《地基与基础工程》课件第4章.ppt

1、2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第1页第第4 4章章 桩基础与深基础桩基础与深基础4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及水平承载力确定桩在水平荷载下的性状及水平承载力确定4.5 4.5 桩基础的设计步骤桩基础的设计步骤4.6 4.6 桩基的承载力验算桩基的承载力验算4.7 4.7 桩基的沉降验算桩基的沉降验算4.8 4.8 桩基的承台计算桩基的承台计算4.9 4.9 桩基技术和理论的新

2、发展桩基技术和理论的新发展4.10 4.10 墩基础墩基础4.11 4.11 沉井基础沉井基础2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第2页第第4 4章章 桩基础与深基础桩基础与深基础n本章学习要求：本章学习要求：u理解理解u掌握掌握2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第3页4.1 4.1 桩的分类与选型桩的分类与选型n4.1.34.1.3桩型选用桩型选用u桩型选择时的考虑因素：桩型选择时的考虑因素：2023-6-212023-6-212023-6-212

3、023-6-212023-6-212023-6-21第4页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能n4.2.14.2.1竖向承压桩的荷载传递竖向承压桩的荷载传递u4.2.1.14.2.1.1单桩竖向抗压承载力组成单桩竖向抗压承载力组成 竖向荷载桩压缩 桩土相对位移桩周土对桩侧 产生桩侧摩阻力 桩侧摩阻力 小于竖向载荷 竖向荷载 传递到桩端桩端持力土层 压缩 土的支承力桩侧摩阻力+桩端阻力QSQPQQ QQ Qs s+Q+Qp pQ QS S和和Q QP P并非并非同时产生！同时产生！2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21202

4、3-6-21第5页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能u4.2.1.24.2.1.2桩侧摩阻力桩侧摩阻力v桩侧摩阻力的影响因素：桩侧摩阻力的影响因素：桩、土之间相对位移桩、土之间相对位移桩、土之间法向作用力桩、土之间法向作用力桩身表面粗糙度桩身表面粗糙度桩周土的力学性质桩周土的力学性质2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第6页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能u4.2.1.24.2.1.2桩侧摩阻力桩侧摩阻力N(z)N(z)+dN(z)qsud(z)x(z)ZdZllSQ荷载传递的

5、微分方程荷载传递的微分方程:桩长桩长l l，周长，周长u u，截面面积，截面面积A,A,轴向微元轴向微元dzdz，据静力平衡得：，据静力平衡得：.)(;)()(1)(身轴力深度处桩侧单位摩阻力深度处桩zzNzzqdzzdNdzqss2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第7页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能微元轴向变形量)(/)()(/)(/)(zddzzdEAzNdzzdAzNEsssN(z)N(z)N(z)+dN(z)N(z)+dN(z)轴向应变轴向应变 d ds s(z)(z)2023-6-21

6、2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第8页dzzNEAsdzzNEAszzsdzzNEAzzllzzzsZs000)(1)(1)()(1)(对于桩端，则为：深度处的沉降量：桩顶的沉降量：深度处的桩身变形：桩顶至已知桩顶沉降与轴力分布，推求任意截面处的沉降：已知桩顶沉降与轴力分布，推求任意截面处的沉降：4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能ZdZllQzs压缩压缩变形变形z(z)2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第9页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性

7、能竖向承压桩的工作性能2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第10页3、桩侧摩阻力和桩端阻力1）侧摩阻力与桩土界面相对位移函数关系 可简化为折线OABvsxaxauKctanC Ca a,a a桩土表面附着力和桩土表面附着力和摩擦角摩擦角 x x深度深度z z处的桩侧表面的处的桩侧表面的法向压力法向压力K Ks s桩侧土的侧压力系数桩侧土的侧压力系数2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第11页 侧阻是随深度线性增大侧阻是随深度线性增大,但砂土中的模型实验

