石油大学土力学储罐基础设计.pptx

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1、第1页/共80页 深基础深基础埋深较大，以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础。埋深较大，以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础。深基础的类型深基础的类型桩基础、沉井、沉箱和地下连续墙桩基础、沉井、沉箱和地下连续墙 桩基础桩基础 是将建筑物的荷载（竖向的和水平的）全部或部分传递给地是将建筑物的荷载（竖向的和水平的）全部或部分传递给地基土（或岩层）的设置于土中的竖直或倾斜的具有一定刚度和抗基土（或岩层）的设置于土中的竖直或倾斜的具有一定刚度和抗弯能力的柱型基础构件。弯能力的柱型基础构件。桩桩桩与连接桩顶的桩与连接桩顶的承台承台共同组成桩基础，简称桩基。共同组成桩基础，简称桩基。群桩基础群桩基础 由由

2、2 2根以上桩组成的桩基础。根以上桩组成的桩基础。一、概述一、概述 复合桩基复合桩基 由基桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基础由基桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基础。复合基桩复合基桩 单桩及其对应面积的承台下地基土组成的复合承载桩。单桩及其对应面积的承台下地基土组成的复合承载桩。第2页/共80页沉井基础沉井基础第3页/共80页 沉箱基础沉箱基础第4页/共80页江阴长江大桥北锚沉井 第5页/共80页第6页/共80页钢壳沉井第7页/共80页第8页/共80页 桩基础的作用桩基础的作用1 1、将上部结构荷载传至地基深部；、将上部结构荷载传至地基深部；2 2、具有很大的侧向刚度和抗拔承载力，可以承受上

3、拔、具有很大的侧向刚度和抗拔承载力，可以承受上拔 荷载、水平荷载和力矩荷载。荷载、水平荷载和力矩荷载。3 3、改变基础和地基的动力特性，提高基础与地基的自、改变基础和地基的动力特性，提高基础与地基的自 振频率，减小振幅；振频率，减小振幅；4 4、提供很大的竖向刚度，在自身荷载及相邻荷载影响、提供很大的竖向刚度，在自身荷载及相邻荷载影响 下，不会产生过大的沉降和差异沉降，通常能满足下，不会产生过大的沉降和差异沉降，通常能满足 建筑物对沉降变形的各种严格要求；建筑物对沉降变形的各种严格要求；5 5、抗震、抗液化。、抗震、抗液化。桩基础的突出优点：桩基础的突出优点：承载力高、变形量小而均匀、稳定性好

4、、适用范围广。承载力高、变形量小而均匀、稳定性好、适用范围广。第9页/共80页第10页/共80页1 1不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其它不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其它 重要的建筑物；重要的建筑物；2 2重型工业厂房和荷载很大的建筑物，如仓库、料仓等；重型工业厂房和荷载很大的建筑物，如仓库、料仓等；3 3对烟囱、输电塔等高耸结构物，采用桩基以承受较大的对烟囱、输电塔等高耸结构物，采用桩基以承受较大的 上拔力和水平力，或用以防止结构物的倾斜时；上拔力和水平力，或用以防止结构物的倾斜时；4 4对精密或大型的设备基础，需要减小基础振幅、减弱基对精密或大型的设备基础，需要

5、减小基础振幅、减弱基 础振动对结构的影响，或应控制基础沉降和沉降速率时；础振动对结构的影响，或应控制基础沉降和沉降速率时；5 5软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物，或以桩软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物，或以桩 基作为地震区结构抗震措施时；基作为地震区结构抗震措施时；6 6天然地基承载力满足要求，但沉降量过大，如需要利用桩天然地基承载力满足要求，但沉降量过大，如需要利用桩 基减小沉降的建筑物基减小沉降的建筑物,如软基上的多层建筑；如软基上的多层建筑；7 7地基土有可能被水冲刷的桥梁基础；地基土有可能被水冲刷的桥梁基础；8 8需要穿越水体和软弱土层的港湾和海洋构筑物基础需要穿越

6、水体和软弱土层的港湾和海洋构筑物基础,如码如码 头、海上采油平台，输汽油管线支架及大型储罐基础等。头、海上采油平台，输汽油管线支架及大型储罐基础等。v 桩基的使用桩基的使用第11页/共80页 桩基设计内容桩基设计内容1 1、桩的类型和几何尺寸的选择；、桩的类型和几何尺寸的选择；2 2、初步确定承台底面标高；、初步确定承台底面标高；3 3、单桩的竖向和水平向承载力的确定；、单桩的竖向和水平向承载力的确定；4 4、确定桩的数量、间距和平面布置；、确定桩的数量、间距和平面布置；5 5、桩基承载力和沉降验算；、桩基承载力和沉降验算；6 6、桩身结构设计；、桩身结构设计；7 7、承台设计；、承台设计；8

