第八章桩基础

1、CompanyLOGO桩基础第八章第八章 重点：基桩竖向承载力、单桩竖向承载力的确定、群重点：基桩竖向承载力、单桩竖向承载力的确定、群桩基础计算及桩基础计算及桩基础设计（难点）桩基础设计（难点）Hohai UniversityHohai University1） 十九世纪以前，木桩；十九世纪以前，木桩；2） 十九世纪中叶以后，材料和动力进步，钢桩十九世纪中叶以后，材料和动力进步，钢桩和钢筋混凝土桩应运而生；和钢筋混凝土桩应运而生；3） 20世纪世纪20年代后，产生了名目繁多的桩型年代后，产生了名目繁多的桩型和工法；和工法；4） 20世纪世纪40年代初期，随着大功率钻孔机具年代初期，随着大功率钻

2、孔机具的研制成功，钻孔灌注桩首先在美国问世，的研制成功，钻孔灌注桩首先在美国问世，并且自并且自20世纪世纪70年代以来，在世界范围内得年代以来，在世界范围内得到广泛应用。到广泛应用。8.1 8.1 桩基础桩基础- -概述概述Hohai UniversityHohai University 钻孔灌注桩的问世，极大地推动了对桩钻孔灌注桩的问世，极大地推动了对桩基理论的研究工作，其发展经历了先实践基理论的研究工作，其发展经历了先实践后理论，再实践再理论的提高过程。然而后理论，再实践再理论的提高过程。然而面对被不断突破的工程规模及尺寸、不断面对被不断突破的工程规模及尺寸、不断刷新的群桩规模，其所面临的

3、理论缺失和刷新的群桩规模，其所面临的理论缺失和技术难题更是岩土界研究的热点和难点。技术难题更是岩土界研究的热点和难点。8.1 8.1 桩基础桩基础- -概述概述Hohai UniversityHohai University1、 桩基础及其应用桩基础及其应用 桩基础（又称桩基桩基础（又称桩基-由设置由设置于岩土中的桩和与桩顶联结的承台于岩土中的桩和与桩顶联结的承台共同组成的基础或由柱与桩直接联共同组成的基础或由柱与桩直接联结的单桩基础。结的单桩基础。 其作用其作用-将上部结构的荷载，将上部结构的荷载，通过较弱地层或水传递到深部较坚通过较弱地层或水传递到深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层。硬的、

4、压缩性小的土层或岩层。 基桩基桩-桩基础中的单桩。桩基础中的单桩。软 土 层8.1 8.1 桩基础桩基础- -概述概述Hohai UniversityHohai University8.1 8.1 桩基础桩基础- -概述概述Hohai UniversityHohai University优点1.将荷载传递到下部好将荷载传递到下部好土层土层,承载力高承载力高2.沉降量小沉降量小3.抗震性能好抗震性能好,穿过液穿过液化层化层4.承受抗拔承受抗拔(抗滑桩抗滑桩)及及横向力横向力(如风荷载如风荷载)5.与其他深基础比较与其他深基础比较,施工造价低施工造价低缺点缺点1 1、工程造价较高、工程造价较高2

5、2、施工较一般浅基、施工较一般浅基础复杂础复杂3 3、施工对环境影响、施工对环境影响打入式预制桩施工噪打入式预制桩施工噪音；音； 钻孔灌注桩的泥浆钻孔灌注桩的泥浆8.1 8.1 桩基础桩基础- -概述概述Hohai UniversityHohai University(1) 高层建筑，高耸构筑物及重型厂房等结构荷载高层建筑，高耸构筑物及重型厂房等结构荷载很大，而对基础沉降及不均匀沉降要求高时很大，而对基础沉降及不均匀沉降要求高时 ；(2) 水上建筑物；水上建筑物；(3) 深持力层深持力层,高地下水位；高地下水位；(4) 抗震地基：考虑液化等；抗震地基：考虑液化等；(5) 对沉降非常敏感的建筑对

6、沉降非常敏感的建筑,如精密仪器或大型设备如精密仪器或大型设备的基础，需要减小基础振幅、减弱基础振动对结的基础，需要减小基础振幅、减弱基础振动对结构的影响时构的影响时桩基础的适用范围桩基础的适用范围8.1 8.1 桩基础桩基础- -概述概述Hohai UniversityHohai University2、 桩基设计原则桩基设计原则对地基计算的要求对地基计算的要求v (1) (1) 桩基中单桩所承受的荷载应满足单桩承载力计算的有关桩基中单桩所承受的荷载应满足单桩承载力计算的有关规定规定; ;v (2) (2) 对以下建筑物的桩基应进行沉降验算对以下建筑物的桩基应进行沉降验算; ;v 1) 1)地

7、基基础设计等级为甲级的建筑物桩基；地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基；v 2 2）体形复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计）体形复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级的建筑物桩基；等级为乙级的建筑物桩基；v 3 3）摩擦型桩基；）摩擦型桩基；v (3(3）位于坡地岸边的桩基应进行桩基稳定性验算；）位于坡地岸边的桩基应进行桩基稳定性验算；关于荷载取值的规定关于荷载取值的规定 桩基设计时，上部结构传至承台上的荷载效应组合与浅基础桩基设计时，上部结构传至承台上的荷载效应组合与浅基础相同相同8.1 8.1 桩基础桩基础- -概述概述Hohai UniversityHohai U