8、表明，当桩入但砂土中的模型实验表明，当桩入土深达某一临界深度后，侧阻就不随深度增加了，这个现象土深达某一临界深度后，侧阻就不随深度增加了，这个现象称为侧阻的深度效应。称为侧阻的深度效应。桩侧摩阻力传递一般规律：（）桩侧摩阻力优先于桩端阻力；（）桩侧摩阻力随深度线性增大临界深度。桩端阻力：（）桩端阻力发挥滞后于桩侧摩阻力的发挥。（）桩端阻力发挥需要的位移值远大于桩侧摩阻力达到极限状态需要的位移。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第12页1)1)桩侧极限摩阻力与对应的桩侧极限位移桩侧极限摩阻力与对应的桩侧极限位移 u u。n

9、桩侧摩阻力只要桩土间有不太大的相对位移就能得到桩侧摩阻力只要桩土间有不太大的相对位移就能得到充分的发挥，一般认为粘性土中为充分的发挥，一般认为粘性土中为4 46mm6mm，砂性土，砂性土中为中为6 610mm10mm。n随桩顶荷载随桩顶荷载Q Q逐级增加，起初逐级增加，起初Q Q值较小，桩身截面位值较小，桩身截面位移主要在桩身上段，由侧阻承担；移主要在桩身上段，由侧阻承担；Q Q增大，桩端产生增大，桩端产生位移，端阻开始发挥，直到桩底持力层破坏。位移，端阻开始发挥，直到桩底持力层破坏。2)2)桩端阻力桩端阻力q qPUPU与对应的桩端极限位移与对应的桩端极限位移s sPUPUn 桩底阻力的充分

10、发挥需要有较大的位移值，在粘性土桩底阻力的充分发挥需要有较大的位移值，在粘性土中为中为0.25d0.25d，砂性土为，砂性土为(0.08(0.080.1)d0.1)d，硬粘土为，硬粘土为0.1d0.1d。n单桩桩端阻力的安全储备一般大于桩侧阻力的。单桩桩端阻力的安全储备一般大于桩侧阻力的。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第13页3 3）桩长较大时（）桩长较大时（l/b25)l/b25)，因桩身压缩变形大，桩，因桩身压缩变形大，桩端反力尚未发挥，桩顶位移已超过实用要求范端反力尚未发挥，桩顶位移已超过实用要求范围。此时传递

11、到桩端的荷载极小。围。此时传递到桩端的荷载极小。长桩一般按照摩擦桩设计，长桩扩底作用长桩一般按照摩擦桩设计，长桩扩底作用不明显。不明显。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第14页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能u4.2.1.34.2.1.3桩端阻力桩端阻力v桩端阻力的计算方法桩端阻力的计算方法应力。桩端标高处土体竖向土的粘聚力；桩的宽度或直径；有关；承载力系数，与、qcbNNNqNcNNbqqcqcpu21P Pa aa a b bc cc c d dd d 4545o o /24545o o /

12、22023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第15页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能v桩端阻力的影响因素桩端阻力的影响因素v桩端阻力的深度效应桩端阻力的深度效应临界深度临界深度临界深度临界深度剪胀剪胀剪缩剪缩2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第16页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能n4.2.24.2.2单桩的破坏模式单桩的破坏模式u4.2.2.14.2.2.1屈曲破坏屈曲破坏v特征特征vQ-SQ-Sv桩型桩型

13、v地层地层v承载力承载力2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第17页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能u4.2.2.24.2.2.2整体剪切破坏整体剪切破坏v特征特征vQ-SQ-Sv桩型桩型v地层地层v承载力承载力2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第18页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能u4.2.2.34.2.2.3刺入破坏刺入破坏v特征特征vQ-SQ-Sv桩型桩型v地层地层v承载力承载力2023-6-2

14、12023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第19页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能n4.2.34.2.3桩侧负摩阻力桩侧负摩阻力u4.2.3.14.2.3.1负摩阻力的概念负摩阻力的概念v负摩阻力负摩阻力2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第20页桩侧负摩阻力桩侧负摩阻力桩侧负摩阻力桩侧负摩阻力当桩周土层的沉降超过桩的沉降当桩周土层的沉降超过桩的沉降时，桩周土产生向下的摩阻力。时，桩周土产生向下的摩阻力。产生负摩阻力的条件：产生负摩阻力的条件：（1

