樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件

第四章樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算第四章樁基礎(chǔ)的1第一節(jié)單排樁基樁內(nèi)力和位移計算

一、基本概念（一）土的彈性抗力及其分布規(guī)律樁基礎(chǔ)在荷載（包括軸向荷載、橫軸向荷載和力矩）作用下要產(chǎn)生位移（包括豎向位移、水平位移和轉(zhuǎn)角）。樁的豎向位移引起樁側(cè)土的摩阻力和樁底土的抵抗力。樁身的水平位移及轉(zhuǎn)角使樁擠壓樁側(cè)土體，樁側(cè)土必然對樁產(chǎn)生一橫向土抗力，它起抵抗外力和穩(wěn)定樁基礎(chǔ)作用，土的這種作用力稱為土的彈性抗力。第一節(jié)單排樁基樁內(nèi)力和位移計算一、基本概念2樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件3土的彈性抗力大小取決于土體性質(zhì)、樁身剛度、樁的入土深度、樁的截面形狀、樁距及荷載等因素。將樁作為彈性地基上的梁，按文克爾假定來解樁在橫向荷載作用下樁身內(nèi)力與位移計算，簡稱彈性地基梁法。文克爾假定：梁身任一點的土抗力和該點的位移成正比土的彈性抗力大小取決于土體性質(zhì)、樁身剛度、樁的入土深度、樁的4假定土的橫向土抗力符合文克爾假定，則可表示為：地基系數(shù)C表示單位面積土在彈性限度內(nèi)產(chǎn)生單位變形時所需加的力。其大小與地基土的類別、物理力學性質(zhì)有關(guān)，還隨著深度而變化。C值的不同相應(yīng)產(chǎn)生幾種基樁內(nèi)力和位移計算的方法。假定土的橫向土抗力符合文克爾假定，則可表示為：51、“m”法：假定地基系數(shù)C隨深度成比例增長，即C=mZ，m稱為地基比例系數(shù)（KN/m4）。2、“k”法：假定地基系數(shù)C隨深度呈折線變化。3、“c值”法：假定地基系數(shù)C隨深度成拋物線規(guī)律增加，即C=cZ0.5。4、“C”法：假定地基系數(shù)C沿深度為均勻分布，不隨深度變化預(yù)審。1、“m”法：假定地基系數(shù)C隨深度成比例增長，即C=mZ，6（二）單樁、單排樁與多排樁單樁、單排樁是指在與水平外力H作用面相垂直的平面上，由單根或多根樁組成的單根（排）樁的樁基礎(chǔ)。對單樁，上部荷載全部由其承擔。（二）單樁、單排樁與多排樁單樁、單排樁是指在與水平外力H作7樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件8對于單排樁，當N在承臺橫橋向無偏心時，則可以假定它是平均分布在各樁上的，即對于單排樁，當N在承臺橫橋向無偏心時，則可以假定它是平均分布9多排樁，指在水平外力作用平面內(nèi)有一根以上的樁的樁基樁。其計算各樁頂作用力須應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學方法另行計算。多排樁，指在水平外力作用平面內(nèi)有一根以上的樁的樁基樁。其計算10（三）樁的計算寬度

為了將空間受力簡化為平面受力，并綜合考慮樁的截面形狀及多排樁樁間的相互遮蔽作用，將樁的設(shè)計寬度（直徑）換算成相當實際工作條件下，矩形截面樁的寬度b1，b1稱為樁的計算寬度。表示為：（三）樁的計算寬度為了將空間受力簡化為平面受力，并綜合考慮11樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件12（四）剛性樁與彈性樁

按照樁與土的相對剛度，將樁分為剛性樁和彈性樁。當樁的入土深度h>2.5/α時，這時樁的相對剛度小，必須考慮樁的實際剛度，按彈性樁來計算．其中α=稱為樁的變形系數(shù)。當樁的入土深度h≤2.5/α時，則樁的相對剛度較大，屬剛性樁。（四）剛性樁與彈性樁按照樁與土的相對剛度，將樁分為剛性樁和13二、“m”法彈性單排樁基樁內(nèi)力和位移計算

