群樁基礎(chǔ)計算

群樁基礎(chǔ)計算第一頁，共135頁。群樁與群樁效應(yīng)巖石土壓力擴(kuò)散深度>6d第二頁，共135頁。8.6群樁基礎(chǔ)計算

問題:單樁承載力加起來等于群樁承載力？群樁基礎(chǔ)：由2根以上樁組成的樁基稱為群樁基礎(chǔ)。第三頁，共135頁。群樁基礎(chǔ)中樁的極限承載力確定極為復(fù)雜，與樁的間距、土質(zhì)、樁數(shù)、樁徑、入土深度以及樁的類型和排列方式等因素有關(guān)。第四頁，共135頁。8.6.1群樁的工作特點由于承臺、樁、土的相互作用，群樁基礎(chǔ)中的一根樁的受力特性與相同條件獨立單樁有顯著差別。對于群樁基礎(chǔ)，作用于承臺上的荷載實際上是由樁和地基土共同承擔(dān)，由于承臺、樁、地基土的相互作用情況不同，使樁端、樁側(cè)阻力和地基土的阻力因樁基類型而異。

第五頁，共135頁。8.6.1.1端承型群樁基礎(chǔ)：

承載力：

沉降：

巖石土樁土相對變形小端承型樁基的樁底持力層剛硬，樁端貫入變形較小，由樁身壓縮引起的樁頂沉降也不大，因而承臺底面土反力（接觸應(yīng)力）很小。第六頁，共135頁。8.6.1.2摩擦型群樁基礎(chǔ)：摩擦型群樁主要通過每根樁側(cè)的摩阻力將上部荷載傳遞到樁周及樁端土層中，且一般假定樁側(cè)摩阻力在土中引起的附加應(yīng)力按某一角度，沿樁長向下部擴(kuò)散，至樁端平面處。第七頁，共135頁。當(dāng)樁數(shù)少，樁中心距較大時，Sa一般大于6d，樁端平面處各樁傳來的壓力互不重疊或重疊不多。>6d承載力：

沉降：

各種影響將趨于消失，各樁的工作性狀接近于獨立單樁。8.6.1.2摩擦型群樁基礎(chǔ)：第八頁，共135頁。8.6.1.2摩擦型群樁基礎(chǔ)：當(dāng)樁數(shù)較多，樁距較小時，當(dāng)樁距S=（3~4d）時，群樁樁端平面上的應(yīng)力因各相鄰樁樁周擴(kuò)散應(yīng)力的相互重疊而增大。樁端處壓力比單樁時大得多，群樁承載力小于各單樁承載力之和，沉降量則大于單樁沉降量。第九頁，共135頁。8.6.2承臺下土對荷載的分擔(dān)作用

復(fù)合基樁：樁基在荷載作用下，由樁和承臺底地基土共同承擔(dān)荷載，構(gòu)成復(fù)合樁基。復(fù)合樁基中基樁的承載力含有承臺底面土反力。稱之為復(fù)合基樁。承臺底分擔(dān)荷載的作用隨樁群相對于基土向下位移幅度的加大而增強(qiáng)。為了保證臺底與土保持接觸而不脫開，并提供足夠的土阻力，則樁端必須貫入持力層促使群樁整體下沉。馬鞍形分布第十頁，共135頁。承臺底反力的分布內(nèi)區(qū)和外區(qū)是不同的。剛性承臺底面土反力呈馬鞍形分布內(nèi)區(qū)反力比外區(qū)反力小而且比較均勻第十一頁，共135頁。設(shè)計時注意：承臺分擔(dān)荷載是以樁基的整體下沉為前提。下列情況不能考慮承臺的荷載的分擔(dān)效應(yīng)：

①承受經(jīng)常出現(xiàn)的動力荷載（例鐵路橋梁樁基）

②承臺下存在可能產(chǎn)生負(fù)摩擦力的土層。（例如：欠固結(jié)土、新近填土、濕陷性黃土、軟土，降水地基和抽取水、油、氣等地區(qū)）。③在飽和軟土中沉入密集群樁，引起超靜孔隙水壓力和土體隆起，隨著時間推移，樁間土逐漸固結(jié)下沉而與承臺脫離。第十二頁，共135頁。8.6.3復(fù)合基樁的豎向承載力特征值第十三頁，共135頁。8.6.3復(fù)合基樁的豎向承載力特征值第十四頁，共135頁。8.6.3復(fù)合基樁的豎向承載力特征值第十五頁，共135頁。8.6.3復(fù)合基樁的豎向承載力特征值第十六頁，共135頁。8.6.5基樁豎向承載力荷載驗算1.荷載效應(yīng)基本組合(1)中心荷載實際分布假設(shè)的分布FG假設(shè)每個樁的荷載：基樁或復(fù)合基樁豎向承載力特征值。第十七頁，共135頁。

偏心豎向荷載——荷載線性分布假設(shè)MyMx987216345XYx7y7：荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合偏心豎向力作用下，樁頂最大豎向力。第十八頁，共135頁。第十九頁，共135頁。2.地震作用效應(yīng)組合地震震害調(diào)查表明，不論樁周土類別如何，基樁豎向承載力均可提高25%，故：軸心荷載作用下

