桥梁博士基础版V1.0用户手册

1、桥梁博士-基础版 V1.0用户使用手册上海同豪土木工程咨询有限公司2009年2月文档可自由编辑打印目 录第 1 章 基本介绍11.1 功能概述11.2 运行环境21.3 编制依据21.4 基本操作21.5 系统基本约定4第 2 章 矩形扩大基础输入和输出62.1 基本参数62.2 荷载参数72.3 地质参数102.4 水文参数112.5 结构参数132.6 矩形扩大基础结果输出14第 3 章 U形扩大基础输入和输出163.1 U形扩大基础参数输入163.2 基本参数163.3 荷载参数173.4 地质参数173.5 水文参数173.6 结构参数173.7 U形扩大基础结果输出18第 4 章 承

2、台桩基础参数输入194.1 基本参数194.2 荷载参数204.3 地质参数204.4 水文参数244.5 结构参数244.6 承台桩基础结果输出39第 5 章 单排桩柱基础输入和输出415.1 基本参数415.2 荷载参数425.3 地质参数425.4 水文参数425.5 结构参数435.6 单排桩柱基础结果输出44第 6 章 辅助工具456.1 桥梁墩台水平力分配计算45第 7 章 技术说明507.1 荷载组合507.2 地基承载力547.3 扩大基础水的影响557.4 扩大基础计算567.5 群桩作为整体基础587.6 单桩轴向承载力、桩端应力、单桩沉降和抗冻拨597.7 桩基m法内力位

3、移计算617.8 桩身验算637.9 桩基承台647.10 单排桩柱基础和承台桩基础66第 1 章 基本介绍1.1 功能概述桥梁博士基础版是根据现行的公路桥梁设计规范开发的一套桥梁基础设计计算系统。支持四种基础类型：l 矩形扩大基础l U型扩大基础l 单排桩柱基础l 承台桩基础支持四种基桩类型：l 圆桩（灌注桩）l 方桩l 预应力混凝土管桩l 钢管桩支持一些较复杂的工程情况：l U型基础斜交l U型基础侧墙不等长l 灌注桩的变截面l 钢管桩的变截面l 扩底桩l 斜桩l 各桩地质水文不同、桩长不同、桩径不同l 可建立变厚度和任意形状的承台扩大基础支持的计算项目：l 基底应力l 合力偏心距l 软弱

4、下卧层应力l 抗倾覆稳定性l 抗滑动稳定性l 沉降量单排桩柱基础支持的计算项目：l 单桩轴向承载力（受压和受拉）l 桩身截面承载力l 桩身截面裂缝l 桩身截面应力l 桩端应力l 抗冻拔稳定性l 单桩沉降量承台桩基础支持的计算项目：l 承台正截面承载力（包括“梁式体系”和“撑杆系杆体系”）l 承台斜截面承载力l 承台冲切承载力l 承台局部承压承载力l 群桩基底应力l 群桩软弱下卧层应力l 群桩沉降量l 单桩轴向承载力（受压和受拉）l 桩身截面承载力l 桩身截面裂缝l 桩身截面应力l 桩端应力l 单桩沉降量系统自动完成规范上的各种荷载效应组合。另外系统提供方便直观的方式建立模型，配有3D视图显示实

5、体模型，计算结果以清晰的表格和图形方式表达，并能自动输出完整的Word格式计算书。1.2 编制依据本系统编制的主要规范依据如下：l 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004），本手册简称通规l 公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007），本手册简称基规l 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004），本手册简称混规依照了下列规范的个别条文：l 公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）l 建筑桩基技术规范（JGJ9494）l 上海市工程建设规范 地基基础设计规范（DGJ08111999）另外，也参考了其它一些权威的技术资料，如铁路桥涵地基和基础设

6、计规范（TB 10002.52005）、铁路工程设计技术手册 桥涵地基和基础（中国铁道出版社2002.3）。1.3 运行环境处理器：Pentium 以上；内存：128MB 以上；可用硬盘：500MB以上；显示器分辨率：800×600以上；操作系统：Windows2000/XP/Vista。配套应用软件：word 2007，或安装有2007文件转换功能的其它版本。1.4 基本操作1.4.1 程序主界面桥梁博士基础版界面如下图所示，主要分为5个部分：菜单及工具栏：执行一般的界面操作，如文件管理等。项目管理窗口：管理材料定义、各构件及计算书等，如切换构件、查看计算书等。参数输入窗口：输入模

7、型参数，如荷载、地质信息等。其中的【结构】选项卡包括三个小窗口：l 结构编辑窗口：类似于AutoCAD的图形区，显示构件的平、立面图示，可在该区域选中构件（桩、承台、墩柱等）并对其进行一定的操作，如移动构件、修改构件尺寸等。l 结构属性窗口：显示并编辑被选中构件的参数，如编辑桩的配筋等。l 结构建模命令窗口：类似于AutoCAD的命令窗口，可输入建模命令和编辑构件，如添加基桩、复制基桩等。结果输出窗口：以图形、文字和表格的方式显示用户所建模型及计算结果。信息窗口：输出程序执行的信息，如诊断提示等。1.4.2 项目和基础构件一个*.fcp包含一个项目的所有输入数据，一个项目由总体信息、材料定义和

8、若干个基础构件组成。这些基础彼此独立，类型也可以不同。可以将一座桥或者一条线路设为一个项目，包含多个墩台基础构件。基础构件也可输出为*.bwx文件单独保存。1.4.3 总体信息总体信息只用于对项目计算做最基本的说明记录，将在计算书的扉页中输出。1.4.4 材料定义系统已经按规范预定义了一些常用材料，用户也可自定义材料。钢材没有专门列出，需定义为钢筋材料。1.4.5 项目的基本操作【文件】菜单下有关于项目的一般操作，包括新建项目、打开项目、保存项目、另存项目、关闭项目，将项目存为模板以及从模板新建项目等。在项目管理区【构件】选项卡的项目名称上右键单击，在弹出的快捷菜单中选择“添加基础”，弹出“添

