水平承載力與位移,群樁基礎(chǔ)計(jì)算

1、 8.5 樁的水平承載力與位移樁的水平承載力與位移 土木工程中的樁基大多以承受豎向荷載為主，但在風(fēng)荷土木工程中的樁基大多以承受豎向荷載為主，但在風(fēng)荷載、地震荷載、機(jī)械振動(dòng)荷載或土壓力、水壓力等作用下，載、地震荷載、機(jī)械振動(dòng)荷載或土壓力、水壓力等作用下，也將承受一定的水平荷載，尤其是橋梁工程中的樁基，除了也將承受一定的水平荷載，尤其是橋梁工程中的樁基，除了滿足樁基的豎向承載力要求外，還必須對(duì)滿足樁基的豎向承載力要求外，還必須對(duì)樁基的水平承載力樁基的水平承載力進(jìn)行驗(yàn)算。進(jìn)行驗(yàn)算。樁的水平承載力是指與樁軸方向垂直的承載力。作用在樁的水平承載力是指與樁軸方向垂直的承載力。作用在樁基上的水平荷載有長(zhǎng)期作

2、用的水平荷載和反復(fù)作用的水平樁基上的水平荷載有長(zhǎng)期作用的水平荷載和反復(fù)作用的水平荷載（如風(fēng)荷載）。以承受水平荷載為主的樁基，可考慮采荷載（如風(fēng)荷載）。以承受水平荷載為主的樁基，可考慮采用用斜樁斜樁。即使采用斜樁更有利，但常受施工條件的限制而難。即使采用斜樁更有利，但常受施工條件的限制而難以實(shí)現(xiàn)，不得不采用豎直樁。以實(shí)現(xiàn)，不得不采用豎直樁。 一般工業(yè)與民用建筑中的基礎(chǔ)，常以承受豎向荷載一般工業(yè)與民用建筑中的基礎(chǔ)，常以承受豎向荷載為主，但在樁基上作用有較大水平荷載時(shí)還必須對(duì)樁的水為主，但在樁基上作用有較大水平荷載時(shí)還必須對(duì)樁的水平承載力進(jìn)行驗(yàn)算。平承載力進(jìn)行驗(yàn)算。 一般來(lái)說(shuō)當(dāng)水平荷載和豎向荷載合力

3、與豎直線的夾角一般來(lái)說(shuō)當(dāng)水平荷載和豎向荷載合力與豎直線的夾角不超過(guò)不超過(guò)5度時(shí)，豎直樁的水平承載力不難滿足設(shè)計(jì)要求，度時(shí)，豎直樁的水平承載力不難滿足設(shè)計(jì)要求，更應(yīng)采用豎直樁。因此下面的討論僅限于豎直樁的水平承更應(yīng)采用豎直樁。因此下面的討論僅限于豎直樁的水平承載力。載力。實(shí)踐表明：樁的水平承載力遠(yuǎn)比豎向承載力要低！實(shí)踐表明：樁的水平承載力遠(yuǎn)比豎向承載力要低！ .單樁的水平承載力單樁的水平承載力樁的水平荷載作用的特征樁的水平荷載作用的特征樁在水平荷載作用下，樁身產(chǎn)生撓曲變形，變樁在水平荷載作用下，樁身產(chǎn)生撓曲變形，變形的形式與樁和地基的剛度有關(guān)。樁身變形擠壓側(cè)形的形式與樁和地基的剛度有關(guān)。樁身變形

4、擠壓側(cè)土體，而土體對(duì)樁側(cè)產(chǎn)生水平抗力，其大小和分布土體，而土體對(duì)樁側(cè)產(chǎn)生水平抗力，其大小和分布與樁的變形、地基條件和樁的入土深度與樁的變形、地基條件和樁的入土深度有關(guān)。有關(guān)。 樁在破壞之前，樁身與地基的變形是協(xié)調(diào)的，相樁在破壞之前，樁身與地基的變形是協(xié)調(diào)的，相應(yīng)地樁身產(chǎn)生了內(nèi)力。隨著樁身變形和內(nèi)力的增大，應(yīng)地樁身產(chǎn)生了內(nèi)力。隨著樁身變形和內(nèi)力的增大，對(duì)于低配筋率的對(duì)于低配筋率的灌注樁灌注樁來(lái)說(shuō)常是樁身首先出現(xiàn)來(lái)說(shuō)常是樁身首先出現(xiàn)裂縫裂縫，然后斷裂破壞；然后斷裂破壞； 對(duì)于抗彎性能好的對(duì)于抗彎性能好的鋼筋混凝土預(yù)制樁鋼筋混凝土預(yù)制樁，樁身雖然，樁身雖然未斷裂，但樁側(cè)土體已明顯未斷裂，但樁側(cè)土體已

5、明顯開裂和隆起開裂和隆起，樁的水平位，樁的水平位移一般已超過(guò)建筑物的允許值，也應(yīng)認(rèn)為已破壞。移一般已超過(guò)建筑物的允許值，也應(yīng)認(rèn)為已破壞。影響樁水平承載力的因素影響樁水平承載力的因素影響樁水平承載力的因素較多，主要有以下幾種：影響樁水平承載力的因素較多，主要有以下幾種：樁的截面尺寸和材料強(qiáng)度樁的截面尺寸和材料強(qiáng)度樁的截面尺寸越大，材料強(qiáng)度越高，樁的抗彎剛樁的截面尺寸越大，材料強(qiáng)度越高，樁的抗彎剛度越大；反之，樁的抗彎剛度就小。對(duì)于抗彎剛度較度越大；反之，樁的抗彎剛度就小。對(duì)于抗彎剛度較大的樁，在水平位移較大時(shí)仍不折斷，但已超過(guò)建筑大的樁，在水平位移較大時(shí)仍不折斷，但已超過(guò)建筑物的允許位移值。所以