8、niversity3、桩基设计内容、桩基设计内容v桩基设计的基本内容包括以下几点：桩基设计的基本内容包括以下几点：v(1) (1) 选择桩的类型和几何尺寸选择桩的类型和几何尺寸; ;v(2) (2) 确定单桩竖向确定单桩竖向( (和水平向和水平向) )承载力设计值承载力设计值; ;v(3) (3) 确定桩的数量、间距和布置方式；确定桩的数量、间距和布置方式；v(4(4）验算桩基的承载力和沉降；）验算桩基的承载力和沉降；v(5(5）桩身结构设计；）桩身结构设计；v(6(6）承台设计；）承台设计；v(7(7）绘制桩基施工图）绘制桩基施工图8.1 8.1 桩基础桩基础- -概述概述Hohai Uni

9、versityHohai University1、 按承载性状分类按承载性状分类 (1)摩擦型桩：桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受的桩。包括摩擦摩擦型桩：桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受的桩。包括摩擦桩和端承摩擦桩。桩和端承摩擦桩。 摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受，摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受，桩端阻力小到可以忽略不计；桩端阻力小到可以忽略不计； 端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。阻力承受。 (2)端承型桩：桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受的桩。包括端承端承型

10、桩：桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受的桩。包括端承桩和摩擦端承桩。桩和摩擦端承桩。 端承桩：端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力小到可以忽略不计；桩侧阻力小到可以忽略不计； 摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。阻力承受。8.2 8.2 桩基础桩基础- -桩及桩基础的分类桩及桩基础的分类Hohai UniversityHohai University2、 按功能分类按功能分类8.2 8.2 桩基础桩基础- -桩及桩基础的分类桩及桩基础

11、的分类Hohai UniversityHohai University 木桩、砂桩、木桩、砂桩、 混凝土桩、钢筋混凝土桩钢管（型钢）混凝土桩、钢筋混凝土桩钢管（型钢）桩及复合桩等桩及复合桩等非挤土桩：非挤土桩：干作业法钻（挖）孔干作业法钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁法灌注桩、泥浆护壁法钻（挖）孔钻（挖）孔灌灌注桩、套管护壁法注桩、套管护壁法钻（挖）孔钻（挖）孔灌注桩预制桩灌注桩预制桩 ；部分挤土桩：部分挤土桩：冲孔冲孔灌注桩、灌注桩、钻孔挤扩钻孔挤扩灌注桩、搅拌劲芯桩、预钻孔灌注桩、搅拌劲芯桩、预钻孔打入（静压）预制桩、打入（静压）式敞口钢管桩、敞口预应力打入（静压）预制桩、打入（静压）式敞口钢管

12、桩、敞口预应力混凝土空心桩和混凝土空心桩和H型钢桩；型钢桩；挤土桩：挤土桩：沉管沉管灌注桩、灌注桩、沉管夯（挤）扩沉管夯（挤）扩灌注桩、打入（静压）预制灌注桩、打入（静压）预制桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。3、 按材料分类按材料分类4、 按成桩方法分类按成桩方法分类8.2 8.2 桩基础桩基础- -桩及桩基础的分类桩及桩基础的分类Hohai UniversityHohai University振动沉桩振动沉桩预制桩预制桩113mPile Point8.2 8.2 桩基础桩基础- -桩及桩基础的分类桩及桩基础的分类Hohai University

13、Hohai University人人工工挖挖孔孔桩桩8.2 8.2 桩基础桩基础- -桩及桩基础的分类桩及桩基础的分类Hohai UniversityHohai University螺旋钻螺旋钻 8.2 8.2 桩基础桩基础- -桩及桩基础的分类桩及桩基础的分类Hohai UniversityHohai University沉管螺旋钻孔灌注桩沉管螺旋钻孔灌注桩粘性土粘性土砂性土砂性土8.2 8.2 桩基础桩基础- -桩及桩基础的分类桩及桩基础的分类Hohai UniversityHohai University 扩底桩扩底桩人工挖孔扩孔桩人工挖孔扩孔桩（芝加哥法）（芝加哥法） 扩底灌注桩的扩底

14、直径不应大于扩底灌注桩的扩底直径不应大于3倍的桩直径。倍的桩直径。8.2 8.2 桩基础桩基础- -桩及桩基础的分类桩及桩基础的分类Hohai UniversityHohai University爆破扩底桩爆破扩底桩8.2 8.2 桩基础桩基础- -桩及桩基础的分类桩及桩基础的分类Hohai UniversityHohai University钻扩桩钻扩桩Hohai UniversityHohai University 按照桩径大小，桩基础可分为：按照桩径大小，桩基础可分为：（1 1）小直径桩）小直径桩 (d250mm)(d250mm)；（2 2）中等直径桩）中等直径桩 （250mm250mm

