1、淮海工學院土木工程系 （http:/ 4.4 樁基礎沉降的計算樁基礎沉降的計算淮海工學院土木工程系 （http:/ 地基基礎設計等級為甲級建筑物的樁基。地基基礎設計等級為甲級建筑物的樁基。 體型復雜或樁端以下存在軟弱土層的設計等級體型復雜或樁端以下存在軟弱土層的設計等級為乙級建筑物樁基。為乙級建筑物樁基。 對沉降有嚴格要求的建筑物樁基。對沉降有嚴格要求的建筑物樁基。 摩擦型樁基。摩擦型樁基。樁基礎沉降的計算范圍樁基礎沉降的計算范圍需要進行沉降計算需要進行沉降計算 ：淮海工學院土木工程系 （http:/ 嵌巖樁、設計等級丙級建筑物樁基，對沉降嵌巖樁、設計等級丙級建筑物樁基，對沉降無特殊要求的條形

2、基礎下不超過兩排樁的樁基。無特殊要求的條形基礎下不超過兩排樁的樁基。吊車工作制級別吊車工作制級別A5級級A5以下的單層工業廠房樁以下的單層工業廠房樁基樁端下為密實土層）。基樁端下為密實土層）。不需要沉降計算的情況：不需要沉降計算的情況：淮海工學院土木工程系 （http:/ 計算樁基礎變形時，變形指標可按下述規定選用：計算樁基礎變形時，變形指標可按下述規定選用：對于砌體承重結構應由局部傾斜控制；對于框架結構應由對于砌體承重結構應由局部傾斜控制；對于框架結構應由相鄰柱基的沉降差控制；對于多層或高層建筑和高聳結構相鄰柱基的沉降差控制；對于多層或高層建筑和高聳結構應由傾斜值控制。應由傾斜值控制。樁基變

3、形容許值同淺基礎規定。樁基變形容許值同淺基礎規定。 淮海工學院土木工程系 （http:/ 淮海工學院土木工程系 （http:/ 4.4.1 單樁沉降的計算單樁沉降的計算在豎向荷載作用下單樁沉降由三部分組成：在豎向荷載作用下單樁沉降由三部分組成：（1 1樁身彈性壓縮引起的樁頂沉降；樁身彈性壓縮引起的樁頂沉降；（2 2樁側阻力引起的樁周土中的附加應力以樁側阻力引起的樁周土中的附加應力以壓力擴散角，致使樁端下土體壓縮而產生的壓力擴散角，致使樁端下土體壓縮而產生的樁端沉降；樁端沉降；（3 3樁端荷載引起樁端下土體壓縮所產生的樁端荷載引起樁端下土體壓縮所產生的樁端沉降。樁端沉降。 淮海工學院土木工程系

4、（http:/ 目前單樁沉降計算方法主要有下述幾種：目前單樁沉降計算方法主要有下述幾種：（1 1荷載傳遞分析法；荷載傳遞分析法；（2 2彈性理論法彈性理論法（3 3剪切變形傳遞法：剪切變形傳遞法：（4 4有限單元分析法有限單元分析法（5 5其他簡化方法。其他簡化方法。這些計算方法的詳盡介紹參見有關書籍。這些計算方法的詳盡介紹參見有關書籍。淮海工學院土木工程系 （http:/ 4.4.2 群樁沉降的計算群樁沉降的計算 群樁沉降組成：群樁沉降組成： 樁間土的壓縮變形包括樁身樁間土的壓縮變形包括樁身壓縮、樁端貫入變形）；壓縮、樁端貫入變形）； 樁端平面以下壓縮變形。樁端平面以下壓縮變形。淮海工學院土

