知名大学桥梁基础工程讲义明挖基础桩基 沉井锚碇管柱

基础工程第1章绪论1．1地基与基础的概念与特点一个完整的建筑体系包含了上部结构、基础和地基三个部分。它们有着各自的功能。楼层（上部结构）基础（下部结构）地基桥跨（上部结构）桥墩（下部结构）地基地基基础（下部结构）一、概念

上部结构是完成设计预定功能的主体结构。

基础通常指建筑物最下端与地基直接接触并经过了特殊处理的结构部件。

地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷载并维持建筑物稳定的岩土体。

《基础工程》是研究基础或包含基础的地下结构设计与施工的一门科学，它既是结构工程中的一部分，又是独立的地基基础工程。1.1基础的作用及基础工程的特点将上部结构所受的荷载有效地分散在地基中，保证地基不发生破坏并且不产生过大的变形。上部结构－基础－地基形成一个完整的系统。1.1.1基础的作用上部结构地基桩基础浅基础基础（地基）破坏及变形实例二、地基的特点

地基的功能是承受建筑物的荷载并保持建筑物稳定。受建筑物影响最大的那一部分地基称为地基持力层（也称为主要受力层）；位于持力层之下的地基称为下卧层。特别地，当下卧层的土性明显比持力层软弱时则将该层称为软弱下卧层。地基的基本特点：

1）

隐蔽性；

2）

离散性；

3）

低强度；

4）

变形复杂。三、基础的特点基础位于地下，也具有隐蔽性，同时基础的施工环境一般较差，所以其施工质量通常较难控制，容易成为建筑体系中的薄弱环节。另外，由于地基基础都具有隐蔽性，发生问题时不易发现，纠正起来也十分困难。

基础工程的各个环节（勘察、设计、施工和检测）均将直接影响建筑物的安全、经济和正常使用。所以在工程中必须重视并严格控制各环节的工作质量。大量的工程经验和事故表明，只有深入地了解和掌握地基情况，经过精心设计与施工并进行认真的质量检测，才能保证基础工程的经济合理与安全可靠。TransconaGrainElevator加拿大Transcona谷仓，建于1913年。高31m，宽23m。地基破坏后，西侧下陷7.32m，东侧抬高1.52m，倾斜27o。后用388个50T千斤顶纠正，但位置较原先下降4m。

地基（基础）破坏1964年6月16日日本新瀉7.5级地震1．3几个典型失败实例

特朗斯康谷仓加拿大Transcona谷仓，建于1913年。高31m，宽23m，筏板基础。地基破坏后，西侧下陷8.8m，东侧抬高1.5m，倾斜27o。后用388个50T千斤顶纠正，但位置较原先下降4m。事先不了解基底下有16m厚软粘土层。地基强度不够，造成破坏失稳

比萨斜塔世界著名的的意大利比比萨斜塔于于1173年动工，，1370年竣工，，塔身高高约55m，建成后后因地基压缩缩层产生生不均匀匀沉降，使塔的的北侧下下沉近1m，南侧下下沉近3m，塔身倾倾斜约5.5，塔顶离离开铅垂垂线的距距离已达达5.27m，幸亏该该塔使用用的大理理石材质质优良，，在塔身身严重倾倾斜的情情况下尚尚未出现现裂缝。。比萨斜斜塔建成成后曾经经数次加加固，但但效果甚甚微，每每年仍下下沉约1mm，倾斜尚尚有加速速迹象，，已成了了一座名名副其实实的危塔塔。意大利比比萨斜塔塔自1173年9月月8日动工，至至1178年建至第第4层中部，，高度29m时，因塔塔明显倾倾斜而停停工。94年后，1272年复工，，经6年时间建建完第7层，高48m，再次停停工中断断82年。1360年再次复复工，至至1370年竣工，，前后历历经近200年。该塔共8层，高55m，全塔总总荷重145MN，相应的的地基平平均压力力约为50kPa。地基持持力层为为粉砂，，下面为为粉土和和粘土层层。由于于地基的的不均匀匀下沉，，塔向南南倾斜，，南北两两端沉降降差1.8m，塔顶离离中心线线已达5.27m，倾斜5.5o，成为危危险建筑筑。示意图中中所示为为通过在在塔北侧侧下部钻钻孔取土土的方法法对塔纠纠偏的技技术方案案。

上海展览览中心馆馆上海展览览中心馆馆中央大大厅为框框架结构构，两层层箱形基基础，埋埋深7.27m，展览馆馆两翼采采用条形形基础。。箱基顶顶面至中中央大厅厅顶部塔塔尖，总总高96.63m。地基为为高压缩缩性淤泥泥质软土土。1954年5月开工，，当年底实实测地基基平均沉沉降量为为60cm。1957年6月，中央央大厅四四周的沉沉降量最最大达146.55cm，最小为122.8cm。到1979年，累计平均均沉降量为160cm，从1957年至1979年共22年的沉降量仅仅20cm左右，不及1954年下半年沉降降量的一半，，说明沉降已已趋向稳定。。但由于地基基严重下沉，，不仅使散水水倒坡，而且且建筑物内外外连接的水、、暖、电管道道断裂，都付付出了相当的的代价。上海闵行区13层住宅楼（2009年6月27日）堆载引起水平平剪力，管桩桩被剪断，基基础失去稳定定导致建筑倒倒塌2010年8月19日，因地基被冲冲刷破坏，从从西安开往昆昆明的K165次列车两节车车厢在四川广广汉市境内掉掉进石亭江。。（水平力引引起基础倾覆覆或墩断裂））地基沉降变形形Pisa

塔墨西哥城，墨西哥古代辉煌的建建筑，合理处处理的基础

河姆渡文化遗遗址（7000年前）钱塘江南岸发发现的河姆渡渡文化遗址中中7000年前打入沼泽泽地的木桩世世所罕见。赵州桥，跨度37.02m，基础平面尺尺寸5.5m××10m，高4.4m，黏性土地基基，建于隋开开皇十五年～～大业元年（（595～605)。

赵州桥（1400年前）桥长50.82m，宽9.6m，净跨为37.02m，矢跨比为1：5。建成已1400年，经历了10次水灾，8次战乱和多次次地震，特别别是1966年邢台发生的的7.6级地震，而邢台距赵赵州桥仅有40多公里。该桥的地基基为较密实的的砂粘土，即即使从现代技技术的角度加加以检验，能能用粘性土作作为地基修筑筑推力极大的拱桥，而且且地基承载力力的利用恰到到好处，也确确实令人叹服服。

