的樁樁頂頂水水平平位位移移可可根根?jù)據(jù)樁樁的的換換算算長長度度和和樁樁端端支支承承條條件件，，由由表表5-15查得得位位移移系系數(shù)數(shù)Ax和Bx，再再由式式（（5-34）求求得得。。763.樁身身最最大大彎彎矩矩及及其其位位置置首先先計計算算如如下下系系數(shù)數(shù)（5-39）由系系數(shù)數(shù)CI從表表5-16查得得相相應(yīng)應(yīng)于于最最大大彎彎矩矩的的換換算算深深度度，，（（=z），，于是是求求得得最最大大彎彎矩矩的的深深度度：：（5-40）由系系數(shù)數(shù)從從表表5-16查得得相相應(yīng)應(yīng)的的系系數(shù)數(shù)CII，樁身身最最大大彎彎矩矩按按下下式式計計算算：：（5-41）表5-16適合合于于l4.0即樁樁長長l4.0/的長長樁樁。。775.5群樁基礎(chǔ)礎(chǔ)的變形形和樁頂頂內(nèi)力計計算5.5.1單樁剛度度系數(shù)5.5.2高承臺樁樁基礎(chǔ)的的平面分分析5.5.3低承臺樁樁基礎(chǔ)的的平面分分析5.5.4樁頂內(nèi)力力的簡化化計算法法5.5.5樁身內(nèi)力力和樁側(cè)側(cè)土抗力力計算78單樁的剛剛度系數(shù)數(shù)指當樁樁頂僅發(fā)發(fā)生某一一單一形形態(tài)的單位位移時相相應(yīng)的樁樁頂作用用力，平面分析析時所涉涉及到的的單樁剛剛度系數(shù)數(shù)一共有有4個，分別別以1、2、3和4表示，其力學(xué)意意義可形形象地以以圖5-22表示。5.5.1單樁剛度度系數(shù)79（a）單樁的的軸向剛剛度系數(shù)數(shù)1（b）單樁的的橫向剛剛度系數(shù)數(shù)2、3和4圖5-22單樁剛度度系數(shù)的的力學(xué)意意義3234801.單樁的軸軸向剛度度系數(shù)單樁的軸軸向剛度度系數(shù)1可按下列列公式求求得（5-42）公式（5-42）的推導(dǎo)導(dǎo)過程如如下：如圖5-22a，樁頂?shù)牡妮S向位位移s0等于樁身身的彈性性壓縮量量se與樁底的的土層壓壓縮量sb之和，即即有s0=se+sb（5-43）81先分析se，假定樁樁側(cè)摩阻阻力的作作用規(guī)律律為f(z)，則地面面以上的的樁身軸軸力為N0，地面以以下z深度處的的樁身軸軸力為樁身的彈彈性壓縮縮量為（5-45）可以看出出，se決定于f(z)的分布模模式。下下面討論論幾種簡簡單情形形。對于端承承樁，假假設(shè)樁側(cè)側(cè)摩阻力力f(z)為零，于于是由（（5-45）式積分分得到82對于摩擦擦型鉆挖挖孔灌注注樁，假假設(shè)樁側(cè)側(cè)摩阻力力f(z)沿樁身為為均勻分分布且樁樁端的軸軸向力為為零（圖圖5-23a），由（（5-45）式積分分得到對于摩擦擦型預(yù)制制樁，假假設(shè)樁側(cè)側(cè)摩阻力力f(z)為上小下下大的三三角形分分布且樁樁端的軸軸向力為為零，如如圖5-23b，由（5-45）式積分分得到83（a）鉆挖孔孔灌注樁樁的摩阻阻力分布布模式b）預(yù)制樁樁的摩阻阻力分布布模式圖5-23摩擦樁樁樁側(cè)摩阻阻力的兩兩種假設(shè)設(shè)分布模模式f(z)f(z)84將上述述三種種情況況合并并在一一起，，寫成成（5-46）在上式式中，，對于于端承承樁，，=1；對于于摩擦擦型鉆鉆挖孔孔灌注注樁，，=1/2；對于于摩擦擦型預(yù)預(yù)制樁樁，=2/3。在上上述推推導(dǎo)過過程中中，摩摩阻力力的分分布模模式是是人為為假定定的，，這與與實際際情況況有一一定差差距，，所以以計算算結(jié)果果是近近似的的。