6、，樁的水平承載力常常不是由物的允許位移值。所以，樁的水平承載力常常不是由樁的強(qiáng)度確定，而是由樁的允許水平位移值控制。樁的強(qiáng)度確定，而是由樁的允許水平位移值控制。地基土的強(qiáng)度地基土的強(qiáng)度地基土的強(qiáng)度越高，抵抗水平位移的能力就越大，樁的地基土的強(qiáng)度越高，抵抗水平位移的能力就越大，樁的水平承載力也就越大。所以，水平承載力也就越大。所以，地基強(qiáng)度高的比地基強(qiáng)度低的地基強(qiáng)度高的比地基強(qiáng)度低的樁的水平承載力大。樁的水平承載力大。樁頭嵌固條件樁頭嵌固條件樁頭嵌固于承臺(tái)中的樁，其抗彎剛度大于樁頭自由的樁。樁頭嵌固于承臺(tái)中的樁，其抗彎剛度大于樁頭自由的樁。所以，樁頭嵌固提高了樁抵抗橫向彎曲的能力，使樁的水平所以

7、，樁頭嵌固提高了樁抵抗橫向彎曲的能力，使樁的水平承載力增大。承載力增大。樁的入土深度樁的入土深度 樁隨著入土濃度增加，水平承載力就逐漸提高，當(dāng)達(dá)到樁隨著入土濃度增加，水平承載力就逐漸提高，當(dāng)達(dá)到某一深度后，繼續(xù)增加入土深度，承載力將不起變化，樁抵某一深度后，繼續(xù)增加入土深度，承載力將不起變化，樁抵抗水平荷載作用所需的入土深度，稱為抗水平荷載作用所需的入土深度，稱為有效長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度。 在水平荷載作用下，有效長(zhǎng)度以下部分，樁沒(méi)有顯著的水在水平荷載作用下，有效長(zhǎng)度以下部分，樁沒(méi)有顯著的水平變位。樁的入土深度小于有效長(zhǎng)度時(shí)，則不能充分發(fā)揮地平變位。樁的入土深度小于有效長(zhǎng)度時(shí)，則不能充分發(fā)揮地基的水平抗

8、力，荷載達(dá)到一定值后，樁就會(huì)傾倒而被拔出；基的水平抗力，荷載達(dá)到一定值后，樁就會(huì)傾倒而被拔出；而當(dāng)樁的入土深度大于有效長(zhǎng)度時(shí)，樁嵌固在土中某一深度而當(dāng)樁的入土深度大于有效長(zhǎng)度時(shí)，樁嵌固在土中某一深度處，地基的水平抗力得不到充分發(fā)揮，樁不致傾倒或被拔出，處，地基的水平抗力得不到充分發(fā)揮，樁不致傾倒或被拔出，而是產(chǎn)生彎曲變形。而是產(chǎn)生彎曲變形。樁的間距樁的間距 當(dāng)樁距較小（小于當(dāng)樁距較?。ㄐ∮?d）時(shí)，樁前區(qū)土中應(yīng)力將發(fā)生重迭時(shí)，樁前區(qū)土中應(yīng)力將發(fā)生重迭,地基變形大，樁的水平承載力下降；當(dāng)樁距較大時(shí)，應(yīng)力重地基變形大，樁的水平承載力下降；當(dāng)樁距較大時(shí)，應(yīng)力重迭的影響小。但樁距大，承臺(tái)尺寸也隨之增大

9、，因此，設(shè)計(jì)迭的影響小。但樁距大，承臺(tái)尺寸也隨之增大，因此，設(shè)計(jì)必須進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，全面加以考慮。必須進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，全面加以考慮。 確定水平承載力的方法確定水平承載力的方法單樁的水平承載力與豎向承載力一樣，不僅取決于地基土單樁的水平承載力與豎向承載力一樣，不僅取決于地基土的阻力而且也決定于樁身材料強(qiáng)度。設(shè)計(jì)時(shí)，仍然是先根據(jù)地的阻力而且也決定于樁身材料強(qiáng)度。設(shè)計(jì)時(shí)，仍然是先根據(jù)地基土的阻力確定單樁的水平承載力，再據(jù)此承載力考慮一定的基土的阻力確定單樁的水平承載力，再據(jù)此承載力考慮一定的安全度，按樁身材料驗(yàn)算并選定其材料強(qiáng)度。安全度，按樁身材料驗(yàn)算并選定其材料強(qiáng)度。根據(jù)地基土對(duì)樁的側(cè)向阻力確定單樁水