9、加新构件”对话框，可以选择要添加的基础类型和生成数据的方式。另外，向项目添加基础还有导入和粘贴两种方式，在项目的右键菜单中选择这些功能。1.4.6 基础的基本操作在项目管理区【构件】选项卡的基础名称上右键单击，快捷菜单中有“构件重命名”一项，可修改构件名称。在基础模型建成后，可执行快捷菜单上的“构件诊断”对数据的合理性进行检查；执行“构件验算”进行计算，计算完成后即可在结果查看区查看计算结果；执行“构件计算书”可生成word文件的计算书。若有多个基础，在其名称上双击可切换到该基础。可对基础进行删除、复制、粘贴、导入、导出、存为模板等操作，在基础的右键菜单中选择这些功能。1.4.7 计算书的生成

10、和查看在右键菜单中选择“基础计算书”、“重新执行基础构件”，在右键菜单和下拉菜单中选择“项目计算书”或“重新执行项目”，可以生成word文件的计算书。打开计算书可切换到项目管理区【计算书】选项卡，这里以树目录的方式列出了各构件的汇总计算书和详细计算书。双击计算书图标，则启动Word打开计算书。1.4.8 在界面上查看计算结果表格结果输出窗口提供了以文字和表格形式输出计算结果的标签页，用户可在标签页上的下拉列表框中选择要查看的内容，点击这些标签页上的“刷新”按钮程序会按照当前数据重新执行一次全面计算并输出结果。1.4.9 设计窗口的操作设计窗口为结果输出窗口的“设计”标签页，目前只用于以柱状图的

11、方式输出部分验算结果以便于用户做直观的判断，点击其上的“设置”按钮可打开相应的显示设置对话框，点击“刷新”按钮程序会按照当前数据重新执行一次全面计算并输出结果。按住鼠标中键可移动窗口，按住Shift键用鼠标左键可实现窗口放大，双击可显示全图，鼠标滚轮可实现即时缩放。1.4.10 三维图形窗口的操作三维窗口为结果输出窗口的“三维图形”标签页，用于基础模型三维实体图形的显示。点击其上的“设置”按钮可打开相应的显示设置对话框，程序可根据最新数据自动刷新该窗口。按住鼠标左键并移动鼠标位置可改变三维视图的显示角度；按住鼠标中键，或者按住Ctrl键（或Shift键）和鼠标左键，并移动鼠标位置可更改视图位置

12、；滚动鼠标滚轮，或者按住Ctrl键+Shift键+鼠标左键并移动鼠标位置可实现三维视图的缩放。1.5 系统基本约定1.5.1 单位约定系统对各输入及输出参数的单位均已给出提示。单位约定原则如下：长度单位：结构尺寸均为mm，标高单位均为m；力：kN；力矩：kN*m；应力：基础结构（混凝土、钢筋、钢材）均为MPa，地基（土、岩石）均为kPa；1.5.2 坐标系约定总体坐标系：为笛卡儿右手系，横桥向为x轴，顺桥向为y轴，竖直向上为z轴；y轴正向为“前”，y轴负向为“后”。单桩局部坐标系：为笛卡儿右手系，轴沿桩身向下，根据右手螺旋法则确定，。于是对于竖直桩，局部系x轴与总体系y轴一致，y轴与总体系x轴

13、一致。1.5.3 荷载方向荷载方向与总体坐标系一致为正。1.5.4 效应方向桩身内力：取计算截面以下的桩身来考察，内力与单桩局部坐标系一致为正。于是桩身轴力以压为正，另外对于竖直桩，平行于整体坐标系x轴、y轴的剪力分别被认为是Qy，Qx。桩身位移：在单桩局部坐标系中输出。沉降量：以沿总体坐标系向下沉降为正。应力：均以压为正、以拉为负。1.5.5 输出数值精度对输出数值的精度进行了处理，如力和位移保留小数点后一位，应力保留小数点后两位等等，并且本版本暂不提供对输出数值精度的调整控制功能。当然，输出精度不影响程序内部计算时的精度。第 2 章 矩形扩大基础输入和输出2.1 基本参数2.1.1 计算内

14、容各计算内容均来自规范相关条文的要求，用户根据具体需求选择相应的计算内容。2.1.2 计算控制参数结构重要性系数：扩大基础计算不涉及基本组合，因此此参数无效。基础材料类型：选择材料定义中已存在的材料。墩台类型：选择桥墩或桥台，根据基规第4.2.5条确定合力偏心距的容许值时用到该信息。指定基础襟边土重：用户可在此输入襟边土重的数值，若不指定，则程序自动计算。岩石地基基底应力重分布时：基规第4.2.3和4.2.4条规定，岩石地基当偏心距超过核心半径时，仅按受压区计算基底压应力。此处选择“不考虑附加应力”，表示当荷载偏心距超过核心半径时，按受压区计算基底压应力，再与附加应力直接相加；若选择“与附加应

15、力共同重分布”，表示当荷载偏心距超过核心半径时，将台前台后附加应力按偏心受压反算成外荷载，并将此荷载作为类型为“结构重力”的荷载，与用户输入的其他荷载组合，计算基底应力。指定沉降经验系数：指定基规公式（4.3.4-1）中的沉降计算经验系数s，若输入0，则程序根据基规第4.3.5条自动计算。指定沉降计算深度：输入沉降计算时的计算深度zn，若输入0，则程序根据基规第4.3.6条自动计算，此时基底宽度b取顺桥向宽度。指定沉降或软弱下卧层计算时基底应力取值点距最大应力点b/：用于确定基规第4.2.6条和第4.3.4条中当z/b1时基底压应力p的取值位置。应输入“基底的宽度b/应力取值点距最大应力点的距

