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1、会计学1群桩基础计算群桩基础计算第1页/共22页n n 2 2、摩擦型群桩基础、摩擦型群桩基础：通过：通过桩侧摩阻桩侧摩阻力力将上部荷载传递到桩周及桩端土层中。一般假定桩将上部荷载传递到桩周及桩端土层中。一般假定桩侧摩阻力在土中引起的附加应力按某一角度向下扩散。侧摩阻力在土中引起的附加应力按某一角度向下扩散。n n（1 1）、桩数少、桩距较大时，压力不相互重叠。群桩）、桩数少、桩距较大时，压力不相互重叠。群桩承载力各单桩承载力之和，群桩沉降量与单桩基本承载力各单桩承载力之和，群桩沉降量与单桩基本相同。可认为相同。可认为不存在群桩效应不存在群桩效应不存在群桩效应不存在群桩效应。n n（2 2）、
2、桩数较多、桩距较小时，各桩传来的压力相互）、桩数较多、桩距较小时，各桩传来的压力相互重叠，桩端处压力比单桩时大得多，压缩土层厚度也重叠，桩端处压力比单桩时大得多，压缩土层厚度也比单桩要深。群桩承载力各单桩承载力之总和，沉比单桩要深。群桩承载力各单桩承载力之总和，沉降量单桩的沉降量，即降量单桩的沉降量，即群桩效应群桩效应群桩效应群桩效应。群桩效应系数。群桩效应系数 。第2页/共22页群群桩桩效效应应：摩擦型群桩基础当桩数较多，桩距较小时，此时群桩中各桩的工作状态与单桩的显著不同，其承载力小于各单桩承载力之和，沉降量大于单桩沉降量，这种现象叫群桩效应。目前考虑群桩效应的方法有两种：一一、群群桩桩分
3、分项项效效应应系系数数法法：对每根桩的侧阻力和端阻力分别乘以群桩效应系数（以概率极限设计为指导，通过实测资料的统计分析得到）；n n二、实体基础法：二、实体基础法：把承台、桩和桩间土视为一假想的实体基础，进行地基承载力和变形验算。第3页/共22页二、防护区设置体积要求1 1、防护区宜采用单个封闭空间，同一区内的吊顶、防护区宜采用单个封闭空间，同一区内的吊顶层层地板下和室内空间应合为一个防护区；地板下和室内空间应合为一个防护区；2 2、FM200FM200、IG541IG541、热气熔胶采用预制灭火时，、热气熔胶采用预制灭火时，一个防护区面积不宜大于一个防护区面积不宜大于500m500m2 2，
4、容积不宜大于，容积不宜大于1600m1600m3 3；3 3、FM200FM200、IG541IG541、采用管网灭火时，一个防护、采用管网灭火时，一个防护区面积不宜大于区面积不宜大于500m500m2 2，容积不宜大于，容积不宜大于1600m1600m3 3；4 4、二氧化碳没有具体要求。、二氧化碳没有具体要求。第4页/共22页三、防护区围护结构要求1 1、围护结构、门、窗的耐火极限均不宜低于、围护结构、门、窗的耐火极限均不宜低于0.5h0.5h，吊顶不，吊顶不宜低于宜低于0.250.25；2 2、围护结构承受内压的允许压强不宜低于、围护结构承受内压的允许压强不宜低于1200Pa1200Pa
5、；3 3、防护区泄压口宜设在外墙上，且位于防护区尽高的、防护区泄压口宜设在外墙上，且位于防护区尽高的2/32/3以以上。上。4 4、防护区温度不低于、防护区温度不低于-10-10度。度。第5页/共22页二、承台下土对荷载的分担作用二、承台下土对荷载的分担作用二、承台下土对荷载的分担作用二、承台下土对荷载的分担作用 n n复复合合桩桩基基：在荷载作用下，由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。n n 实际上大多数情况下都是复合桩基，只是分担比例不同，分担比例随桩土相对位移的幅度增增大大而而增增强强。研究表明：承台底土反力大小及分布形式与桩桩顶顶荷荷载载水水平平、桩桩径径桩桩长长、台台底底和和桩桩端
