1、第八章第八章桩基础及其他深基础桩基础及其他深基础 8.1 概述概述 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力8.3 桩的其它受力方式及相关承载力桩的其它受力方式及相关承载力8.4 群桩基础的竖向分析及其验算群桩基础的竖向分析及其验算8.5 桩基沉降计算桩基沉降计算8.6 桩基设计桩基设计8.7 桩基技术进展及深基础简介桩基技术进展及深基础简介本章目录本章目录8.1 8.1 概述概述软 土 层将荷载传递到下部好土层将荷载传递到下部好土层,承载力高承载力高承台承台桩桩侧阻侧阻端阻端阻8.1 8.1 概述概述早期：早期：木桩木桩后来：后来：钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩 优点优点承载力大，沉降小承载力大，沉降
2、小抗震性能好抗震性能好能用于复杂的受力方式：抗拔（抗浮桩）、能用于复杂的受力方式：抗拔（抗浮桩）、横向力（护坡桩）横向力（护坡桩）缺点缺点比浅基、复合地基造价高比浅基、复合地基造价高8.1 8.1 概述概述桩的分类桩的分类 按承台按承台高承台桩高承台桩低承台桩低承台桩承台在地面以上承台在地面以上,桥桩桥桩,码头码头,栈桥栈桥承台在地面以下承台在地面以下,承台本承台本身可以承担部分荷载身可以承担部分荷载 按形状按形状按纵断面：按纵断面：楔形桩、十字桩、楔形桩、十字桩、X X形桩、树根桩、螺旋桩、形桩、树根桩、螺旋桩、多节（分叉）桩、扩底桩多节（分叉）桩、扩底桩.按横断面：按横断面：.8.1 8.
3、1 概述概述桩身桩身8.1 8.1 概述概述桩端桩端dD8.1 8.1 概述概述横断面横断面8.1 8.1 概述概述 按材料按材料木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢管（钢板）桩、木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢管（钢板）桩、组合材料桩组合材料桩 钢筋混凝土：普通混凝土、预应力（离心预制）混凝土、钢筋混凝土：普通混凝土、预应力（离心预制）混凝土、高强混凝土高强混凝土 按尺寸按尺寸按桩径：按桩径：大直径桩大直径桩(80cm)、中等、中等直径桩直径桩(2580cm)、小桩小桩(25cm)按长度或相对刚度系数：按长度或相对刚度系数：长桩、短桩长桩、短桩8.1 8.1 概述概述 按承载性状（荷载传递方式）
4、按承载性状（荷载传递方式）端承桩（嵌岩桩）、摩擦桩、端承摩擦桩、端承桩（嵌岩桩）、摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩摩擦端承桩侧阻侧阻端阻端阻 按桩的使用功能按桩的使用功能竖向抗压桩竖向抗压桩竖向抗拔桩竖向抗拔桩水平受荷桩水平受荷桩复合受荷桩复合受荷桩 按施工方法按施工方法挤土桩（预制桩，挤土的灌注桩）挤土桩（预制桩，挤土的灌注桩）非挤土桩（灌注桩）非挤土桩（灌注桩）部分挤土桩部分挤土桩8.1 8.1 概述概述螺螺 旋旋 钻钻 8.1 8.1 概述概述新加坡发展银行新加坡发展银行,四墩四墩7.3m8.1 8.1 概述概述8.1 8.1 概述概述 关于预制桩和灌注桩的施工关于预制桩和灌注桩的施工预制
5、桩预制桩工厂或现工厂或现场预制场预制锤击锤击 振动振动静压静压成桩成桩特点：特点：强度高，抗裂性好，施工方便强度高，抗裂性好，施工方便 地面隆起，桩的上浮、侧移、断裂地面隆起，桩的上浮、侧移、断裂 桩径受限桩径受限 噪音扰民噪音扰民8.1 8.1 概述概述灌注桩灌注桩现场成孔现场成孔浇注混凝土浇注混凝土成桩成桩特点：特点：无噪音，桩径、桩长不受限无噪音，桩径、桩长不受限 泥浆护壁泥浆护壁 泥皮，桩端虚土泥皮，桩端虚土 缩颈、断桩缩颈、断桩钻孔钻孔冲孔冲孔沉管沉管夯扩夯扩挖孔挖孔后压浆后压浆动测法检测动测法检测8.1 8.1 概述概述8.1 8.1 概述概述8.1 8.1 概述概述8.1 8.1
