单桩、单排桩、疏桩基础沉降计算V1.0
基础工程之桩基础沉降的计算
m
re
d n d 2 m 4
2
学习文档
群桩效应系数的计算（2）
以群桩中各桩中心为圆心，以re为半径作圆，由各园 的相交点作矩形（或以二排桩之间的中点作纵横向 中心线形成以各桩为重心的矩形），矩形面积与圆 面积之比，即负摩阻力的群桩效应系数。
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桩基础沉降的计算
单桩沉降的组成
桩顶沉降
桩身弹性压缩引起
桩端沉降
桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以压力扩散 角向下传递，致使桩端下土体压缩而产生的桩端 沉降；
桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端沉降。
2
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常用计算方法
1）荷载传递法 2）弹性理论法 3）剪切变形传递法 4）有限单元分析法 5）其他简化方法
假想实体深基础法 明德林（Mindl源自n)方法2学习文档
实体深基础法考虑扩散作用
Fk
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p p (d l )
0k
k
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d
α=
φ 4
Gk
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A (b 2ltg )(a 2ltg );
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a0、b0 群桩外缘长短边的长度
2
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(3) 对于桩身配筋率小于0.65％的灌注桩，取单桩水平静载试 验的临界荷载（的75%）为单桩水平承载力特征值。
(4) 当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下列公式估算桩身 配筋率小于0.65％的灌注桩的单桩水平承载力特征值；
浅谈桩基础沉降计算方法
浅谈桩基础沉降计算方法摘要：桩基础工程应用广泛，对桩基础的沉降计算研究一直是热点问题，本文介绍了常见的几种群桩沉降计算方法，弹性理论法、等代墩基法和等效分层总和法，就几种方法的计算原理和计算步骤做出简要介绍，希望对工程师有所借鉴。
桩基础一般是由桩和承台组成的基础形式，因具有较高的承载力，较好的抗震性能和稳定性，同时能够适应各种地质条件而在工业与民用建筑、桥梁工程、港口工程、船坞工程、边坡工程以及抗震工程中被广泛应用[1]。
1.群桩沉降计算方法桩基础的应用大都是以群桩的形式出现，例如独立建筑物的基础下面的桩以及墩基础等，通常都为群桩。
群桩与单桩的在竖向荷载的作用下的工作性能是有所区别的。
群桩效应在群桩沉降问题上表现得非常突出且相当重要，对于高承台的群桩而言，桩间应力之间的重叠效应改变了桩土之间的受力状态，虽然桩侧摩阻力会随着荷载的增大从桩顶开始逐渐向下发挥，但是群桩的沉降量要比单桩大得多，甚至有些群桩的沉降量是单桩的几十倍，而对于低承台型群桩而言，除了应力重叠的影响之外，承台与地基土之间的相互作用也使得群桩沉降的计算趋于复杂。
群桩沉降的计算方法有很多，根据他们的适用范围，可以归纳为以下几大类：弹性理论法、等代墩基法、等效作用分层总和法、原位测试估算法与经验法以及有限元法等。
1.1弹性理论法群桩沉降弹性理论分析与单桩沉降弹性理论分析的假定是基本相同的，弹性理论简化方法，即叠加法，叠加法[2]、[3]、[4]的主要内容：图1摩擦群桩的工作原理叠加法的计算原理可见图1，与摩擦单桩类似，对于有同样的m根桩的群桩，将每根单桩分成n个单元，每根桩每个单元的土位移方程为：（1-1）同样，桩端土的位移方程为：(1-2)式中：Iij，Iib分别为单元j 上的单位剪应力(τj)时以及桩端单位竖向应力(qb=1)基于每根单桩的荷载为未知量，所以求解上述m(n+1)个方程时还需假定与群桩性状有关的特殊条件。
一般情况下，最简单的两种情况为：(1)各单桩所承担得荷载相等，即为柔性承台桩基。
单桩排桩基础沉降计算
单桩排桩基础沉降计算单桩基础是一种常用的基础形式，适用于建筑物的单独柱子或者小型构筑物的基础设计。
当基础承受外部荷载时，由于基础本身刚度有限，会产生沉降。
沉降是指地基下沉的现象，是地基在承受荷载后由于自身变形引起的。
沉降可分为初始沉降和重新调整沉降。
初始沉降是指基础在荷载作用下发生变形后的初始阶段的沉降，即基础首次接触地基时的沉降。
重新调整沉降是指基础在荷载作用下重新达到平衡状态后的沉降。
单桩基础沉降计算涉及到土壤力学、结构力学和水文地质等知识。
主要的计算方法有传统的经验预测法、理论计算法和现场观测法。
1.经验预测法：通过历史建筑的实测数据，总结出经验公式，以预测单桩基础的沉降。
常用的经验公式有观测压力法、法布里根方程法和比坤公式等。
观测压力法是一种适用于砂土的经验预测法。
它根据砂土的荷载传递机制，以及实测基桩的总沉降和桩底承载力将荷载分配到桩侧壁和桩底的情况，得到一个压力指数，以此估计桩侧壁的压力。
进而根据经验关系将挤压沉降转换为桩端沉降。
法布里根方程法是一种适用于黏土的经验预测法。
它基于实测数据，通过分析桩端沉降与桩顶载荷的关系，得到一个系数，然后根据桩顶荷载和系数，计算桩基础的沉降。
比坤公式是一种适用于一定荷载条件下的经验预测法。
它根据实验数据总结出来，利用荷载-沉降曲线对沉降进行估计。
2.理论计算法：通过土壤力学理论和结构力学理论，以及对土壤和基础的特性进行分析和计算，来预测单桩基础的沉降。
常用的理论计算方法有弹性地基反分析法和有限元法。
弹性地基反分析法是一种基于弹性理论的计算方法，可以根据测定的实测沉降曲线和荷载信息，反推土层和基础的刚度和弹性参数，从而得到更准确的沉降计算结果。
有限元法是一种数值计算方法，可以将复杂的土-结构系统离散为简单的有限元单元，通过计算来模拟单桩基础的沉降。
3.现场观测法：在基础施工和使用阶段进行现场观测，根据实际监测数据来预测单桩基础的沉降。
使用水平仪、坐标仪、沉降仪等仪器进行实时监测，获取精确的沉降数据。