推求樁樁端土土的壓壓縮量量時假假設(shè)樁樁側(cè)摩摩阻力力的影影響可可用一一應(yīng)力力擴散散角加加以考考慮，，并且且認為為樁端端土層層符合合文克克勒彈彈性地地基的的假設(shè)設(shè)，于于是可可將sb寫為（5-47）85圖5-24sb的計算算圖示示86將式（（5-46）和式式（5-47）代入入式（（5-43），得得到令s0=1，相應(yīng)應(yīng)的N0即為樁樁的軸軸向剛剛度系系數(shù)1，由此此得到到公式式（5-42）。對土質(zhì)質(zhì)地基基，一一般取取豎向向地基基系數(shù)數(shù)C0=m0l，但不不小于于10m0，式中中的m0稱為樁樁端土土的豎豎向地地基系系數(shù)的的比例例系數(shù)數(shù)，最最好通通過靜靜載試試驗確確定。。如缺缺乏試試驗資資料，，也可可取m0=m，按表表5-14或表5-17查取。。對巖石石地基基，當當巖石石試樣樣的單單軸極極限抗抗壓強強度R=1MPa時，C0=300MPa/m；當R25MPa時，C0=15000MPa/m；當1MPa<R<25MPa時，C0用線性內(nèi)內(nèi)插法確確定。872．單樁的的橫向剛剛度系數(shù)數(shù)2、3、4按m法導(dǎo)出的的計算公公式如（（5-48），限于于篇幅，，其推導(dǎo)導(dǎo)過程從從略。（5-48）應(yīng)該指出出，上列列剛度系系數(shù)的計計算均建建立在樁樁土體系系為線彈彈性的基基礎(chǔ)上，，實際上上，樁土土體系（（特別是是樁周土土層）在在通常意意義下并并不是線線彈性的的，尤其其是在臨臨界荷載載以后。。所以上上述計算算是近似似的，且且計算結(jié)結(jié)果的應(yīng)應(yīng)用范圍圍應(yīng)加以以限制。。其中YQ、YM和Q為無量綱綱系數(shù)，，可根據(jù)據(jù)l和l0查表5-18確定，其其余符號號的意義義同前。。88高承臺樁樁基主要要用于大大江大河河和近海海等深水水條件下下，在橋橋梁、碼碼頭和海海洋石油油平臺等等工程中中用得較較多。設(shè)承臺為為剛體，，承臺與與樁的連連接也為為剛性，，計算簡簡圖如圖圖5-25，設(shè)在荷載載作用下下，承臺臺在x方向發(fā)生生的位移移為a0，在y方向發(fā)發(fā)生的的位移移為b0，在xoy平面內(nèi)內(nèi)轉(zhuǎn)動動的角角度為為0，取承承臺為為脫離離體，，則由由承臺臺的靜靜力平平衡可可得（5-49）ij稱為群群樁基基礎(chǔ)的的整體體剛度度系數(shù)數(shù)。平平面分分析時時的整整體剛剛度系系數(shù)一一共有有9個，由由各樁樁自身身的剛剛度和和位置置決定定。5.5.2高承臺臺樁基基礎(chǔ)的的平面面分析析89圖5-25高承臺臺群樁樁基礎(chǔ)礎(chǔ)的平平面分分析圖圖示90當各樁樁均為為豎直直樁，，且坐坐標原原點位位于各各樁豎豎向剛剛度的的中心心時，，ab=ba=b=b=0，且有有a=a，于是是（5-49）式可可以簡簡化為為解答為為（5-51）91各剛度度系數(shù)數(shù)ij按下列列公式式求得得（5-52）式中的的ni為第i排樁所所包含含的樁樁的根根數(shù)。。當不滿滿足上上述簡簡化條條件時時，ij的計算算要復(fù)復(fù)雜一一些，，具體體可參參考相相關(guān)手手冊。。求得承承臺的的整體體位移移以后后，可可求得得第i根樁樁樁頂?shù)牡臋M向向位移移ai、軸向向位移移bi和轉(zhuǎn)角角i92上列式式中的的i為第i根樁的的軸線線與鉛鉛垂線線的夾夾角，，如為為豎直直樁，，則i=0。注意意樁頂頂?shù)霓D(zhuǎn)轉(zhuǎn)動以以沿逆逆時針針方向向為正正，與與承臺臺轉(zhuǎn)動動的正正負號號規(guī)定定相反反。