基础工程 桩基础 (史上最全面)

1、4.3 桩的竖向承载力桩的竖向承载力4.3.1 单桩轴向荷载的传递机理单桩轴向荷载的传递机理1、桩身轴力与截面位移、桩身轴力与截面位移 1）桩竖向荷载的承担及传递过程）桩竖向荷载的承担及传递过程bsQQQbusuuQQQ当桩身摩阻力当桩身摩阻力全部发挥全部发挥出来达到出来达到极限后，若继续增加荷载，荷载极限后，若继续增加荷载，荷载增量增量将全部由将全部由桩端阻力桩端阻力承担。由承担。由于桩端持力层的大量压缩和塑性于桩端持力层的大量压缩和塑性变形，位移增加速度显著增大，变形，位移增加速度显著增大，直至桩端阻力达极限，位移迅速直至桩端阻力达极限，位移迅速增大至破坏。此时，桩达到其极增大至破坏。此时

2、，桩达到其极限承载力。限承载力。 2）桩身轴力与截面位移）桩身轴力与截面位移 单桩轴向荷载传递的基本微分方程单桩轴向荷载传递的基本微分方程桩身轴力桩身轴力 桩身截面位移桩身截面位移dzduEAzpppz22dzuNzzzzQ0dzNEAzzzppS012、影响荷载传递的因素、影响荷载传递的因素1）桩端土与桩周土的刚度比）桩端土与桩周土的刚度比Eb/Es Eb/Es愈小，桩身轴力沿深度衰减愈快，即传递到愈小，桩身轴力沿深度衰减愈快，即传递到桩端荷载愈小。桩端荷载愈小。对于中长柱，当对于中长柱，当Eb/Es=1 （即均匀土层）时，桩（即均匀土层）时，桩侧摩阻力接近于均匀分布、几乎承担了全部荷载，侧

3、摩阻力接近于均匀分布、几乎承担了全部荷载，桩端阻力仅占荷载的桩端阻力仅占荷载的5%左右，即属于摩擦桩；左右，即属于摩擦桩；当当Eb/Es增大到增大到100时，桩身轴力上段随深度减小，时，桩身轴力上段随深度减小，下段近乎沿深度不变，即桩侧摩阻力上段可得到下段近乎沿深度不变，即桩侧摩阻力上段可得到发挥，下段则因桩土相对位移很小而无法发挥出发挥，下段则因桩土相对位移很小而无法发挥出来，桩端阻力分担了来，桩端阻力分担了60%以上荷载，即属于端承以上荷载，即属于端承型桩；型桩；Eb/Es再继续增大，对桩端阻力分担荷载比的影响再继续增大，对桩端阻力分担荷载比的影响不大。不大。2）桩土刚度比）桩土刚度比Ep

4、/EsEp/Es愈大，传到桩端荷载愈大，愈大，传到桩端荷载愈大，但当但当Ep/Es超过超过1000后，对桩端后，对桩端阻力分担荷载比的影响不大。阻力分担荷载比的影响不大。而对于而对于Ep/Es10的中长桩，其桩的中长桩，其桩端阻力分担荷载近于零。端阻力分担荷载近于零。说明对于砂桩、碎石桩、灰土桩说明对于砂桩、碎石桩、灰土桩等低刚度桩组成的基础，应按复等低刚度桩组成的基础，应按复合地基工作原理进行设计。合地基工作原理进行设计。3）桩端扩底直径与桩身直径之比）桩端扩底直径与桩身直径之比D/dD/d 愈大，桩端阻力分担的荷载比愈大，桩端阻力分担的荷载比愈大。愈大。对于对于均匀均匀土层中的中长桩，当土

5、层中的中长桩，当D/d=3时，桩端阻力分担的荷载比时，桩端阻力分担的荷载比将由等直径桩（将由等直径桩（D/d=1）的约）的约5%增至增至35%。实际端土层好时，做。实际端土层好时，做成扩底，否则增侧阻力作成串状。成扩底，否则增侧阻力作成串状。4）桩的长径比）桩的长径比L/d 随随L/d 增大，传递到桩端的荷载减增大，传递到桩端的荷载减小，桩身下部侧阻力的发挥降低。小，桩身下部侧阻力的发挥降低。在均土层中的长柱，其桩端阻力在均土层中的长柱，其桩端阻力分担的荷载比趋于零。长径比大分担的荷载比趋于零。长径比大的桩多为摩擦桩，扩大桩端直径的桩多为摩擦桩，扩大桩端直径来提高承载力是徒劳无益的。来提高承载