基本假定：認為樁側(cè)土為文克爾離散線性彈簧，不考慮樁土之間的粘著力和摩阻力，樁作為彈性構(gòu)件考慮，當樁受到水平外力作用后，樁土協(xié)調(diào)變形，任一深度Z處所產(chǎn)生的樁側(cè)土水平抗力與該點水平位移xz成正比，即σzx=Cxz，且地基系數(shù)C隨深度成正比增長C=mz。二、“m”法彈性單排樁基樁內(nèi)力和位移計算基本假定：認為樁側(cè)14樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件15樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件16樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件17樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件18樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件19樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件20樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件21樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件22樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件23樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件24樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件25樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件26樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件27樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件28樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件29樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件30四、"m“法彈性多排樁基樁內(nèi)力與位移計算四、"m“法彈性多排樁基樁內(nèi)力與位移計算31樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件32樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件33樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件34樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件35樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件36樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件37樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件38樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件39樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件40樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件41樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件42第三節(jié)群樁基礎(chǔ)的豎向分析及其驗算

一、群樁基礎(chǔ)的工作性狀及其特點

1.柱樁群樁基礎(chǔ)2.摩擦樁群樁基礎(chǔ)3群樁效應(yīng)第三節(jié)群樁基礎(chǔ)的豎向分析及其驗算一、群樁基礎(chǔ)的工作431.群樁與群樁效應(yīng)巖石土壓力擴散深度>6d1.群樁與群樁效應(yīng)巖石土壓力擴散深度>6d44一群樁(Pilegroup)與群樁效應(yīng)1預(yù)制樁沉樁

砂土,非飽和土和一般粘性土,填土有擠密作用,使承載力增加飽和粘土,超靜孔壓積累,地面上浮,先入樁上浮,土層擾動,使承載力降低2應(yīng)力疊加

樁底應(yīng)力增加,使承載力不足;總的沉降增加3樁之間互相調(diào)節(jié)

個別樁承載力低總體上可互補;個別樁受荷,其他樁幫助傳遞荷載4承臺可部分承受荷載一群樁(Pilegroup)與群樁效應(yīng)1預(yù)制樁沉樁45應(yīng)力疊加樁底應(yīng)力增加,使承載力不足;總的沉降增加應(yīng)力疊加樁底應(yīng)力增加,使承載力不足;總的沉降增加46二、群樁基礎(chǔ)承載力驗算1.樁底持力層承載力驗算

二、群樁基礎(chǔ)承載力驗算47群樁基礎(chǔ)沉降驗算

群樁基礎(chǔ)沉降驗算48第四節(jié)承臺計算

第四節(jié)承臺計算49樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件50樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件51樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件52第五節(jié)樁基礎(chǔ)的設(shè)計

一、樁基礎(chǔ)類型的選擇

（一）承臺底面標高的考慮

承臺底面的標高應(yīng)根據(jù)樁的受力情況，樁的剛度和地形、地質(zhì)、水流、施工等條件確定。（二）柱樁樁基和摩擦樁樁基的考慮

柱樁與摩擦樁的選擇主要根據(jù)地質(zhì)和受力情況確定。第五節(jié)樁基礎(chǔ)的設(shè)計一、樁基礎(chǔ)類型的選擇53（三）單排樁樁基礎(chǔ)和多排樁樁基礎(chǔ)的考慮

