第五章-桩基设计课件.ppt

1、桩基础计算桩基础计算严绍军严绍军中国地质大学（武汉）工程学院Engineering Faculty,CUG(WuHan)分承台类型进行讲解分承台类型进行讲解板式承台板式承台三角形承台三角形承台墙下条形承台墙下条形承台柱下条形承台柱下条形承台筏板与箱型承台筏板与箱型承台板式承台计算与设计板式承台计算与设计1.1.桩顶作用效应计算桩顶作用效应计算轴心竖向力作用:偏心竖向力作用:水平力作用:桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计kkkFGNnykxk22ikkiikiiMxFGMyNnyx/ikkHHnF、G 采用标准值采用标准值xi与与yi

2、桩中心距桩群形桩中心距桩群形心的距离心的距离2.2.桩基竖向承载力计算桩基竖向承载力计算桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计kNRkkkFGNnacakcRRf A/aukRQK单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值复合桩基复合桩基承台效应承台效应桩数桩数桩数增加桩数增加 Nk降低降低 但承台效应降低但承台效应降低当群桩基础桩中心距当群桩基础桩中心距=3d 承台效应可按承担上部荷载承台效应可按承担上部荷载10考虑。端承桩考虑。端承桩、少于、少于4根的摩擦桩不计承台效应根的摩擦桩不计承台效应对于液化土对于液化土 湿陷性土湿陷性

3、土 欠固结土欠固结土 新填土新填土 高灵敏软土高灵敏软土 沉沉桩导致超孔隙水压力及隆起等不考虑承台效应桩导致超孔隙水压力及隆起等不考虑承台效应得到桩数后得到桩数后 按前面介绍的要求布桩按前面介绍的要求布桩根据桩顶荷载对桩身进行设计根据桩顶荷载对桩身进行设计 对承台进行设计对承台进行设计 3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计抗弯计算抗弯计算 抗剪抗剪 抗冲切计算抗冲切计算厚度厚度配筋配筋3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础

4、计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:抗冲切板式承台冲板式承台冲切破坏形式切破坏形式柱或者变阶处的冲切破坏柱或者变阶处的冲切破坏角桩的冲切破坏角桩的冲切破坏承台厚承台厚度不足度不足柱柱冲冲切切破破坏坏角桩冲切破坏角桩冲切破坏3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:抗冲切（柱）2.冲切锥体的角度冲切锥体的角度 45度度1.来源于无筋混凝土抗冲切计算来源于无筋混凝土抗冲切计算00.7lhtmFf u

5、h00lhptmFf u h 3.冲切锥体荷载冲切锥体荷载ilQFFF F 设计值设计值 不计承台与土重不计承台与土重Q Q不计土和承台重不计土和承台重 设计值设计值作用下锥体内桩反力作用下锥体内桩反力3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:抗冲切(柱)00hpltmFf u h4.确定确定000.840.2冲跨比：冲跨比：00aha0当当0.25 取取0.25 当当1.0 取取1.0桩柱很近桩柱很近 有利抗冲切有利抗冲切桩柱远桩柱远 成成45度破坏度破坏冲切

6、系数：冲切系数：0.25 得到1.871 得到0.70.7hp高度影响系数：高度影响系数：H0800 等于1.0h02000 等于0.93.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:抗冲切(柱)0 xc0y0yc0 xhpt02()()lFbahaf h00hpltmFf u h在两个方向不同在两个方向不同因此分别进行修正因此分别进行修正本质是一致的本质是一致的3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础

7、计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:抗冲切(角桩)1y1x21x1y1hpt0()2()2laNcacf h1x1x0.560.21y1y0.560.2冲切体下截面冲切体下截面冲切体上截面冲切体上截面3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:抗剪切计算斜斜压压破破坏坏剪剪压压破破坏坏斜拉破坏斜拉破坏3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计