龙华古塔（1000年前）龙华塔位于上海市龙华公园南侧侧，直径8.0m，7层，高40.40m。该塔建于北宋（公元977年），距今已有有1000多年历史。龙华塔塔的塔基使用用了大量的木桩，值得称道的的是建塔者用用三合土对木桩进行了了很好的隔离防腐处理，木桩因因之保存千年而不不腐，使龙华古塔塔至今风光依依然。1.2基础的类型1.1.2基础工程的特特点（1）上部结构构-基础-地基系统中的的重要组成部部分。（2）与地基直接接接触而使其其行为十分复复杂，与岩、、土的联系密密切。（3）对整个工工程的工期和和造价可产生生较大的影响响。（4）属隐蔽性性工程，出现现问题难以补补救。桥梁基础浅埋基础（或或称明挖基础础）桩基础沉井基础房建基础独立基础条形基础筏形基础箱形基础桩基础沉井基础地下连续墙基基础壳形基础沉箱基础条形基础十字交叉基础筏形基础

独立基础箱形基础桩基础沉井基础沉井基础施工过程大家熟知的一一些工程在修建钱塘江大桥的过程中，所所遇到的最大大工程问题不不是来自于上上部结构，而而是桩难以打打入土中以及及沉箱下沉时发生歪斜，这使得他对对岩土问题十十分重视。1939年在我校开设设土力学讲座座（国内最早早），1957年主持成立全国土土力学及基础工程程学术委员会，并并成为国际土协的的团体会员。武汉长江大桥（1957年通车），首创管管柱基础，解决深深水施工问题。沉井平面长69m，宽51m，下沉深度为58m，相当于9个半篮球场大的20层高楼埋进地下。。世界上最大的沉井井——江阴长江公路大桥桥（1999）锚碇。主墩基础由131根长约120m、直径2.5m／2.8m的钻孔灌注桩组成成，承台长114m、宽48m，是迄今世界规模模最大、入土最深深的桥梁桩基础。。苏通大桥（2008）世界上规模最大、、入土最深的桥梁梁桩基础。承台桥墩1.3基础工程的发展概概况1936年，成立国际土力力学与基础工程学学会，基础工程成成为一门学科。1937年，茅以升主持修修建钱塘江大桥，，采用沉箱基础。。1957年，建成武汉长江江大桥，采用管柱柱基础。1968年，建成南京长江江大桥，采用气筒筒浮运沉井、沉井井套管柱基础。1999年，建成江阴长江江公路大桥，其沉沉井基础（锚碇基基础）为世界之最最。2008年，建成苏通大桥桥，其桩基的规模模为世界之最。总结（1）基础的规模（尺尺寸）不断增大，，施工技术发展迅迅速。（2）理论落后于实践践，计算理论的水水平仍需提高。1．4本课程的特点和学学习要求本课程是土木工程程专业的主干课程程，主要内容是各各类地基和基础的的设计与施工。本门课程的许多内内容涉及到工程地地质学、土力学、、结构设计与施工工等课程，综合性性、理论性和实践践性很强。本课程除了基本理理论和知识外，还还要引入大量的相相关技术要求和具具体规定。学习本本课程的时候要注注意掌握基本的原原理和方法，勤于于思考，多动手做做题，通过习题和和课程设计培养自自己解决实际问题题的能力。地基基础问题具有有强烈的区域性特特征。所以在基础础工程领域除需要要扎实的理论知识识外，还需要丰富富的工程实践经验验。注意规范的使用，，尤其是不要混用用不同体系的规范范。第2章明挖基础2.1概述（1）基本形式明挖基础亦称扩大基础或浅埋基础。（2）材料片石（块石）片石混凝土素混凝土钢筋混凝土（特殊殊情况下采用）（3）特点形式简单，施工方方便，造价低。矩形圆端形圆形八角形T形基础底面桥墩基础桥台基础明挖基础2.1.1设计内容及程序（1）确定基础圬工类类型及立面形式。。（2）拟定基础的埋置置深度和基础的平平面尺寸。（3）进行荷载计算及及荷载组合。（4）进行受力及变形形检算。包括：基础强度（刚性角角）；地基强度（持力层层和软弱下卧层））；基础倾斜（偏心距距）；抗倾覆及滑移稳定定性；沉降、沉降差（拱拱桥、连续梁等超超静定结构）；抗滑稳定性（建于于斜坡时）；2.1.2设计所需资料（1）线路、桥梁及墩墩台资料；（2）地形资料；（3）水文、气象资料料；（4）工程地质资料；；（5）其他资料：工期期、设备、技术条条件等。2.1.3构造要求1.材料混凝土：≥C15；浆砌片石或块石：：石料≥MU40，砂浆≥M10。设计规范《铁路桥涵地基和基基础设计规范》（TB10002.5-2005）《公路桥涵地基与基基础设计规范》（JTGD63-2007）《铁路桥涵设计基本本规范》（TB10002.1-2005）《公路桥涵设计通用用规范》（JTGD60-2004）2.基础厚度的确定要求襟边襟边1≤[1]（沿纵、横方向））桥墩基础目的刚性角[]保证基础有足够的的厚度，从而不发发生“弯曲”和剪剪切破坏。各层高度≥1m2≤[2]（沿纵、横方向））（顶层台阶）（非顶层台阶）混凝土基础的刚性性角要求（1）单向受力基础础（不包括圆端型型桥墩的矩形基础础）1≤45o2≤45o1≤35o2≤45o（2）其他他情况纵、横向襟边相等纵、横向襟边不相等其中，纵、横向襟边不等时，要求：eb2.2基础埋置置深度的的确定基础的埋埋置深度度是指基基础底面面至设计计地面或或一般冲刷刷线的铅垂距距离。（1）基础应应保证一一定的埋埋深，不不使外界界各种不不良因素素对基础础产生较较大的影影响。（（最小埋深深）确定基础础埋深的的基本原原则（2）基础应应置于较较好的土土层上，，在保证证地基满满足承载载力、沉沉降变形形等要求求的前提提下，可可减小基基础的尺尺寸，节节约材料料。但同同时还应应考虑埋埋深不应应太大，，避免开开挖施工工的不便便和工程程量的增增大；埋深H一般冲刷刷深度局部冲刷刷深度总冲刷深深度2.2.1基础的最最小埋深深即保证基基础不受受外界不不良因素素（河流冲刷刷、季节节性冻融融、人及及动物活活动等）影响的的最小埋埋置深度度。1.保证地基基持力层层的稳定定性《铁路桥规规》：埋深不不小于2m（特殊情情况下不不小于1m）。2.河流冲刷刷的影响响冲刷总深度/m（一般冲刷深度+局部冲刷深度）05101520安全值/m一般桥梁2.02.53.03.54.0特大桥（或大桥），属于技术复杂、修复困难或重要者设计频率流量3.03.54.04.55.0检算频率流量1.51.82.02.32.5基础埋深深安全值值（位于总冲冲刷线以以下的深深度，《铁路桥规规》）洪水对桥桥墩基础础的冲刷刷潜水检查查冲刷程程度抛石以减减轻冲刷刷2002年6月9日下午3时，西安安市灞河河发生洪洪水，在在575m3/s的洪峰作作用下，，陇海铁铁路灞河河大桥的的4#、3#、5#、2#、1#桥墩相继继倒塌，，造成约约150m的桥梁断断裂坍塌塌，轨排排扭曲悬悬空，致致使陇海海铁路大大动脉中中断。