單排樁樁基與多排樁樁基的確定主要根據(jù)受力情況，并與樁長、樁數(shù)的確定密切相關(guān)。多排樁穩(wěn)定性好，抗彎剛度較大，能承受較大的水平荷載，水平位移小，但多排樁的設(shè)置將會增大承臺的尺寸，增加施工困難，有時還影響航道單排樁與此相反，能較好地與柱式墩臺結(jié)構(gòu)形式配用，可節(jié)省圬工，減小作用在樁基的豎向荷載。（三）單排樁樁基礎(chǔ)和多排樁樁基礎(chǔ)的考慮54二、樁徑、樁長的擬定（一）樁徑擬定（二）樁長擬定三、確定基樁的根數(shù)及其在平面的布置（一）樁的根數(shù)估算二、樁徑、樁長的擬定55（二）樁的間距確定（三）樁的平面布置四、樁基礎(chǔ)設(shè)計方案檢驗（一）單根基樁的檢臉1.單樁軸向承載力檢驗(1)按地基土的支承力確定和驗算單樁軸向承載力。(2)按樁身材料強度確定和檢驗單樁承載力。（二）樁的間距確定562.單樁橫向承載檢驗。3.單樁水平位移檢驗。4.彈性樁單樁樁側(cè)土的水平向土抗力強度檢驗，（二）群樁基礎(chǔ)承載力和沉降檢驗（三）承臺強度檢驗2.單樁橫向承載檢驗。57五、樁基礎(chǔ)設(shè)計計算步驟與程序五、樁基礎(chǔ)設(shè)計計算步驟與程序58樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件59第四章樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算第四章樁基礎(chǔ)的60第一節(jié)單排樁基樁內(nèi)力和位移計算

一、基本概念（一）土的彈性抗力及其分布規(guī)律樁基礎(chǔ)在荷載（包括軸向荷載、橫軸向荷載和力矩）作用下要產(chǎn)生位移（包括豎向位移、水平位移和轉(zhuǎn)角）。樁的豎向位移引起樁側(cè)土的摩阻力和樁底土的抵抗力。樁身的水平位移及轉(zhuǎn)角使樁擠壓樁側(cè)土體，樁側(cè)土必然對樁產(chǎn)生一橫向土抗力，它起抵抗外力和穩(wěn)定樁基礎(chǔ)作用，土的這種作用力稱為土的彈性抗力。第一節(jié)單排樁基樁內(nèi)力和位移計算一、基本概念61樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件62土的彈性抗力大小取決于土體性質(zhì)、樁身剛度、樁的入土深度、樁的截面形狀、樁距及荷載等因素。將樁作為彈性地基上的梁，按文克爾假定來解樁在橫向荷載作用下樁身內(nèi)力與位移計算，簡稱彈性地基梁法。文克爾假定：梁身任一點的土抗力和該點的位移成正比土的彈性抗力大小取決于土體性質(zhì)、樁身剛度、樁的入土深度、樁的63假定土的橫向土抗力符合文克爾假定，則可表示為：地基系數(shù)C表示單位面積土在彈性限度內(nèi)產(chǎn)生單位變形時所需加的力。其大小與地基土的類別、物理力學性質(zhì)有關(guān)，還隨著深度而變化。C值的不同相應(yīng)產(chǎn)生幾種基樁內(nèi)力和位移計算的方法。假定土的橫向土抗力符合文克爾假定，則可表示為：641、“m”法：假定地基系數(shù)C隨深度成比例增長，即C=mZ，m稱為地基比例系數(shù)（KN/m4）。2、“k”法：假定地基系數(shù)C隨深度呈折線變化。3、“c值”法：假定地基系數(shù)C隨深度成拋物線規(guī)律增加，即C=cZ0.5。4、“C”法：假定地基系數(shù)C沿深度為均勻分布，不隨深度變化預(yù)審。1、“m”法：假定地基系數(shù)C隨深度成比例增長，即C=mZ，65（二）單樁、單排樁與多排樁單樁、單排樁是指在與水平外力H作用面相垂直的平面上，由單根或多根樁組成的單根（排）樁的樁基礎(chǔ)。對單樁，上部荷載全部由其承擔。（二）單樁、單排樁與多排樁單樁、單排樁是指在與水平外力H作66樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件67對于單排樁，當N在承臺橫橋向無偏心時，則可以假定它是平均分布在各樁上的，即對于單排樁，當N在承臺橫橋向無偏心時，則可以假定它是平均分布68多排樁，指在水平外力作用平面內(nèi)有一根以上的樁的樁基樁。其計算各樁頂作用力須應(yīng)用結(jié)構(gòu)力學方法另行計算。多排樁，指在水平外力作用平面內(nèi)有一根以上的樁的樁基樁。其計算69（三）樁的計算寬度

