1、2 巖石巖石土荷載傳遞荷載傳遞群樁承載力是否等于單樁承載力之和？群樁承載力是否等于單樁承載力之和？ 實際工程中樁基礎是由多根基實際工程中樁基礎是由多根基樁組成，上部由承臺連接。由三根樁組成，上部由承臺連接。由三根和三根以上的樁組成的樁基礎稱為和三根以上的樁組成的樁基礎稱為群樁基礎群樁基礎。作用：作用：1、加強土層、加強土層 2、將荷載傳遞到更深土層中、將荷載傳遞到更深土層中4 n端承型群樁的荷載傳遞端承型群樁的荷載傳遞 樁底持力層剛硬，樁的貫入量小。樁底持力層剛硬，樁的貫入量小。，不必考慮群樁效應。不必考慮群樁效應。 n摩擦型群樁的荷載傳遞摩擦型群樁的荷載傳遞 樁頂作用荷載通過側阻傳至樁周土體

2、，并經樁頂作用荷載通過側阻傳至樁周土體，并經擴散使樁底壓力分布范圍比樁身截面大很多。當擴散使樁底壓力分布范圍比樁身截面大很多。當樁距小于某距離樁距小于某距離時（時（一般為一般為6d），樁底應力擴散），樁底應力擴散面積交叉重疊，與原來單樁端應力疊加，使群樁面積交叉重疊，與原來單樁端應力疊加，使群樁樁底地基所受壓應力比單樁大，為滿足樁底地基樁底地基所受壓應力比單樁大，為滿足樁底地基壓應力不超過地基承載力，故壓應力不超過地基承載力，故第一節第一節 群樁的荷載傳遞特性與破壞模式群樁的荷載傳遞特性與破壞模式5 規范規范 4.1.2 4.1.2 條條 ：港口工程樁基規范港口工程樁基規范（JTS167- 4

3、 -12） 第一節第一節 群樁的荷載傳遞特性與破壞模式群樁的荷載傳遞特性與破壞模式6 n群樁破壞模式群樁破壞模式 當樁數量及入土深度一定，當當樁數量及入土深度一定，當樁距樁距 3d 時，樁間土時，樁間土被樁完全夾住，形成被樁完全夾住，形成實體深基礎實體深基礎 整體破壞。整體破壞。 當當6d 樁距樁距 3d 時時, ,由各根樁局部刺入破壞，進而導由各根樁局部刺入破壞，進而導致群樁破壞；粘性土首先是外角樁受荷達到最大值，刺入致群樁破壞；粘性土首先是外角樁受荷達到最大值，刺入變形，再逐步發展到全部基樁變形，再逐步發展到全部基樁刺入破壞刺入破壞。 第一節第一節 群樁的荷載傳遞特性與破壞模式群樁的荷載傳

4、遞特性與破壞模式單樁豎向承載力特征值累加法單樁豎向承載力特征值累加法 當群樁的基樁為當群樁的基樁為時，其承載力為各單樁承時，其承載力為各單樁承載力之和。載力之和。 當基樁為當基樁為時，由于應力疊加，其承載力小時，由于應力疊加，其承載力小于單樁承載力之和。于單樁承載力之和。群樁承載力群樁承載力與與各單樁承載力之和各單樁承載力之和的比值稱為的比值稱為 或或 表示。表示。 該法有該法有應力擴散法應力擴散法與與等效實體法等效實體法兩種計算模式。兩種計算模式。工民建與道橋行業多采用實體深基礎法工民建與道橋行業多采用實體深基礎法。max11/32 tanssAdsl maxssmax1A 9 1. 1.群

5、樁效率（折減）系數群樁效率（折減）系數 ( ( ) )和沉降比和沉降比 當樁距當樁距3D S pci - p0ipi 5 10 cm30cm 1.0d 15cm 50cmd彎曲破壞彎曲破壞沖切破壞沖切破壞斜壓破壞斜壓破壞純剪破壞純剪破壞樁基承臺的受力及破壞形式可參考上圖的淺基礎：柱下鋼樁基承臺的受力及破壞形式可參考上圖的淺基礎：柱下鋼筋混凝土基礎筋混凝土基礎 樁基承臺按照樁基承臺按照混凝土結構設計規范混凝土結構設計規范進行進行 。（1 1）柱下樁基獨立承臺：）柱下樁基獨立承臺：四四 承臺結構設計承臺結構設計iixyNM 多柱矩形承臺的彎矩計算截面取在多柱矩形承臺的彎矩計算截面取在iiyxNM