8、3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:抗剪切计算5.9.9 5.9.9 柱柱(墙墙)下桩基承台，应分别对柱下桩基承台，应分别对柱(墙墙)边、变阶处和边、变阶处和桩边联线形成的贯通承台的斜截面受剪承载力进行验算。桩边联线形成的贯通承台的斜截面受剪承载力进行验算。当承台悬挑边有多排桩基形成多个斜截面时，应对每个斜当承台悬挑边有多排桩基形成多个斜截面时，应对每个斜截面的受剪承载力进行验算。截面的受剪承载力进行验算。规范规范强制强制规定规定依据依据钢筋混凝土规范钢筋混凝土规范(50010)无腹筋受弯构件的斜截无腹筋受弯构件的斜截面受剪承载力进行计算面受剪承载力进行计算考虑到承台板较厚考虑到承台板

9、较厚 抗剪性能要考虑剪跨比的有利影响抗剪性能要考虑剪跨比的有利影响计算方法计算方法3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:抗剪切计算钢筋混凝土规范钢筋混凝土规范(G50010)t00.7hVf bh14h0800/hh0大于大于2000mm 取取2000h0小于小于800mm 取取800建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范(JGJ942008)hst00Vf b h410hs/800 h1.751.0承台剪切系数承台剪切系数0/a ha剪跨比剪跨比0.250.25

10、33取取0.251.41.50.730.4375时时时3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:抗剪切计算hst00Vf b h剪力剪力V：iVVV Vi i不计土和承台重不计土和承台重桩反力设计值桩反力设计值iFVn3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:阶梯型承台抗剪切计算hst00Vf b h3.3.承台计算与设计承台计算

11、与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:阶梯型承台抗剪切计算t00hsVfhb0201022y011y0yhhhbhbby00102()AbhhA下上按照面积等效原则处理按照面积等效原则处理0201022x011x0 xhhhbhbbA1A2B1B23.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:锥形承台抗剪切计算t00hsVfhb1y1y2y010y15.01b

12、bbhhb1x1x2x010 x15.01bbbhhbAABB3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:抗弯计算模型概化模型概化弯矩计算弯矩计算按按钢筋混凝土规范钢筋混凝土规范配置钢筋配置钢筋采用的是梁式法据模型试验表明：裂缝在两个方向呈梁式交替出现和开展取柱边的屈服绞线处弯矩作为设计弯矩基桩反力仅单向取矩 不进行双向分配3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式

13、承台计算与设计板式承台计算与设计:抗弯计算l弯矩计算弯矩计算yiiMxN xixi 每根桩与柱的距离每根桩与柱的距离Ni不考虑承台及其上土不考虑承台及其上土体重量得到的桩顶力体重量得到的桩顶力xiiMyN YY截面截面XX截面截面3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1板式承台计算与设计板式承台计算与设计:抗弯计算l弯矩计算弯矩计算xixi 每根桩与柱的距离每根桩与柱的距离ysy0y0.9MAh f1.钢筋钢筋d大于大于12mm 间距间距100200mm2.配筋率大于配筋率大于0.153.承台边桩

14、起算锚固长度大于承台边桩起算锚固长度大于35d4.留足保护层的厚度留足保护层的厚度三桩承台计算与设计三桩承台计算与设计1.1.桩顶作用效应计算桩顶作用效应计算桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计ykxk22ikkiikiiMxFGMyNnyx2.2.桩基竖向承载力计算桩基竖向承载力计算kNR/aukRQKacakcRRf A3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.1 三桩承台抗冲切计算三桩承台抗冲切计算按角桩的冲切计算方式分别计算每根桩按角

15、桩的冲切计算方式分别计算每根桩底部角桩底部角桩1101111(2)tan2ptlhcaNf h 11110.560.22201122(2)tan2ptlhcaNf h 11220.560.2顶部角桩顶部角桩3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.2 三桩承台抗剪三桩承台抗剪一般而言一般而言 三桩三角形承台不发生抗剪切破坏三桩三角形承台不发生抗剪切破坏 因此因此不进行抗剪切计算不进行抗剪切计算3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算

16、与设计桩基础计算与设计3.2 三桩承台抗弯三桩承台抗弯三桩承台分为等边三角形和等腰三角形两类分别计算三桩承台分为等边三角形和等腰三角形两类分别计算钢筋混凝土板屈服线理论钢筋混凝土板屈服线理论 按机动法基本原理求弯矩按机动法基本原理求弯矩max3aNMsmax3()32aNMscmax3()34aNMsc两式相加除以两式相加除以23.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.2 三桩承台抗弯三桩承台抗弯max3aNMsmax21.5()34aNMscmax20.75()34aNMsc两式相加除以两式相加除以