以及樁樁頂?shù)牡妮S向向力Ni、橫向向力Hi和彎矩矩Mi（5-53）93計算簡簡圖如如圖5-26。低承承臺樁樁基可可以利利用承承臺側(cè)側(cè)面土土體的的抗力力，故故抵抗抗水平平荷載載的能能力較較強，，自身身的穩(wěn)穩(wěn)定性性也較較好，，在各各類結(jié)結(jié)構(gòu)工工程中中均用用得較較多。。低承承臺臺樁樁基基在在計計算算上上有有別別于于高高承承臺臺樁樁基基的的地地方方在在于于前前者者在在產(chǎn)產(chǎn)生生整整體體變變形形時時承承臺臺周周圍圍將將產(chǎn)產(chǎn)生生土土抗抗力力，，而而且且抗抗力力的的大大小小與與位位移移的的量量值值和和土土的的性性質(zhì)質(zhì)密密切切相相關(guān)關(guān)。。5.5.3低承承臺臺樁樁基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的平平面面分分析析94按m法分分析析時時，，在在外外荷荷載載的的作作用用下下，，承承臺臺側(cè)側(cè)面面土土體體的的抗抗力力可可表表達達為為承承臺臺的的水水平平位位移移和和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角的的函函數(shù)數(shù)，，一一般般情情況況下下的的分分布布形形式式如如圖圖5-26。設(shè)設(shè)承承臺臺的的計計算算寬寬度度為為B0，B0可參參照照樁樁的的計計算算寬寬度度的的確確定定方方法法計計算算。。如如承承臺臺底底面面距距地地面面或或局局部部沖沖刷刷線線的的距距離離為為h，則則承承臺臺底底面面處處的的地地基基系系數(shù)數(shù)為為kh=mh，承承臺臺側(cè)側(cè)面面任任意意高高度度處處的的水水平平位位移移為為a0+y0，則則總總土土抗抗力力Ex及其其對對原原點點的的力力矩矩Mx可寫寫出出為為在進進行行低低承承臺臺樁樁基基的的整整體體分分析析時時，，目目前前通通常常不不考考慮慮承承臺臺底底面面的的土土抗抗力力作作用用。。這這一一者者是是為為了了簡簡化化計計算算，，二二者者是是出出于于安安全全方方面面的的考考慮慮，，因因為為在在一一些些橋橋梁梁基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的實實例例調(diào)調(diào)查查中中曾曾發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有有一一些些承承臺臺的的底底面面與與土土層層之之間間存存在在脫脫離離現(xiàn)現(xiàn)象象。。95忽略略承承臺臺與與位位移移方方向向平平行行的的側(cè)側(cè)面面上上的的摩摩擦擦力力，，取取承承臺臺為為脫脫離離體體，，則則承承臺臺在在Ex、Mx、外外荷荷載載和和樁樁頂頂力力的的共共同同作作用用下下保保持持平平衡衡，，于于是是得得到到（5-56）（5-54）（5-55）由（（5-56）式式看看出出，，Ex和Mx可以以減減小小承承臺臺的的整整體體位位移移，，有有利利于于改改善善樁樁基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的受受力力形形態(tài)態(tài)，，因因而而在在施施工工中中應(yīng)應(yīng)注注意意保保護護承承臺臺周周圍圍的的土土體體。。96令將Ex、Mx的表表達達式式代代入入公公式式（（5-56），，整整理理后后得得到到（5-57）97在計計算算剛剛度度系系數(shù)數(shù)ij時假假設(shè)設(shè)樁樁側(cè)側(cè)土土的的橫橫向向抗抗力力系系數(shù)數(shù)Ch在承承臺臺底底面面處處為為零零，，以以下下按按線線性性規(guī)規(guī)律律遞遞增增，，于于是是ij仍可可按按公公式式（（5-52）計計算算，，只只不不過過其其中中的的l0=0。