7、 8、绘制桩基施工图。、绘制桩基施工图。第12页/共80页 根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基或建筑物体形的复杂性以及由于桩基问题可能造成建筑破坏基或建筑物体形的复杂性以及由于桩基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用的程度。将桩基分为三个设计等级。或影响正常使用的程度。将桩基分为三个设计等级。建筑桩基设计等级建筑桩基设计等级 设计等级设计等级建筑类型建筑类型 甲级甲级1 1、重要的建筑；、重要的建筑；2 2、3030层以上或高度超过层以上或高度超过100m100m的高层建筑；的高层建筑；3 3、体型复杂，层数相差超过、体型复杂，

8、层数相差超过1010层的高低层（含纯地下室）连层的高低层（含纯地下室）连 体建筑物；体建筑物；4 4、2020层以上框架层以上框架-核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的 建筑；建筑；5 5、场地和地基条件复杂的、场地和地基条件复杂的7 7层以上一般建筑及坡地、岸边建层以上一般建筑及坡地、岸边建 筑；筑；6 6、对相邻既有工程影响较大的建筑、对相邻既有工程影响较大的建筑 乙级乙级 除甲级，丙级以外的建筑除甲级，丙级以外的建筑 丙级丙级场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下一场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下一 般建筑般建筑第13页/

9、共80页 建筑桩基设计荷载建筑桩基设计荷载 1 1、确定桩数和布桩，应采用传至承台底面的、确定桩数和布桩，应采用传至承台底面的荷载效应的标准组合；荷载效应的标准组合；相应抗力采用基桩或复合基桩承载力特征值。相应抗力采用基桩或复合基桩承载力特征值。2 2、计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时，采用、计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时，采用荷载效应的准永荷载效应的准永久组合久组合；计算水平地震作用、风荷载作用下的桩基水平位移时，应；计算水平地震作用、风荷载作用下的桩基水平位移时，应采用水平地震作用、风荷载效应标准组合。采用水平地震作用、风荷载效应标准组合。3 3、验算坡地、岸边建筑桩基的整体稳定

10、性时，采用、验算坡地、岸边建筑桩基的整体稳定性时，采用荷载效应的标准荷载效应的标准组合组合；抗震设防区，采用地震作用效应和荷载效应标准组合。；抗震设防区，采用地震作用效应和荷载效应标准组合。4 4、计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，采用传至承台顶面、计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，采用传至承台顶面的的荷载效应基本组合荷载效应基本组合。当进行承台和桩身裂缝控制验算时，应分别。当进行承台和桩身裂缝控制验算时，应分别采用荷载效应标准组合和荷载效应准永久组合。采用荷载效应标准组合和荷载效应准永久组合。第14页/共80页1 1、单桩承受的竖向荷载不宜超过单桩竖向承载力特征值；、单桩承受的竖向荷

11、载不宜超过单桩竖向承载力特征值；2 2、单桩承受的水平向荷载不宜超过单桩水平向承载力特征、单桩承受的水平向荷载不宜超过单桩水平向承载力特征 值；值；3 3、桩基的沉降不得超过建筑物的沉降允许值；、桩基的沉降不得超过建筑物的沉降允许值；4 4、满足、满足上部结构对桩基的强度、刚度和耐久性方面的要求。上部结构对桩基的强度、刚度和耐久性方面的要求。当天然地基承载力满足建筑物荷载要求、而以减小沉降为目的设置当天然地基承载力满足建筑物荷载要求、而以减小沉降为目的设置的桩，特称为的桩，特称为“减沉桩减沉桩”。减沉桩的用桩数量是根据沉降控制条件（即。减沉桩的用桩数量是根据沉降控制条件（即允许沉降量）计算确定

12、的。允许沉降量）计算确定的。建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008JGJ 94-2008）建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002GB50007-2002）建筑桩基设计原则建筑桩基设计原则 第15页/共80页桩桩的的类类型型按桩身材料分类按桩身材料分类:木桩、混凝土桩、钢筋混凝土木桩、混凝土桩、钢筋混凝土 桩、钢桩以及组合材料桩桩、钢桩以及组合材料桩 按承台标高位置分类按承台标高位置分类:低承台桩基和高承台桩基低承台桩基和高承台桩基按承载性状分类按承载性状分类：端承型桩、摩擦型桩端承型桩、摩擦型桩 按桩的使用功能分类按桩的使用功能分类:竖向抗压桩、竖

13、向抗拔桩、竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩以及复合受荷桩水平受荷桩以及复合受荷桩 按桩的施工方法分类按桩的施工方法分类：预制桩和灌注桩：预制桩和灌注桩按成桩方法分类按成桩方法分类：非挤土桩、部分挤土桩：非挤土桩、部分挤土桩 、挤土桩、挤土桩二、桩基础及桩的分类与选型二、桩基础及桩的分类与选型第16页/共80页按承载性状分类按承载性状分类端承型桩：端承型桩：在竖向荷载作用下，主要靠桩端坚实土层或岩层的阻力支承荷在竖向荷载作用下，主要靠桩端坚实土层或岩层的阻力支承荷载，桩所发挥的承载力以载，桩所发挥的承载力以桩端阻力桩端阻力为主时，统称为端承桩。为主时，统称为端承桩。端承桩端承桩：在竖向极限荷载