6、 概述概述8.1 8.1 概述概述8.1 8.1 概述概述侧阻侧阻端阻端阻使用规范使用规范1 1 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GBJ7-89GBJ7-89）2 2 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002GB50007-2002）3 3 建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范（GBJ7-94GBJ7-94）8.2 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力侧阻侧阻端阻端阻主要内容：1 单桩承载力分析单桩承载力分析2 载荷试验确定单桩承载力载荷试验确定单桩承载力3 原位测试确定单桩承载力原位测试确定单桩承载力4 经验公式确定单桩承载力经验公式确定单桩承载力5 动测法动
7、测法6 桩身材料验算桩身材料验算8.2 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力侧阻侧阻端阻端阻1 1 单桩承载力分析单桩承载力分析psQQQ竖向承载竖向承载力的组成力的组成Qs 桩侧摩阻力桩侧摩阻力 Skin，Shaft frictionQp 桩端阻力，端承力桩端阻力，端承力 Point，end resistance 摩阻力所需位移很小；摩阻力所需位移很小；端阻力需要较大位移；端阻力需要较大位移；不同阶段二者分担比不同不同阶段二者分担比不同8.2 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力侧阻侧阻端阻端阻S0SpQqsS0Sp各点位移各点位移轴向力轴向力摩阻力摩阻力桩侧摩阻力的分布桩侧摩阻力的分布?d
8、zdNdqs18.2 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力桩侧摩阻力的分布桩侧摩阻力的分布qs粘土粘土qs砂土砂土8.2 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力桩端阻力（端承力）桩端阻力（端承力）太沙基太沙基梅耶霍夫型梅耶霍夫型qcpuqNcNBNq21(1)(1)很难达到整体破坏很难达到整体破坏(2)(2)存在临界深度存在临界深度(3)(3)与施工有关与施工有关qcpuqNcNqB很小很小虚土虚土8.2 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力2 2 载荷试验确定单桩承载力载荷试验确定单桩承载力灌注桩灌注桩 混凝土达龄期后混凝土达龄期后测试时间：测试时间：预制桩预制桩 砂土砂土 10 天天 粘土粘
9、土 15 天天 淤泥淤泥 25 天天承载力：承载力：不丧不丧失稳定；不过失稳定；不过分下沉；桩身分下沉；桩身材料不破坏材料不破坏8.2 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力载荷试验确定单桩承载力载荷试验确定单桩承载力 02地基规范地基规范2uaQR Ra 单桩竖向承载力特征值单桩竖向承载力特征值SQ0QuQS曲线曲线8.2 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力3 3 原位测试确定单桩承载力原位测试确定单桩承载力 静力触探静力触探 标准贯入试验标准贯入试验 Ra 单桩竖向承载力特征值单桩竖向承载力特征值isiapppaalquAqR8.2 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力4 4 经验公式确定
10、单桩承载力经验公式确定单桩承载力02地基规范地基规范isiapppaalquAqR承载力特征值承载力特征值由当地经验确定，由当地经验确定，不再提供表格不再提供表格 Ra 单桩竖向承载力特征值单桩竖向承载力特征值8.2 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力5 5 动测法动测法 由打桩公式确定承载力由打桩公式确定承载力 由波动理论由波动理论小应变动测法小应变动测法大应变动测法大应变动测法主要检查主要检查桩身质量桩身质量6 6 桩身材料验算桩身材料验算Q Ap fc cfe 混凝土轴心抗压强度设计值混凝土轴心抗压强度设计值Q 单桩竖向力设计值单桩竖向力设计值Ap 桩身横截面积桩身横截面积 c 工作条