偏心荷載作用下

可不考慮地震作用的情況,見教材236頁.第二十頁，共135頁。四軟弱下臥層的驗算1Sa6d時，樁端持力層下存在承載力低于樁端持力層承載力1/3的軟弱下臥層時，驗算?！w沖剪破壞僅經(jīng)深度修正173頁按整體基礎(chǔ)第二十一頁，共135頁。第二十二頁，共135頁。五樁基沉降計算一般不計樁身壓縮量及樁與土間的相對位移，以假想基礎(chǔ)為剛性整體，驗算樁端以下土沉降1.需要進(jìn)行沉降計算：甲（1）級建筑物的建筑物樁基對沉降有嚴(yán)格要求的建筑物樁基體型復(fù)雜或樁端以下存在軟弱土層的乙（2）級建筑物樁基2.不需沉降計算的情況丙（3）級建筑物樁基

s>6d樁距大于6倍樁徑n>9獨立基礎(chǔ)的

m2條形基礎(chǔ)某些單層工業(yè)廠房樁基第二十三頁，共135頁。計算矩形樁基中點沉降時，樁基沉降量可按下式簡化計算：第二十四頁，共135頁。第二十五頁，共135頁。8.7樁基礎(chǔ)設(shè)計1.進(jìn)行調(diào)查研究、場地勘察，收集有關(guān)資料；2.綜合勘察報告、荷載情況、使用要求、上部結(jié)構(gòu)條件等確定樁基持力層；3.選擇樁材，確定樁的類型、外形尺寸和構(gòu)造；4.確定單樁承載力特征值；5.根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載情況，初步擬定樁的數(shù)量和平面布置；樁基礎(chǔ)設(shè)計步驟：第二十六頁，共135頁。8.7樁基礎(chǔ)設(shè)計6.根據(jù)樁的平面布置，初步擬定承臺的輪廓尺寸及承臺底的標(biāo)高；7.驗算作用于單樁上的豎向和橫向荷載；8.驗算承臺尺寸及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；9.必要時驗算樁基的整體承載力和沉降量，當(dāng)樁端下有軟弱下臥層時，驗算軟弱下臥層的地基承載力；10.單樁設(shè)計，繪制樁和承臺的結(jié)構(gòu)及施工詳圖。樁基礎(chǔ)設(shè)計步驟：第二十七頁，共135頁。8.7.2樁型、樁長和截面尺寸選擇盡量使承臺底面位于地下水位面以上且土質(zhì)較好的土層內(nèi)。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，樁進(jìn)入液化層以下穩(wěn)定土層中的長度（不包括樁尖部分）應(yīng)按計算確定。對于粘性土、粉土不宜小于2d(d為樁徑)，砂土不易小于1.5d，碎石類土不宜小于1d。當(dāng)存在軟弱下臥層時，樁端以下硬持力層厚度不宜小于3d，嵌巖灌注樁嵌入傾斜的完整和較完整巖石全斷面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m。如各種條件許可，樁端全截面進(jìn)入持力層的深度宜達(dá)到樁端阻力的臨界深度，以使端阻力充分發(fā)揮。嵌巖樁要求樁底下3d范圍內(nèi)，應(yīng)無軟弱夾層、斷裂帶、洞穴和空隙分布。第二十八頁，共135頁。8.7.2樁型、樁長和截面尺寸選擇臨界深度：當(dāng)硬持力層較厚且施工條件允許時，樁端進(jìn)入持力層的深度應(yīng)盡可能達(dá)到樁端阻力的臨界深度，以提高樁端阻力。該臨界深度值對于砂、礫為（3~6d），對于粉土、粘性土為（5~10d）。第二十九頁，共135頁。8.7.3樁數(shù)及樁位布置8.7.3.1樁的根數(shù)——作用在承臺上的軸向壓力設(shè)計值；——承臺及其上方填土的重力；初步確定樁數(shù)時，先不考慮群樁效應(yīng)，根據(jù)單樁豎向承載力特征值Ra，當(dāng)樁基為軸心受壓時，樁數(shù)n按下式估算：（1）偏心受壓時，若樁的布置使得群樁橫截面的重心與荷載合力作用點重合，樁數(shù)仍可以按上式確定；（2）否則，應(yīng)將上式確定的樁數(shù)增加10%~20%；（3）必要時，驗算軟弱下臥層和樁基沉降。