由由此此，，（（5-57）式式可可以以寫寫為為（5-58）與高高承承臺臺樁樁基基的的表表達達式式類類似似，，當當各各樁樁豎豎直直，，且且坐坐標標原原點點位位于于各各樁樁豎豎向向剛剛度度的的中中心心時時，，公公式式（（5-58）可可以以簡簡化化為為（5-59）98求得各剛剛度系數(shù)數(shù)后可由由上式求求出承臺臺的整體體位移a0、b0和0，進一步步可求出出各樁的的樁頂內(nèi)內(nèi)力，其其過程與與高承臺臺樁基相相同。99對于一般般建筑物物和受水水平力較較小的高高大建筑筑物，當樁基中中各樁的的樁徑相相同時，通?？杉偌俣ǎ孩?承臺是剛剛性的；；②.各樁剛度度相同；；③.x、y是樁基平平面的慣慣性主軸軸?？砂窗聪铝泻喓喕绞接嬎慊鶚兜臉稑俄斪饔糜眯?yīng)（（圖5-27）：軸心豎向向力作用用下（（5-60）偏心豎向向力作用用下（（5-61）水平力Hi=H/n（5-62）式中各符符號的含含義見p.167。5.5.4樁頂內(nèi)力力的簡化化計算法法100圖5-27樁頂荷載載的計算算簡圖101對煙囪、、水塔、、電視塔塔等高聳聳結(jié)構(gòu)物物樁基常常采用圓圓形或環(huán)環(huán)形剛性性承臺，，當基樁樁布置在在直徑不不等的同同心圓圓圓周上，且同一圓圓周上的的樁距相相等時，仍可按式式（5-60）~（5-62）計算。。按上述簡簡化算法法計算時時，要求求承臺埋埋入土層層中應(yīng)有有足夠的的深度。。在以往往的設(shè)計計中，常常按作用用于承臺臺的水平平力不大大于承臺臺前端被被動土壓壓力2倍的條件件決定承承臺應(yīng)埋埋入的深深度h。相應(yīng)的的條件為為（5-63）102由前述分分析得到到群樁基基礎(chǔ)的樁樁頂位移移和內(nèi)力力以后，，可利用用材料力力學(xué)的相相關(guān)公式式求出樁樁身在地地面處的的水平位位移x0、轉(zhuǎn)角0、彎矩M0和剪力V0：（5-64）5.5.5樁身內(nèi)力力和樁側(cè)側(cè)土抗力力計算103求解樁身身任意截截面處的的位移和和內(nèi)力的的表達式式如下：：（5-65）式中，E、I為樁材的的彈性模模量及截截面慣性性矩；A1、B1…C4、D4共16個無量綱綱系數(shù)可可根據(jù)計計算截面面的換算算深度z查表而得得。104樁側(cè)土的的橫向抗抗力可根根據(jù)Winkler假定由樁樁的橫向向位移求求得。設(shè)設(shè)z深度處樁樁側(cè)土的的橫向抗抗力為xz，則可導(dǎo)導(dǎo)出相應(yīng)應(yīng)的計算算公式如如下（5-66）樁身任意意截面處處的位移移、內(nèi)力力和土抗抗力也可可按本章章5.4.3節(jié)所述的的簡捷算算法計算算。1055.6群樁基礎(chǔ)礎(chǔ)的承載載力和沉沉降檢算算5.6.1群樁的工工作特點點5.6.2承臺下土土對荷載載的分擔擔作用5.6.3群樁基礎(chǔ)礎(chǔ)的豎向向承載力力設(shè)計值值5.6.4基樁豎向向承載力力驗算5.6.5樁基軟弱弱下臥層層承載力力驗算5.6.6樁基豎向向抗拔承承載力驗驗算5.6.7樁基水平平承載力力驗算5.6.8樁基負摩摩阻力驗驗算5.6.9樁基沉降降驗算106作用于承承臺上的的荷載實實際上是是由樁和和地基土土共同承承擔的，，具體情情況因樁樁基類型型而異。。下面面看看兩兩種典型型情況。。1.端承型群群樁基礎(chǔ)礎(chǔ)端承型樁基的的特點是持力力層堅硬，樁樁頂沉降小，樁側(cè)摩阻力不不易發(fā)揮，樁頂荷載主要要通過樁身直直接傳到樁端端處的土層上上。