5、木工程系 （http:/ （http:/ mjniisjijijpjEhs11, 式中式中 ss樁基最終計算沉降量樁基最終計算沉降量mmmm）；）； mm樁端平面以下壓縮層范圍樁端平面以下壓縮層范圍內土層總數；內土層總數； Esj,i Esj,i 樁端平面以下第樁端平面以下第j j層土層土第第i i個分層在自重應力至自重應力加個分層在自重應力至自重應力加附加應力作用段的壓縮模量附加應力作用段的壓縮模量MPaMPa）；）； njnj樁端平面下第樁端平面下第j j層土的計層土的計算分層數；算分層數；淮海工學院土木工程系 （http:/ hj,i 樁端平面下第樁端平面下第j j層土第層土第i i個分

6、層厚度個分層厚度m m）；）； j,ij,i樁端平面下第樁端平面下第j j層土層土第第i i個分層的豎向附加應力個分層的豎向附加應力(kPa)(kPa)； pp樁基沉降計算經驗系樁基沉降計算經驗系數，各地區根據當地的工程實測資數，各地區根據當地的工程實測資料統計對比確定；料統計對比確定； mjniisjijijpjEhs11, 淮海工學院土木工程系 （http:/ 地基內的應力分布宜地基內的應力分布宜采用各向同性均質線性變采用各向同性均質線性變形體理論按實體深基礎形體理論按實體深基礎s6ds6d或其他方法或其他方法( (包包括明德林應力公式方法括明德林應力公式方法) )計計算：算：F l G

7、B0A淮海工學院土木工程系 （http:/ 淮海工學院土木工程系 （http:/ 實體深基礎樁基沉降計算經驗系數應根據地區樁基礎沉降觀實體深基礎樁基沉降計算經驗系數應根據地區樁基礎沉降觀測資料及經驗統計確定。不具備條件時，測資料及經驗統計確定。不具備條件時， pp按下表選用：按下表選用：淮海工學院土木工程系 （http:/ 0 ldAGK 4tan24tan200 lblaA3/19mKN 地下水位以下扣除浮力。地下水位以下扣除浮力。淮海工學院土木工程系 （http:/ ldAlqbaGGFppmisiafkKkckk 0002G樁基承臺及承臺上土自重；樁基承臺及承臺上土自重；Gfk實體深基礎

8、的樁基樁間土自重；實體深基礎的樁基樁間土自重；m實體深基礎底面以上各層土的實體深基礎底面以上各層土的加權平均重度。加權平均重度。 ldGmfk AlqbaGFppisiaKkckk 0002 淮海工學院土木工程系 （http:/ nkkzskzpij1, 淮海工學院土木工程系 （http:/ 第第k根樁的側摩阻力在深度根樁的側摩阻力在深度z處處產生的應力產生的應力: kskskspIIlQ,2, 12,1 對于一般摩擦型樁，可假定樁側摩阻力全部是沿樁身線形對于一般摩擦型樁，可假定樁側摩阻力全部是沿樁身線形增長的增長的=0），那么：），那么： kskspIlQ,22,1 淮海工學院土木工程系 （

9、http:/ mjnikskpisjijpmjniisjijijpjjIIEhEhs11,2,11,1 采用上式計算時，樁端阻力比采用上式計算時，樁端阻力比。和樁基沉降計算經驗系數。和樁基沉降計算經驗系數p應應根據當地工程的實測資料統計確定。根據當地工程的實測資料統計確定。淮海工學院土木工程系 （http:/ （http:/ 4.5.1 負摩擦的產生條件負摩擦的產生條件引起樁側負摩阻力的條件是，樁側土體下沉必須大引起樁側負摩阻力的條件是，樁側土體下沉必須大于樁的下沉。于樁的下沉。淮海工學院土木工程系 （http:/ 對于一般樁對于一般樁,因為樁土都有變形因為樁土都有變形,視二者的相對位移量和方