第三十頁，共135頁。8.7.3.2樁的中心距樁的間距過大，承臺體積增加，造價提高；間距過小，樁的承載能力不能充分發(fā)揮，且給施工造成困難。第三十一頁，共135頁。樁的平面布置實例第三十二頁，共135頁。8.7.3.3樁位的布置2.樁基中各樁受力應(yīng)比較均勻，布樁時應(yīng)盡可能使上部荷載的中心與群樁的橫截面形心重合或接近；1.當(dāng)承臺承受偏心作用時，應(yīng)增加樁基橫截面的慣性矩，對群樁基礎(chǔ)，宜采用外密內(nèi)疏的布置方式；第三十三頁，共135頁。樁在平面上可布置為：方形（或矩形）、三角形、多邊形、梅花形；條形基礎(chǔ)下的樁，可采用單排或雙排，也可采用不等距。柱下樁基墻下樁基圓（環(huán)）形樁基8.7.3.3布樁方法舉例第三十四頁，共135頁。對橫墻下樁基，可在外縱墻之外設(shè)一至二根“探頭”樁。在有門洞口的墻下布樁應(yīng)將樁設(shè)置在門洞的兩側(cè)。外縱墻下"探頭"樁"探頭"樁架式承臺重墻下架式承臺樁第三十五頁，共135頁。（1）預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度等級宜大于等于C30，采用靜壓法沉樁時，可適當(dāng)降低，但不宜小于C20。（2）預(yù)應(yīng)力混凝土樁的混凝土強(qiáng)度等級宜大于等于C40。（3）預(yù)制樁的主筋（縱向）應(yīng)按計算確定并根據(jù)斷面的大小及形狀選用4~8根直徑為14~25mm的鋼筋。（4）最小配筋率宜大于等于0.8%，一般可為1%左右，靜壓法沉樁時宜大于等于0.6%。8.7.4樁身截面強(qiáng)度計算預(yù)制樁：第三十六頁，共135頁。8.7.4樁身截面強(qiáng)度計算（7）主筋的混凝土保護(hù)層應(yīng)大于等于30mm，樁上必須埋設(shè)吊環(huán)，位置由計算確定。樁的混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的100%才可起吊和運輸。（5）箍筋直徑可取6~8mm，間距小于等于200mm，在樁頂和樁尖處應(yīng)適當(dāng)加密。（6）用打入法沉樁時，直接受到錘擊的樁頂應(yīng)設(shè)置三層的鋼筋網(wǎng)，層距50mm。樁尖應(yīng)焊接在一根圓鋼上，或在樁尖處用鋼板加強(qiáng)。預(yù)制樁：第三十七頁，共135頁。（1）灌注樁的混凝土強(qiáng)度等級一般應(yīng)大于等于C25，混凝土預(yù)制樁尖應(yīng)大于等于C30。（2）當(dāng)樁頂軸向壓力和水平力滿足《樁基規(guī)范》受力條件時，可按構(gòu)造要求配置樁頂與承臺的連接鋼筋籠。（3）對甲級建筑樁基，配置6~10根主筋，，錨入承臺（主筋直徑），伸入樁身長度大于等于10d，且不小于承臺下軟弱土層底深度；（4）對于乙級建筑樁基，可配置4~8根的主筋。錨入承臺，且伸入樁身長度大于等于5d，對于沉管灌注樁，配筋長度不應(yīng)小于承臺軟弱土層層底厚度；丙級建筑樁基可不配構(gòu)造鋼筋。8.7.4樁身截面強(qiáng)度計算灌注樁：第三十八頁，共135頁。8.7.4樁身截面強(qiáng)度計算起吊驗算：預(yù)制樁除滿足上述計算外，還應(yīng)考慮運輸、起吊和撞擊過程中各種強(qiáng)度驗算。樁在自重作用下產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力與吊點的數(shù)量與位置有關(guān)、樁長在20m以下者，起吊時一般采用雙點吊；在打樁架龍門吊立時，采用單點吊。見圖8-31。第三十九頁，共135頁。預(yù)制樁施工階段驗算：預(yù)制樁的彎矩一般與樁的起吊、運輸、錘擊過程中的各種強(qiáng)度驗算有關(guān)。樁長在20m以下者，起吊時采用雙點起吊；在打樁架龍門吊立時，采用單點吊。