15、1）松软地区）松软地区下水位下降下水位下降有效应力增加；有效应力增加；（2 2）桩侧大面积堆载）桩侧大面积堆载桩侧土层压缩；桩侧土层压缩；（3 3）桩侧存在较厚欠固结土或新填土；）桩侧存在较厚欠固结土或新填土；（4 4）湿陷性黄土；）湿陷性黄土；（5 5）冻土地区桩侧冻土融化。）冻土地区桩侧冻土融化。（6 6）打桩引起土中的孔隙水压力上升，施工完成）打桩引起土中的孔隙水压力上升，施工完成后孔隙水压力的消散而导致土体固结下沉。后孔隙水压力的消散而导致土体固结下沉。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第21页4.2 4.2 竖

16、向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能v中性点中性点建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第22页桩侧负摩擦力分布特征：桩侧负摩擦力分布特征：中性点中性点柱截面沉降量与桩周土层沉降量相等柱截面沉降量与桩周土层沉降量相等之点（相对位移为零）。之点（相对位移为零）。1 1）中性点一般在桩长的）中性点一般在桩长的70%75%70%75%处（桩下方）处（桩下方）2 2）中性点处桩所受的拉荷载最大；）中性点处桩所受的拉荷载最大；3 3）中性点位置是时间的函数；）中性点位置是时间的函数；4 4）中性点确定

17、一般是经验法。）中性点确定一般是经验法。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第23页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能u4.2.3.24.2.3.2负摩阻力的工程危害负摩阻力的工程危害u4.2.3.34.2.3.3负摩阻力的确定方法负摩阻力的确定方法iiiiiinisiZpZKqn或tan0isinlquQn2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第24页4.2 4.2 竖向承压桩的工作性能竖向承压桩的工作性能u4.2.3.54.2.

18、3.5负摩阻力的工程应对措施负摩阻力的工程应对措施v减小周围土层沉降减小周围土层沉降v削减桩侧摩阻力削减桩侧摩阻力v增加桩的抵抗力增加桩的抵抗力2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第25页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定n4.3.14.3.1基本概念基本概念u建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB50007-2002GB50007-2002：v单桩承载力：单桩受外载作用，不丧失稳定、不产单桩承载力：单桩受外载作用，不丧失稳定、不产生过大变形时的承载力。对应于正常使用极限状态。生过大变形时的承载

19、力。对应于正常使用极限状态。v单桩竖向承载力特征值单桩竖向承载力特征值(R(Ra a)：在正常使用状态下单：在正常使用状态下单桩的抗力设计值。桩的抗力设计值。u建筑桩基规范建筑桩基规范JGJ 94-94JGJ 94-94v单桩竖向极限承载力单桩竖向极限承载力(Q(Qu u)：竖向荷载作用下到达破：竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。对应承载能力极限状态。最大荷载。对应承载能力极限状态。v单桩竖向承载力设计值单桩竖向承载力设计值(R)(R)：在设计计算时，单桩：在设计计算时，单桩竖向极限承载力乘以分项系数的值。竖向

20、极限承载力乘以分项系数的值。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第26页u建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB50007-2002GB50007-2002：单桩承载力单桩承载力单桩在外荷载作用下，不丧失稳单桩在外荷载作用下，不丧失稳定性，不产生过大变形的承载力。定性，不产生过大变形的承载力。取决于地基土对桩的承载力和桩身的材料强度。取决于地基土对桩的承载力和桩身的材料强度。丧失承载力表现：丧失承载力表现：（1 1）桩周土、岩的阻力不足；）桩周土、岩的阻力不足；（2 2）桩身材料强度不够。）桩身材料强度不够。两者取其