16、离”，此处基底宽度b为顺桥向宽度。若输入0，则程序采用默认值4。对于双向偏心受压的基础，程序将基底最大应力Pmax和最小应力Pmin作为顺桥向宽度b两端的应力，再根据基底应力取值点的位置内插得到沉降或软弱下卧层计算时的基底应力。2.1.3 计算书输出设置用来控制是否输出详细计算报告。2.1.4 基础备忘输入备忘记录。2.2 荷载参数2.2.1 集中荷载用于输入矩形扩大基础承受的集中荷载。参考点坐标：定义“集中荷载局部坐标系”的原点在结构总体坐标系中的坐标。荷载类型：定义荷载类型，用于确定荷载的分类（永久作用、可变作用、偶然作用）及组合系数。荷载名称：定义荷载名称。同一荷载类型存在多个荷载时可用

17、名称来区分，如荷载类型为“汽车”的六种工况“汽车MaxM、汽车MinM、汽车MaxN、汽车MinN、汽车MaxQ、汽车MinQ”，则六种工况应定义六个荷载名称。HX、HY、P、MX、MY、MZ：分别为“集中荷载局部坐标系”下集中荷载的x向分力、y向分力、z向分力、绕x轴的弯矩、绕y轴的弯矩、绕z轴的弯矩。x、y、z：集中荷载作用点在“集中荷载局部坐标系”下的坐标。2.2.2 梯形荷载用于输入矩形扩大基础承受的梯形荷载。参考点坐标：定义梯形荷载局部坐标系的原点在结构总体坐标系中坐标。荷载：同集中荷载。名称：同集中荷载。x1、y1、z1：梯形荷载的起点在梯形荷载局部坐标系下的坐标。x2、y2、z2

18、：梯形荷载的终点在梯形荷载局部坐标系下的坐标。HX1、HY1、P1：分别为梯形荷载局部坐标系下梯形荷载起点位置的x向分力、y向分力、z向分力。HX2、HY2、P2：分别为梯形荷载局部坐标系下梯形荷载终点位置的x向分力、y向分力、z向分力。2.2.3 填土与组合填土：基规第4.2.1条规定在一定条件下应考虑台背填土和邻近墩台的附加竖向压应力，用户在此输入相关参数。台背填土对桥台基底的附加竖向压应力按照基规附录J计算。y轴正向为“前”，负向为“后”。汽车冲击力参与地基竖向承载力验算组合：控制地基竖向承载力验算组合时是否考虑汽车冲击力。参见基规第1.0.8条第1款。汽车荷载冲击系数：输入汽车荷载的冲

19、击系数。地震组合：扩大基础不计算地震组合，因此此项无效。偶然组合：定义参与偶然组合的荷载类型。2.3 地质参数若地基上层为覆盖土下层为基岩，则分别在土层特征表格和岩层特征表格中输入。2.3.1 土层特征土层索引名称：定义土层索引名称，如“-2层”等，仅用于标识不影响计算。土性描述：输入土的性质描述，如“密实细砂”等，仅用于标识不影响计算。层顶标高：输入该土层的层顶标高，第一层土的层顶标高不得低于“水文”中输入的地面标高（有冲刷时为一般冲刷线标高），计算时从地面标高（有冲刷时为一般冲刷线标高）起算。压缩模量：程序提供直接输入压缩模量和输入e-p曲线由程序自动计算压缩模量两种输方式。根据e-p曲线

20、计算压缩模量时采用牛顿法进行插值计算。承载力基本容许值：基规公式（3.3.4）和公式（3.3.5-1）中的fa0，用来计算修正后的地基承载力容许值fa，也用来判断是否为软弱下卧层。基底摩擦系数：基规公式（4.4.2）中的，用来计算基础的抗滑动稳定性。是否为软土层：定义该土层是否为软土层，若为软土层，则地基承载力容许值fa按照基规公式（3.3.5-1）计算，否则按照公式（3.3.4）计算。是否透水：定义土层的透水性，对于水的影响和程序的处理详见技术说明。基底宽度修正系数：基规公式（3.3.4）中的k1。基底深度修正系数：基规公式（3.3.4）中的k2。2.3.2 岩层特征岩层索引名称：定义岩层索

21、引名称，如“-1层”等，仅用于标识不影响计算。岩性描述：输入岩石的性质描述，如“泥质砂岩”等，仅用于标识不影响计算。承载力基本容许值：基规第3.3.3条的fa0。按照基规3.3.4条注2，岩石承载力不修正。基底摩擦系数：基规公式（4.4.2）中的，用来计算基础的抗滑动稳定性。是否为较为完整的岩石：定义岩石的破碎程度，用来确定岩石地基合力偏心距的容许值，参见基规表4.2.5。2.3.3 其它基础为未破坏的旧桥基：定义基础是否为未破坏的旧桥基，用来确定地基承载力容许值在使用阶段的抗力系数R，参见基规第3.3.6条第1款第3项和第4项。2.4 水文参数2.4.1 水文是否有水：定义基础所在位置是否有