預(yù)制樁的吊點位置和彎矩圖（a）雙點起吊；（b）單點起吊0.207L0.207LLM1M2M1=M2=0.0214kqL2（a）0.293LLM1M2M1=M2=0.0429kqL2（b）第四十頁，共135頁。樁身混凝土強(qiáng)度等級采用C30，Ⅱ級鋼筋，故樁身截面有效高度

兩端各長10m，采用兩點吊立的強(qiáng)度進(jìn)行樁身配筋設(shè)計。吊點位置在距樁頂、樁端全截面0.207L（L=10m）處，起吊時樁身最大正負(fù)彎矩，其中，K=1.3，q=0.402×25×1.2=4.8KN/m，為每沿米樁的自重（1.2為恒荷載分項系數(shù)）。，則

樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖

第四十一頁，共135頁。210，因此整個截面主筋為410（As=314㎜2），

對應(yīng)，樁身受拉主筋配筋量取﹪，不滿足最小配筋率，取422（As=1520㎜2），其他構(gòu)造鋼筋詳見施工圖。故按構(gòu)造配筋取=1％，有：其配筋率第四十二頁，共135頁。預(yù)制樁施工階段驗算：吊點位置應(yīng)按吊點間的正彎矩和吊點處的負(fù)彎矩相等的條件確定。如圖所示，式中的q為樁單位長度的重力。K=1.3。預(yù)制樁的吊點位置和彎矩圖（a）雙點起吊；（b）單點起吊0.207L0.207LLM1M2M1=M2=0.0214kqL2（a）0.293LLM1M2M1=M2=0.0429kqL2（b）捶擊振動驗算：詳見樁基規(guī)范。第四十三頁，共135頁。混凝土預(yù)制樁第四十四頁，共135頁。8.7.5樁基承臺設(shè)計類型：柱下獨立承臺、柱下或墻下條形承臺梁、筏板承臺和箱形承臺。作用：是將樁聯(lián)結(jié)成一個整體，并把建筑物的荷載傳到樁上，因而承臺應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度。樁基承臺設(shè)計內(nèi)容：構(gòu)造；計算：受彎、受沖切、受剪、局壓承載力第四十五頁，共135頁。8.8.1樁基承臺構(gòu)造要求1.承臺的平面尺寸和厚度：厚度≥300㎜，寬度≥500㎜。平面尺寸：承臺邊緣至邊樁中心距離不應(yīng)小于樁的直徑或邊長，且樁的外邊緣至承臺的外邊緣的距離應(yīng)≥150㎜，對于條形承臺梁應(yīng)≥75㎜。筏形、箱形承臺：承臺板厚度：宜≥250㎜，且板厚與計算區(qū)段最小跨度之比不宜小于1/20。第四十六頁，共135頁。2.混凝土強(qiáng)度：≥C15，采用HRB335級鋼筋時宜大于等于C20。3.鋼筋保護(hù)層厚度：臺底鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度宜≥70㎜。當(dāng)有混凝土墊層時不應(yīng)小于40㎜，此外尚不小于樁頭嵌入承臺內(nèi)的長度。第四十七頁，共135頁。4.鋼筋配置：承臺的配筋按計算確定，對于矩形承臺板，宜雙向均勻配置，鋼筋直徑宜≥φ10，間距應(yīng)滿足100～200㎜；對于三樁承臺，應(yīng)按三向板帶均勻配置，最里面3根鋼筋相交圍成的三角形，應(yīng)位于柱截面范圍以內(nèi)[見圖]。條形承臺梁的縱向主筋應(yīng)≥φ12，架立筋≥φ10，箍筋直徑≥φ6。筏形、箱形承臺配筋與筏基、箱基相同。第四十八頁，共135頁。（a）矩形承臺配筋（b）三樁承臺配筋（c）承臺梁配筋第四十九頁，共135頁。5.樁頂與承臺的連接構(gòu)造樁頂嵌入長度：為保證群樁與承臺之間連接的整體性，樁頂應(yīng)嵌入承臺一定長度，對大直徑樁宜≥100㎜；對中等直徑樁宜≥50㎜。樁頂主筋錨固長度：混凝土樁的樁頂主筋應(yīng)伸入承臺內(nèi)，其錨固長度宜≥35倍鋼筋直徑，對于抗拔樁基應(yīng)按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》確定。第五十頁，共135頁。6.承臺之間的連接構(gòu)造一柱一樁時樁基承臺宜在雙向設(shè)置聯(lián)系梁。兩樁樁基承臺：宜在其短向設(shè)置聯(lián)系梁。有抗震要求的柱下獨立承臺：宜在雙向設(shè)置聯(lián)系梁。聯(lián)系梁頂面宜與承臺頂位于同一標(biāo)高，梁寬應(yīng)≥200㎜，梁高可取承臺中心距的1/10～1/15，并配置不小于4φ12的鋼筋。配筋：計算、構(gòu)造。第五十一頁，共135頁。第五十二頁，共135頁。7.承臺埋深：應(yīng)≥600㎜；在季節(jié)性凍土等地區(qū)≥1000㎜。保證承臺周圍填土質(zhì)量、密實性。d第五十三頁，共135頁。8.7.5.2承臺內(nèi)力計算1.受彎計算（1）柱下多樁矩形承臺其破壞特征呈梁式破壞：撓曲裂縫在平行于柱邊兩個方向交替出現(xiàn)，承臺在兩個方向交替呈梁式承擔(dān)荷載。最大彎矩產(chǎn)生在平行于柱邊兩個方向的屈服線處。第五十四頁，共135頁。

垂直于x、y軸方向計算截面彎矩設(shè)計值；垂直y軸和x軸方向自樁軸線到相應(yīng)計算截面的距離；扣除承臺和承臺上土重設(shè)計值后i樁豎向凈反力設(shè)計值；當(dāng)不考慮承臺效應(yīng)時，則為第i根樁的豎向總反力設(shè)計值。多樁矩形承臺計算截面取在柱邊和承臺高度變化處。第五十五頁，共135頁。（2）柱下三樁三角形承臺等邊三角形承臺破壞形式：等腰三角形承臺破壞形式：第五十六頁，共135頁。柱下三樁三角形承臺受彎計算1)等邊三樁承臺：s式中：M—由承臺形心至承臺邊緣距離范圍內(nèi)板帶的彎距設(shè)計值；

Nmax—扣除承合和其上填土自重后的三樁中相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的最大單樁豎向力設(shè)計值;

s—樁距;

c—方柱邊長，圓柱時c=0.866d(d為圓柱直徑)。第五十七頁，共135頁。sαsc2c12)等腰三樁承臺：式中：M1、M2—分別由承臺形心至承臺兩腰和底邊距離范圍內(nèi)板帶的彎距設(shè)計值；

Nmax—扣除承合和其上填土自重后的三樁中相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的最大單樁豎向力設(shè)計值;

s—長向樁距;

