崔德山第五章桩基础第三节第七节ppt课件

1、群桩基础：由两根以上基桩组成的桩基础群桩基础：由两根以上基桩组成的桩基础基桩：群桩基础中的单桩基桩：群桩基础中的单桩复合基桩：承台底地基土也承担荷载的基桩复合基桩：承台底地基土也承担荷载的基桩复合桩基：由桩和承台底地基土共同承担荷载复合桩基：由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基础。的桩基础。第三节第三节 竖向荷载下的群桩基础承载力及沉降计竖向荷载下的群桩基础承载力及沉降计算算 一、群桩的工作性状一、群桩的工作性状 (一一)端承型群桩端承型群桩 上部结构荷载大部或全部由桩身上部结构荷载大部或全部由桩身直接传递到桩端，通过桩侧摩阻直接传递到桩端，通过桩侧摩阻力传递到土层中的应力不大；力传递到土层中

2、的应力不大；桩端持力层较刚硬，压缩性低，桩端持力层较刚硬，压缩性低，桩基沉降量小，承台底土反力小桩基沉降量小，承台底土反力小； 桩群中各桩的相互影响较小，应力重叠只发生在持力层深部，因持力层坚硬，由应力重叠产生的附加变形并不明显。 各桩的工作性状与单独工作时的单桩相似，在桩端持力层下无软弱下卧层时，端承型群桩的承载力可近似地取各单桩承载力之和 : nQuPu (5-17) Pu /nQu= 1 (5-18) 群桩效应系数(二二)摩擦型群桩摩擦型群桩 基桩主要通过桩侧阻力将桩顶荷载传布到桩周及桩端土层中，由于应力的扩散作用，各桩传布的应力会产生重叠现象，群桩桩尖土受的压力比单独工作的单桩大，应力

3、传布范围比单桩深，应力影响深度及压缩层厚度会成倍增加。 此时，群桩的承载力已不是各单桩承载力之和，即：nQuPu ；群桩效应 ：群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使各基桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，群桩承载力往往不等于各单桩承载力之和。群桩效应只是摩擦型群桩才具有的特征。二二 群桩承台土反力和承台分担荷载的作用群桩承台土反力和承台分担荷载的作用 桩基础受荷载时，承台除了将上部结构的荷载桩基础受荷载时，承台除了将上部结构的荷载传递给基桩外，低桩承台在承台底地基土反力的支传递给基桩外，低桩承台在承台底地基土反力的支撑下承担一部分荷载。撑下承担一部分荷载。三三

4、 基桩、复合基桩及群桩基础承载力基桩、复合基桩及群桩基础承载力 (一一) 按按确定基桩、复合基确定基桩、复合基 桩承载力桩承载力 1. 对于端承型群桩对于端承型群桩 、桩数不超过、桩数不超过3根的非端承桩根的非端承桩基桩，基桩的竖向承载力设计值按下式计算：基桩，基桩的竖向承载力设计值按下式计算： )205( ppksskQQR 当根据静载荷试验确定单桩竖向极限承载力标准值时，基桩的竖向承载力设计值为: )215( spukQR2 桩数超过3根的非端承桩基复合桩基），宜考虑群桩效应，其复合基桩竖向承载力设计值按下式计算：)225( cckcppkpssksQQQR当根据静载荷试验确定单桩竖向极限

5、承载力标准值时，复合基桩的竖向承载力设计值为: )235( cckcspukspQQR（二群桩基础竖向承载力的确定（二群桩基础竖向承载力的确定1.对于端承型、根数3根的摩擦型群桩基础，其竖向承载力设计值为：nR n桩的根数； R由(5-20)或(5-21)求得。2.对于根数为4、5、6、7、8根或桩不超过两排的摩擦型群桩基础，其竖向承载力设计值为：nR n桩的根数； R由(5-22)或(5-23)求得。3.对于根数9根且排数超过2排的摩擦型群桩基础，其竖向承载力设计值常按下述方法求解：等代墩基法 等代墩基法等代墩基法 群桩基础承载力由两部分组成，即群桩“墩底平面处地基极限承载力及墩侧各土层范围

6、内极限侧阻力。群桩基础极限承载力按下式求解：)375()(2suiiuuqlbapbaPKPPua/第六节第六节 桩身承载力验算桩身承载力验算一、桩身轴心受压条件下的压曲验算一、桩身轴心受压条件下的压曲验算 据我国国家标准据我国国家标准GB50010-2019规定：将桩身混凝土的抗压强度与规定：将桩身混凝土的抗压强度与钢筋的抗压强度分别进行叠加；同时考虑桩的长钢筋的抗压强度分别进行叠加；同时考虑桩的长细比与压杆稳定问题。桩身轴心受压承载力可由细比与压杆稳定问题。桩身轴心受压承载力可由下式表达：下式表达：）（635)(9 . 0syccAfAfN第七节第七节 桩基结构设计桩基结构设计一、资料准备

