1、4.3 樁的豎向承載力樁的豎向承載力4.3.1 單樁軸向荷載的傳遞機理單樁軸向荷載的傳遞機理1、樁身軸力與截面位移、樁身軸力與截面位移 1）樁豎向荷載的承擔及傳遞過程）樁豎向荷載的承擔及傳遞過程bsQQQbusuuQQQ當樁身摩阻力當樁身摩阻力全部發揮全部發揮出來達到出來達到極限后，若繼續增加荷載，荷載極限后，若繼續增加荷載，荷載增量增量將全部由將全部由樁端阻力樁端阻力承擔。由承擔。由于樁端持力層的大量壓縮和塑性于樁端持力層的大量壓縮和塑性變形，位移增加速度顯著增大，變形，位移增加速度顯著增大，直至樁端阻力達極限，位移迅速直至樁端阻力達極限，位移迅速增大至破壞。此時，樁達到其極增大至破壞。此時

2、，樁達到其極限承載力。限承載力。 2）樁身軸力與截面位移）樁身軸力與截面位移 單樁軸向荷載傳遞的基本微分方程單樁軸向荷載傳遞的基本微分方程樁身軸力樁身軸力 樁身截面位移樁身截面位移dzduEAzpppz22dzuNzzzzQ0dzNEAzzzppS012、影響荷載傳遞的因素、影響荷載傳遞的因素1）樁端土與樁周土的剛度比）樁端土與樁周土的剛度比Eb/Es Eb/Es愈小，樁身軸力沿深度衰減愈快，即傳遞到愈小，樁身軸力沿深度衰減愈快，即傳遞到樁端荷載愈小。樁端荷載愈小。對于中長柱，當對于中長柱，當Eb/Es=1 （即均勻土層）時，樁（即均勻土層）時，樁側摩阻力接近于均勻分布、幾乎承擔了全部荷載，側

3、摩阻力接近于均勻分布、幾乎承擔了全部荷載，樁端阻力僅占荷載的樁端阻力僅占荷載的5%左右，即屬于摩擦樁；左右，即屬于摩擦樁；當當Eb/Es增大到增大到100時，樁身軸力上段隨深度減小，時，樁身軸力上段隨深度減小，下段近乎沿深度不變，即樁側摩阻力上段可得到下段近乎沿深度不變，即樁側摩阻力上段可得到發揮，下段則因樁土相對位移很小而無法發揮出發揮，下段則因樁土相對位移很小而無法發揮出來，樁端阻力分擔了來，樁端阻力分擔了60%以上荷載，即屬于端承以上荷載，即屬于端承型樁；型樁；Eb/Es再繼續增大，對樁端阻力分擔荷載比的影響再繼續增大，對樁端阻力分擔荷載比的影響不大。不大。2）樁土剛度比）樁土剛度比Ep

4、/EsEp/Es愈大，傳到樁端荷載愈大，愈大，傳到樁端荷載愈大，但當但當Ep/Es超過超過1000后，對樁端后，對樁端阻力分擔荷載比的影響不大。阻力分擔荷載比的影響不大。而對于而對于Ep/Es10的中長樁，其樁的中長樁，其樁端阻力分擔荷載近于零。端阻力分擔荷載近于零。說明對于砂樁、碎石樁、灰土樁說明對于砂樁、碎石樁、灰土樁等低剛度樁組成的基礎，應按復等低剛度樁組成的基礎，應按復合地基工作原理進行設計。合地基工作原理進行設計。3）樁端擴底直徑與樁身直徑之比）樁端擴底直徑與樁身直徑之比D/dD/d 愈大，樁端阻力分擔的荷載比愈大，樁端阻力分擔的荷載比愈大。愈大。對于對于均勻均勻土層中的中長樁，當土

5、層中的中長樁，當D/d=3時，樁端阻力分擔的荷載比時，樁端阻力分擔的荷載比將由等直徑樁（將由等直徑樁（D/d=1）的約）的約5%增至增至35%。實際端土層好時，做。實際端土層好時，做成擴底，否則增側阻力作成串狀。成擴底，否則增側阻力作成串狀。4）樁的長徑比）樁的長徑比L/d 隨隨L/d 增大，傳遞到樁端的荷載減增大，傳遞到樁端的荷載減小，樁身下部側阻力的發揮降低。小，樁身下部側阻力的發揮降低。在均土層中的長柱，其樁端阻力在均土層中的長柱，其樁端阻力分擔的荷載比趨于零。長徑比大分擔的荷載比趨于零。長徑比大的樁多為摩擦樁，擴大樁端直徑的樁多為摩擦樁，擴大樁端直徑來提高承載力是徒勞無益的。來提高承載