α—短向樁距與長向樁距之比，當(dāng)α小于0.5時，應(yīng)按變截面兩樁設(shè)計；

c1、c2—分別垂直于、平行于承臺底邊的柱截面邊長。第五十八頁，共135頁。柱下三樁三角形承臺也可按下式計算計算截面應(yīng)在柱邊按下式計算：當(dāng)計算彎矩截面不與主筋方向正交時，須對主筋方向角進(jìn)行換算。第五十九頁，共135頁。(3)柱下或墻下條形承臺梁柱下條形承臺的正截面彎矩設(shè)計值一般可按彈性地基梁進(jìn)行分析，地基的計算模型應(yīng)根據(jù)地基土層的特性選取。當(dāng)樁端持力層較硬且樁軸線不重合時，可視樁為不動支座，按連續(xù)梁計算。墻下條形承臺梁可按倒置的彈性地基梁計算彎矩和剪力。第六十頁，共135頁。受彎承載力計算根據(jù)承臺內(nèi)力M，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范設(shè)計。近似計算：第六十一頁，共135頁。8.7.5.3承臺厚度及強(qiáng)度計算破壞特征：若承臺高度不足，或承臺變階處的高度不足，將會產(chǎn)生沖切破壞。其破壞方式分為沿柱邊的沖切和角樁對承臺的沖切（為柱沖切破壞錐體以外角樁對承臺沖切作用）。第六十二頁，共135頁。（1）柱對承臺沖切的承載力柱邊沖切破壞錐體斜面與承臺底面的夾角大于或等于450，該斜面的上周邊位于柱與承臺交接處或變階處，下周位于相應(yīng)的樁頂內(nèi)邊緣處。F第六十三頁，共135頁。F（1）柱對承臺沖切的承載力第六十四頁，共135頁。FFL—扣除承臺及其上填土自重，作用于沖切破壞錐體上相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合的沖切力設(shè)計值，沖切破壞錐體應(yīng)采用自柱邊或承臺變階處直相應(yīng)樁頂邊緣連線構(gòu)成的錐體，錐體與承臺底面的夾角不小于450；∑Ni—沖切破壞錐體范圍內(nèi)各基樁的凈反力（不計承臺和承臺上土的自重）設(shè)計值之和。F—柱根部軸力設(shè)計值；第六十五頁，共135頁。βhp--受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h≤800㎜

時，βhp取1.0；當(dāng)h≥2000㎜時，βhp取0.9；其間按線性內(nèi)插法取用。ft--承臺混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；

沖切破壞錐體有效高度中線周長45°第六十六頁，共135頁。h0----承臺沖切破壞錐體的有效高度；β0x、β0y--沖切系數(shù)；λ—沖跨比，λ=a0/h0（a0為沖跨,即柱邊或承臺變階處到樁邊的水平距離；當(dāng)λ＜0.25時,取λ=0.25；當(dāng)λ＞1.0時，取λ=1.0。λ滿足0.25～1.0。F第六十七頁，共135頁。（2）角樁對承臺的沖切1）四樁以上（含四樁）矩形承臺角樁的沖切承載力不計承臺及其上填土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下角樁最大反力設(shè)計值；--maxN第六十八頁，共135頁。第六十九頁，共135頁。λ1x、λ1y—為角樁沖跨比取值范圍0.25-1.0；a1x、a1y—角樁內(nèi)邊緣引450線與沖切頂面相交點至角樁內(nèi)邊緣的距離；當(dāng)柱底面或變階處邊線位于該450線以內(nèi)時，則取柱邊或變階處邊與樁內(nèi)邊緣的水平距離c1、c2—角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣水平距離。h0----承臺外邊緣的有效高度；第七十頁，共135頁。2）三樁三角形承臺角樁的沖切承載力底部角樁：頂部角樁：第七十一頁，共135頁。λ11

、λ11—為角樁沖跨比：

a11、a12—角樁內(nèi)邊緣引450線與沖切頂面相交點至角樁內(nèi)邊緣的水平距離；當(dāng)柱底面處邊線位于該450線以內(nèi)時，則取柱邊與樁內(nèi)邊緣的水平距離。