10、平承載力的方法，根據(jù)地基土對(duì)樁的側(cè)向阻力確定單樁水平承載力的方法，通常有以下幾種：通常有以下幾種： 水平靜載荷試驗(yàn)法：水平靜載荷試驗(yàn)法：樁的水平靜載荷試驗(yàn)是在現(xiàn)場(chǎng)條件下樁的水平靜載荷試驗(yàn)是在現(xiàn)場(chǎng)條件下進(jìn)行的，影響樁的水平承載力的各種因素都得到比較真實(shí)的反進(jìn)行的，影響樁的水平承載力的各種因素都得到比較真實(shí)的反映，因此試驗(yàn)測(cè)得的承載力和地基水平抗力系數(shù)最符合實(shí)際情映，因此試驗(yàn)測(cè)得的承載力和地基水平抗力系數(shù)最符合實(shí)際情況。況。 如果預(yù)先在樁身埋設(shè)測(cè)試原件，則試驗(yàn)資料還能反映出加如果預(yù)先在樁身埋設(shè)測(cè)試原件，則試驗(yàn)資料還能反映出加載過(guò)程中樁身截面的內(nèi)力和位移。載過(guò)程中樁身截面的內(nèi)力和位移。理論計(jì)算取值法

11、：理論計(jì)算取值法：根據(jù)樁頂?shù)乃轿灰迫菰S值，用根據(jù)樁頂?shù)乃轿灰迫菰S值，用理論公式進(jìn)行計(jì)算，從而確定單樁的水平承載力。理論公式進(jìn)行計(jì)算，從而確定單樁的水平承載力。經(jīng)驗(yàn)取值法：經(jīng)驗(yàn)取值法：根據(jù)當(dāng)?shù)貥痘氖褂媒?jīng)驗(yàn)取值，確定根據(jù)當(dāng)?shù)貥痘氖褂媒?jīng)驗(yàn)取值，確定單樁的水平承載力設(shè)計(jì)值，如北京地區(qū)單樁的水平承載力設(shè)計(jì)值，如北京地區(qū)400mm直徑灌直徑灌注樁，水平承載力取注樁，水平承載力取40 kPa 60kPa。根據(jù)樁身材料確定單樁水平承載力，是從樁身材料根據(jù)樁身材料確定單樁水平承載力，是從樁身材料 的強(qiáng)度、抗裂度驗(yàn)算出發(fā)加以確定的。的強(qiáng)度、抗裂度驗(yàn)算出發(fā)加以確定的。 按加荷方式的不同，試驗(yàn)方法有多循環(huán)加卸

12、載法和分按加荷方式的不同，試驗(yàn)方法有多循環(huán)加卸載法和分級(jí)連續(xù)加載法兩種，前者用于承受反復(fù)作用水平荷載的樁級(jí)連續(xù)加載法兩種，前者用于承受反復(fù)作用水平荷載的樁基，后者用于承受長(zhǎng)期水平荷載的樁基。詳見建筑樁基基，后者用于承受長(zhǎng)期水平荷載的樁基。詳見建筑樁基技術(shù)規(guī)范（技術(shù)規(guī)范（JGJ94-94）。）。.單樁在水平荷載作用下的計(jì)算方法單樁在水平荷載作用下的計(jì)算方法單樁在水平荷載作用下的變形和內(nèi)力計(jì)算，通常采用按單樁在水平荷載作用下的變形和內(nèi)力計(jì)算，通常采用按文克勒假定的彈性地基上梁的計(jì)算方法，即把承受水平荷載的文克勒假定的彈性地基上梁的計(jì)算方法，即把承受水平荷載的單樁視為文克爾地基上的豎直梁，通過(guò)梁的撓

13、曲微分方程解答，單樁視為文克爾地基上的豎直梁，通過(guò)梁的撓曲微分方程解答，計(jì)算樁身的彎矩和剪力，并考慮由樁頂豎向荷載產(chǎn)生的軸力，計(jì)算樁身的彎矩和剪力，并考慮由樁頂豎向荷載產(chǎn)生的軸力，進(jìn)行樁的強(qiáng)度計(jì)算。進(jìn)行樁的強(qiáng)度計(jì)算。 基本假定基本假定單樁受水平荷載時(shí)，可把土體視為直線變形體，假定深單樁受水平荷載時(shí)，可把土體視為直線變形體，假定深度度z處的水平抗力處的水平抗力x等于該點(diǎn)的水平抗力系數(shù)等于該點(diǎn)的水平抗力系數(shù)kh與該點(diǎn)的水平與該點(diǎn)的水平位移的乘積。即此時(shí)忽略樁土之間的摩阻力對(duì)水平抗力的影響位移的乘積。即此時(shí)忽略樁土之間的摩阻力對(duì)水平抗力的影響以及鄰樁的影響。以及鄰樁的影響。xkhx 地基水平抗力系數(shù)

14、地基水平抗力系數(shù) kh的分布和大小，將直接影響撓曲微分的分布和大小，將直接影響撓曲微分方程的求解和樁身截面內(nèi)力的變化。各種計(jì)算理論假定的方程的求解和樁身截面內(nèi)力的變化。各種計(jì)算理論假定的 kh分分布圖式不同。較為常用的有下列四種計(jì)算方法。布圖式不同。較為常用的有下列四種計(jì)算方法。常數(shù)法：常數(shù)法：假定沿深度為均勻分布即假定沿深度為均勻分布即kh=k。這是我國(guó)學(xué)者張有這是我國(guó)學(xué)者張有齡在三十年代提出的方法。齡在三十年代提出的方法。 k法法：假定在樁身第一撓曲零點(diǎn)以上按直線分布即：假定在樁身第一撓曲零點(diǎn)以上按直線分布即kh=kz；以以下段為常數(shù)，即下段為常數(shù)，即kh=k。 m法：法：假定假定kh沿深

