第三章-五節(jié)_群樁基礎(chǔ)計(jì)算.ppt

1、第五節(jié)群樁基礎(chǔ)計(jì)算,實(shí)際工程中，一般為群樁基礎(chǔ)。群樁基礎(chǔ)與單樁的不同主要有兩個(gè)方面： （1）、群樁基礎(chǔ)，各樁的承載力發(fā)揮和沉降性狀往往與相同情況下的單樁有顯著差別； （2）、承臺(tái)底部的土反力也將分擔(dān)部分荷載。 因此，在樁基的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，必須考慮到群樁的工作特點(diǎn)。,一、群樁的工作特點(diǎn),群樁基礎(chǔ)分為：端承型群樁基礎(chǔ)和摩擦型群樁基礎(chǔ)。荷載由樁和地基土共同承擔(dān)。 1、端承型群樁基礎(chǔ)：持力層堅(jiān)硬，荷載主要由樁端反力承擔(dān)。樁端承壓面積小，彼此不重疊。 端承型群樁基礎(chǔ)中各基樁的工作性狀與單樁基本一致：（1）、樁的變形很小，樁間土基本不承受荷載，群樁承載力單樁的承載力之和；（2）、群樁的沉降量與單樁基本相同。

2、 即不存在群樁效應(yīng)，群樁效應(yīng)系數(shù) 。,2、摩擦型群樁基礎(chǔ)：通過(guò)樁側(cè)摩阻力將上部荷載傳遞到樁周及樁端土層中。一般假定樁側(cè)摩阻力在土中引起的附加應(yīng)力按某一角度向下擴(kuò)散。 （1）、樁數(shù)少、樁距較大時(shí)，壓力不相互重疊。群樁承載力各單樁承載力之和，群樁沉降量與單樁基本相同。可認(rèn)為不存在群樁效應(yīng)。 （2）、樁數(shù)較多、樁距較小時(shí)，各樁傳來(lái)的壓力相互重疊，樁端處壓力比單樁時(shí)大得多，壓縮土層厚度也比單樁要深。群樁承載力各單樁承載力之總和，沉降量單樁的沉降量，即群樁效應(yīng)。群樁效應(yīng)系數(shù) 。,群樁效應(yīng)：摩擦型群樁基礎(chǔ)當(dāng)樁數(shù)較多，樁距較小時(shí)，此時(shí)群樁中各樁的工作狀態(tài)與單樁的顯著不同，其承載力小于各單樁承載力之和，沉降量

3、大于單樁沉降量，這種現(xiàn)象叫群樁效應(yīng)。 目前考慮群樁效應(yīng)的方法有兩種： 一、群樁分項(xiàng)效應(yīng)系數(shù)法：對(duì)每根樁的側(cè)阻力和端阻力分別乘以群樁效應(yīng)系數(shù)（以概率極限設(shè)計(jì)為指導(dǎo)，通過(guò)實(shí)測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析得到）； 二、實(shí)體基礎(chǔ)法：把承臺(tái)、樁和樁間土視為一假想的實(shí)體基礎(chǔ)，進(jìn)行地基承載力和變形驗(yàn)算。,二、承臺(tái)下土對(duì)荷載的分擔(dān)作用,復(fù)合樁基：在荷載作用下，由樁和承臺(tái)底地基土共同承擔(dān)荷載的樁基。 實(shí)際上大多數(shù)情況下都是復(fù)合樁基，只是分擔(dān)比例不同，分擔(dān)比例隨樁土相對(duì)位移的幅度增大而增強(qiáng)。研究表明：承臺(tái)底土反力大小及分布形式與樁頂荷載水平、樁徑樁長(zhǎng)、臺(tái)底和樁端土質(zhì)、承臺(tái)剛度以及樁群的幾何特征等因素有關(guān)。通常，分擔(dān)比例為：10

4、%30%。 以前設(shè)計(jì)不考慮承臺(tái)的分擔(dān)作用，認(rèn)為荷載完全由基樁承擔(dān)，實(shí)際偏于安全，易造成浪費(fèi)。,承臺(tái)分擔(dān)荷載是以樁基的整體下沉為前提的，只有在樁基沉降不會(huì)危及建筑物的安全和正常使用，且臺(tái)底不與軟土直接接觸時(shí)，才宜考慮承臺(tái)底土的分擔(dān)作用。下列情況不能考慮： （1）、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)摩擦力的土層，； （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起，隨著時(shí)間推移，樁間土逐漸固結(jié)下沉而與承臺(tái)脫離等。,三、群樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值,（1）、對(duì)于端承樁和樁中心距大于6d的摩擦樁群樁，群樁的豎向承載力等于各單樁承載力之和，沉降量也與獨(dú)立單樁基