7、一、资料准备（一岩土工程勘察资料（一岩土工程勘察资料（二场地、环境及施工技术条件的有关（二场地、环境及施工技术条件的有关资料资料（三建筑物的有关资料（三建筑物的有关资料三三 桩基构造要求桩基构造要求（一桩的构造（一桩的构造1.灌注桩灌注桩 对于桩顶轴向压力符合下式要求的灌注桩，可对于桩顶轴向压力符合下式要求的灌注桩，可不配抗压钢筋而按构造要求配筋。不配抗压钢筋而按构造要求配筋。)665(0AfNcc桩身截面面积。计值；混凝土轴心抗压强度设基桩施工工艺系数；计值。组合时的单桩竖向力设：相当于荷载效应基本；：建筑桩基重要性系数:N0Afcc一级建筑桩基：应配置桩顶与承台的连接钢筋笼，一级建筑桩基：

8、应配置桩顶与承台的连接钢筋笼，其主筋采用其主筋采用6-10根根12-14，配筋率不小于，配筋率不小于0.2%，锚入承台锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层地深度；倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层地深度；二级建筑桩基：根据桩径大小配置二级建筑桩基：根据桩径大小配置4-8根根10-12的桩顶与承台连接钢筋，锚入承台至少的桩顶与承台连接钢筋，锚入承台至少30倍主筋倍主筋直径且伸入桩身长度不小于直径且伸入桩身长度不小于5d；三级建筑桩基：可不配构造钢筋。三级建筑桩基：可不配构造钢筋。桩顶轴向压力、水平力，则应按以下规定配筋

9、：桩顶轴向压力、水平力，则应按以下规定配筋：（1配筋率配筋率 当桩径为当桩径为300-2000mm时，截面配筋率可取时，截面配筋率可取0.65%-0.20%，大桩径取低值，小桩径取高值；，大桩径取低值，小桩径取高值；（2配筋长度配筋长度桩径大于600mm的钻孔灌注桩，构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3；对于端承桩，宜沿桩身通长配筋；对于竖向承载力较高的摩擦端承桩，可沿深度分段变截面配通长筋(一般情况下沿深度降低配筋率，即实行分段配筋）。（3主筋主筋在满足配筋率要求的同时，对于抗压桩，主筋不宜少于610；纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，其净距不应小于60mm，并尽量减少钢筋接头在0.5m长度范围内

10、接头必须错开，且接头数量不得大于主筋根数的50%。（4箍筋箍筋一般采用68200-300mm；宜采用螺旋箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震桩基，在桩顶35d范围内箍筋应适当加密；对于长度超过4m的钢筋笼，应在主筋外侧隔2m左右加焊1218的加劲箍以提高钢筋笼刚度。（5混凝土混凝土灌注桩混凝土强度等级不得低于C20；采用水下灌注时不得低于C25；沉管桩使用的预制混凝土桩尖不得低于C30；主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm；水下灌注时主筋的混凝土保护层厚度不得小于50mm。（6扩底端尺寸扩底端尺寸扩底端直径D与桩身直径d之比，应依承载力要求及扩底端侧面和持力层土性确定，但D/d最大不超过3；扩底

11、端侧面的斜率应根据实际成孔及支护条件确定，a/hc一般取1/3-1/2，在砂土中时取约1/3，在粉土、粘性土中取约1/2；扩底端底面一般呈锅底形，矢高hb一般约为(0.10.15)D。（二承台构造（二承台构造1 承台的构造尺寸承台的构造尺寸承台最小宽度不应小于承台最小宽度不应小于500mm；承台边缘至边桩中心距离不宜小于桩的直径或边承台边缘至边桩中心距离不宜小于桩的直径或边长，且挑出部分不应小于长，且挑出部分不应小于150mm；条形承台梁边缘挑出部分不小于条形承台梁边缘挑出部分不小于75mm；条形承台和柱下独立桩基承台的厚度不应小于条形承台和柱下独立桩基承台的厚度不应小于300mm；2 混凝土

12、混凝土承台混凝土强度等级不应低于C20；承台底钢筋的混凝土保护层厚度不应小于70mm；当设素混凝土垫层时，保护层厚度不应小于40mm；素混凝土强度等级宜为C10，厚度宜为100mm3 钢筋配置钢筋配置主筋直径不宜小于12；架立筋的直径不宜小于10；箍筋直径不宜小于6；柱下独立桩基承台的受力筋应通长配置；矩形承台板配筋宜按双向均匀布置，钢筋间距100-200mm；三桩承台，应按三向板均匀配置，最里面三根钢筋围成的三角形应位于柱截面范围之内。4 桩与承台的连接桩与承台的连接对于大直径桩，桩顶嵌入承台的长度不宜小于100mm；对于中等直径，桩顶嵌入承台的长度不宜小于50mm；桩顶主筋伸入承台内的锚固

13、长度不宜小于30倍主筋直径；5 承台埋深承台埋深承台埋深应不小于600mm；在季节性冻土及膨胀土地区，其埋深及处理措施应按现行和等有关规定执行。四、桩基形式的选择及桩的布置四、桩基形式的选择及桩的布置（一桩基形式的选择（一桩基形式的选择 桩型与工艺选择应根据建筑结构类型、荷载桩型与工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等选择。桩材料供应条件等选择。 选择时可参考选择时可参考附录附录A（二桩的布置（二桩的布置1.桩数桩数2