c1、c2—角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣水平距離。第七十二頁，共135頁。以上計算中：對于圓柱及圓樁，計算時應(yīng)將截面換算成方柱或方樁，取換算柱或樁截面邊寬：第七十三頁，共135頁。3.受剪切計算破壞特征：柱與樁邊連線所形成的斜截面（圖）。當(dāng)柱（變階處）外有多排樁形成多個剪切斜截面時，對每一個斜截面都要進(jìn)行受剪承載力計算。第七十四頁，共135頁。斜截面受剪承載力計算公式：βhs—受剪切承載力截面高度影響系數(shù),當(dāng)h0小于800mm時，h0取800mm，當(dāng)h0大于2000mm時，h0取2000mm，其間采用線性內(nèi)插法。V—扣除承臺及其上填土自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時斜截面的最大剪力設(shè)計值；第七十五頁，共135頁。b0—承臺計算截面處的計算寬度。β—剪切系數(shù)；λ—計算截面的剪跨比，λx=ax/h0，λy=ay/h0。此處ax、ay為柱邊或承臺變階處至x、y方向計算一排樁的樁邊的水平距離，當(dāng)λ＜0.25時，取λ=0.25；當(dāng)λ＞3時取λ=3。h0—計算寬度處的承臺有效高度第七十六頁，共135頁。階梯形承臺變階處、錐形承臺的計算寬度b0、有效高度h0的確定：1）對于階梯形承臺應(yīng)分別在變階處（A1-A1，B1-B1）及柱邊處（A2-A2，B2-B2）進(jìn)行斜截面受剪計算（圖）。第七十七頁，共135頁。A1-A1截面：B1-B1截面：變階處（A1-A1，B1-B1）斜截面受剪計算:第七十八頁，共135頁。計算柱邊截面（A2-A2，B2-B2）進(jìn)行斜截面受剪計算。此時：A2-A2截面：B2-B2截面：第七十九頁，共135頁。2）對于錐形承臺應(yīng)對A-A及B-B兩個截面進(jìn)行受剪承載力計算。此時截面有效高度均為：h0A-A截面：B-B截面：第八十頁，共135頁。4.局部受壓計算當(dāng)承臺的混凝土強(qiáng)度等級低于柱或樁的混凝土強(qiáng)度等級時尚應(yīng)驗算柱下或樁上承臺的局部受壓承載力。第八十一頁，共135頁。8.9樁基礎(chǔ)設(shè)計的一般步驟①進(jìn)行調(diào)查研究，場地勘察，收集資料；②綜合勘察報告、荷載情況、使用要求、上部結(jié)構(gòu)條件等確定樁基持力層；③選擇樁材，確定樁的類型、外形尺寸和構(gòu)造；④確定單樁承載力；⑤根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載情況，初步擬定樁的數(shù)量和平面布置；⑥根據(jù)樁的平面布置，初步擬定承臺的輪廓尺寸及承臺底標(biāo)高；第八十二頁，共135頁。⑦驗算作用與單樁上的豎向和橫向荷載；⑧驗算承臺尺寸和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；⑨必要時驗算樁基的整體承載力和沉降量，當(dāng)樁端下有軟弱下臥層時，驗算軟弱下臥層的地基承載力；⑩單樁設(shè)計、繪制樁和承臺的結(jié)構(gòu)及施工詳圖。第八十三頁，共135頁。8.9.1必要的資料準(zhǔn)備建筑物類型及規(guī)模;巖土工程勘查報告;施工機(jī)具和技術(shù)條件;環(huán)境條件;檢測條件;及當(dāng)?shù)貥痘こ探?jīng)驗等。第八十四頁，共135頁。樁基的詳細(xì)勘察除滿足現(xiàn)行勘察規(guī)范要求外，還應(yīng)滿足以下幾點：（1）勘探間距：一般為12～24m，若相鄰兩勘探點揭露出的層面坡度大于10%，應(yīng)適當(dāng)加密勘探點；摩擦型樁，點距一般為20～30m。第八十五頁，共135頁。（2）勘探深度：①控制性孔數(shù)量：一般布置1/3～1/2的勘探孔作為控制性孔，且一級建筑樁基場地至少有3個，二級建筑樁基場地應(yīng)不少于2個。②深度：控制孔應(yīng)穿透樁端平面以下壓縮層厚度，一般勘探孔應(yīng)深入樁端平面以下3～5m；嵌巖樁鉆孔應(yīng)深入持力巖層不小于3～5倍樁徑；當(dāng)持力巖層較薄時，部分鉆孔應(yīng)鉆透持力巖層。③在勘察深度地區(qū)范圍內(nèi)的每一地層，應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)試驗或原位測試。第八十六頁，共135頁。8.9.2選定樁型，確定單樁豎向及水平承載力1、樁型、截面和樁長的選擇。樁型：上部結(jié)構(gòu)的型式、荷載、地質(zhì)條件、環(huán)境條件及當(dāng)?shù)氐氖┕l件和經(jīng)驗。第八十七頁，共135頁。從樓層數(shù)和荷載大小來看（如為工業(yè)廠房可將荷載折算為相應(yīng)的樓層數(shù)）：

10層以下的，可考慮采用直徑500㎜左右的灌注樁和邊長為400㎜的預(yù)制樁；

10～20層的可采用直徑800～1000的灌注樁和邊長為450～500㎜的預(yù)制樁；

20～30層的可用直徑1000～1200㎜的鉆（沖、挖）孔灌注樁和邊長大于等于500㎜的預(yù)制樁；

30～40層的可用直徑大于1200㎜的鉆（沖、挖）孔灌注樁和邊長為500～550㎜的預(yù)應(yīng)力管樁和大直徑鋼管樁；樓層更多的高層建筑所采用的挖孔灌注樁直徑可達(dá)5m。第八十八頁，共135頁。例：一民用住宅采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)六層，基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)，請問，此樁基礎(chǔ)可采用何種類型樁及樁的截面尺寸？第八十九頁，共135頁。截面尺寸：實心方樁邊長為300㎜～500㎜L=25～30m（現(xiàn)場預(yù)制）L≤12m（工廠預(yù)制）第九十頁，共135頁。地質(zhì)條件:

一般當(dāng)土中存在大孤石、廢金屬以及花崗巖殘積層中未風(fēng)化的石英脈時，預(yù)制樁難以穿透；當(dāng)土層分布很不均勻時，混凝土預(yù)制樁的預(yù)制長度難以控制；在場地土層比較均勻的條件下，采用質(zhì)量易于保證的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁比較合理。第九十一頁，共135頁。經(jīng)濟(jì)角度：沉管灌注樁最為經(jīng)濟(jì)，后為鉆孔灌注撞、沖孔灌注樁、人工挖孔樁、混凝土預(yù)制方樁、普通預(yù)應(yīng)力管樁、預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁、鋼管樁周邊環(huán)境:城市環(huán)境：不允許打樁時，選用振動比較小的樁，如：鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、沖孔灌注樁、靜力壓樁等。建筑物的重要程度。第九十二頁，共135頁。樁長：1）樁的長度主要取決于樁端持力層的選擇。樁端最好選擇在進(jìn)入堅硬土層或巖層，采用嵌巖樁或端承樁；當(dāng)堅硬土層埋藏很深時，宜采用摩擦樁基，樁端應(yīng)盡量達(dá)到低壓縮性、中等強(qiáng)度的土層上。2）樁端進(jìn)入持力層的深度（1~3d）：粘性土、粉土≥2d，砂類土≥1.5d,碎石類土≥1d,當(dāng)存在軟弱下臥層時,樁端以下硬持力層厚度≥4d,嵌巖樁進(jìn)入微風(fēng)化或中等風(fēng)化的巖體的最小深度≥0.5m.第九十三頁，共135頁。樁端進(jìn)入持力層的深度（1~3d），對于粘土、粉土不宜小于2倍樁徑。例：一預(yù)制樁樁基礎(chǔ)，樁的方形截面邊長為400mm，樁端持力層為粘土，請問樁端進(jìn)入粘土的深度為多少？第九十四頁，共135頁。3)當(dāng)硬持力層較厚且施工條件允許時，樁端進(jìn)入持力層的深度盡可能達(dá)到樁端阻力的臨界深度,以提高樁端阻力.臨界深度:砂、碎石類土臨界深度=（3～6）d（d為樁徑）粘性土、粉土臨界深度=（5～10）d嵌巖灌注樁樁端以下三倍樁徑范圍內(nèi)應(yīng)無軟弱夾層、斷裂破碎帶和洞穴分布；并應(yīng)在樁底應(yīng)力擴(kuò)散范圍內(nèi)無巖體臨空面。第九十五頁，共135頁。4）同一建筑物避免同時采用不同類型的樁（如用摩擦樁和端承樁，但用沉降縫分開除外）。5）同一基礎(chǔ)相鄰樁的標(biāo)高差，對于非嵌巖端承樁不宜超過相鄰樁的中心距，對于摩擦型樁，在相同土層中不宜超過樁長的1/10。6）樁長、樁型初步確定后，即可定出樁的截面面積，并初步確定承臺的底面標(biāo)高。7）一般建筑物層數(shù)多、荷載大，宜采用大直徑的樁。尤其是大直徑的人工挖孔樁。目前國內(nèi)最大人工挖孔樁的直徑為5m。第九十六頁，共135頁。確定樁型、樁長后，可初步確定樁的截面尺寸?！信_埋深：滿足結(jié)構(gòu)和施工要求?！_定單樁豎向及水平承載力。2.確定單樁豎向及水平承載力第九十七頁，共135頁。8.9.3樁的平面布置及承載力驗算1.樁的根數(shù)和布置（1）樁的根數(shù)中心荷載作用（軸心受壓）：式中：Fk----相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用在樁基承臺頂面的豎向力；

Gk----樁基承臺及其上填土的自重標(biāo)準(zhǔn)值。xFK+GK承臺底面(8-38)第九十八頁，共135頁。偏心荷載作用（偏心受壓），如果群樁重心與荷載合力點重合，樁數(shù)按上式計算，否則，按上式計算適當(dāng)增加（10%～20%）。yMxKxFK+GKMyKHK承臺底面xixmaxyiymax第九十九頁，共135頁。（２）樁在平面上的布置：遵循8.7的原則，若布樁不合理宜重新選擇樁型及幾何尺寸。柱下樁基墻下樁基第一百頁，共135頁。2.樁基承載力驗算***（1）樁頂作用效應(yīng)計算中心荷載作用（軸心受壓）：xFK+GK承臺底面式中：F----相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用在樁基承臺頂面的豎向力；