15、度沿深度z成正比增加，即成正比增加，即kh=mz。見見P229表表8.12 c值法：值法：假定假定kh沿深度沿深度z按按cz1/2的規(guī)律分布，即的規(guī)律分布，即kh=cz1/2。 實(shí)測(cè)資料表明：實(shí)測(cè)資料表明：m法（當(dāng)樁的水平位移較大時(shí)）和法（當(dāng)樁的水平位移較大時(shí)）和c值法值法（當(dāng)樁的水平位移較小時(shí)）比較接近實(shí)際。（當(dāng)樁的水平位移較小時(shí)）比較接近實(shí)際。8.6 8.6 群樁基礎(chǔ)計(jì)算群樁基礎(chǔ)計(jì)算 問(wèn)題問(wèn)題1.群樁的承載力是否等于單樁承載力之和？群樁的承載力是否等于單樁承載力之和？2.單樁的沉降與群樁的沉降是否相同？單樁的沉降與群樁的沉降是否相同？3.群樁承載力和沉降如何確定？群樁承載力和沉降如何確定？

16、 群樁效應(yīng)系數(shù)：群樁效應(yīng)系數(shù)： 和群樁中各單樁承載力之群樁的承載力巖石土 6d1 群樁的工作特點(diǎn)群樁的工作特點(diǎn)1.1端承型群樁基礎(chǔ)端承型群樁基礎(chǔ) 1.端承型群樁基礎(chǔ)端承型群樁基礎(chǔ)樁頂荷栽基本上通過(guò)樁身直接樁頂荷栽基本上通過(guò)樁身直接傳遞到樁端處地基持力層，各傳遞到樁端處地基持力層，各樁在樁端處的壓力分布無(wú)明顯樁在樁端處的壓力分布無(wú)明顯的應(yīng)力迭加現(xiàn)象，故的應(yīng)力迭加現(xiàn)象，故群樁基礎(chǔ)中各基樁的工作性群樁基礎(chǔ)中各基樁的工作性狀與單樁基本一致；狀與單樁基本一致；群樁基礎(chǔ)承載力等于各單樁群樁基礎(chǔ)承載力等于各單樁承載力之和；承載力之和；群樁的沉降量幾乎等于單樁群樁的沉降量幾乎等于單樁的沉降量；的沉降量； 端承

17、型群樁基礎(chǔ)端承型群樁基礎(chǔ)1當(dāng)各樁的荷載相當(dāng)各樁的荷載相同、沉降相等、同、沉降相等、且樁距大于且樁距大于33.5倍樁徑時(shí)，群倍樁徑時(shí)，群樁的沉降量幾乎樁的沉降量幾乎等于單樁的沉降等于單樁的沉降量。量。 2.摩擦型群樁基礎(chǔ)摩擦型群樁基礎(chǔ) 摩擦樁在豎向荷載作用下群樁的作用與孤立單摩擦樁在豎向荷載作用下群樁的作用與孤立單樁是有顯著差別的。作用在摩擦樁上的荷載是通過(guò)樁是有顯著差別的。作用在摩擦樁上的荷載是通過(guò)樁樁側(cè)阻力側(cè)阻力傳遞的。由于摩擦阻力的擴(kuò)散作用，群樁中各傳遞的。由于摩擦阻力的擴(kuò)散作用，群樁中各樁傳遞的應(yīng)力互相重迭，以致樁端平面處的附加應(yīng)力樁傳遞的應(yīng)力互相重迭，以致樁端平面處的附加應(yīng)力大大超過(guò)孤

18、立的單樁，且附加應(yīng)力影響的深度和范圍大大超過(guò)孤立的單樁，且附加應(yīng)力影響的深度和范圍也比孤立的單樁大得多，群樁的樁數(shù)越多，這種影響也比孤立的單樁大得多，群樁的樁數(shù)越多，這種影響越顯著。因此摩擦樁中各樁所受荷載與孤立單樁相同越顯著。因此摩擦樁中各樁所受荷載與孤立單樁相同時(shí)，群樁的沉降量比單樁要大。如果不允許群樁的沉?xí)r，群樁的沉降量比單樁要大。如果不允許群樁的沉降量大于單樁的沉降量，則群樁中的每一根樁的平均降量大于單樁的沉降量，則群樁中的每一根樁的平均承載力將小于單樁的承載力。承載力將小于單樁的承載力。這種基樁的承載力和沉這種基樁的承載力和沉降性狀與相同地質(zhì)條件和設(shè)置方法同樣的單樁有明顯降性狀與相同