6、力是徒勞無益的。 例例3、樁側摩阻力和樁端阻力、樁側摩阻力和樁端阻力1）側摩阻力與樁土界面相對位移）側摩阻力與樁土界面相對位移函數函數關系關系上式側阻是隨深度線性增大上式側阻是隨深度線性增大,但砂土中但砂土中的模型實驗表明，當樁入土深達某一的模型實驗表明，當樁入土深達某一臨界深度后，側阻就不隨深度增加了，臨界深度后，側阻就不隨深度增加了，這個現象稱為側阻的深度效應。這個現象稱為側阻的深度效應。vsxaxauKctanzv曲線s1) 樁側極限摩阻力與對應的樁側極限位樁側極限摩阻力與對應的樁側極限位移移sU。樁側摩阻力只要樁土間有不太大的相樁側摩阻力只要樁土間有不太大的相對位移就能得到充分的發揮，

7、一般認對位移就能得到充分的發揮，一般認為粘性土中為粘性土中sU為為46mm，砂性土中，砂性土中 sU為為610mm。 (大直徑鉆孔灌注樁，如果孔壁呈凹大直徑鉆孔灌注樁，如果孔壁呈凹凸形，發揮側摩阻力需要的極限位移凸形，發揮側摩阻力需要的極限位移較大，可達較大，可達20mm以上，甚至以上，甚至40mm，約為樁徑的約為樁徑的2.2%，如果孔壁平直光滑，如果孔壁平直光滑，發揮側摩阻力需要的極限位移較小，發揮側摩阻力需要的極限位移較小，只有只有34mm。)2) 樁端阻力樁端阻力qPU與對應的樁端極限與對應的樁端極限位移位移sPU 樁底阻力的充分發揮需要有較大樁底阻力的充分發揮需要有較大的位移值，樁端阻

8、力的位移值，樁端阻力qPU對應的樁對應的樁端極限位移端極限位移sPU在粘性土中約為樁在粘性土中約為樁底直徑的底直徑的25，在砂性土中約為，在砂性土中約為810，對于鉆孔樁，由于，對于鉆孔樁，由于孔底虛土、沉渣壓縮的影響，發孔底虛土、沉渣壓縮的影響，發揮端阻極限值所需位移更大揮端阻極限值所需位移更大3）按土體極限平衡理論導得的、用于）按土體極限平衡理論導得的、用于計算樁端阻力的極限平衡理論公式有計算樁端阻力的極限平衡理論公式有很多，可統一表達為：很多，可統一表達為：計算單位極限端阻時，則端阻將隨樁計算單位極限端阻時，則端阻將隨樁端入土深度線性增大。端阻也存在深端入土深度線性增大。端阻也存在深度效

9、應現象。度效應現象。 *1*qqccpuhNbNcNq4）單樁荷載沉降曲線）單樁荷載沉降曲線（樁破壞模式）（樁破壞模式）陡降型：樁底持力層不堅突、樁陡降型：樁底持力層不堅突、樁徑不大、破壞時樁端刺入持力層徑不大、破壞時樁端刺入持力層的樁。的樁。A緩變型：樁底非密實砂類土、粉緩變型：樁底非密實砂類土、粉土、樁底面積大、樁底塑性區隨土、樁底面積大、樁底塑性區隨荷載增長逐漸擴展的樁。荷載增長逐漸擴展的樁。B4.3.2 單樁豎向承載力的確定單樁豎向承載力的確定單樁豎向承載力的確定，取決于兩單樁豎向承載力的確定，取決于兩方面：方面：其一，樁身的材料強度；其一，樁身的材料強度；其二，地層的支承力。其二，地