6、力是徒劳无益的。 例例3、桩侧摩阻力和桩端阻力、桩侧摩阻力和桩端阻力1）侧摩阻力与桩土界面相对位移）侧摩阻力与桩土界面相对位移函数函数关系关系上式侧阻是随深度线性增大上式侧阻是随深度线性增大,但砂土中但砂土中的模型实验表明，当桩入土深达某一的模型实验表明，当桩入土深达某一临界深度后，侧阻就不随深度增加了，临界深度后，侧阻就不随深度增加了，这个现象称为侧阻的深度效应。这个现象称为侧阻的深度效应。vsxaxauKctanzv曲线s1) 桩侧极限摩阻力与对应的桩侧极限位桩侧极限摩阻力与对应的桩侧极限位移移sU。桩侧摩阻力只要桩土间有不太大的相桩侧摩阻力只要桩土间有不太大的相对位移就能得到充分的发挥，

7、一般认对位移就能得到充分的发挥，一般认为粘性土中为粘性土中sU为为46mm，砂性土中，砂性土中 sU为为610mm。 (大直径钻孔灌注桩，如果孔壁呈凹大直径钻孔灌注桩，如果孔壁呈凹凸形，发挥侧摩阻力需要的极限位移凸形，发挥侧摩阻力需要的极限位移较大，可达较大，可达20mm以上，甚至以上，甚至40mm，约为桩径的约为桩径的2.2%，如果孔壁平直光滑，如果孔壁平直光滑，发挥侧摩阻力需要的极限位移较小，发挥侧摩阻力需要的极限位移较小，只有只有34mm。)2) 桩端阻力桩端阻力qPU与对应的桩端极限与对应的桩端极限位移位移sPU 桩底阻力的充分发挥需要有较大桩底阻力的充分发挥需要有较大的位移值，桩端阻

8、力的位移值，桩端阻力qPU对应的桩对应的桩端极限位移端极限位移sPU在粘性土中约为桩在粘性土中约为桩底直径的底直径的25，在砂性土中约为，在砂性土中约为810，对于钻孔桩，由于，对于钻孔桩，由于孔底虚土、沉渣压缩的影响，发孔底虚土、沉渣压缩的影响，发挥端阻极限值所需位移更大挥端阻极限值所需位移更大3）按土体极限平衡理论导得的、用于）按土体极限平衡理论导得的、用于计算桩端阻力的极限平衡理论公式有计算桩端阻力的极限平衡理论公式有很多，可统一表达为：很多，可统一表达为：计算单位极限端阻时，则端阻将随桩计算单位极限端阻时，则端阻将随桩端入土深度线性增大。端阻也存在深端入土深度线性增大。端阻也存在深度效

9、应现象。度效应现象。 *1*qqccpuhNbNcNq4）单桩荷载沉降曲线）单桩荷载沉降曲线（桩破坏模式）（桩破坏模式）陡降型：桩底持力层不坚突、桩陡降型：桩底持力层不坚突、桩径不大、破坏时桩端刺入持力层径不大、破坏时桩端刺入持力层的桩。的桩。A缓变型：桩底非密实砂类土、粉缓变型：桩底非密实砂类土、粉土、桩底面积大、桩底塑性区随土、桩底面积大、桩底塑性区随荷载增长逐渐扩展的桩。荷载增长逐渐扩展的桩。B4.3.2 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定，取决于两单桩竖向承载力的确定，取决于两方面：方面：其一，桩身的材料强度；其一，桩身的材料强度；其二，地层的支承力。其二，地