10、向視二者的相對位移量和方向4.5.2 負摩擦力的計算負摩擦力的計算淮海工學院土木工程系 （http:/ （http:/ （http:/ 1淮海工學院土木工程系 （http:/ 群樁負摩阻力計算群樁負摩阻力計算群樁中任一基樁的下拉荷載群樁中任一基樁的下拉荷載 4dqdssFQnnayaxn1nnng 其中：其中：nininipnlunininipnluF 1淮海工學院土木工程系 （http:/ 解決方法：解決方法：1通過計算預估下沉的沉降量。通過計算預估下沉的沉降量。2在預制樁表面涂一層薄層瀝青在預制樁表面涂一層薄層瀝青3灌注樁在樁土之間加一層土漿，減少摩擦力。灌注樁在樁土之間加一層土漿，減少摩

11、擦力。淮海工學院土木工程系 （http:/ 樁的水平承載力樁的水平承載力樁基受水平荷載：風荷載地震作用、機械制動力、土壓樁基受水平荷載：風荷載地震作用、機械制動力、土壓力、水壓力、波浪、撞擊等。力、水壓力、波浪、撞擊等。樁型：斜樁、豎直樁。樁型：斜樁、豎直樁。當水平荷載與豎向荷載的合力與豎直線的夾角不超過當水平荷載與豎向荷載的合力與豎直線的夾角不超過5淮海工學院土木工程系 （http:/ 水平荷載下樁的工作性狀水平荷載下樁的工作性狀樁在水平荷載下承載能力極限狀態：樁在水平荷載下承載能力極限狀態：（1樁身在水平荷載下破壞。樁身在水平荷載下破壞。（2樁頂水平位移超過建筑物允許變樁頂水平位移超過建筑

12、物允許變形值。形值。H0H0(a)(b)樁水平受荷示意樁水平受荷示意淮海工學院土木工程系 （http:/ a）hh 樁的剛度與入土深度的影響樁的剛度與入土深度的影響5 . 2 hh 稱為剛性樁。稱為剛性樁。H0H0(a)(b)樁水平受荷示意樁水平受荷示意淮海工學院土木工程系 （http:/ 稱為半剛性樁。稱為半剛性樁。0 . 45 . 2 hh 0 . 4 hh 稱為柔性樁。稱為柔性樁。H0H0(a)(b)樁水平受荷示意樁水平受荷示意淮海工學院土木工程系 （http:/ （http:/ 水平受荷彈性樁的計算水平受荷彈性樁的計算1.基本假定基本假定線彈性地基反力分析法：線彈性地基反力分析法：x=

13、KxxKx地基水平抗力系數，地基水平抗力系數，根據根據Kx 的假定不同，可分為以下四種方的假定不同，可分為以下四種方法法:H0淮海工學院土木工程系 （http:/ 地基水平抗力系數的分布圖式Kx=kh（a常數法Kx=kt（b）”k法Kx=mz（c）”m法Kx=cz0.5（d）”c值法淮海工學院土木工程系 （http:/ （http:/ 。Kx=kt（b）”k法H0 xt淮海工學院土木工程系 （http:/ “m法：假定地基系數法：假定地基系數Kx隨深度成正比例地增長目前隨深度成正比例地增長目前我國應用較多，我國應用較多， Kx =mz。 H0 xtKx=mz（c）”m法淮海工學院土木工程系 （

14、http:/ “c值法：假定地基系數值法：假定地基系數Kh隨著深度成拋物線規律增加，隨著深度成拋物線規律增加，即即Kh =cz1/2 ，c為常數，隨土類不同而異。在我國多用于公為常數，隨土類不同而異。在我國多用于公路交通部門。路交通部門。H0 xtKx=cz0.5（d）”c值法淮海工學院土木工程系 （http:/ 1md1md5 . 01.5dk1dkbff1 KfKf樁的形狀系數，圓形樁樁的形狀系數，圓形樁Kf=0.9Kf=0.9，方形樁，方形樁Kf=1.0Kf=1.0；dd樁的直徑，方形截面時為樁的邊長。樁的直徑，方形截面時為樁的邊長。水平荷載下樁內力及位移理論分析水平荷載下樁內力及位移理

