第五章樁基礎(chǔ)

1、1第第5章章 樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ) pile foundation5.1 概述概述5.2 軸向荷載下樁基的工作性能和承載力軸向荷載下樁基的工作性能和承載力5.3 樁的水平承載力和位移樁的水平承載力和位移5.4 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2 5.1 概述概述 如果建筑場(chǎng)地淺層的土質(zhì)不能滿足建如果建筑場(chǎng)地淺層的土質(zhì)不能滿足建筑物對(duì)筑物對(duì)地基承載力地基承載力和和變形變形的要求、而又不的要求、而又不宜采取地基處理措施時(shí)，就需要考慮以下宜采取地基處理措施時(shí)，就需要考慮以下部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層的部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層的深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)方方案（案（樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)、沉井沉井、地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻等）。等）。 樁基礎(chǔ)樁基

2、礎(chǔ)是應(yīng)用最為廣泛的一類深基礎(chǔ)。是應(yīng)用最為廣泛的一類深基礎(chǔ)。至今至少有至今至少有1200012000年至年至1400014000年歷史年歷史 3軟 土 層45樁樁6新加坡發(fā)展銀行新加坡發(fā)展銀行,四墩四墩, 每墩直徑每墩直徑7.3m將荷載傳遞到下部好將荷載傳遞到下部好土層土層,承載力高承載力高大直徑鉆孔大直徑鉆孔樁樁風(fēng)化砂巖及粉砂巖風(fēng)化砂巖及粉砂巖部分風(fēng)化及部分風(fēng)化及不風(fēng)化泥巖不風(fēng)化泥巖樁樁7新加坡發(fā)展銀行新加坡發(fā)展銀行,四墩四墩7.3m8現(xiàn)場(chǎng)灌注現(xiàn)場(chǎng)灌注護(hù)坡樁護(hù)坡樁造價(jià)低造價(jià)低樁樁9樁樁10111213地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻diaphragm其他深基礎(chǔ)其他深基礎(chǔ)14上海市上海市環(huán)球金環(huán)球金融中心融

3、中心地下連地下連續(xù)墻施續(xù)墻施工工15161718192021caissons2223江陰長(zhǎng)江公路大橋江陰長(zhǎng)江公路大橋 24地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻diaphragm深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)特點(diǎn)樁基礎(chǔ)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 將荷載傳遞到下部好將荷載傳遞到下部好土層土層,承載力高承載力高 沉降量小沉降量小 抗震性能好抗震性能好,穿過液穿過液化層化層 承受抗拔承受抗拔(抗滑樁抗滑樁)及及橫向力橫向力(如風(fēng)載荷如風(fēng)載荷)1.與其他深基礎(chǔ)比較與其他深基礎(chǔ)比較,施工造價(jià)低施工造價(jià)低缺點(diǎn)缺點(diǎn) 施工環(huán)境影響施工環(huán)境影響, , 預(yù)制樁施工噪音預(yù)制樁施工噪音, , 鉆孔灌注樁的泥漿鉆孔灌注樁的泥漿 有地下室時(shí)有地下室時(shí), ,有一有一定干

4、擾定干擾, ,深基坑中深基坑中做樁做樁26樁基礎(chǔ)適用條件樁基礎(chǔ)適用條件(1)水上建筑物水上建筑物(2)深持力層深持力層,高地下高地下水位水位(3)抗震地基抗震地基(4)對(duì)沉降非常敏感對(duì)沉降非常敏感的建筑的建筑,如精密儀如精密儀器器275.1.1 樁的定義與分類樁的定義與分類 樁（樁（pilepile）：垂直或微斜埋置于土中：垂直或微斜埋置于土中的受力桿件，它的橫截面尺寸比長(zhǎng)度小得的受力桿件，它的橫截面尺寸比長(zhǎng)度小得多。其作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給土多。其作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給土層或巖層。層或巖層。 樁基礎(chǔ)（樁基礎(chǔ)（pile foundationpile foundation）：由基樁：

5、由基樁和連接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成。承臺(tái)把樁和連接于樁頂?shù)某信_(tái)共同組成。承臺(tái)把樁聯(lián)結(jié)起來并承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，然后通聯(lián)結(jié)起來并承受上部結(jié)構(gòu)的荷載，然后通過樁傳遞到地基中去過樁傳遞到地基中去28 分類：分類： 1、按、按使用功能使用功能分：分： 豎向抗壓樁豎向抗壓樁豎向抗拔樁豎向抗拔樁水平受荷樁水平受荷樁復(fù)合受荷樁復(fù)合受荷樁主要承受豎向下壓荷載（簡(jiǎn)稱主要承受豎向下壓荷載（簡(jiǎn)稱豎向荷載豎向荷載）的樁，）的樁，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)進(jìn)行豎向承載力豎向承載力計(jì)算，必要時(shí)還需計(jì)算計(jì)算，必要時(shí)還需計(jì)算樁基沉樁基沉降降，驗(yàn)算，驗(yàn)算軟弱下臥層軟弱下臥層的承載力以及的承載力以及負(fù)摩阻力負(fù)摩阻力產(chǎn)生產(chǎn)生的下拉荷載。的下拉荷載。主

6、要承受豎向上拔荷載的樁，應(yīng)進(jìn)行主要承受豎向上拔荷載的樁，應(yīng)進(jìn)行樁身強(qiáng)度樁身強(qiáng)度和和抗抗裂計(jì)算裂計(jì)算以及以及抗拔承載力抗拔承載力驗(yàn)算。驗(yàn)算。主要承受水平荷載的樁，應(yīng)進(jìn)行主要承受水平荷載的樁，應(yīng)進(jìn)行樁身強(qiáng)度樁身強(qiáng)度和和抗裂驗(yàn)抗裂驗(yàn)算算以及以及水平承載力水平承載力和和位移驗(yàn)算位移驗(yàn)算。承受豎向、水平荷載均較大的樁，應(yīng)按承受豎向、水平荷載均較大的樁，應(yīng)按豎向抗壓（豎向抗壓（或抗拔）樁或抗拔）樁及及水平受荷樁水平受荷樁的要求進(jìn)行驗(yàn)算。的要求進(jìn)行驗(yàn)算。29 2、按、按承載性能承載性能分：分： 摩擦樁摩擦樁端承摩擦樁端承摩擦樁端承樁端承樁摩擦端承樁摩擦端承樁樁頂?shù)臉O限荷載主要靠樁身與周圍樁頂?shù)臉O限荷載主要靠

7、樁身與周圍土層之間的摩擦力來支承，樁端處土層之間的摩擦力來支承，樁端處土層反力很小，可忽略不計(jì)。土層反力很小，可忽略不計(jì)。樁頂?shù)臉O限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，樁頂?shù)臉O限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，但但主要由樁側(cè)阻力主要由樁側(cè)阻力承受。承受。樁頂極限荷載主要靠樁尖處堅(jiān)硬樁頂極限荷載主要靠樁尖處堅(jiān)硬巖土層提供的反力來支承，樁側(cè)巖土層提供的反力來支承，樁側(cè)摩擦力很小，可以忽略不計(jì)。摩擦力很小，可以忽略不計(jì)。樁頂?shù)臉O限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，樁頂?shù)臉O限荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承擔(dān)，但但主要由樁端阻力主要由樁端阻力承受。承受。PsPsP303、按、按樁身材料樁身材料分：分：

8、木樁（木樁（timber piles） 混凝土樁（混凝土樁（concrete piles） 鋼樁（鋼樁（steel piles） 組合樁（組合樁（composite piles）314、按、按成樁排土方式成樁排土方式分：分：非擠土樁非擠土樁（干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁法、套管護(hù)壁法）：（干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁法、套管護(hù)壁法）：人工挖孔樁，干鉆孔灌注樁，濕鉆孔灌注樁人工挖孔樁，干鉆孔灌注樁，濕鉆孔灌注樁； 部分?jǐn)D土樁：部分?jǐn)D土樁：預(yù)鉆孔（引孔）預(yù)制靜壓（或打入）預(yù)鉆孔（引孔）預(yù)制靜壓（或打入）樁，開口預(yù)制混凝土管樁鋼樁樁，開口預(yù)制混凝土管樁鋼樁 擠土樁：擠土樁：沉管灌注樁、預(yù)制實(shí)心靜壓（或打入）樁，沉管灌注