15、d d800mm800mm）；）；（3 3）大直径桩）大直径桩 （d800mmd800mm） 工程中选用何种桩型，受地质条件、场地条工程中选用何种桩型，受地质条件、场地条件、承载力要求、施工设备、地下水位和经济条件、承载力要求、施工设备、地下水位和经济条件等方面的限制。件等方面的限制。 8.2 8.2 桩基础桩基础- -桩及桩基础的分类桩及桩基础的分类5、 按桩径大小分类按桩径大小分类Hohai UniversityHohai University1、竖向荷载下单桩的工作性能、竖向荷载下单桩的工作性能 桩的荷载传递桩的荷载传递 在轴向荷载作用下，桩身将发生弹性压缩，同在轴向荷载作用下，桩身将发

16、生弹性压缩，同时桩顶部分荷载通过桩身传递到桩底，致使桩底时桩顶部分荷载通过桩身传递到桩底，致使桩底土层发生压缩变形，这两者之和构成桩顶轴向位土层发生压缩变形，这两者之和构成桩顶轴向位移。桩与桩周土体紧密接触，当桩相对于土向下移。桩与桩周土体紧密接触，当桩相对于土向下位移时，土对桩产生向上作用的桩侧摩阻力。在位移时，土对桩产生向上作用的桩侧摩阻力。在桩顶荷载沿桩身向下传递的过程中，必须不断地桩顶荷载沿桩身向下传递的过程中，必须不断地克服这种阻力，故桩身截面轴向力随深度逐斩减克服这种阻力，故桩身截面轴向力随深度逐斩减小，传至桩底截面的轴向力为桩顶荷载减去全部小，传至桩底截面的轴向力为桩顶荷载减去全

17、部桩侧阻力，并与桩底支承反力桩侧阻力，并与桩底支承反力(即桩端阻力即桩端阻力)大小大小相等、方向相反。相等、方向相反。8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University 桩侧摩阻力和桩端阻力桩侧摩阻力和桩端阻力 在桩顶竖向荷载作用下，当桩相对于桩侧土体向下位移时，土对桩产生在桩顶竖向荷载作用下，当桩相对于桩侧土体向下位移时，土对桩产生向上作用的摩阻力，称为正摩阻力；而当桩侧土体因某种原因而下沉，且其向上作用的摩阻力，称为正摩阻力；而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，土对桩产生向下作用的摩阻力称为负摩阻力。下沉量

18、大于桩的沉降时，土对桩产生向下作用的摩阻力称为负摩阻力。8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算 桩侧负摩阻力产生的原因桩侧负摩阻力产生的原因 1）穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层；）穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层； 2）桩周存在软弱土层，临近桩地面有较大长期荷载，或地面大面积堆载；）桩周存在软弱土层，临近桩地面有较大长期荷载，或地面大面积堆载； 3）降低地下水位，土有效应力增加，产生显著沉降。）降低地下水位，土有效应力增加，产生显著沉降。Hohai UniversityHohai University 1 1）承载能力极限状

19、态承载能力极限状态：指桩基达到最大承载能力，整体失稳或指桩基达到最大承载能力，整体失稳或发生不适于继续承载的变形。发生不适于继续承载的变形。2 2）正常使用极限状态正常使用极限状态：指桩基达到建筑物正常使用所规定的变指桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值（形限值（如：竖向荷载引起的沉降和水平荷载引起的水平变如：竖向荷载引起的沉降和水平荷载引起的水平变位可能导致建筑物标高的过大变化，差异沉降和水平位移使位可能导致建筑物标高的过大变化，差异沉降和水平位移使建筑物倾斜过大、开裂、装修受损、设备不能正常运转等。建筑物倾斜过大、开裂、装修受损、设备不能正常运转等。 ）或达到耐久性要求的某项限值（或达到

20、耐久性要求的某项限值（对处于腐蚀介质中的桩身和对处于腐蚀介质中的桩身和承台，要进行混凝土的抗裂验算和钢桩的耐腐蚀验算；验算承台，要进行混凝土的抗裂验算和钢桩的耐腐蚀验算；验算桩身和承台的裂缝宽度，目的是为了满足桩基的耐久性，保桩身和承台的裂缝宽度，目的是为了满足桩基的耐久性，保持建筑物的正常使用功能持建筑物的正常使用功能）。）。8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算2、承载力极限状态、承载力极限状态Hohai UniversityHohai University8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算3、桩顶作用效应计算、桩顶作用效应计算nGFNkkk轴心竖向力，可按式估

21、算：轴心竖向力，可按式估算：竖向力竖向力偏心竖向力时，可按式估算：偏心竖向力时，可按式估算：22jiykjixkkkikxxMyyMnGFNnHHkik水平力水平力群桩基础的桩数。；力，根基桩或复合基桩水平根第作用于第荷载效应标准组合下，；力，作用于承台底面的水平荷载效应标准组合下，轴的距离；、根基桩或复合基桩至第、；轴的力矩，绕通过桩群形心的作用于承台底面，荷载效应标准组合下，、；力，基桩或复合基桩的竖向第竖向力作用下，荷载效应标准组合轴心；竖向力，基桩或复合基桩的平均竖向力作用下，荷载效应标准组合轴心；重标准值，桩基承台和其上土的自；力，作用于承台顶面的竖向荷载效应标准组合下，nkNiiH