10、层的支承力。设计时分别按这两方面确定后取设计时分别按这两方面确定后取其中的小值。其中的小值。aKRQ1、单桩竖向承载力特征值、单桩竖向承载力特征值 Ra的确定的确定1）静载荷试验）静载荷试验所需的时间间歇所需的时间间歇,为为打桩被扰动土虽时打桩被扰动土虽时间部分强度可恢复间部分强度可恢复.预制桩在砂类土中不得少于预制桩在砂类土中不得少于7天；粉土天；粉土和粘性土不得少于和粘性土不得少于15天；饱和软粘土天；饱和软粘土不得少于不得少于25天。天。灌注桩达到混凝土设计强度灌注桩达到混凝土设计强度.试桩数为总数试桩数为总数1%且不少于且不少于3根根试验成果试验成果2/UaQR 2、按土的抗剪强度指标

11、确定、按土的抗剪强度指标确定1）单桩承载力的一般表达式）单桩承载力的一般表达式GQQQbusuuGAhNcNdzKcuQbqqccavsalpu*0tanKQRua3、确定单桩竖向承载力特征值的、确定单桩竖向承载力特征值的规范规范经经验公式验公式isiapppaalquAqRppaaAqR 4.3.3 竖向荷载下的群桩效应竖向荷载下的群桩效应群桩效应：群桩基础中的一根桩单独群桩效应：群桩基础中的一根桩单独受荷时的承载力和沉降性状，往往与受荷时的承载力和沉降性状，往往与相同地质条件和设置方法的同样独立相同地质条件和设置方法的同样独立单桩有显著差别，这种现象称为群桩单桩有显著差别，这种现象称为群桩

12、效应。效应。群桩效应参数：来衡量群桩基础中各群桩效应参数：来衡量群桩基础中各根单桩平均承载力比独立单桩降低根单桩平均承载力比独立单桩降低（1）的幅度。）的幅度。1端承型群桩基础端承型群桩基础端承型桩基的桩底持力层刚硬，桩端贯入变端承型桩基的桩底持力层刚硬，桩端贯入变形较小，由桩身压缩引起的桩顶沉降不大，形较小，由桩身压缩引起的桩顶沉降不大，因而承台底面土反力小，桩顶荷载基本上集因而承台底面土反力小，桩顶荷载基本上集中通过桩端传给桩底持力层，并近似地按某中通过桩端传给桩底持力层，并近似地按某一压力扩散角向下扩散。且在距桩底浓度为一压力扩散角向下扩散。且在距桩底浓度为h=(s-d)/2（tana）

13、之下产生应力重叠，但）之下产生应力重叠，但不足以引起坚实持力层明显的附加变形。不足以引起坚实持力层明显的附加变形。因此，端承型基础中各根单桩的工作因此，端承型基础中各根单桩的工作性状与单桩相近，群桩基础承载力等性状与单桩相近，群桩基础承载力等于各根单桩承载力之和，群桩效应系于各根单桩承载力之和，群桩效应系数数=1。2、摩擦型群桩基础、摩擦型群桩基础2、摩擦型群桩基础、摩擦型群桩基础1）承台底面脱地的情况）承台底面脱地的情况 桩顶荷载主要通过桩侧阻力引起压力扩桩顶荷载主要通过桩侧阻力引起压力扩散角范围内桩周土中附加压力。散角范围内桩周土中附加压力。 D=d+2Ltana s D 时，时， 各桩在

14、桩端平面上的应力因各邻桩扩散各桩在桩端平面上的应力因各邻桩扩散应力的相互重叠而增大。应力的相互重叠而增大。所以，磨擦型沉降大于独立单桩。群所以，磨擦型沉降大于独立单桩。群桩效率系数可能小于桩效率系数可能小于1，也可能大于，也可能大于1。群桩效应受下列因素影响而变化。群桩效应受下列因素影响而变化。a.承台刚度的影响，刚性承台下的桩顶承台刚度的影响，刚性承台下的桩顶荷载分配一般是角桩最大，中心桩最荷载分配一般是角桩最大，中心桩最小、边桩居中。小、边桩居中。b.基土性质影响，摩阻力增值都以中间基土性质影响，摩阻力增值都以中间桩为大，边桩、角桩相对较小，其分桩为大，边桩、角桩相对较小，其分配趋势恰与承