6、式中：式中： Mx、 My 分別為垂直于分別為垂直于 x 軸和軸和 y 軸方向計算截面處軸方向計算截面處 的彎矩設計值；的彎矩設計值； xi、 y i 分別為垂直于分別為垂直于 y 軸和軸和 x 軸到相應的計算截面軸到相應的計算截面 線的距離；線的距離； Ni 當不考慮承臺效應時第當不考慮承臺效應時第 i 根樁豎向總反力設計值。根樁豎向總反力設計值。 iixyNM iiyxNM （2 2）箱形承臺和筏形承臺：）箱形承臺和筏形承臺：見有關參考文獻見有關參考文獻四四 承臺結構設計承臺結構設計（3 3）柱下條形承臺梁：）柱下條形承臺梁：承臺梁按彈性地基梁計算承臺梁按彈性地基梁計算（4 4）墻下條形承

7、臺梁：）墻下條形承臺梁：按倒置彈性地基梁計算按倒置彈性地基梁計算 柱下樁基獨立承臺沖切破壞方式包括柱下樁基獨立承臺沖切破壞方式包括柱對承臺的沖切柱對承臺的沖切和和角樁對承臺的沖切角樁對承臺的沖切。自柱（墻）邊和承臺變階自柱（墻）邊和承臺變階處至相應樁頂邊緣所構成的截錐體。錐體斜面與承臺底面夾處至相應樁頂邊緣所構成的截錐體。錐體斜面與承臺底面夾角不小于角不小于4545。 為通過為通過柱柱邊（墻邊）與邊（墻邊）與樁樁邊連線形成的邊連線形成的：抗剪寬度為：承臺寬度抗剪寬度為：承臺寬度bx或長度或長度by。柱對承臺的沖切計算柱對承臺的沖切計算00c0c00c00c00c00c)()(2)(2)(22)

8、2(22)2(2hahabhahhab/hahh/habbAxyxyxcyc 自柱（墻）邊和承臺變階處至相應樁頂邊自柱（墻）邊和承臺變階處至相應樁頂邊緣所構成的截錐體。緣所構成的截錐體。為通過為通過柱柱邊（墻邊）與邊（墻邊）與樁樁邊連線形成的邊連線形成的，抗剪寬度為：承臺寬度，抗剪寬度為：承臺寬度 b0y 或長度或長度 b0 x 。四四 承臺結構設計承臺結構設計 （示意圖見前）（示意圖見前）thp000y0c0 x)()( 2fhahabFxcyl ilNFF 受沖切計算受沖切計算 式中：式中： Fl 為扣除承臺及以上填土自重，為扣除承臺及以上填土自重， 上相應于荷上相應于荷 載效應基本組合的

9、載效應基本組合的； h0 為沖切破壞錐體的有效高度；為沖切破壞錐體的有效高度； ft 混凝土抗拉強度；混凝土抗拉強度； hp 為受沖切承載力截面高度影響系數，按有關規定取值；為受沖切承載力截面高度影響系數，按有關規定取值； 0 x、 0y 為沖跨比，為沖跨比， 0 x= a0 x/h0 ，0y= a0y/h0 ; 當當 a0 x（a0y） 0.2 h0 時時, 取取a0 x（a0y）= h0 F 為作用于承臺頂的豎向荷載設計值；為作用于承臺頂的豎向荷載設計值； Ni 為沖切破壞錐體范圍內各樁的凈反力設計為沖切破壞錐體范圍內各樁的凈反力設計 值之和。值之和。00c0c00c00c00c00c)(

10、)(2)(2)(22)2(22)2(2hahabhahhab/hahh/habbAxyxyxcyc )20(84000y./.y )20(84000./.xx 四四 承臺結構設計承臺結構設計 （示意圖見前）（示意圖見前）0thp111121)2(c)2(2hfaacNxyyxl ）（205600 x11.h.x （對位于（對位于柱沖切破壞錐體以外柱沖切破壞錐體以外的基樁，按的基樁，按下式計算該承臺受基樁沖切的承載力）下式計算該承臺受基樁沖切的承載力） 式中：式中： Nl 為扣除承臺及以上填土自重后的為扣除承臺及以上填土自重后的相應于荷相應于荷 載效應基本載效應基本 組合的組合的；(角樁的凈反力