9、樁、預(yù)制實(shí)心靜壓（或打入）樁，閉口預(yù)應(yīng)力砼管樁、鋼管樁，閉口預(yù)應(yīng)力砼管樁，鋼閉口預(yù)應(yīng)力砼管樁、鋼管樁，閉口預(yù)應(yīng)力砼管樁，鋼管樁，錨桿靜壓樁。管樁，錨桿靜壓樁。 325、按、按樁徑樁徑大小分：大小分：小直徑樁：小直徑樁：d250d250中直徑樁：中直徑樁：250250d d800800大直徑樁：大直徑樁：d800d800（dd樁身設(shè)計(jì)直徑樁身設(shè)計(jì)直徑）335.1.2 樁型和成樁方式的選擇（表樁型和成樁方式的選擇（表5-1）5.1.3 樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）選擇樁型和幾何尺寸）選擇樁型和幾何尺寸（2）確定單樁承載力設(shè)計(jì)值）確定單樁承載力設(shè)計(jì)值（3）確定樁的數(shù)量、間距和布置方式）確定樁的數(shù)量

10、、間距和布置方式（4）驗(yàn)算樁基承載力和沉降）驗(yàn)算樁基承載力和沉降（5）樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（6）承臺(tái)設(shè)計(jì)）承臺(tái)設(shè)計(jì)（7）繪制施工圖）繪制施工圖 設(shè)計(jì)樁基應(yīng)先根據(jù)建筑物的特點(diǎn)和有關(guān)要求，進(jìn)行巖土工程勘設(shè)計(jì)樁基應(yīng)先根據(jù)建筑物的特點(diǎn)和有關(guān)要求，進(jìn)行巖土工程勘察和場(chǎng)地施工條件等資料的收集工作；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮樁的設(shè)置察和場(chǎng)地施工條件等資料的收集工作；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮樁的設(shè)置方法及其影響方法及其影響。345.1.4 樁基設(shè)計(jì)原則樁基設(shè)計(jì)原則 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也應(yīng)滿足樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也應(yīng)滿足地基承載力地基承載力和和變變形形這兩項(xiàng)基本要求。這兩項(xiàng)基本要求。 按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑樁基技術(shù)規(guī)范建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94

11、94），建筑樁基設(shè)計(jì)與建筑結(jié)），建筑樁基設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一樣，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極構(gòu)設(shè)計(jì)一樣，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，并按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，并按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式計(jì)算。樁基的極限狀態(tài)分為計(jì)算。樁基的極限狀態(tài)分為兩類兩類：351.承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) 對(duì)應(yīng)于樁基受荷達(dá)到最大對(duì)應(yīng)于樁基受荷達(dá)到最大承載能力承載能力導(dǎo)導(dǎo)致整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于致整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形繼續(xù)承載的變形；2.正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 對(duì)應(yīng)于樁基變形達(dá)到為保證建筑物正對(duì)應(yīng)于樁基變形達(dá)到為保證建筑物正常使用所規(guī)定的限值或樁基達(dá)到耐久性要常使用所規(guī)定的限值或樁基達(dá)到

12、耐久性要求的某項(xiàng)限值。建筑樁基的安全等級(jí)見表求的某項(xiàng)限值。建筑樁基的安全等級(jí)見表5-2。36建筑樁基安全等級(jí)建筑樁基安全等級(jí)安全等級(jí)安全等級(jí)破壞后果破壞后果建筑物類型建筑物類型一級(jí)一級(jí)很嚴(yán)重很嚴(yán)重重要的工業(yè)與民用建筑物；重要的工業(yè)與民用建筑物；對(duì)樁基變形有特殊要求的工對(duì)樁基變形有特殊要求的工業(yè)建筑物業(yè)建筑物二級(jí)二級(jí)嚴(yán)重嚴(yán)重一般的工業(yè)與民用建筑物一般的工業(yè)與民用建筑物三級(jí)三級(jí)不嚴(yán)重不嚴(yán)重次要的建筑物次要的建筑物37按按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)樁基須進(jìn)行下列計(jì)算和驗(yàn)算：樁基須進(jìn)行下列計(jì)算和驗(yàn)算：（1 1）所有樁基均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算，）所有樁基均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算，內(nèi)容內(nèi)容包包括：

13、括： 根據(jù)樁基的使用功能和受力特征進(jìn)行基樁的根據(jù)樁基的使用功能和受力特征進(jìn)行基樁的豎向豎向（抗壓或抗拔）承載力和水平承載力計(jì)算（抗壓或抗拔）承載力和水平承載力計(jì)算；對(duì)某些條件下；對(duì)某些條件下的群樁基礎(chǔ)宜考慮由樁、土、承臺(tái)相互作用產(chǎn)生的承載力的群樁基礎(chǔ)宜考慮由樁、土、承臺(tái)相互作用產(chǎn)生的承載力群樁效應(yīng)；群樁效應(yīng)； 當(dāng)樁端平面以下存在當(dāng)樁端平面以下存在軟弱下臥層軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其承時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其承載力；載力； 按按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求驗(yàn)算要求驗(yàn)算樁基抗震承載樁基抗震承載力力； 承臺(tái)及樁身承臺(tái)及樁身的承載力計(jì)算（包括對(duì)混凝土預(yù)制樁的承載力計(jì)算（包括對(duì)混凝土預(yù)制樁吊、運(yùn)、錘擊時(shí)的強(qiáng)度驗(yàn)

14、算和軟土、液化中細(xì)長(zhǎng)樁身的屈吊、運(yùn)、錘擊時(shí)的強(qiáng)度驗(yàn)算和軟土、液化中細(xì)長(zhǎng)樁身的屈曲驗(yàn)算等）。曲驗(yàn)算等）。 樁基承載力極限狀態(tài)計(jì)算應(yīng)采用作用效應(yīng)的樁基承載力極限狀態(tài)計(jì)算應(yīng)采用作用效應(yīng)的基本組合基本組合和地震作用效應(yīng)組合和地震作用效應(yīng)組合。38（2 2）下列建筑樁基應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算）下列建筑樁基應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算： 樁端持力層為樁端持力層為軟弱土軟弱土的的一、二級(jí)建筑樁基一、二級(jí)建筑樁基以及樁端持力層為以及樁端持力層為粘性土、粉土或存在軟弱下粘性土、粉土或存在軟弱下臥層臥層的的一級(jí)建筑樁基一級(jí)建筑樁基，應(yīng)驗(yàn)算沉降，并宜考慮，應(yīng)驗(yàn)算沉降，并宜考慮上部結(jié)構(gòu)與樁基的相互作用；上部結(jié)構(gòu)與樁基的相互作用； 承受較大

15、水平荷載或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格承受較大水平荷載或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格的一級(jí)建筑樁基應(yīng)驗(yàn)算其的一級(jí)建筑樁基應(yīng)驗(yàn)算其水平變位水平變位。 此外，對(duì)不允許出現(xiàn)裂縫或需限制裂縫寬此外，對(duì)不允許出現(xiàn)裂縫或需限制裂縫寬度的混凝土樁身和承臺(tái)應(yīng)進(jìn)行度的混凝土樁身和承臺(tái)應(yīng)進(jìn)行抗裂或裂縫寬度抗裂或裂縫寬度驗(yàn)算。驗(yàn)算。39 驗(yàn)算樁基驗(yàn)算樁基沉降沉降時(shí)應(yīng)采用荷載的時(shí)應(yīng)采用荷載的長(zhǎng)期效應(yīng)組長(zhǎng)期效應(yīng)組合合；驗(yàn)算；驗(yàn)算樁基的水平變位、抗裂和裂縫寬度樁基的水平變位、抗裂和裂縫寬度時(shí)，時(shí)，根據(jù)使用要求和裂縫控制等級(jí)應(yīng)分別采用作用根據(jù)使用要求和裂縫控制等級(jí)應(yīng)分別采用作用效應(yīng)的效應(yīng)的短期效應(yīng)組合或短期效應(yīng)組合考慮長(zhǎng)期短期效應(yīng)組合或短期效