22、kNHxyjiyxyxmkNyxMMkNiNkNNkNGkNFikkjjiiykxkikkkk,Hohai UniversityHohai University8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算kNnGFNkkk2 .451如图所示，柱底传至承台顶面的荷载值为如图所示，柱底传至承台顶面的荷载值为Fk=1200kN，Hk=100kN,Mk=200kN.m,承台埋深承台埋深2m，尺寸见图。求作用在桩顶的，尺寸见图。求作用在桩顶的Nk,Nkmax,Nkmin及及Hik。例题例题kNxxMnGFNjiykkkkk8 .3988 .5045 . 145 . 13202 .45122min

23、maxnHHkikkNGk8 .6042022 . 46 . 315001500600600h=1200h=12001200120012001200600600600600FkFkMkMkHkHky ymkNHMMkkyk3202 . 1kNnHHkik254100Hohai UniversityHohai University8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算如图所示，桩径如图所示，桩径600mm，柱底传至承台顶面的荷载值为，柱底传至承台顶面的荷载值为Fk+Gk=2500kN，Myk=200kN.m, 尺寸见图。求作用在桩尺寸见图。求作用在桩顶的顶的Nkmax,Nkmin。课

24、题练习课题练习kNxxMnGFNjiykkkkk2 .3945 .4412 . 22 . 0222 . 2200625002222minmax2600260060060018001800600600600600MkMk280028001800180024002400600600首先确定群桩截面形心首先确定群桩截面形心Hohai UniversityHohai University4、桩基竖向承载力计算、桩基竖向承载力计算RNk轴心竖向力作用下：轴心竖向力作用下：荷载效应标准组合荷载效应标准组合偏心竖向力作用下：偏心竖向力作用下：载力特征值。基桩或复合基桩竖向承；力，或复合基桩的平均竖向桩偏心竖

25、向力作用下，基荷载效应标准组合；力，或复合基桩的平均竖向桩轴心竖向力作用下，基荷载效应标准组合RkNNkNNkkmaxRNk2 . 1max地震作用效应和荷载效应标准组合地震作用效应和荷载效应标准组合RNEk25. 1轴心竖向力作用下：轴心竖向力作用下：RNEk5 . 1max偏心竖向力作用下：偏心竖向力作用下：KQRuka单桩竖向承载力特征单桩竖向承载力特征值值Ra确定：确定：8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai Universityv 设计等级为甲级的建筑桩基，应通过现场静载试验确定。在设计等级为甲级的建筑桩基，应通过现场静载试验确定

26、。在同一条件下的试桩数量不宜小于总桩数的同一条件下的试桩数量不宜小于总桩数的1%，并不少于，并不少于3根。根。工程总桩数在工程总桩数在50根以内时不应少于根以内时不应少于2根。根。v 设计等级为乙级建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质设计等级为乙级建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质条件相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经验参数条件相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定；其余均应通过单桩静载试验确定。综合确定；其余均应通过单桩静载试验确定。 v 设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。定。5、 单桩

27、竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值建筑桩基规范建筑桩基规范（JGJ94-2008）（1） 一般规定一般规定8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai Universityv 试验准备：将与工程规格尺寸完全相同的试桩用设计采用的施工试验准备：将与工程规格尺寸完全相同的试桩用设计采用的施工机具及方法沉至设计标高，确定试桩加载装置；机具及方法沉至设计标高，确定试桩加载装置；v 按试验加载装置分类：堆载法、锚桩法、锚桩堆载联合法、自平按试验加载装置分类：堆载法、锚桩法、锚桩堆载联合法、自平衡法。衡法。1） 按静载荷试验确定按静载荷试验确定（2

28、） 单桩竖向极限承载力标准值的确定单桩竖向极限承载力标准值的确定8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University堆堆载载法法8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University锚桩法锚桩法是将试验桩周围对称的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来是将试验桩周围对称的几根锚桩用锚筋与反力架连接起来,依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起依靠桩顶的千斤顶将反力架顶起,由被连接的锚桩提供反力由被连接的锚桩提供反力,提供反提供反力的大小由反力架强度和被连接锚桩的抗拔力决定力的大小由反力架强度和

29、被连接锚桩的抗拔力决定,可见锚桩法试可见锚桩法试验时试验桩受力情形与桩基础实际受力情形基本类似。由于受到验时试验桩受力情形与桩基础实际受力情形基本类似。由于受到反力架强度和锚桩的抗拔力限制反力架强度和锚桩的抗拔力限制,目前锚桩法最高加载吨位为目前锚桩法最高加载吨位为3000吨左右。吨左右。8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University锚桩法锚桩法试桩试桩 次梁次梁锚筋锚筋锚桩锚桩主梁主梁千斤顶千斤顶百分表百分表4d4d，且，且2m 8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai U