11、件系数。预制桩工作条件系数。预制桩 0.75，灌注桩，灌注桩 0.60.78.3 8.3 桩的其它受力方式及相关承载力桩的其它受力方式及相关承载力侧阻侧阻端阻端阻主要内容：1 抗拔桩及其承载力抗拔桩及其承载力2 横向受力桩及其承载力横向受力桩及其承载力3 桩的负摩擦力桩的负摩擦力8.3 8.3 桩的其它受力方式及相关承载力桩的其它受力方式及相关承载力侧阻侧阻端阻端阻1 1 抗拔桩及其承载力抗拔桩及其承载力侧阻，方侧阻，方向向下向向下端阻端阻 0普通桩普通桩抗拔桩抗拔桩受拉与抗压的不同点受拉与抗压的不同点 向上（向外）位移向上（向外）位移 整体应力减小整体应力减小 应力状态、应力路径不同应力状态
12、、应力路径不同 桩径变化桩径变化 端阻端阻 0 08.3 8.3 桩的其它受力方式及相关承载力桩的其它受力方式及相关承载力抗拔桩的承载力抗拔桩的承载力1 1 现场抗拔试验现场抗拔试验pGikGluqNisiapi pi 抗拔折减系数抗拔折减系数：砂砂 土土 0.5-0.7 粉、粘土粉、粘土 0.7-0.82 2 经验公式经验公式Gp 桩的自重，水下为浮容重桩的自重，水下为浮容重 G 分项系数，可取分项系数，可取0.98.3 8.3 桩的其它受力方式及相关承载力桩的其它受力方式及相关承载力2 2 横向受力桩及其承载力横向受力桩及其承载力 横向静力载荷试验横向静力载荷试验 理论公式计算理论公式计算
13、横向的弹性地基梁横向的弹性地基梁文克尔地基模型文克尔地基模型xzxpdzxdEI440 xbkphxkh 土的水平抗力系数土的水平抗力系数x 水平位移水平位移8.3 8.3 桩的其它受力方式及相关承载力桩的其它受力方式及相关承载力常数法常数法m 法法k 法法c 法法桩的位移桩的位移kh 土的水平抗力系数土的水平抗力系数0 xbkphx8.3 8.3 桩的其它受力方式及相关承载力桩的其它受力方式及相关承载力3 3 桩的负摩擦力桩的负摩擦力正摩擦正摩擦负摩擦负摩擦负摩擦的产生负摩擦的产生(1)(1)桩周附近地面大面积堆载桩周附近地面大面积堆载(2)(2)大面积降低地下水位大面积降低地下水位(3)(
14、3)欠固结土欠固结土,新填土，灵敏土新填土，灵敏土(4)(4)湿陷性黄土遇水湿陷湿陷性黄土遇水湿陷(5)(5)砂土液化、冻土融解砂土液化、冻土融解8.3 8.3 桩的其它受力方式及相关承载力桩的其它受力方式及相关承载力土位移土位移Ss桩位移桩位移Sp-+摩阻力摩阻力轴向力轴向力N负摩擦力成为荷载的一部分负摩擦力成为荷载的一部分 对于下部为岩石的端承桩对于下部为岩石的端承桩,可能全桩为负阻力可能全桩为负阻力 对于一般桩对于一般桩,因为桩土都有变形因为桩土都有变形,视二者的相对位移量和方向视二者的相对位移量和方向中性点中性点lnNegativeznzntgKq缓解办法：缓解办法：沥青、塑料沥青、塑
15、料膜、膨润土膜、膨润土泥浆滑动层泥浆滑动层8.3 8.3 桩的其它受力方式及相关承载力桩的其它受力方式及相关承载力 后来改后来改为筏基为筏基8.4 群桩基础的竖向分析及其验算 群桩基础在荷载作用下，由于基桩间的相互影响及其群桩基础在荷载作用下，由于基桩间的相互影响及其与承台的共同作用，其工作性状显然与单桩不同。与承台的共同作用，其工作性状显然与单桩不同。前面已讨论了水平荷载（包括弯矩）作用下，基桩间前面已讨论了水平荷载（包括弯矩）作用下，基桩间的相互影响和基桩的受力分析与计算，本节主要讨论群桩的相互影响和基桩的受力分析与计算，本节主要讨论群桩基础在荷载作用下的竖向分析和群桩基础的竖向承载力与基
16、础在荷载作用下的竖向分析和群桩基础的竖向承载力与变形验算问题。变形验算问题。一、群桩基础的工作性状及其特点 群桩基础的竖向分析主要取决于荷载的传递特征，不群桩基础的竖向分析主要取决于荷载的传递特征，不同受力条件下的基桩有着不同的荷载传递特征，这也就决同受力条件下的基桩有着不同的荷载传递特征，这也就决定了不同类型基桩的群桩基础呈现出不同的工作性状与特定了不同类型基桩的群桩基础呈现出不同的工作性状与特点。点。1端承型群桩基础图图4-43 端承型桩桩底平面的应力分布端承型桩桩底平面的应力分布 端承型群桩基础通过承台端承型群桩基础通过承台分配到各基桩桩顶的荷载，绝分配到各基桩桩顶的荷载，绝大部分或全部