17、2等腰三角形等腰三角形=短向桩桩心距长向桩桩心距3.3.承台计算与设计承台计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计3.2 三桩承台抗弯三桩承台抗弯ysy0y0.9MAh f1.计算的是与承台边正交截面的弯矩值计算的是与承台边正交截面的弯矩值 钢筋布置在该方向钢筋布置在该方向均匀布置均匀布置2.钢筋钢筋d大于大于12mm 间距间距100200mm 柱应在钢筋内柱应在钢筋内3.配筋率大于配筋率大于0.154.承台边桩起算锚固长度大于承台边桩起算锚固长度大于35d5.留足保护层的厚度留足保护层的厚度砌体下条形桩基承台设计与计算砌体下条

18、形桩基承台设计与计算1.1.桩顶作用效应计算桩顶作用效应计算桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计kkikFGNn2.2.桩基竖向承载力计算桩基竖向承载力计算kNR/aukRQKacakcRRf A3.3.墙下条形承台基础内力分析墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计墙承台桩体系共同作用墙承台桩体系共同作用墙墙 承台材料与尺寸不一致承台材料与尺寸不一致桩位置处变形小于桩以外部位桩位置处变形小于桩以外部位桩的部位墙的荷载大桩的部位墙的荷载大中间部位荷载降低中

19、间部位荷载降低承台上荷载分布承台上荷载分布承台内剪力与弯矩分布承台内剪力与弯矩分布桩距桩距承台梁尺寸承台梁尺寸墙体材料与尺寸墙体材料与尺寸门洞的位置与尺寸门洞的位置与尺寸考考虑虑因因素素3.3.墙下条形承台基础内力分析墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(1).按均布荷载连续梁法按均布荷载连续梁法不考虑墙承台桩共同作用不考虑墙承台桩共同作用基桩作为支座基桩作为支座 荷载均布荷载均布按连续梁计算弯矩与剪力按连续梁计算弯矩与剪力这种方法计算出来的内力偏大这种方法计算出来的内力偏大(2).按过梁荷载取值法按过梁荷载取

20、值法砌体结构设计规范砌体结构设计规范GB50003GB50003砌体结构过梁荷载取值的规定取值砌体结构过梁荷载取值的规定取值3.3.墙下条形承台基础内力分析墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(3).倒置弹性地基梁法倒置弹性地基梁法考虑墙承台桩共同作用考虑墙承台桩共同作用墙体看成半无限弹性地基墙体看成半无限弹性地基承台看成倒置的弹性地基梁承台看成倒置的弹性地基梁计算桩作用下承台荷载反力分布计算桩作用下承台荷载反力分布将反力进行简化作为承台梁上的荷载分布将反力进行简化作为承台梁上的荷载分布根据荷载分布按普通梁计算

21、梁弯矩与剪力根据荷载分布按普通梁计算梁弯矩与剪力3.3.墙下条形承台基础内力分析墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(3).倒置弹性地基梁法倒置弹性地基梁法00cqLpa线性荷载最大值线性荷载最大值承台梁顶面以承台梁顶面以上均布荷载上均布荷载计算跨度：计算跨度：Lc=1.05L 3kkn014.3bEIEa3kkn04.2bEIEaa0中间跨中间跨边跨边跨承台梁的抗弯刚度承台梁的抗弯刚度 墙体弹性模量与宽度墙体弹性模量与宽度 3.3.墙下条形承台基础内力分析墙下条形承台基础内力分析桩基础计算与设计桩基础计算与设

22、计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(3).倒置弹性地基梁法倒置弹性地基梁法三角形荷载范围三角形荷载范围 弹性地基梁法弹性地基梁法 过梁法过梁法均布荷载法不考虑共同作用均布荷载法不考虑共同作用 偏于保守偏于保守 一般不一般不宜采用宜采用过梁法充分考虑墙体能发挥成拱效应过梁法充分考虑墙体能发挥成拱效应 对砌体对砌体要求较高要求较高 偏于不安全偏于不安全弹性地基梁法考虑墙、梁协同作用弹性地基梁法考虑墙、梁协同作用 考虑材料考虑材料性质性质 考虑开洞等考虑开洞等 比较符合实践情况比较符合实践情况4.4.墙下条形承台梁受剪计算墙下条形承台梁受剪计算桩基础计算与设计桩基础计