G----樁基承臺及其上填土的自重標(biāo)準(zhǔn)值。第一百零一頁，共135頁。xyxixmaxymaxyiyMxKxFK+GKMyKHK承臺底面xixmaxyiymax偏心豎向力作用下：水平力作用下：***樁頂作用效應(yīng)均按荷載作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算。第一百零二頁，共135頁。當(dāng)基樁承受較大水平力，或為高承臺樁基時，樁頂作用效應(yīng)的計算應(yīng)考慮承臺與基樁協(xié)同工作和土的彈性抗力。對煙囪、水塔、電視塔等高聳結(jié)構(gòu)物樁基則常采用圓形或環(huán)形剛性承臺，當(dāng)基樁宜布置在直徑不等的同心圓圓周上，且同一圓周上的樁距相等時，仍可按上式計算。第一百零三頁，共135頁。（2）單樁承載力驗算***中心荷載作用（軸心受壓）樁基：偏心荷載作用（偏心受壓）樁基：水平力作用下：第一百零四頁，共135頁。偏心荷載作用（偏心受壓）樁基：xyxixmaxymaxyiyMxKxFK+GKMyKHK承臺底面xixmaxyiymax此樁受壓力最大第一百零五頁，共135頁。考慮地震作用效應(yīng)的樁基單樁承載力驗算中心荷載作用（軸心受壓）樁基：偏心荷載作用（偏心受壓）樁基：地震震害調(diào)查表明，不論樁周土類別如何，基樁豎向承載力均可提高25%。第一百零六頁，共135頁。

對于主要承受豎向荷載的抗震設(shè)防區(qū)低承臺樁基，當(dāng)同時滿足下列條件時，計算樁頂作用效應(yīng)時可不考慮地震作用：

（1）按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定可不進(jìn)行天然地基和基礎(chǔ)抗震承載力計算的建筑物；（2）不位于斜坡地帶和地震可能導(dǎo)致滑移、地裂地段的建筑物；（3）樁端及樁身周圍無可液化土層；（4）承臺周圍無可液化土、淤泥、淤泥質(zhì)土。對位于8度和8度以上抗震設(shè)防區(qū)的高大建筑物低承臺樁基，在計算各基樁的作用效應(yīng)和樁身內(nèi)力時，可考慮承臺（包括地下墻體）與基樁的共同工作和土的彈性抗力作用。第一百零七頁，共135頁。（3）樁基軟弱下臥層承載力驗算當(dāng)樁端平面以下受力層范圍內(nèi)存在軟弱下臥層時，應(yīng)進(jìn)行下臥層的承載力驗算。根據(jù)該下臥層發(fā)生強(qiáng)度破壞的可能性，分為整體沖剪破壞和基樁沖剪破壞。樁基軟弱下臥層承載力驗算（a）整體沖剪破壞；（b）基樁沖剪破壞第一百零八頁，共135頁。GfkF+GF+Ga0atSa-dσzσzσczσczqsia第一百零九頁，共135頁。式中：σz----相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力值（KPa）

σcz---軟弱下臥層頂面處土的自重應(yīng)力值（KPa）

faz---軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值（KPa）第一百一十頁，共135頁。的計算：①對樁距Sa≤6d及樁距Sa>6d、且硬持力層厚度t≥1/2（sa-d）cotθ的群樁基礎(chǔ)一般可作整體沖剪破壞考慮，計算公式：

第一百一十一頁，共135頁。②對樁距Sa>6d、且硬持力層厚度的群樁基礎(chǔ)，以及單樁基礎(chǔ)，應(yīng)作基樁沖剪破壞考慮，有下列公式：式中：de—樁端等代直徑，圓形樁de=d；方形樁為:de=1.13b（b為樁的邊長）；按表2-7確定地基壓力擴(kuò)散角θ時，取b=de。qsia第一百一十二頁，共135頁。2m13.5m1.5m3m填土粘土粉土淤泥第一百一十三頁，共135頁。例：某群樁基礎(chǔ)，如圖所示，承臺尺寸2.6m×2.6m，埋深2.0m，群樁外緣斷面尺寸，作用于承臺頂?shù)呢Q向荷載，土層分布：0~2m，填土，2~15.5m粘土，，樁側(cè)阻力特征值，15.5~17m粉土，，，，t=3m,試驗算軟弱下臥層的承載力。解：查表7.19第一百一十四頁，共135頁。經(jīng)深度修正軟弱下臥層承載力特征值不滿足第一百一十五頁，共135頁。地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級建筑物的樁基。體型復(fù)雜或樁端以下存在軟弱土層的設(shè)計等級為乙級建筑物樁基。對沉降有嚴(yán)格要求的建筑物樁基。摩擦型樁基。（4）樁基礎(chǔ)沉降驗算需要進(jìn)行沉降計算：樁基礎(chǔ)沉降的計算范圍第一百一十六頁，共135頁。嵌巖樁、設(shè)計等級丙級建筑物樁基，對沉降無特殊要求的條形基礎(chǔ)下不超過兩排樁的樁基。吊車工作制級別A5級A5以下的單層工業(yè)廠房樁基（樁端下為密實土層）。不需要沉降計算的情況：第一百一十七頁，共135頁。計算方法：單向壓縮分層總和法：地基內(nèi)的應(yīng)力分布宜采用各向同性均質(zhì)線性變形體理論．按實體深基礎(chǔ)（s≤6d）或其他方法(包括明德林應(yīng)力公式方法)計算：第一百一十八頁，共135頁。第一百一十九頁，共135頁。（5）樁基負(fù)摩阻力驗算群樁中任一基樁的下拉荷載：第一百二十頁，共135頁。樁基負(fù)摩阻力驗算：對于摩擦型基樁：①中性點以上側(cè)阻為零，按下式驗算：②當(dāng)土層不均勻或建筑物對不均勻沉降較敏感時，尚應(yīng)將負(fù)摩阻力引起的下拉荷載計人附加荷載驗算