30、niversity 自平衡试桩法自平衡试桩法 自平衡试桩法是在钻孔灌注桩施工过程中将一自平衡试桩法是在钻孔灌注桩施工过程中将一种特制的液压千斤顶式荷载箱种特制的液压千斤顶式荷载箱(主要由活塞、顶盖、主要由活塞、顶盖、底盖及箱壁四部分组成，它需要根据桩的类型、截底盖及箱壁四部分组成，它需要根据桩的类型、截面尺寸和荷载等级分别设计制作面尺寸和荷载等级分别设计制作)和钢筋笼焊接放置和钢筋笼焊接放置在桩身指定位置，将荷载箱的高压油管和位移棒引在桩身指定位置，将荷载箱的高压油管和位移棒引至桩顶，由高压油泵向荷载箱充油加压，荷载箱将至桩顶，由高压油泵向荷载箱充油加压，荷载箱将力传递到桩身，其上部桩身的摩擦

31、力与下部桩身的力传递到桩身，其上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及桩端阻力相平衡（即自平衡）来维持加载。摩擦力及桩端阻力相平衡（即自平衡）来维持加载。8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University电动油泵荷载箱护管自然地面L位移杆油管基准梁位移传感器荷载箱PP导线钢筋计计算机采集系统频率仪 （a）桩基自平衡加载系统桩基自平衡加载系统 （b）桩身轴向应力测试系统桩身轴向应力测试系统8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University1）桩顶荷载量测：）桩顶荷载量测：在

32、千斤顶上安置应力环、应变式压力传感器直接测定在千斤顶上安置应力环、应变式压力传感器直接测定2）试桩沉降量测：）试桩沉降量测：通常采用百分表或电子位移计量测桩的沉降量。通常采用百分表或电子位移计量测桩的沉降量。v 荷载与沉降的量测荷载与沉降的量测v 试验要点试验要点1）试验加载方式：）试验加载方式：逐级加载逐级加载2）加载分级：）加载分级：每级荷载每级荷载P=(1/10-1/15)Pu3）沉降观测时间规定：）沉降观测时间规定：5、10、15、15、15、30、30、30。4）沉降相对稳定标准：）沉降相对稳定标准：每小时沉降不超过每小时沉降不超过0.1mm，并连续两次，可加下，并连续两次，可加下一

33、级荷载一级荷载8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University5）终止加载条件：）终止加载条件： 总位移量总位移量40mm，本级荷载的下沉量，本级荷载的下沉量前一级荷载的前一级荷载的下沉量的下沉量的5倍时，加载即可终止。取此终止时荷载小一级倍时，加载即可终止。取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。总位移量的荷载为极限荷载。总位移量 40mm，本级荷载加上，本级荷载加上后后24h未达稳定，加载即可终止。取此终止时荷载小一未达稳定，加载即可终止。取此终止时荷载小一级的荷载为极限荷载。总下沉量级的荷载为极限荷载。总下沉量40mm，但荷

34、载已，但荷载已设设计荷载乘设计规定的安全系数，加载即可终止。取此时计荷载乘设计规定的安全系数，加载即可终止。取此时的荷载为极限荷载。的荷载为极限荷载。8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai Universityv计算计算n根试桩实测极限承载力平均值根试桩实测极限承载力平均值 niuiumQnQ11 试验成果与单桩竖向极限承载力标准值的确定试验成果与单桩竖向极限承载力标准值的确定v计算每根试桩的极限承载力实测值与平均值之比计算每根试桩的极限承载力实测值与平均值之比 umuiiQQ /v计算计算ai的标准差的标准差sn niinnS121/18

35、.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai Universityv 计算单桩竖向极限承载力标准值计算单桩竖向极限承载力标准值umumukuknQQQQS,15. 0,15. 0时时当 式中，式中，确定。和公式，表按表准值折减系数，单桩竖向极限承载力标；测平均值，单桩竖向极限承载力实；准值，单桩竖向极限承载力标8.88.4.38kNQkNQumuk8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai Universityv计算计算3根试桩实测极限承载力平均值根试桩实测极限承载力平均值 kNQnQniuium5

36、006005004003111例题例题8-18-1：某工程为钢筋混凝土灌注桩，静载试验试桩数为：某工程为钢筋混凝土灌注桩，静载试验试桩数为3 3根，根，P-SP-S曲线略，经计算，曲线略，经计算，3 3根试桩的极限承载力分别为：根试桩的极限承载力分别为：400kN400kN， 500kN500kN， 600kN600kN，单桩的极限承载力标准值为多少？，单桩的极限承载力标准值为多少？v计算每根试桩的极限承载力实测值与平均值之比计算每根试桩的极限承载力实测值与平均值之比 2 . 1500/600/1500/500/8 . 0500/400/332211umuumuumuQQQQQQ【解解】8.3

37、 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai Universityv计算标准差计算标准差sn 2 . 013/12 . 11118 . 01/122212niinnS15. 02 . 0nS。确定为和公式，表按表97. 08.88.4.38kNQQumuk48550097. 0v 计算单桩竖向极限承载力标准值计算单桩竖向极限承载力标准值8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai Universityv 当根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承当根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩

38、竖向极限承载力标准值时，如无当地经验，可按下式计算：载力标准值时，如无当地经验，可按下式计算：2） 按原位测试法确定按原位测试法确定ppkisikpkskukAqlquQQQ221212121skskskskskskskskskppppppppp时当时当8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University用。折减系数，按相应表选；阻力平均值，倍桩径范围内的比贯入桩端全截面以下；阻力平均值，倍桩径范围内的比贯入桩端全截面以上；桩端面积，；值），贯入阻力标准值（平均桩端附近的静力触探比按相应表取值；桩端阻力修正系数，可；层土的厚度，桩周

39、第；层土的极限侧阻力，值估算的桩周第用静力触探比贯入阻力；桩身周长，；准值，准值和总极限端阻力标分别为总极限侧阻力标、kPapkPapmApkPapmilkPaiqmukNQQskskskisikPksk482128.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai Universityv 当根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载当根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时，对于黏性土、粉土和砂土，如无当地经验，可按下式力标准值时，对于黏性土、粉土和砂土，如无当地经验，可按下式计算：计算：pcsiiipkskuk

40、AqfluQQQ45. 055. 005. 5;04.10; 2/13/214siisiiicsiPkskffidkPaddqkPaifkNQkNQ砂土：系数，黏性土、粉土：层土桩侧阻力综合修正第砂土取，饱于黏性土、粉土取桩端阻力修正系数，对；内的探头阻力进行平均范围下，然后再和桩端平面以加权平均值头阻力范围内按土层厚度的探为桩直径或边长力，取桩端平面以上桩端平面上、下探头阻；，层土的探头平均侧阻力第；值，单桩总极限端阻力标准；值，单桩总极限侧阻力标准8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University3） 根据土的物理指标与承载力

41、参数之间的经验关系确定根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定ppkisikpkskukAqlquQQQ。mApmilkPaqkPaiqipksik2,.68.58桩底横断面积，；层土的厚度第取值。按表；如无当地经验值时，极限端阻力标准值，取值；按表；如无当地经验值时，值，层土的极限侧阻力标准桩侧第8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai Universityv根据表根据表8.5确定各土层的桩侧摩阻力标准值确定各土层的桩侧摩阻力标准值 。，中密状态，取为击数第四层粗砂由标准贯入；黏土；淤泥质土；杂填土不计侧摩阻力kPaNkPaqkPaq

42、kPaqksksks74157022)(0321例题例题8-28-2：某工程为钢筋混凝土预制方桩，边长为：某工程为钢筋混凝土预制方桩，边长为300mm300mm，桩的入，桩的入土深度为土深度为13m13m。地层第一层为杂填土，厚。地层第一层为杂填土，厚1m1m，第二层为淤泥质，第二层为淤泥质土，液性指数土，液性指数0.90.9，厚，厚5m5m，第三层为黏土，液性指数，第三层为黏土，液性指数0.50.5，厚，厚2m2m，第四层为粗砂，标准贯入击数，第四层为粗砂，标准贯入击数1515击，该层厚度较大，未击，该层厚度较大，未揭穿。试确定单桩竖向极限承载力标准值。揭穿。试确定单桩竖向极限承载力标准值。

43、v根据表8.6确定桩端极限端阻力标准值【解解】8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University。，取桩端持力层为中密粗砂kPaqpk7500v根据表根据表8.6确定桩端极限端阻力标准值确定桩端极限端阻力标准值v求单桩竖向极限承载力标准值求单桩竖向极限承载力标准值kNAqlquQQQppkisikpkskuk14193 . 03 . 07500574270522103 . 048.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University4） 根据土的物理指标与承载力参数之间的经

44、验关系，确定大根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系，确定大直径桩单桩极限承载力标准值。直径桩单桩极限承载力标准值。ppkpisiksipkskukAqlquQQQ取值。寸效应系数，按表大直径桩侧阻、端阻尺取值；按表干作业（清底干净）可取值，对于验值或按表试验时，可采用当地经当不能进行深层载荷板验确定，；可采用深层载荷板试的极限端阻力标准值，桩径为长度范围不计侧阻力；面以上对于扩底桩斜面及变截取值按表；如无当地经验值时，值，层土的极限侧阻力标准桩侧第8 . 8,7 . 8.688002,.58psipksikkPammqdkPaiq8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hoha

45、i UniversityHohai University(1)(1)单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定, ,在同一条在同一条件下的试桩数量不宜少于总桩数的件下的试桩数量不宜少于总桩数的1%1%且不应少于且不应少于3 3根根, ,单桩的静载荷试单桩的静载荷试验验 应按规范附录应按规范附录Q Q进行。进行。6、 单桩竖向承载力特征值的确定单桩竖向承载力特征值的确定建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）(2)(2)当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时

46、 对单桩承对单桩承载力很高的大直径端承型桩载力很高的大直径端承型桩 可采用深层平板载荷试验确定桩端土的可采用深层平板载荷试验确定桩端土的承载力特征值，试验方法应按规范附录承载力特征值，试验方法应按规范附录D D的规定进行。的规定进行。（3） 地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探及标贯地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探及标贯试验参数结合工程经验确定；试验参数结合工程经验确定；（4）初步设计时，单桩竖向承载力特征值可按下式估算：）初步设计时，单桩竖向承载力特征值可按下式估算：8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai Univ