15、台刚度的影响相反，致配趋势恰与承台刚度的影响相反，致使桩顶分布趋于均匀。使桩顶分布趋于均匀。c.桩距的影响桩距的影响 常用桩距常用桩距s=3d4d sD s6d 接近单桩接近单桩所以桩距是影响摩擦型群桩基础所以桩距是影响摩擦型群桩基础的主要因素。的主要因素。 2)承台底面贴地的情况承台底面贴地的情况(复合桩基复合桩基)单桩单桩复合单桩复合单桩.承台分担荷载既然是以桩基的整承台分担荷载既然是以桩基的整体下沉为前提，那么，只有在桩体下沉为前提，那么，只有在桩基沉降不会危及建筑物的安全和基沉降不会危及建筑物的安全和正常使用、且承台底与软土直接正常使用、且承台底与软土直接接触时，才宜于开发利用承台底接

16、触时，才宜于开发利用承台底土反力。土反力。由承台贴地引起的群桩效应可概括为由承台贴地引起的群桩效应可概括为下列三方面下列三方面a. 对桩侧阻力削弱作用：对桩侧阻力削弱作用：b. 对桩端阻力增强：对桩端阻力增强：c. 对基土侧的阻挡作用：对基土侧的阻挡作用：对发挥台底土反力的有利因素是对发挥台底土反力的有利因素是：桩：桩顶荷载水平高、柱端持力层可压缩、顶荷载水平高、柱端持力层可压缩、承台底面下土质好、桩身细而短、布承台底面下土质好、桩身细而短、布桩少而疏。一般说来，桩少而疏。一般说来，bc/L(桩长桩长)取取1.02.0时，可明显提高带桩筏基的整时，可明显提高带桩筏基的整体承载力。体承载力。4.

17、3.4 减沉桩基减沉桩基当天然地基承载力已基本接近于满足要求当天然地基承载力已基本接近于满足要求,但沉降不满足时但沉降不满足时,用桩来减小沉降量和弥补用桩来减小沉降量和弥补承载力不足承载力不足.1）荷载承台担）荷载承台担60%-70%.2）桩端进入较好土层）桩端进入较好土层,并满足下卧层承载力并满足下卧层承载力.3）桩距按）桩距按4d-6d布桩布桩.4）验算沉降）验算沉降.5) 验算桩土承载力验算桩土承载力.2、桩端位移（刚体位移）、桩端位移（刚体位移）o单桩沉降计算方法主要有下述几种：单桩沉降计算方法主要有下述几种：1）荷载传递分析法；）荷载传递分析法；2）弹性理论法；）弹性理论法；3）剪切

18、变形传递法；）剪切变形传递法；4）有限单元分析法；）有限单元分析法；dzNEASSlzppl014.4.2 群桩沉降群桩沉降计算：计算：1、群桩沉降组成：、群桩沉降组成：1）桩间土的压缩变形（桩身压缩、桩端贯入）桩间土的压缩变形（桩身压缩、桩端贯入变形）。变形）。2）桩端平面以下土层受群桩荷载共同作用产）桩端平面以下土层受群桩荷载共同作用产生整体压缩变形。生整体压缩变形。2、群桩验算采用两种方法：、群桩验算采用两种方法：1）将单桩沉降折减后乘桩数；）将单桩沉降折减后乘桩数；2）将群桩外围内的土看成是一个实体基础，将群桩外围内的土看成是一个实体基础，来进行验算；来进行验算；3）我国地基基础设计）

19、我国地基基础设计规范推荐规范推荐的方法的方法o不考虑桩间土的压缩变形对沉降的影响，采不考虑桩间土的压缩变形对沉降的影响，采用单向压缩分层总和法计算。用单向压缩分层总和法计算。 桩端平面以下第桩端平面以下第j层第层第i分层竖向附加压力分层竖向附加压力mjniisjijijpjEhs11,ji实体基础计算（桩距实体基础计算（桩距6d） o实体深基底面与桩基齐平，基底压力应为实体深基底面与桩基齐平，基底压力应为桩底平面处附加压力。桩底平面处附加压力。)() 1() 1(11ZZEijijjijiisjiokmjppnpSsj 实体基础实体基础 1）考虑扩散作用考虑扩散作用：ckkckokAGFpp)