第四章桩基沉降计算
第四章桩基沉降计算第四章内容为桩基沉降计算。
桩基沉降是指在桩基施工之后，由于土体的沉降而引起的桩基沉降现象。
桩基沉降的计算是土木工程中一个重要的计算问题，对工程的安全性和稳定性具有重要影响。
下面将从桩基沉降的计算方法、影响因素以及计算实例三个方面来展开阐述。
一、桩基沉降的计算方法桩基沉降的计算方法主要有经验法和理论法两种。
经验法通常是根据历史工程的经验数据和实测数据，通过统计分析得到的经验公式来进行计算。
这种方法虽然简单，但缺乏理论依据，适用范围有限。
理论法则是基于土力学和弹性力学的理论，通过计算地基土体的变形来估算桩基的沉降。
桩基沉降的计算方法一般有弹性计算方法和弹塑性计算方法两种。
弹性计算方法适用于土体的变形较小的情况下，一般认为土体的应力-应变关系服从线性弹性假设；弹塑性计算方法适用于土体的变形较大的情况下，考虑土体的弹性和塑性特性。
二、桩基沉降的影响因素桩基沉降的影响因素主要包括桩基自重、土体重应力改变、桩侧土体的变形和桩身上的加荷等。
具体而言，桩基自重是引起桩基沉降的主要因素之一，因为桩基自身的重力会导致土体的压实和沉降；土体重应力改变是指桩基施工前后由于荷载的引入或移除而导致的土体重应力的改变，也会影响桩基的沉降；桩侧土体的变形是指由于桩身的施工而引起的土体变形，也会对桩基沉降产生影响；桩身上的加荷是指桩体在使用过程中受到的荷载，也是产生桩基沉降的重要因素之一三、桩基沉降的计算实例以工程中的桩基沉降计算为例，假设桩基直径为1.2m，桩的长度为20m，桩体所在的土体为黏性土，桩侧土体的变形系数为0.3、根据经验公式得到的桩基沉降计算公式为：δ=0.047Hs，其中，δ为桩基沉降，H 为桩的长度，s为黏性土的塑性指数。
根据给定的参数，代入公式计算得到桩基沉降为：δ=0.047*20=0.94m。
即桩基沉降为0.94m。
以上就是关于第四章桩基沉降计算的内容，主要包括桩基沉降的计算方法、影响因素以及计算实例的阐述。
桩基础沉降计算计算书
桩基础沉降计算书计算依据：1、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-20122、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20113、《建筑桩基技术规范》JGJ94-20084、《建筑施工计算手册》江正荣编著一、基本参数基础剖面图三、沉降计算1、基础底面附加应力计算考虑土的内摩擦角，基底截面计算长度：l= A0+2L×tanφ=4.2+2×1.2×tan(45)°=6.6m考虑土的内摩擦角，基底截面计算长度：b= B0+2L×tanφ=3.4+2×1.2×tan(45)°=5.8mP0=F/A+(γ0-γ)(d+L)=4500/(6.6×5.8)+(18.4-19.66)×(1.1 + 1.2)= 114.657 kN/m32、分层变形量计算z i(m) 基础中心处平均附加应力系数αi相邻基础影响αi总附加应力系数αi总z i×αi总z i×αi总-z i-1×αi-1总土的压缩模量E si(MPa)A iΔs iΣΔs i土的自重应力σc附加应力系数a附加应力σz0.4 4×0.2498 2×3×(0.20.9998 0.3999 0.3999 5.6 0.4 8.188 8.188 52.618 0.249 114.198σz /σc=32.104/182.818=0.176≤ 0.2满足要求。
4、地基最终变形量计算∑A i=6.552，得Es=5.727Mpa距径比：s a/d=(A/n)0.5/b=(L c×B c/n)0.5/b=(4.6×3.8/4)0.5/0.6=3.484长径比：L/b=1.2/0.6=2基础长宽比：L c/B c=4.6/3.8=1.211查《规范》JGJ94-2008附录表E得：C0=0.230941464，C1=1.525562524，C2=3.273900372ψe=C0+(n b-1)/(C1(n b-1)+C2)= 0.230941464+(2-1)/ (1.525562524×(2-1)+3.273900372)=0.439=ψ×ψe×∑△s=0.6×0.439×116.007=30.556mm。
桩基沉降计算
桩基沉降计算
桩基沉降计算是指通过一系列的公式和计算方法，预测和计算桩基在
工程使用过程中可能会发生的沉降情况，以此来评估和调整工程设计方案，保证工程的安全性和可靠性。
桩基沉降计算的主要内容包括以下几个方面：
1.岩土工程特性的确定：通过对现场土层的取样和试验，确定土壤的
力学参数和变形特性，如土层的密度、孔隙比、抗剪强度等。
2.桩型和桩径的确定：根据工程要求和土壤特性，确定桩型和桩径，
如钢管桩、钢筋混凝土桩、预制桩等，桩径的大小直接影响了桩基的承载
能力和沉降情况。
3.桩基荷载的计算：根据工程负荷情况和桩基的承载能力，计算出桩
基所受荷载的大小和分布情况，如垂直荷载、水平荷载、弯矩等。
4.岩土工程模型的建立：根据实际的工程情况，建立相应的岩土工程
模型，包括土层属性、桩身属性、荷载特征和工程形态等参数。
5.桩基沉降的计算和分析：根据岩土工程模型和桩基荷载计算出桩基
的沉降情况以及对周围土层的影响，并进行相应的分析和评估。
6.调整工程设计方案：通过以上步骤的计算和分析，合理调整和优化
工程设计方案，保证工程的安全可靠性和经济性。
需要注意的是，桩基沉降计算涉及到很多因素，如岩土工程特性、荷
载特征、桩型和桩径等，因此需要进行全面和准确的计算和分析。
同时在
实际工程中，还需要结合具体的施工过程和维护管理措施，加强对桩基沉
降情况的监测和调整，以确保桩基的安全可靠性。
桩基沉降计算例题
单桩、单排桩、桩中心距大于 6 倍桩径的疏桩基础 的沉降计算例题（JGJ94-2007 5.5.14 条和附录 F） 3.87 某高层为框架－核心筒结构，基础埋深 26m（7 层 地下室），核心筒采用桩筏基础。外围框架采用复合桩基，基 桩直径 1.0 m，桩长 15 m，混凝土强度等级 C25，桩端持力层
=106×24.5/3=866 kN(898)
3 计算复合基桩的承载力特征值 R ，验算单桩竖向承载
力： R = Ra +ηc f ak Ac
为从表 5.2.5 查承台效应系数ηc ,需要 sa/d 和 Bc/l,故先
计算桩距： sa = A / n = 67.5 / 3 = 4.74 m,
建筑讲座讲义桩基础沉降的计算