21、小。两者取其小。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第27页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定n4.3.24.3.2单桩竖向承载力的确定方法单桩竖向承载力的确定方法参考两部规范！参考两部规范！u按材料强度确定按材料强度确定-；u现场试验法：现场试验法：v单桩竖向静载荷试验法；单桩竖向静载荷试验法；v静力触探法静力触探法自学自学；v深层平板载荷试验法深层平板载荷试验法自学自学；v动力试桩法动力试桩法自学自学.u经验公式法；经验公式法；u按土的抗剪强度指标确定。按土的抗剪强度指标确定。u注意对比分析：注意

22、对比分析：v“建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范”、“建筑桩基技术规建筑桩基技术规范范”在桩基承载力概念、确定方法方面的异在桩基承载力概念、确定方法方面的异同！同！2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第28页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定u4.3.2.1 4.3.2.1 按材料强度确定按材料强度确定.18.09.00.1)(；混凝土预制桩取为灌注桩取；其它注桩、取施工工艺系数。挖孔灌影响。可液化层时，考虑弯曲周围有厚的软弱土层或；若桩的自由度大或一般不考虑弯曲，取桩身轴心抗压强度时，桩身稳定

23、系数。计算；纵向配筋的横截面积设计值；纵向配筋的抗压强度桩的横截面面积；设计值；混凝土轴心抗压强度载力设计值；混凝土桩单桩竖向承cgyccgycccAfAfRAfAfR2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第29页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定u4.3.2.2 4.3.2.2 单桩竖向静载荷试验法单桩竖向静载荷试验法v特点：同时考虑地基土承载能力和桩身材料强度，是获得特点：同时考虑地基土承载能力和桩身材料强度，是获得单桩承载力最可靠的方法。单桩承载力最可靠的方法。v关于单桩静载试验的有关规定：关于单

24、桩静载试验的有关规定：(1)(1)一级建筑，必须开展静载荷试验；一级建筑，必须开展静载荷试验；(2)(2)同一条件下试桩数量，不宜少于总数的同一条件下试桩数量，不宜少于总数的1 1,并不少并不少于于3 3根；根；(3)(3)桩端持力层为密实砂卵石或承载力类似土层时，单桩端持力层为密实砂卵石或承载力类似土层时，单桩承载力很大的大直径端承桩，可采用深层平板试验桩承载力很大的大直径端承桩，可采用深层平板试验确定桩端土承载力；确定桩端土承载力；(4)(4)预制桩试验时间需考虑孔隙水压消散、土体强度恢预制桩试验时间需考虑孔隙水压消散、土体强度恢复。复。2023-6-212023-6-212023-6-2

25、12023-6-212023-6-212023-6-21第30页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定v技术要点：技术要点：2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第31页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定u单桩竖向静载荷试验单桩竖向静载荷试验试验装置试验装置v锚桩横梁反力装置：反力、稳压、观测锚桩横梁反力装置：反力、稳压、观测锚桩锚桩次梁次梁试桩试桩主梁主梁千斤顶千斤顶百分表百分表基准桩基准桩基准梁基准梁2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-

26、6-212023-6-21第32页锚桩锚桩 桁架法桁架法,2400,2400吨吨4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第33页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第34页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定v试验加载及观测技术要点：试验加载及观测技术要点：加载方式：加载方式：多采用慢速维持荷载法；分级加荷：不小于分级加荷：不

27、小于8 8级，每级加载量宜为预估级，每级加载量宜为预估极限荷载的极限荷载的1/81/101/81/10。沉降观测沉降观测：每级加载后，第每级加载后，第5 5、1010、1515分钟各测读一次，分钟各测读一次，以后每隔以后每隔1515分钟读一次，累计一小时后每隔分钟读一次，累计一小时后每隔半小时读一次。半小时读一次。在每级荷载作用下，桩的沉降量连续两次在在每级荷载作用下，桩的沉降量连续两次在每小时内小于每小时内小于0.1mm0.1mm时可视为稳定时可视为稳定.然后施加然后施加下一级荷载。下一级荷载。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023