20、(ldrAGk)4tan2)(4tan2(00llAba 2)不考虑扩散作用不考虑扩散作用： 相对于荷载效应准永久组合时，桩承台上相对于荷载效应准永久组合时，桩承台上竖向力；竖向力；)()( 20000ldmisiafkkkckokbalqbaGGFppFk4.5 桩桩负摩擦力负摩擦力问题问题4.5.1 桩负摩擦条件和原因桩负摩擦条件和原因1、负摩阻力：当桩侧土体因某种原因而下沉，负摩阻力：当桩侧土体因某种原因而下沉，且其下沉量大于桩的沉降时，土对桩产生的且其下沉量大于桩的沉降时，土对桩产生的向下作用的摩阻力，称为负摩阻力。向下作用的摩阻力，称为负摩阻力。2、产生条件：土下沉量大于桩沉降量时。

21、工、产生条件：土下沉量大于桩沉降量时。工程中应避免有不利因素时，采取措施减小。程中应避免有不利因素时，采取措施减小。3、产生、产生负摩阻力负摩阻力原因：原因：1）位于桩周有欠固结的软粘土或新填土在重）位于桩周有欠固结的软粘土或新填土在重力作用产生固结。力作用产生固结。2）大面积堆载使桩周土层压密。）大面积堆载使桩周土层压密。3）地下水全面降低，致使有效应力增加。）地下水全面降低，致使有效应力增加。4）地面因打桩时引起孔隙水压力剧增而隆起、）地面因打桩时引起孔隙水压力剧增而隆起、其后孔水压消散而固结下沉。其后孔水压消散而固结下沉。4.5.2 负摩擦阻力计算负摩擦阻力计算单桩负摩擦阻力计算单桩负摩

22、擦阻力计算Ln/L0=0.51.04.5.3 减小减小负摩擦阻力的工程负摩擦阻力的工程措施措施1、预制桩、预制桩 有下沉土层存在时，在此土层处桩段，有下沉土层存在时，在此土层处桩段，涂软涂软沥青沥青来减小负摩阻力。来减小负摩阻力。2、灌柱桩、灌柱桩 对穿过欠固结土层桩段，插入比钻孔直径小对穿过欠固结土层桩段，插入比钻孔直径小50100mm预制桩段用高稠度膨润土泥预制桩段用高稠度膨润土泥浆填充桩段外。浆填充桩段外。 对于作业成孔灌柱桩，在沉降土层范围先铺对于作业成孔灌柱桩，在沉降土层范围先铺双层塑料薄膜双层塑料薄膜，在浇砼可自由活动，在浇砼可自由活动。4.6 桩的水平承载力桩的水平承载力4.6.

23、1 水平荷载作用下桩工作性状水平荷载作用下桩工作性状 水平荷载作用下桩工作性状取决于桩土之间水平荷载作用下桩工作性状取决于桩土之间的相互作用。依据桩土相对刚度的不同，水的相互作用。依据桩土相对刚度的不同，水平荷载作用下的桩分为：平荷载作用下的桩分为：o刚性桩：桩短，周围土较弱，桩土相对刚度刚性桩：桩短，周围土较弱，桩土相对刚度大，破坏发生于桩周土中，桩转动。大，破坏发生于桩周土中，桩转动。o弹性桩：桩土相对刚度低，桩身发生绕曲变弹性桩：桩土相对刚度低，桩身发生绕曲变形，桩下段嵌固土中不能转动。形，桩下段嵌固土中不能转动。 桩破坏图桩破坏图4.6.2 水平荷载作用下弹性桩计算水平荷载作用下弹性桩

24、计算水平荷载作用下弹性桩的分析计算方法主要有水平荷载作用下弹性桩的分析计算方法主要有地基反力系数法、弹性理论法、有限元法。地基反力系数法、弹性理论法、有限元法。1、介绍地基反力系数法：应用文克勒地基模、介绍地基反力系数法：应用文克勒地基模型，把承受水平荷载的桩视为弹性地基中竖型，把承受水平荷载的桩视为弹性地基中竖直梁，通过求解梁的挠曲微分方程来计算桩直梁，通过求解梁的挠曲微分方程来计算桩身内力。身内力。1）基本假定）基本假定 - 深度深度z处的水平抗力；处的水平抗力； -水平抗力系数；水平抗力系数； -水平位移。水平位移。xkxxxxkx不同方法不同方法Kx分布图分布图 2）“m”法法计算参数