大大桥坍塌塌的主要要原因之之一就是是灞河下下游多年年的非法法采砂。。采砂改改变了灞灞河河床床的自然然坡度及及水流形形态，加加快了河河床下切切速度，，河床下下切对大大桥带来来的直接接影响是是，桥墩墩基础越越来越浅浅，下切切的河床床使桥墩墩基础逐逐渐悬空空并失去去支撑。。3.季节性冻冻土冻胀胀和融沉沉的影响响基础底面面应埋置置在天然然最大冻冻结线以以下一定定深度。。《铁路桥规规》：冻胀、、强冻胀胀和特强强冻胀土土应在冻冻结线以以下不小小于0.25m；弱冻胀胀土，不不应小于于冻结深深度。《公路桥规规》基础底面面下容许许最大冻冻层厚度度设计冻深深标准冻深深土的类别别土的冻胀胀性环境地形坡向向基础对冻深的影响系数2.2.2基础埋深深的确定定在最小埋埋深以下下各土层层中找一一个埋得得较浅、、压缩性性较低、、强度较较高的稳稳定土层层作为持持力层。。影响因素素：土的类别别、冻前前天然含含水量、、地下水水位低于于冻结线线的最小小距离、、平均冻冻胀率。。2.3基础上的的荷载计计算主力附加力特殊荷载《铁路桥规规》（荷载发发生频率率）：永久作用可变作用偶然作用《公路桥规规》（荷载发发生频率率）：：2.3.1主力主力是永久性或经常性作用的荷荷载，包包括恒载和活载两部分。。主力恒载活载结构构件件及附属属设备自自重恒载土压压力浮力混凝土收收缩和徐徐变的影影响列车竖向向静活载载离心力活载土压压力横向摇摆摆力《铁路桥规规》1.恒载（1）结构构构件及附附属设备备自重；；（2）恒载土土压力（3）浮力（4）混凝土土收缩和和徐变的的影响桥台：库库仑主动动土压；；桥墩：：静土压压（分析析滑动稳稳定性时时）。基底土、、岩层透透水时考考虑。按降低温温度的方方法计算算。2.活载（1）列车竖竖向静活活载“中－活载载”（普通铁铁路）ZK标准荷载载（高速铁铁路）中华人民民共和国国铁路标标准荷载载采用“中－活载载”计算桥墩墩基础时时的常用用加载图图（最不利利受力））单孔重载载单孔轻载载双孔重载载活载双孔空车车活载检算墩检算墩检算墩检算墩“中－活载载”（普通铁铁路）ZK标准荷载载（高速铁铁路）单孔重载载：水平制动动力最大大，支座座反力最最大。单孔轻载载：水平制动动力最大大，而支支座反力力最小。。双孔重载载：墩上竖向向合力最最大，水水平力可可能最大大。双孔空车车：水平力大大，竖向向力小。。双孔满载：水平制动力最大，，竖向合力接近最最大。加载效果（“中－活载”）1）纵向验算时2）横向向验算时双孔满载：风力、列车摇摆力力大，竖向力最大大。桥上无车：风力大，竖向力小小。离心力指列车在曲曲线上产生的倾向向曲线外侧的水平平力。（2）离心力集中荷载分布荷载行车速度曲线半径竖向荷载折减系数数集中荷载分布荷载（3）列车活载产生的的土压力列车荷载折算为土土柱后，按库仑主主动土压力计算。。单位换算系数（4）列车摇摆力列车蛇行运动、机机车各部分产生的的动力不对称作用用等原因使列车在在行进中发生左右右摇摆，产生作用用于轨面的横向摇摇摆力。一般取为100kN，作为一个集中荷荷载取最不利位置置，以水平方向垂垂直线路中心线作作用于钢轨顶面。。2.3.1附加力非经常性作用的荷荷载，一般多是水水平方向。附加力制动力或牵引力风力流水压力冰压力温度变化的作用冻胀力（1）制动力或牵引力力列车制动或启动时时对桥梁产生的水水平力。1）按列车竖向静活活载的10%（与离心力同时计计算时，按7%）计算。2）计算桥墩基础时时作用在轨顶以上上2m，墩台时支座中心心，计算台顶活载载时移到轨底。3）对简支梁桥，传至墩台上的力力通过固定支座为为全孔的100%，滑动支座为50%，滚动支座为25%。（2）风荷载风荷载强度基本风压计算风速体形系数高度变化系数地形、地理条件系系数桥上有车时取0.8W。2007年2月28日2时05分，乌鲁木齐开往往阿克苏的5807次旅客列车因大风风（13级）脱轨，造成3名旅客死亡，34名旅客受伤。（3）流水压力流水压力桥墩形状系数桥墩阻水面积计算流速2.3.3特殊荷载出现几率极小的荷载。船只（排筏）撞击击力汽车撞击力施工临时荷载地震力列车脱轨荷载长钢轨断轨力附加力武汉长江大桥自1957年建成以来，被撞撞近百次。2011年6月6日，遭万吨级驳船船撞击。2007年6月15日，“南桂机035”运沙船从佛山高高明开往顺德途中中偏离主航道，触触碰九江大桥非通通航的桥墩，造成成九江大桥3个桥墩倒塌，约200m桥面坍塌，“南桂桂机035”运沙船沉没，，4辆汽车坠入河中，，并造成9人失踪。2.3.4荷载组合指所有可能以最大值或较大值同时出现的荷载。主力组合主力+附加力主力+特殊荷载荷载组合最不利荷载组合活载的加载图式对对基础设计检算项项目的最不利荷载载组合起控制性作作用。（2）基底偏心距和基基底稳定性：单孔孔轻载（竖向力最最小，纵向力矩较较大）；（1）基底压应力：单单孔重载或双孔重重载（纵向力矩或或竖向力较大）；；（3）基底偏心距和基基底压应力（曲线线桥）：双孔重载载（支点反力和离离心力最大）。2.4浅基础的设设计计算确定基底尺寸浅基础设计计地基结构承载力力沉降降稳定性性持力层软弱下卧层层确定基础高度满足刚性角角要求2.4.1地基承载力力验算1.持力层强度度检算要求主力组合：：主力+附加力：地基容许承承载力主力+特殊荷载：：基底压应力力计算弯矩基底的截面面模量基底面积竖向荷载容许承载力力[]的计算基底以下由地基（基基底以下））土确定容许承载力力基本承载力力宽度修正系系数深度修正系系数基底以上2.软弱下卧层层强度检算埋深h（1）无冲刷时时：自天然然地面算起起。（软弱下卧卧层顶面处处的）总的竖向应应力自重应力附加应力容许承载力力（2）有冲刷时时：自一般般冲刷线算算起。附加应力系系数基底压力h的确定方法法z/b（z/d）>1:取基底的平平均压力1:取距max边b/4~b/4处的压力值值2.4.2基底偏心距距检算目的（1）避免基底底与地基土土层脱离；；（2）避免基底底压力两端端应力相差差过大，造造成两端沉沉降相差太太大，使墩墩台发生过过大倾斜。。要求核心半径地基及荷载情况建于非岩石地基上的墩台，仅承受恒载作用时合力的作用点应接近基础底面的重心建于非岩石地基（包括土状的风化岩层）上的墩台，当承受主力加附加力时桥墩与土的基本承载力