19、地質(zhì)條件和設(shè)置方法同樣的單樁有明顯差別的現(xiàn)象稱為差別的現(xiàn)象稱為群樁效應(yīng)群樁效應(yīng)。由上述可見，群樁效應(yīng)主由上述可見，群樁效應(yīng)主要針對(duì)摩擦樁而言。要針對(duì)摩擦樁而言。 端承型群樁基礎(chǔ)端承型群樁基礎(chǔ): 群樁基礎(chǔ)承載力等于群樁基礎(chǔ)承載力等于 各單樁承載力之和；各單樁承載力之和； 樁的沉降量幾乎等于樁的沉降量幾乎等于 單樁的沉降量；單樁的沉降量；群樁效應(yīng)系數(shù)：群樁效應(yīng)系數(shù)： 端承型群樁基礎(chǔ)端承型群樁基礎(chǔ)1巖石土壓力擴(kuò)散深度壓力擴(kuò)散深度 6d1.2摩擦型群樁基礎(chǔ)摩擦型群樁基礎(chǔ) 摩擦樁在豎向荷載作用下群樁的作用與摩擦樁在豎向荷載作用下群樁的作用與孤立單樁是有顯著差別的。作用在摩擦樁上孤立單樁是有顯著差別的。作

20、用在摩擦樁上的荷載是通過(guò)樁側(cè)阻力傳遞的。的荷載是通過(guò)樁側(cè)阻力傳遞的。 由于摩擦阻力的擴(kuò)散作用，群樁中各樁由于摩擦阻力的擴(kuò)散作用，群樁中各樁傳遞的應(yīng)力互相重迭，以致樁端平面處的附傳遞的應(yīng)力互相重迭，以致樁端平面處的附加應(yīng)力大大超過(guò)孤立的單樁，且附加應(yīng)力影加應(yīng)力大大超過(guò)孤立的單樁，且附加應(yīng)力影響的深度和范圍也比孤立的單樁大得多。響的深度和范圍也比孤立的單樁大得多。 群樁的樁數(shù)越多，這種影響越顯著。群樁的樁數(shù)越多，這種影響越顯著。 因此摩擦樁中各樁所受荷載與孤立單樁因此摩擦樁中各樁所受荷載與孤立單樁相同時(shí)，相同時(shí)，群樁的沉降量比單樁要大群樁的沉降量比單樁要大。如果。如果不允許群樁的沉降量大于單樁的沉

21、降量則不允許群樁的沉降量大于單樁的沉降量則群樁中的每一根樁的平均承載力將小于單群樁中的每一根樁的平均承載力將小于單樁的承載力。樁的承載力。 這種基樁的承載力和沉降性狀與相同地這種基樁的承載力和沉降性狀與相同地質(zhì)條件和設(shè)置方法的同樣單樁有明顯差別質(zhì)條件和設(shè)置方法的同樣單樁有明顯差別的現(xiàn)象稱為的現(xiàn)象稱為群樁效應(yīng)群樁效應(yīng)。即：群樁效應(yīng)主要針對(duì)摩擦樁而言即：群樁效應(yīng)主要針對(duì)摩擦樁而言。 摩擦型群樁基礎(chǔ)摩擦型群樁基礎(chǔ) 當(dāng)樁數(shù)少，樁中心距較大當(dāng)樁數(shù)少，樁中心距較大 時(shí)，樁端平面處各樁時(shí)，樁端平面處各樁傳來(lái)傳來(lái) 的壓力互不重疊，群樁的壓力互不重疊，群樁中每個(gè)單樁的工作狀態(tài)與單中每個(gè)單樁的工作狀態(tài)與單 樁一致

22、。樁一致。 群樁的承載力各單樁群樁的承載力各單樁 承載力之和承載力之和ds6 摩擦型群樁樁端平面上的壓力分布摩擦型群樁樁端平面上的壓力分布 （a）單樁單樁 摩擦群樁基礎(chǔ)摩擦群樁基礎(chǔ)應(yīng)力疊加應(yīng)力疊加 、樁底應(yīng)力增加、樁底應(yīng)力增加, ,使承載力不足使承載力不足; ;總的總的沉降增加沉降增加1對(duì)于砂土對(duì)于砂土 sp 1.0, 粘性土粘性土 sp 1.0 2.承臺(tái)下土對(duì)荷載的分擔(dān)作用承臺(tái)下土對(duì)荷載的分擔(dān)作用 考慮樁和承臺(tái)下土的共同工作，使承臺(tái)兼有淺基礎(chǔ)的考慮樁和承臺(tái)下土的共同工作，使承臺(tái)兼有淺基礎(chǔ)的 作用，組成復(fù)合樁基。作用，組成復(fù)合樁基。 承臺(tái)底分擔(dān)荷載的作用是隨著承臺(tái)底分擔(dān)荷載的作用是隨著 樁群相

23、對(duì)于樁基土向下位移幅度樁群相對(duì)于樁基土向下位移幅度 的加大而增強(qiáng)的。的加大而增強(qiáng)的。 設(shè)計(jì)復(fù)合樁基時(shí)應(yīng)注意：設(shè)計(jì)復(fù)合樁基時(shí)應(yīng)注意： 在樁基沉降不會(huì)危及建筑物的安在樁基沉降不會(huì)危及建筑物的安 全和正常使用、且臺(tái)底不與軟土全和正常使用、且臺(tái)底不與軟土 直接接觸時(shí)，才宜于開發(fā)利用直接接觸時(shí)，才宜于開發(fā)利用 承臺(tái)底土的反力的潛力。承臺(tái)底土的反力的潛力。 1-臺(tái)底土反力；臺(tái)底土反力；2-上層土位移；上層土位移； 3-樁端位移（樁基整體下沉）樁端位移（樁基整體下沉）關(guān)于承臺(tái)承載力問(wèn)題承臺(tái)下土的承載力低于淺基礎(chǔ)，承臺(tái)內(nèi)反力小于外圍承臺(tái)下土的承載力低于淺基礎(chǔ)，承臺(tái)內(nèi)反力小于外圍,雙曲線分布雙曲線分布1.承受經(jīng)