28、-6-21第35页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定v终止加载条件：终止加载条件：Q-s曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且桩顶总沉降量超过40mm。25m以上的非嵌岩桩，Q-s曲线呈缓变型时，桩顶总沉降量大于6080mm。在特殊条件下，可根据具体要求加载至桩顶总沉降量大于100mm。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第36页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定v单桩极限承载力确定：单桩极限承载力确定：建筑桩基规范建筑桩基规范JGJ 94-94 JGJ 94-94 规定了规定了Q

29、 Qukuk的确定方法：的确定方法：曲线呈缓变型时曲线呈缓变型时,一般取沉降一般取沉降s=4060mms=4060mm对对应的荷载为应的荷载为Q Qu u。大直径桩取。大直径桩取S=S=（0.030.030.06)d0.06)d对应荷载值，细长桩，取对应荷载值，细长桩，取S S606080mm 80mm。因因s sn+1n+1/s sn n22，且经，且经24h24h仍未稳定而停止加仍未稳定而停止加载时，取前一级荷载作为载时，取前一级荷载作为Q Qu u 。Q Qu u。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第37页术规范确

30、定。的分布查建筑桩基技量为折减系数，可根据变式中iumuknumuknniinumuiiniuiumQQSQQSnSQQQnQ;,15.0;,15.0)1/()1(/1121单桩极限承载力标准值的确定：单桩极限承载力标准值的确定：4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第38页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力特征值单桩竖向承载力特征值/设计值的确定：设计值的确定：按按建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范R Ra a=Q QU U/

31、2/2按按建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范(94)(94)3 3根以下的群桩：根以下的群桩：R R=Q Qukuk/spsp超超3 3根非端承桩：根非端承桩：R R=spspQ Qu uk k/spsp+c cQ Qukuk/c c建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范(08)(08)变化较大，自学！变化较大，自学！2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第39页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第40页

32、4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定u4.3.2.3 4.3.2.3 静力触探法静力触探法v基础设计等级为丙级的建筑，可采用静力触探及标基础设计等级为丙级的建筑，可采用静力触探及标准贯入试验参数确定单桩竖向承载力特征值。准贯入试验参数确定单桩竖向承载力特征值。v静力触探参数：静力触探参数：比贯入阻力：比贯入阻力：p psa sa端阻力：端阻力：q qpapa侧阻力：侧阻力：q qsa saq qpa pa、q qsiasiaisiapppaahquAqR2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第41页4.3

33、 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定u4.3.2.4 4.3.2.4 经验公式法经验公式法 以下公式为以下公式为建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范(94)(94)推荐推荐v一般预制桩或中小直径灌注桩一般预制桩或中小直径灌注桩(桩径桩径 800mm)800mm)：ppkisikpkskukAqlquQQQ2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第42页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定v大直径灌注桩大直径灌注桩(桩径桩径 800mm)800mm)：需要考虑桩侧、桩端阻力的尺寸效应；需要考虑桩侧、

34、桩端阻力的尺寸效应；侧阻：砂土成孔，应力松弛致侧阻下降；侧阻：砂土成孔，应力松弛致侧阻下降；端阻：随桩径增大，极限端阻下降。端阻：随桩径增大，极限端阻下降。si si p p 大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，查表取值。查表取值。ppkpisiksipkskukAqlquQQQ2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第43页式中：式中：Q Qsksk、Q Qrkrk、Q Qpkpk分别为土的总极限侧阻力、嵌岩段总极限侧分别为土的总极限侧阻力、嵌岩段总极限侧阻力、总极限端阻力标准值；阻力、总极限端阻

35、力标准值；si si 覆盖层第覆盖层第i i层土的侧阻力发挥系数；当桩的长径比层土的侧阻力发挥系数；当桩的长径比 l l/d d 3030，桩端置于新鲜或微风化硬质岩中且桩底无沉渣时，桩端置于新鲜或微风化硬质岩中且桩底无沉渣时，对于粘性土、粉土、取对于粘性土、粉土、取 si si=0.8=0.8，对于砂类土及碎石类土，对于砂类土及碎石类土，取取 si si=0.7=0.7；对于其他情况，取；对于其他情况，取 si si=1=1；s s、p p嵌岩断测阻和端阻修正系数。嵌岩断测阻和端阻修正系数。pkrkskukQQQQisiksisklquQrrcsrkhfuQprcppkAfQ4.3 4.3

