樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算T59

第四章樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算第一節(jié)單排樁基樁內(nèi)力和位移計(jì)算

一、基本概念（一）土的彈性抗力及其分布規(guī)律樁基礎(chǔ)在荷載（包括軸向荷載、橫軸向荷載和力矩）作用下要產(chǎn)生位移（包括豎向位移、水平位移和轉(zhuǎn)角）。樁的豎向位移引起樁側(cè)土的摩阻力和樁底土的抵抗力。樁身的水平位移及轉(zhuǎn)角使樁擠壓樁側(cè)土體，樁側(cè)土必然對(duì)樁產(chǎn)生一橫向土抗力，它起抵抗外力和穩(wěn)定樁基礎(chǔ)作用，土的這種作用力稱為土的彈性抗力。土的彈性抗力大小取決于土體性質(zhì)、樁身剛度、樁的入土深度、樁的截面形狀、樁距及荷載等因素。將樁作為彈性地基上的梁，按文克爾假定來解樁在橫向荷載作用下樁身內(nèi)力與位移計(jì)算，簡(jiǎn)稱彈性地基梁法。文克爾假定：梁身任一點(diǎn)的土抗力和該點(diǎn)的位移成正比假定土的橫向土抗力符合文克爾假定，則可表示為：地基系數(shù)C表示單位面積土在彈性限度內(nèi)產(chǎn)生單位變形時(shí)所需加的力。其大小與地基土的類別、物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，還隨著深度而變化。C值的不同相應(yīng)產(chǎn)生幾種基樁內(nèi)力和位移計(jì)算的方法。1、“m”法：假定地基系數(shù)C隨深度成比例增長(zhǎng)，即C=mZ，m稱為地基比例系數(shù)（KN/m4）。2、“k”法：假定地基系數(shù)C隨深度呈折線變化。3、“c值”法：假定地基系數(shù)C隨深度成拋物線規(guī)律增加，即C=cZ0.5。4、“C”法：假定地基系數(shù)C沿深度為均勻分布，不隨深度變化預(yù)審。（二）單樁、單排樁與多排樁單樁、單排樁是指在與水平外力H作用面相垂直的平面上，由單根或多根樁組成的單根（排）樁的樁基礎(chǔ)。對(duì)單樁，上部荷載全部由其承擔(dān)。對(duì)于單排樁，當(dāng)N在承臺(tái)橫橋向無偏心時(shí)，則可以假定它是平均分布在各樁上的，即多排樁，指在水平外力作用平面內(nèi)有一根以上的樁的樁基樁。其計(jì)算各樁頂作用力須應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法另行計(jì)算。（三））樁的的計(jì)算算寬度度為了將將空間間受力力簡(jiǎn)化化為平平面受受力，，并綜綜合考考慮樁樁的截截面形形狀及及多排排樁樁樁間的的相互互遮蔽蔽作用用，將將樁的的設(shè)計(jì)計(jì)寬度度（直直徑））換算算成相相當(dāng)實(shí)實(shí)際工工作條條件下下，矩矩形截截面樁樁的寬寬度b1，b1稱為樁樁的計(jì)計(jì)算寬寬度。。表示示為：：（四））剛性性樁與與彈性性樁按照樁樁與土土的相相對(duì)剛剛度，，將樁樁分為為剛性樁樁和彈性樁樁。當(dāng)樁的的入土土深度度h>2.5/α?xí)r，這這時(shí)樁樁的相相對(duì)剛剛度小小，必必須考考慮樁樁的實(shí)實(shí)際剛剛度，，按彈彈性樁樁來計(jì)計(jì)算．．其中中α=稱為樁樁的變變形系系數(shù)。。當(dāng)樁的的入土土深度度h≤2.5/α?xí)r，則則樁的的相對(duì)對(duì)剛度度較大大，屬屬剛性性樁。。二、““m”法彈性性單排排樁基基樁內(nèi)內(nèi)力和和位移移計(jì)算算基本假假定：認(rèn)為為樁側(cè)側(cè)土為為文克克爾離離散線線性彈彈簧，，不考考慮樁樁土之之間的的粘著著力和和摩阻阻力，，樁作作為彈彈性構(gòu)構(gòu)件考考慮，，當(dāng)樁樁受到到水平平外力力作用用后，，樁土土協(xié)調(diào)調(diào)變形形，任任一深深度Z處所產(chǎn)產(chǎn)生的的樁側(cè)側(cè)土水水平抗抗力與與該點(diǎn)點(diǎn)水平平位移移xz成正比比，即即σzx=Cxz，且地基基系數(shù)數(shù)C隨深度度成正正比增增長(zhǎng)C=mz。