200kPa的桥台1.0土的基本承载力

200kPa的桥台0.8墩台承受主力加特殊荷载（地震力除外）时非岩石地基土的基本承载力

200kPa1.2土的基本承载力

200kPa1.0

岩石地基硬质岩2.0其他岩石1.5偏心距容许许值（《桥规》，部分）2.4.3稳定性检算算1.倾覆稳定性性倾覆稳定系系数≥1.5≥1.3（临时施工工）2.滑动稳定性性基底与土层层间的摩擦擦系数Kc≥1.5Kc≥1.3（临时施工工）2.4.4沉降检算（1）在确定地地基容许承承载力时，，已考虑到到了对沉降降的控制。。（2）《铁路桥规》采用恒载，，《公路桥规》采用恒载+汽车+人群。1.沉降容许值值（铁路））

静定结构超静定

有砟桥面明桥面沉降(mm)沉降差(mm)沉降(mm)沉降差(mm)沉降差桥规80404020根据沉降对结构产生的附加应力的影响而定200km/h规定50202020300~350km/h规定3015205《铁路桥涵地地基和基础础设计规范范》《新建时速200公里客货共共线铁路设设计暂行规规定》《新建时速300~500公里客运专专线铁路设设计暂行规规定》墩台总沉降降量与墩台台施工完成成时的沉降降量之差2.计算方法（（分层总和和法）沉降计算深深度内的土土层数基底处的附附加压应力力经验修正系系数第i层土的压缩缩量压缩模量zi范围内的附附加应力系系数平均值值第i层土底到基基底的距离离第i层土顶到基基底的距离离（1）计算公式式（2）沉降计算算深度的确确定（3）沉降修正系系数ms的计算方法法z的压缩量n层土的总压压缩量地基压缩模模量当量值值第i层土的平均均附加应力力系数面积积上式实际是是各层土压缩模量的的倒数对其应力系系数面积的的加权平均均值，反映映其对沉降降的贡献。。3.基底倾斜度度（控制墩墩顶水平位位移）基底倾斜度度基底到墩顶顶的高度弹性变形产产生的墩顶顶位移墩定水平位位移容许值值2.4.5稳定性检算算土坡土质边坡岩石边坡最小安全距距离2.5涵洞基础设设计2.5.1涵洞基础类类型无基础整体式分离式材料：：素混凝土、、浆砌片石石、砖、钢钢筋混凝土土等。无基础整体式分离式2.5.2钢筋混凝土土盖板箱涵涵基础设计计1.对基础埋深的要要求与浅基础埋深的的要求相比，箱箱涵基础的要求求更高。台阶型基础2.荷载的确定采用主力检算：涵洞自重重、路堤填方作作用在涵洞上的的压力、静水压压力和列车重量量及由此产生的的土压力。（1）路堤填方作用用在涵洞上的压压力竖向压力水平压力>1竖向压力大于自自重压力取0.25或0.35（2）列车活载产生生的压力竖向压力水平压力取0.25或0.35采用中－活载时时，假定活载在在轨底平面上的的横向分布宽度度为2.5m其在路基内以扩扩散角(正切为0.5)向外扩散。2.6浅基础的施工主要内容（1）施做围堰挡水水（水中基础））；（3）基坑开挖；（2）排水及降水；；（5）基础砌筑。1.开挖及支护支护方式无支护加竖（横）向支支撑喷混凝土无支护（深度小小于5m）加支撑法（4）基坑底检查；；钢管桩支护的基基坑2.围堰及施工围堰土石围堰钢板桩围堰（水深小于5.0m、流速小于1.5m/s）3.基坑排降水排降水集水明排井点降水轻型井点喷射井点电渗井点管井井点深井井点轻型井点轻型井点降水（（建筑基坑）第3章桩基础情境1：桩基础础概述情境2：桩单极极限桩承载力情境3：基桩内内力与位移计算算情境4：群桩基基础验算情境5：桩基础础设计简介情境6:桩基础的施工情境1：桩基础概述述桩基础的历史回回顾桩基础是最古老老的基础型式之之一。有关文献献资料表明，在在人类有历史记记载以前，就已已经在地基条件件不良的河谷及及洪积地区采用用桩基础来建造造房屋；在许多多不同文化时期期的初期，都可可以找到桩基础础的房屋。1982年在智利发掘的的文化遗址所见见到的桩，距今今大约有12000～14000年。我国最早的的桩基础距今大大约有7000多年，是在浙江江宁波附近的河河姆渡，作为古古代干阑式木结结构建筑的基础础是有圆木桩、、方木桩和板桩桩组成的桩基础础。圆木桩直径径在6～8cm之间，板桩厚2.4～4.0cm，宽10～50cm，木桩均系下部部削尖，入土深深度最深达115cm。这是最早的桩桩的雏形。桩基础用于桥梁梁，历史也极为为悠久。据《水经注》记载，公元前532年在今山西汾水水上建成的三十十墩柱木柱梁桥桥，即为桩柱式式桥墩。我国秦秦代的渭桥、隋隋朝的郑州超化化寺、五代的杭杭州湾大海堤、、南京的石头城城和上海的龙华华塔等，都是我我国古代桩基础础的典范。情境1：桩基础概述述桩基础特点：具有承载力高稳定性好沉降量小而均匀匀便于机械化施工工适应性强等是较简便的深基基础形式一、桩基础组成成与特点墩身承台基桩松软土层持力层桩基础组成（如图由基桩和和承台组成）桩基础最适宜于于下列条件①荷载较大，地地基上部土层软软弱，地基持力力层位置较深，，采用浅基础或或人工地基在技技术上、经济上上不合理时；②河床冲刷较深深，河道不稳定定或冲刷深度不不易准确计算，，如采用浅基础础施工困难或不不能保证基础安安全时；③当地基计算沉沉降过大或结构构物对不均匀沉沉降敏感时，采采用桩基础穿过过松软(高压缩性)土层，将荷载传传到较坚实(低压缩性)土层，减少结构构物沉降并使沉沉降较均匀；④当地下水位较较高时采用撞击击出可以减少施施工困难；⑤在可液化地基基中，采用桩基基础穿越可液化化土层可以消除除或减轻地震对对结构物的危害害。一般认为：桩基础通常作为为荷载较大的结结构（建筑）物物的基础，对下下述情况，一般般可考虑选用桩桩基础方案：1.地基上层土的土土质太差而下层层土的土质较好好；或地基土软软硬不均；或荷荷载不均，不能能满足上部结构构对不均匀变形形限制的要求。。2.