14、作用下，桩顶荷载在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载由由桩端阻力承受。桩端阻力承受。摩擦端承桩摩擦端承桩：在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载主要由主要由桩端阻力承受。桩端阻力承受。1 1、桩的长径比不太大，并且桩端置于坚硬粘土层、砂砾石层等坚、桩的长径比不太大，并且桩端置于坚硬粘土层、砂砾石层等坚 实的土层或岩层中，这类桩的端阻力所占比例比较大，属于端实的土层或岩层中，这类桩的端阻力所占比例比较大，属于端 承桩。承桩。2 2、桩端持力层的承载力虽不是很大，但桩端直径被扩大较多，使、桩端持力层的承载力虽不是很大，但桩端直径被扩大较多，使 桩端总阻力所占比例较大时，也应视为端承

15、桩。桩端总阻力所占比例较大时，也应视为端承桩。第17页/共80页摩擦型桩摩擦型桩:在竖向荷载作用下，主要靠桩侧地基土摩阻力支承荷载，桩所发在竖向荷载作用下，主要靠桩侧地基土摩阻力支承荷载，桩所发挥的承载力以挥的承载力以桩侧阻力桩侧阻力为主时，统称为摩擦桩。为主时，统称为摩擦桩。摩擦桩摩擦桩：在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载由由桩侧阻力承受。桩侧阻力承受。端承摩擦桩端承摩擦桩：在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载主要主要由桩侧阻力承受。由桩侧阻力承受。1 1、桩端无坚实持力层且不扩底的桩，因桩端阻力不大，主要靠摩、桩端无坚实持力层且不扩底的桩，

16、因桩端阻力不大，主要靠摩 阻力支承。阻力支承。2 2、长径比很大的桩，即使桩端置于坚实持力层上，当受荷载以、长径比很大的桩，即使桩端置于坚实持力层上，当受荷载以 后，因桩自身压缩量所占的比例过大，以致传递到桩端的荷载后，因桩自身压缩量所占的比例过大，以致传递到桩端的荷载 已较小。已较小。3 3、灌注桩施工成孔后，孔底沉渣超过一定厚度，较厚的沉渣覆、灌注桩施工成孔后，孔底沉渣超过一定厚度，较厚的沉渣覆 盖于坚实的持力层上，使持力层的承载力难以发挥，桩端阻力盖于坚实的持力层上，使持力层的承载力难以发挥，桩端阻力 减小很多。减小很多。4 4、在进行打桩施工过程中，若因柱距小、桩数多、施打顺序不合、在

17、进行打桩施工过程中，若因柱距小、桩数多、施打顺序不合 理且沉桩速度快时，会使土层中产生的超孔隙水压力来不及消理且沉桩速度快时，会使土层中产生的超孔隙水压力来不及消 散，致使先打入土体的桩被抬起，对已经进入持力层而后被抬散，致使先打入土体的桩被抬起，对已经进入持力层而后被抬 起的桩，其桩端阻力明显减小，只能视作摩擦桩。起的桩，其桩端阻力明显减小，只能视作摩擦桩。第18页/共80页按桩的使用功能分类按桩的使用功能分类竖向抗压桩竖向抗压桩：各类建（构）筑物的桩基绝大多数是以承受竖：各类建（构）筑物的桩基绝大多数是以承受竖向荷载为主，桩顶荷载以轴向压力为主。向荷载为主，桩顶荷载以轴向压力为主。竖向抗拔

18、桩竖向抗拔桩：输电塔、发射塔、海洋石油平台、高耸的烟囱：输电塔、发射塔、海洋石油平台、高耸的烟囱、大型储罐等结构物的桩基、水下建筑抗浮桩、大型储罐等结构物的桩基、水下建筑抗浮桩基（水上栈桥桩基）等均属此类，其功能主要基（水上栈桥桩基）等均属此类，其功能主要是抵抗上拔力，故桩基荷载以轴向拔力为主。是抵抗上拔力，故桩基荷载以轴向拔力为主。水平受荷桩水平受荷桩：主要承担水平荷载。当外荷载的作用方向与桩：主要承担水平荷载。当外荷载的作用方向与桩纵轴线垂直，使桩身横向受剪、受弯，这种桩纵轴线垂直，使桩身横向受剪、受弯，这种桩即属受横向荷载的桩，如承受较大剪力的桩、即属受横向荷载的桩，如承受较大剪力的桩、