22、水。设计水位：输入设计水位（高水位）标高。常水位：输入常水位标高。低水位：输入低水位标高。水浮力合力点位置x、y：输入水浮力在结构总体坐标系下的作用点坐标。墩台截面的平均面积：此处输入的值只用来计算水浮力，程序自动计算襟边土重时并不采用该值而是根据基础扩大量来计算的。基底透水时验算地基应力计入水浮力：用来确定基底透水时验算地基应力是否计入水浮力。参见通规第4.2.4条第1款。存在冲刷：定义地基是否被冲刷。一般冲刷线标高；输入一般冲刷线标高。局部冲刷线标高；计算扩大基础时未用到，此参数无效。地面标高：输入地面标高。环境类别：计算扩大基础时未用到，此参数无效。2.4.2 冻胀冻胀类型：定义冻胀类型

23、为“不冻结”、“季节性冻土”或“多年冻土”，季节性冻土按照基规附录L.0.1条计算抗冻拔稳定性，多年冻土按照附录L.0.2条计算抗冻拔稳定性。最大季节冻深标高：输入最大季节冻深标高，见基规图L.0.2，用以确定季节性冻土层的底面标高，进而计算季节性冻土层中的基础和墩身的平均周长u。多年冻土上限标高：输入多年冻土上限标高，见基规图L.0.2，用来计算基础周边与多年冻土的冻结力标准值Qpk，见基规公式（L.0.2-3）。设计冻深：输入设计冻深zd，见基规公式（L.0.1-3），用来计算对基础的切向冻胀力标准值Tk。冻胀力修正系数：输入冻胀力修正系数k，见基规公式（L.0.1-1）。基顶至地面墩身平

24、均周长：输入基础顶面至地面之间的墩身平均周长，用来计算季节性冻土层中基础和墩身的平均周长u、融化层中基础的侧面面积As和多年冻土内的基础侧面面积Ap。基础侧面与融化层的摩阻力标准值：输入基础侧面与融化层的摩阻力标准值qsk，见基规公式（L.0.2-2）。季节性冻土切向冻胀力标准值：输入季节性冻土切向冻胀力标准值sk，见基规公式（L.0.1-2）。多年冻土与基础侧面的冻结力标准值：输入多年冻土与基础侧面的冻结力标准值qpk，见基规公式（L.0.2-3）。2.5 结构参数基底尺寸定义：单击基础平面图的外边线，使其变成虚线，在右侧表格中可修改基础线的颜色、横桥向宽度和顺桥向宽度。平面图上基底型心位于

25、（0，0）点。双击表格中的“扩大基信息”，在弹出的对话框中可增加或减少台阶的层数，修改每层台阶的高度及左、右、前、后扩大量，y轴正向为“前”，负向为“后”。基底标高定义：单击基础立面图上的标高符号，在右侧表格中可修改标高符号的颜色并修改基底标高。2.6 结果输出程序提供了两种查看结果的方式，一是在界面上直接查看汇总结果和详细结果，并且“设计”选项卡上有相关图示；二是生成汇总计算书和详细计算书查看结果。结构计算完成后，界面上会出现如下图所示的汇总结果和详细结果窗口。用户可在“显示内容”的下拉列表中选择要查看的计算内容结果。验算结果汇总描述表格中输出的基底合力偏心距、基底应力、软弱下卧层地基应力是

26、计算值与容许值之比最大的一组结果，输出的抗倾覆稳定性和抗滑动稳定性是计算值与容许值之比最小的一组结果。第 3 章 U形扩大基础输入和输出3.1 基本参数斜交时基础末端：定义斜交基础的末端线是垂直于道路设计线还是平行于前墙前缘线。墙外法线与x轴的夹角：定义右侧墙的外法线与总体坐标x轴正向的夹角。x轴正向顺时针旋转至外法线方向为正，逆时针旋转为负。指定基底U形等效为矩形：计算过程中有时需将基底U形等效为矩形，等效矩形的长度和宽度可由用户直接指定，若不指定，则程序按照以下原则确定等效矩形的长度和宽度：a是前墙的截面长度，是侧墙外法线与x轴的夹角，则等效矩形的长度为a*cos，等效矩形的宽度为U形基础

27、的基底面积除以等效矩形的长度。等效矩形的长度：等效矩形沿x方向的尺寸。等效矩形的宽度：等效矩形沿y方向的尺寸。岩石地基基底应力重分布时：岩石地基当按非对称截面计算的基底最小应力小于0时，程序将U形基础作为等效矩形基础按照基规第4.2.3和4.2.4条仅按受压区计算基底压应力。此处选择“不考虑附加应力”，表示岩石地基当按非对称截面计算的基底最小应力小于0时，按等效矩形基础受压区计算基底压应力，再与附加应力直接相加；若选择“与附加应力共同重分布”，表示岩石地基当按非对称截面计算的基底最小应力小于0时，将台前台后附加应力按等效矩形基础偏心受压法反算成外荷载，并将此荷载作为类型为“结构重力”的荷载，与

28、用户输入的其他荷载重新组合，再计算基底应力。其他参数的意义与矩形扩大基础相同。3.2 荷载参数与矩形扩大基础相同。3.3 地质参数与矩形扩大基础相同。3.4 水文参数与矩形扩大基础相同。3.5 结构参数基底尺寸定义：单击基础平面图的外边线，使其变成虚线，在右侧表格中可修改基础线的颜色、前墙下截面的长度和宽度、左侧墙和右侧墙下截面的长度、侧墙下截面的宽度。前墙下截面长度是指前墙下基础前边缘的长度，前墙下截面宽度是指前墙下基础的垂直宽度，左侧墙下截面长度是指左侧墙下基础外缘的总长度，右侧墙下截面长度是指右侧墙下基础外缘的总长度，侧墙下截面宽度是指侧墙的垂直宽度，左右侧墙的宽度必须相同。双击表格中的