地基软弱或地基基土性特殊，如如存在较深厚的的软土、可液化化土层、自重湿湿陷性黄土、膨膨胀土及季节性性冻土等，采用用地基改良和加加固措施不合适适。3.除承受较大竖向向荷载外，尚有有较大的偏心荷荷载、水平荷载载、动力或周期期性荷载作用。。4.上部结构对基础础的不均匀沉降降相当敏感；或或建筑物受到大大面积地面超载载的影响地下水位很高，，采用其它基础础型式施工困难难；或位于水中中的构筑物基础础，如桥梁、码码头、采油平台台等。6.需要长期保存、、具有重要历史史意义的建筑物物。通常，当软弱土土层很厚，桩端端达不到良好地地层时，桩基设设计时应考虑基基础沉降问题。。目前，桩基设设计思想正在由由过去单纯的承承载力控制向承承载力和变形双双控制过渡，按按地基容许沉降降量大小设计桩桩基的思想正在在逐步得到推广广。二、桩和和桩基础的类类型1.按承台桩与地地面的位置分分高承台桩低承台桩高承台桩，承台在地面面以上；水平受力条件件和稳定性较较差，但在桥桥梁工程中应应用较多低承台桩，承台在地面面以下，基桩桩全部入土低承台桩高承台桩2.按桩土相互作作用特点分类类P软土层中等土层桩身软土层基岩或坚硬土层桩身端承桩摩擦桩（1）柱桩(或端承桩)竖向受荷桩（2）摩擦桩（1）主动桩：桩顶受横向荷荷载，桩身轴轴线偏离初始始位置，，桩桩身所受土压压力因桩主动动变位而产生生。（风力、制动动力等）（2）被动桩：沿桩身一定范范围承受侧向向压力，桩身身轴线因承受受压力而偏离离初始位置。。（深基坑支护）横向受荷桩（3）竖直桩与斜桩桩多向斜桩为复复合受荷桩，，承受竖向、、水平荷载均均较大的桩，，应按竖向抗抗压（或抗拔拔）桩及水平平受荷桩的要要求进行验算算P软土层较坚硬土层端承桩墩摩擦桩墩桩墩PP基岩软土层钢核（1）钢筋混凝土土预制桩（沉沉桩）锤击沉桩振动沉桩静力压桩（2）灌注桩a.钻（挖）孔灌灌注桩b.沉管灌注桩c.管柱基础d.钻埋大直径空空心桩3.按施工方法分分类4.按设置效应分分类挤土桩部分挤土桩非挤土桩（非位移桩））位移桩1.就地关注钢筋筋混凝土桩的的构造混凝土标号不不低于C20，对仅承受竖竖直力的桩基基础可用C15(但水下混凝土土仍不应低于于C20)。钻孔桩设计直直径一般为0.80m～1.50m，挖孔桩的直直径或最小边边宽度不宜小小于1.2m。桩内钢筋应按按照内力和抗抗裂性的要求求布设三、桩身和承承台构造（一）桩身的的构造1-钻孔2-主筋3-箍筋4-护筒2.钢筋混凝土预预制桩构造实心桩（圆桩、方桩桩）空心桩（圆桩、方桩桩）桩端Dd横断面桩基础内基桩桩的布置应根根据荷载、地地基土质、基基桩承载力等等决定采用大直径钻钻孔灌注桩的的中小桥梁常常用单排式，，在大型桥梁或或水平力较大大时，则采用用行列式或梅梅花式钻(挖)孔桩的摩擦桩桩中心距不得得小于2.5倍成孔直径，，支撑或嵌固固在岩层上的的柱桩不得小小于2.0倍的成孔直径径(矩形桩为边长长)，桩的最大中中心距一般也也不超过5～6倍桩径。边桩外侧到承承台边缘的距距离，对桩径径小于或等于于lm的桩不应小于0.5倍桩径且不小于250mm；对于桩径大于1m的桩不应小于0.3倍桩径并不小于500mm。（二）桩的布置单排桩行列式布桩梅花式布桩承台的平面尺寸和和形状应根据上部部结构(墩台身)底部尺寸和形状以以及基桩的平面布布置而定，一般采采用矩形和圆端形形。承台厚度应保证承承台有足够的强度度和刚度，公路桥桥梁墩台多采用钢钢筋混凝土或混凝凝土刚性承台，其其厚度不宜小于1.5m。混凝土标号不宜低低于C15。对于盖梁式承台和和柱式墩台、空心心墩台的承台应验验算承台强度并设设置必要的钢筋，，承台厚度可不受受上述限制。（三）承台构造、、承台与桩的连接接承台构造为了使承台受力较较为均匀并防止承承台因桩顶荷载作作用发生破裂和断断裂，应在承台底底部桩顶平面上设设置一层钢筋网。。钢筋网也可根据据基桩和墩台的布布置，按带状布设设。低桩承台有时时也可不设钢筋网网。钢筋网在越过桩顶顶钢筋处不应截断断，并应与桩顶主主筋连结。满铺钢筋网带状布置钢筋桩和承台的连结钻、挖孔灌注桩现现都采取桩顶主筋筋伸入承台，此时时桩身伸入承台长长度一般为150~200mm。伸入承台的桩顶主主筋可做成喇叭形形，约与竖直线倾倾斜15°；若受构造限制，，主筋也可不做成成喇叭形。伸入承台的钢筋应应符合结构规范的的锚固长度，一般般应不小于600mm，并设箍筋。对于不受轴向拉力力的打入桩可不设设桩头，将桩直接接埋入承台内。桩桩顶直接埋入承台台的长度，对于普普通钢筋混凝土桩桩及预应力混凝土土桩，当桩径(或边长)小于0.6m时不应小于2倍桩径或边长；当当桩径在0.6～1.2m时，不应小于1.2m；当桩径大于1.2m时，埋入长度不应应小于桩径。桩基施工完毕后，，要进行破桩头，，通过将桩头上的的钢筋深入承台或或基础中保证桩和和它上部结构的结结合。苏通大桥6＃墩封底砼桩头清清理情境2：单桩极限限承载力一、单桩轴向力传传递机理二、按土的支撑确确定单桩轴向容许许承载力三、按桩身材料强强度确定单桩承载载力四、单桩横向容许许承载力的确定五、桩的负摩阻力力情境2：单桩极限限承载力单桩极限承载力是是指单桩在荷载作作用下达到破坏状状态或出现不适于于承载的变形时所所对应的最大荷载载。它取决于土对对桩的支承阻力和和桩身材料强度，，一般有土对桩的的支承阻力控制，，对于端承桩、超超长桩和桩身材料料有缺陷的桩，可可能由桩身强度控控制。一、单桩轴向力传传递机理1.桩的荷载传递在轴向荷载作用下下，桩身将发生弹弹性压缩，同时桩桩顶部分荷载通过过桩身传递到桩底底，致使桩底土层层发生压缩变形，，这两者之和构成成桩顶轴向位移。。桩与桩周土体紧紧密接触，当桩相相对于土向下位移移时，土对桩产生生向上作用的桩侧侧摩阻力。在桩顶顶荷载沿桩身向下下传递的过程中，，必须不断地克服服这种阻力，故桩桩身截面轴向力随随深度逐渐减小。。