24、常出現(xiàn)的動(dòng)力作用，如鐵路橋梁樁基；承受經(jīng)常出現(xiàn)的動(dòng)力作用，如鐵路橋梁樁基；2.承臺(tái)下存在可能產(chǎn)生負(fù)摩阻力的土層；承臺(tái)下存在可能產(chǎn)生負(fù)摩阻力的土層；3.在飽和軟土中沉入密集樁群，引起超靜孔隙水壓力和土體隆在飽和軟土中沉入密集樁群，引起超靜孔隙水壓力和土體隆起，隨時(shí)間推移，樁間土逐漸固結(jié)下沉而承臺(tái)脫離；起，隨時(shí)間推移，樁間土逐漸固結(jié)下沉而承臺(tái)脫離；4.端承樁情況下不考慮承臺(tái)承載力。端承樁情況下不考慮承臺(tái)承載力。ecAicAnAqQcckck3. 群樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值 樁基的群樁效應(yīng)難以通過(guò)承臺(tái)樁基的群樁效應(yīng)難以通過(guò)承臺(tái)樁樁土相土相互作用分析的理論方法求解，為了實(shí)用的目的，互作用分析的理論方法求解

25、，為了實(shí)用的目的，樁基規(guī)范樁基規(guī)范JGJ94JGJ949494規(guī)范引用構(gòu)成規(guī)范引用構(gòu)成 基樁極限承載力諸分量的平均值與基樁極限承載力諸分量的平均值與其相應(yīng)單樁諸分量的平均值之比作為該其相應(yīng)單樁諸分量的平均值之比作為該分量的群樁效應(yīng)系數(shù)。分量的群樁效應(yīng)系數(shù)。(1).(1).對(duì)于樁數(shù)超過(guò)對(duì)于樁數(shù)超過(guò)3 3根的非端承樁復(fù)合根的非端承樁復(fù)合 樁基，宜考慮樁群、土、承臺(tái)的相樁基，宜考慮樁群、土、承臺(tái)的相 互作用效應(yīng)，其復(fù)合基樁豎向承載互作用效應(yīng)，其復(fù)合基樁豎向承載 力設(shè)計(jì)值為：力設(shè)計(jì)值為：cckQcppkQpsskQsRcckcspukspQQRnAqQcckck R單樁總極限側(cè)阻力和總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值

26、；單樁總極限側(cè)阻力和總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值； QCK相應(yīng)于任意一基樁的承臺(tái)底地基土相應(yīng)于任意一基樁的承臺(tái)底地基土 的總極限阻力的總極限阻力 標(biāo)準(zhǔn)值；標(biāo)準(zhǔn)值； qck承臺(tái)承臺(tái) 底下等于承臺(tái)半寬的深度（底下等于承臺(tái)半寬的深度（5m）范圍內(nèi)地范圍內(nèi)地 基的極限阻力標(biāo)基的極限阻力標(biāo) 準(zhǔn)值；準(zhǔn)值； Ac承臺(tái)底地基土的凈面積；承臺(tái)底地基土的凈面積；s 、P 、sP 、 c 樁側(cè)樁側(cè) 阻、樁端阻阻、樁端阻 、樁側(cè)阻端阻綜合抗力及、樁側(cè)阻端阻綜合抗力及 承承臺(tái)臺(tái) 底地基土的抗力分項(xiàng)系數(shù)，表底地基土的抗力分項(xiàng)系數(shù)，表8-16值；值；s 、 P 、 SP樁側(cè)阻、樁端阻、樁側(cè)阻端阻綜合群樁效樁側(cè)阻、樁端阻、樁側(cè)阻端阻綜

27、合群樁效 應(yīng)系數(shù)。應(yīng)系數(shù)。 kckfq2承臺(tái)寬度的深度內(nèi)(6d s6d 樁距大于樁距大于6 6倍樁徑倍樁徑 n9 n9 獨(dú)立基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ) m m 2 2 條基礎(chǔ)條基礎(chǔ) 某些單層工業(yè)廠房樁基某些單層工業(yè)廠房樁基 沉降量沉降量、沉降差沉降差、傾斜、局部?jī)A斜傾斜、局部?jī)A斜 ss 1） 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖，樁基內(nèi)任意點(diǎn)的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖，樁基內(nèi)任意點(diǎn)的最終沉降量可用角點(diǎn)法按下式計(jì)最終沉降量可用角點(diǎn)法按下式計(jì)算：算： 樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； 非軟土地區(qū)和軟土地區(qū)樁端有良非軟土地區(qū)和軟土地區(qū)樁端有良好持力層時(shí)好持力層時(shí)取取1； 軟土地區(qū)且樁端無(wú)良好持力層軟土地區(qū)且樁端無(wú)良好持力層時(shí)，當(dāng)樁長(zhǎng)時(shí)，