25、简化成平面受力计算参数简化成平面受力Kf形状换算系数形状换算系数 K0受力换算系数受力换算系数K桩间相互影响系数桩间相互影响系数 b0计算宽度计算宽度方桩方桩 b1m， b1m， mZkxbKKKbf0010 bb5 . 05 . 10bb 单桩计算单桩计算 n单桩的桩顶荷载单桩的桩顶荷载nGFN0nHH 0nMM0 桩挠曲微分方程桩挠曲微分方程 o水平变形系数水平变形系数。oE 取取0.85ECbbkbmzxxdzxdEIxx000440544zxdzxd50EImb 单桩内力图单桩内力图 桩身最大弯矩桩身最大弯矩换算深度换算深度00v00HMCIh，0maxMCM时hZmax4.7 桩的平

26、面布置原则桩的平面布置原则4.7.1 一般原则一般原则 桩的平面布置可采用对称式、梅花式、行列式和桩的平面布置可采用对称式、梅花式、行列式和环状排列。环状排列。 1、为使桩基中各桩受力均匀，群桩横截面的重心、为使桩基中各桩受力均匀，群桩横截面的重心应与竖向永久载荷合力的作用点重合或接近。应与竖向永久载荷合力的作用点重合或接近。2、桩距、桩距3-4倍桩径，太大增加承台用料，太小加倍桩径，太大增加承台用料，太小加大柱沉降量，施工困难。对于大面积桩群，尤大柱沉降量，施工困难。对于大面积桩群，尤其是挤土桩，桩的最小中心距宜按表列值适当其是挤土桩，桩的最小中心距宜按表列值适当加大。加大。 桩布置图桩布置

27、图 4.8 桩承台的设计桩承台的设计1、作用：将各桩联成一整体，把上部结构的荷、作用：将各桩联成一整体，把上部结构的荷载转换、调整、分配于各桩。载转换、调整、分配于各桩。2、分类：柱下独立承台、墙下条形承台、筏板、分类：柱下独立承台、墙下条形承台、筏板承台和箱形承台。承台和箱形承台。3、承台设计内容、承台设计内容o 选择承台的材料及强度等级；选择承台的材料及强度等级； o 几何形状及其尺寸；几何形状及其尺寸；o 进行承台结构承载力计算；进行承台结构承载力计算；o 满足构造要求。满足构造要求。4.8.1 构造要求构造要求承台承台4.8.2 柱下桩基独立承台柱下桩基独立承台1、受弯计算、受弯计算a

28、）柱下多桩矩形承台的配筋不足情况下将产）柱下多桩矩形承台的配筋不足情况下将产生弯曲破坏，其破坏特征呈梁式破坏。所谓生弯曲破坏，其破坏特征呈梁式破坏。所谓梁式破坏，指挠曲裂缝在平行于柱边两个方梁式破坏，指挠曲裂缝在平行于柱边两个方向交替出现，承台在两个方向交替呈梁式承向交替出现，承台在两个方向交替呈梁式承担荷载，最大弯矩产生在平行于柱边两个方担荷载，最大弯矩产生在平行于柱边两个方向的屈服线处向的屈服线处. 矩形承台矩形承台b）弯矩计算）弯矩计算o截面应取柱边或承台高度变化处截面应取柱边或承台高度变化处oMxMy 垂直于垂直于Y轴截面和轴截面和X轴方向计算截面处的轴方向计算截面处的弯矩设计值；弯矩

29、设计值；oNi 扣除承台和其上填土自重后相应于荷载效应扣除承台和其上填土自重后相应于荷载效应基本组合时的第基本组合时的第i桩竖向力设计值；桩竖向力设计值；oXi，Yi垂直于垂直于Y，X轴方向自柱轴线到相应计轴方向自柱轴线到相应计算截面的距离。算截面的距离。yNMiiXxNMiiyNi计算计算-荷载效应基本组合时的第荷载效应基本组合时的第i桩竖向力设计值桩竖向力设计值o轴心轴心 （F-竖向力设计值，竖向力设计值，n-桩数）桩数）o偏心偏心oXi，yi-桩桩i到通过桩群形心到通过桩群形心y、x轴的距离轴的距离xxMyyMNiiyiixinF22nFNi Ni计算中的计算中的xi yi2）柱下三桩三