11、角樁的凈反力) 1x、 1y 分別為角樁沖切系數；分別為角樁沖切系數； c1、c2 分別為從角樁內邊緣至承臺外邊緣的距離；分別為從角樁內邊緣至承臺外邊緣的距離； a1x、a1y 分別為從角樁內邊緣引分別為從角樁內邊緣引45沖切線與承臺頂面相交點至角樁內邊沖切線與承臺頂面相交點至角樁內邊 緣的水平距離；緣的水平距離； hp 、h0 、ft 含義同前。含義同前。 （2 2）四樁（含四樁）以上矩形承臺）四樁（含四樁）以上矩形承臺計算計算）（205600y11y.h. 為通過為通過柱柱邊（墻邊）與邊（墻邊）與樁樁邊連線形成的邊連線形成的，抗剪寬度為：承臺寬度，抗剪寬度為：承臺寬度 b0y 或長度或長度

12、 b0 x 。四四 承臺結構設計承臺結構設計 （示意圖見前）（示意圖見前）00thbfVhs 01751. （柱下（柱下柱基獨立承臺的抗剪計算在小剪跨柱基獨立承臺的抗剪計算在小剪跨比的條件下具有深梁特征比的條件下具有深梁特征） 1 1）剪切破壞面為通過）剪切破壞面為通過柱柱邊（墻邊）與邊（墻邊）與樁樁邊連線形成的斜截面邊連線形成的斜截面2 2）斜截面受承載力按下式驗算）斜截面受承載力按下式驗算 式中：式中： V 為扣除承臺及以上填土自重后相應于荷為扣除承臺及以上填土自重后相應于荷 載效應基本載效應基本 組合時斜截組合時斜截 面的最大剪力面的最大剪力； 為剪切系數；為剪切系數；b0 、 h0 承

13、臺計算截面處的計算寬度與高度；承臺計算截面處的計算寬度與高度； hs 為受剪切承載力截面高度影響系數，為受剪切承載力截面高度影響系數， 計算截面的剪跨比，計算截面的剪跨比， x = ax /h0，y = ay /h0；ax、ay為柱邊為柱邊（墻邊）（墻邊） 或承臺變階處至或承臺變階處至 x、y 方向計算一排樁的樁邊的水平距離，方向計算一排樁的樁邊的水平距離， 當當 3時，取時，取3.0。410hs)800(h/ No結構、地質和環境資料結構、地質和環境資料樁型、樁長、斷面樁型、樁長、斷面樁數和布置樁數和布置驗算單樁承載力驗算單樁承載力樁基沉降驗算樁基沉降驗算承臺與樁身設計計算承臺與樁身設計計算

14、設計結束設計結束單樁承載力特征值單樁承載力特征值RaNo荷載、持力層、相鄰建筑荷載、持力層、相鄰建筑根據施工條件決定樁根據施工條件決定樁型型根據持力層深度確定根據持力層深度確定樁長樁長根據荷載大小決定樁根據荷載大小決定樁截面截面樁端進入持力層深度：樁端進入持力層深度：13d，進入較好巖體，進入較好巖體0.5m。樁端下持力層。樁端下持力層厚度厚度 4d。根據第二節的方法確根據第二節的方法確定單樁承載力特征值定單樁承載力特征值1單樁的靜載荷試驗單樁的靜載荷試驗2 其他現場試驗其他現場試驗3原位測試原位測試4 經驗方法經驗方法初估樁數初估樁數nFk 豎向荷載效應的標豎向荷載效應的標準組合準組合Gk

15、設計地面下承臺底設計地面下承臺底面以上結構和土的自面以上結構和土的自重，容重用重，容重用20kN/m3樁距樁距 摩擦樁一般摩擦樁一般3d擴底灌注樁擴底灌注樁擴底直徑擴底直徑的的1.5倍倍群樁承載力合力作用群樁承載力合力作用點與長期荷載的重心點與長期荷載的重心重合重合akkRGFn 承載力驗算采用正常承載力驗算采用正常使用極限狀態下荷載使用極限狀態下荷載效應的標準組合效應的標準組合沉降驗算采用正常使沉降驗算采用正常使用極限狀態下荷載效用極限狀態下荷載效應的準永久組合應的準永久組合承臺和樁身強度驗算承臺和樁身強度驗算時采用正常使用極限時采用正常使用極限狀態下荷載效應的基狀態下荷載效應的基本組合本組