建筑讲座讲义桩基础沉降的计算一、引言桩基础是建筑工程中常用的一种基础形式，其作用是将建筑物的荷载传递到地下深处的稳定土层。
在桩基础设计中，沉降是一个重要的考虑因素。
桩基础的沉降计算可以帮助工程师判断基础的稳定性和安全性。
本次讲座将对桩基础沉降的计算方法进行详细介绍。
二、桩基础沉降的原因1.建筑物荷载建筑物的自重和附加荷载都会施加到桩身上，产生沉降。
自重荷载主要包括结构本身的负荷，如墙体、楼板等。
附加荷载包括人员、家具、机械设备等。
2.桩基础本身的沉降桩基础本身的沉降是由桩身的变形引起的。
桩身材料的松动、变形都会导致沉降的发生。
3.地基土的沉降地基土的沉降是因为桩基础在地下深处受到地基土的影响，土体的挤压、挪移等现象会导致地基土的沉降。
三、桩基础沉降的计算方法1.弹性计算方法弹性计算方法是最常用的桩基础沉降计算方法。
其基本原理是桩基础沉降是由荷载引起的桩身变形所致，根据弹性力学原理进行计算。
根据不同的桩身形状和荷载情况，可以选择合适的计算公式进行计算。
2.半经验公式法半经验公式法是通过统计大量实测资料得出的经验公式，适用于一定范围内的桩基础沉降估计。
这些经验公式可以根据工程经验和地质条件进行修正，并结合实际工程情况进行计算。
3.数值模拟方法数值模拟方法是利用计算机模拟地基土与桩基础相互作用的过程，通过有限元法或边界元法进行计算。
这种方法可以模拟不同地基土和桩身形状下的沉降情况，具有较高的准确性和可靠性。
四、桩基础沉降计算的参数1.桩身形状桩身形状是桩基础沉降计算中重要的参数之一、常见的桩身形状有圆形、方形、六边形等，不同形状的桩身受力和沉降特性不同。
2.桩身材料桩身材料的刚度和强度会影响桩基础的沉降情况。
通常情况下，桩身材料的刚度越大，沉降越小。
3.地基土性质地基土的性质直接关系到桩基础的沉降。
土壤的可压缩性、孔隙比、黏聚力等参数会影响沉降的大小。
4.荷载情况荷载情况是计算桩基础沉降的重要依据。
荷载包括建筑本身的荷载以及引起的地震、风荷载等外部荷载。
桩基沉降计算方法及存在的问题
桩基沉降计算方法及存在的问题1、目前桩基的计算方法对于群桩基础，在正常使用状态下的沉降计算方法，目前有两大类。
一类是按实体深基础计算模型，采用弹性半空间表面荷载下Boussinesq应力解计算附加应力，用分层总和法计算沉降；另一类是以半无限弹性体内部集中作用下的Mindlin解为基础计算沉降。
后者主要分为两种：一是Poulos提出的相互作用因子法；第二种是Gedes对Mindlin公式积分而导出集中力作用于弹性半空间内部的应力解，按叠加原理，求得群桩桩端平面下各单桩附加应力和，按分层总和法计算群桩沉降。
上述方法存在如下一些些问题：实体深基础法，其附加应力按Boussinesq 解计算与实际不符，且实体深基础模型不能反映桩的距径比、长径比等的影响；相互作用因子法不能反映压缩层范围土的成层性；Geddes应力叠加-分层总和法要求假定侧阻力分布，并给出桩端荷载分担比；所有的计算方法都依赖经验参数，以上计算方法均是以弹性力学的基本原理为基础，计算的可靠性与经验系数关系密切；不能考虑上部结构刚度对变形的影响。
2、旧规范沉降计算方法存在的问题旧规范的沉降计算方法——等效作用分层总和法的一个科学、实用的计算方法，能反映群桩基础的各因素对沉降的影响，如桩的距径比、长径比、桩数等。
其存在的问题是对于长桩，特别是桩侧土较好的长桩基础，计算沉降量与实测值误差较大，统计结果发现计算值大，而实测值小。
造成这种现象的原因是上部结构的荷载借助于侧摩阻力传至承台投影面积以外，使桩端平面的计算附加应力远小于实际受力。
而旧规范的经验系数依据局限于上海地区的资料，当时的超高层建筑很少，对应的长桩基础很少，经验系数存在一定的局限性。
新规范维持了旧规范的基本计算方法，针对旧规范沉降计算中存在的问题进行了调整。
1、对于桩中心距不大于6倍桩径的桩基，调整了沉降经验系数。
桩基沉降计算
桩基沉降计算5.5.6～5.5.9 桩距小于和等于6 倍桩径的群桩基础，在工作荷载下的沉降计算方法，目前有两大类。
一类是按实体深基础计算模型，采用弹性半空间表面荷载下Boussinesq 应力解计算附加应力，用分层总和法计算沉降；另一类是以半无限弹性体内部集中力作用下的Mindlin 解为基础计算沉降。
后者主要分为两种，一种是Poulos 提出的相互作用因子法；第二种是Geddes 对Mindlin 公式积分而导出集中力作用于弹性半空间内部的应力解，按叠加原理，求得群桩桩端平面下各单桩附加应力和，按分层总和法计算群桩沉降。
上述方法存在如下缺陷：（1）实体深基础法，其附加应力按Boussinesq 解计算与实际不符（计算应力偏大），且实体深基础模型不能反映桩的长径比、距径比等的影响；（2）相互作用因子法不能反映压缩层范围内土的成层性；（3）Geddes 应力叠加―分层总和法对于大桩群不能手算，且要求假定侧阻力分布，并给出桩端荷载分担比。
针对以上问题，本规范给出等效作用分层总和法。
1 运用弹性半无限体内作用力的Mindlin 位移解，基于桩、土位移协调条件，略去桩身弹性压缩，给出匀质土中不同距径比、长径比、桩数、基础长宽比条件下刚性承台群桩的沉降数值解：3 两种沉降解之比：相同基础平面尺寸条件下，对于按不同几何参数刚性承台群桩Mindlin 位移解沉降计算值W与不考虑群桩侧面剪应力和应力不M二者之比为等效沉降系数ψe 。
按实体深基础Boussinesq 解分层总和法计算沉扩散实体深基础Boussinesq 解沉降计算值WB降W，乘以等B效沉降系数ψe，实质上纳入了按Mindlin 位移解计算桩基础沉降时，附加应力及桩群几何参数的影响，称此为等效作用分层总和法。
5.5.11 关于桩基沉降计算经验系数ψ。
本次规范修编时，收集了软土地区上海、天津，一般第四纪土地区北京、沈阳，黄土地区西安等共计150 份已建桩基工程的沉降观测资料，由实测沉降与计算沉降之比ψ与沉降计算深度范围内压缩模量当量值关于预制桩沉桩挤土效应对桩基沉降的影响问题。
桩基专项方案计算公式
一、桩基承载力的计算公式1. 单桩承载力计算公式：Qs = Qsk + Qp其中，Qs为单桩承载力；Qsk为极限承载力；Qp为桩身抗拔力。
2. 极限承载力计算公式：Qsk = 1.2×γD×L×fck其中，γ为桩身材料重度；D为桩径；L为桩长；fck为桩身材料抗压强度标准值。
3. 桩身抗拔力计算公式：Qp = 0.8×γD×L×fck其中，Qp为桩身抗拔力；其他参数与极限承载力计算公式相同。