桩通过桩侧阻力力和桩端阻力将荷荷载传递给土体。。或者说．土对桩桩的支承力由桩侧侧阻力和桩端阻力力两部分组成。2.桩侧摩阻力和桩端端阻力桩侧摩阻力τ是桩对桩周土相对对位移δ的函数，当达到所需的桩~土相对滑移极限值值δU后，基本只与土的的类别有关桩端阻力的发挥不不仅滞后于桩侧阻阻力，而且其充分分发挥所需的桩底底位移值比桩侧摩摩阻力到达极限所所需的桩身截面位位移值大得多很长的桩实际上总总是摩擦桩，用扩扩大桩端直径来提提高承载力是徒劳劳的侧阻Qsu端阻Qpu3.单桩的破坏模式(1)桩身材料破坏(2)整体剪切破坏(3)刺入破坏二、按土的支撑确确定单桩轴向容许许承载力（一）用静载试验验确定单桩容许承承载力静载试验一般利用用基础中已筑好的的基桩做试桩进行行试验，试桩数目目应不少于基桩总总数的2％，且不应少于2根。根据试验测得得资料所作成的试试桩曲线来分析确确定试桩的破坏荷荷载。可以在静载载试验绘制的P-S曲线上，以曲线出出现明显下弯转折折点所对应的作用用荷载作为极限荷荷载，当P-S曲线的转折点不明明显时，需借助其其它方法辅助判定定极限荷载，例如如绘制各级荷载下下的沉降一时间(S-t)曲线或用对数坐标标绘制lgP-lgS曲线，可使转折点点显得明确些。1.静载试验装置：锚桩反力装置试桩压重千斤顶支墩横梁压重平台反力装置置小梁横梁锚桩试桩锚桩千斤顶获得单桩承载力最最可靠的方法锚桩反力梁次梁锚筋锚桩主梁千斤顶百分表基准柱静载试验装置：静载试验装置：静载试验装置：锚桩桁架法,2400吨静载试验装置：桩顶试验中静载试验装置：2.测试方法分级加荷（每级荷载为预估估破坏荷载的1/10~1/15）或开始荷载为1/2.5~1/5,终了荷载为1/10~1/15测读时间第一小时内2、5、15、30、45、60分以后每间隔30分钟读一次数2.测试方法每级荷载沉降稳定定标准（稳定后加下一级级荷载）砂性土：30分钟内沉降不超过过0.1mm粘性土：1小时内不超过0.1mm试验终止标准桩沉降量突然增大大（总沉降量大于于40，本级沉降超过上上级沉降的5倍）本级荷载沉降大于于上级2倍，且24小时不能稳定3.轴向容许承载力的的确定破坏荷载求得以后后，可将其前一级级荷载作为极限荷荷载，单桩轴向受受压容许承载力等等于极限荷载除安安全系数（规范规规定为2），如因结构上对对桩的沉降有特殊殊要求时，则按下下沉量确定容许承承载力。对于大块碎石类、、密实砂类土及硬硬粘性土，总沉降降量值小于40mm，但荷载载已大于于或等于于设计荷荷载与设设计规定定的安全全系数乘乘积时，，可取终终止加载载时的总总荷载为为极限荷荷载。1．摩擦桩桩(1)钻(挖)孔灌注桩桩（二）按按经验公公式(规范法)确定单桩桩轴向容容许承载载力2．柱桩(支承桩)[P]=(C1A+C2Uhr)Ra(2)预制沉桩桩容许承承载力公公式：各符号见见教材，，数据可可以查表表（三）静静力触探探成果确确定承载载力静力触探探试验探头电测装置静力加压装置qcfsiQuk=u∑Liβifsi+αqcAp预制单桩桩极限承承载力标标准值：：fsi—桩侧摩阻阻力平均均值；qc—桩端阻力力平均值值；α—桩端阻力力修正系系数；βi—第i层土摩阻阻力修正正系数；；u—桩身周长长；Li—第i层土内桩桩身长度度。1.动测试桩桩法动测法是指给桩桩顶施加加一动荷荷载(用冲击、、振动等等方式施施加)，量测桩桩土系统统的响应应信号，，然后分分析计算算桩的性性能和承承载力。。低应变动动测法高应变动动测法锤击贯入入法波动方程程法检测质量量（四）其其他动测法是是指给桩桩顶施加加一动荷荷载(用冲击、、振动等等方式施施加)，量测桩桩土系统统的响应应信号，，然后分分析计算算桩的性性能和承承载力，，可分为为高应变变动测法法与低应应变动测测法两种种。低应变动动测法由由于施加加于桩顶顶的荷载载远小于于桩的使使用荷载载，不足足使桩土土间发生生相对位位移，而而只通过过应力波波沿桩身身的传播播和反射射的原理理作分析析，可用用来检验验桩身质质量，不不宜作桩桩承载力力测定。。高应变动动测法一一般是以以重锤敲敲击桩顶顶，使桩桩贯入，，桩土间间产生相相对位移移，从而而可以分分析对桩桩的外来来抗力和和测定桩桩的承载载力，也也可检验验桩体质质量。主主要有锤锤击纳贯贯入法和和波动方方程法。。动测试桩桩法确定定单桩轴轴向承载载力原理桩在锤击击下入土土的难易易，在一一定程度度上反映映土对桩桩的抵抗抗力。因因此，桩桩的贯入入度(桩在一次次锤击下下的入土土深度)与土对桩桩的支承承能力间间存在有有一定的的关系，，即贯入入度大表表现为承承载力低低，贯入入度小表表现为承承载力高高；且当当桩周土土达到极极限状态态后而破破坏，则则贯入度度将有较较大增大大。锤贯法根根据这一一原理，，通过不不同落距距的锤击击试验来来分析确确定单桩桩的承载载力。测试方法法桩锤落距距由低到到高(即动荷载载由小到到大，相相当于静静载试验验中的分分级荷载载)，锤击8～12击，量测测每锤的的动荷载载(可通过动动态电阻阻应变仪仪和光线线示波器器测定)和相应的的贯入度度(可采用大大量程百百分表或或位移传传感器或或位移遥遥测仪量量测)；锤击贯入入法(简称锤贯贯法)测试方法法绘制动荷荷载和累累计贯入入度曲线线，即Pd～Sed曲线或logPd～Sed曲线，便可可用类似静静载试验的的分析方法法(如明显拐点点法)确定单桩轴轴向受压极极限承载力力或容许承承载力。试验桩的质质量不宜小小于预估的的试验桩极极限承载力力值，故本本法适用于于中、小型型桩，即桩桩长在15~20m、桩径在0.4~0.5之内的桩，，不宜用于于桥梁桩基基。锤击贯入法法(简称锤贯法法)波动方程法法将打桩锤击击看成是杆杆件的撞击击波传递问问题，运用用波动议程程的方法分分析打桩的的整个力学学过程。