崔德山第五章桩基础第三节第七节课件

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的桩基础。第三节竖向荷载下的群桩基础承载力及沉降计算

一、群桩的工作性状(一)端承型群桩上部结构荷载大部或全部由桩身直接传递到桩端，通过桩侧摩阻力传递到土层中的应力不大；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

:

nQu≈Pu(5-17)Pu/nQu=η≈1(5-18)

η——群桩效应系数

此时，群桩的承载力已不是各单桩承载力之和，即：nQu≠Pu

；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。三基桩、复合基桩及群桩基础承载力(一)按《建筑桩基技术规范》确定基桩、复合基桩承载力

1.对于端承型群桩、桩数不超过3根的非端承桩基桩，基桩的竖向承载力设计值按下式计算：

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:（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：nRn—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：nRn—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

第六节桩身承载力验算一、桩身轴心受压条件下的压曲验算

据我国国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002）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；同时考虑桩的长细比与压杆稳定问题。桩身轴心受压承载力可由下式表达：第七节桩基结构设计一、资料准备（一）岩土工程勘察资料（二）场地、环境及施工技术条件的有关资料（三）建筑物的有关资料三桩基构造要求（一）桩的构造1.灌注桩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。桩顶轴向压力、水平力，则应按以下规定配筋：（1）配筋率当桩径为300-2000mm时，截面配筋率可取0.65%-0.20%，大桩径取低值，小桩径取高值；（2）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）主筋在满足配筋率要求的同时，对于抗压桩，主筋不宜少于6φ10；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长度范围内接头必须错开，且接头数量不得大于主筋根数的50%。（5）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(0.1~0.15)D。（二）承台构造1承台的构造尺寸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75mm；条形承台和柱下独立桩基承台的厚度不应小于300mm；3钢筋配置主筋直径不宜小于φ12；架立筋的直径不宜小于φ10；箍筋直径不宜小于φ6；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。四、桩基形式的选择及桩的布置（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、制桩材料供应条件等选择。

选择时可参考《建筑桩基技术规范》附录A（二）桩的布置1.桩数2.桩的中心距3.桩的排列4.承台底面尺寸5.桩的入土深度1.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；μ—系数，取1.1-1.4;n—预估桩数。2.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；同一结构单元宜避免采用不同类型的桩；柱下桩基础墙下桩基础4.承台底面尺寸

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。5.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（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（1）竖向力轴心竖向力作用下偏心竖向力作用下2.地震作用效应计算

对于主要承受竖向荷载的抗震设防区低承台桩基，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《建筑抗震设计规范》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

受弯破坏

冲切破坏剪切破坏1承台受弯计算（1）多桩矩形承台计算截面取在柱边和承台高度变化处。承台正截面弯矩设计值可按下式计算：

（2）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：2承台受冲切计算原因：柱对承台板的冲切引起，桩对承台板的冲切引起。

柱对承台板的冲切桩对承台板的冲切(1)柱对承台的冲切计算先假定h0：

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：3承台受剪计算板式承台的剪切破坏面为通过柱边和桩边连线形成的斜截面，如图5-46所示：当柱边(墙边)外布设多排桩时，会形成多个剪切斜截面，此时，对每一个斜截面都应按上述要求计算其受剪承载力。六、桩基础设计步骤1.依勘察报告结合上部结构的荷载要求及其功能特点确定桩基持力层。2.确定桩型、桩几何尺寸，并满足桩构造要求。3.依试桩资料、土的原位测试成果、有关规范及当地经验确定单桩承载力R

。4.按上部结构各部位荷载性质及大小，初步确定各荷载单元承台形式、桩数及其平面布置。5.在满足承台构造要求的前提下初步确定承台几何尺寸和埋深。6.对承台中各部位基桩进行荷载效应及承载力验算。若不满足要求则返回至步骤“4”，重新调整桩数及平面布置。7.对承台进