23、算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计SVt0yV0ysbs0.71.250.8sinAVf bhfhf As 混凝土项混凝土项 箍筋项箍筋项 弯起钢筋项弯起钢筋项+钢筋混凝土结构设计规范钢筋混凝土结构设计规范（GB50010）4.4.墙下条形承台梁受弯计算墙下条形承台梁受弯计算桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计s0y0.9MAh f钢筋混凝土结构设计规范钢筋混凝土结构设计规范（GB50010）柱下条形承台桩基及箱筏承台桩基柱下条形承台桩基及箱筏承台桩基1.1.桩顶作用效应计算桩顶作用效应计算桩基础

24、计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计ykxk22ikkiikiiMxFGMyNnyx2.2.桩基竖向承载力计算桩基竖向承载力计算kNR/aukRQKacakcRRf A3.3.柱下条形承台内力计算柱下条形承台内力计算桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计连续梁法连续梁法 简单 但要求荷载均匀柱间距/6弹性地基梁法弹性地基梁法 精度较高 要求地基模型合理 参数准确考虑上部结构刚度法考虑上部结构刚度法 考虑地基梁上部结构共同作用 精度高 计算复杂 工作量大3.3.柱下条形承台内力计算柱下

25、条形承台内力计算桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计连续梁法连续梁法柱作为支座柱作为支座桩净反力作为荷载桩净反力作为荷载可采用静力平衡法进行计算可采用静力平衡法进行计算弹性地基梁法弹性地基梁法柱内力作为荷载柱内力作为荷载承台梁置于由桩与地基土构成承台梁置于由桩与地基土构成的弹性地基上的弹性地基上体系满足静力和变形平衡条件体系满足静力和变形平衡条件3.3.柱下条形承台抗剪与抗弯柱下条形承台抗剪与抗弯桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计抗剪计算：按集中荷载作用下的梁进行计算抗剪计

26、算：按集中荷载作用下的梁进行计算001.751svtyvAVf bhfhs0/a h剪跨比：1.5时 1.53.0时 3.0s0y0.9MAh f抗弯计算抗弯计算4.4.筏型与箱型承台抗冲切计算筏型与箱型承台抗冲切计算桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计两种情况：两种情况：单桩冲切单桩冲切群桩冲切群桩冲切4.4.筏型与箱型承台抗冲切计算筏型与箱型承台抗冲切计算桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计两种情况：两种情况：单桩冲切单桩冲切 群桩冲切群桩冲切p0hpt02.8lNbhf

27、 h0 xy0y0yx0 xhpt02()()liNbabaf h5.5.筏型与箱型承台抗弯计算筏型与箱型承台抗弯计算上部结构基础地基共同作用分析上部结构基础地基共同作用分析对于均匀分布的箱基可以仅计算局部弯矩对于均匀分布的箱基可以仅计算局部弯矩00hpltmFf u h00.840.20.25 得到1.871 得到0.70.75.9.15 5.9.15 对于柱下桩基对于柱下桩基 当承台混凝土强度等级低于柱当承台混凝土强度等级低于柱或者桩的混凝土强度等级时或者桩的混凝土强度等级时 应验算柱下或桩上承台应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力的局部受压承载力桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算

28、与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计5.9.16 5.9.16 抗震计算要求抗震计算要求RE/SR作用：地震作用作用：地震作用效应和其他荷载效应和其他荷载效应的基本组合效应的基本组合R：结构构件承载力设计值：结构构件承载力设计值 RE：承载力抗震调整系数：承载力抗震调整系数0.750.85设计实例设计实例桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)一、设计步骤一、设计步骤1.1.桩端持力层选择桩端持力层选择2.2.桩型选择桩型选择3.3.确定单桩承载力确定单桩承载力 桩的设