28、當(dāng)樁長(zhǎng)25m時(shí)，時(shí)，取取1.7,樁長(zhǎng)樁長(zhǎng)25m時(shí)，時(shí)，取取(5.9-20)l(7-100)l。e 樁基等效沉降系數(shù)。樁基等效沉降系數(shù)。ssesse 對(duì)于矩形布置的樁基，在對(duì)于矩形布置的樁基，在計(jì)算變形時(shí)可以簡(jiǎn)化：計(jì)算變形時(shí)可以簡(jiǎn)化：矩形基礎(chǔ)中點(diǎn)沉降：矩形基礎(chǔ)中點(diǎn)沉降：矩形基礎(chǔ)角點(diǎn)沉降：矩形基礎(chǔ)角點(diǎn)沉降： mjnisijijiijijjEzzps11)1()1(0nisiiiiiEzzps11104nisiiiiiEzzps11102）確定地基沉降計(jì)算深度）確定地基沉降計(jì)算深度Zn 確定地基沉降計(jì)算深度，有應(yīng)力比法和應(yīng)變比法確定地基沉降計(jì)算深度，有應(yīng)力比法和應(yīng)變比法兩種。而應(yīng)力比法是我國(guó)工程設(shè)計(jì)

29、人員十分熟悉的計(jì)算兩種。而應(yīng)力比法是我國(guó)工程設(shè)計(jì)人員十分熟悉的計(jì)算方法，因此建筑樁基技術(shù)規(guī)范方法，因此建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-94規(guī)定按應(yīng)規(guī)定按應(yīng)力比法確定，即力比法確定，即Zn 處的附加應(yīng)處的附加應(yīng) 力力z與土的自重應(yīng)力與土的自重應(yīng)力c應(yīng)符合下式要求：應(yīng)符合下式要求： 附加應(yīng)力系數(shù)根據(jù)角點(diǎn)法劃分的矩形長(zhǎng)寬比及深寬比查規(guī)范附加應(yīng)力系數(shù)根據(jù)角點(diǎn)法劃分的矩形長(zhǎng)寬比及深寬比查規(guī)范附錄附錄5。說(shuō)明：在計(jì)算樁基沉降時(shí)，應(yīng)考慮相鄰基礎(chǔ)的影響，。說(shuō)明：在計(jì)算樁基沉降時(shí)，應(yīng)考慮相鄰基礎(chǔ)的影響，采用疊加原理計(jì)算；采用疊加原理計(jì)算； cz2.0mjjjzp10規(guī)范對(duì)于規(guī)范對(duì)于Zn的確定與實(shí)際情況相比，偏大還是

30、偏??？的確定與實(shí)際情況相比，偏大還是偏??？說(shuō)明：說(shuō)明：在計(jì)算樁基沉降時(shí)，應(yīng)考慮在計(jì)算樁基沉降時(shí)，應(yīng)考慮相鄰基礎(chǔ)的影響相鄰基礎(chǔ)的影響，采，采用用疊加原理疊加原理計(jì)算；樁基等效沉降系數(shù)可按獨(dú)立基礎(chǔ)計(jì)算；樁基等效沉降系數(shù)可按獨(dú)立基礎(chǔ)計(jì)算。計(jì)算。當(dāng)樁基形狀不規(guī)則時(shí)，可采用當(dāng)樁基形狀不規(guī)則時(shí)，可采用等代矩形面積等代矩形面積計(jì)算計(jì)算樁基樁基 ，等效矩形的長(zhǎng)寬比可根據(jù)承，等效矩形的長(zhǎng)寬比可根據(jù)承臺(tái)實(shí)際形狀確定。臺(tái)實(shí)際形狀確定。等效沉降系數(shù)等效沉降系數(shù)工程地質(zhì)條件及樁基施工情況工程地質(zhì)條件及樁基施工情況 為了確定建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻下沉的原因，技術(shù)人員為了確定建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻下沉的原因，技術(shù)人員查閱了工程

31、地質(zhì)報(bào)告及其樁基施工記錄，發(fā)現(xiàn)查閱了工程地質(zhì)報(bào)告及其樁基施工記錄，發(fā)現(xiàn)4鉆孔鉆孔(緊鄰緊鄰西端墻西端墻)顯示顯示20.0-22.4m為全風(fēng)化花崗巖層為全風(fēng)化花崗巖層,5鉆孔鉆孔(緊鄰東端緊鄰東端墻墻)顯示顯示14.6-29.0m為中細(xì)砂淤泥層，軟流塑，為中細(xì)砂淤泥層，軟流塑，說(shuō)明其西面的說(shuō)明其西面的地質(zhì)情況較好，地質(zhì)情況較好，480錘擊灌注樁能直接支承于全風(fēng)化花崗巖錘擊灌注樁能直接支承于全風(fēng)化花崗巖上，如上，如靠近靠近4鉆孔的試鉆孔的試1樁施工時(shí)樁管深入土層樁施工時(shí)樁管深入土層22.3m;而東而東面地質(zhì)情況就較差，面地質(zhì)情況就較差，480錘擊灌注樁樁端支承于深達(dá)錘擊灌注樁樁端支承于深達(dá)20m的