16、應(yīng)組合考慮長(zhǎng)期荷載的影響荷載的影響。 對(duì)對(duì)軟土、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍軟土、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性凍土、巖溶土、巖溶等地區(qū)的樁基，坡地岸邊上的樁基，等地區(qū)的樁基，坡地岸邊上的樁基，抗震設(shè)防區(qū)樁基以及可能出現(xiàn)負(fù)摩阻力的樁基，抗震設(shè)防區(qū)樁基以及可能出現(xiàn)負(fù)摩阻力的樁基，應(yīng)按各自不同的特殊條件，遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)原應(yīng)按各自不同的特殊條件，遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則。則。405.1.5 樁基技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)樁基技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)（1）單樁設(shè)計(jì)承載力越來越大）單樁設(shè)計(jì)承載力越來越大（2）向小樁發(fā)展）向小樁發(fā)展（3）復(fù)合地基理論、疏樁理論、樁基與上）復(fù)合地基理論、疏樁理論、樁基與上部結(jié)構(gòu)共同作用理論等部結(jié)構(gòu)

17、共同作用理論等（4）新品種、新工藝不斷發(fā)展）新品種、新工藝不斷發(fā)展41樁身樁身42 金屋大廈基坑南側(cè)連拱式組合拱結(jié)構(gòu)立面圖金屋大廈基坑南側(cè)連拱式組合拱結(jié)構(gòu)立面圖 43 堆 載 測(cè) 試 法44 錨錨 樁樁 測(cè)測(cè) 試試 法法 45自平衡試驗(yàn)法自平衡試驗(yàn)法46樁基技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)樁基技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)（1 1）可靠而有效的方法將代替費(fèi)時(shí)、費(fèi)錢）可靠而有效的方法將代替費(fèi)時(shí)、費(fèi)錢的的現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)，無公害施工技術(shù)將代替現(xiàn)，無公害施工技術(shù)將代替現(xiàn)在伴隨有振動(dòng)、噪音、排土以及污染等的成在伴隨有振動(dòng)、噪音、排土以及污染等的成樁工藝，特別是自動(dòng)化將在樁基施工中顯示樁工藝，特別是自動(dòng)化將在樁基施工中顯示它的非凡作

18、用。它的非凡作用。（2 2）工程實(shí)踐中涌現(xiàn)出新的支護(hù)結(jié)構(gòu)和深）工程實(shí)踐中涌現(xiàn)出新的支護(hù)結(jié)構(gòu)和深基礎(chǔ)，例如基礎(chǔ)，例如樁墻、格柵狀群樁護(hù)壁、圓筒式樁墻、格柵狀群樁護(hù)壁、圓筒式環(huán)型支護(hù)結(jié)構(gòu)環(huán)型支護(hù)結(jié)構(gòu)等將在樁基設(shè)計(jì)和施工中被進(jìn)等將在樁基設(shè)計(jì)和施工中被進(jìn)一步分析、論證和完善。一步分析、論證和完善。47（3 3） 化學(xué)灌漿處理與樁基工程緊密結(jié)合，如化學(xué)灌漿處理與樁基工程緊密結(jié)合，如樁側(cè)樁端土層加固樁側(cè)樁端土層加固等將為樁基技術(shù)的發(fā)展開創(chuàng)一等將為樁基技術(shù)的發(fā)展開創(chuàng)一個(gè)新時(shí)代。個(gè)新時(shí)代。（4 4） 樁基技術(shù)中一系列的特殊問題，例如膨脹樁基技術(shù)中一系列的特殊問題，例如膨脹土中樁的設(shè)計(jì)與施工、基巖埋藏很深的軟土

19、地基土中樁的設(shè)計(jì)與施工、基巖埋藏很深的軟土地基中大荷載樁承載力的提高與保證、樁承載力的時(shí)中大荷載樁承載力的提高與保證、樁承載力的時(shí)間效應(yīng)、沉樁施工控制的簡(jiǎn)單可靠的方法、特殊間效應(yīng)、沉樁施工控制的簡(jiǎn)單可靠的方法、特殊樁型（樁型（樹根樁、斜樁、樁墻、樁與其他構(gòu)件聯(lián)合樹根樁、斜樁、樁墻、樁與其他構(gòu)件聯(lián)合結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)等）的工作機(jī)理和應(yīng)力與位移的計(jì)算、用以）的工作機(jī)理和應(yīng)力與位移的計(jì)算、用以描述打樁性狀的波動(dòng)方程的困惑、樁基施工的環(huán)描述打樁性狀的波動(dòng)方程的困惑、樁基施工的環(huán)境效應(yīng)，以及樁的壓屈分析等，其中的大部分可境效應(yīng)，以及樁的壓屈分析等，其中的大部分可獲得滿意的解決獲得滿意的解決。485.2 軸向荷載

20、下樁基的工作性能和軸向荷載下樁基的工作性能和 承載力承載力5.2.1 抗壓?jiǎn)螛犊箟簡(jiǎn)螛?孤立的一根樁稱為孤立的一根樁稱為單樁單樁，群樁中性能，群樁中性能不受鄰樁影響的一根樁可視為不受鄰樁影響的一根樁可視為單樁單樁。 單樁工作性能的研究是單樁承載力分單樁工作性能的研究是單樁承載力分析理論的基礎(chǔ)。析理論的基礎(chǔ)。49S0SZdsSbdzS0LZ zQ zdQzQ bQbS zS zqs zQ0QbQSQ0Q一、一、 單樁軸向荷載的傳遞單樁軸向荷載的傳遞 zsdzzqUQzQ00 zppdzzQAESzS001任意截面的荷載任意截面的荷載任意截面的位移任意截面的位移 dzzdQUzqs1任意截面的摩阻

21、力任意截面的摩阻力50 樁通過樁側(cè)阻力和樁端阻力將荷載傳遞給樁通過樁側(cè)阻力和樁端阻力將荷載傳遞給土體，即土對(duì)樁的支承力由土體，即土對(duì)樁的支承力由樁側(cè)阻力樁側(cè)阻力和和樁端樁端阻力阻力兩部分組成。兩部分組成。 在軸向荷載作用下，樁身將發(fā)生在軸向荷載作用下，樁身將發(fā)生壓縮變形壓縮變形；同時(shí)樁頂部分荷載通過樁身傳遞到樁底，致使同時(shí)樁頂部分荷載通過樁身傳遞到樁底，致使樁底土層發(fā)生樁底土層發(fā)生壓縮變形壓縮變形，這兩部分壓縮變形之，這兩部分壓縮變形之和構(gòu)成和構(gòu)成樁頂軸向位移樁頂軸向位移。 一般來說，靠近一般來說，靠近樁身上部土層樁身上部土層的摩阻力的摩阻力先于先于下部土層發(fā)揮出來，下部土層發(fā)揮出來，樁側(cè)阻力

22、樁側(cè)阻力先于先于樁樁端阻力端阻力發(fā)揮出來。發(fā)揮出來。51 極限摩阻力可用類似極限摩阻力可用類似于土的抗剪強(qiáng)度的庫(kù)倫表于土的抗剪強(qiáng)度的庫(kù)倫表達(dá)式：達(dá)式：vsx Kaxautg cq 式中式中ca和和 a為樁側(cè)表面與土之間的為樁側(cè)表面與土之間的附附著力著力和和摩擦角摩擦角， x為深度為深度z處作用于樁側(cè)處作用于樁側(cè)表面的法向壓力，它與樁側(cè)土的豎向有效表面的法向壓力，它與樁側(cè)土的豎向有效應(yīng)力應(yīng)力 成正比例，即：成正比例，即：(5-4)(5-5)2、樁側(cè)摩阻力和樁端、樁側(cè)摩阻力和樁端阻力阻力 樁截面位移樁截面位移樁側(cè)摩阻樁側(cè)摩阻力力OCDABv 52 則側(cè)阻將隨深度線性增大。然而砂土中則側(cè)阻將隨深度線

