1、,,樁基變形驗算,主講：郭建 學生成都理工大學環(huán)境與土木工程學院14級土木工程8班,,,知識回顧,,,知識回顧,,,知識回顧,負摩阻力驗算,地面分布大面積荷載時,下拉荷載,,,,只考慮中性點以下部分,,對于摩擦型樁：,對于端承型基樁：,負摩阻力驗算,地面分布大面積荷載時,下拉荷載,,,,,知識回顧,1.單樁或群樁呈非整體破壞時基樁的抗拔極限承載力標準值可按下式計算：,2.群樁呈整體破壞時基樁的抗拔極限承載力標準值可按下式計算

2、：,3.抗拔承載力驗算,目錄,CONTENTS,,,01,,,本節(jié)要點,,,本節(jié)要點,1,2,3,樁基的沉降變形控制標準，樁基沉降計算時,單樁、排樁、疏樁基礎(chǔ)的沉降，軟土地基減沉復合疏樁基礎(chǔ),計算樁基沉降的實體深基礎(chǔ)法，Mindlin 應力公式法,02,,,樁基沉降計算要求,,,樁基沉降基本要求,1.《樁基規(guī)范》建筑樁基沉降變形計算之不應大于樁基沉降變形允許值,3.沉降變形可采用下列指標沉降量沉降差整體傾斜局部傾斜,2.樁基的變

3、形控制指標,：基礎(chǔ)某點的沉降值,：基礎(chǔ)兩點或相鄰基礎(chǔ)中點的沉降量差值,：建筑物樁基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離比值,：墻下條形承臺沿縱向某一長度范圍內(nèi)樁基礎(chǔ)兩點的沉降 差與其距離的比值,1.樁基沉降基本要求,,,樁基沉降基本要求,1.建筑樁基沉降變形允許值,,,樁基沉降基本要求,由于土層厚度與性質(zhì)不均勻、荷載差異、體型復雜、相互影響等因素引起的地基沉降變形，不同結(jié)構(gòu)形式控制因素不同，詳細見下表：,03,,,樁基變形驗算,,,樁

4、基變形驗算,一般樁基礎(chǔ)的沉降由三部分組成：1.樁身材料的彈性壓縮2.樁端以下土層在樁側(cè)阻力和樁端阻力兩者反力作用下的壓縮變形3.樁周土在樁側(cè)阻力的反力和承臺底部壓力共同作用下的壓縮變形,分析沉降的三個組成部分:1.樁材的彈性壓縮與樁長成正比、與樁材的彈性模量成反比，如樁不是很長（小于40m）計算得樁材的彈性壓縮量很小，可忽略不計。2.對嵌巖樁可忽略樁端以下土層的沉降、或端承型樁基的地質(zhì)條件不復雜、荷載均勻、樁端以下沒有軟弱土層

5、，也可以不計樁端以下土層的沉降。3.樁周土的沉降在不計前兩種沉降的條件下，只會引起承臺底的脫空，不產(chǎn)生樁基礎(chǔ)的沉降。,綜上：一般樁基可不進行沉降驗算，只需按承載力計算，但是重要建筑必須驗算。,,,樁基變形驗算,,,樁基變形驗算,樁基的變形驗算可分兩種情況討論,1.一般樁基礎(chǔ)，包括群樁基礎(chǔ)，單樁、單排樁、疏樁基礎(chǔ);,2.軟土地基減沉復合疏樁基礎(chǔ)；,,,樁基變形驗算,1、一般樁基礎(chǔ),1.1 群樁基礎(chǔ)目前群樁沉降計算方法大多數(shù)是是半經(jīng)驗半

6、理論的方法，這里著重介紹等效實體深基礎(chǔ)法，了解Mindlin應力公式法解。,等效實體基礎(chǔ)法：將整個樁基礎(chǔ)（包括承臺、樁間土）看作一等效實體深基礎(chǔ)。按分層總和法計算。,,,樁基變形驗算,1.等效作用面位于樁端平面；2.等效作用面積為樁承臺投影面積；3.等效作用附加應力近似取承臺底平均附加應力；4.等效作用面以下的應力分布采用各項同性均質(zhì)直線變形體理論；,等效實體法作出如下假設(shè)：,對于樁中心距小于或等于6倍樁徑的樁基在附加壓力p0的作