32、的軟流塑、含中細(xì)砂的淤泥層上，如軟流塑、含中細(xì)砂的淤泥層上，如靠近靠近5鉆孔的鉆孔的162樁施樁施工時(shí)樁管深入土層達(dá)工時(shí)樁管深入土層達(dá)24.7m ,樁端僅能支承于軟流塑淤泥層上，樁端僅能支承于軟流塑淤泥層上，最后最后3陣錘擊貫入度分別為陣錘擊貫入度分別為13,12,12cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出試，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出試1樁最后樁最后3陣錘擊貫入度陣錘擊貫入度2cm的要求，東部、軸樁端持力層均出現(xiàn)的要求，東部、軸樁端持力層均出現(xiàn)這種情況。從施工設(shè)備看來(lái)，這種情況。從施工設(shè)備看來(lái)，480錘擊灌注樁機(jī)樁管總長(zhǎng)為錘擊灌注樁機(jī)樁管總長(zhǎng)為25.5 m ,是該市是該市當(dāng)時(shí)最長(zhǎng)的樁管了，但由于樁管長(zhǎng)度仍不足，故無(wú)法使樁當(dāng)時(shí)最長(zhǎng)的樁

33、管了，但由于樁管長(zhǎng)度仍不足，故無(wú)法使樁穿越該軟土層而支承在全風(fēng)化花崗巖土層上。雖然設(shè)計(jì)人穿越該軟土層而支承在全風(fēng)化花崗巖土層上。雖然設(shè)計(jì)人員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)、軸及員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)、軸及B軸樁基礎(chǔ)進(jìn)行了補(bǔ)樁處理，軸樁基礎(chǔ)進(jìn)行了補(bǔ)樁處理，希望通過(guò)提高基礎(chǔ)承載力來(lái)滿足樁承臺(tái)承受上部結(jié)構(gòu)荷載希望通過(guò)提高基礎(chǔ)承載力來(lái)滿足樁承臺(tái)承受上部結(jié)構(gòu)荷載的要求，但因受的要求，但因受洪水襲擊而使松軟欠固結(jié)的填土受水浸泡，洪水襲擊而使松軟欠固結(jié)的填土受水浸泡，水位回落后，厚達(dá)水位回落后，厚達(dá)6.6m的回填砂土對(duì)樁本身產(chǎn)生負(fù)摩擦的回填砂土對(duì)樁本身產(chǎn)生負(fù)摩擦力又力又加大了樁的負(fù)荷，使得樁基礎(chǔ)不均勻沉降仍得不到有加大了樁的負(fù)荷，使得樁基礎(chǔ)

34、不均勻沉降仍得不到有效控制。效控制。 綜上所述，深厚軟弱的樁基礎(chǔ)持力層和松散的未經(jīng)固結(jié)綜上所述，深厚軟弱的樁基礎(chǔ)持力層和松散的未經(jīng)固結(jié)的回填砂土產(chǎn)生的負(fù)摩擦力是造成建筑物樁基不均勻下沉的的回填砂土產(chǎn)生的負(fù)摩擦力是造成建筑物樁基不均勻下沉的主要原因，為確保安全，必須對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。主要原因，為確保安全，必須對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。壓力灌槳法地基加固壓力灌槳法地基加固 根據(jù)本工程地質(zhì)條件和樁基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻下沉的原因分析，根據(jù)本工程地質(zhì)條件和樁基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻下沉的原因分析，經(jīng)研究決定采用壓力灌漿法進(jìn)行處理，對(duì)、軸及經(jīng)研究決定采用壓力灌漿法進(jìn)行處理，對(duì)、軸及B軸軸樁基軟土層進(jìn)行加固，以增大土層摩擦

35、力和樁尖土層承載力，樁基軟土層進(jìn)行加固，以增大土層摩擦力和樁尖土層承載力，達(dá)到提高樁基承載力和控制地基不均勻沉降的目的。達(dá)到提高樁基承載力和控制地基不均勻沉降的目的。 施工單位進(jìn)場(chǎng)后首先進(jìn)行地質(zhì)鉆探和灌漿試驗(yàn)，證明土層施工單位進(jìn)場(chǎng)后首先進(jìn)行地質(zhì)鉆探和灌漿試驗(yàn)，證明土層可灌性良好，取灌漿半徑為可灌性良好，取灌漿半徑為0.5-1.0m,對(duì)對(duì)各樁承臺(tái)灌漿分淺部和各樁承臺(tái)灌漿分淺部和深部?jī)纱芜M(jìn)行，深部?jī)纱芜M(jìn)行，先以先以5-7m的淺孔灌漿加固樁承臺(tái)底部土層，然的淺孔灌漿加固樁承臺(tái)底部土層，然后視各樁長(zhǎng)分別以后視各樁長(zhǎng)分別以20m左右的深孔灌漿加固左右的深孔灌漿加固樁周土層樁周土層，灌漿施，灌漿施工工藝如下工工藝如下:布孔、鉆孔一下管布孔、鉆孔一下管(花管花管)一沖孔一灌漿一拔管一封一沖孔一灌漿一拔管一封孔。灌漿采用雙液灌漿法孔。灌漿采用雙液灌漿法(雙層管雙層管)，水泥為，水泥為42.5級(jí)硅酸鹽水泥級(jí)硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥;水玻璃為水玻璃為40Be，加水稀釋成，加水稀釋成27Be;漿液配漿液配比為水比為水:水泥水泥=1:1,水泥漿水泥漿:水玻璃液水玻璃液=1.5 :1;灌漿壓力取灌漿壓力取0.2-0.6MPa ;泥漿泵排量為泥漿泵排量為52L/min;拔管提升速度為拔管提升速度為5-l0cm/min;采采用振沖式灌漿機(jī)進(jìn)行灌漿施工。用振沖式灌漿機(jī)進(jìn)