四、"m““法彈性性多排排樁基基樁內(nèi)內(nèi)力與與位移移計(jì)算算第三節(jié)節(jié)群群樁樁基礎(chǔ)礎(chǔ)的豎豎向分分析及及其驗(yàn)驗(yàn)算一、群群樁基基礎(chǔ)的的工作作性狀狀及其其特點(diǎn)點(diǎn)1.柱樁群群樁基基礎(chǔ)2.摩擦樁樁群樁樁基礎(chǔ)礎(chǔ)3群樁效效應(yīng)1.群樁與與群樁樁效應(yīng)應(yīng)巖石土壓力擴(kuò)擴(kuò)散深深度>6d一群群樁(Pilegroup)與群樁樁效應(yīng)應(yīng)1預(yù)制樁樁沉樁樁砂土,非飽和和土和和一般般粘性性土,填土有有擠密密作用用,使承載載力增增加飽和粘粘土,超靜孔孔壓積積累,地面上上浮,先入樁樁上浮浮,土層擾擾動(dòng),使承載載力降降低2應(yīng)力疊疊加樁底應(yīng)應(yīng)力增增加,使承載載力不不足;總的沉沉降增增加3樁之間間互相相調(diào)節(jié)節(jié)個(gè)別樁樁承載載力低低總體體上可可互補(bǔ)補(bǔ);個(gè)別樁樁受荷荷,其他樁樁幫助助傳遞遞荷載載4承臺(tái)可可部分分承受受荷載載應(yīng)力疊疊加樁樁底應(yīng)應(yīng)力增增加,使承載載力不不足;總的沉沉降增增加二、群群樁基基礎(chǔ)承承載力力驗(yàn)算算1.樁底持持力層層承載載力驗(yàn)驗(yàn)算群樁基基礎(chǔ)沉沉降驗(yàn)驗(yàn)算第四節(jié)節(jié)承承臺(tái)計(jì)計(jì)算第五節(jié)節(jié)樁樁基礎(chǔ)礎(chǔ)的設(shè)設(shè)計(jì)一、樁樁基礎(chǔ)礎(chǔ)類型型的選選擇（一））承臺(tái)臺(tái)底面面標(biāo)高高的考考慮承臺(tái)底底面的的標(biāo)高高應(yīng)根根據(jù)樁樁的受受力情情況，，樁的的剛度度和地地形、、地質(zhì)質(zhì)、水水流、、施工工等條條件確確定。。（二））柱樁樁樁基基和摩摩擦樁樁樁基基的考考慮柱樁與與摩擦擦樁的的選擇擇主要要根據(jù)據(jù)地質(zhì)質(zhì)和受受力情情況確確定。（三））單排排樁樁樁基礎(chǔ)礎(chǔ)和多多排樁樁樁基基礎(chǔ)的的考慮慮單排樁樁樁基基與多多排樁樁樁基基的確確定主主要根根據(jù)受受力情情況，，并與與樁長(zhǎng)長(zhǎng)、樁樁數(shù)的的確定定密切切相關(guān)關(guān)。多排樁樁穩(wěn)定定性好好，抗抗彎剛剛度較較大，，能承承受較較大的的水平平荷載載，水水平位位移小小，但但多排排樁的的設(shè)置置將會(huì)會(huì)增大大承臺(tái)臺(tái)的尺尺寸，，增加加施工工困難難，有有時(shí)還還影響響航道道單排樁樁與此此相反反，能能較好好地與與柱式式墩臺(tái)臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式配用用，可可節(jié)省省圬工工，減減小作作用在在樁基基的豎豎向荷荷載。。二、樁樁徑、、樁長(zhǎng)長(zhǎng)的擬擬定（一））樁徑徑擬定定（二））樁長(zhǎng)長(zhǎng)擬定定三、確確定基基樁的的根數(shù)數(shù)及其其在平平面的的布置置（一））樁的的根數(shù)數(shù)估算算（二））樁的的間距距確定定（三））樁的的平面面布置置四、樁樁基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)方案案檢驗(yàn)驗(yàn)（一））單根根基樁樁的檢檢臉1.單樁軸軸向承承載力力檢驗(yàn)驗(yàn)(1)按地基基土的的支承承力確確定和和驗(yàn)算算單樁樁軸向向承載載力。。(2)按樁身身材料料強(qiáng)度度確定定和檢檢驗(yàn)單單樁承承載力力。2.單樁橫橫向承承載檢