19、挡土桩、基坑支护桩等。挡土桩、基坑支护桩等。复合受荷桩复合受荷桩：竖向和水平向荷载均较大。：竖向和水平向荷载均较大。第19页/共80页按桩的施工方法分类按桩的施工方法分类预制桩预制桩 是在施工前预先制作成型，再用各种机械设备把它沉入地基至设计是在施工前预先制作成型，再用各种机械设备把它沉入地基至设计标高的桩。标高的桩。预预制制桩桩按桩身材料按桩身材料 钢桩钢桩混凝土预制桩混凝土预制桩沉桩方式沉桩方式木桩木桩按制作地点按制作地点 工厂预制工厂预制现场预制现场预制是否施加预应力是否施加预应力 预应力预应力非预应力非预应力H型钢桩型钢桩钢管桩钢管桩临时工程，用于水下耐久性较好临时工程，用于水下耐久性

20、较好锤击法沉桩锤击法沉桩振动法沉桩振动法沉桩静压法沉桩静压法沉桩第20页/共80页第21页/共80页灌注桩灌注桩在建筑工地现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等在建筑工地现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。凝土而做成的桩。灌灌注注桩桩按成孔方式按成孔方式 钻（冲、磨）孔灌注桩钻（冲、磨）孔灌注桩沉管灌注桩沉管灌注桩挖孔灌注桩挖孔灌注桩夯扩灌注桩夯扩灌注桩爆扩灌注桩爆扩灌注桩第22页/共80页第23页/共80页第24页/共80页第25页/共80页按成桩方法分类按成桩方法分类挤土桩

21、挤土桩成成桩桩过过程程中中，桩桩孔孔中中的的土土未未取取出出，全全部部挤挤压压到到桩桩的的四四周周，这这类类桩桩称称为为挤挤土土桩。桩。主主要要有有：木木桩桩、实实心心钢钢筋筋混混凝凝土土预预制制桩桩、下下端端封封闭闭的的钢钢管管桩桩或或钢钢筋筋混混凝凝土土管管桩桩、沉管灌注桩等。沉管灌注桩等。部分挤土桩部分挤土桩成桩过程对周围土稍有挤压作用的桩。成桩过程对周围土稍有挤压作用的桩。主要有：主要有：H H型钢桩、开口钢管桩、开口的预应力钢筋混凝土管桩等型钢桩、开口钢管桩、开口的预应力钢筋混凝土管桩等 。非挤土桩非挤土桩 成桩过程对桩周围的土无挤土作用的桩称为非挤土桩。成桩过程对桩周围的土无挤土作

22、用的桩称为非挤土桩。主要有：先钻孔的预制桩、钻（冲）孔桩、挖孔桩等。主要有：先钻孔的预制桩、钻（冲）孔桩、挖孔桩等。第26页/共80页桩类桩类优点优点缺点缺点施工条件施工条件预制桩预制桩制作方便，可根据需要制作方便，可根据需要制成不同尺寸和截面形制成不同尺寸和截面形状；承载力高；不受地状；承载力高；不受地下水位的限制；施工速下水位的限制；施工速度快、效率高；桩身质度快、效率高；桩身质量已于检查；抗腐蚀性量已于检查；抗腐蚀性能强能强用钢量大、造价高；施工噪声大；挤土效用钢量大、造价高；施工噪声大；挤土效应对周围环境影响较大；施工中宜出现桩应对周围环境影响较大；施工中宜出现桩顶偏位过大、桩身倾斜、

23、桩顶碎裂、桩身顶偏位过大、桩身倾斜、桩顶碎裂、桩身断裂、沉桩达不到设计控制要求等质量问断裂、沉桩达不到设计控制要求等质量问题题场地空旷，周场地空旷，周围环境对噪声、围环境对噪声、振动和测向挤振动和测向挤压没有限制的压没有限制的场地场地灌注桩灌注桩用钢量少，造价低；桩用钢量少，造价低；桩长、桩径可根据需要灵长、桩径可根据需要灵活调整活调整对成桩质量不易控制，泥浆护壁灌注桩宜对成桩质量不易控制，泥浆护壁灌注桩宜出现塌孔、桩孔倾斜、缩孔、断桩等问题，出现塌孔、桩孔倾斜、缩孔、断桩等问题，沉管灌注柱桩宜出现缩颈、断桩、桩身混沉管灌注柱桩宜出现缩颈、断桩、桩身混凝土坍塌、桩身夹泥、套管内进入泥浆及凝土坍

24、塌、桩身夹泥、套管内进入泥浆及水等问题，干作业成孔灌注桩宜出现孔低水等问题，干作业成孔灌注桩宜出现孔低虚土过厚、塌孔、桩身混凝土质量差等问虚土过厚、塌孔、桩身混凝土质量差等问题题施工时能解决施工时能解决出堆放问题；出堆放问题；地下无障碍物地下无障碍物钢桩钢桩材料强度高，抗冲击能材料强度高，抗冲击能力强；施工、运输方便力强；施工、运输方便耗钢量大，造价高；抗腐蚀性能差；钢管耗钢量大，造价高；抗腐蚀性能差；钢管桩宜出现挤土、振动、钢管桩被打坏、沉桩宜出现挤土、振动、钢管桩被打坏、沉桩困难等问题；桩困难等问题；H H型钢桩宜出现桩在土中型钢桩宜出现桩在土中失稳贯入度突然增大、桩断面发生扭转等失稳贯入