29、“U型扩大基信息” 会弹出如下对话框，可增加或减少台阶的层数，修改每层台阶的高度及外侧、内侧、后缘扩大量，扩大量为垂直距离，y轴正向为“前”，负向为“后”。基底标高定义：单击基础立面图上的标高符号，在右侧表格中可修改标高符号的颜色和基底标高。3.6 结果输出U形扩大基础与矩形扩大基础查看结果的方式相同。第 4 章 承台桩基础输入和输出4.1 基本参数4.1.1 计算内容各计算内容均来自规范相关条文的要求，用户根据具体需求选择相应的计算内容。4.1.2 计算控制参数结构重要性系数：通规公式（4.1.6-1）中的0。局部承压按圬工计算时混凝土轴心抗压强度设计值：承台局部承压承载力验算时，若不配置间

30、接钢筋，则按照公路圬工桥涵设计规范（JTG D612005）第4.0.11条计算，此时程序要求输入混凝土轴心抗压强度设计值fcd。岩石地基基底应力重分布时：群桩作为整体基础计算时用到，与矩形扩大基础相同。m法计算时是否考虑承台侧面土对承台的约束影响：若选中，则按照基规式（P.0.6-2）、（P.0.6-3）考虑。m法计算时采用精确解法：若选中，则按照基规第P.0.2条条文说明第1款的“精确计算方法”计算。否则将多层地基的m值换算为当量m值（见基规P.0.2公式P.0.2-3）计算。指定沉降经验系数：用于群桩作为整体基础时的沉降计算，与矩形扩大基础相同。指定沉降计算深度：用于群桩作为整体基础时的

31、沉降计算，与矩形扩大基础相同。指定沉降或软弱下卧层计算时基底应力取值点距最大应力点b/：用于群桩作为整体基础时的沉降计算和软弱下卧层验算，与矩形扩大基础相同。承台冲切计算不对称冲垮时：承台按照混规第8.5.5条第1款计算墩柱向下冲切时，若同一方向上的冲跨不同，在套用公式（8.5.5-1）计算冲切承载力时可选择取最小冲跨、最大冲跨，或分别取值，分别取值即按四个方向的实际冲跨计算冲切承载力，此时程序将公式（8.5.5-1）扩展为四个冲跨和冲跨比计算。4.1.3 计算书输出设置用户根据具体需求选择相应内容。指定输出单桩计算书的桩号：若用户不指定，则不输出任何单桩。输入的格式为A-B/C(D-E/F)

32、，A-B/C为输出桩号；D-E/F为排除桩号；C、F为增量值，默认为1。输入 3 7 10 表示3、7、10三根桩；2-5表示2、3、4、5四根桩；1-7/3表示1、4、7三根桩。4.1.4 基础备忘输入备忘记录。4.2 荷载参数与矩形扩大基础相同。4.3 地质参数4.3.1 单桩承载力计算方法单桩承载力计算方法：用于确定单桩轴向受压承载力的计算方法，见下面几条相关说明。单桩轴向受拉承载力容许值总按照基规第5.3.8条计算。钻（挖）孔桩：按照基规摩擦桩公式（5.3.3-1）或端承桩公式（5.3.4）计算单桩轴向受压承载力容许值。桩端压浆钻（挖）孔桩：按照基规式（5.3.6）计算单桩轴向受压承载

33、力容许值。若此桩桩端进入岩层或位于岩层顶时，程序将给出警告提示，并按照基规端承桩公式（5.3.4）计算。沉桩：按照基规摩擦桩公式（5.3.3-1）或端承桩公式（5.3.4）计算单桩轴向受压承载力容许值。对于钢管桩为摩擦桩时，若桩端隔板分割数为非0值（即非闭口桩），程序按照建筑桩基技术规范（JGJ 9494）第5.2.10条计算单桩轴向受压承载力容许值。按上海规范计算单桩承载力：按照上海市工程建设规范 地基基础设计规范（DGJ08111999）式（9.6.6-3）计算单桩轴向受压承载力容许值。基础是否为未破坏的旧桥基：群桩作为整体基础计算时用到，与矩形扩大基础相同。4.3.2 钻孔号用户可在界面

34、上钻孔处点击右键增加或删除钻孔号。钻孔号不同，土层特征、岩层特征和其它信息可不同，不同的桩可选择不同的钻孔号，详细可参见本章4.5.3节单桩信息输入。4.3.3 岩土层特征单桩承载力计算方法不同，需要输入的岩土层参数信息可能不同，下面对各种计算方法所需岩土层信息依次进行介绍。4.3.3.1 钻（挖）孔桩土层特征如上一图所示。土层索引名称：定义土层索引名称，如“-2层”等，仅用于标识不影响计算。土性描述：输入土的性质描述，如“密实细砂”等，仅用于标识不影响计算。层顶标高：输入该土层的层顶标高，第一层土的层顶标高不得低于“水文”中输入的地面标高（有冲刷时为局部冲刷线标高）。是否透水：定义土层的透水

35、性，对于水的影响和程序的处理详见技术说明。压缩模量：用于群桩作为整体基础时的沉降计算，与矩形扩大基础相同。侧向抗力弹性比例系数：用于m法计算。竖向抗力弹性比例系数：用于m法计算和单桩沉降计算。土内摩擦角：用于群桩作为整体基础计算和m法计算；土层与桩侧的摩擦力标准值：用于单桩轴向受压和受拉承载力容许值计算；承载力基本容许值：基规式（3.3.4）和式（3.3.5-1）中的fa0，用来计算修正后的地基承载力容许值fa。用于单桩轴向承载力和群桩地基承载力验算，。是否为软土层：定义该土层是否为软土层，若为软土层，则地基承载力容许值fa按照基规公式（3.3.5-1）计算，否则按照公式（3.3.4）计算。基