30、角形承台）柱下三桩三角形承台a）等边三桩承台）等边三桩承台M由承台形心至承台边缘距离范围内板由承台形心至承台边缘距离范围内板 带的弯矩设计值；带的弯矩设计值；Nmax扣除承台和其上填土自重后的三扣除承台和其上填土自重后的三桩中相应于荷载效应基本组合时的最大单桩中相应于荷载效应基本组合时的最大单桩竖向力设计值；桩竖向力设计值；s桩距；桩距；c方柱边长，圆柱时方柱边长，圆柱时c=0.866dcsNM433max2、受冲切计算、受冲切计算o当桩基承台有效高度不足时，承台将发生冲当桩基承台有效高度不足时，承台将发生冲切破坏。切破坏。o承台冲切破坏的方式，一种是柱对承台的冲承台冲切破坏的方式，一种是柱对

31、承台的冲切，另一种是角桩对承台的冲切。切，另一种是角桩对承台的冲切。o冲切破坏锥体斜面与承台底面的夹角大于或冲切破坏锥体斜面与承台底面的夹角大于或等于等于45度，柱边冲切破坏锥体的顶面在柱度，柱边冲切破坏锥体的顶面在柱与承台交界处或承台变阶处，底面在桩顶平与承台交界处或承台变阶处，底面在桩顶平面处；而角桩冲切破坏锥体顶面在角桩内边面处；而角桩冲切破坏锥体顶面在角桩内边缘处，底面在承台上方或变阶处。缘处，底面在承台上方或变阶处。 冲切破坏冲切破坏 1)柱对承台的冲切柱对承台的冲切承载力承载力冲切系数冲切系数冲跨比冲跨比haXX000othpoxcoyoycoxlhfahabF2ilNFF2 .

32、084. 0oxox2 .084.0oyoyhayy000 冲切破坏冲切破坏2）角桩对承台的冲切）角桩对承台的冲切o多桩矩形承台受角桩冲切的承载力计算多桩矩形承台受角桩冲切的承载力计算 othpxyyxlhfacacN221211212 . 056. 011xx2 . 056. 011yy 冲切破坏冲切破坏三桩三角形承台受角桩冲切的承载力计算：三桩三角形承台受角桩冲切的承载力计算：o底部角桩底部角桩o顶部角桩顶部角桩01111112tan2hfacNthpl2 . 056. 0111102122122tan2hfacNthpl2 . 056. 01212 3、受剪切计算、受剪切计算o柱下桩基独

33、立承台应分别对柱边和桩边、变柱下桩基独立承台应分别对柱边和桩边、变截面和桩边联线形成的斜面进行受剪计算。截面和桩边联线形成的斜面进行受剪计算。当柱边外有多排桩形成多个剪切斜截面时，当柱边外有多排桩形成多个剪切斜截面时，尚应对每个截面进行验算。尚应对每个截面进行验算。o斜截面受剪承载力可按下列公式计算：斜截面受剪承载力可按下列公式计算：0hbfVoths 公式计算参数公式计算参数V 扣除承台和其上填土自重后的相应于荷载效应基本组合时斜扣除承台和其上填土自重后的相应于荷载效应基本组合时斜截面的最大剪力力设计值截面的最大剪力力设计值 剪切承载力截面高度影响系数剪切承载力截面高度影响系数 剪刀系数剪刀

34、系数 计算截面剪跨比计算截面剪跨比 承台计算截面处计算宽度承台计算截面处计算宽度 hs410800hhsb00 .175.1haXX0haYy0等截面承台等截面承台yobxob阶梯型承台阶梯型承台阶梯形承台阶梯形承台o对于阶梯形承台应分别在变阶处及柱边处进行斜截对于阶梯形承台应分别在变阶处及柱边处进行斜截面受剪计算。面受剪计算。xobAA220201022011hhhbhbbyyyoBB220201022011hhhbhbbxxxoyob锥形承台锥形承台 锥形承台锥形承台o对于锥形承台应对对于锥形承台应对A-A及及B-B两个截面进行受剪承两个截面进行受剪承载力计算，截面有效高度均为载力计算，截