17、由桩身直接传递大部分或全部由桩身直接传递到桩底，由桩底岩层（或坚硬到桩底，由桩底岩层（或坚硬土层）支承。土层）支承。端承型群桩基础的承载力端承型群桩基础的承载力等于各单桩承载力之和，其沉等于各单桩承载力之和，其沉降量等于单桩沉降量。降量等于单桩沉降量。2摩擦型群桩基础 由摩擦桩组成的群桩基础，由于桩由摩擦桩组成的群桩基础，由于桩侧摩阻力侧摩阻力引起的土引起的土中附加应力通过桩周土体的扩散作用，使桩底处的压力分中附加应力通过桩周土体的扩散作用，使桩底处的压力分布范围要比桩身截面积大得多（如布范围要比桩身截面积大得多（如4-44图所示），以致群图所示），以致群桩中各桩传递到桩底处的应力可能叠加，同
18、时由于群桩基桩中各桩传递到桩底处的应力可能叠加，同时由于群桩基础的尺寸大，荷载传递的影响范围也比单桩深，因此桩底础的尺寸大，荷载传递的影响范围也比单桩深，因此桩底下地基土层产生的压缩变形和群桩基础的沉降都比单桩大。下地基土层产生的压缩变形和群桩基础的沉降都比单桩大。在桩的承载力方面，群桩基础的承载力也决不是等于在桩的承载力方面，群桩基础的承载力也决不是等于各单桩承载力总和的简单关系。各单桩承载力总和的简单关系。图图4-44 摩擦型桩桩底平面的应力分布摩擦型桩桩底平面的应力分布 影响群桩基础承载力和沉降的因素影响群桩基础承载力和沉降的因素:与土的与土的性质、桩长、桩距、桩数、群桩的平面排列和承台
19、性质、桩长、桩距、桩数、群桩的平面排列和承台尺寸大小等尺寸大小等因素有关。桩距大小的影响是主要的，其次是桩数。因素有关。桩距大小的影响是主要的，其次是桩数。当桩距较小、土质较坚硬时，在荷载作用下，桩间土与桩当桩距较小、土质较坚硬时，在荷载作用下，桩间土与桩群作为一个整体而下沉，桩底下土层受压缩，破坏时呈群作为一个整体而下沉，桩底下土层受压缩，破坏时呈“整体整体破坏。破坏。当桩距足够大、土质较软时，桩与土之间产生剪切变形，当桩距足够大、土质较软时，桩与土之间产生剪切变形，桩群呈桩群呈“刺入破坏刺入破坏”。在一般情况下，群桩基础兼有这两种性状。在一般情况下，群桩基础兼有这两种性状。现通常认为当桩间
20、中心距离现通常认为当桩间中心距离6b1（b1为单桩的计算宽度）为单桩的计算宽度）时，可不考虑群桩效应。时，可不考虑群桩效应。群桩效应群桩效应 摩擦型群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相摩擦型群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，这种群桩不同于单桩的工作性状所产生的效单桩明显不同，这种群桩不同于单桩的工作性状所产生的效应，称其为群桩效应，它主要表现在对桩基承载力和沉降的应，称其为群桩效应，它主要表现在对桩基承载力和沉降的影响上。影响上。二、群桩基础承载力验算 由柱桩组成
21、的群桩基础，群桩承载力等于单桩承载力之由柱桩组成的群桩基础，群桩承载力等于单桩承载力之和，群桩基础沉降等于单桩沉降，群桩效应可以忽略不计，和，群桩基础沉降等于单桩沉降，群桩效应可以忽略不计，不需要进行群桩承载力验算。即使由摩擦桩组成的群桩基础，不需要进行群桩承载力验算。即使由摩擦桩组成的群桩基础，在一定条件下也不需要验算群桩基础的承载力。在一定条件下也不需要验算群桩基础的承载力。当不满足规范条件要求时，除了验算单桩承载力外，还当不满足规范条件要求时，除了验算单桩承载力外，还需要验算桩底持力层的承载力，持力层下有软弱土层时，还需要验算桩底持力层的承载力，持力层下有软弱土层时，还应验算软弱下卧层的
22、承载力。应验算软弱下卧层的承载力。（1）桩底持力层承载力验算 摩擦型群桩基础当桩间中心距小于摩擦型群桩基础当桩间中心距小于6倍桩径时，如图倍桩径时，如图 4-46所示，将桩基础视为相当于所示，将桩基础视为相当于cdef范围内的实体基础，认为范围内的实体基础，认为桩侧外力以桩侧外力以 角向下扩散，可按下式验算桩底平面处土层角向下扩散，可按下式验算桩底平面处土层的承载力：的承载力：当轴心受压时：当轴心受压时：ANAhBLhlpaf 当偏心受压时，除满足第条外，尚应满足下列条件：当偏心受压时，除满足第条外，尚应满足下列条件：)1(maxWeAANAhBLhlp （4-107）（4-108）aRfAa