6、端土土质质、承承台台刚刚度度以及桩桩群群的的几几何何特特征征等因素有关。通常，分担比例为：10%30%。n n 以前设计不考虑承台的分担作用，认为荷载完全由基桩承担，实际偏于安全，易造成浪费。第6页/共22页承承台台分分担担荷荷载载是是以以桩桩基基的的整整体体下下沉沉为为前前提提的的，只只有有在在桩桩基基沉沉降降不不会会危危及及建建筑筑物物的的安安全全和和正正常常使使用用，且且台台底底不不与与软软土土直直接接接接触触时时，才才宜宜考考虑虑承承台台底底土土的的分分担担作作用用。下下列列情情况况不不能考虑：能考虑：（1 1）、承承受受经经常常出出现现的的动动力力作作用用，如铁路桥梁桩基；如铁路桥梁
7、桩基；（2 2）、承承台台下下存存在在可可能能产产生生负负摩摩擦力的土层，；擦力的土层，；n n（3 3）、在饱和软土中沉入密集桩群，）、在饱和软土中沉入密集桩群，引起超静孔隙水压力和土体隆起，引起超静孔隙水压力和土体隆起，随着时间推移，桩间土逐渐固结下随着时间推移，桩间土逐渐固结下沉而与承台脱离等。沉而与承台脱离等。第7页/共22页三、群桩的竖向承载力设计值三、群桩的竖向承载力设计值三、群桩的竖向承载力设计值三、群桩的竖向承载力设计值n n（1）、对于端承桩和桩中心距大于6d的摩擦桩群桩，群桩的竖向承载力等于各单桩承载力之和，沉降量也与独立单桩基本一致，仅需验算单桩的竖向承载力和沉降即可。n
8、 n（2）、而对于桩的中心距6d的摩擦群桩，除了验算单桩的承载力外，还须验算群桩的承载力和沉降。第8页/共22页n n群桩分项效应系数法群桩分项效应系数法与传统的桩基设计承载力表达式有两点主要区别：n n1）、用侧阻、端阻或侧阻端阻综合抗力分项系数 ，和承台底土的抗力分项系数 代替单一安全系数 ；n n2）、引入了各项群桩效应系数：桩侧阻力群桩效应系数 、桩端阻力群桩效应系数 、桩侧阻端阻综合群桩效应系数 、承台底土阻力群桩效应系数 。第9页/共22页n n考虑到桩群、土、承台的相互作用效应后，桩基中各复合基桩的竖向承载力设计值 的统一计算表达式为：n n n n当单桩极限承载力标准值 是由静
9、载试验确定时，基桩的设计值 按下式计算n n第10页/共22页n n几点说明：n n（1）、式（442）或式（444）的承载力值，是考虑群桩效应后单桩的承载力，整个桩基的承载力设计值就等于桩数乘以 值。n n（2）、考虑群桩效应仅限于：桩数在3根以上的非端承群桩。对于纯端承群桩和桩数n3根的非端承桩，不考虑群桩效应和承台效应。n n（3）、若承台底面以下的土有可能与承台底脱开，则不考虑承台效应。n n（4）、嵌岩桩属于端承型桩，不考虑群桩效应。第11页/共22页四、桩顶作用效应简化计算四、桩顶作用效应简化计算四、桩顶作用效应简化计算四、桩顶作用效应简化计算 n n 一般建筑物和受水平力较小的高
10、大建筑物，当桩径相同时，通常可假定：（1）、承台是刚性的；（2）、各桩刚度相同；（3）、x、y是桩基平面的惯性主轴。桩顶作用计算公式为：n n轴心竖向力作用下轴心竖向力作用下n n n n偏心竖向力作用下偏心竖向力作用下 n n水平力作用下水平力作用下 n n n n 当基桩承受较大水平力，或为高承台桩基时，桩顶作用效应的计算应考虑承台与基桩协同工作和土承台与基桩协同工作和土的弹性抗力的弹性抗力。第12页/共22页第13页/共22页五、基桩竖向承载力验算五、基桩竖向承载力验算五、基桩竖向承载力验算五、基桩竖向承载力验算 1、荷载效应基本组合承载力设计值 应符合下式：2、地震作用效应组合承载力设