16、合承臺尺寸、厚度承臺尺寸、厚度承臺的抗沖切、抗彎、承臺的抗沖切、抗彎、抗剪驗算抗剪驗算鋼筋混凝土樁的配筋鋼筋混凝土樁的配筋等設計等設計54 （1 1）基底總荷載不超過樁基承載力與樁間土分擔荷載的總和；）基底總荷載不超過樁基承載力與樁間土分擔荷載的總和；（2 2）地基計算變形量小于建筑物容許變形值；）地基計算變形量小于建筑物容許變形值；（3 3）滿足水平荷載作用下建筑物抗傾覆和抗滑移穩定性要求。）滿足水平荷載作用下建筑物抗傾覆和抗滑移穩定性要求。 樁基礎設計是根據荷載、地質及水文等條件，擬定承臺樁基礎設計是根據荷載、地質及水文等條件，擬定承臺標高和尺寸、樁材料、直徑、長度、數量和在平面上的排標高

17、和尺寸、樁材料、直徑、長度、數量和在平面上的排列等。設計過程中要滿足力學與使用功能上的需求，同時列等。設計過程中要滿足力學與使用功能上的需求，同時要考慮技術上的可能性和是否經濟等因素。要考慮技術上的可能性和是否經濟等因素。55 樁型選擇需考慮因素包括地質條件、建筑物荷載條件、結樁型選擇需考慮因素包括地質條件、建筑物荷載條件、結構特點、打樁與施工條件等，還需進行技術經濟比較。確定構特點、打樁與施工條件等，還需進行技術經濟比較。確定樁型時應避免同一建筑物同時采用端承樁和摩擦樁樁型時應避免同一建筑物同時采用端承樁和摩擦樁 。 樁的長度指從承臺底面至樁端的距離，再考慮樁頂嵌入樁的長度指從承臺底面至樁端

18、的距離，再考慮樁頂嵌入承臺深度和樁尖尺寸，所以確定樁長主要是確定樁端持力層承臺深度和樁尖尺寸，所以確定樁長主要是確定樁端持力層和樁端進入持力層深度。堅硬巖層、中密以上的砂層，及孔和樁端進入持力層深度。堅硬巖層、中密以上的砂層，及孔隙比小于隙比小于0.7、壓縮系數小于、壓縮系數小于0.25Mpa，液性指數小于，液性指數小于1.0的的粘性土都可做樁基持力層。粘性土都可做樁基持力層。豎向荷載下的樁基礎設計豎向荷載下的樁基礎設計56 樁端進入持力層的深度根據地質條件、荷載及施工工藝確樁端進入持力層的深度根據地質條件、荷載及施工工藝確定，宜為樁身直徑定，宜為樁身直徑 的的13倍。灌注樁在黏性土、粉土中不

19、宜倍。灌注樁在黏性土、粉土中不宜小于小于2 d ，砂土不宜小于，砂土不宜小于1.5 d，在碎土類土中不宜小于，在碎土類土中不宜小于 1 d，當，當存軟弱下臥層時，樁基以下硬持力層的厚度一般不宜小于存軟弱下臥層時，樁基以下硬持力層的厚度一般不宜小于3d ；嵌巖樁嵌入完整和較完整的未風化、微風化和中等風化硬質嵌巖樁嵌入完整和較完整的未風化、微風化和中等風化硬質巖體的最小深度不宜小于巖體的最小深度不宜小于0.5 m。 當硬持力層較厚，且施工條件許可時，樁端全斷面進入持當硬持力層較厚，且施工條件許可時，樁端全斷面進入持力層的深度力層的深度。 確定樁的長度時，還應同時考慮樁的制作、運輸、沉樁設確定樁的長

20、度時，還應同時考慮樁的制作、運輸、沉樁設備的能力等因素。備的能力等因素。豎向荷載下的樁基礎設計豎向荷載下的樁基礎設計57 初步設計時單樁豎向承載力特征值可由經驗公式計算；重初步設計時單樁豎向承載力特征值可由經驗公式計算；重要的工程，應通過單樁靜載荷試驗確定。要的工程，應通過單樁靜載荷試驗確定。 樁數可按上部結構荷載和單根樁豎向承載力特征值確定。樁數可按上部結構荷載和單根樁豎向承載力特征值確定。中心荷載時，樁數中心荷載時，樁數 按下式計算：按下式計算： 式中：式中：為相應于荷載效應標準組合時作用于樁基承臺頂面的為相應于荷載效應標準組合時作用于樁基承臺頂面的豎向力設計值；豎向力設計值；為樁基承臺自