47、ersity（5 5）桩端嵌入完整及较完整的硬质岩中，当桩长较短且入岩）桩端嵌入完整及较完整的硬质岩中，当桩长较短且入岩较浅时，可按下式估算单桩竖向承载力特征值较浅时，可按下式估算单桩竖向承载力特征值ppaaAqR 层岩土的厚度。第桩身周边长度；桩底横断面积；结果统计分析算得；征值，由当地静载试验桩端阻力、桩侧阻力特、；单桩竖向承载力特征值iluAqqRippsiapaaisiapppaalquAqR8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University6、 单桩抗拔承载力计算单桩抗拔承载力计算（1）抗拔桩基承载力验算）抗拔桩基承载力

48、验算 桩应按规范规定确定。下取浮重度，对于扩底基桩自重，地下水位以度；，地下水位以下取浮重桩土总自重除以总桩数群桩基础所包围体积的条确定；准值，可按规范桩的抗拔极限承载力标群桩呈非整体破坏时基条确定；值，可按规范的抗拔极限承载力标准群桩呈整体破坏时基桩算的基桩拔力；按荷载效应标准组合计pgpukgkkGGTTN6 . 4 . 56 . 4 . 5gpgkkGTN2/pukkGTN2/8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University（2） 群桩基础及基桩抗拔极限承载力的确定群桩基础及基桩抗拔极限承载力的确定应符合下列规定应符合下列

49、规定1）对于设计等级为甲级和乙级建筑桩基，基桩的抗拔极限）对于设计等级为甲级和乙级建筑桩基，基桩的抗拔极限承载力应通过现场单桩上拔静载荷试验确定。单桩上拔静承载力应通过现场单桩上拔静载荷试验确定。单桩上拔静载荷试验及抗拔极限承载力标准值取值可按现行行业标准载荷试验及抗拔极限承载力标准值取值可按现行行业标准建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范 （JGJ 106）进行。）进行。 2）如无当地经验时，群桩基础及设计等级为丙级建筑桩基，）如无当地经验时，群桩基础及设计等级为丙级建筑桩基，基桩的抗拔极限承载力取值可按下列规定计算：基桩的抗拔极限承载力取值可按下列规定计算：8.3 8.3 桩基础桩基础

50、- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai UniversityiisikiukluqT。标准值，按规范表层土的抗压极限侧阻力桩侧表面第抗拔系数；桩身周长；准值；基桩抗拔极限承载力标1 . 5 . 3 . 5iquTsikiiuka: 群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算可按下式计算：b: 群桩呈整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值群桩呈整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算可按下式计算：桩群外围周长lisikilgkulqunT18.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai

51、 UniversityHohai University实例实例 某民用建筑，其场地地基土层分布如下：某民用建筑，其场地地基土层分布如下：序号序号地层名称地层名称层厚层厚m液性指数液性指数ILqsikkPa状态状态1人工填土人工填土1中密中密2粉质粘土粉质粘土20.8544软塑软塑3粉质粘土粉质粘土2.51.133流塑流塑4粉质粘土粉质粘土2.50.847软塑软塑5粉质粘土粉质粘土20.2582硬塑硬塑6粗砂粗砂3.884中密中密7岩石岩石1.7127强风化强风化8泥质页岩泥质页岩大于大于20Qpk=12000微风化微风化 采用钢筋混凝土预制管桩，规格为外径采用钢筋混凝土预制管桩，规格为外径55

52、0mm550mm，内径，内径390mm390mm，桩长桩长16m16m，计算此桩基础的单桩竖向承载力。，计算此桩基础的单桩竖向承载力。( (分项系数均分项系数均取取1.6)1.6)Hohai UniversityHohai University （群桩基础）桩基一般由多根桩和连接上部结构的承台组成，群桩中（群桩基础）桩基一般由多根桩和连接上部结构的承台组成，群桩中的每根桩称为基桩。桩与桩之间存在着相互影响，即应力存在相互重叠效的每根桩称为基桩。桩与桩之间存在着相互影响，即应力存在相互重叠效应。由于承台、桩、土相互作用，其基桩的承载力和沉降性状往往与相同应。由于承台、桩、土相互作用，其基桩的承载

53、力和沉降性状往往与相同地质条件和同样的设置方法的单桩有明显差别，这种现象称为群桩效应。地质条件和同样的设置方法的单桩有明显差别，这种现象称为群桩效应。（1 ）群桩的特点）群桩的特点 群桩效应一般针对摩擦型群桩。它主要表现在承载力和群桩效应一般针对摩擦型群桩。它主要表现在承载力和沉降两个方面。由于群桩影响而使承载力降低可以用群桩效沉降两个方面。由于群桩影响而使承载力降低可以用群桩效应系数表示，而群桩沉降的增大可以用沉降比来表示。采用应系数表示，而群桩沉降的增大可以用沉降比来表示。采用这两个系数将群桩与单桩的性状进行比较，并以此来评价群这两个系数将群桩与单桩的性状进行比较，并以此来评价群桩的工作性