二、桩基沉降的计算公式1. 桩基沉降计算公式：S = (Qs - Qp)×δp / (A×E)其中，S为桩基沉降；δp为桩身材料变形模量；A为桩身截面积；E为桩身材料弹性模量。
2. 桩基沉降计算公式（简化）：S = (Qs - Qp)×δp / (πD²/4)其中，其他参数与桩基沉降计算公式相同。
三、桩基首灌混凝土计算公式1. 钻孔灌注桩首盘方量计算公式：V = (H1 - H2)×πD²/4 + πd²/4×h1其中，V为首盘方量；H1为桩孔底至导管底端距离；H2为导管初灌埋深；D为桩孔直径；d为导管内径；h1为桩孔内混凝土达到埋置深度时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度。
2. 钻孔灌注桩首盘方量计算公式（简化）：V = πD²/4×(H1 - H2) + πd²/4×h1其中，其他参数与钻孔灌注桩首盘方量计算公式相同。
四、桩基施工进度计算公式1. 桩基施工进度计算公式：P = (N × D × L) / (T × 24 × 60)其中，P为桩基施工进度；N为桩基数量；D为桩径；L为桩长；T为施工时间（小时）。
2. 桩基施工进度计算公式（简化）：P = N × D × L / (T × 24)其中，其他参数与桩基施工进度计算公式相同。
建筑讲座：桩基础沉降的计算
预制桩、钢桩
灌注桩
序 号
地基土类别
m (MN/m 4 )
相应单桩在地 面 处水平位移 (mm)
m (MN/m 4 )
相应单桩在 地 面处水平 位移 (mm)
1
淤泥、淤泥质土，饱和湿陷性黄土
2-4.5
10
2.5-6
6-12
流塑 (I L ＞ 1) 、软塑 (0.75 ＜ I L ≤
4.5-6.0
10
2 1) 状粘性土， e ＞ 0.9 粉土，松散粉细 砂，松散填土
6-14
4-8
可塑 (0.25 ＜ I L ≤ 0.75) 状粘性土，
6.0-10
10
14-35
3-6
3 e=0.75-0.9 粉土，湿陷性黄土，稍 密、中 密填土，稍密细土
硬塑 (0 ＜ I L ≤ 0.25) 、坚硬 (I L ≤ 4 0) 状粘性土，湿陷性黄土， e ＜ 0.75 粉
土，中密中粗砂，密实老填土
13
桩侧负摩阻力的危害
• 可见，桩侧负摩阻力的发生， 将使桩侧土的部分重力和地面 荷载通过负摩阻力传递给桩， 因此,桩的负摩阻力非但不 能成 为桩承载力的一部分．反而相 当于是施加于桩上的外荷载， 这就必然导致桩的承载力相对 降低、桩基沉降加大。
14
二、负摩阻力的计算
1．单桩负摩阻力的计算
(1)中性点的位置 中性点的位置取决于桩与桩侧土的相对
23
依据桩、土相对刚度的不同，水平荷载作用下的 桩可分为：刚性桩、半刚性桩和柔性桩。
（1）刚性桩
换算深度 h ≤ 2.5时，为刚性桩
• 当桩很短或桩周土很软弱时，桩、土的相对刚度 很大，属刚性桩。
• 特点： A、桩身不发生挠曲变形 B、发生绕靠近桩端的一点作全桩长的刚体转动。 C、桩顶嵌固的刚性桩则发生平移。 D、刚性桩的破坏一般只发生于桩周土中，桩体本
桩基础沉降计算课件
2020/12/3
桩基础沉降计算
13
Q
=
+
+
σsp集, k中QlQ 2 力 βsI沿1桩 ,Qk 身1α(β 1沿-I桩-s身2 )Q线,k
均匀分布
性增长
单桩荷载分担
2020/12/3
桩基础沉降计算
14
第k根桩的端阻力在深度z 处产生的应力:
σζπκ,
αQ λ2 Ik
第k根桩的侧摩阻力在深度z处产生的应力:
zs,k lQ2 (1)Is2,k
将上式代入
s p
m j1
nj i1
j,i hj,i
Esj,i
可得单向压缩分层总和法沉降计算公式
s
Qmnj hj,i pl2 j1i1Es,ji
请回答问题
1、初步设计时单桩承载力如何估算的？ 2、什么是群桩效应？ 3、群桩效应系数？ 4、影响群桩效应的因素有哪些？
2020/12/3
桩基础沉降计算
1
4.4 桩基础沉降计算
4.4.1 单桩沉降计算
需要进行沉降计算 ： 甲级建筑物的建筑物桩基。 对沉降有严格要求的建筑物桩基；体型复杂或桩端以下 存在软弱土层的乙级建筑物桩基。 不需沉降计算的情况 丙级建筑物桩基 桩距大于6倍桩径（s>6d） 不超过2排的条形基础 某些单层工业厂房桩基
2020/12/3
桩基础沉降计算
7
4.4.2 群桩沉降计算
桩基础最终沉降量的计算采用单向压缩分层总和法:
sLeabharlann m njp j1 i1
j,ihj,i Esj,i
式中： s—桩基最终计算沉降量(mm) ； m—桩端平面以下压缩层范围内土层总数； Esj i —桩端平面下第 j 层土第 i 个分层在自重应力至自重应力加附加
建筑桩基技术规范中单桩、单排桩沉降计算方法之商榷
收稿日期:２０１８Ｇ０１Ｇ１９作者简介:方㊀成(１９７３－),男,高级工程师,主要从事建筑结构设计研究．第３３卷第１期徐州工程学院学报(自然科学版)２０１８年３月V o l ．３３N o ．１J o u r n a lo f X u z h o uI n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y (N a t u r a lS c i e n c e s E d i t i o n )M a r ２０１８建筑桩基技术规范中单桩㊁单排桩沉降计算方法之商榷方㊀成,林㊀柏,章㊀华,徐和财,王青松,黄㊀超(浙江省工业设计研究院,浙江杭州㊀３１１２００)㊀㊀摘要:针对J G J ９４ ２００８«建筑桩基技术规范»给出的单桩㊁单排桩的沉降计算方法在准确性和适用性方面的问题,依据上海㊁辽宁㊁山西等地的２例单桩长期静载试桩与６例小桩群承台工程的实测沉降资料,对规范中的计算方法的准确性进行讨论,发现计算值与实测值的比值与桩入土深度之间近似呈线性关系,并分别给出基于平均预期和９５％保证率预期的修正系数模型．结合某主裙楼连接桩基工程中裙楼沉降计算结果与实测结果的对比结果,探讨利用规范方法进行单桩㊁单排桩沉降计算的适用条件问题,发现该法不适用于疏桩基础沉降计算．关键词:单桩;单排桩;沉降计算中图分类号:T U ４７３．１＋２㊀文献标志码:A㊀文章编号:１６７４Ｇ３５８X (２０１８)０１Ｇ００７１Ｇ０５桩基础因其具有承载力可靠㊁稳定性强㊁适用性广等优点,成为土木工程领域广泛采用的基础形式[１Ｇ２]．桩基础的工作可靠性很大程度上取决于其沉降位移[３Ｇ６],因此合理预计桩基础的沉降量是其设计的关键所在．