21、重及承臺上土自重標準值；為樁基承臺自重及承臺上土自重標準值；為單樁豎向承載力特征值。為單樁豎向承載力特征值。aRGFn 豎向荷載下的樁基礎設計豎向荷載下的樁基礎設計 偏心荷載時，由于樁基中各項受力不均勻，因此應適當增偏心荷載時，由于樁基中各項受力不均勻，因此應適當增加樁數量，增加數量為按上式確定的樁數加樁數量，增加數量為按上式確定的樁數（10% 20%）。）。 以上選定的樁數在經過平面布置和單樁受力驗算后，可能有以上選定的樁數在經過平面布置和單樁受力驗算后，可能有增減。樁的布置間距：樁的最小中心距應符合下增減。樁的布置間距：樁的最小中心距應符合下 “樁的最小樁的最小中心距中心距” 規定。對于大

22、規定。對于大面積樁群，尤其是擠土樁，樁的最小中面積樁群，尤其是擠土樁，樁的最小中心心距宜按表列數值適當加大。擴底灌注樁除應符合表距宜按表列數值適當加大。擴底灌注樁除應符合表“樁的最小中樁的最小中心距心距”要求外，尚應滿足下要求外，尚應滿足下 “灌注樁灌注樁最小中心距最小中心距” 規規定。定。豎向荷載下的樁基礎設計豎向荷載下的樁基礎設計 非擠土非擠土 / 部分擠土灌注樁部分擠土灌注樁3.0 d / 3.5 d3.0 d擠土擠土灌注樁灌注樁穿越非飽和土穿越非飽和土4.0 d3.5 d穿越飽和軟土穿越飽和軟土4.5 d4.0 d擠土預制樁擠土預制樁3.5 d3.0 d打入式敞口管樁和打入式敞口管樁和

23、 H 形鋼樁形鋼樁3.5 d3.0 d豎向荷載下的樁基礎設計豎向荷載下的樁基礎設計60 2、設計步驟、設計步驟鉆、挖孔擴底樁鉆、挖孔擴底樁 2.0 D 或或 D + 2 m ( 當當 D 2 m 時時 ) 1.5 D 或或 D + 1.5 m ( 當當 D 2 m 時時 ) 沉管沉管夯擴夯擴灌注樁灌注樁 非飽和土非飽和土 2.2 D 且且 4.0 d 2.0 D 且且 3.5 d 飽和軟土飽和軟土 2.5 D 且且 4.5 d 2.2 D 且且 4.0 d 豎向荷載下的樁基礎設計豎向荷載下的樁基礎設計2、設計步驟、設計步驟 樁的排列方式可采用行列式或梅花形布置，如下圖所示。樁的排列方式可采用行

24、列式或梅花形布置，如下圖所示。對受力條件而言，梅花形布置即第二行錯半個樁中心距排列較對受力條件而言，梅花形布置即第二行錯半個樁中心距排列較好；對施工方便而言，行列式簡單。布樁時應力求各樁受力均好；對施工方便而言，行列式簡單。布樁時應力求各樁受力均勻，并做到既發揮每根樁的作用，又節約承臺材料和方便施工。勻，并做到既發揮每根樁的作用，又節約承臺材料和方便施工。yyx(a)(b)豎向荷載下的樁基礎設計豎向荷載下的樁基礎設計 樁承臺的作用是把多根樁聯接成一整體，共同承受上部荷樁承臺的作用是把多根樁聯接成一整體，共同承受上部荷載，同時把上部結構荷載通過樁承臺傳到各根樁樁頂。應驗算載，同時把上部結構荷載通

25、過樁承臺傳到各根樁樁頂。應驗算低樁承臺中的各單樁豎向承載力，有樁基中心受壓與偏心受壓低樁承臺中的各單樁豎向承載力，有樁基中心受壓與偏心受壓兩種驗算方法，方法見前兩種驗算方法，方法見前。 把群樁視為假想實體深基礎，驗算樁底擴散平面的地基強把群樁視為假想實體深基礎，驗算樁底擴散平面的地基強度，方法見前；樁基沉降驗算采用單向壓縮分層總和法，方法度，方法見前；樁基沉降驗算采用單向壓縮分層總和法，方法見前。見前。豎向荷載下的樁基礎設計豎向荷載下的樁基礎設計63 對于鋼筋混凝土預制樁，根據樁在起吊、運輸、錘擊應力對于鋼筋混凝土預制樁，根據樁在起吊、運輸、錘擊應力 以及工作受壓條件最不利情況下，進行樁身強度