23、 b（4-109）/4 图图4-46 群桩作为整体基础计算示意图群桩作为整体基础计算示意图 当桩的斜度当桩的斜度 时，时，402 tan4aLdl02 tan4bBdl1 12 2n nllll（4-110）（4-111）（4-112）当桩的斜度当桩的斜度 时，时，402 tanaLdl02 tanbBdl （4-113）（4-114）（2）软弱下卧层强度验算 软弱下卧层验算方法是按土力学中的土应力分布规律软弱下卧层验算方法是按土力学中的土应力分布规律计算出软弱土层顶面处的总应力不得大于该处地基土的承计算出软弱土层顶面处的总应力不得大于该处地基土的承载力容许值，可参见第二章有关部分。载力容许值
24、，可参见第二章有关部分。三 群桩基础沉降验算 验算目标：验算目标：超静定结构桥梁或建于软土、湿陷性黄土地超静定结构桥梁或建于软土、湿陷性黄土地基或沉降较大的其它土层的静定结构桥梁墩台的群桩基础应基或沉降较大的其它土层的静定结构桥梁墩台的群桩基础应计算沉降量并进行验算。计算沉降量并进行验算。当柱桩或桩的中心距大于当柱桩或桩的中心距大于6倍桩径的摩擦型群桩基础，可倍桩径的摩擦型群桩基础，可以认为其沉降量等于在同样土层中静载试验的单桩沉降量。以认为其沉降量等于在同样土层中静载试验的单桩沉降量。当桩的中心距小于当桩的中心距小于6倍桩径的摩擦型群桩基础，则作为倍桩径的摩擦型群桩基础，则作为实体基础考虑，
25、可采用分层总和法计算沉降量。实体基础考虑，可采用分层总和法计算沉降量。公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D632007）规定墩台基础的沉降应满足下列要求：规定墩台基础的沉降应满足下列要求：（1）相邻墩台间不均匀沉降差值（不包括施工中的沉）相邻墩台间不均匀沉降差值（不包括施工中的沉降），不应使桥面形成大于降），不应使桥面形成大于0.2%的附加纵坡（折角）；的附加纵坡（折角）；（2）外超静定结构桥梁墩台间不均匀沉降差值，还应）外超静定结构桥梁墩台间不均匀沉降差值，还应满足结构的受力要求。满足结构的受力要求。8.4 承台的计算 承台的作用：承台的作用：承台是桩基础的一个重
26、要组成部分。承承台是桩基础的一个重要组成部分。承台应有足够的强度和刚度，以便把上部结构的荷载传递给台应有足够的强度和刚度，以便把上部结构的荷载传递给各桩，并将各单桩联结成整体。各桩，并将各单桩联结成整体。承台设计内容：承台设计内容：包括承台材料、形状、高度、底面标包括承台材料、形状、高度、底面标高和平面尺寸的确定以及强度验算，并要符合构造要求。高和平面尺寸的确定以及强度验算，并要符合构造要求。除强度验算外，上述各项均可根据本章前叙有关内容初步除强度验算外，上述各项均可根据本章前叙有关内容初步拟定，经验算后若不能满足有关要求，仍须修改设计，直拟定，经验算后若不能满足有关要求，仍须修改设计，直至满
27、足为止。至满足为止。承台验算内容：承台验算内容：一般应进行局部受压、抗冲剪、抗弯一般应进行局部受压、抗冲剪、抗弯和抗剪验算。和抗剪验算。一、桩顶处的局部受压验算 桩顶作用于承台混凝土的压力，如不考虑桩身与承台桩顶作用于承台混凝土的压力，如不考虑桩身与承台混凝土间的粘着力，局部承压时，按下式计算：混凝土间的粘着力，局部承压时，按下式计算：如验算结果不符合上式要求，如验算结果不符合上式要求，应在承台内桩的顶面以上设置应在承台内桩的顶面以上设置12层钢筋网，钢筋网的边长应大于桩层钢筋网，钢筋网的边长应大于桩径的径的2.5倍，钢筋直径不宜小于倍，钢筋直径不宜小于12mm，网孔为，网孔为100100mm
28、，如右，如右图。图。0dNlcd0.9 A f（4-115）blAA（4-116）图图4-48 承台桩顶处钢筋网承台桩顶处钢筋网二、承台的冲切承载力验算 柱或墩台向下冲切的破坏锥体应采用自柱或墩台边缘至柱或墩台向下冲切的破坏锥体应采用自柱或墩台边缘至相应桩顶边缘连线构成的锥体；桩顶位于承台顶面以下一倍相应桩顶边缘连线构成的锥体；桩顶位于承台顶面以下一倍有效高度有效高度h0处。锥体斜面与水平面的夹角，不应小于处。锥体斜面与水平面的夹角，不应小于45，当小于当小于45时，取用时，取用45。柱或墩台向下冲切承台的重切承载力按下列规定计算：柱或墩台向下冲切承台的重切承载力按下列规定计算：1柱或墩台向下