目前,我国J G J ９４ ２００８«建筑桩基技术规范»(以下简称«规范»)中对于单桩㊁单排桩的沉降计算,是根据试桩沉降量估计的,即单桩㊁单排桩的实际预计值与静载荷试桩沉降计算值的比值建议取为１．０[７]．然而,静载荷试桩沉降稳定的标准是连续２次在每小时内沉降量小于０．１m m ,实际建筑物沉降稳定的标准却是连续２次半年沉降量不超过２m m ,平均每小时沉降量为０．０００４５７m m ,两者显然完全不在一个数量级上．所以,«规范»中这种预计方法的准确性非常值得商榷．鉴于上述情况,首先依据上海㊁辽宁㊁山西等地的２例单桩长期静载试桩与６例小桩群(６桩以下)承台工程的实测沉降资料[８],对«规范»中 单桩㊁单排桩沉降计算法 的沉降计算经验系数的准确性进行讨论,然后结合主裙楼连接桩基工程中裙楼沉降计算结果与实测结果的对比,探讨利用该法进行单桩㊁单排桩沉降计算的适用条件问题,以求对实际工程设计中单桩㊁单排桩的沉降计算提供技术参考．１㊀«规范»中单桩㊁单排桩沉降计算经验系数的准确性问题１．１㊀计算值与实测值对照案例在多年的工程实践中,收集到了上海㊁辽宁㊁山西等地的２例单桩长期静载试桩与６例小桩群(６桩以下)承台工程的实测沉降资料,下面对这些资料予以介绍,并与«规范»的计算结果进行对比,以探讨«规范»计算方法的准确性．案例１:静载荷试压维持３个月的上海某跨线桥工程ϕ０．８mˑ２３m 单桩试桩工程,其地基土物理力学性质指标见文献[８]．该工程单桩试桩静载荷为１３２０k N ,桩端持力层为第５Ｇ１层黏土,稳定３个月后实测累计沉降２１．０m m ,第３个月的沉降速率约为０．０４９m m /d ,尚未达到稳定的标准,据此预计最终沉降量不超过３０．０m m．另一方面,单桩极限承载力Q u k ＝１２１６k N ,端阻比α＝０．１４５．根据«规范»,可以计算出单桩沉降量为３１．１m m．显然,该工程的计算沉降与实测沉降基本相符．案例２:静载荷试压维持３个月的上海某跨线桥工程ϕ０．８mˑ２９m 单桩试桩工程,其地基土物理力学性质指标见文献[８]．该工程单桩试桩静载荷为１８００k N ,桩端持力层为第５Ｇ２层砂质粉土,稳定３个月后实测累计沉降１３．０m m ,第３个月的沉降速率约为０．０３８m m /d,尚未达到稳定的标准,据此预计最终沉降量１７不超过２０．０m m．另一方面,单桩极限承载力Q u k＝２１６６k N,端阻比α＝０．２７８．根据«规范»,可以计算出单桩沉降量为２０．４m m．显然,该工程的计算沉降与实测沉降基本吻合．案例３:上海某跨线桥工程１号墩,采用４根ϕ０．８mˑ１９．５m钻孔灌注桩,其地基土物理力学性质指标见文献[８]．该工程单桩试桩静载荷为５９５k N,桩端持力层为第４层淤泥质黏土,１１７d实测沉降８．９m m,第４个月沉降速率为０．０２３m m/d,尚未达到稳定的标准,据此预计最终沉降量为１０．０m m左右．另一方面,单桩极限承载力Q u k＝１２８７k N,端阻比α＝０．１６５,承台尺寸为８．０mˑ３．８m,埋深为１．７m．扣除承台底土自重压力后的平均附加桩顶荷载为３６８．１k N．根据«规范»,可以计算出单桩沉降量为１５．７m m．显然,该工程的计算沉降明显大于实测沉降．案例４:上海某跨线桥工程２号墩,采用５根ϕ０．８mˑ２７m钻孔灌注桩,其地基土物理力学性质指标见文献[８],桩端持力层为第５Ｇ２层砂质粉土．该工程单桩试桩静载荷为９８８k N,１１７d实测沉降５．５m m,第４个月沉降速率为０．０２０m m/d,尚未达到稳定的标准,据此预计最终沉降量为８．０m m左右．另一方面,单桩极限承载力Q u k＝２１２９k N,端阻比α＝０．２８３,承台尺寸为１０．８mˑ３．８m,埋深２．０m．扣除承台底土自重压力后的平均附加桩顶荷载为６９６．５k N．根据«规范»,可以计算出单桩沉降量为１０．７m m．显然,该工程的计算沉降大于实测沉降．案例５:上海某跨线桥工程３号墩,采用４根ϕ０．８mˑ１９．５m钻孔灌注桩,其地基土物理力学性质指标见文献[８],桩端持力层为第４层淤泥质黏土．该工程单桩试桩静载荷为６５７k N,１１７d实测沉降６．６m m,第４个月沉降速率为０．０２３m m/d,尚未达到稳定的标准,据此预计最终沉降量为９．０m m左右．另一方面,单桩极限承载力Q u k＝１２８７k N,端阻比α＝０．１８３,承台尺寸为８．０mˑ３．８m,埋深１．７m,扣除承台底土自重压力后的平均附加桩顶荷载为４３０．１k N．根据«规范»,可以计算出单桩沉降量为１４．３m m．显然,该工程的计算沉降远大于实测沉降．案例６:辽宁某公路桥工程１号桥墩,采用５根ϕ０．３mˑ１５m钢筋混凝土预制管桩,桩距１．５m,其地基土物理力学性质指标见文献[８]．该工程单桩试桩静载荷为６８０k N,３４０d实测累计平均沉降为３８．６m m,且已达到稳定的标准．另一方面,承台尺寸为３．０mˑ３．０m,埋深２．０m,扣除承台底土自重压力后的平均附加桩顶荷载为６１０．９k N．根据«规范»,可以计算出单桩沉降量为２８．９m m．显然,该工程的计算沉降远小于实测沉降．案例７:山西某单层厂房的１号小桩群承台,地下水位埋深４．５m,其地基土物理力学性质指标见文献[８]．采用４根０．４mˑ０．４mˑ１４m钢筋混凝土预制方桩,桩距为１．６m,４５５d实测累计平均沉降为１０．８m m,已接近稳定的标准．另一方面,承台尺寸为２．８mˑ２．８m,承台埋深６．０m,承台总荷载为２２００．７k N,单桩平均荷载为５５０．２k N,扣除承台底土自重压力后的平均附加桩顶荷载为３２０k N．根据«规范»,可以计算出单桩沉降量为４．９m m．显然,该工程的计算沉降远小于实测沉降．案例８:山西某单层厂房的２号小桩群承台,地下水位埋深４．５m,其地基土物理力学性质指标见文献[８]．采用４根０．４mˑ０．４mˑ１４m钢筋混凝土预制方桩,桩距为２．０m,４５５d实测累计平均沉降为１０．２m m,已接近稳定的标准．另一方面,承台尺寸为２．８mˑ２．８m,承台埋深６．０m,承台总荷载为２３３５k N,单桩平均荷载为５８３．７k N,扣除承台底土自重压力后的平均附加桩顶荷载为３５３．４k N．根据«规范»,可以计算出单桩沉降量为５．７m m．显然,该工程的计算沉降远小于实测沉降．１．２㊀计算值与实测值对照结果讨论将上述上海㊁辽宁㊁山西等地８例单桩与小群桩工程的实测沉降值与«规范»计算结果的对比汇总于表１．表１㊀单桩与小群桩基础沉降实测值与计算值对比案例序号案例名称桩入土深度/m实测沉降值/m m«规范»计算值/m m«规范»计算值与实测沉降值之比１上海某跨线桥２３m单桩２３３０．