25、度突然增大、桩断面发生扭转等问题问题少数重要工程少数重要工程中使用中使用常用桩类比较第27页/共80页 单桩竖向荷载的传递机理单桩竖向荷载的传递机理三、竖向承压桩的承载力三、竖向承压桩的承载力第28页/共80页桩端总桩端总阻力阻力桩底桩底轴力轴力桩侧总桩侧总阻力阻力桩顶轴桩顶轴向荷载向荷载第29页/共80页桩身压桩身压缩变形缩变形桩身横桩身横截面积截面积桩身弹桩身弹性模量性模量桩顶桩顶位移位移 单桩破坏模式单桩破坏模式第30页/共80页 单桩竖向承载力特征值的确定单桩竖向承载力特征值的确定桩基桩基规范规范 单桩竖向极限承载力单桩竖向极限承载力标准值标准值由由总极限侧阻力标准值总极限侧阻力标准值

26、和和总极限端阻力标准值总极限端阻力标准值组成：组成：单桩轴向承载力的确定，取决于二个方面。其一，决单桩轴向承载力的确定，取决于二个方面。其一，决定于定于桩本身的材料强度桩本身的材料强度，其二，其二，取决于取决于土层的支承力土层的支承力。设计时分别按这两方面取最小的。设计时分别按这两方面取最小的。单桩竖向承载力特征值：单桩竖向承载力特征值：第31页/共80页桩基桩基规范规定设计时采用的规范规定设计时采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规定：列规定：1 1、设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩竖向静载荷试验确定。、设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩竖向静载荷试

27、验确定。2 2、设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质条件、设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质条件 相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试确定；其余应通过单桩相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试确定；其余应通过单桩 竖向静载荷试验确定。竖向静载荷试验确定。3 3、设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。、设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。v单桩竖向极限承载力标准值的确定单桩竖向极限承载力标准值的确定单桩竖向极限承载力标准值、极限侧阻和端阻标准值的确定：单桩竖向极限承载力标准值、极限侧阻和端阻标准值的确定：单桩竖向静载荷

28、试验符合单桩竖向静载荷试验符合建筑基桩检测技术规范建筑基桩检测技术规范；对于大直径端承型桩，可采用深层平板载荷试验确定极限端阻力标准值；对于大直径端承型桩，可采用深层平板载荷试验确定极限端阻力标准值；对于嵌岩桩，通过直径为对于嵌岩桩，通过直径为0.3m0.3m岩基平板载荷试验确定极限端阻标准值；岩基平板载荷试验确定极限端阻标准值；桩的极限侧、端阻标准值应通过埋设桩身轴力测试元件由静载试验确定，桩的极限侧、端阻标准值应通过埋设桩身轴力测试元件由静载试验确定，并通过测试结果建立阻力标准值与各指标之间的经验关系，已经验参数法并通过测试结果建立阻力标准值与各指标之间的经验关系，已经验参数法 确定单桩竖

29、向极限承载力。确定单桩竖向极限承载力。第32页/共80页s单桩竖向抗压静载试验单桩竖向抗压静载试验建筑桩基检测技术规范(JGJ106-2003)第33页/共80页s 试验成果试验成果1 1、作荷载、作荷载-沉降沉降(Q-s)(Q-s)曲线和其他辅助分析所需的曲线。曲线和其他辅助分析所需的曲线。2 2、当陡降段明显时，取相应于陡降段起点的荷载值。、当陡降段明显时，取相应于陡降段起点的荷载值。3 3、Q-sQ-s曲线呈缓变型时，取桩顶总沉降量曲线呈缓变型时，取桩顶总沉降量s=40mms=40mm所对应的荷载值，当桩长所对应的荷载值，当桩长 大于大于40m40m时，宜考虑桩身的弹性压缩。时，宜考虑桩

30、身的弹性压缩。4 4、按上述方法判断有困难时，可结合其他辅助分析方法综合判定。对桩、按上述方法判断有困难时，可结合其他辅助分析方法综合判定。对桩 基沉降有特殊要求者，应根据具体情况选取。基沉降有特殊要求者，应根据具体情况选取。5 5、参加统计的试桩，当满足其极差不超过平均值的、参加统计的试桩，当满足其极差不超过平均值的30%30%时，可取其平均值时，可取其平均值 为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的30%30%时，宜增加试桩数量时，宜增加试桩数量 并分析离差过大的原因，结合工程具体情况确定极限承载力。并分析离差过大的原因，结合工程具体情况确定极限承载力。