36、单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定v嵌岩桩嵌岩桩2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第44页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定u4.3.2.5 4.3.2.5 根据土的抗剪强度指标确定根据土的抗剪强度指标确定v极限端阻：将桩视为刚性深基础计算；极限端阻：将桩视为刚性深基础计算；v极限侧阻：单位面积侧阻极限侧阻：单位面积侧阻桩身侧面积桩身侧面积桩身截面积、桩长。、重度；桩身范围内土体平均桩身自重；层土的厚度。是桩身穿过的第为桩身面积，摩阻力；层土与桩身之间的单位是第通常桩端总极限阻力；桩侧总极限摩

37、阻力、或简化为：lAGiluiqlquQQQQQQlAGQQQpisiuisiusupusupusuuppusuu,)(2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第45页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定n4.3.34.3.3单桩竖向抗拔承载力的确定单桩竖向抗拔承载力的确定自学自学u影响单桩抗拔承载力的因素：影响单桩抗拔承载力的因素：u确定单桩抗拔力的主要方法确定单桩抗拔力的主要方法2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第46页4.3 4

38、.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定n4.3.44.3.4单桩、基桩竖向承载力特征值的确定单桩、基桩竖向承载力特征值的确定v单桩极限承载力单桩极限承载力 标准值标准值 特征值特征值.层土的长度桩身周长、桩身穿过第、阻力特征值；桩端阻力、桩周土侧、iluqqlquAqRisiapaisiappaa2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第47页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定u注：注：建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(02)(02)未专门考虑群未专门考虑群桩效应对基桩、单桩的影响，取桩效

39、应对基桩、单桩的影响，取“单桩竖向承载单桩竖向承载力特征值力特征值”开展桩基设计。开展桩基设计。u深入理解概念：单桩、基桩！深入理解概念：单桩、基桩！2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第48页4.3 4.3 单桩竖向承载力的确定单桩竖向承载力的确定vJGJ94-94JGJ94-94 单桩单桩极限承载力极限承载力 标准值标准值 基桩基桩承载力设计值承载力设计值(考虑群桩效应考虑群桩效应)注意：注意：建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范(94)(94)较详细地考较详细地考虑了群桩效应对基桩承载力的影响，规定桩基虑了群桩效应对基桩

40、承载力的影响，规定桩基按按“基桩承载力设计值基桩承载力设计值”设计。设计。vJGJ94-2008JGJ94-2008 单桩单桩极限承载力极限承载力 标准值标准值 特征值特征值 基桩基桩承载力特征值承载力特征值(考虑承台效应考虑承台效应)2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第49页4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定n4.4.14.4.1单桩水平承载力的影响因素单桩水平承载力的影响因素2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023

41、-6-21第50页4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定n4.4.24.4.2桩的水平静载试验桩的水平静载试验u加载方式加载方式单向多循环加卸载法单向多循环加卸载法u加荷分级加荷分级u终止加载条件终止加载条件折断折断桩顶水平位移桩顶水平位移地表出现明显地表出现明显裂缝或隆起裂缝或隆起试验桩试验桩试验桩试验桩2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第51页4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定2023-6-212023-6-212023-6-21

42、2023-6-212023-6-212023-6-21第52页曲线000/HxH4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第53页H0g曲线曲线4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第54页4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定u水平临界荷载水平临界荷载确定方法

43、：确定方法：荷载增量荷载增量位移增量位移增量曲线曲线u注：注：H Hcr cr是对应桩身开裂、受拉区混凝土不参加工作是对应桩身开裂、受拉区混凝土不参加工作时的桩顶水平荷载。时的桩顶水平荷载。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第55页4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定u水平极限荷载水平极限荷载确定方法：确定方法：u注：注：H Hcr cr是对应桩身达到强度极限时的桩顶水平是对应桩身达到强度极限时的桩顶水平荷载。荷载。2023-6-212023-6-212023-6-212023