０３１．１１．０４２上海某跨线桥２９m单桩２９２０．０２０．４１．０２３上海某跨线桥１号墩２１１０．０１５．７１．５７２７徐州工程学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年第１期续表案例序号案例名称桩入土深度/m 实测沉降值/m m «规范»计算值/m m «规范»计算值与实测沉降值之比４上海某跨线桥２号墩２９８．０１０．７１．３４５上海某跨线桥３号墩２１９．０１４．３１．５９６辽宁某公路桥工程１号桥墩１７３８．６２８．９０．７５７山西某单层厂房１号承台２０１０．８４．９０．４５８山西某单层厂房２号承台２０１０．２５．７０．５６由表１可以计算出«规范»计算值与实测值之比的平均值为１．０４,且发现离散性很大,其变化范围为０．４５~１．５９．因此,直接采用«规范»建议的沉降计算经验系数１．０计算单桩㊁小桩群沉降量,不仅是不可靠的,而且在很多情况下是不安全的．通过深入考察上述多个案例的对比结果,发现«规范»计算值与实测值的比值与桩入土深度之间具有较为明显的相关性,即桩入土深度越小,二者比值也越小(如图１中的期望值线所示),计算值越偏于不安全．在目前尚无充分依据修正«规范»计算方法的情况下,基于上述８个工程案例对比结果,近似考虑计算值与实测值的比值与桩入土深度之间呈线性关系,其平均关系模型为γm ＝０．０３５７l ＋０．２３１６,(１)式中:γm 为«规范»计算值与实测值比值的期望值;l 为桩入土深度,单位为m．同时,从偏于安全的角度考虑,进一步给出具有９５％保证率的比值模型,为此,借用正态分布０．９５分位值的计算方法,即x ＝μ(１－１．６４５δ),(２)式中:x 为０．９５分位值,μ为平均值,δ为变异系数．于是,用式(１)函数值作为平均值,同时算得γm 的均方差σm 为０．３８２４,据此可得到平均值所对应的变异系数,然后将其代入式(２)中,即可得到具有９５％保证率的比值模型,如式(３)所示．其图像如图１中的０．９５分位值线所示．γk ＝０．０３５７l ＋０．３９７４,(３)式中γk 为具有９５％保证率的计算值与实测值比值．于是,在单桩与小群桩基础沉降计算中,在按照«规范»方法计算以后,再根据桩入土深度,将计算结果除以式(１)或式(３)的对应函数值,即可得到更为合理的沉降量取值．其中,式(１)给出的结果是一种平均预期结果,而式(３)给出的结果是一种偏于安全的㊁具有９５％保证率的预期结果．图１㊀«规范»计算值与实测值的比值与桩入土深度的相关性３７ 方㊀成,等:建筑桩基技术规范中单桩㊁单排桩沉降计算方法之商榷２㊀«规范»中单桩㊁单排桩沉降计算方法的适用范围通过以上讨论可以知道,单桩㊁单排桩沉降计算值的准确性与桩入土深度有关联,并建议了基于桩入土深度修正的沉降计算方法．然而,上述建议所依据的工程案例均为常规疏密程度的桩群,其结果是否适用于非常规疏密程度桩群,尚值得进一步探讨．上海某１２层主裙楼连结桩基工程中的裙楼桩基属于疏桩基工程,且该工程有可靠沉降监测数据[９Ｇ１０]．下面利用该工程校验«规范»中的方法计算其桩基沉降量的适用性问题．该工程的１２层主楼(１层地下室)采用预制钢筋混凝土方桩,桩长２５．５m ,桩断面４５０m mˑ４５０m m ,共８２根,采用第７层粉质黏土作为桩端持力层;２层裙楼(无地下室)采用预制钢筋混凝土方桩,桩长１６m ,桩断面２００m mˑ２００m m ,共４４根,采用第６层粉质黏土作为桩端持力层．地基土物理力学性质指标见表２．主楼基底附加压力为１４５．７３k P a ,裙楼桩顶平均荷载为３８１k N ,基础埋深均取３．８m．桩位与基础平面如图２所示．表２㊀上海某１２层主裙楼连结桩基工程地基土物理力学性质指标层序土的名称厚度/m 重力密度/(N /c m３)桩侧摩阻力极限值/k P a 桩端阻力极限值/k P a压缩模量/M P a １杂填土１．３２粉质黏土１．６１８．５１５ ３．３１３淤泥质粉质黏土４．６１７．４２２ ２．１２４淤泥质黏土６．３１７．３２８１．７８５黏土５．３１８．０５５１５００３．１５６粉质黏土９．３１８．７５５２０００４．６１７粉质黏土２．７２０．５９０２７５０８．８６８黏质粉土０．９２０．３ ８．８６９粉砂６．５１８．９ １１．３１１０细砂３．０１８．６ １３．２６１１细砂＞１４．５１９．０１６．２７图２㊀上海某１２层主裙楼连结桩基工程桩位与基础平面图该工程的主楼沉降实测历时６．４a ,实测推算最终沉降量为９３m m．裙楼实测最后平均沉降量与主楼接４７ 徐州工程学院学报(自然科学版)㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１８年第１期方㊀成,等:建筑桩基技术规范中单桩㊁单排桩沉降计算方法之商榷近．然而,根据«规范»计算所得的裙楼沉降值为２５．２m m,远小于实测值９３m m．显然,«规范»中的计算方法对该工程的适用性极差,由此可以推断其计算方法不适用于疏桩基础．３㊀结语１)«规范»由单桩㊁单排桩静载荷试桩的实测沉降得出 考虑桩径影响的明德林应力解法 及计算单桩㊁单排桩沉降的沉降计算经验系数为１．０的结论,而这至少与非硬土地区的工程实践有一定差别,其准确性值得商榷．２)在目前尚无充分依据修正«规范»计算方法的情况下,基于８个工程案例对比结果,得到了考虑计算值与实测值的比值与桩入土深度之间呈线性关系的近似结果,并分别给出了基于平均预期和９５％保证率预期的修正系数模型．３)«规范»给出的单桩㊁单排桩沉降计算方法,不适用于疏桩基础沉降计算．参考文献:[１]黄聪．群桩沉降预测方法研究[D]．杭州:浙江工业大学,２０１６．[２]辛建平,唐晓松,郑颖人,等．单排与三排微型抗滑桩大型模型试验研究[J]．岩土力学,２０１５,３６(４):１０５１Ｇ１０５６．[３]秋仁东,刘金砺,高文生,等．群桩基础沉降计算中的若干问题[J]．岩土工程学报,２０１１,３３(S２):１５Ｇ２３．[４]汤武华,恽波,王静民,等．基于载荷试验的群桩沉降计算方法[J]．建筑结构,２００９,３９(７):４３Ｇ４５．[５]林春金,张乾青,梁发云,等．考虑桩－土体系渐进破坏的单桩承载特性研究[J]．岩土力学,２０１４,３５(４):１０５１Ｇ１０５６．[６]毛坚强,蒋媛．基于单桩静载试验结果的群桩基础沉降计算方法[J]．铁道学报,２０１７,３９(１):９７Ｇ１３．[７]中华人民共和国行业标准编写组．J G J９４ ２００８建筑桩基技术规范[S]．