10、層的支承力。設計時分別按這兩方面確定后取設計時分別按這兩方面確定后取其中的小值。其中的小值。aKRQ1、單樁豎向承載力特征值、單樁豎向承載力特征值 Ra的確定的確定1）靜載荷試驗）靜載荷試驗所需的時間間歇所需的時間間歇,為為打樁被擾動土雖時打樁被擾動土雖時間部分強度可恢復間部分強度可恢復.預制樁在砂類土中不得少于預制樁在砂類土中不得少于7天；粉土天；粉土和粘性土不得少于和粘性土不得少于15天；飽和軟粘土天；飽和軟粘土不得少于不得少于25天。天。灌注樁達到混凝土設計強度灌注樁達到混凝土設計強度.試樁數為總數試樁數為總數1%且不少于且不少于3根根試驗成果試驗成果2/UaQR 2、按土的抗剪強度指標

11、確定、按土的抗剪強度指標確定1）單樁承載力的一般表達式）單樁承載力的一般表達式GQQQbusuuGAhNcNdzKcuQbqqccavsalpu*0tanKQRua3、確定單樁豎向承載力特征值的、確定單樁豎向承載力特征值的規范規范經經驗公式驗公式isiapppaalquAqRppaaAqR 4.3.3 豎向荷載下的群樁效應豎向荷載下的群樁效應群樁效應：群樁基礎中的一根樁單獨群樁效應：群樁基礎中的一根樁單獨受荷時的承載力和沉降性狀，往往與受荷時的承載力和沉降性狀，往往與相同地質條件和設置方法的同樣獨立相同地質條件和設置方法的同樣獨立單樁有顯著差別，這種現象稱為群樁單樁有顯著差別，這種現象稱為群樁

12、效應。效應。群樁效應參數：來衡量群樁基礎中各群樁效應參數：來衡量群樁基礎中各根單樁平均承載力比獨立單樁降低根單樁平均承載力比獨立單樁降低（1）的幅度。）的幅度。1端承型群樁基礎端承型群樁基礎端承型樁基的樁底持力層剛硬，樁端貫入變端承型樁基的樁底持力層剛硬，樁端貫入變形較小，由樁身壓縮引起的樁頂沉降不大，形較小，由樁身壓縮引起的樁頂沉降不大，因而承臺底面土反力小，樁頂荷載基本上集因而承臺底面土反力小，樁頂荷載基本上集中通過樁端傳給樁底持力層，并近似地按某中通過樁端傳給樁底持力層，并近似地按某一壓力擴散角向下擴散。且在距樁底濃度為一壓力擴散角向下擴散。且在距樁底濃度為h=(s-d)/2（tana）

13、之下產生應力重疊，但）之下產生應力重疊，但不足以引起堅實持力層明顯的附加變形。不足以引起堅實持力層明顯的附加變形。因此，端承型基礎中各根單樁的工作因此，端承型基礎中各根單樁的工作性狀與單樁相近，群樁基礎承載力等性狀與單樁相近，群樁基礎承載力等于各根單樁承載力之和，群樁效應系于各根單樁承載力之和，群樁效應系數數=1。2、摩擦型群樁基礎、摩擦型群樁基礎2、摩擦型群樁基礎、摩擦型群樁基礎1）承臺底面脫地的情況）承臺底面脫地的情況 樁頂荷載主要通過樁側阻力引起壓力擴樁頂荷載主要通過樁側阻力引起壓力擴散角范圍內樁周土中附加壓力。散角范圍內樁周土中附加壓力。 D=d+2Ltana s D 時，時， 各樁在

14、樁端平面上的應力因各鄰樁擴散各樁在樁端平面上的應力因各鄰樁擴散應力的相互重疊而增大。應力的相互重疊而增大。所以，磨擦型沉降大于獨立單樁。群所以，磨擦型沉降大于獨立單樁。群樁效率系數可能小于樁效率系數可能小于1，也可能大于，也可能大于1。群樁效應受下列因素影響而變化。群樁效應受下列因素影響而變化。a.承臺剛度的影響，剛性承臺下的樁頂承臺剛度的影響，剛性承臺下的樁頂荷載分配一般是角樁最大，中心樁最荷載分配一般是角樁最大，中心樁最小、邊樁居中。小、邊樁居中。b.基土性質影響，摩阻力增值都以中間基土性質影響，摩阻力增值都以中間樁為大，邊樁、角樁相對較小，其分樁為大，邊樁、角樁相對較小，其分配趨勢恰與承