26、及抗裂度計算。以及工作受壓條件最不利情況下，進行樁身強度及抗裂度計算。 考慮預制樁吊運時可能受到振動和沖擊的影響，計算吊運考慮預制樁吊運時可能受到振動和沖擊的影響，計算吊運 彎矩和吊運拉力時可將樁身自重乘以彎矩和吊運拉力時可將樁身自重乘以1.5 的動力系數。的動力系數。 樁基礎承臺應有足夠的強度和剛度，能將各樁連成整體，并樁基礎承臺應有足夠的強度和剛度，能將各樁連成整體，并 能將上部結構荷載可靠地傳給各個基樁。能將上部結構荷載可靠地傳給各個基樁。豎向荷載下的樁基礎設計豎向荷載下的樁基礎設計64 樁基礎承臺應有足夠的強度和剛度，能將各樁連成整體，樁基礎承臺應有足夠的強度和剛度，能將各樁連成整體，

27、并能將上部結構荷載可靠地傳給各樁。并能將上部結構荷載可靠地傳給各樁。 承臺的平面尺寸按樁的平面布置確定，邊樁的中心距離承承臺的平面尺寸按樁的平面布置確定，邊樁的中心距離承臺邊不應小于樁的直徑。承臺的厚度按臺邊不應小于樁的直徑。承臺的厚度按及及條件確定，條件確定，一般不小于一般不小于 30 cm，混凝土標號不低于，混凝土標號不低于 C15。沖切計算時，包。沖切計算時，包括括和和兩種情況。兩種情況。 承臺的配筋按內力計算確定。墻下樁基為梁式承臺，可按承臺的配筋按內力計算確定。墻下樁基為梁式承臺，可按連續梁計算；柱下單獨樁基承臺，或整個建筑物下片筏板加樁連續梁計算；柱下單獨樁基承臺，或整個建筑物下片

28、筏板加樁基，為板式承臺，其配筋可按雙向正交板計算。基，為板式承臺，其配筋可按雙向正交板計算。豎向荷載下的樁基礎設計豎向荷載下的樁基礎設計65 （一）（一） 基本資料基本資料 （1）作用到基礎面處的柱荷載。軸向力）作用到基礎面處的柱荷載。軸向力N = 2850 KN ,彎矩彎矩M = 395 KNm 。基礎頂面距離設計地面。基礎頂面距離設計地面0.5 m ，承臺底面埋深，承臺底面埋深 D = 2.0 m 。 （2）場地地基土。建設場地表層為松散雜填土，厚）場地地基土。建設場地表層為松散雜填土，厚 2.0 m ，以下為灰色黏土，厚以下為灰色黏土，厚8.5 m，再下為灰黃色粉質黏土，未穿透。，再下為

29、灰黃色粉質黏土，未穿透。土的物理力學性質指標見下表土的物理力學性質指標見下表3。地下水位在地面以下。地下水位在地面以下2.0 m。 （3）進行了樁的靜載荷試驗，其）進行了樁的靜載荷試驗，其 Q s 曲線如圖曲線如圖2 所示。所示。 豎向荷載下的樁基礎設計豎向荷載下的樁基礎設計4= 50NMaQ雜 填 土d灰 色 黏 土灰 黃 色 粉 質黏 土bc土層名稱土層名稱層層厚厚hi (m)( %)(kN/m)GeL%p%IpILSr(%)c(KPa)/。1-2(MPa-1)Es(MPa)FaKPa人工填土人工填土（雜填土）（雜填土）2.016.0黏土黏土（灰色）（灰色）8.538.218.92.731

30、.038.218.419.81.095.618200.414.88110粉質黏土粉質黏土（灰黃色）（灰黃色）4.03.65.226.719.62.710.7532.717.7150.696.512210.257.08.212.022067 3 3、例、例 題：題：設計鋼筋混凝土預制樁基礎設計鋼筋混凝土預制樁基礎（3）進行了樁的靜載荷試驗，其）進行了樁的靜載荷試驗，其 Q s 曲線如下圖所示。曲線如下圖所示。 荷重荷重 Q (KN)沉降量沉降量S (mm)4= 50NMaQ雜 填 土d灰 色 黏 土灰 黃 色 粉 質黏 土bc68 根據地基條件和施工設備，采用鋼筋砼預制方樁，以灰黃根據地基條件和