29、计桩的设计4.4.确定承台形式确定承台形式 桩数并进行布置桩数并进行布置5.5.承台尺寸及埋深确定承台尺寸及埋深确定6.6.考虑承台效应的承载力验算考虑承台效应的承载力验算7.7.承台设计承台设计8.8.群桩实体基础承载力验算群桩实体基础承载力验算 软弱下卧层验算软弱下卧层验算 沉降计算沉降计算9.9.设计图纸绘制设计图纸绘制桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例无地下水无地下水主要土体为粘性土主要土体为粘性土浅层为填土浅层为填土工程地质条件：工程地质条件：上部结构条件

30、：上部结构条件：柱荷载：柱荷载：Fk2200kN Mk640kN.m Hk=86.3kN柱截面尺寸：柱截面尺寸：800400mm方案：采用预制桩方案：采用预制桩 独立承台独立承台 桩端持力层为第桩端持力层为第3层硬塑状粘土层硬塑状粘土桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例桩的配筋桩的配筋桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例ukskpks kpk

31、piiQQQuqlq A采用经验系数法确采用经验系数法确定单桩极限承载力定单桩极限承载力查表得到查表得到qsik qpk按经验公式得到按经验公式得到单桩极限承载力单桩极限承载力22kPa65kPa90kPa3000kPa侧阻侧阻端阻：端阻：a/2455kNukRQ单桩承载力特征值单桩承载力特征值Rask1.222(0.35 1.2)65 6.590 0.85640QKN 粉质粘土粉质粘土Il=0.5-0.6 pk3000 0.3 0.3kNQ=270910ukskpkQQQKN桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计

32、实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例极限侧阻力标准值极限侧阻力标准值 填土：填土：2230极极限限端端阻阻力力标标准准值值桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例桩数确定桩数确定kkaFGnR标准值标准值没有考虑弯矩没有考虑弯矩 乘以乘以一个放大系数一个放大系数320/kGkN m埋深土与承台综合重度承台面积承台面积未知承台面积未知 这里取这里取2.33.3m2200250.51.11.15.9455kkaFGnR根按书上按书上 取取6根根桩基础计算与设计桩基础

33、计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例布桩与承台布桩与承台桩间距需要大于桩间距需要大于3.5d3.5d横向横向sa1250mm纵向纵向sa1700mm悬挑部分悬挑部分纵向纵向150mm横向横向250mm布桩：布桩：2 23 380012501700桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例复合桩基承载力计算复合桩基承载力计算acakcRRf A/aukRQK承台效应系数承

34、台效应系数0.5Bc0.5Bc且小于且小于5m5m深度范围内各土层地基土深度范围内各土层地基土承载力按厚度加权平均值承载力按厚度加权平均值Ac(AnAps)/nak=85kPaf2=(2.3 3.3-60.3 0.3)/6=1.175mBc/l=2.3/8.9=0.258/2.3 3.3/61.1247asA nm3.75asd 0.132c桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)考虑群桩效应的复合基桩竖向承载力特征值考虑群桩效应的复合基桩竖向承载力特征值caakcRRf A桩基础计算与

35、设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例复合桩基承载力计算复合桩基承载力计算acakcRRf A4550.132 85 1.175468RkN桩顶荷载及承载力验算桩顶荷载及承载力验算222200250.5709 1.2564 1.25550.2408.42141.8266.6ykikkikjMxFGNnxKNKN0.864086.3 0.8709.ykkkMMHkN m4681.2562RkNRkN承载力满足要求！承载力满足要求！桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础

36、计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例承台计算承台计算1.复合基桩净反力复合基桩净反力249301.351.351686.9143.6435ykikiiMxFQnxNKNK不计承台与土体的自重不计承台与土体的自重荷载取设计值荷载取设计值不同位置的反力不同不同位置的反力不同 与弯矩相互联系与弯矩相互联系混凝土采用混凝土采用C25 fC25 ft t=1.27N/mm=1.27N/mm2 2钢筋钢筋HRB335 fHRB335 fy y=300N/mm=300N/mm2 2桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础

37、计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例承台计算承台计算2.柱对承台冲切计算柱对承台冲切计算ilQFF冲切锥体范围之内的桩反力冲切锥体范围之内的桩反力0297002970liFFQkN0 x0yc0yc0 xhpt02()()lFbahaf h00.840.200ah当当0.25 取取0.25 当当1.0 取取1.0800桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例承台计算承台计算2.柱对承台冲切计算柱对承

38、台冲切计算0 xc0y0yc0 xhpt02()()lFbahaf hx方向：方向：h0=700mm0 x070011700 xah取x0 x0.840.70.2y方向：方向：0yy0500.700ah071y0 x0.840.920.2因此可以得到：因此可以得到：0 xc0y0yc0 xhpt02()()20.7(0.40.5)0.92(0.80.7)12700.73573.82970lbahaf hkNFkN桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例承台计算承台计算3.