因樁端承承壓面積較小小，各樁端的壓力力沒有重疊（（圖5-28），因此可認為端端承型群樁基基礎(chǔ)的工作性性狀與單樁基基本一致；同同時，由于樁側(cè)摩阻阻力較小，樁與樁之間間的干擾很小小，群樁基礎(chǔ)的承承載力就等于于各單樁的承承載力之和；；群樁的沉降降量也與單樁樁基本相同。。5.6.1群樁的工作特特點107圖5-28端承型群樁基基礎(chǔ)圖圖5-29摩擦型群樁基基礎(chǔ)1082.摩擦型群樁基基礎(chǔ)摩擦型群樁主主要通過樁側(cè)側(cè)的摩擦阻力力將上部荷載載傳遞到樁周周土層中。一一般假定樁側(cè)側(cè)摩阻力在土土中引起的附附加應(yīng)力z按某一角度沿樁長向下擴擴散分布，樁端平面處的的壓力分布如如圖5-29。當樁數(shù)少，樁中心距sa較大時，樁端平面處各各樁傳來的壓壓力互不重疊疊或重疊不多多（圖5-29a），此時群樁中各各樁的工作情情況與單樁時時基本一致，群樁的承載力力等于各單樁樁承載力之和和。當樁數(shù)較較多，樁距較小時，樁端處地基中中各樁傳來的的壓力相互重重疊（圖5-29b）。樁端處的壓力力比單樁時大大得多，樁端以下壓縮縮土層的厚度度也比單樁要要深，此時群樁的工工作狀態(tài)與單單樁迥然不同同。109上述群樁基礎(chǔ)礎(chǔ)中因承臺、、樁和土三者者相互影響而而導(dǎo)致群樁基基礎(chǔ)與單樁在在工作狀態(tài)上上的差異稱為為群樁效應(yīng)。。一般情況下，樁基位于砂土和粉土中中時，群樁效應(yīng)使樁樁的側(cè)阻力提提高；而位于于粘性土中時時，群樁效應(yīng)往往往使側(cè)阻力降降低。當群樁樁效應(yīng)明顯時時，樁端平面處壓壓應(yīng)力增加較較多，極限樁端阻力力相應(yīng)提高。。因此，群樁基礎(chǔ)中樁樁的極限承載載力問題極為為復(fù)雜，一般與樁的間距、、土質(zhì)、樁數(shù)數(shù)、樁徑、入入土深度以及及樁的類型和和排列方式等等因素有關(guān)。。目前工程上考考慮群樁效應(yīng)應(yīng)的方法有兩兩種：一種是是基于概率極極限設(shè)計法的的群樁分項效應(yīng)系數(shù)法；另一種是把把承臺、樁和和樁間土視為為一假想的實實體基礎(chǔ)的實體基礎(chǔ)法。110由樁和承臺底底的地基土共共同承擔荷載載的樁基礎(chǔ)稱稱為復(fù)合樁基基。研究表明，樁基承臺下的土反反力比平板基基礎(chǔ)底面下的的土反力要低低。通常，臺底土分擔荷荷載的比例可可從百分之十十幾直至百分分之三十，其其大小及分布布型式隨樁頂頂荷載水平、、樁徑樁長、、臺底和樁端端土質(zhì)、承臺臺剛度以及樁樁群的幾何特特征等因素而而變化。剛性承臺下的的土反力通常常呈馬鞍形分分布（圖5-30）。若以樁群群外圍包絡(luò)線線為界，將臺底面積分分為內(nèi)外兩區(qū)區(qū)，則內(nèi)區(qū)反反力比外區(qū)小小而且比較均均勻，當樁距增大時內(nèi)內(nèi)外區(qū)反力差差明顯降低。。5.6.2承臺下土對荷荷載的分擔作作用111圖5-30復(fù)合樁基1-臺底土反力；；2-上層土位移3-樁端貫入、樁樁基整體下沉沉112圖5-31承臺底分區(qū)圖Bc113臺底分擔的荷荷載總值增加加時，反力的分布圖圖式基本不變變。利用上述述特征，可以通過加大大外區(qū)與內(nèi)區(qū)區(qū)的面積比來來提高承臺底底地基土分擔擔荷載的份額額。設(shè)計復(fù)合樁基基時應(yīng)注意：：承臺分擔荷荷載是以樁基基的整體下沉沉為前提的，故只有在樁基基沉降不會危危及建筑物的的安全和正常常使用，且臺底與地基基土能保持良良好接觸時，