15、臺剛度的影響相反，致配趨勢恰與承臺剛度的影響相反，致使樁頂分布趨于均勻。使樁頂分布趨于均勻。c.樁距的影響樁距的影響 常用樁距常用樁距s=3d4d sD s6d 接近單樁接近單樁所以樁距是影響摩擦型群樁基礎所以樁距是影響摩擦型群樁基礎的主要因素。的主要因素。 2)承臺底面貼地的情況承臺底面貼地的情況(復合樁基復合樁基)單樁單樁復合單樁復合單樁.承臺分擔荷載既然是以樁基的整承臺分擔荷載既然是以樁基的整體下沉為前提，那么，只有在樁體下沉為前提，那么，只有在樁基沉降不會危及建筑物的安全和基沉降不會危及建筑物的安全和正常使用、且承臺底與軟土直接正常使用、且承臺底與軟土直接接觸時，才宜于開發利用承臺底接

16、觸時，才宜于開發利用承臺底土反力。土反力。由承臺貼地引起的群樁效應可概括為由承臺貼地引起的群樁效應可概括為下列三方面下列三方面a. 對樁側阻力削弱作用：對樁側阻力削弱作用：b. 對樁端阻力增強：對樁端阻力增強：c. 對基土側的阻擋作用：對基土側的阻擋作用：對發揮臺底土反力的有利因素是對發揮臺底土反力的有利因素是：樁：樁頂荷載水平高、柱端持力層可壓縮、頂荷載水平高、柱端持力層可壓縮、承臺底面下土質好、樁身細而短、布承臺底面下土質好、樁身細而短、布樁少而疏。一般說來，樁少而疏。一般說來，bc/L(樁長樁長)取取1.02.0時，可明顯提高帶樁筏基的整時，可明顯提高帶樁筏基的整體承載力。體承載力。4.

17、3.4 減沉樁基減沉樁基當天然地基承載力已基本接近于滿足要求當天然地基承載力已基本接近于滿足要求,但沉降不滿足時但沉降不滿足時,用樁來減小沉降量和彌補用樁來減小沉降量和彌補承載力不足承載力不足.1）荷載承臺擔）荷載承臺擔60%-70%.2）樁端進入較好土層）樁端進入較好土層,并滿足下臥層承載力并滿足下臥層承載力.3）樁距按）樁距按4d-6d布樁布樁.4）驗算沉降）驗算沉降.5) 驗算樁土承載力驗算樁土承載力.2、樁端位移（剛體位移）、樁端位移（剛體位移）o單樁沉降計算方法主要有下述幾種：單樁沉降計算方法主要有下述幾種：1）荷載傳遞分析法；）荷載傳遞分析法；2）彈性理論法；）彈性理論法；3）剪切

18、變形傳遞法；）剪切變形傳遞法；4）有限單元分析法；）有限單元分析法；dzNEASSlzppl014.4.2 群樁沉降群樁沉降計算：計算：1、群樁沉降組成：、群樁沉降組成：1）樁間土的壓縮變形（樁身壓縮、樁端貫入）樁間土的壓縮變形（樁身壓縮、樁端貫入變形）。變形）。2）樁端平面以下土層受群樁荷載共同作用產）樁端平面以下土層受群樁荷載共同作用產生整體壓縮變形。生整體壓縮變形。2、群樁驗算采用兩種方法：、群樁驗算采用兩種方法：1）將單樁沉降折減后乘樁數；）將單樁沉降折減后乘樁數；2）將群樁外圍內的土看成是一個實體基礎，將群樁外圍內的土看成是一個實體基礎，來進行驗算；來進行驗算；3）我國地基基礎設計）

19、我國地基基礎設計規范推薦規范推薦的方法的方法o不考慮樁間土的壓縮變形對沉降的影響，采不考慮樁間土的壓縮變形對沉降的影響，采用單向壓縮分層總和法計算。用單向壓縮分層總和法計算。 樁端平面以下第樁端平面以下第j層第層第i分層豎向附加壓力分層豎向附加壓力mjniisjijijpjEhs11,ji實體基礎計算（樁距實體基礎計算（樁距6d） o實體深基底面與樁基齊平，基底壓力應為實體深基底面與樁基齊平，基底壓力應為樁底平面處附加壓力。樁底平面處附加壓力。)() 1() 1(11ZZEijijjijiisjiokmjppnpSsj 實體基礎實體基礎 1）考慮擴散作用考慮擴散作用：ckkckokAGFpp)