44、-6-212023-6-212023-6-21第56页4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定u单桩水平承载力特征值、设计值的确定单桩水平承载力特征值、设计值的确定v按按建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(02(02规范规范)确定单确定单桩水平承载力特征值桩水平承载力特征值R Ra a R Ra a=H=Hu u/2/2v按按建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范(94(94规范规范)确定单桩水确定单桩水平承载力设计值平承载力设计值R Rh h R Rh h=H=Hu u/h h h h为水平抗力分项系数，取为水平抗力分项系数，取1.61.6。2023-

45、6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第57页4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定n4.4.34.4.3弹性长桩在水平荷载下的理论分析弹性长桩在水平荷载下的理论分析u原理：桩视为原理：桩视为弹性地基弹性地基中受中受水平荷载水平荷载和和地基土地基土抗力抗力作用下的作用下的弹性梁弹性梁，建立挠曲线微分方程，建立挠曲线微分方程，解得桩身各截面的弯矩和剪力。解得桩身各截面的弯矩和剪力。u梁的挠曲线方程：梁的挠曲线方程：xzp0 xbkph044 pdzxdEI)(1xfM)(2xfV k kh hm

46、 zm zn n2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第58页4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定u水平抗力系数：水平抗力系数：桩的位移桩的位移常数法常数法m法法k法法C法法mzkh2/1czkhkkh2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第59页4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定u桩顶作用荷载：竖向荷载桩顶作用荷载：竖向荷载N N0 0,水平荷载水平荷载H H0 0

47、,弯矩弯矩MM0 00544zxdzxdEImbEIxbmzdzxd05044,0)(令位移、转角、弯矩、剪力、水平抗力公式位移、转角、弯矩、剪力、水平抗力公式详见：周景星教材详见：周景星教材P172,P172,注：注：1)1)称为桩的水平变形系数称为桩的水平变形系数;2)2)解中系数均与解中系数均与zz或或l l有关。有关。2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第60页4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定u参数参数 m m确定方法：确定方法：v由水平静载试验确定由水平静载试验确定

48、;v根据地基土类别和桩类别查规范表根据地基土类别和桩类别查规范表.注意：如桩侧由不同土层组成，应计算主注意：如桩侧由不同土层组成，应计算主要影响深度要影响深度h hm m范围内范围内m m的加权平均值。的加权平均值。m1h1+h2h1m2m2212212211)()2(2),1(2hhhhhmhmmdhm层土如有2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第61页4.4 4.4 桩在水平荷载下的性状及承载力确定桩在水平荷载下的性状及承载力确定u桩顶水平位移：控制水平承载力的主要因素桩顶水平位移：控制水平承载力的主要因素v参数参数A

49、xAx、BxBx根据根据l l查表取值查表取值(l4l2m）沉管扩底灌注桩沉管扩底灌注桩3.0db4.5 4.5 桩基设计的内容与步骤桩基设计的内容与步骤2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第72页布桩考虑因素：布桩考虑因素：桩的施工工艺、施工效应、承台尺寸及内力等因素桩的施工工艺、施工效应、承台尺寸及内力等因素.柱下桩基柱下桩基4.5 4.5 桩基设计的内容与步骤桩基设计的内容与步骤2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第73页墙下桩基，按等桩距排列墙

50、下桩基，按等桩距排列布桩：桩受力均匀布桩：桩受力均匀 桩群横截面形心与桩群横截面形心与上部荷载中心重合上部荷载中心重合或最大限度地接近。或最大限度地接近。桩基承受较大弯矩桩基承受较大弯矩或水平荷载处，应或水平荷载处，应增加桩基横截面惯增加桩基横截面惯性矩。性矩。柱下单独桩基和整柱下单独桩基和整片式桩基布桩时宜片式桩基布桩时宜外密内疏。外密内疏。4.5 4.5 桩基设计的内容与步骤桩基设计的内容与步骤2023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-212023-6-21第74页4.5 4.5 桩基设计的内容与步骤桩基设计的内容与步骤u5.5.桩基承载力验算；