36、底宽度修正系数：基规公式（3.3.4）中的k1。基底深度修正系数：基规公式（3.3.4）中的k2。桩端处土的承载力容许值上限：按照基规第5.3.3条第1款规定的qr上限值输入，不填或填0表示不设上限。4.3.3.2 桩端压浆钻（挖）孔桩土层特征与钻（挖）孔桩土层特征相比较，增加了桩端压浆桩侧阻力增强系数s和端阻力增强系数p，按照基规表5.3.6取值。用户应同时在地质信息中指定“侧阻增强计算范围”，在该范围以外，无论s输入为何值，程序均取s14.3.3.3 沉桩土层特征与钻（挖）孔桩土层特征相比较，沉桩土层特征信息中变动了以下四项：沉桩桩侧摩阻力影响系数i和桩端摩阻力影响系数r：根据基规第5.3

37、.3条第2款，对震动沉桩按照表5.3.3-6取值，否则取1.0；沉桩桩端处土的承载力标准值qrk1和qrk2：用于沉桩轴向承载力和桩端应力验算，根据基规表5.3.3-5，qrk1为桩端进入持力层深度hc/d<1时的值，qrk2为hc/d4时的值。对于钢管桩按照建筑桩基技术规范（JGJ 9494）计算时，此参数为公式（5.2.10-1）中的qsik。4.3.3.4 按上海规范计算单桩承载力时土层特征与沉桩土层特征信息基本一致，注意以下两点：沉桩桩侧摩阻力影响系数i和桩端摩阻力影响系数r：对于灌注桩取1.0（不填程序按1.0处理）；对于沉桩，震动沉桩按照基规表5.3.3-6取值，否则取1.0

38、；土层与桩侧的摩擦力标准值和桩端处土的承载力标准值：分别表示上海基规公式（9.6.6-3）中的极限侧阻力标准值fs和极限端阻力标准值fp。4.3.3.5 岩层特征对于单桩承载力计算方法选择前三项时，可以填入岩层信息。其中，对于桩端压浆钻（挖）孔桩，若此桩桩端进入岩层或位于岩层顶时，程序将给出警告提示，并按照基规端承桩公式（5.3.4）计算。对于强风化岩和全风化岩，根据基规第5.3.4条注2，应作为土处理而不应按岩石输入。岩层索引名称：定义岩层索引名称，如“-1层”等，仅用于标识不影响计算。岩性描述：输入岩石的性质描述，如“泥质砂岩”等，仅用于标识不影响计算。承载力基本容许值：基规第3.3.3条

39、的fa0；饱和单轴抗压强度标准值frk：用于端承桩轴向受压承载力容许值计算，根据基规第5.3.4条，如果其值小于2MPa时须按照摩擦桩计算，此时程序提示用户应将该层作为土层考虑。地基抗力系数：基规表P.0.2-2中的C0值；端阻和侧阻发挥系数：基规表5.3.4中的c1和c2值。4.3.3.6 其它信息是否指定基岩顶标高及其最小嵌岩深度：用于m法计算中确定桩端边界条件是自由或嵌固；清底系数m0：对钻（挖）孔摩擦桩和桩端后压浆钻（挖）孔桩，计算桩端处土的承载力容许值时用到，其值按基规表5.3.3-3选用。侧阻增强计算范围：对桩端后压浆钻（挖）孔桩适用，见基规第5.3.6条s说明。4.4 水文参数群

40、桩计算时以此处水文信息为准；单桩计算以单桩中的水文信息为准，若单桩水文信息为空，则采用此处值。是否有水：定义基础所在位置是否有水。设计水位：承台桩基础中暂不支持浮力的自动计算及不同的验算项目中考虑不同水位，考虑水的影响时总取常水位，故此项无效常水位：输入常水位标高。低水位：无效，原因同设计水位。存在冲刷：定义地基是否被冲刷。一般冲刷线标高；输入一般冲刷线标高。局部冲刷线标高：输入局部冲刷线标高。地面标高：程序约定不能低于所有钻孔号中最低的顶层标高。环境类别：输入1、2、3或4，混规第6.4.2条据此确定最大裂缝宽度限值；承台桩基础不支持抗冻拔验算，故冻胀信息无效。4.5 结构参数创建结构可以通

41、过命令实现，在命令行输入“?”后回车，可获得命令帮助，键入命令后程序逐步给出命令提示。操作时注意以下两点：1）当平面图中等高线（或自定义截面验算工况线）重合时，可按住Ctrl键单击切换选择。2）除标高可在立面图中选中并修改（或拖动）外，结构其余信息均在平面图中才能选中并修改。4.5.1 承台信息输入输入命令RCT可创建矩形承台，PCT可创建多边形承台，CCT可创建圆形承台。对于变厚度承台，通过为多边形承台定义等高线实现。需注意，矩形阶梯承台也必须通过创建多边形承台（而非矩形承台）来定义。在平面图中单击承台，可以激活承台属性表。4.5.1.1 基本信息承台类型：点击下拉箭头，可以选择矩形、任意或

42、圆形。其中，任意承台主要针对多边形截面承台和变厚度承台，圆形承台处理为32条边的正多边形按任意承台计算。桩基类型：点击下拉箭头，可以选择圆桩、钢管桩、PHC管桩和方桩四种。请注意桩基类型与单桩承载力计算方法的一致性，详细请参考本章4.3.1节。承台底标高：即承台底面标高。公共桩底标高：若单桩信息中没有输入桩底标高，则采用此处值。群桩作为整体基础计算时并不是采用该值作为群桩桩底，而是采用各单桩桩底的平均值。承台材料和桩身材料：点击下拉箭头，可以选择相应的材料。公共地质钻孔号：点击下拉箭头，可以选择钻孔号，各钻孔号的地质信息参见4.3.3节，请注意，群桩计算时采用该公共地质钻孔号的地质信息，单桩计