20、(ldrAGk)4tan2)(4tan2(00llAba 2)不考慮擴散作用不考慮擴散作用： 相對于荷載效應準永久組合時，樁承臺上相對于荷載效應準永久組合時，樁承臺上豎向力；豎向力；)()( 20000ldmisiafkkkckokbalqbaGGFppFk4.5 樁樁負摩擦力負摩擦力問題問題4.5.1 樁負摩擦條件和原因樁負摩擦條件和原因1、負摩阻力：當樁側土體因某種原因而下沉，負摩阻力：當樁側土體因某種原因而下沉，且其下沉量大于樁的沉降時，土對樁產生的且其下沉量大于樁的沉降時，土對樁產生的向下作用的摩阻力，稱為負摩阻力。向下作用的摩阻力，稱為負摩阻力。2、產生條件：土下沉量大于樁沉降量時。

21、工、產生條件：土下沉量大于樁沉降量時。工程中應避免有不利因素時，采取措施減小。程中應避免有不利因素時，采取措施減小。3、產生、產生負摩阻力負摩阻力原因：原因：1）位于樁周有欠固結的軟粘土或新填土在重）位于樁周有欠固結的軟粘土或新填土在重力作用產生固結。力作用產生固結。2）大面積堆載使樁周土層壓密。）大面積堆載使樁周土層壓密。3）地下水全面降低，致使有效應力增加。）地下水全面降低，致使有效應力增加。4）地面因打樁時引起孔隙水壓力劇增而隆起、）地面因打樁時引起孔隙水壓力劇增而隆起、其后孔水壓消散而固結下沉。其后孔水壓消散而固結下沉。4.5.2 負摩擦阻力計算負摩擦阻力計算單樁負摩擦阻力計算單樁負摩

22、擦阻力計算Ln/L0=0.51.04.5.3 減小減小負摩擦阻力的工程負摩擦阻力的工程措施措施1、預制樁、預制樁 有下沉土層存在時，在此土層處樁段，有下沉土層存在時，在此土層處樁段，涂軟涂軟瀝青瀝青來減小負摩阻力。來減小負摩阻力。2、灌柱樁、灌柱樁 對穿過欠固結土層樁段，插入比鉆孔直徑小對穿過欠固結土層樁段，插入比鉆孔直徑小50100mm預制樁段用高稠度膨潤土泥預制樁段用高稠度膨潤土泥漿填充樁段外。漿填充樁段外。 對于作業成孔灌柱樁，在沉降土層范圍先鋪對于作業成孔灌柱樁，在沉降土層范圍先鋪雙層塑料薄膜雙層塑料薄膜，在澆砼可自由活動，在澆砼可自由活動。4.6 樁的水平承載力樁的水平承載力4.6.

23、1 水平荷載作用下樁工作性狀水平荷載作用下樁工作性狀 水平荷載作用下樁工作性狀取決于樁土之間水平荷載作用下樁工作性狀取決于樁土之間的相互作用。依據樁土相對剛度的不同，水的相互作用。依據樁土相對剛度的不同，水平荷載作用下的樁分為：平荷載作用下的樁分為：o剛性樁：樁短，周圍土較弱，樁土相對剛度剛性樁：樁短，周圍土較弱，樁土相對剛度大，破壞發生于樁周土中，樁轉動。大，破壞發生于樁周土中，樁轉動。o彈性樁：樁土相對剛度低，樁身發生繞曲變彈性樁：樁土相對剛度低，樁身發生繞曲變形，樁下段嵌固土中不能轉動。形，樁下段嵌固土中不能轉動。 樁破壞圖樁破壞圖4.6.2 水平荷載作用下彈性樁計算水平荷載作用下彈性樁

24、計算水平荷載作用下彈性樁的分析計算方法主要有水平荷載作用下彈性樁的分析計算方法主要有地基反力系數法、彈性理論法、有限元法。地基反力系數法、彈性理論法、有限元法。1、介紹地基反力系數法：應用文克勒地基模、介紹地基反力系數法：應用文克勒地基模型，把承受水平荷載的樁視為彈性地基中豎型，把承受水平荷載的樁視為彈性地基中豎直梁，通過求解梁的撓曲微分方程來計算樁直梁，通過求解梁的撓曲微分方程來計算樁身內力。身內力。1）基本假定）基本假定 - 深度深度z處的水平抗力；處的水平抗力； -水平抗力系數；水平抗力系數； -水平位移。水平位移。xkxxxxkx不同方法不同方法Kx分布圖分布圖 2）“m”法法計算參數