29、冲切承台)(2)(26.0 xxpyyypx0tdld0ababhfF （4-117）2.02.1xpx2.02.1ypy 2柱或墩台向下冲切破坏锥体以外的角桩和 边桩向上冲切承台 对于柱或墩台向下的冲切破坏锥体以外的角桩和边桩，对于柱或墩台向下的冲切破坏锥体以外的角桩和边桩，其向上冲切承台的冲切承载力按下列规定计算：其向上冲切承台的冲切承载力按下列规定计算：1）角桩）角桩)2(2)2(26.0 xxpyyypy0tdld0ababhfF（4-118）2.08.0 xpx2.08.0ypy2 2）边桩）边桩 当当bp+2h0b时时)2(667.0)(26.0 xx0ppy0tdld0abhbh
30、fF （4-119）按上述式（按上述式（4-117）、式（）、式（4-118）、式（）、式（4-119）计算时，）计算时，圆形截面桩可换算为边长等于圆形截面桩可换算为边长等于0.8倍圆桩直径的方形截面桩。倍圆桩直径的方形截面桩。三、承台抗弯及抗剪强度验算 1外排桩中心距墩台身边缘大于承台高度外排桩中心距墩台身边缘大于承台高度 当承台下面外排桩中心距墩台身边缘大于承台高度时，当承台下面外排桩中心距墩台身边缘大于承台高度时，其正截面（垂直于其正截面（垂直于x轴和轴和y轴的竖向截面）抗弯承载力可作为轴的竖向截面）抗弯承载力可作为悬臂梁按悬臂梁按公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范公路钢筋混凝土及
31、预应力混凝土桥涵设计规范中的中的“梁式体系梁式体系”进行计算。进行计算。（一）承台抗弯承载力验算1）承台截面计算宽度）承台截面计算宽度 当桩中距不大于当桩中距不大于3倍桩边长或桩直径时，取承台全宽；倍桩边长或桩直径时，取承台全宽；当桩中距大于当桩中距大于3倍桩边长或桩直径时倍桩边长或桩直径时s23(1)baD n （4-120）2）承台计算截面弯矩设计值计算（图）承台计算截面弯矩设计值计算（图4-50）图图4-50 桩基承台计算桩基承台计算1-墩身；墩身；2-承台；承台；3-桩；桩；4-剪切破坏斜截面剪切破坏斜截面ciidxcdyNMciidycdxNM（4-121a）（4-121b）在确定承
32、台的计算截面弯矩后，可根据钢筋混凝土矩在确定承台的计算截面弯矩后，可根据钢筋混凝土矩形截面受弯构件按极限状态设计法进行承台纵桥向及横桥形截面受弯构件按极限状态设计法进行承台纵桥向及横桥向配筋计算或验算截面抗弯强度。向配筋计算或验算截面抗弯强度。2外排桩中心距墩台身边缘等于或小于承台高度外排桩中心距墩台身边缘等于或小于承台高度 当外排桩中心距墩台身边缘等于或小于承台高度时，承台当外排桩中心距墩台身边缘等于或小于承台高度时，承台短悬臂可按短悬臂可按“撑杆撑杆系杆体系系杆体系”计算撑杆的抗压承载力和系杆计算撑杆的抗压承载力和系杆的抗拉承载力（图的抗拉承载力（图4-51）。）。a）“撑杆撑杆系杆系杆”
33、力系力系 b）撑杆计算高度）撑杆计算高度图图4-51 承台按承台按“撑杆撑杆系杆体系系杆体系“计算计算1-墩台身；墩台身；2-承台；承台；3-桩；桩；4-系杆钢筋系杆钢筋（1）撑杆抗压承载力可按下式计算：）撑杆抗压承载力可按下式计算：scdaid0，ftbD（4-122a）kcu1kcuscd48.030443.1，fffi2ssid1cot002.0EATiaicossinhbtdsh6a （4-122b）（4-122c）（4-122d）（4-122e）（2 2）系杆抗拉承载力可按下式计算：）系杆抗拉承载力可按下式计算：ssdid0AfT式中：式中：Tid系杆拉力设计值，取系杆拉力设计值，取
34、T1d与与T2d两者较大者；两者较大者；fsd系杆钢筋抗拉强度设计值；系杆钢筋抗拉强度设计值；（4-123）（二）承台斜截面抗剪承载力验算 承台应有足够的厚度，防止沿墩身底面边缘的剪切承台应有足够的厚度，防止沿墩身底面边缘的剪切破坏斜截面处产生剪切破坏。承台的斜截面抗剪承载力破坏斜截面处产生剪切破坏。承台的斜截面抗剪承载力计算应符合下式规定：计算应符合下式规定：0skcu4dd)6.02(109.0hbmfPV，当承台的同方向可作出多个斜截面破坏面时，应分当承台的同方向可作出多个斜截面破坏面时，应分别对每个斜截面进行抗剪承载力计算。别对每个斜截面进行抗剪承载力计算。8.5 8.5 桩基沉降计算