35、面有效高度均为ho，截面的计算宽，截面的计算宽度按下式计算：度按下式计算：yob1120115 . 01yyyyobbbhhbAA22BB221120115 . 01xxxxobbbhhbxob4、局部受压计算、局部受压计算o当承台的混凝土强度等级低于柱或桩的混凝当承台的混凝土强度等级低于柱或桩的混凝土强度等级时，尚应验算柱下或桩上承台的土强度等级时，尚应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力。局部受压承载力。LncLcLAfF35. 1 计算参数计算参数 -局部压力设计值局部压力设计值 -混凝土强度影响系数混凝土强度影响系数 (C50-C80,取取1-0.8) -局部受压强度提高系数局部受压强度

36、提高系数 -混凝土轴心抗压强度设计值混凝土轴心抗压强度设计值 -局部受压局部受压 净面积净面积 -局部受压计算底面积局部受压计算底面积 -局部受压局部受压 面积面积LFcLcfLnAbALAAALbL4.9 桩基础设计步骤桩基础设计步骤o桩基设计应符合安全、合理和经济的桩基设计应符合安全、合理和经济的要求。对桩和承台来说，应有足够的要求。对桩和承台来说，应有足够的强度、刚度和耐久性；对地基来说，强度、刚度和耐久性；对地基来说，要有足够的承载力和不产生过量的变要有足够的承载力和不产生过量的变形。大多数桩基的首要问题在于控制形。大多数桩基的首要问题在于控制沉降量，即桩基设计应按桩基变形控沉降量，即

37、桩基设计应按桩基变形控制设计。制设计。4.9.1 必要的资料准备必要的资料准备o桩基设计前必须具备的资料主要有：桩基设计前必须具备的资料主要有：1、建筑物类型及其规模；、建筑物类型及其规模；2、岩土工程勘察报告；、岩土工程勘察报告；3、当地施工机具和技术条件；、当地施工机具和技术条件；4、环境条件；、环境条件；5、检测条件及施工经、检测条件及施工经 验验4.9.2 选定桩型确定单桩竖向及水平力选定桩型确定单桩竖向及水平力1、桩的类型、截面和桩长的选择、桩的类型、截面和桩长的选择预制桩和灌注桩预制桩和灌注桩 环境，施工条件当地常规环境，施工条件当地常规o截面截面 荷载桩长，持力层荷载桩长，持力层

38、o端承型端承型 硬层不深硬层不深 摩擦型摩擦型 硬层较深硬层较深o打入桩入土深度按桩端设计标高和最后贯入打入桩入土深度按桩端设计标高和最后贯入度二方面控制。一般要求最后二、三阵的平度二方面控制。一般要求最后二、三阵的平均贯入度为均贯入度为1030mm/阵。阵。2、确定单桩竖向及水平承载力、确定单桩竖向及水平承载力o桩的类型和几何尺寸确定之后，应初步确定桩的类型和几何尺寸确定之后，应初步确定承台底面标高。季节性冻土上的承台埋深，承台底面标高。季节性冻土上的承台埋深，应考虑地基上的冻胀性的影响，并应考虑是应考虑地基上的冻胀性的影响，并应考虑是否需要采取相应的防冻害措施。否需要采取相应的防冻害措施。o isiapppaalquAqR4.9.3 桩的平面布置及承载力验算桩的平面布置及承载力验算1、桩的根数和布置、桩的根数和布置1）桩的根数）桩的根数o独立柱：独立柱：o偏心受压时，对于偏心距固定的桩基，如果桩的布偏心受压时，对于偏心距固定的桩基，如果桩的布置使得群桩横截面的重心与荷载合力作用点重合，置使得群桩横截面的重心与荷载合力作用点重合，则仍可按上式估定桩数，否则，桩的根数应按上式则仍可按上式估定桩数，否则，桩的根数应按上式确定的增加确定的增加