25、簡化成平面受力計算參數簡化成平面受力Kf形狀換算系數形狀換算系數 K0受力換算系數受力換算系數K樁間相互影響系數樁間相互影響系數 b0計算寬度計算寬度方樁方樁 b1m， b1m， mZkxbKKKbf0010 bb5 . 05 . 10bb 單樁計算單樁計算 n單樁的樁頂荷載單樁的樁頂荷載nGFN0nHH 0nMM0 樁撓曲微分方程樁撓曲微分方程 o水平變形系數水平變形系數。oE 取取0.85ECbbkbmzxxdzxdEIxx000440544zxdzxd50EImb 單樁內力圖單樁內力圖 樁身最大彎矩樁身最大彎矩換算深度換算深度00v00HMCIh，0maxMCM時hZmax4.7 樁的平

26、面布置原則樁的平面布置原則4.7.1 一般原則一般原則 樁的平面布置可采用對稱式、梅花式、行列式和樁的平面布置可采用對稱式、梅花式、行列式和環狀排列。環狀排列。 1、為使樁基中各樁受力均勻，群樁橫截面的重心、為使樁基中各樁受力均勻，群樁橫截面的重心應與豎向永久載荷合力的作用點重合或接近。應與豎向永久載荷合力的作用點重合或接近。2、樁距、樁距3-4倍樁徑，太大增加承臺用料，太小加倍樁徑，太大增加承臺用料，太小加大柱沉降量，施工困難。對于大面積樁群，尤大柱沉降量，施工困難。對于大面積樁群，尤其是擠土樁，樁的最小中心距宜按表列值適當其是擠土樁，樁的最小中心距宜按表列值適當加大。加大。 樁布置圖樁布置

27、圖 4.8 樁承臺的設計樁承臺的設計1、作用：將各樁聯成一整體，把上部結構的荷、作用：將各樁聯成一整體，把上部結構的荷載轉換、調整、分配于各樁。載轉換、調整、分配于各樁。2、分類：柱下獨立承臺、墻下條形承臺、筏板、分類：柱下獨立承臺、墻下條形承臺、筏板承臺和箱形承臺。承臺和箱形承臺。3、承臺設計內容、承臺設計內容o 選擇承臺的材料及強度等級；選擇承臺的材料及強度等級； o 幾何形狀及其尺寸；幾何形狀及其尺寸；o 進行承臺結構承載力計算；進行承臺結構承載力計算；o 滿足構造要求。滿足構造要求。4.8.1 構造要求構造要求承臺承臺4.8.2 柱下樁基獨立承臺柱下樁基獨立承臺1、受彎計算、受彎計算a

28、）柱下多樁矩形承臺的配筋不足情況下將產）柱下多樁矩形承臺的配筋不足情況下將產生彎曲破壞，其破壞特征呈梁式破壞。所謂生彎曲破壞，其破壞特征呈梁式破壞。所謂梁式破壞，指撓曲裂縫在平行于柱邊兩個方梁式破壞，指撓曲裂縫在平行于柱邊兩個方向交替出現，承臺在兩個方向交替呈梁式承向交替出現，承臺在兩個方向交替呈梁式承擔荷載，最大彎矩產生在平行于柱邊兩個方擔荷載，最大彎矩產生在平行于柱邊兩個方向的屈服線處向的屈服線處. 矩形承臺矩形承臺b）彎矩計算）彎矩計算o截面應取柱邊或承臺高度變化處截面應取柱邊或承臺高度變化處oMxMy 垂直于垂直于Y軸截面和軸截面和X軸方向計算截面處的軸方向計算截面處的彎矩設計值；彎矩

29、設計值；oNi 扣除承臺和其上填土自重后相應于荷載效應扣除承臺和其上填土自重后相應于荷載效應基本組合時的第基本組合時的第i樁豎向力設計值；樁豎向力設計值；oXi，Yi垂直于垂直于Y，X軸方向自柱軸線到相應計軸方向自柱軸線到相應計算截面的距離。算截面的距離。yNMiiXxNMiiyNi計算計算-荷載效應基本組合時的第荷載效應基本組合時的第i樁豎向力設計值樁豎向力設計值o軸心軸心 （F-豎向力設計值，豎向力設計值，n-樁數）樁數）o偏心偏心oXi，yi-樁樁i到通過樁群形心到通過樁群形心y、x軸的距離軸的距離xxMyyMNiiyiixinF22nFNi Ni計算中的計算中的xi yi2）柱下三樁三