為了將空間受力簡化為平面受力，并綜合考慮樁的截面形狀及多排樁樁間的相互遮蔽作用，將樁的設(shè)計寬度（直徑）換算成相當實際工作條件下，矩形截面樁的寬度b1，b1稱為樁的計算寬度。表示為：（三）樁的計算寬度為了將空間受力簡化為平面受力，并綜合考慮70樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件71（四）剛性樁與彈性樁

按照樁與土的相對剛度，將樁分為剛性樁和彈性樁。當樁的入土深度h>2.5/α時，這時樁的相對剛度小，必須考慮樁的實際剛度，按彈性樁來計算．其中α=稱為樁的變形系數(shù)。當樁的入土深度h≤2.5/α時，則樁的相對剛度較大，屬剛性樁。（四）剛性樁與彈性樁按照樁與土的相對剛度，將樁分為剛性樁和72二、“m”法彈性單排樁基樁內(nèi)力和位移計算

基本假定：認為樁側(cè)土為文克爾離散線性彈簧，不考慮樁土之間的粘著力和摩阻力，樁作為彈性構(gòu)件考慮，當樁受到水平外力作用后，樁土協(xié)調(diào)變形，任一深度Z處所產(chǎn)生的樁側(cè)土水平抗力與該點水平位移xz成正比，即σzx=Cxz，且地基系數(shù)C隨深度成正比增長C=mz。二、“m”法彈性單排樁基樁內(nèi)力和位移計算基本假定：認為樁側(cè)73樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件74樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件75樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件76樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件77樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件78樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件79樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件80樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件81樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件82樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件83樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件84樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件85樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件86樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件87樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件88樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件89四、"m“法彈性多排樁基樁內(nèi)力與位移計算四、"m“法彈性多排樁基樁內(nèi)力與位移計算90樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件91樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件92樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件93樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件94樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件95樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件96樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件97樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件98樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件99樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件100樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件101第三節(jié)群樁基礎(chǔ)的豎向分析及其驗算

一、群樁基礎(chǔ)的工作性狀及其特點

1.柱樁群樁基礎(chǔ)2.摩擦樁群樁基礎(chǔ)3群樁效應(yīng)第三節(jié)群樁基礎(chǔ)的豎向分析及其驗算一、群樁基礎(chǔ)的工作1021.群樁與群樁效應(yīng)巖石土壓力擴散深度>6d1.群樁與群樁效應(yīng)巖石土壓力擴散深度>6d103一群樁(Pilegroup)與群樁效應(yīng)1預(yù)制樁沉樁

砂土,非飽和土和一般粘性土,填土有擠密作用,使承載力增加飽和粘土,超靜孔壓積累,地面上浮,先入樁上浮,土層擾動,使承載力降低2應(yīng)力疊加

樁底應(yīng)力增加,使承載力不足;總的沉降增加3樁之間互相調(diào)節(jié)

個別樁承載力低總體上可互補;個別樁受荷,其他樁幫助傳遞荷載4承臺可部分承受荷載一群樁(Pilegroup)與群樁效應(yīng)1預(yù)制樁沉樁104應(yīng)力疊加樁底應(yīng)力增加,使承載力不足;總的沉降增加應(yīng)力疊加樁底應(yīng)力增加,使承載力不足;總的沉降增加105二、群樁基礎(chǔ)承載力驗算1.樁底持力層承載力驗算

二、群樁基礎(chǔ)承載力驗算106群樁基礎(chǔ)沉降驗算

群樁基礎(chǔ)沉降驗算107第四節(jié)承臺計算

第四節(jié)承臺計算108樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件109樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件110樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算課件111第五節(jié)樁基礎(chǔ)的設(shè)計

一、樁基礎(chǔ)類型的選擇

（一）承臺底面標高的考慮

承