7、用下，樁端下各土層最終沉降量計算：,（5-59）,,,樁基變形驗算,其中等效附加壓力近似取承臺底平均附加壓力，以矩形為例有：,當計算矩形樁基礎(chǔ)中心點的沉降時,（5-59）可簡化為：,（5-58）,（5-60）,上式中涉及到查附表B，詳見P269,,,樁基變形驗算,獲得的分層總和法計算結(jié)果后，樁基礎(chǔ)的最終沉降量修正有：,式中：,附錄C P272,為什么群樁的距徑比范圍是3-6？,（5-61）,（5-62）,（5-63）,,,樁基變

8、形驗算,沉降計算深度應根據(jù)應力比法確定，即要求滿足計算深度處的附加應力不超過自重應力的0.2倍。,,,樁基變形驗算,1.2單樁、單排樁、疏樁基礎(chǔ),《樁基規(guī)范》對于單樁、排樁、樁距Sa>6d的疏樁基礎(chǔ)的沉降計算采用單向分層總和法，根據(jù)承臺底土是否分擔荷載又分下面兩種情況考慮：,1.承臺底地基土不分擔荷載的基礎(chǔ),樁端平面以下地基中由樁基引起的附加應力，按考慮樁徑影響的Mindlin解確定，將沉降計算點水平面影響范圍內(nèi)各樁基對應力計算點

9、產(chǎn)生的附加應力疊加。采用單向分層總和法計算土層的沉降，并計入樁身壓縮se。樁基的最終沉降量按下列公式計算得：,（5-64）,,,樁基變形驗算,式中： 水平面影響范圍內(nèi)各樁基對應力計算點樁端平面以下第i 層土1/2厚度處產(chǎn)生的豎向附加應力之和：,計算樁身壓縮：,最終沉降計算深度zn按應力比法確定有：,附錄D P276,（5-65）,（5-66）,,,樁基變形驗算,2.承臺底地基土分擔荷載的基礎(chǔ),將承臺底土壓力對地基

10、中某點產(chǎn)生的附加應力按布西奈斯克解確定，與基樁產(chǎn)生的附加應力疊加，采用單向分層總和法計算土層的沉降，并計入樁身壓縮se。樁基的最終沉降量按下列公式計算得：,式中： 水平面影響范圍內(nèi)各樁基對應力計算點樁端平面以下第i 層土1/2厚度處產(chǎn)生的豎向附加應力之和：,（5-67）,（5-65）,,,樁基變形驗算,承臺壓力對應力計算點樁端平面以下第i 層土1/2厚度處產(chǎn)生的附加應力；,（5-68）,總結(jié)：1.在對群樁進行沉降計算時，把握

11、住該計算式適用條件（1、2、3）、計算原理（等效實體，忽略樁身沉降）2.對于單樁、單排樁、疏樁基礎(chǔ)計算式適用前提條件，計算原理（沉降計算由樁間土沉降和樁身沉降構(gòu)成）,,,樁基變形驗算,觀察分析,1. 公式5-64與5-59區(qū)別,...,2. 5-59、5-63、5-64三個n值含義 5-59、5-65中m值含義,...,3.為什么群樁效應不用考慮樁身沉降，而單樁等沉降需要考慮？,,,樁基變形驗算,2、軟土地基減沉復合疏樁

12、基礎(chǔ),適用條件：1.軟土地基上多層建筑，地基承載力不滿足（基本滿足）要求（以底層平面面積計算）；2.以減小沉降為目的，可設(shè)置穿越軟弱土層的疏布摩擦型樁；3.樁和樁間土共同承擔荷載；,定義：減沉復合疏樁基礎(chǔ):當軟土地基上多層建筑地基承載力基本滿足要求時，為減小沉降，可設(shè)置穿越軟弱土層進入相對較好土層的疏布摩擦型樁的復合樁基，其荷載由樁和樁間土共同分擔,,,樁基變形驗算,《樁基規(guī)范》承臺面積Ac和樁數(shù)n按下式計算：,式中：