北京:中国建筑工业出版社,２００８．[８]林柏．盈建科基础软件工程应用与实例分析[M]．北京:中国建筑工业出版社,２０１８．[９]刘金砺,高文生,邱明兵．建筑桩基技术规范应用手册[M]．北京:中国建筑工业出版社,２００８．[１０]邱明兵．建筑地基沉降控制与工程实例[M]．北京:中国建筑工业出版社,２０１１．(责任编辑㊀徐永铭) T h eD i s c u s s i o no f t h e S e t t l e m e n tC a l c u l a t i o n M e t h o do f t h e S i n g l eP i l ea n dS i n g l eR o wP i l e i n t h eT e c h n i c a l C o d e f o rB a i l d i n g P i l eF o u n d a t i o n sF A N GC h e n g,L I NB a i,Z H A NGH u a,X U H e c a i,WA N G Q i n g s o n g,HU A N GC h a o(Z h e j i a n g I n d u s t r i y D e s i g na n dR e s e a r c h I n s t i t u t e,H a n g z h o u３１１２００,C h i n a)㊀㊀A b s t r a c t:I nv i e wo f t h e a c c u r a c y a n da p p l i c a b i l i t y o f t h e s e t t l e m e n t c a l c u l a t i o nm e t h o do f s i n g l e p i l e a n d s i n g l e r o w p i l e g i v e n i n J G J９４ ２００８T e c h n i c a l C o d e f o r B u i l d i n g P i l eF o u n d a t i o n,t h e a c c u r a c y o f t h e s t a n d a r d c a l c u l a t i o nm e t h o d w a sd i s c u s s e db a s e do nt h em e a s u r e ds e t t l e m e n td a t ao f t w o l o n gＧt e r mt e s t s a m p l e s o f s i n g l e p i l e a n d s i x t e s t s a m p l e s o f s m a l l p i l eＧg r o u p c a p s i nS h a n g h a i,L i a o n i n g a n dS h a n x i．T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h e r a t i o so f t h ec a l c u l a t e dv a l u e s t ot h em e a s u r e dv a l u e sa n d t h e i nＧs o i l d e p t ho f p i l e s i s a p p r o x i m a t e l y l i n e a r．T h e n t h e r e v i s i o n c o e f f i c i e n tm o d e l s b a s e d r e s p e c t i v e l y o n t h e f o r e c a s t s o f a v e r a g e a n d９５％r e l i a b i l i t y w e r e p r e s e n t e d．M o r e o v e r,a c c o r d i n g t o t h e c o m p a r i s o n b e t w e e n t h e c a l c u l a t e d r e s u l t s a n dm e a s u r e d r e s u l t s o f t h e p o d i u mb u i l d i n g s e t t l e m e n t i n s o m e p i l e f o u n d a t i o n p r oＧj e c t,t h e a p p l i c a b i l i t y o f c a l c u l a t i n g t h e s e t t l e m e n t s o f s i n g l e p i l e a n d s i n g l e r o w p i l ew i t h t h e c o d em e t h o d w a s d i s c u s s e d．T h e r e s u l t s h o w s t h a t t h e c o d em e t h o d i sn o t a p p l i c a b l e t o t h e c a l c u l a t i o no f s c a t t e r e d p i l e f o u n d a t i o n s e t t l e m e n t．K e y w o r d s:s i n g l e p i l e;s i n g l e r o w p i l e;s e t t l e m e n t c a l c u l a t i o n５７。
附录R：桩基础最终沉降量计算
附录R 桩基础最终沉降量计算R.0.1 桩基础最终沉降量的计算采用单向压缩分层总和法：∑∑==∆=mj n i isj ij i j p jE h s 11,,,σψ (R.0.1)式中：s ——桩基最终计算沉降量(mm)；m ——桩端平面以下压缩层范围内土层总数；E sj,i ——桩端平面下第j 层土第i 个分层在自重应力至自重应力加附加应力作用段的压缩模量(MPa)；n j ——桩端平面下第j 层土的计算分层数；Δh j,i ——桩端平面下第j 层土的第i 个分层厚度(m)；σj,i ——桩端平面下第j 层土第i 个分层的竖向附加应力(kPa)，可分别按本附录第R.0.2条或第R.0.4条的规定计算；ψp ——桩基沉降计算经验系数，各地区应根据当地的工程实测资料统计对比确定。