14、.桩的中心距桩的中心距3.桩的排列桩的排列4.承台底面尺寸承台底面尺寸5.桩的入土深度桩的入土深度1.桩数不考虑群桩效应预估桩数）桩数不考虑群桩效应预估桩数） 承台轴心受压时： 承台偏心受压时：F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值；G承台及承台上土自重设计值，地下水位以下部分应考虑浮力；R单桩竖向承载力设计值；系数，取1.1-1.4;n预估桩数。)685(aRGFn)685(bRGFn2.桩的中心距桩的中心距按表5-32、表5-33确定桩的最小中心距：3.桩的排列桩的排列宜使桩群承载力合力点与长期荷载重心重合，并使桩基受水平力和力矩较大方向有较大的截面模量；对于大直径桩宜采用一柱一桩；同一结构单

15、元宜避免采用不同类型的桩；柱下桩基础柱下桩基础墙下桩基础墙下桩基础4.承台底面尺寸承台底面尺寸 根据预估桩数，即可按照承台构造要求及桩根据预估桩数，即可按照承台构造要求及桩的间距要求初步确定承台底面尺寸。的间距要求初步确定承台底面尺寸。5.桩的入土深度桩的入土深度一般应选择较硬土层作为桩端持力层；桩端全断面进入持力层的深度：对于粘性土、粉土不宜小于2d；砂土不宜小于1.5d；碎石类土不宜小于1d；当存在软弱下卧层时，桩基以下硬持力层厚度不宜小于4d。五、桩基础计算五、桩基础计算（一桩顶作用效应计算（二基桩承载力验算（三承台计算（一桩顶作用效应计算（一桩顶作用效应计算一般建筑物、受水平力较小、桩

16、径相同的群桩基础一般建筑物、受水平力较小、桩径相同的群桩基础1.基桩桩顶荷载效应计算基桩桩顶荷载效应计算（1竖向力竖向力轴心竖向力作用下轴心竖向力作用下偏心竖向力作用下偏心竖向力作用下)695(anGFN)695(22bxxMyyMnGFNiiyiixi重设计值；桩基承台和承台上土自竖向力设计值；作用于桩基承台顶面的GF轴的距离；、复合基桩或基桩至第、轴的弯矩设计值；、群形心的作用于承台底面通过桩、力设计值；复合基桩或基桩的竖向偏心竖向力作用下第力设计值；复合基桩或基桩的竖向轴心竖向力作用下任一xyiyxyxMMiNNiiyxi2.地震作用效应计算地震作用效应计算 对于主要承受竖向荷载的抗震设

17、防区低承台桩基，当同时满足下列条件时，桩顶作用效应计算可不考虑地震作用：（1按规定可不进行天然地基和基础抗震承载力计算的建筑物；（2不位于斜坡地带或地震可能导致滑移、地裂地段的建筑物；（3桩端及桩身周围无液化土层；（4承台周围无液化土、淤泥、淤泥质土。板式承台的破坏形式板式承台的破坏形式 受弯破坏受弯破坏 冲切破坏冲切破坏 剪切破坏剪切破坏1 承台受弯计算承台受弯计算（1多桩矩形承台多桩矩形承台计算截面取在柱边和承计算截面取在柱边和承台高度变化处。台高度变化处。承台正截面弯矩设计值承台正截面弯矩设计值可按下式计算：可按下式计算： )765( iiyiixxNMyNM设计值。桩竖向总反力的情况时

18、，则为第当处于不考虑承台效应重），扣除承台和承台上土自桩竖向净反力设计值（第计算截面的距离；轴方向自桩轴线到相应轴和垂直、设计值；轴方向计算截面处弯矩轴和垂直、iiNXYyxXYMMiiiyx（2柱下三桩承台柱下三桩承台三桩三角形承台弯矩设计值可按下式进行计算：)775(11yNMxNMyxxy2 承台受冲切计算承台受冲切计算缘由：缘由： 柱对承台板的冲切引起，柱对承台板的冲切引起， 桩对承台板的冲切引起。桩对承台板的冲切引起。 柱对承台板的冲切柱对承台板的冲切桩对承台板的冲切桩对承台板的冲切(1)柱对承台的冲切计算柱对承台的冲切计算)805(2 . 084. 0)805()805(00cbQFFahufFilmthpl先假定先假定h0：)815()()( 2000000hfahabFthpxcyycxl 柱底与承台交接处范围内面积作为锥体顶面，扩散线位置由锥体顶面边缘与相应的桩顶内边缘连线决定，且锥体斜面与承台底面夹角不小于45。(2)角桩对承台的冲切计算角桩对承台的冲切计算四桩含四桩以上承台受角桩冲切的承载力按下四桩含四桩以上承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算：列公式计算：)825()2()2(01111210hfa