39、角桩对承台冲切计算角桩对承台冲切计算最大角桩反力最大角桩反力Nl509kN1x11y21x1hpt0y()2()2laNcacf h11xx0.560.211yy0.560.2桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例承台计算承台计算3.角桩对承台冲切计算角桩对承台冲切计算1y1x1x21y1hpt0()()22laaNccf hc1=300+250=550mmx方向：方向：1101/700/70011xxxah取1x10.56(0.2)0.47xc2=300+150=45

40、0mmy方向：方向：110/500/7000.71yyah1y10.56(0.2)0.62y1y1x1x21y1hpt0()()220.50.70.47 0.45)0.62(0.55)12700.722788.5kN686.4kNaaccf h（桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例承台计算承台计算4.承台抗剪切计算承台抗剪切计算hst00Vf b h410hs/800 h1.751.00/a h0.250.2533取取686.421373xVkN686.4495303

41、.61485yVkN短边方向剪切力：短边方向剪切力：长边方向剪切力：长边方向剪切力：桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例承台计算承台计算4.承台抗剪切计算承台抗剪切计算hst00Vf b h短边方向短边方向0/0.7/0.71xxah1.750.8751.0 xx长边方向长边方向0/0.5/0.70.71yyah1.751.021.0yyhst001.00.875 12702.3 0.177891373xkNfkNb hhst001.0 1.02 12703.3 0.

42、279921485ykNfkNb h桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例承台计算承台计算5.弯矩与配筋弯矩与配筋x方向（方向（y轴截面）轴截面）xi0.70.3/2=0.85my2686.40.851166.9.iiMN xkN m6ysy0y21166.9 100.90.9(70010)3006263.6mmMAh f26263.619.9320/4n采用采用级级20钢筋钢筋 取取20根根20钢筋钢筋 桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计

43、桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例设计实例)二、实例二、实例承台计算承台计算5.弯矩与配筋弯矩与配筋y方向（方向（x轴截面）轴截面）yi0.50.3/2=0.65mx(686.4495303.6)0.65965.3.iiMN ykN m6xsx0y2965.3 100.90.9(7002010)3005319.9mmMAh f2449226.516/4n采用采用级级20钢筋钢筋 取取27根根20钢筋钢筋 120mm800桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计桩基础计算与设计(设计实例设计实例设计实例设计实例设计实

44、例设计实例)二、实例二、实例6.图纸绘制图纸绘制20d400mm35d700mm统一向上弯统一向上弯300mm满足锚固要求满足锚固要求负摩阻力负摩阻力一、负摩阻力的概念一、负摩阻力的概念在桩顶竖向荷载作用下，当桩相对于桩侧土体向下位移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擦力，称为时，土对桩产生的向上作用的摩擦力，称为。当桩侧土体因某种原因而下沉，且其下沉量大于桩的沉当桩侧土体因某种原因而下沉，且其下沉量大于桩的沉降降(即桩侧土体相对于桩向下位移即桩侧土体相对于桩向下位移)时，土对桩产生的向时，土对桩产生的向下作用的摩擦力，称为下作用的摩擦力，称为。正摩擦

45、力正摩擦力负摩阻力负摩阻力二、负摩阻力产生二、负摩阻力产生1、桩穿越欠固结的软黏土或新填土而支承于硬粉性、桩穿越欠固结的软黏土或新填土而支承于硬粉性土、中密或密实砂土层、砾卵石层或岩层上。土、中密或密实砂土层、砾卵石层或岩层上。2、在较深厚的饱和软黏土地基中打预制桩。、在较深厚的饱和软黏土地基中打预制桩。3、桩周附近地表有较大的堆载或河床冲刷堆积带来、桩周附近地表有较大的堆载或河床冲刷堆积带来的大量沉积土淤在桩周，形成新填土。的大量沉积土淤在桩周，形成新填土。4、地下水下降，造成土固结沉降。、地下水下降，造成土固结沉降。5、地下水上升等原因造成湿陷性土的浸水下沉，而、地下水上升等原因造成湿陷性