31、6 6、对桩数为、对桩数为3 3根及根及3 3根以下的柱下桩台，取最小值。根以下的柱下桩台，取最小值。7 7、将单桩竖向极限承载力除以安全系数、将单桩竖向极限承载力除以安全系数2 2，为单桩竖向承载力特征值，为单桩竖向承载力特征值RaRa。第34页/共80页 当根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向当根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向 极限承载力标准值时，如无当地经验可按下式计算：极限承载力标准值时，如无当地经验可按下式计算：s原为测试法原为测试法 当根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向当根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向 极限承载力标准值时，

32、对于粘性土、粉土和砂土，如无当极限承载力标准值时，对于粘性土、粉土和砂土，如无当 地经验时可按下式计算：地经验时可按下式计算：第35页/共80页 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单 桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式计算：桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式计算：s经验参数法经验参数法 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定 大直径桩单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式计算：大直径桩单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式计算：第36页/共80页 单桩竖向承载力特征值的确定单桩

33、竖向承载力特征值的确定建基建基规范规范1 1、单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。在同一、单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。在同一 条件下的试桩数量，不宜少于总桩数的条件下的试桩数量，不宜少于总桩数的1%1%，且不应少于，且不应少于3 3根。根。2 2、当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时，对单桩、当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时，对单桩 承载力很高的大直径端承型桩，可采用深层平板载荷试验确定桩承载力很高的大直径端承型桩，可采用深层平板载荷试验确定桩 端土的承载力特征值。端土的承载力特征值。3 3、地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用

34、静力触探及标贯试验、地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探及标贯试验 参数确定参数确定RaRa值。值。4 4、初步设计时单桩竖向承载力特征值可按下式估算：、初步设计时单桩竖向承载力特征值可按下式估算：当桩端嵌入完好或较完好的硬质岩中时，单桩竖向承载力特征值当桩端嵌入完好或较完好的硬质岩中时，单桩竖向承载力特征值按下式估计：按下式估计：第37页/共80页单桩负摩阻力单桩负摩阻力正摩阻力正摩阻力：在桩顶竖向荷载作用下，当桩相对于桩侧土体向下位移时，：在桩顶竖向荷载作用下，当桩相对于桩侧土体向下位移时，土对桩产生的向上作用的摩阻力。土对桩产生的向上作用的摩阻力。负摩阻力负摩阻力：当桩侧土体由

35、于某种原因而下沉，且其下沉量大于桩的沉：当桩侧土体由于某种原因而下沉，且其下沉量大于桩的沉 降，土对桩产生的向下的摩阻力。降，土对桩产生的向下的摩阻力。负摩阻力产生的条件与分布负摩阻力产生的条件与分布 .桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对 较硬土层时；.桩周存在软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大 面积堆载（包括填土）；.由于降低地下水位，使桩周土有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。第38页/共80页 下拉荷载的计算下拉荷载的计算 （1 1）、确定中性点的位置）、确定中性点的位置（2 2）、单桩桩周第）、单桩桩周第i i层土负摩阻力标准值（负摩阻强

36、度）：层土负摩阻力标准值（负摩阻强度）：地面分布大面积荷载时：地面分布大面积荷载时：（3 3）、下拉荷载的计算：）、下拉荷载的计算：1 1、根据桩沉降与桩侧土沉降相等的条件来确定、根据桩沉降与桩侧土沉降相等的条件来确定2 2、查规范相关表格、查规范相关表格第39页/共80页 竖向荷载下的群桩效应竖向荷载下的群桩效应群桩效应群桩效应 群桩在竖向荷载作用下，由于承台、桩、土之间相互影响和共同群桩在竖向荷载作用下，由于承台、桩、土之间相互影响和共同作用，群桩的工作性状趋于复杂，群桩基础中任一根桩的工作性状都作用，群桩的工作性状趋于复杂，群桩基础中任一根桩的工作性状都不同于相同地质条件和设置方法下的孤

37、立单桩，群桩承载力往往不等不同于相同地质条件和设置方法下的孤立单桩，群桩承载力往往不等于各单桩承载力之和，这种现象就是群桩效应。于各单桩承载力之和，这种现象就是群桩效应。群桩效应系数群桩效应系数 是指群桩竖向承载力与群桩中所有桩的单桩竖向承载力总和之比。是指群桩竖向承载力与群桩中所有桩的单桩竖向承载力总和之比。第40页/共80页v 端承型群桩基础端承型群桩基础端承型群桩基础端承型群桩基础第41页/共80页v 摩擦型群桩基础摩擦型群桩基础1 1、承台底面脱地的情况（非复合桩基）、承台底面脱地的情况（非复合桩基）2 2、承台底面贴地的情况（复合桩基）、承台底面贴地的情况（复合桩基）（1 1）承台刚

38、度）承台刚度 （2 2）基土性质）基土性质 （3 3）基桩间距）基桩间距影响群桩效应的因素影响群桩效应的因素 考虑群桩效应的下拉荷载考虑群桩效应的下拉荷载第42页/共80页不考虑地震作用：不考虑地震作用：v 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值为：考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值为：考虑地震作用：考虑地震作用：v 不考虑承台效应不考虑承台效应 基桩的竖向承载力特征值基桩的竖向承载力特征值（桩基规范）（桩基规范）第43页/共80页作用于桩顶的水平荷载：作用于桩顶的水平荷载：长期作用的水平荷载、反复作用的荷长期作用的水平荷载、反复作用的荷载、地震荷载载、地震荷载等。等。依据桩土的相对刚度的