23、性增大。然而砂土中的模型樁試驗(yàn)表明，當(dāng)樁入土深度達(dá)到某的模型樁試驗(yàn)表明，當(dāng)樁入土深度達(dá)到某一臨界值后，側(cè)阻就不隨深度增加了，這一臨界值后，側(cè)阻就不隨深度增加了，這個(gè)現(xiàn)象稱為個(gè)現(xiàn)象稱為側(cè)阻的深度效應(yīng)側(cè)阻的深度效應(yīng)。 綜上所述，綜上所述，樁側(cè)極限摩阻力樁側(cè)極限摩阻力與所在的與所在的深度深度、土的類別和性質(zhì)土的類別和性質(zhì)、成樁方法成樁方法等許多等許多因素有關(guān)。因素有關(guān)。z v計(jì)算深度計(jì)算深度z處的單位側(cè)阻時(shí)，如取處的單位側(cè)阻時(shí)，如取53 單樁靜載荷試驗(yàn)所得的荷載單樁靜載荷試驗(yàn)所得的荷載沉降沉降（Qs）關(guān)系曲線可大體分為）關(guān)系曲線可大體分為陡降型陡降型（A）和和緩變型緩變型（B）兩類形態(tài)。）兩類形態(tài)。

24、uABuu/單 樁 荷 載 沉 降 曲 線圖 5 - 3QsOQsQA - 陡 降 型 ； B 緩 變 型54二二 單樁承載力的確定單樁承載力的確定 單樁極限承載力單樁極限承載力Qu由總極限側(cè)阻力由總極限側(cè)阻力Qsu和總極限端和總極限端阻力阻力Qpu組成，若忽略二者間的相互影響，可表示為：組成，若忽略二者間的相互影響，可表示為： pupsuiiipusuuqAqlUQQQ（5-6）式中式中 li 、Ui樁周第樁周第i層土厚層土厚 度和相應(yīng)的樁身周長(zhǎng)；度和相應(yīng)的樁身周長(zhǎng)； Ap樁底面積；樁底面積； qsui、qpu第第i層土的極限側(cè)阻力和持力層極限端層土的極限側(cè)阻力和持力層極限端阻力。阻力。 5

25、52、靜力學(xué)計(jì)算法、靜力學(xué)計(jì)算法 根據(jù)樁側(cè)阻力、樁端阻力的破壞機(jī)理，根據(jù)樁側(cè)阻力、樁端阻力的破壞機(jī)理，按靜力學(xué)原理，分別對(duì)按靜力學(xué)原理，分別對(duì)樁側(cè)阻力樁側(cè)阻力和和樁端阻樁端阻力力進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。 由于計(jì)算模式、強(qiáng)度參數(shù)實(shí)際的某些差異，由于計(jì)算模式、強(qiáng)度參數(shù)實(shí)際的某些差異，計(jì)算結(jié)果的可靠性受到限制，往往計(jì)算結(jié)果的可靠性受到限制，往往只用于只用于一般工程或重要工程的初步設(shè)計(jì)階段一般工程或重要工程的初步設(shè)計(jì)階段，或，或與其他方法綜合比較來確定承載力。與其他方法綜合比較來確定承載力。563、原位測(cè)試法、原位測(cè)試法 對(duì)地基土進(jìn)行原位測(cè)試，利用樁的靜對(duì)地基土進(jìn)行原位測(cè)試，利用樁的靜載荷試驗(yàn)與原位測(cè)試參

26、數(shù)間的關(guān)系，確定載荷試驗(yàn)與原位測(cè)試參數(shù)間的關(guān)系，確定樁的側(cè)阻力和端阻力。常用的原位測(cè)試法樁的側(cè)阻力和端阻力。常用的原位測(cè)試法有有靜力觸探法靜力觸探法、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法、旁壓試旁壓試驗(yàn)法驗(yàn)法。574、經(jīng)驗(yàn)法、經(jīng)驗(yàn)法（1 1）中小直徑樁）中小直徑樁 Quk=Qsk+Qpk=uqsikli+qpkAp (5-14)（2 2）大直徑樁）大直徑樁 (5.2.8)(5.2.8) Quk=Qsk+Qpk=usi qsik li+ p qpkAp (5-15)（3 3）嵌巖樁）嵌巖樁 (5.2.9)(5.2.9) Quk=Qsk+Qrk +Qpk (5-16a) (5.2.11-1) (5.2.1

27、1-1) 58 Qsk= usi qsik li (5-16b) (5.2.11-2) (5.2.11-2) Qrk = u s frc hi (5-16c) (5.2.11-3) (5.2.11-3)Qrk = p frc Ap (5-16d) (5.2.11-4) (5.2.11-4) si覆蓋層第覆蓋層第i i層土的側(cè)阻力發(fā)揮系數(shù)；當(dāng)樁的長(zhǎng)徑比層土的側(cè)阻力發(fā)揮系數(shù)；當(dāng)樁的長(zhǎng)徑比不大（不大（l/d30l/d 6d63應(yīng)力疊加應(yīng)力疊加 樁底應(yīng)力增加樁底應(yīng)力增加, ,使承載力不足使承載力不足; ;總的總的沉降增加沉降增加64一、端承型群樁基礎(chǔ)一、端承型群樁基礎(chǔ)端承型群樁中基樁（樁群中的端承型群

28、樁中基樁（樁群中的單樁）與（獨(dú)立）單樁相近，單樁）與（獨(dú)立）單樁相近，樁與樁的相互作用、承臺(tái)與土樁與樁的相互作用、承臺(tái)與土的相互作用，都小到可忽略不的相互作用，都小到可忽略不計(jì)，端承型群樁的承載力可近計(jì)，端承型群樁的承載力可近似取為各單樁承載力之和。似取為各單樁承載力之和。 巖石土65二、摩擦型群樁基礎(chǔ)二、摩擦型群樁基礎(chǔ) 承臺(tái)底面脫離地面的情況承臺(tái)底面脫離地面的情況（非復(fù)合樁基）（非復(fù)合樁基） 摩擦型群樁的沉降大于單摩擦型群樁的沉降大于單樁，對(duì)非條型承臺(tái)下、按常樁，對(duì)非條型承臺(tái)下、按常用樁距布樁的群樁，樁數(shù)越用樁距布樁的群樁，樁數(shù)越多則群樁與單樁沉降量之比多則群樁與單樁沉降量之比越大。越大。

29、摩擦型群樁基礎(chǔ)的荷載沉摩擦型群樁基礎(chǔ)的荷載沉降曲線屬緩變型，群樁效應(yīng)降曲線屬緩變型，群樁效應(yīng)系數(shù)可能小于系數(shù)可能小于1 1，也可能大于，也可能大于1 1。66剛性承臺(tái)底面土反力呈剛性承臺(tái)底面土反力呈馬鞍型馬鞍型分布。分布。如以樁群外圍包絡(luò)線為界，將臺(tái)底面積分為內(nèi)外兩如以樁群外圍包絡(luò)線為界，將臺(tái)底面積分為內(nèi)外兩區(qū)，則區(qū)，則內(nèi)區(qū)反力比外區(qū)小而且比較均勻內(nèi)區(qū)反力比外區(qū)小而且比較均勻，樁距增大時(shí)，樁距增大時(shí)內(nèi)外區(qū)反力差明顯降低。內(nèi)外區(qū)反力差明顯降低。臺(tái)底分擔(dān)的荷載總值增加時(shí)，反力的塑性分布不顯臺(tái)底分擔(dān)的荷載總值增加時(shí)，反力的塑性分布不顯著而保持反力圖基本不變。著而保持反力圖基本不變。利用臺(tái)底反力分布的