46、土的浸水下沉，而桩端位于相对稳定的土层上。桩端位于相对稳定的土层上。6、冻土地基因温度上升而融化，产生融陷，而桩端、冻土地基因温度上升而融化，产生融陷，而桩端相对下沉很少或不下沉。相对下沉很少或不下沉。土沉降桩不动土沉降桩不动三、负摩阻力特性三、负摩阻力特性正负摩阻正负摩阻力分布力分布中性点：桩土之间不产生相对位移的截面位置中性点：桩土之间不产生相对位移的截面位置桩侧摩阻桩侧摩阻力分布力分布桩身轴桩身轴力分布力分布三、负摩阻力特性三、负摩阻力特性QFnFp中性点处桩身轴力：中性点处桩身轴力：(Q+Fn)桩端总阻力：桩端总阻力：Q+(Fn-Fp)四、负摩阻力计算四、负摩阻力计算QFnFp桩沉降与

47、桩周土沉降相等条件确定桩沉降与桩周土沉降相等条件确定影响中性点位置的因素较多影响中性点位置的因素较多 桩周土的性质桩周土的性质 外界条件外界条件(堆载、降水、浸水等堆载、降水、浸水等)规范直接根据持力层的性质确定规范直接根据持力层的性质确定持力层性质持力层性质粘性土粘性土 粉土粉土中密以中密以上砂上砂砾石砾石 卵卵石石基岩基岩中性点深度中性点深度比比ln/l00.50.60.70.80.91.0ln中性点深度中性点深度 l0桩周沉降变形土层下限深度桩周沉降变形土层下限深度四、负摩阻力计算四、负摩阻力计算QFnFpzhK0K0zcKcfzhtantan0规范给出了一规范给出了一些经验系数些经验系

48、数1nngiisiQulqinsiniq 水平受荷桩水平受荷桩一、水平受荷桩一、水平受荷桩刚刚性性桩桩桩的相对刚度大极限状态出现破坏时桩的相对刚度大极限状态出现破坏时 桩身并未产生挠桩身并未产生挠曲变形曲变形 围绕桩端附近的某一点作刚体转动围绕桩端附近的某一点作刚体转动 全桩长范围内全桩长范围内桩侧土达屈服状态桩侧土达屈服状态受横向荷载后受横向荷载后 桩身会发生挠曲变形桩身会发生挠曲变形 不会出现整体转不会出现整体转动现象动现象 在桩身的位移曲线上在桩身的位移曲线上 出现一个位移零点出现一个位移零点受横向荷载后受横向荷载后 桩身会发生挠曲变形桩身会发生挠曲变形 不会出现整体转动不会出现整体转动

49、现象现象 在桩身的位移曲线上在桩身的位移曲线上 出现两个位移零点出现两个位移零点 半刚半刚性桩性桩柔性柔性桩桩二、水平受荷桩内力分析二、水平受荷桩内力分析0)(44xzbKdzxdEInkzzK)(m 值法值法C 值法值法K法法mzzK)(X二、水平受荷桩内力分析二、水平受荷桩内力分析0)(44xxzmbdzxdEIp0)(44xxzEImbdzxdp5EImbp0)(544xxzdzxd二、水平受荷桩内力分析二、水平受荷桩内力分析1301201010DEIHCEIMBAxxzxxxxx三、水平受荷桩承载力三、水平受荷桩承载力桩身配筋率小于桩身配筋率小于0.65%0.65%的灌注桩的灌注桩)1)(2225.1(ntmNgm0tmhAfNWfR预制桩、钢桩及桩身配筋率不小于预制桩、钢桩及桩身配筋率不小于0.65%0.65%的灌注桩的灌注桩a03hXEIRx具体参考教材具体参考教材谢谢 谢谢