30、角形承臺）柱下三樁三角形承臺a）等邊三樁承臺）等邊三樁承臺M由承臺形心至承臺邊緣距離范圍內板由承臺形心至承臺邊緣距離范圍內板 帶的彎矩設計值；帶的彎矩設計值；Nmax扣除承臺和其上填土自重后的三扣除承臺和其上填土自重后的三樁中相應于荷載效應基本組合時的最大單樁中相應于荷載效應基本組合時的最大單樁豎向力設計值；樁豎向力設計值；s樁距；樁距；c方柱邊長，圓柱時方柱邊長，圓柱時c=0.866dcsNM433max2、受沖切計算、受沖切計算o當樁基承臺有效高度不足時，承臺將發生沖當樁基承臺有效高度不足時，承臺將發生沖切破壞。切破壞。o承臺沖切破壞的方式，一種是柱對承臺的沖承臺沖切破壞的方式，一種是柱對

31、承臺的沖切，另一種是角樁對承臺的沖切。切，另一種是角樁對承臺的沖切。o沖切破壞錐體斜面與承臺底面的夾角大于或沖切破壞錐體斜面與承臺底面的夾角大于或等于等于45度，柱邊沖切破壞錐體的頂面在柱度，柱邊沖切破壞錐體的頂面在柱與承臺交界處或承臺變階處，底面在樁頂平與承臺交界處或承臺變階處，底面在樁頂平面處；而角樁沖切破壞錐體頂面在角樁內邊面處；而角樁沖切破壞錐體頂面在角樁內邊緣處，底面在承臺上方或變階處。緣處，底面在承臺上方或變階處。 沖切破壞沖切破壞 1)柱對承臺的沖切柱對承臺的沖切承載力承載力沖切系數沖切系數沖跨比沖跨比haXX000othpoxcoyoycoxlhfahabF2ilNFF2 .

32、084. 0oxox2 .084.0oyoyhayy000 沖切破壞沖切破壞2）角樁對承臺的沖切）角樁對承臺的沖切o多樁矩形承臺受角樁沖切的承載力計算多樁矩形承臺受角樁沖切的承載力計算 othpxyyxlhfacacN221211212 . 056. 011xx2 . 056. 011yy 沖切破壞沖切破壞三樁三角形承臺受角樁沖切的承載力計算：三樁三角形承臺受角樁沖切的承載力計算：o底部角樁底部角樁o頂部角樁頂部角樁01111112tan2hfacNthpl2 . 056. 0111102122122tan2hfacNthpl2 . 056. 01212 3、受剪切計算、受剪切計算o柱下樁基獨

33、立承臺應分別對柱邊和樁邊、變柱下樁基獨立承臺應分別對柱邊和樁邊、變截面和樁邊聯線形成的斜面進行受剪計算。截面和樁邊聯線形成的斜面進行受剪計算。當柱邊外有多排樁形成多個剪切斜截面時，當柱邊外有多排樁形成多個剪切斜截面時，尚應對每個截面進行驗算。尚應對每個截面進行驗算。o斜截面受剪承載力可按下列公式計算：斜截面受剪承載力可按下列公式計算：0hbfVoths 公式計算參數公式計算參數V 扣除承臺和其上填土自重后的相應于荷載效應基本組合時斜扣除承臺和其上填土自重后的相應于荷載效應基本組合時斜截面的最大剪力力設計值截面的最大剪力力設計值 剪切承載力截面高度影響系數剪切承載力截面高度影響系數 剪刀系數剪刀

34、系數 計算截面剪跨比計算截面剪跨比 承臺計算截面處計算寬度承臺計算截面處計算寬度 hs410800hhsb00 .175.1haXX0haYy0等截面承臺等截面承臺yobxob階梯型承臺階梯型承臺階梯形承臺階梯形承臺o對于階梯形承臺應分別在變階處及柱邊處進行斜截對于階梯形承臺應分別在變階處及柱邊處進行斜截面受剪計算。面受剪計算。xobAA220201022011hhhbhbbyyyoBB220201022011hhhbhbbxxxoyob錐形承臺錐形承臺 錐形承臺錐形承臺o對于錐形承臺應對對于錐形承臺應對A-A及及B-B兩個截面進行受剪承兩個截面進行受剪承載力計算，截面有效高度均為載力計算，截