31、施工設備，采用鋼筋砼預制方樁，以灰黃色粉質黏土作為樁基持力層，樁的全斷面（樁尖處斷面最大的色粉質黏土作為樁基持力層，樁的全斷面（樁尖處斷面最大的位置）進入持力層位置）進入持力層1.45 m，樁頂伸入承臺，樁頂伸入承臺5 cm，則樁長，則樁長 l = 10m，樁截面尺寸取樁截面尺寸取 30 cm30 cm。 樁材料：混凝土樁材料：混凝土 C30，HRB335鋼筋鋼筋 416，承臺砼，承臺砼 C20。69 （1） fc = 15N/mm2 ; c = 0.7 Ap = 300300 = 90000 (mm2) 則則 Ra = Ap fc c= 90000150.7 = 945000 N = 945

32、 (kN) (2) 在在Q - s 曲線上，按曲線上，按“發生明顯陡降的起點（第二拐點）所對發生明顯陡降的起點（第二拐點）所對應的前一級荷載應的前一級荷載”定出單樁極限承載力定出單樁極限承載力Qu = 550KN。則單樁豎向。則單樁豎向承載力特征值為承載力特征值為 = 275 (kN)荷重荷重 Q (KN)沉降量沉降量S (mm)70 樁尖承載力樁尖承載力：灰黃色粉質黏土，：灰黃色粉質黏土，IL = 0.6，如圖深度為，如圖深度為12m，查表求得查表求得 qpk = 968 kPa。 樁側土的摩阻力樁側土的摩阻力： 灰色黏土層，灰色黏土層，IL= 1.0，屬軟塑，屬軟塑，qs1k = 15 2

33、0 kPa，取，取 qs1k = 15 kPa。 灰黃色粉質黏土層，灰黃色粉質黏土層，IL= 0.6，屬可塑，屬可塑，qs2k = 25 kPa。則。則 Ra = upqsikli + qpk Ap = 40.3 (158.5 + 251.45) + 9680.32 = 283.6 (kN) 由以上三種計算結果，確定取用單樁豎向承載力特征值為：由以上三種計算結果，確定取用單樁豎向承載力特征值為： 71 設樁承臺平面尺寸為設樁承臺平面尺寸為2.63.6m，F = 2850 kN， 承臺和覆土重承臺和覆土重G = 2.63.6220 = 374 kN 則樁數：則樁數： = 1.1( F + G )

34、 /Ra = 1.1 ( 2850 + 374 )/ 275 = 12.90，取，取 n = 12 根根 樁中心距樁中心距 s = (3 6 ) d = 0.9 1.8 m，設計中，對于短樁，設計中，對于短樁取取 s = 1.0m。樁按行列式布置，承臺平面布置和尺寸如圖所示。樁按行列式布置，承臺平面布置和尺寸如圖所示72 （五）樁基中各樁受力驗算（五）樁基中各樁受力驗算 各樁平均軸向壓力各樁平均軸向壓力 p = ( F + G ) /n = ( 2850 + 2.63.6220 ) / 12 = 268.7 kN Ra = 275 kN 單樁最大和最小軸向力：單樁最大和最小軸向力： 滿足要求。

35、滿足要求。 kN33021kN9 .222kN5 .3141.50.565151423957268222maxminmax aiyR.xxMnGFpp）（彎矩算至彎矩算至承臺底承臺底73 以以 = /4 = 20/4 = 5（見右圖）（見右圖）, 從樁頂外圍向下從樁頂外圍向下 擴散傳布壓力，擴散傳布壓力， 擴散面積擴散面積 A ）（200m3620044045(m)0445tan959232tan2(m)0455tan959233tan2.baA.lbb.laa 4= 50NMaQ雜 填 土d灰 色 黏 土灰 黃 色 粉 質黏 土bc74 樁尖標高以上土的平均容重為樁尖標高以上土的平均容重為