39、不同，水平荷载作用下的桩可分为：依据桩土的相对刚度的不同，水平荷载作用下的桩可分为：刚刚性桩、半刚性桩和柔性桩性桩、半刚性桩和柔性桩。四、桩的水平承载力四、桩的水平承载力第44页/共80页1 1、对于受水平荷载较大的甲级、乙级的建筑桩基，单桩、对于受水平荷载较大的甲级、乙级的建筑桩基，单桩 的水平承载力特征值应通过单桩静力水平荷载试验确定。的水平承载力特征值应通过单桩静力水平荷载试验确定。2 2、对于钢筋混凝土预制桩、钢桩、桩身全截面配筋率不小、对于钢筋混凝土预制桩、钢桩、桩身全截面配筋率不小 于于0.65%0.65%的灌注桩，可根据静载试验结果取地面处水平位的灌注桩，可根据静载试验结果取地面

40、处水平位 移为移为100mm100mm（对于水平位移敏感的建筑物取水平位移（对于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm6mm）所对应的荷载所对应的荷载70%70%为单桩水平载力特征值。为单桩水平载力特征值。3 3、对于桩身配筋率小于、对于桩身配筋率小于0.65%0.65%的灌注柱，可取单桩水平静的灌注柱，可取单桩水平静 载试验的临界荷载为单桩水平承载力特征值。载试验的临界荷载为单桩水平承载力特征值。4 4、当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下列公式估算桩身配、当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下列公式估算桩身配 筋率小于筋率小于0.65%0.65%的灌注桩的单桩水平承载力特征值。的灌注桩的单桩水

41、平承载力特征值。单桩水平承载力特征值的确定单桩水平承载力特征值的确定（桩基规范）（桩基规范）第45页/共80页6 6、当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下式估算预制桩、钢桩、当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下式估算预制桩、钢桩、桩身配筋率不小于桩身配筋率不小于0.65%0.65%的灌注桩单桩水平承载力特征值。的灌注桩单桩水平承载力特征值。群桩基础（不含水平力垂直于单排桩基纵向轴线和力矩较大的情群桩基础（不含水平力垂直于单排桩基纵向轴线和力矩较大的情况）的基桩水平承载力特征值应考虑由承台、桩群、土相互作用况）的基桩水平承载力特征值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应，可按下式确定：产生

42、的群桩效应，可按下式确定：5 5、对于混凝土护壁的挖孔桩，计算单桩水平承载力时，其设计桩、对于混凝土护壁的挖孔桩，计算单桩水平承载力时，其设计桩 径取护壁内直径。径取护壁内直径。第46页/共80页s单桩水平静载试验单桩水平静载试验建筑桩基检测技术规范(JGJ106-2003)第47页/共80页竖向荷载作用下的单桩沉降的组成竖向荷载作用下的单桩沉降的组成1、桩的弹性压缩引起的桩顶沉降；、桩的弹性压缩引起的桩顶沉降；2、桩侧阻力引起的桩周土中附加应力以扩散角向下传递，、桩侧阻力引起的桩周土中附加应力以扩散角向下传递，致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降；致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降；3、桩端荷

43、载引起桩端下土体压缩所产生的桩端沉降。、桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端沉降。单桩沉降计算单桩沉降计算常用方法常用方法：1 1、荷载传递法；、荷载传递法；2 2、弹性理论法；、弹性理论法；3 3、剪切变形传递法；、剪切变形传递法；4 4、有限单元法；、有限单元法；5 5、其他简化法等。、其他简化法等。五、桩基沉降计算五、桩基沉降计算第48页/共80页对对于于桩桩中中心心距距小小于于或或等等于于6 6倍倍桩桩径径的的桩桩基基，其其最最终终沉沉降降量量计计算算可可采采用用等等效效作作用用分分层层总总和和法法。等等效效作作用用面面位位于于桩桩端端平平面面，等等效效作作用用面面积积为为桩桩承承台

44、台投投影影面面积积，等等效效作作用用附附加加应应力力近近似似取取承承台台底底平平均均附附加加压压力力。等等效效作作用用面面以以下下的的应应力力分分布布采采用用各各向向同同性性均均质质直直线线变变形形体体理理论论。计计算算模模式式如图所示，桩基内任意点的最终沉降量可用角点法按下式计算：如图所示，桩基内任意点的最终沉降量可用角点法按下式计算：群桩沉降计算群桩沉降计算桩基规范桩基规范矩形桩基中点的最终沉降可用简化式计算：矩形桩基中点的最终沉降可用简化式计算：第49页/共80页桩基沉降计算经验系数桩基沉降计算经验系数 沉降计算深度范围内的压缩模量当量值：沉降计算深度范围内的压缩模量当量值：(MPa)(