30、上述特征，可以通過利用臺(tái)底反力分布的上述特征，可以通過加大外區(qū)加大外區(qū)與內(nèi)區(qū)的面積比（與內(nèi)區(qū)的面積比（A Ae ec cA Ai ic c）來提高承臺(tái)分擔(dān)荷載的來提高承臺(tái)分擔(dān)荷載的份額。份額。ecAicA承臺(tái)底面貼地的情況承臺(tái)底面貼地的情況 （復(fù)合樁基）（復(fù)合樁基）67三、按規(guī)范確定基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值三、按規(guī)范確定基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值(一) 群樁中單樁承載力設(shè)計(jì)值對(duì)于3根以上,非端承樁的樁基礎(chǔ),要考慮群樁效應(yīng),考慮承臺(tái)承載能力1 單樁承載力設(shè)計(jì)值cckcppkpssksQQQRcpsspcps 群樁效應(yīng)系數(shù)抗力分項(xiàng)系數(shù) 根據(jù)靜載試驗(yàn)確定出根據(jù)靜載試驗(yàn)確定出Quk時(shí)：時(shí)： R = spQuk

31、/sp + cQck / c 68 根據(jù)靜載試驗(yàn)確定出根據(jù)靜載試驗(yàn)確定出Quk時(shí)：時(shí)： R = spQuk /sp + cQck / c (5-20) (5.2.2-4) (5.2.2-4)69側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)：端阻群樁效應(yīng)系數(shù)端阻群樁效應(yīng)系數(shù)：側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)：承臺(tái)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)承臺(tái)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)： 單樁平均極限側(cè)阻力阻力群樁中基樁平均極限側(cè)s單樁平均極限端阻力阻力群樁中基樁平均極限端p單樁極限承載力載力群樁中各基樁平均極承sp力標(biāo)準(zhǔn)值承臺(tái)底地基土極限承載阻力群樁承臺(tái)底平均極限土ccececciciccAAAA70 對(duì)對(duì)端承樁基端承樁基

32、和和樁數(shù)不超過樁數(shù)不超過3根的非端承樁基根的非端承樁基，不考慮群樁效應(yīng)，其基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值不考慮群樁效應(yīng)，其基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：按下式計(jì)算： （5-21） 當(dāng)根據(jù)靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載當(dāng)根據(jù)靜載荷試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值為：力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值為： （5-22）spukQRppksskQQR71側(cè)阻、端阻群樁效應(yīng)系數(shù)、及側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)側(cè)阻、端阻群樁效應(yīng)系數(shù)、及側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)表5-8效應(yīng)系數(shù) 土名稱 粘 性土 粉 土、砂 類 土 3 4 5 6 3 4 5 6 0.204.404.604.801.00

33、 0.80 0.90 0.96 1.000.80 0.90 0.96 1.000.79 0.90 0.96 1.000.73 0.85 0.94 1.000.67 0.78 0.86 0.93 1.20 1.10 1.05 1.001.20 1.10 1.05 1.001.09 1.10 1.05 1.000.93 0.97 1.03 1.000.78 0.82 0.89 0.95 0.204.404.604.801.00 1.64 1.35 1.18 1.061.68 1.40 1.23 1.111.72 1.44 1.27 1.161.75 1.48 1.31 1.201.79 1.52

34、1.35 1.24 1.26 1.18 1.11 1.061.32 1.25 1.20 1.151.37 1.31 1.26 1.221.41 1.36 1.32 1.281.44 1.40 1.36 1.33 0.204.404.604.801.00 0.93 0.97 0.99 1.010.93 0.97 1.00 1.020.93 0.98 1.01 1.020.89 0.95 0.99 1.030.84 0.89 0.94 0.97 1.21 1.11 1.06 1.011.22 1.12 1.07 1.021.13 1.13 1.08 1.031.01 1.03 1.07 1.040

35、.88 0.91 0.96 1.00 lbcdsaspsp72承臺(tái)內(nèi)、外區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù) 表5-9 3456 3456 0.20.40.60.81.0 0.110.140.180.210.150.200.250.300.190.250.310.370.210.290.360.430.240.320.400.48 0.630.750.881.00lbcdsaicec73 樁基豎向承載力抗力分項(xiàng)系數(shù)樁基豎向承載力抗力分項(xiàng)系數(shù) 表5-10注：1根據(jù)靜力觸探方法確定預(yù)制樁、鋼管樁承載力時(shí)，取 2抗拔樁的側(cè)阻抗力分項(xiàng)系數(shù) 可取表列數(shù)值。樁型與工藝 靜載試驗(yàn)法 經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法 預(yù)制樁、鋼管樁 1.60 1

36、.651.70大直徑灌注樁（清底干凈） 1.601.651.65泥漿護(hù)壁鉆（沖）孔灌注樁 1.621.671.65干作業(yè)鉆孔灌注樁（0.8m） 1.651.701.65沉管灌注樁 1.701.751.70csppss60. 1sppss74【例【例5-15-1】承臺(tái)下預(yù)制樁截面為】承臺(tái)下預(yù)制樁截面為350mm350mm350mm,350mm,長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為12.5m12.5m，打穿厚度，打穿厚度5m5m的淤泥質(zhì)土的淤泥質(zhì)土, , 進(jìn)入硬可塑粘性土層的長(zhǎng)度進(jìn)入硬可塑粘性土層的長(zhǎng)度7.5m, 7.5m, 硬可塑粘性土液性指數(shù)硬可塑粘性土液性指數(shù) 0.2750.275，同一承臺(tái)中擬采用，同一承臺(tái)中擬采

37、用3 3根樁，試按式根樁，試按式（5-145-14）確定該預(yù)制樁的豎向極限承載力）確定該預(yù)制樁的豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值和基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值。標(biāo)準(zhǔn)值和基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值。lI75【解】 從表5-3查取 的標(biāo)準(zhǔn)值： 淤泥層： 11kPa； 粘土層： 0.275，按0.25 0.50相應(yīng)的 8266 kPa欄內(nèi) 插法得 80.4 kPa。 從表查取的值： 粘土層：按 0.275從0.25 0.50和 30002300 kPa欄內(nèi) 插得： 2930 kPa。 于是，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為： 0.354（11580.47.5）29300.352 921.30358.93 1280.13kN 本題屬

38、樁數(shù)不超過3根的非端承樁基，可按式（5-21）計(jì)算基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值，為此從表5-10查得抗力分項(xiàng)系數(shù) 。 kNsikqksq1lIlIsikqksq2lIlIpqpkqukQskQpkQisiklquPpkAq65. 1sppsspukppksskQQQR77665. 113.2801765.2.3 樁基承載力驗(yàn)算樁基承載力驗(yàn)算 一、樁頂作用效應(yīng)一、樁頂作用效應(yīng)1 1 基樁樁頂荷載效應(yīng)計(jì)算基樁樁頂荷載效應(yīng)計(jì)算 以承受豎向力為主的群樁以承受豎向力為主的群樁基礎(chǔ)的基樁（包括復(fù)合基礎(chǔ)的基樁（包括復(fù)合樁基）樁頂荷載效應(yīng)可按下式樁基）樁頂荷載效應(yīng)可按下式計(jì)算：計(jì)算： 樁頂荷載的計(jì)算簡(jiǎn)圖maxxixi