36、m = ( 162 + 8.98.5 + 9.61.45 ) /11.95 = 10.2 kN/m3 樁尖處樁尖處灰黃色粉質黏土的承載力特征值灰黃色粉質黏土的承載力特征值，查表可得：，查表可得： fak = 220 kPa 一般粉質黏土，查表得寬度修正系數一般粉質黏土，查表得寬度修正系數b = 0.3，深度修正系數，深度修正系數d= 1.5，則經，則經修正后灰黃色粉質黏土的承載力特征值修正后灰黃色粉質黏土的承載力特征值 fa 為：為： kPa183985095112105130446930220503mdbaka.dbff 樁尖處擴大面積樁尖處擴大面積A 以上、以上、abcd體積的基礎自重體積

37、的基礎自重G：近似取承：近似取承臺、樁、土混合重度為臺、樁、土混合重度為 = 20kN/m3， ，則，則 G = 4.045.04(220 + 9.95 ) = 2840 (kN) 基礎底面基礎底面A上的壓力：上的壓力： 中心荷載作用時，滿足：中心荷載作用時，滿足： p = ( F + G ) A = ( 2850 + 2840 ) / 20.36 = 279.4 (kPa) fa = 398.18 kPa 偏心荷載作用時，滿足：偏心荷載作用時，滿足： kPa8147721kPa23066045044514239542792max.f./.WMAGFpayyk （ 樁尖平面處平均壓力：樁尖平面

38、處平均壓力： p = 279.4 kPa 樁尖平面處土的自重壓力：樁尖平面處土的自重壓力： pc = 2.016 + 8.58.9 + 1.459.6 = 121.6 (kPa) 附加應力：附加應力： p0 = ppc = 279.4121.6 = 157.8 (kPa) 沉降計算過程及結果列于后表：沉降計算過程及結果列于后表：)zz(EpEAAsss1i1iiisi0si1ii1iii 第第 i 層：層： sssnii 1 壓縮層變形：壓縮層變形： 1）沉降計算的分層厚度沉降計算的分層厚度 ： z = 2 4 m，或，或 z 0.4 倍基礎寬度倍基礎寬度; 2) 沉降計算深度沉降計算深度 ：

39、（a）采用）采用“變形比法變形比法”：最后一個分層：最后一個分層zn的變形值應滿的變形值應滿足足 sn 0.025 ( b ) 采用附加應力與自重應力比值法：計算深度處應滿足采用附加應力與自重應力比值法：計算深度處應滿足 z /c= 0.2 (一般黏土一般黏土) 或或0.1（軟黏土）（軟黏土） nis1i 表表2 沉沉 降降 量量 計計 算算 表表izi(m)a/b = (5.04/ 2) / (4.04/ 2) = 1.25Esi(kPa)p0 / Esi si = ( p0 / Esi ) (zi ai zi-1ai-1) (m)zi /b aizi aizi ai zi-1 ai-101

40、23402.256.1510.3511.3501.263.045.125.621.000.8940.5810.3990.37102.283.574.134.212.281.290.560.087000820012000120000.02260.01930.01320.01325.15310-22.49010-20.73910-20.10510-2 由于由于 s4 / si = 0.105/ 8.487 = 0.012，計算至樁尖下，計算至樁尖下11.35 m 的壓縮層下限已滿足要求。的壓縮層下限已滿足要求。取沉降經驗系數取沉降經驗系數p = 1.1，樁基最終沉降量樁基最終沉降量 S = p S

41、i = 1.18.497 = 9.35 (cm) 承臺設計、樁強度驗算略。承臺設計、樁強度驗算略。 基礎底面至基礎底面至 zi 和和 z i -1 范圍內豎向平均范圍內豎向平均 附加應力系數，根據附加應力系數，根據 p0 分布特征（矩形、分布特征（矩形、 三角形）三角形） 查有關表格確定。查有關表格確定。1ii 、a i 值值4，為什么？，為什么？土層名稱土層名稱層厚層厚 hi (m)Es (MPa)fa ( KPa )人工填土（雜填土）人工填土（雜填土）2.0黏土（灰色）黏土（灰色）8.54.88110粉質黏土（灰黃色）粉質黏土（灰黃色）4.03.65.27.08.212.0220 從地表面至樁尖處共從地表面至樁尖處共11.95 m 深，樁尖進入粉質黏土層深，樁尖進入粉質黏土層1.45m，樁尖以下粉質黏土層的深度為，樁尖以下粉質黏土層的深度為: (4 -1.45）+ 3.6 + 5.2 = 2.55 + 3.6 + 5.2 = 11.35 m所以有：所以有：zi =