5、本一致，僅需驗(yàn)算單樁的豎向承載力和沉降即可。 （2）、而對(duì)于樁的中心距6d的摩擦群樁，除了驗(yàn)算單樁的承載力外，還須驗(yàn)算群樁的承載力和沉降。,群樁分項(xiàng)效應(yīng)系數(shù)法與傳統(tǒng)的樁基設(shè)計(jì)承載力表達(dá)式有兩點(diǎn)主要區(qū)別： 1）、用側(cè)阻、端阻或側(cè)阻端阻綜合抗力分項(xiàng)系數(shù) ， ， 和承臺(tái)底土的抗力分項(xiàng)系數(shù) 代替單一安全系數(shù) ； 2）、引入了各項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)：樁側(cè)阻力群樁效應(yīng)系數(shù) 、樁端阻力群樁效應(yīng)系數(shù) 、樁側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù) 、承臺(tái)底土阻力群樁效應(yīng)系數(shù) 。,考慮到樁群、土、承臺(tái)的相互作用效應(yīng)后，樁基中各復(fù)合基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值 的統(tǒng)一計(jì)算表達(dá)式為： 當(dāng)單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 是由靜載試驗(yàn)確定時(shí)，基樁的設(shè)計(jì)值 按

6、下式計(jì)算,幾點(diǎn)說(shuō)明： （1）、式（442）或式（444）的承載力值，是考慮群樁效應(yīng)后單樁的承載力，整個(gè)樁基的承載力設(shè)計(jì)值就等于樁數(shù)乘以 值。 （2）、考慮群樁效應(yīng)僅限于：樁數(shù)在3根以上的非端承群樁。對(duì)于純端承群樁和樁數(shù)n3根的非端承樁，不考慮群樁效應(yīng)和承臺(tái)效應(yīng)。 （3）、若承臺(tái)底面以下的土有可能與承臺(tái)底脫開(kāi)，則不考慮承臺(tái)效應(yīng)。 （4）、嵌巖樁屬于端承型樁，不考慮群樁效應(yīng)。,四、樁頂作用效應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算,一般建筑物和受水平力較小的高大建筑物，當(dāng)樁徑相同時(shí)，通常可假定：（1）、承臺(tái)是剛性的；（2）、各樁剛度相同；（3）、 x、y是樁基平面的慣性主軸。樁頂作用計(jì)算公式為： 軸心豎向力作用下 偏心豎向力作

7、用下 水平力作用下 當(dāng)基樁承受較大水平力，或?yàn)楦叱信_(tái)樁基時(shí)，樁頂作用效應(yīng)的計(jì)算應(yīng)考慮承臺(tái)與基樁協(xié)同工作和土的彈性抗力。,五、基樁豎向承載力驗(yàn)算,1、荷載效應(yīng)基本組合 承載力設(shè)計(jì)值 應(yīng)符合下式： 2、地震作用效應(yīng)組合 承載力設(shè)計(jì)值 應(yīng)符合下式：,六、樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算,當(dāng)樁端平面以下受力層范圍內(nèi)存在軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)進(jìn)行下臥層的承載力驗(yàn)算。根據(jù)該下臥層發(fā)生強(qiáng)度破壞的可能性，可分為整體沖剪破壞和基樁沖剪破壞兩種情況。,（1）、對(duì)樁距 的群樁基礎(chǔ)，一般可作整體沖剪破壞考慮， 按下式計(jì)算： （2）、樁距 ，且各樁端的壓力擴(kuò)散線不相交于硬持力層中時(shí)，即硬持力層厚度 的群樁基礎(chǔ)以及單樁基礎(chǔ)，應(yīng)作基樁沖

8、剪破壞考慮，按下式計(jì)算：,七、樁基豎向抗拔承載力驗(yàn)算,承受拔力的樁，應(yīng)按下述同時(shí)驗(yàn)算群樁基礎(chǔ)及其基樁的抗拔承載力： 此外，還應(yīng)按GB 50010-2002混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)算樁身的抗拉承載力、裂縫寬度或抗裂性。,八、樁基水平承載力驗(yàn)算,承受水平力的豎直樁，設(shè)計(jì)時(shí)要求基樁的樁頂水平荷載設(shè)計(jì)值滿足下式要求 ， 可由單樁水平靜載試驗(yàn)確定，或按下式進(jìn)行估算： （1）、樁身配筋率小于0.65的灌注樁： （2）、鋼樁、預(yù)制樁和樁身配筋率大于0.65的灌注樁：,九、樁基負(fù)摩阻力驗(yàn)算,群樁中任一基樁的下拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值 為： 考慮樁側(cè)負(fù)摩阻力驗(yàn)算基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值 時(shí)，1）、摩擦型基樁取中性點(diǎn)以上側(cè)阻力為零，滿足下式： 2）端承型基樁應(yīng)滿足： 當(dāng)土層不均勻和建筑物對(duì)不均勻沉降較敏感時(shí)，應(yīng)將負(fù)摩阻力引起的下拉荷載計(jì)入附加荷載驗(yàn)算樁基沉降。,十、樁基沉降驗(yàn)算,對(duì)以下樁基應(yīng)進(jìn)行沉降驗(yàn)算： （1）、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物樁基； （2）、體形復(fù)雜、荷載不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的建筑物樁基