桩基础支护的设计计算方法分析和案例.pptVIP

桩根底的设计计算;横向荷载作用下桩身内力与位移的计算方法国内外已有不少，我国普遍采用的是将桩作为弹性地基上的梁，按文克尔假定〔梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比〕进行求解，简称弹性地基梁法。根据求解的方法不同，通常有半解析法〔幂级救解、积分方程解、微分算子解等〕、有限差分法和有限元解等。以文克尔假定为根底的弹性地基梁解法从土力学的观点认为不够严密。但其根本概念明确，方法较简单，所得结果一般较平安，故国内外使用较为普遍。我国铁路、水利、公路及房屋建筑等领域在桩的设计中常用的“m”法以及“K”法、“常数”法〔或称张有龄法〕、“C”法等均属于此种方法。;单排桩基桩内力和位移计算;〔一〕、土的弹性抗力及其分布规律;假定土的横向土抗力符合文克尔假定，即;2．地基系数;地基系数变化规律;相应的基桩内力和位移计算??法为：

1〕“m”法：

假定地基系数C随深度呈线性增长，即C=mZ，如上图a〕所示。m称为地基系数随深度变化的比例系数〔kN/m4〕。

2〕“K”法：

假定地基系数C随深度呈折线变化即在桩身第一挠曲变形零点〔上图b〕所示深度t处〕以上地基系数C随深度呈凹形抛物线增加；该点以下，地基系数C=K〔kN/m3〕为常数。

3〕“c”法：

假定地基系数C随深度呈抛物线增加，即Ｃ=cZ0.5，当无量纲入土深度达4后为常数，如上图c〕所示。c为地基系数的比例系数〔kN/m3.5〕。

4〕“常数”法，又称“张有龄法”：

假定地基系数C沿深度为均匀分布，不随深度而变化，即C=K0〔kN/m3〕为常数，如上图d〕所示。;上述四种方法各自假定的地基系数随深度分布规律不同，其计算结果有所差异。本节介绍目前应用较广并列入《公桥基规》中的“m”法。按“m”法计算时，地基系数的比例系数m值可根据试验实测决定，无实测数据时可参考下表中的数值选用；;;〔二〕单桩、单排桩与多排桩;单桩、单排桩及多排桩;多排桩如上图c〕，指在水平外力作用平面内有一根以上的桩的桩根底〔对单排桩作横桥向验算时也属此情况〕，不能直接应用上述公式计算各桩顶作用力，须应用结构力学方法另行计算〔见后述〕，所???另列一类。;〔三〕桩的计算宽度;上式中：b〔或d〕——与外力H作用方向相垂直平面上桩的宽度〔或直径〕；

Kf——形状换算系数。即在受力方向将各种不同截面形状的桩宽度，乘以Kf换算为相当于矩形截面宽度，其值见下表；

K0——受力换算系数。即考虑到实际上桩侧土在承受水平荷载时为空间受力问题，简化为平面受力时所给的修正系数，其值见下表；;〔四〕刚性桩与弹性桩;二、“m”法弹性单排桩基桩内力和位移计算;图1桩身受力图示;〔一〕桩的挠曲微分方程的建立及其解;上式中：E、I——桩的弹性模量及截面惯矩

?zx——桩侧土抗力?zx=Cxz=mZxz，C为地基系数；

b1——桩的计算宽度；

xz——桩在深度z处的横向位移〔即桩的挠度〕。;式〔1〕为四阶线性变系数齐次常微分方程，在求解过程中注意运用材料力学中有关梁的挠度xz与转角?z、弯矩Mz和剪力Qz之间的关系即;;

以上求算桩的内力位移和土抗力的式〔2〕～〔6〕五个根本公式中均含有x0、?0、M0、Q0这四个参数。其中M0、Q0可由的桩顶受力情况确定，而另外两个参数x0、?0那么需根据桩底边界条件确定。由于不同类型桩，其桩底边界条件不同，现根据不同的边界条件求解x0、?0如下。;式中：A0——桩底面积；

I0——桩底面积对其重心轴的惯性矩；

C0——基底土的竖向地基系数，Co=m0h。;解以上联立方程，并令;2.嵌岩桩、的计算;〔二〕计算桩身内力及位移的无量纲法;同理，将式〔7〕分别代入式〔3〕、〔4〕、〔4-5〕再经整理归纳即可得;2．?h2.5的嵌岩桩;〔三〕桩身最大弯矩位置ZMmax和最大弯矩Mmax确实定;〔四〕桩顶位移的计算公式;桩顶转角?1那么由：地面处的转角?0，桩顶在水平力Q作用下引起的转角?Q及弯矩作用下所引起的转角?m组成即;〔五〕单桩、单排桩计算步聚及验算要求;7．计算桩顶位移和墩台顶位移，并进行验算；

8．弹性桩桩侧最大土抗力是否验算，目前无一致意见，现行《公桥基规》对此也未作要求。;多排桩基桩内力与位移计算;

群桩根底的竖向分析及其验算;1．端承型群桩根底;2．摩擦型群桩根底;群桩效应;影响群桩根底承载力和沉降的因素：;3．群桩根底承载力验算;〔1)桩底持力层承载力验算;〔2〕软弱下卧