13、 Ac-樁基承臺總凈面積； fak-承臺底地基承載力特征值； §-承臺面積控制系數(shù)，§≥0.6； n-樁基數(shù)； лc-樁基承臺效應系數(shù)，由前式確定,,,樁基變形驗算,減沉符合疏樁基礎(chǔ)中點沉降計算式,式中：,由承臺底地基土附加應力作用下產(chǎn)生的中點沉降Ss（mm),由樁土相互作用產(chǎn)生的沉降Ssp（mm),（5-69）,（5-70）,（5-71）,,,樁基變形驗算,按荷載效

14、應準永久組合的假想天然地基的平均附加壓力（kPa),找一找:公式2-64,（5-72）,總之，對軟土地基減沉復合疏樁基礎(chǔ)沉降計算即計算疏樁基礎(chǔ)中點沉降，它包括：承臺底地基土附加壓力作用下產(chǎn)生的中點沉降、樁土相互作用產(chǎn)生的沉降。所以我們在對疏樁基礎(chǔ)沉降計算時，把握住大計算方向，作計算。,04,,,設(shè)計建議,,,設(shè)計建議,1.工程設(shè)計中有必要時，實體深基礎(chǔ)的底面積和樁底截面附加應力可按《地基規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定計算；,2.關(guān)于實體深基礎(chǔ)法本法

15、適用于摩擦型樁基，且其樁的中心距Sa<6d，（d為樁徑），當樁數(shù)超過9根（含9根）時，該樁基視為一假想的實體深基礎(chǔ)。按實體深基礎(chǔ)計算樁基時，可選擴散角法或摩擦力法，當樁基下的地基中有軟弱下臥層時，還應驗算該下臥層的承載力。,2.1考慮擴散角法 該方法適用于樁尖下的土與樁側(cè)的土質(zhì)相近時（即摩擦型樁） 假定荷載通過實體基礎(chǔ)側(cè)壁的摩擦力，以擴散角α=θ/4（θ為樁長范圍內(nèi)土的內(nèi)摩擦角，當為多層土時，可取各層土內(nèi)摩擦角加權(quán)平均

16、值）向土層深部傳遞。,,,軸心荷載時：,偏心荷載時：,其中實體基礎(chǔ)底面積A：,設(shè)計建議,,,2.2考慮外圍土的摩擦力法,該方法適用于樁尖下的土比樁周土要硬（即端承摩擦樁）,土對深基礎(chǔ)的摩擦力s，作用在群樁外圍的豎向面力，故實體深基礎(chǔ)底面的壓力應減去實體深基礎(chǔ)側(cè)面的摩擦力，即,軸心荷載時：,偏心荷載時：,設(shè)計建議,,,3.應重視對沉降經(jīng)驗數(shù)值的積累，事實上，樁基的沉降量值不可能完全按公式計算確定，根據(jù)豐富當?shù)亟?jīng)驗判斷的沉降量值往往比

17、按公式計算結(jié)果更可靠，有時甚至是確定沉降數(shù)值的決定性因素。,4.應加強沉降觀測，以指導施工并為結(jié)構(gòu)設(shè)計積累經(jīng)驗。,設(shè)計建議,式中： u -實體基礎(chǔ)四側(cè)表面積，u=2(A0+B0)Lqsa-作用于實體基礎(chǔ)側(cè)壁的摩擦力特征值， 對于粘性土: 對于砂土： qn為土的無側(cè)限抗壓強度特征值，N為靜止側(cè)向壓力，K為安全系數(shù)，可取K=2-3,05

18、,,,例題解答,,,例題解答,某地區(qū)擬建一座二級工業(yè)廠房，采用排架結(jié)構(gòu)。根據(jù)地質(zhì)情況及建筑物使用要求擬采用樁基礎(chǔ)，相應作用標準組合及基本組合時，柱傳至設(shè)計地面處荷載均為F=2500kN，M=120kN.m，V=50kN，C30鋼筋混凝土柱截面尺寸為600mmx600mm，場地詳細地質(zhì)情況見下圖。,,,解題步驟：,1.確定已知參數(shù)；2.計算承臺底附加應力；3.列沉降計算表并確定計算深度；4.分層總和法計算沉降；5.樁基等效