35、桩基沉降计算 需要进行沉降验算的：需要进行沉降验算的：一些丙级建筑物桩基不需验算沉降一些丙级建筑物桩基不需验算沉降 甲级的建筑物桩基甲级的建筑物桩基 体型复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的乙级体型复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的乙级建筑物桩基建筑物桩基 摩擦型桩基摩擦型桩基 不需进行沉降验算的：不需进行沉降验算的：沉降计算方法：沉降计算方法：实体深基础方法（实体深基础方法（桩距桩距 6d6d ）明德林应力公式方法明德林应力公式方法8.5 8.5 桩基沉降计算桩基沉降计算F l G B0A 不计桩身压缩量及桩与土间的相对不计桩身压缩量及桩与土间的相对位移，以假想基础为刚性整体，验位
36、移，以假想基础为刚性整体，验算桩端以下土的沉降算桩端以下土的沉降)2)(2(00ltgLltgBA 实体深基础方法：实体深基础方法：荷载扩散法荷载扩散法AGFp)(0ldpp4av8.5 8.5 桩基沉降计算桩基沉降计算F l G B0 实体深基础方法：实体深基础方法：扣除侧阻方法扣除侧阻方法8.5 8.5 桩基沉降计算桩基沉降计算F lB0采用采用MindlinMindlin解计算，逐根桩叠加解计算，逐根桩叠加 明德林应力公式方法明德林应力公式方法=Q Q Q(1-)Q8.6 8.6 桩基设计桩基设计主要内容：1 群桩与群桩效应群桩与群桩效应2 设计步骤设计步骤3 单桩承载力验算单桩承载力验
37、算4 结构设计和承台计算结构设计和承台计算8.6 8.6 桩基设计桩基设计1 群桩与群桩效应群桩与群桩效应岩石岩石土土群桩效应群桩效应挤密效应挤密效应扰动与超静孔压力扰动与超静孔压力地面与桩的侧移与上浮地面与桩的侧移与上浮约束效应约束效应荷载的调节作用荷载的调节作用应力叠加应力叠加沉降增加沉降增加承台承担部分荷载承台承担部分荷载8.6 8.6 桩基设计桩基设计8.6 8.6 桩基设计桩基设计ecAicA注意：在动荷载、湿陷性黄土、可液化土、饱注意：在动荷载、湿陷性黄土、可液化土、饱和软土有固结可能时，底土承载作用不可靠和软土有固结可能时，底土承载作用不可靠承台底土作用承台底土作用02地基规范地
38、基规范忽略群桩效应，认为：忽略群桩效应，认为：群桩承载力群桩承载力=各单桩承载力之和各单桩承载力之和94桩基桩基规范规范对此对此有详细说明有详细说明8.6 8.6 桩基设计桩基设计2 设计步骤设计步骤1.1.收集资料收集资料2.2.确定桩型、桩长、断面确定桩型、桩长、断面3.3.确定单桩承载力确定单桩承载力4.4.确定桩数及平面布置确定桩数及平面布置aRGFnF lB05.5.桩基础验算：桩基础验算：承载力，沉降验算承载力，沉降验算6.6.承台和结构设计承台和结构设计8.6 8.6 桩基设计桩基设计3 单桩承载力验算单桩承载力验算aRnGFQ中心荷载下：中心荷载下：偏心荷载下：偏心荷载下：aR
39、Q2.1max F 承台顶面的荷载承台顶面的荷载 G 承台自重及承台上承台自重及承台上 土的自重土的自重仅此而已仅此而已很简单很简单实实际际分分布布FG假设的分布假设的分布桩身强度：桩身强度：Q Ap fc c8.6 8.6 桩基设计桩基设计FGMyMx987216345XYx7y722jiyjixxxMyyMnGFQ8.6 8.6 桩基设计桩基设计三根桩情况：三根桩情况：22jiyjixxxMyyMnGFQXYMyMx一一 桩端持力层：桩端持力层：要求桩端进入持力层一定深度，桩端要求桩端进入持力层一定深度，桩端下持力层留有一定厚度下持力层留有一定厚度 设计要求：设计要求：二二 承台设计承台设
40、计 1 1 承台埋深要求承台埋深要求 (1)(1)高承台：由建筑物决定高承台：由建筑物决定,如桥如桥(过船过船),),码头；码头；(2)(2)低承台：确定基础埋深低承台：确定基础埋深 60 cm60 cm 建筑物要求建筑物要求 地质水文地质水文 冻胀冻胀4 结构设计和承台计算结构设计和承台计算8.6 8.6 桩基设计桩基设计2 2 承台的结构设计要求承台的结构设计要求(1)形状：矩型、三角形、多边形、圆形形状：矩型、三角形、多边形、圆形(2)最小宽度最小宽度 50 cm(3)最小厚度最小厚度 30 cm(4)桩外缘距离桩外缘距离承台边承台边 15 cm 边桩中心距离边桩中心距离承台边承台边 1