静力分析法法是根据土土的极限平平衡理论和和土的强度度理论，计计算桩底极极限阻力和和桩侧极限限摩阻力，，也即利用用土的强度度指标计算算桩的极限限承载力，，然后将其其除以安全全系数从而而确定单桩桩容许承载载力。（1）桩底极限限阻力的确确定（2）桩侧极限限摩阻力的的确定（3）单桩轴向向容许承载载力的确定定2.静力分析法法三、按桩身身材料强度度确定单桩桩承载力验算桩身截截面强度。。进行桩身压压屈稳定的的验算。。（一）轴向向受压1.桩配有普通通箍筋钢筋混凝土土轴心受压压构件的稳稳定系数101214161820222426288.510.512141517192122.524354248556269768390971.00.980.950.920.870.810.750.700.650.600.563032343638404244464850262829.5313334.536.5384041.5431041111181251321391461531601671740.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.19l0为构件计算算长度；b为矩形截面面的短边尺尺寸；r为圆形截面面的半径；；i为截面最小小回转半径径；构件计算长长度l0，当构件两两端固定时时取0.5l；当一端固固定一端为为不移动的的铰时取0.7l；当两端均均为不移动动的铰时取取l；当一端固固定一端自自由时取2l。l为构件支点点间长度。。2.螺旋式或焊焊接环式间间接钢筋且间接钢筋筋的换算截截面面积Aso不小于全部部纵向钢筋筋截面面积积的25%；间距不大大于80mm或dcor/5，构件长细细比lo/i≤48时，其正截截面抗压承承载力计算算应符合下下列规定：：（二）偏心心受压1.强度验算轴心偏心2.最大裂缝宽宽度验算四、单桩横横轴向容许许承载力确确定系指桩在与与桩轴线垂垂直方向受受力时的承承载力。应从保证桩桩身材料、、地基强度度与稳定、、桩顶水平平位移的使使用要求方方面来确定定。（一）破坏坏机理第一种情况况：桩的相相对刚度较较大受横向力作作用桩身挠挠曲变形不不明显，如如同刚体一一样围绕桩桩轴某一点点而转动，，如果不断断增大横向向荷载，则则可能由于于桩侧土强强度不够而而失稳，使使桩丧失承承载力或破破坏。基桩的横向向容许承载载力可能由由桩侧土的的强度决定定。第二种情况况：桩的相相对刚度较较小由于桩侧土土有足够大大的抗力，，桩身发生生挠曲变形形，其侧向向位移随着着入土深度度增大而逐逐渐减小，，以至达到到一定深度度后几乎不不受荷载影影响。形成成一端嵌固固的地基梁梁，桩的变变形呈波状状曲线。如果不断增增大横向荷荷载，可使使桩身在较较大弯矩处处发生断裂裂或使桩发发生过大的的侧向位移移超过了桩桩或结构物物的容许变变形值。基桩的横向向容许承载载力将由桩桩身材料的的抗弯强度度或侧向变变形条件决决定。1.水平静载试试验法获得单桩承承载力最可可靠的方法法（1）试验装置置（2）试验方法法单向多循环环加卸载法法慢速连续加加载法基准柱（二）单桩桩横向容许许承载力的的确定方法法①单向多循环环加卸载法法可模拟基础础承受反复复水平荷载载。试验方法横向临界荷荷载与极限限荷载的确确定②慢速连续加加载法试验方法横向临界荷荷载与极限限荷载的确确定情境3：基桩桩内力和位位移计算一、土的弹弹性抗力及及其分布规规律问题：桩基础在和在在作用下产产生位移（竖向、水水平、转角角）后果：竖向位移引引起桩侧土土体摩阻力力和桩底土土体抗力水平位移与与转角挤压压土体，引引起横向抗抗力1.土的弹性抗抗力概念：当桩受到水水平外力作作用后，桩桩土协调变变形，桩的的水平位移移及转角引引起土体对对桩产生横横向抗力，，它起到抵抵抗外力和和稳定桩基基础的作用用，土的这这种作用力力成为土的的弹性抗力力。土的弹性抗抗力的分布布规律当桩受到水水平外力作作用后，桩桩土协调变变形，任一一深度z处桩侧土所所产生的水水平抗力与与该点水平平位移χz成正比。——横向土抗力力(kN／m2)；C———地基系数(kN／m3)，表示单位位面积土在在弹性限度度内产生单单位变形时时所需加的的力；——深度z处桩的横向向位移(m)2.地基系数C的分布规律律“m”法m法K法c法C法《公桥基规》中推荐法法mα≤43.关于“m”值的说明表4-1中数值由于于结构在地地表处的位位移最大值值≤6mm，位移较大大时应当降降低“m”值的换算（（两层以上上时换算））原则：换算前后地地基系数图图形面积相相等两层土体三层土体存在问题：：换算时忽落落了桩身位位移的影响响因素换算土层厚厚度仅与桩桩径有关，，而与地基基土类别、、桩身材料料等因素无无关，显然然过于简单单桩底面地基基土竖向地地基系数C0C0=m0hm0——桩底面地基基土竖向地地基系数的比例系数h——桩的入土深深度，h≤10m时，取h=10m（一）单桩桩、单排桩桩、多排桩桩单桩单排桩多排桩单根(排)桩：在与水平外外力Q相平行的平平面上只有有一根桩，，而在与水水平外力Q作用面相垂垂直的平面面上，由单单根或多根根桩组成的的桩基础多排桩：Q轴线垂直有有2排以上。二、桩顶荷荷载计算（二）桩顶顶的荷载Pi、Qi、和Mi值的计算1.单桩和单排排桩对桥墩作纵纵向验算时时，若作用用于承台底底面中心的的荷载为N、Q、和M，当在承台台横桥向无无偏心时，，则可以假假定各荷载载是平均分分配在各桩桩上。2.