39、ymaxyxyxyGF yMxM77軸心荷載軸心荷載下的軸向力下的軸向力 （5-23）偏心荷載偏心荷載下的軸向力下的軸向力 （5-24）水平力水平力 22iiyiixixxMyyMnGFNnHHinGFNiMyMx987216345XYx7y7實(shí)實(shí)際際分分布布假設(shè)的分布假設(shè)的分布FG G78二、基樁豎向承載力驗(yàn)算二、基樁豎向承載力驗(yàn)算1 1荷載效應(yīng)基本組合荷載效應(yīng)基本組合 RNsafRNsaf2 . 1max軸心荷載軸心荷載 偏心荷載偏心荷載 RNsaf79 建筑樁基重要性系數(shù) 表5-11注：對(duì)柱下單樁基礎(chǔ)應(yīng)提高一級(jí)考慮；對(duì)一級(jí)建筑物下單樁取注：對(duì)柱下單樁基礎(chǔ)應(yīng)提高一級(jí)考慮；對(duì)一級(jí)建筑物下單樁

40、取 1.2。2 2地震作用效應(yīng)組合地震作用效應(yīng)組合建筑樁基安全等級(jí)一 級(jí)二 級(jí)三 級(jí)1.11.00.9safsafRN25. 1RN5 . 1max軸心荷載軸心荷載 偏心荷載偏心荷載 RN25. 1805.2.4 5.2.4 樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算 對(duì)于樁距對(duì)于樁距S Sa a=6d6d 大于樁距大于樁距6倍樁徑倍樁徑 n9 獨(dú)立基礎(chǔ)的獨(dú)立基礎(chǔ)的 m 2 條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ) 某些單層工業(yè)廠房樁基某些單層工業(yè)廠房樁基89 樁基沉降四個(gè)指標(biāo)樁基沉降四個(gè)指標(biāo) 1)1)沉降量沉降量 2)2)沉降差沉降差 3)3)傾傾斜斜 4)4)局部?jī)A斜局部?jī)A斜對(duì)于樁中心距小于或等于對(duì)于樁中心

41、距小于或等于6 6倍樁倍樁徑的樁基，其最終沉降量計(jì)算徑的樁基，其最終沉降量計(jì)算可采用可采用等效作用分層總和法等效作用分層總和法。等效作用面等效作用面位于位于樁端平面樁端平面，等效作用面積等效作用面積為為樁承臺(tái)投影面積樁承臺(tái)投影面積，等效作用附加應(yīng)力等效作用附加應(yīng)力近似取近似取承臺(tái)底承臺(tái)底平均附加壓力平均附加壓力。等效作用面以下的應(yīng)力分布等效作用面以下的應(yīng)力分布采用采用各向同性均質(zhì)直線變形體理論各向同性均質(zhì)直線變形體理論。樁基內(nèi)任一點(diǎn)的最終沉降量樁基內(nèi)任一點(diǎn)的最終沉降量s s可可用用角點(diǎn)法角點(diǎn)法計(jì)算：計(jì)算：F F l lA A0 0G G 90CCABA AGFpdppm0計(jì)算計(jì)算S= SiS=

42、 e S :沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， e等效等效沉降系數(shù)，由于沉降系數(shù)，由于布氏解作用在布氏解作用在彈性體表面，現(xiàn)在是作用在彈彈性體表面，現(xiàn)在是作用在彈性體內(nèi)部性體內(nèi)部。dG0F lG dBCA91 計(jì)算矩形樁基變形時(shí)，樁基沉降計(jì)算式可簡(jiǎn)計(jì)算矩形樁基變形時(shí)，樁基沉降計(jì)算式可簡(jiǎn)化為下式：化為下式： 矩形基礎(chǔ)中點(diǎn)沉降矩形基礎(chǔ)中點(diǎn)沉降： 式中式中 、 根據(jù)矩形長(zhǎng)寬比及深寬比根據(jù)矩形長(zhǎng)寬比及深寬比 ， 由規(guī)范由規(guī)范JGJ94-94JGJ94-94確定。確定。 矩形基礎(chǔ)角點(diǎn)沉降矩形基礎(chǔ)角點(diǎn)沉降 110114mniiiieejisizzsspE i1i11011mniiiieejisizzss

43、pE ciiBzbz11ciiBzbz92式中式中平均附加壓力；平均附加壓力； 、 根據(jù)矩形長(zhǎng)寬比根據(jù)矩形長(zhǎng)寬比 及深比及深比 ， 由規(guī)范由規(guī)范JGJ94-94JGJ94-94確定。確定。 地基沉降計(jì)算深度地基沉降計(jì)算深度 （圖（圖5-125-12），按），按應(yīng)力比法應(yīng)力比法確定，且確定，且 處的附加應(yīng)力處的附加應(yīng)力 與土的自重應(yīng)力應(yīng)符合下式要求：與土的自重應(yīng)力應(yīng)符合下式要求： （5-455-45） （5-465-46） 式中附加應(yīng)力系數(shù)式中附加應(yīng)力系數(shù) 根據(jù)角點(diǎn)法劃分的矩形長(zhǎng)寬比及根據(jù)角點(diǎn)法劃分的矩形長(zhǎng)寬比及深寬比由規(guī)范深寬比由規(guī)范JGJ94-94JGJ94-94確定。確定。0pi1ibac

44、iiBzbzciiBzbz11nznzz0.2zc0ziipj935.3 5.3 樁的水平承載力和位移樁的水平承載力和位移 作用于樁頂上的作用于樁頂上的水平荷載水平荷載包括：包括：長(zhǎng)期作用的水平荷載（來自地下室外墻上的土和水的側(cè)長(zhǎng)期作用的水平荷載（來自地下室外墻上的土和水的側(cè)壓力以及拱的推力等），壓力以及拱的推力等），反復(fù)作用的水平荷載（來自風(fēng)荷載和機(jī)械制動(dòng)荷載等）反復(fù)作用的水平荷載（來自風(fēng)荷載和機(jī)械制動(dòng)荷載等）地震作用所產(chǎn)生的水平力。地震作用所產(chǎn)生的水平力。 設(shè)計(jì)承受水平荷載的樁基，首先必須解決下列一些設(shè)計(jì)承受水平荷載的樁基，首先必須解決下列一些問題問題：?jiǎn)螛兜乃匠休d力和位移如何確定單樁的

45、水平承載力和位移如何確定?樁基中各樁樁頂所受的荷載如何分配樁基中各樁樁頂所受的荷載如何分配?單樁的內(nèi)力怎樣計(jì)算等單樁的內(nèi)力怎樣計(jì)算等? 94橫向受力樁的承載力確定橫向受力樁的承載力確定 靜力載荷試驗(yàn)靜力載荷試驗(yàn) 理論公式計(jì)算理論公式計(jì)算 彈性地基梁撓度方程彈性地基梁撓度方程 kx 抗力系數(shù)抗力系數(shù) 常數(shù)法、常數(shù)法、 m m法、法、k k法、法、c c法法044xbkppdzxdEJx95常數(shù)法m法k法C法k kh h 抗力系數(shù)抗力系數(shù)樁的位移xxkx965.3.35.3.3單樁計(jì)算單樁計(jì)算 確定樁頂荷載確定樁頂荷載N N0 0、H H0 0、M M0 0單樁的樁頂荷載可分別按下列各式確定（式中

46、為同單樁的樁頂荷載可分別按下列各式確定（式中為同一承臺(tái)中的樁數(shù)）：一承臺(tái)中的樁數(shù)）： （5-485-48） 樁的撓曲微分方程樁的撓曲微分方程 000;FGHMNHMnnn4004xxd xEIbk xbdz 97或或(5-49) 在上列方程中，按不同在上列方程中，按不同 的圖式求解，就得到不同的計(jì)的圖式求解，就得到不同的計(jì)算方法。算方法。m法假定法假定 ，代入上式得到：，代入上式得到： (5-50)令令 (5-51) 稱為稱為樁的水平變形系數(shù)樁的水平變形系數(shù)，其單位是，其單位是1/m。將式。將式(5-51)代代入式入式(5-50)，則得：，則得： (5-52)4040 xk bd xxdzEI