45、MPa)1.21.20.90.90.650.650.50.50.40.4确定地基沉降计算深度确定地基沉降计算深度 满足条件：满足条件：第50页/共80页1 1、地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基；、地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基；2 2、体型复杂，荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级、体型复杂，荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级 为乙级的建筑物桩基；为乙级的建筑物桩基；3 3、摩擦型桩基、摩擦型桩基 嵌岩桩，设计等级为丙级的建筑物桩基，对沉降无特殊要求嵌岩桩，设计等级为丙级的建筑物桩基，对沉降无特殊要求的条形基础下不超过两排桩的桩基，吊车工作级别的条形基础下不超过两排桩的桩基

46、，吊车工作级别A5A5及及A5A5以下的以下的单层工业厂房桩基单层工业厂房桩基(桩端下为密实土层桩端下为密实土层),),可不进行沉降验算。可不进行沉降验算。当有可靠地区经验时，对地质条件不复杂，荷载均匀当有可靠地区经验时，对地质条件不复杂，荷载均匀,对沉对沉降无特殊要求的端承型桩基也可不进行沉降验算。降无特殊要求的端承型桩基也可不进行沉降验算。取值同浅基础取值同浅基础t 桩基沉降验算桩基沉降验算 群桩沉降的计算群桩沉降的计算建基规范建基规范第51页/共80页 群桩沉降的计算群桩沉降的计算建基规范建基规范建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范推荐公式推荐公式：采用单向压缩分层综合：采用单向压缩

47、分层综合法计算桩的最终沉降量法计算桩的最终沉降量,地基内的应力分布宜采用各向同性均质线地基内的应力分布宜采用各向同性均质线性变形体理论计算。性变形体理论计算。1 1、实体深基础（桩矩不大于、实体深基础（桩矩不大于6d6d）相相应应于于荷荷载载效效应应的的准准永永久久组组合合时时实实体体深深基基础础底底面面处处的的附附加压力加压力第52页/共80页实体深基础桩基沉降计算经验系数实体深基础桩基沉降计算经验系数 沉降计算深度范围内的压缩模量当量值：沉降计算深度范围内的压缩模量当量值：(MPa)(MPa)0.50.50.40.40.30.3确定地基沉降计算深度确定地基沉降计算深度 满足条件：满足条件：

48、第53页/共80页(a)(a)考虑扩散作用考虑扩散作用 (b)(b)不考虑扩散作用不考虑扩散作用 v 附加压力取值附加压力取值考虑扩散作用：考虑扩散作用：不考虑扩散作用：不考虑扩散作用：第54页/共80页2 2、明德林应力公式、明德林应力公式（了解）（了解）采用明德林应力公式计算地基中某点的竖向附加应力值时，可将采用明德林应力公式计算地基中某点的竖向附加应力值时，可将各根桩在该点所产生的附加应力，逐根叠加计算。各根桩在该点所产生的附加应力，逐根叠加计算。Q Q为为单单桩桩在在竖竖向向荷荷载载的的准准永永久久组组合合作作用用下下的的附附加加荷荷载载，由由桩桩端端阻阻力力Q Qp p和和桩桩侧侧摩

49、摩阻阻力力Q Qs s共共同同承承担担，且且:Q:Qp p=Q=Q，是是桩桩端端阻阻力力比比。桩桩的的端端阻阻力力假假定定为为集集中中力力，桩桩侧侧摩摩阻阻力力可可假假定定为为沿沿桩桩身身均均匀匀分分布布和和沿沿桩桩身身线线性性增增长长分分布布两两种种形形式式组组成成，其其值值分分别别为为QQ和和(1-(1-)Q)Q。第第k k根桩的端阻力在深根桩的端阻力在深度度z z处产生的应力：处产生的应力：第第k k根桩的侧摩阻力在深度根桩的侧摩阻力在深度z z处处产生的应力：产生的应力：第55页/共80页六、桩基础设计六、桩基础设计 桩基础设计要掌握的基本资料桩基础设计要掌握的基本资料s 岩土工程勘察

50、资料岩土工程勘察资料s 建筑场地与环境条件的有关资料建筑场地与环境条件的有关资料s 建筑物、构筑物的有关资料建筑物、构筑物的有关资料s 施工条件的有关资料施工条件的有关资料 s 供设计比较用的各种桩型及其实施的可能性供设计比较用的各种桩型及其实施的可能性 s 其它资料其它资料第56页/共80页1 1、预制桩的混凝土强度等级不应低于、预制桩的混凝土强度等级不应低于C30C30；灌注桩不应低于；灌注桩不应低于C25C25；预应；预应 力柱不应低于力柱不应低于C40C40。2 2、桩的主筋应经计算确定。打入式预制桩的最小配筋率不宜小于、桩的主筋应经计算确定。打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%0