43、算时采用单桩信息中钻孔号的地质信息，当单桩信息中钻孔号为空白时，采用公共地质钻孔号。承台厚度：对等截面承台为承台全厚度，对变截面承台为承台底面至变截面的厚度。桩身计算截面：在计算截面出程序输出内力位移并进行截面验算，程序已默认了一些必计算的截面，此处输入用户补充的计算截面。附加X/Y向弹簧刚度：用于考虑上部结构对基础的约束作用，该附加刚度作用点位于承台底面中心。承台计算宽度：m法中使用，可参考基规式（P.0.6-2）。承台配筋：双击弹出承台配筋对话框，详见4.5.1.3节介绍。4.5.1.2 承台构造信息承台的构造信息可以在创建承台时赋值，也可以在下图界面中修改。如上图，矩形承台分别输入矩形边

44、长即可，程序默认坐标原点为承台中心。如上图，任意承台需要输入承台各控制点的x、y坐标。圆形承台输入承台半径。4.5.1.3 承台配筋对话框钢筋型号：点击下拉箭头，可选择材料表中已经定义的钢筋材料类型。X、Y向配筋：分别表示钢筋方向平行于X轴和Y轴。钢筋高度：正数表示下缘钢筋到截面下缘的距离，负数表示上缘钢筋到截面上缘的距离。请注意，上缘钢筋若输入正数，程序将作为下缘钢筋处理。钢筋根数：每一层钢筋的根数。请注意，可输入负值，表示所输钢筋为布置在截面计算宽度bs范围内的钢筋量，钢筋面积不随bs的取值而折减。请注意，承台验算时所有计算截面（自定义验算截面除外）的配筋按此处输入信息计。4.5.1.4

45、桩基信息桩的公共信息，便于用户总体输入单桩信息。若单桩信息中相应参数值为空白，程序取此处值计算，否则以单桩信息中输入的值为准。下面对圆桩、钢管桩、PHC管桩和方桩依次介绍。1）圆桩桩基信息： 抗弯刚度折减系数：若不填，程序取0.8。单桩X/Y向计算宽度：若不填，程序自动计算，具体见技术说明。桩基直径：对扩底桩指非扩底段直径；对变截面桩指变截面下段直径。桩基计算长度：若不填或填0时，程序自动计算，具体见技术说明。桩基配筋：双击弹出方桩配筋对话框。2）钢管桩桩基信息： 抗弯刚度折减系数：若不填，程序取1.0，具体见技术说明。单桩X/Y向计算宽度：同圆桩。外直径和壁厚：对变截面桩指变截面下段的值。桩

46、端隔板分割数：用于计算单桩轴向受压承载力容许值，填0或不填表示闭口，1表示无隔板完全敞口，2及以上数值表示隔板分割数n。对端承桩，按照基规第5.3.4条计算；对摩擦桩，闭口时按照基规第5.3.3条计算，其余情况按照建筑桩基第5.2.10条计算。详细请参考第8.6节。桩基计算长度：同圆桩。3）PHC管桩桩基信息： 抗弯刚度折减系数：若不填，程序取0.95，具体参考第8.7节。单桩X/Y向计算宽度：同圆桩。有效预压应力：用于桩身截面应力验算。管桩N-M承载力：用于验算桩身截面承载力，可双击激活对话框，详见下面第6点。4）方桩桩基信息： 抗弯刚度折减系数：若不填，程序取0.8，具体参考第8.7节。单

47、桩X/Y向计算宽度：同圆桩。桩基计算长度：同圆桩。配筋：双击弹出方桩配筋信息对话框。5）圆桩桩基配筋对话框：钢筋材料类型：单击下拉箭头选择钢筋材料。钢筋束数：填入束筋数。编束根数：填入组成束筋的单根钢筋数。钢筋长度：从承台底起算，至钢筋末端的距离。可输入负值，表示钢筋末端至桩底的距离。6）PHC管桩N-M对话框：输入截面的N-M抗力包络曲线。7）方桩配筋对话框：钢筋材料类型：单击下拉箭头选择钢筋材料。4.5.1.5 桩顶钢筋网信息用于承台局部承压计算。双击弹出局部承压钢筋网对话框，对话框中各参数意义均较明确，不再一一列出解释。4.5.2 墩柱信息输入输入命令RD可创建矩形墩柱，CD可创建圆形墩

48、柱，PD可创建多边形墩柱。在平面图中选中墩柱，可以激活墩柱信息输入界面，如下图所示。4.5.2.1 基本信息墩柱类型：点击下拉箭头，可以选择矩形、多边形或圆形。墩中心坐标：输入在总体坐标系下的墩柱中心坐标值。4.5.2.2 墩柱构造墩柱类型不同，定义方式不同。矩形墩，输入矩形的x、y向边长。圆形墩，输入墩柱直径。多边形墩，输入各控制点在总体坐标系下的坐标，控制点的数量由创建该墩时确定。4.5.2.3 承台计算参数抗弯验算墩柱竖向力：承台正截面抗弯和斜截面抗剪验算时的墩柱竖向力，输入正值表示方向竖直向下。冲切/局部承压验算时竖向力：承台墩柱向下冲切承载力和墩柱底局部承压承载力验算时的墩柱竖向力，