15、論分析mm法法淮海工學院土木工程系 （http:/ =mz中的中的m值，宜采用試驗值，無試驗資值，宜采用試驗值，無試驗資料時，參考表料時，參考表4-6。樁側為多層土時，按。樁側為多層土時，按hm=2(d+1)范圍內范圍內m值得加權平均值。例如：兩層土時：值得加權平均值。例如：兩層土時： 2m2212211hhh2hmhmm 淮海工學院土木工程系 （http:/ 表表4-6淮海工學院土木工程系 （http:/ 單樁計算單樁計算（1） 確定樁頂荷載：確定樁頂荷載：nGFN 0nHH 0nMM 0N0H0M0 xz承臺底面承臺底面淮海工學院土木工程系 （http:/ zpdzxdNdzxd22044

16、 EIN0影響很小可忽略不計，影響很小可忽略不計，PZ）= kxxb0 =mzxb0。上式變為：。上式變為：0zxdzxdEI544 （2） 樁的撓曲微分方程樁的撓曲微分方程）。為為樁樁的的水水平平變變形形系系數數（其其中中：1/mEImb51 淮海工學院土木工程系 （http:/ 、可查表。、可查表。、系數系數剪力剪力彎矩：彎矩：轉角：轉角：位移：位移：QQMMxXQ0Q0zM0M0z020zx20 x30zBABABABABMAHV:BMAHMBEIMAEIHBEIMAEIHx 淮海工學院土木工程系 （http:/ （http:/ （http:/ h表表4-74-7時按時按l4.0/l4.

17、0/編制，當編制，當l l4.0/4.0/時，可查有關設計時，可查有關設計手冊。手冊。淮海工學院土木工程系 （http:/ 確定樁身最大彎矩截面系數確定樁身最大彎矩截面系數C及最大彎矩系數及最大彎矩系數C 表表4-7一般當樁的入土深度達到一般當樁的入土深度達到4.0/時，樁身的內力及位移幾乎時，樁身的內力及位移幾乎為零，在此深度以下，樁身只需按構造配筋或不配筋。為零，在此深度以下，樁身只需按構造配筋或不配筋。淮海工學院土木工程系 （http:/ 單樁水平靜載試驗單樁水平靜載試驗1 試驗裝置試驗裝置圖圖8.16單樁水平靜載試驗裝置單樁水平靜載試驗裝置淮海工學院土木工程系 （http:/ 試驗加載

18、方法試驗加載方法 單向多循環加載法單向多循環加載法 模擬風浪、地震力、制動力、波浪沖擊力及機器擾力等模擬風浪、地震力、制動力、波浪沖擊力及機器擾力等循環性動力水平荷載。循環性動力水平荷載。Ht淮海工學院土木工程系 （http:/ 3. 終止加載條件終止加載條件（1 1樁身折斷。樁身折斷。（2 2樁頂水平位移超過樁頂水平位移超過30-40mm30-40mm軟土取軟土取40mm40mm）。）。（3 3樁側地面出現明顯裂縫或隆起。樁側地面出現明顯裂縫或隆起。（4 4所加水平荷載已超過按下述方法確定的極限荷載。所加水平荷載已超過按下述方法確定的極限荷載。淮海工學院土木工程系 （http:/ 試驗資料整理試驗資料整理根據試驗可繪制出如下四種曲線根據試驗可繪制出如下四種曲線圖圖4-26 水平靜載試驗水平靜載試驗H0-t-x0曲線曲線5. 確定水平臨界荷載確定水平臨界荷載Hcr和極和極限荷載限荷載Hu淮海工學院土木工程系 （http:/ 水平靜載試驗水平靜載試驗H0-x0曲曲線線 水平靜載試驗水平靜載試驗H0-x0/H0曲線曲線淮海工學院土木工程系 （http:/ 水平靜載試驗水平靜載試驗H0-g曲線曲線淮海工學院土木工程系 （http:/ 單樁水平承載力特征值單樁水平承載