基础工程老师课件第4章桩基础与深基础幻灯片.ppt

(三)承台斜截面的抗剪验算 对于柱下矩形独立承台，在验算承台斜截面的抗剪承载力时，应分别对柱的纵、横两个方向进行计算。《桩基规范》规定，剪切破坏面为通过柱边和桩边连线形成的斜截面。 1.地基土水平抗力系数 将桩视为置于弹性土介质中的梁，在水平荷载 作用下梁产生挠曲变形，使土体产生一定抗力。地 基土水平变形与抗力的关系用地基土水平抗力系数 表示，可由单桩水平静载试验的桩顶水平力H与桩顶 水平位移y的关系曲线反算确定。 4.6.3 水平受荷载的内力与位移分析 常数法 m法 k法 C法 kh 抗力系数 桩的位移 2. 桩的挠曲微分方程及其解答 将桩视为置于弹性土介质中的竖向地基梁，其基本挠曲微分方程可表示为 注意：桩顶水平位移的求解 4.8 桩基础的设计 群桩效应: 由2根以上的桩组成的桩基称为群桩基础。群 桩基础受竖向荷载作用后，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 变化而与单桩明显不同，这种现象称为群桩效应。 4.8 桩基础的设计 在群桩的沉降与单桩沉降相同时，用群桩效率系 数 来说明群桩承载力的变化即： 值一般小于1，也可能大于1，这与桩距，桩 数，桩长，土的性质和桩的施工方法等因素有关。 4.8 桩基础的设计 端承群桩中的各根桩， 都通过桩端传递荷载。群桩 中各桩的作用基本上和独立 的端承桩相同(如图)，所以 端承群桩的承载力为各单桩 承载力之和。当各桩的荷载 相同时，各桩的沉降相等， 则群桩的沉降约等于单桩的 沉降。 4.8 桩基础的设计 摩擦群桩在荷载作用 下与独立摩擦桩具有显著 的差别，摩擦群桩的沉降 比单桩大且影响深，范围 大。为了比较直观的说明， 假设摩擦群桩中各桩荷载 相等，摩擦力也相同，并 沿桩长均布。桩侧摩阻力 引起的附加应力σz按角 θ扩散分布，如图所示。 4.8 桩基础的设计 对于摩擦群桩来说，桩距小于D时，各桩的桩 端压力分布面积互相交错重叠而使附加压力增大， 从而使群桩的沉降量增加。若使单桩与群桩沉降量 相同的条件下，群桩中每根桩的平均承载力常小于 单桩承载力。 4.8 桩基础的设计 资料表明桩距小于3d(桩径)时，桩端压力重叠 现象严重，当桩距大于6d时，压力重叠现象减小。 因此设计时应合理地选择桩距，以便提高η值，同 时又不要使承台尺寸过大，以保证承台有足够的刚 度，一般桩距不小于3d。 在群桩中，各桩分配到的荷载实际上是不相等 的。一般角桩最大，边桩次之，内部桩最小。 4.8 桩基础的设计 桩与承台共同分担建筑物的荷载情况，若持力 层较软或荷载较大(接近极限荷载)，承台的分担作 用较大，反之，若持力层较硬，桩群沉降较小，则 承台的分担作用将减弱，若土层为欠固结土或饱和 软土中因打桩而隆起的土体逐渐固结下沉，土将脱 离承台，全部荷载由桩群承担。钻孔群桩试验表明， 当桩距S=(2～4)d时，承台能承担极限荷载的16～ 23%。 4.8 桩基础的设计 根据对群桩的变形观测和工程时间经验，当桩 距较小及土质坚实时，在荷载作用下，桩间土和群 桩作为一个整体下沉，桩端土层受压缩达到极限荷 载时，群桩出现“整体剪切破坏”，其破坏形态类似 一个实体深基础。多数情况下，各根桩与桩周土之 间发生剪切变形，桩端贯入土中，不仅桩端土层被 压缩，桩间土也发生压缩变形，随着荷载增大，群 桩最终产生“贯入破坏”。相应于贯入破坏的群桩承 载力较高，但沉降量则常很大。因此，群桩承载力 应满足强度和变形两方面的要求。 4.8 桩基础的设计 桩基的设计应符合安全，经济和合理的要求。对 桩和承台来说应该有足够的强度，刚度和耐久性，对 地基(主要是桩端持力层)来说，要求足够的承载力和 不产生过量的变形。 在设计前，收集，研究一些基本资料，如上部结 构的情况(结构型式，平面布置，荷载大小，构造及 使用的要求)，工程地质及水文地质勘察资料以及施 工设备和技术条件。 4.8 桩基础的设计 桩基设计的一般规定： ① 桩距 桩中心距一般不小于3d(桩径)，如为扩底桩则不小于 1.5D(扩底直径)或不大于3d； ② 嵌岩灌注桩的周边嵌入微风化或中等风化岩体的最小深度 不小于0.5m，桩底以下3倍桩径范围内无软弱夹层，断裂 带，洞隙分布； ③ 预制桩的混凝土强度等级不应低于C30，灌注桩不应低于 C20，水下灌注时不应低于C30； ④ 预制桩最小配筋率不小于0.8%，灌注桩的最小配筋率当承 压时不宜小于0