49、输入正值表示方向竖直向下。是否计算局部承压：选择是/否。是否计算冲切：选择是/否。4.5.2.4 局部承压钢筋网点击弹出局部承压钢筋网对话框，同承台中的桩顶钢筋网对话框。4.5.2.5 冲切跨度仅对任意承台适用。用户可在此输入墩柱向下冲切时四个方向的冲跨。若不输入或输入0，程序自动计算。4.5.3 单桩信息输入桩基类型选定后，输入命令pile创建桩。在平面图中单击桩，可以激活单桩信息修改界面，如下图所示。请注意，单桩信息中未输入值的参数，程序默认按照承台信息中输入的桩基公共信息取值。4.5.3.1 基本信息1）圆桩信息输入，如上图所示。桩号：可输入命令RN重新生成桩号，也可以在此更改桩号。桩中

50、心X、Y坐标：确定桩位。其余参数详细见本章第4.5.1.4节。2）钢管桩信息输入：钢管桩支持斜桩计算，定义斜桩需要输入的参数为：X倾斜角：指桩基在xy平面的投影与x轴的夹角。XY平面夹角：指桩基与xy平面的夹角。其余参数详见本章第4.5.1.4节。3）PHC管桩信息输入：有效预压应力：用以反映预应力的效应。截面法向拉压应力容许值：拉应力容许值用于抗裂性验算，压应力容许值用于截面应力验算。N-M承载力：双击弹出N-M曲线的输入对话框，用于验算截面承载力。其余参数含义同圆桩。4）方桩信息输入：表中所列参数含义同圆桩。4.5.3.2 配筋信息1）圆桩配筋信息输入双击弹出对话框，与承台信息中的桩基信息

51、相同。2）方桩信息输入双击弹出对话框，与承台信息中的桩基信息相同。4.5.3.3 桩身荷载信息图a）图b）双击弹出桩身荷载输入对话框，见图a）。桩身荷载用以描述高桩承台中承受侧向土压的桩，桩身荷载始终垂直于桩基，通过作用面角度描述荷载与整体坐标轴x的夹角，利用起点、终点标高描述桩身荷载的分布范围，通过起点、终点集度表述荷载的大小，见图b）。4.5.3.4 地质水文信息单桩承载力计算和m法计算时，当所填信息与总体水文信息不一致时，以此处值为准。钻孔号：详见本章第4.5.1.1节，空白表示采用公共地质钻孔号。地面/河床标高：单桩计算时采用此信息，不填表示与水文界面中所填的地面标高一致。一般冲刷线标

52、高和局部冲刷线标高：总体水文信息中选择有冲刷时有效。单桩计算时采用此信息，不填表示与水文界面中所填的值一致。4.5.3.5 验算设置计算截面：详见本章第4.5.1.1节。不填表示与承台参数信息中所填的值一致。冲切计算：点击下拉箭头可以选择不计算、按角桩计算冲切、按边桩计算冲切和系统自动四种方法。局部承压计算：点击下拉箭头，选择是/否。4.5.4 自定义截面验算工况4.5.4.1 自定义正截面验算工况输入命令ZJM，可创建正截面验算工况，创建后单击截面可激活其信息修改窗口，如下图所示。工况名称：需要用户填写。断面方向：可以选择X向或Y向，分别指断面垂直于X轴或Y轴。断面位置：更改断面坐标位置。断

53、面配筋：对截面进行正截面承载力验算时使用，双击激活对话框，详细见4.5.4.3节。验算方法：正截面承载力验算方法，需用户指定，单击下拉箭头，可以选择梁式方法或撑系杆方法。4.5.4.2 自定义斜截面验算工况输入命令KJ，可创建斜截面验算工况，创建后单击截面可激活其信息修改窗口，如下图所示。工况名称：需要用户填写。断面方向：可以选择X向或Y向，分别指断面垂直于X轴或Y轴。断面位置：更改断面坐标位置。断面配筋：对截面进行斜截面承载力验算时使用，双击激活对话框，详细见4.5.4.3节。4.5.4.3 断面配筋自定义正截面和自定义斜截面验算工况时，都用到此对话框。是否用户定义截面钢筋：选择是，程序按照

54、用户定义的钢筋信息验算，选择否，程序按照承台配筋中对应的配筋信息验算；钢筋高度：正数表示下缘钢筋到截面下缘的距离，负数表示上缘钢筋到截面上缘的距离。请注意，上缘钢筋若输入正数，程序将作为下缘钢筋处理。4.5.5 等高线信息等高线主要用于辅助变厚度承台的承台几何定义，它必须与一个多边形承台对象配合使用。输入命令EHL，可创建等高线，创建后在平面图中单击等高线可激活其信息修改窗口，如下图所示。4.5.5.1 基本信息名称：需要用户填写。面高程：该等高线标高。是否形成体：单击下拉箭头，选择是或否。选择形成体时，输入形成体的下层面名称：与原多变形承台顶相连，则填入“承台”即可，否则填入面名称。4.5.5.2 等高线轮廓输入各控制点坐标，控制点的数量由创建等高线时确定。4.6 结果输出群桩的计算结果：全部验算结果汇总、单桩轴向承载力验算汇总、单桩截面强度验算汇总、单桩截面裂缝验算汇总、截面应力验算汇总、整体基础基底应力验算汇总、整体基础沉降计算结果、基础刚度信息和基础m法计算参数。上述桩群结果信息可在桩群标签页、详细计算书或汇总计算书中查看。单桩的计算结果：单桩轴向承载力验算、单项荷载工况桩身内力、单桩截面组合内力、单桩截面强度验算、单桩截面应力验算、单桩截面裂缝验算、单桩沉降量验算和单桩桩端应力验算。上述单桩结果可在单桩标签页、详细计算书或汇总计算书中查看。承