47、xkkmz4040mbd xzxdzEI05mbEI4540d xzxdz98 zzltM0H0 x0 xxVM/maxM0MVH=00o(b)(c)(d)x(a)（a）x圖;(b)M圖;（c）V圖;（d） 分布圖單樁的撓度、彎矩、剪力和水平抗力的分布曲線圖514x993 3 單樁水平承載力設(shè)計(jì)值單樁水平承載力設(shè)計(jì)值 （1 1）對(duì)于受水平荷載較大的）對(duì)于受水平荷載較大的一級(jí)建筑樁一級(jí)建筑樁基，基，其樁的水平承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)通過其樁的水平承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)通過單樁靜力水平荷載單樁靜力水平荷載試驗(yàn)試驗(yàn)確定。確定。 （2 2）對(duì)于混凝土預(yù)制樁、鋼樁、樁身）對(duì)于混凝土預(yù)制樁、鋼樁、樁身全截面全截面配筋率大于

48、配筋率大于0.65%0.65%的灌注樁的灌注樁，根據(jù)，根據(jù)靜載試驗(yàn)結(jié)果靜載試驗(yàn)結(jié)果取取地面處地面處水平位移為水平位移為10mm10mm（對(duì)于水平位移敏感的建筑（對(duì)于水平位移敏感的建筑物取水平位移為物取水平位移為6mm6mm）所對(duì)所對(duì)應(yīng)的荷載為單樁水平承載力設(shè)計(jì)值。應(yīng)的荷載為單樁水平承載力設(shè)計(jì)值。 （3 3）對(duì)于）對(duì)于樁身配筋率小于樁身配筋率小于0.65%0.65%的灌注樁的灌注樁，取，取單樁水平靜載試驗(yàn)的單樁水平靜載試驗(yàn)的臨界荷載臨界荷載為單樁水平承載力設(shè)為單樁水平承載力設(shè)計(jì)值。計(jì)值。 （4 4）當(dāng)缺少單樁水平靜載試驗(yàn)資料時(shí)，可按下）當(dāng)缺少單樁水平靜載試驗(yàn)資料時(shí)，可按下列公式估算列公式估算樁身

49、配筋率小于樁身配筋率小于0.65%0.65%的灌注樁的灌注樁的單樁的單樁水平承載力設(shè)計(jì)值水平承載力設(shè)計(jì)值R Rh h：100 （5-53）式中式中號(hào)根據(jù)樁頂豎向力性質(zhì)確定，壓力取號(hào)根據(jù)樁頂豎向力性質(zhì)確定，壓力取“”，拉力，拉力 取取“”；樁的水平系數(shù)，見式樁的水平系數(shù)，見式（5-51）； 樁截面抵抗系數(shù)，圓形截面樁截面抵抗系數(shù)，圓形截面 =2，矩形截面，矩形截面 =1.75； 樁身混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；樁身混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； 樁身換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩；樁身換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩； 樁身最大彎矩系數(shù)，按表樁身最大彎矩系數(shù)，按表5-19取值，單樁基礎(chǔ)取值，單樁基礎(chǔ) 和單排樁基縱向

50、軸線與水平力方向相垂直的情和單排樁基縱向軸線與水平力方向相垂直的情 況，按樁頂鉸接考慮；況，按樁頂鉸接考慮； 樁身配筋率；樁身配筋率；ntmNgmtmhAfNWfR12225. 10mmmtf0Wmg101 樁身換算截面面積；樁身換算截面面積； 樁頂豎向力影響系數(shù)，豎向壓力取樁頂豎向力影響系數(shù)，豎向壓力取 =0.5；豎向拉力取豎向拉力取 =1.0。 （5）當(dāng)缺少單樁水平靜載試驗(yàn)資料時(shí)，可按下式估算當(dāng)缺少單樁水平靜載試驗(yàn)資料時(shí)，可按下式估算預(yù)制樁、鋼樁、樁身配筋率大于預(yù)制樁、鋼樁、樁身配筋率大于0.65%0.65%的灌注樁的灌注樁等的單樁水等的單樁水平承載力設(shè)計(jì)值：平承載力設(shè)計(jì)值： （5-54）

51、式式中中 EI 樁身抗彎剛度；樁身抗彎剛度； 樁頂允許水平位移；樁頂允許水平位移； 樁頂水平位移系數(shù)，按表樁頂水平位移系數(shù)，按表3-193-19取值，取值方法取值，取值方法 同同 。nANNN30haxEIRa0 xm1025.3.4 5.3.4 群樁基礎(chǔ)計(jì)算群樁基礎(chǔ)計(jì)算 群樁基礎(chǔ)（不含水平力垂直于單排樁基縱向軸線和力矩群樁基礎(chǔ)（不含水平力垂直于單排樁基縱向軸線和力矩較大的情況）的復(fù)合基樁水平承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)考慮由較大的情況）的復(fù)合基樁水平承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)考慮由承臺(tái)、承臺(tái)、樁群、土相互作用樁群、土相互作用產(chǎn)生的群樁效應(yīng)，可按下式確定：產(chǎn)生的群樁效應(yīng)，可按下式確定： （5-55）式中式中 可按規(guī)范可

52、按規(guī)范JGJ9494有關(guān)條文計(jì)算。有關(guān)條文計(jì)算。hhhRR1h1035.4 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5.4.1 基本設(shè)計(jì)資料基本設(shè)計(jì)資料5.4.2 樁的類型、截面和樁長(zhǎng)選擇樁的類型、截面和樁長(zhǎng)選擇5.4.3 樁的根數(shù)和布置樁的根數(shù)和布置5.4.4 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.4.5 承臺(tái)設(shè)計(jì)承臺(tái)設(shè)計(jì)5.4.6 逆作法樁基設(shè)計(jì)（自學(xué)）逆作法樁基設(shè)計(jì)（自學(xué)）104No結(jié)構(gòu)與地質(zhì)資料結(jié)構(gòu)與地質(zhì)資料樁型、樁長(zhǎng)、樁距樁型、樁長(zhǎng)、樁距確定樁數(shù)確定樁數(shù)n=P/R樁基中單樁承載力驗(yàn)算樁基中單樁承載力驗(yàn)算軟弱下臥層驗(yàn)算軟弱下臥層驗(yàn)算實(shí)體深基礎(chǔ)驗(yàn)算實(shí)體深基礎(chǔ)驗(yàn)算承臺(tái)設(shè)計(jì)承臺(tái)設(shè)計(jì)沉降計(jì)算沉降計(jì)算樁樁基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)

53、步步驟驟105 建筑物類型及其規(guī)模建筑物類型及其規(guī)模 巖土工程勘察報(bào)告巖土工程勘察報(bào)告 施工機(jī)具和技術(shù)條件施工機(jī)具和技術(shù)條件 環(huán)境條件環(huán)境條件 當(dāng)?shù)貥痘こ探?jīng)驗(yàn)當(dāng)?shù)貥痘こ探?jīng)驗(yàn) 5.4.1 基本設(shè)計(jì)資料基本設(shè)計(jì)資料1065.4.2 樁的類型、截面和樁長(zhǎng)的選擇樁的類型、截面和樁長(zhǎng)的選擇 樁基設(shè)計(jì)的第一步就是根據(jù)結(jié)構(gòu)類型及層數(shù)、樁基設(shè)計(jì)的第一步就是根據(jù)結(jié)構(gòu)類型及層數(shù)、荷載情況、地層條件和施工能力，選擇荷載情況、地層條件和施工能力，選擇樁型（預(yù)制樁或灌注樁）樁型（預(yù)制樁或灌注樁）樁的截面尺寸和長(zhǎng)度樁的截面尺寸和長(zhǎng)度樁端持力層。樁端持力層。107對(duì)于樁端進(jìn)入堅(jiān)實(shí)土層的深度和樁對(duì)于樁端進(jìn)入堅(jiān)實(shí)土層的深度