41、.0D(5)桩嵌入桩嵌入承台：大桩承台：大桩 10 cm，普通桩普通桩 5 cm，钢筋伸入钢筋伸入承台承台 30d(6)混凝土标号混凝土标号 C15 cm，保护层保护层 7cm 1.0d 15cm8.6 8.6 桩基设计桩基设计3 3 承台的厚度承台的厚度根据冲切验算等确定，须验算：根据冲切验算等确定，须验算：沿柱边的冲切强度沿柱边的冲切强度 角桩冲切验算角桩冲切验算 斜截面抗剪验算斜截面抗剪验算F 45oh0h0Faixaiyc1c2 45o8.6 8.6 桩基设计桩基设计斜截面抗剪验算斜截面抗剪验算8.6 8.6 桩基设计桩基设计axh04 4 承台的配筋承台的配筋根据抗弯验算确定根据抗弯
42、验算确定 计算出弯矩后，按计算出弯矩后，按混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范配筋配筋8.6 8.6 桩基设计桩基设计8.7 8.7 桩基技术进展及深基础简介桩基技术进展及深基础简介 其它桩基技术：其它桩基技术：复合载体夯扩桩（夯扩异型桩）复合载体夯扩桩（夯扩异型桩）支盘桩（挤扩桩、支盘桩（挤扩桩、DXDX桩）桩）复合桩基理论复合桩基理论 后压浆技术后压浆技术夯扩体桩身夯扩挤密区土体8.7 8.7 桩基技术进展及深基础简介桩基技术进展及深基础简介影响土体影响土体加固层加固层持力层持力层桩身桩身夯实填充料夯实填充料干硬混凝土干硬混凝土挤密土体挤密土体复合载体夯扩桩复合载体夯扩桩 深基础：深基础：
43、1 1 墩基础墩基础2 2 沉井沉井3 3 沉箱沉箱4 4 地下连续墙地下连续墙沉井基础沉井基础8.7 8.7 桩基技术进展及深基础简介桩基技术进展及深基础简介沉井基础施工沉井基础施工沉井基础沉井基础8.7 8.7 桩基技术进展及深基础简介桩基技术进展及深基础简介沉井基础沉井基础8.7 8.7 桩基技术进展及深基础简介桩基技术进展及深基础简介沉箱基础：上海外环隧道沉箱基础：上海外环隧道8.7 8.7 桩基技术进展及深基础简介桩基技术进展及深基础简介本章小结本章小结8.1 概述概述 8.2 单桩竖向承载力单桩竖向承载力8.3 桩的其它受力方式及相关承载力桩的其它受力方式及相关承载力8.4 群桩基
44、础的竖向分析及其验算群桩基础的竖向分析及其验算8.5 桩基沉降计算桩基沉降计算8.6 桩基设计桩基设计8.7 桩基技术进展及深基础简介桩基技术进展及深基础简介侧阻侧阻端阻端阻单桩承载力确定单桩承载力确定：1 载荷试验确定单桩承载力载荷试验确定单桩承载力2 静力触探确定单桩承载力静力触探确定单桩承载力3 经验公式确定单桩承载力经验公式确定单桩承载力4 动测法动测法5 桩身材料验算桩身材料验算使用规范：使用规范：1 1 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GBJ7-89GBJ7-89）2 2 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002GB50007-2002）3 3
45、建筑桩基技术规范建筑桩基技术规范（GBJ7-94GBJ7-94）载荷试验确定单桩承载力载荷试验确定单桩承载力b 02地基规范地基规范2ukaQR Ra 单桩承载力特征值单桩承载力特征值c 9494 桩基规范桩基规范spukQR sp=1.61.75 抗力分项系数抗力分项系数群桩承载力计算群桩承载力计算a 02地基规范地基规范aRnGFQaRQ2.1max仅此而已仅此而已很简单很简单b 89地基规范地基规范(1)验算群桩中的单桩验算群桩中的单桩RnGFQRQ2.1max(2)验算地基土强度验算地基土强度假想实体深基础方法假想实体深基础方法F l G B0Ac 94桩基规范桩基规范RnGFQRQ2.1maxcckcppkpssksQQQR或者或者cckcspukspQQR其中其中cececciciccAAAAnAqQcckck表述相近，表述相近，意义不同意义不同 R 群桩中的群桩中的单桩承载力单桩承载力设计值设计值