35、面有效高度均為ho，截面的計算寬，截面的計算寬度按下式計算：度按下式計算：yob1120115 . 01yyyyobbbhhbAA22BB221120115 . 01xxxxobbbhhbxob4、局部受壓計算、局部受壓計算o當承臺的混凝土強度等級低于柱或樁的混凝當承臺的混凝土強度等級低于柱或樁的混凝土強度等級時，尚應驗算柱下或樁上承臺的土強度等級時，尚應驗算柱下或樁上承臺的局部受壓承載力。局部受壓承載力。LncLcLAfF35. 1 計算參數計算參數 -局部壓力設計值局部壓力設計值 -混凝土強度影響系數混凝土強度影響系數 (C50-C80,取取1-0.8) -局部受壓強度提高系數局部受壓強度

36、提高系數 -混凝土軸心抗壓強度設計值混凝土軸心抗壓強度設計值 -局部受壓局部受壓 凈面積凈面積 -局部受壓計算底面積局部受壓計算底面積 -局部受壓局部受壓 面積面積LFcLcfLnAbALAAALbL4.9 樁基礎設計步驟樁基礎設計步驟o樁基設計應符合安全、合理和經濟的樁基設計應符合安全、合理和經濟的要求。對樁和承臺來說，應有足夠的要求。對樁和承臺來說，應有足夠的強度、剛度和耐久性；對地基來說，強度、剛度和耐久性；對地基來說，要有足夠的承載力和不產生過量的變要有足夠的承載力和不產生過量的變形。大多數樁基的首要問題在于控制形。大多數樁基的首要問題在于控制沉降量，即樁基設計應按樁基變形控沉降量，即

37、樁基設計應按樁基變形控制設計。制設計。4.9.1 必要的資料準備必要的資料準備o樁基設計前必須具備的資料主要有：樁基設計前必須具備的資料主要有：1、建筑物類型及其規模；、建筑物類型及其規模；2、巖土工程勘察報告；、巖土工程勘察報告；3、當地施工機具和技術條件；、當地施工機具和技術條件；4、環境條件；、環境條件；5、檢測條件及施工經、檢測條件及施工經 驗驗4.9.2 選定樁型確定單樁豎向及水平力選定樁型確定單樁豎向及水平力1、樁的類型、截面和樁長的選擇、樁的類型、截面和樁長的選擇預制樁和灌注樁預制樁和灌注樁 環境，施工條件當地常規環境，施工條件當地常規o截面截面 荷載樁長，持力層荷載樁長，持力層

38、o端承型端承型 硬層不深硬層不深 摩擦型摩擦型 硬層較深硬層較深o打入樁入土深度按樁端設計標高和最后貫入打入樁入土深度按樁端設計標高和最后貫入度二方面控制。一般要求最后二、三陣的平度二方面控制。一般要求最后二、三陣的平均貫入度為均貫入度為1030mm/陣。陣。2、確定單樁豎向及水平承載力、確定單樁豎向及水平承載力o樁的類型和幾何尺寸確定之后，應初步確定樁的類型和幾何尺寸確定之后，應初步確定承臺底面標高。季節性凍土上的承臺埋深，承臺底面標高。季節性凍土上的承臺埋深，應考慮地基上的凍脹性的影響，并應考慮是應考慮地基上的凍脹性的影響，并應考慮是否需要采取相應的防凍害措施。否需要采取相應的防凍害措施。o isiapppaalquAqR4.9.3 樁的平面布置及承載力驗算樁的平面布置及承載力驗算1、樁的根數和布置、樁的根數和布置1）樁的根數）樁的根數o獨立柱：獨立柱：o偏心受壓時，對于偏心距固定的樁基，如果樁的布偏心受壓時，對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荷載合力作用點重合，置使得群樁橫截面的重心與荷載合力作用點重合，則仍可按上式估定樁數，否則，樁的根數應按上式則仍可按上式估定樁數，否則，樁的根數應按上式確定的增加確定的增加