54、和樁端下堅(jiān)實(shí)土層的厚度，應(yīng)該有所要端下堅(jiān)實(shí)土層的厚度，應(yīng)該有所要求。一般可以這樣考慮：求。一般可以這樣考慮：對(duì)碎石類土不宜小于對(duì)碎石類土不宜小于1 1倍樁徑。倍樁徑。樁端以下堅(jiān)實(shí)土層的厚度，一般樁端以下堅(jiān)實(shí)土層的厚度，一般不宜小于不宜小于4 4倍樁徑。倍樁徑。對(duì)粘性土、粉土進(jìn)入的深度不宜對(duì)粘性土、粉土進(jìn)入的深度不宜小于小于2 2倍樁徑，砂類土不宜小于倍樁徑，砂類土不宜小于1.51.5倍樁徑；倍樁徑；穿越軟弱土層而支撐在傾斜巖層穿越軟弱土層而支撐在傾斜巖層面上的樁，當(dāng)風(fēng)化層厚度小于面上的樁，當(dāng)風(fēng)化層厚度小于2 2倍倍樁徑時(shí)，樁端應(yīng)進(jìn)入新鮮或微風(fēng)化樁徑時(shí)，樁端應(yīng)進(jìn)入新鮮或微風(fēng)化基巖?；鶐r。端承樁嵌

55、入微風(fēng)化或中等風(fēng)化巖端承樁嵌入微風(fēng)化或中等風(fēng)化巖體的深度不宜小于體的深度不宜小于0.5m0.5m，以確保樁以確保樁端與巖體接觸。端與巖體接觸。粘土粘土 2d砂土砂土 1.5d碎石碎石 1.0d 4d要求樁端進(jìn)入持力層一要求樁端進(jìn)入持力層一定深度，樁端下持力層定深度，樁端下持力層留有一定厚度留有一定厚度1085.4.3 樁的根數(shù)與布置樁的根數(shù)與布置 1 1、樁的根數(shù)、樁的根數(shù)當(dāng)樁基為軸心受壓時(shí)，樁數(shù)當(dāng)樁基為軸心受壓時(shí)，樁數(shù)n應(yīng)滿足下式要應(yīng)滿足下式要求：求： （5-56）式中式中F 作用在承臺(tái)上的軸向壓力設(shè)計(jì)作用在承臺(tái)上的軸向壓力設(shè)計(jì)值；值； G 承臺(tái)及其上方填土的重力。承臺(tái)及其上方填土的重力。R

56、GFn109偏心受壓時(shí)偏心受壓時(shí)，對(duì)于偏心距固定的樁基，對(duì)于偏心距固定的樁基，如果樁的布置使得群樁橫截面的重心與如果樁的布置使得群樁橫截面的重心與荷載合力作用點(diǎn)重合，則仍可按上式估荷載合力作用點(diǎn)重合，則仍可按上式估算樁數(shù)，否則，樁的根數(shù)應(yīng)按上式確定算樁數(shù)，否則，樁的根數(shù)應(yīng)按上式確定的的增加增加10102020。對(duì)樁數(shù)對(duì)樁數(shù)超過超過3 3根的非端承群樁基礎(chǔ)根的非端承群樁基礎(chǔ)，在求，在求得基樁承載力設(shè)計(jì)值后應(yīng)重新估算樁數(shù)，得基樁承載力設(shè)計(jì)值后應(yīng)重新估算樁數(shù)，如有必要，還要通過樁基如有必要，還要通過樁基軟弱下臥層承軟弱下臥層承載力和樁基沉降驗(yàn)算載力和樁基沉降驗(yàn)算才能最終確定。才能最終確定。1102

57、2 樁的間距樁的間距樁的間距（中心距）一般采用樁的間距（中心距）一般采用3 34 4倍樁倍樁徑徑。間距太大會(huì)增加承臺(tái)的體積和用料，太間距太大會(huì)增加承臺(tái)的體積和用料，太小則將使樁基（摩擦型樁）的沉降量增小則將使樁基（摩擦型樁）的沉降量增加，且給施工造成困難。加，且給施工造成困難。樁的最小中心距應(yīng)符合表樁的最小中心距應(yīng)符合表5 52020的規(guī)定。的規(guī)定。111樁在平面上的布置樁在平面上的布置 樁在平面內(nèi)可以布置成樁在平面內(nèi)可以布置成方形（或矩形）方形（或矩形）網(wǎng)格或三角形網(wǎng)格（梅花式）網(wǎng)格或三角形網(wǎng)格（梅花式）的形式，的形式，也可采用不等距排列。也可采用不等距排列。 同一結(jié)構(gòu)單元宜避免采用不同類型

58、的樁同一結(jié)構(gòu)單元宜避免采用不同類型的樁。112在有門洞的墻下布樁時(shí)，應(yīng)將在有門洞的墻下布樁時(shí)，應(yīng)將樁設(shè)置在門樁設(shè)置在門洞的兩側(cè)洞的兩側(cè)。梁式或板式承臺(tái)下的群樁，布。梁式或板式承臺(tái)下的群樁，布樁時(shí)應(yīng)注意使梁、板中的彎矩盡量減小，樁時(shí)應(yīng)注意使梁、板中的彎矩盡量減小，即即多布設(shè)在柱、墻下多布設(shè)在柱、墻下，使上部荷載盡快傳，使上部荷載盡快傳遞給樁基。遞給樁基。為了節(jié)省承臺(tái)用料和減少承臺(tái)施工的工作為了節(jié)省承臺(tái)用料和減少承臺(tái)施工的工作量，在可能情況下，量，在可能情況下，墻下應(yīng)盡量采用單排墻下應(yīng)盡量采用單排樁基樁基，柱下的樁數(shù)也應(yīng)盡量減少。，柱下的樁數(shù)也應(yīng)盡量減少。 1135.4.4 樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樁身結(jié)構(gòu)設(shè)

59、計(jì) 預(yù)制樁的預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于不宜低于C30C30，采用靜壓法沉，采用靜壓法沉樁時(shí)，可適當(dāng)降低（但不宜低于樁時(shí)，可適當(dāng)降低（但不宜低于C20C20）；預(yù)應(yīng)力混凝土）；預(yù)應(yīng)力混凝土樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C40C40。 混凝土預(yù)制樁的混凝土預(yù)制樁的截面邊長(zhǎng)截面邊長(zhǎng)不應(yīng)小于不應(yīng)小于200mm200mm；預(yù)應(yīng)力混凝；預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制樁的截面邊長(zhǎng)不應(yīng)小于土預(yù)制樁的截面邊長(zhǎng)不應(yīng)小于350mm350mm；預(yù)應(yīng)力混凝土離；預(yù)應(yīng)力混凝土離心管樁的外徑不應(yīng)小于心管樁的外徑不應(yīng)小于300mm300mm。 預(yù)制樁的樁身應(yīng)配置一定數(shù)量的縱向鋼筋和箍筋。預(yù)預(yù)制樁的樁

60、身應(yīng)配置一定數(shù)量的縱向鋼筋和箍筋。預(yù)制樁的制樁的最小配筋率最小配筋率一般不應(yīng)小于一般不應(yīng)小于0.40.4。當(dāng)截面邊長(zhǎng)為。當(dāng)截面邊長(zhǎng)為350350550mm550mm時(shí)，采用時(shí)，采用8 8根直徑根直徑121225mm25mm的縱向鋼筋，截的縱向鋼筋，截面邊長(zhǎng)在面邊長(zhǎng)在300mm300mm以下者，可用以下者，可用4 4根。箍筋直徑根。箍筋直徑6 68mm8mm，間距不大于間距不大于200mm200mm，在樁頂和樁尖處應(yīng)適當(dāng)加密。，在樁頂和樁尖處應(yīng)適當(dāng)加密。 主筋的主筋的混凝土保護(hù)層混凝土保護(hù)層不應(yīng)小于不應(yīng)小于30mm30mm。 1145.4.5 承臺(tái)的設(shè)計(jì)承臺(tái)的設(shè)計(jì) 1 1構(gòu)造要求構(gòu)造要求 承臺(tái)混