11、计值 应符合下式：第14页/共22页六、桩基软弱下卧层承载力验算六、桩基软弱下卧层承载力验算六、桩基软弱下卧层承载力验算六、桩基软弱下卧层承载力验算 n n 当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时，应进行下卧层下卧层的承载力验算的承载力验算。根据该下卧层发生强度破坏的可能性，可分为整体冲整体冲剪破坏剪破坏和基桩冲剪破坏基桩冲剪破坏两种情况。第15页/共22页第16页/共22页n n（1）、对桩距 的群桩基础，一般可作整体冲剪破坏整体冲剪破坏考虑，按下式计算：n n（2）、桩距 ，且各桩端的压力扩散线不相交于硬持力层中时，即硬持力层厚度n n 的群桩基础以及单桩基础，应作基桩冲剪破坏基桩冲剪
12、破坏考虑，按下式计算：第17页/共22页七、桩基竖向抗拔承载力验算七、桩基竖向抗拔承载力验算七、桩基竖向抗拔承载力验算七、桩基竖向抗拔承载力验算 n n 承受拔力的桩，应按下述同时验算群桩基础及其基桩的抗拔承载力：n n 此外，还应按GB 50010-2002混凝土结构设计规范验算桩身的抗拉承载力、裂缝宽度或抗裂性。第18页/共22页八、桩基水平承载力验算八、桩基水平承载力验算八、桩基水平承载力验算八、桩基水平承载力验算 n n 承受水平力的竖直桩，设计时要求基桩的桩顶水平荷载设计值满足下式要求 n n ，可由单桩水平静载试验确定，或按下式进行估算：n n（1）、桩身配筋率小于0.65的灌注桩
13、：n n（2）、钢桩、预制桩和桩身配筋率大于0.65的灌注桩：第19页/共22页九、桩基负摩阻力验算九、桩基负摩阻力验算九、桩基负摩阻力验算九、桩基负摩阻力验算 n n群桩中任一基桩的下拉荷载标准值 为：n n考虑桩侧负摩阻力验算基桩竖向承载力设计值 时，1）、摩擦型基桩摩擦型基桩取中性点以上侧阻力为零，满足下式：n n2）端承型基桩端承型基桩应满足：n n 当土层不均匀和建筑物对不均匀沉降较敏感时，应将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降。第20页/共22页十、桩基沉降验算十、桩基沉降验算十、桩基沉降验算十、桩基沉降验算 n n对以下桩基应进行沉降验算：对以下桩
14、基应进行沉降验算：n n（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；n n（2 2）、体形复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土）、体形复杂、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；层的设计等级为乙级的建筑物桩基；n n（3 3）、摩擦型桩基。）、摩擦型桩基。n n 建筑桩基规范推荐的方法为：建筑桩基规范推荐的方法为：等效作用分层总和等效作用分层总和法法：对桩中心距小于或等于：对桩中心距小于或等于6 6倍桩径的桩基，其等效作倍桩径的桩基，其等效作用面位于桩端平面；等效作用面积为桩承台投影面积；用面位于桩端平面；等效作用面积为桩承台投影面积；等效作用附加应力近似取承台底平均附加应力。等效等效作用附加应力近似取承台底平均附加应力。等效作用面以下的应力分布采用作用面以下的应力分布采用布氏解布氏解。桩基最终沉降量。桩基最终沉降量表达式为：表达式为：第21页/共22页