多排桩当外力作用用于承台对对称平面内内，由于各各桩与荷载载的相对位位置不尽相相同，桩顶顶在外荷载载(N、Q、M)作用下其变变位就会不不同，外荷荷载分配到到桩顶上的的Pi、Qi、和Mi也就各异，，因此，Pi、Qi、和Mi的值就不能能用简单的的计算方法法进行计算算，一般可可用位移法法求解各桩桩桩顶的受受力（三）桩的的计算宽度度《公桥基规》推荐计算宽宽度的换算算方法可用用下式表示示：b1=KfK0Kb（或d）b(或d)——与外力Q作用方向相相垂直的平平面上桩的的宽度(或直径)；Kf——形状换算系系数。值见见表4-3；K0——受力换算系系数。其值值见表4-3；K——桩间的相互互影响系数数。当桩基基有承台连连接，在外外力作用平平面内有数数根桩时，，各桩间的的受力将相相互产生影影响，其影影响与桩间间的净距L1的大小有关关，图4-6所示，当L1≥0.6h1时,K=1.0；当L1＜0.6h1时，。L1——桩间净距；；h1——桩在地面或或最大冲刷刷线下的计计算深度，，可按h1=3（d+1)，但不得大大于h；关于d值，对于钻钻孔桩为设设计直径，，对于矩形形桩可采用用受力面桩桩的边宽；；b′——与外力作用用平面相互互平行所验验算的一排排桩数n有关的系数数；当n=1时，b′=1.0；当n=2时，b′=0.6；当n=3时，b′=0.5；当n≥4时，b′=0.45。名称符号基础形状形状换算系数Kf1.00.91-0.1(d/B)0.9受力换算系数K01+(1/b)1+(1/d)1+(1/B)1+(1/d)表9-12计算换算表表（四）刚性性桩与弹性性桩当桩的入土土深度h≤时按刚性桩桩计算当桩的入土土深度h≥时按弹性桩桩计算其中α称为桩的变变形系数沉井大直径管柱柱桥梁桩基础础1.桩的挠曲微微分方程及及其解桩的挠曲微微分方程为为：整理得到：：对于αh＞2.5的摩擦桩和和αh＞3.5柱承桩解答答相同，αh＞2.5的嵌岩桩与与其它情况况的解答不不同。三、“m”法弹性单排排桩内力和和位移计算算三、“m”法弹性单排桩桩内力和位移移计算桩身在地面以以下任一深度度处内力及位位移计算公式式对于αh≥4的桩，桩底边边界条件对桩桩的受力变形形影响很小，，各种类型的的桩，摩擦桩桩、端承桩可可统一用以下下公式计算桩桩身在地面以以下任一深度度处内力及位位移：桩的变形系数数当桩顶露出地地面或局部冲冲刷线的长度度为l0时，可进一步步导出桩顶的的水平位移χ1和转角φ1：Aχ1、Aφ1=Bχ1、Bφ1均为无量纲系系数，Aχ1和Bφ1可按αh和αz查表9-13，Aφ1、Bχ1可按αh和αl0查表9-13要检验桩的截截面强度和进进行配筋计算算，桩身最大大弯矩截面为为控制截面。。因此，必须须找出最大弯弯矩截面所在在位置Zmax及相应的最大大弯矩Mmax值。一般有以以下两种方法法：（1）将各深度z处的M值求出后绘制制z-Mz图，直接从图图中得出；（2）根据桩身最最大弯矩截面面其剪力为零零，即Qz=0，则Qz=Q0AQ+αM0BQ=0，得出：2.计算步骤（1）求出每根桩桩桩顶受力、、和及地面或或局部冲刷线线处横向荷载载。对于单桩来说说，上部荷载载全由它承担担。对于单排桩，，各荷载是平平均分配在各各桩上对于多排桩，，一般可用位位移法求解各各桩桩顶的受受力。单排桩式9-13（2）如桩的断面尺尺寸已定，需需要选定桩的的入土深度，，则可根据桩桩的轴向受力力等于单桩轴轴向容许承载载力的原则，，算出桩所需需要的入土深深度。（3）验算单桩的轴轴向承载力，，要求单桩轴轴向力不超过过允许承载力力，允许承载载力估算：式9-3（打入桩、管管桩等）9-1（钻孔灌注桩桩）9-5（静力触探法法）（4）确定桩的计计算宽度（b1=KfK0Kb）（5）计算桩-土变形系数当桩顶露出地地面或局部冲冲刷线的长度度为l0时，桩顶的水平位位移和转角为为：（6）计算地面处处桩截面的作作用力，验算算地面或最大大冲刷线处的的横向位移x0（要求≤6mm）其中：Q0、M0是桩在地面处处或最大冲刷刷线处的横向向荷载，根据桩顶荷载载换算地面处的转角角与位移x0、φ0按下式计算（7）计算桩身最最大弯矩及其其位置ZMmax求解求出CQ，由CQ和αh查表9-14得Z：ZMmax=Zα查9-14得Km8.配筋计算（按照结构设设计原理计算算）也可以初选配配筋，验算强强度9.计算墩台顶水水平位移△=x1-φ1l1+△0桩顶处的水平平位移x1；桩顶处的转角角φ1所引起的墩顶顶的水平位移移φ1l1；桩顶到墩顶的的高度l1；墩柱部分自身身的弹性变形形引起的桩顶顶水平位移弹性多排桩基基桩内力与位位移计算多排桩基桩属属于超静定结结构，一般将将外力作用平平面内的桩作作为一平面框框架，用结构构位移法解出出各桩顶上的的作用力、和和后，即可应应用单桩的计计算方法来进进行桩的承载载力与强度验验算。四、弹性多排排桩基桩内力力与位移桩顶的作用力力单桩桩顶的刚刚度系数情境4：群桩基础础验算一、群桩基础础的工作原理理柱桩群桩基础础的承载力等等于各单桩承承载力之和，，其沉降量等等于单桩沉降降量1.柱桩群桩基础础摩擦群桩基础础的承载力常常小于各种单单桩承载力之之和，但有时时也可能会大大于或等于各各种单桩承载载力之和。群群桩的沉降也也明显大于单单桩，这种现现象就是群桩桩效应。2.摩擦桩群桩基基础二、群桩基础础竖向承载力力验算群桩的特点(a)单桩受力(b)群桩受力当桩距较小时，桩桩间摩擦力叠加，承载载作用相互削减；桩端应力叠加，地地基受力大；结论：群桩承载力力不大于单桩承载载力之和。Φ／４Nhlal0bb01.桩底持力层承载力力验算把群桩连同周围土土体作为一实体深深基础来分析。Φ／４ｅＣfde摩擦桩群桩基础当当桩间中心距小于于6倍桩径时，将桩基基础视为相当于cdef范围内的实体基础础，桩侧外力认为为以φ/4角向下扩散，可按按下式验算桩底平平面处土层的承载载力Φ／４Nlabb0Φ／４ｅｌ0fedc2.群桩地基软弱下卧卧层验算当桩端持力层下存存在软弱下卧层时时，必须验算其强强度是否满足要求求。计算方法同浅浅基础。三、