54、能。桩的工作性能。7、群桩竖向承载力、群桩竖向承载力8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University群桩效应系数uuuuPnQPQn群桩效应系数群桩竖向极限承载力群桩中单桩的竖向极限承载力群桩中的桩数数计算法。互作用分项群桩效应系）考虑承台、桩、土相（效应系数公式；）考虑应力叠加的群桩（群桩效应系数公式；）（群桩效应系数公式；）（边长的方法；）考虑群桩实体基础周（54321KeeneySeilerLabrreConverse8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai Univer

55、sitynnssss沉 降 比群 桩 沉 降 量单 桩 沉 降 量沉降比8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University 群桩效应系数群桩效应系数 越小，沉降比越小，沉降比 越大。即群桩效应越越大。即群桩效应越强，则群桩承载力越低、沉降越大。强，则群桩承载力越低、沉降越大。 和和 的定量评价是一个复杂的问题，主要受桩距、的定量评价是一个复杂的问题，主要受桩距、桩数、土质、土层构造、桩径、桩的类型、桩的排列方式等桩数、土质、土层构造、桩径、桩的类型、桩的排列方式等的影响。的影响。群桩效应系数和沉降比的特征群桩效应系数和沉降比的特征

56、8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University1 1）由单桩极限承载力计算群桩极限承载力：用各单桩极限承载力之和）由单桩极限承载力计算群桩极限承载力：用各单桩极限承载力之和乘以群桩效率乘以群桩效率 uuQnP 这是一种粗略的计算方法，往往不能全面反映群桩承台、桩、这是一种粗略的计算方法，往往不能全面反映群桩承台、桩、土的相互作用，计算结果一般偏低土的相互作用，计算结果一般偏低isuipuuqlbaqbaP22 2）等代墩基法计算群桩极限承载力）等代墩基法计算群桩极限承载力 群桩桩端阻力；群桩桩端阻力； 群桩侧第群桩侧第i i层

57、土侧阻力；层土侧阻力； puqisuq（2）群桩承载力计算）群桩承载力计算8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University（3 3）以侧阻力、端阻力为参数的经验计算法）以侧阻力、端阻力为参数的经验计算法（4 4）考虑承台、桩、土相互作用的分项群桩效应系数计算法）考虑承台、桩、土相互作用的分项群桩效应系数计算法 该法于方法该法于方法2 2相似，只是侧阻力和端阻力取值根据单桩原型试验相似，只是侧阻力和端阻力取值根据单桩原型试验法、土的原位测试法、经验法等确定。法、土的原位测试法、经验法等确定。 该法根据桩侧阻、端阻、承台土阻力随群桩

58、几何因素呈不同规该法根据桩侧阻、端阻、承台土阻力随群桩几何因素呈不同规律变化，提出侧阻群桩效应系数、端阻群桩效应系数、侧阻端阻综律变化，提出侧阻群桩效应系数、端阻群桩效应系数、侧阻端阻综合群桩效应系数、承台土阻力群桩效应系数等，并引进了概率设计合群桩效应系数、承台土阻力群桩效应系数等，并引进了概率设计概念，提出不同抗力分项系数。在群桩试验基础上，以经验表达式概念，提出不同抗力分项系数。在群桩试验基础上，以经验表达式进行反复拟合确定各参数取值。进行反复拟合确定各参数取值。8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University 在固结稳定

59、的土层中，桩受荷产生向下的位移，因此桩周土产生向上在固结稳定的土层中，桩受荷产生向下的位移，因此桩周土产生向上的摩阻力，称为摩阻力。而当桩周土层的沉降超过桩的沉降时，则桩周土的摩阻力，称为摩阻力。而当桩周土层的沉降超过桩的沉降时，则桩周土产生向下的摩阻力，称为负摩阻力。产生向下的摩阻力，称为负摩阻力。（1 ）概念）概念 1 1）桩穿越较厚的松散填土，湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土）桩穿越较厚的松散填土，湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层时；层时； 2 2）桩周存在软弱土层，临近桩的地面承受局部较大的长期荷载或地面）桩周存在软弱土层，临近桩的地面承受局部较大的长期荷载或地面大面积堆载时

60、，使桩周土层产生沉降；大面积堆载时，使桩周土层产生沉降； 3 3）由于降低地下水位，使桩周土中的有效应力增大，并产生显著大面）由于降低地下水位，使桩周土中的有效应力增大，并产生显著大面积土层压缩沉降。积土层压缩沉降。8、桩的负摩阻力桩的负摩阻力（2 ）产生的条件）产生的条件8.3 8.3 桩基础桩基础- -桩基计算桩基计算Hohai UniversityHohai University影响因素影响因素建筑结构荷载性质建筑结构荷载性质桩的使用功能桩的使用功能地质条件及施工条件地质条件及施工条件材料供应及经济评价材料供应及经济评价8.4 8.4 桩基础桩基础- -桩基础设计桩基础设计1、桩型、桩长