R.0.2 采用实体深基础计算桩基础最终沉降量时，采用单向压缩分层总和法按本规范第5.3.5条～第5.3.8条的有关公式计算。
R.0.3 本规范公式(5.3.5)中附加压力计算，应为桩底平面处的附加压力。
实体基础的支承面积可按图R.0.3采用。
实体深基础桩基沉降计算经验系数ψps 应根据地区桩基础沉降观测资料及经验统计确定。
在不具备条件时，ψps 值可按表R.0.3选用。
注：表内数值可以内插。
图R.0.3 实体深基础的底面积R.0.4 采用明德林应力公式方法进行桩基础沉降计算时，应符合下列规定：1，采用明德林应力公式计算地基中的某点的竖向附加应力值时，可将各根桩在该点所产生的附加应力，逐根叠加按下式计算：()∑=+=nk k zs k zp i j 1,,,σσσ (R.0.4-1)式中：σzp,k ——第k 根桩的端阻力在深度z 处产生的应力(kPa)：σzs,k ——第k 根桩的侧摩阻力在深度z 处产生的应力(kPa)。
2，第k 根桩的端阻力在深度z 处产生的应力可按下式计算；k p k zp I l Q,2,ασ=(R.0.4-2)式中：Q ——相应于作用的准永久组合时，轴心竖向力作用下单桩的附加荷载(kN)；由桩端阻力Q p 和桩侧摩阻力Q s 共同承担，且Q p =αQ ，α是桩端阻力比；桩的端阻力假定为集中力，桩侧摩阻力可假定为沿桩身均匀分布和沿桩身线性增长分布两种形式组成，其值分别为βQ 和(1-α-β)Q ，如图R.0.4所示； l ——桩长(m)；I p,k ——应力影响系数，可用对明德林应力公式进行积分的方式推导得出。
桩基沉降计算
(3)等效矩形 实际工程的建筑平面十分复杂，完全矩形截面很难遇到。下图为工程中的几个实际平面： 从计算上看，换算截面的长宽比对计算结果影响较大。 德州A区1l1号，形状如图1。 基础尺寸44 x l5m，面积换算正方形Bc=25.4。 按照矩形L/B=3，l/d=78，Sa／d=3.8，nb=8.5计算， ψe=0.38，沉降S=146mm； 按照正方形形L／B=1，l／d=78，Sa／d=3.8，nb=8.5计算， ψe=0.29，沉降S=120mm； 实测沉降143mm。 本次计算中，均按照建筑平面外沿取长宽比，以得到与实际符合的经验系数。
等效系数ψe 运用弹性半无限体内作用力的Mindlin位移解，基于桩、土位移协调条件，略去桩身弹性压缩，给出匀质土中不同距径比、长径比、桩数、基础长宽比条件下刚性承台群桩的沉降数值解： Q一群桩中各桩的平均荷载； Es一均质土的压缩模量； d一桩径； wM_一Mindlin解群桩沉降系数，随群桩的距径比、长径比、桩数、基础长宽比而变。
等效果作用分层总和法桩基一点最终沉降量计算式
01
02
其中zi、z(i-1)为有效作用面至i、i一1层层底的深度；αj、α(i-1)为按计算分块长宽比a／b及深宽比Zi 、z(i-1)/b、 由附录 D 确定。 p0为承台底面一载效应准永久组合附加压力，将其用于桩端等效作用面。
3桩基沉降经验系数ψ统计 本次规范修编时，收集了软土地区上海、天津，一般第四纪土地区北京、沈阳，黄土地区西安共计1 5 0份已建桩基工程的沉降观测资料，由实测沉降与计算沉降之比ψ与沉降计算深度范围内压缩模量当量值Es的关系如图5.5.1，同时给出ψ值列于规范表5.5.1 0。详细分析过程如下：
短边布桩数nb
(2)短边布桩数nb 对于规则桩承台，nb总为整数：但是在实际工程计算中，nb总为小数，本次计算所有短边计算桩数，均是计算值，没有取整。当桩数比较少时，nb对φe的计算结果影响较大，但是桩数较多时，影响较小。 银河宾馆，L／B=1，l／d=9 8，Sa／d=3.2 nb=1 6.4时，ψe=0.3 nb=1 6.0时，ψe=0.2 9 8 nb=1 7.0时，ψe=0.3 0 5 小北门高层工房，L/B=2.8，l/d=67.5，Sa/d=5.3 nb=8.2时，ψe=0.442 nb=8.0时，ψe=O.438 nb=9.0时，ψe=O.455 可见，其误差<3％，可以接受。
桩基沉降计算范文
桩基沉降计算范文
1.基本原理
桩基沉降计算的基本原理是根据目标地基的物理性质和施工工艺，结
合岩土力学和结构力学的理论知识，通过分析力和位移平衡关系，计算桩
基在施工和使用过程中的沉降情况。
主要考虑的因素包括地基土的物理性质、桩基的几何形状和材料性质、荷载特性、施工工艺等。
2.计算方法
2.1经验公式
最常用的桩基沉降计算公式是饱和土沉降计算公式和非饱和土沉降计
算公式。
饱和土沉降计算公式一般采用森氏公式或布劳威尔公式，非饱和
土沉降计算公式一般采用斯克温公式。
这些公式考虑了土体的压缩特性、
孔隙水压力变化、有效应力变化等因素。
2.2数值计算
数值计算是一种更为精确的计算方法，适用于复杂的工程情况。
一般
可以采用有限元分析软件进行计算，建立桩土模型，利用弹性或弹塑性模
型进行计算。
数值计算通常需要输入更详细的参数信息，如土体的本构关系、孔隙压力变化、荷载的变化等。
3.实际应用
桩基沉降计算在土木工程中有着广泛的应用。
它可以用于确定桩基设
计的合理性，评估桩基在施工和使用过程中的稳定性和安全性。
在一些特
殊的工程中，如高速公路、铁路、大型建筑物等，桩基沉降计算非常重要，可以用于确定地基处理方案、优化施工工艺、设计合理的监测方案等。
4.结论
桩基沉降计算是一项非常重要的工程计算。
它可以帮助工程师评估桩基的稳定性和安全性，指导桩基的设计、施工和使用。
根据工程的具体情况，可以选择经验公式或数值计算方法进行沉降计算。
随着计算机技术的发展，数值计算越来越常用，并且将继续提升桩基沉降计算的准确性和效率。
桩沉降计算
桩沉降计算1.桩基本信息的获取在进行桩沉降计算之前，需要获取桩的基本信息，包括桩的几何尺寸、桩身材料属性、土体力学特性等。
这些信息将用于后续的计算。
2.增加应力分析桩的沉降是由于土体在载荷作用下发生的应力和变形引起的。
因此，在进行桩沉降计算时，需要进行增加应力分析，包括竖向载荷和水平荷载的考虑。
对于竖向载荷，常用的计算方法有弹性计算法和弹塑性计算法。
对于水平荷载，通常采用摩擦桩的计算方法。
3.土体的本构模型在进行桩沉降计算时，需要选择适当的土体本构模型来描述土体的力学特性。
常用的模型有弹性本构模型和弹塑性本构模型。
在选择与实际情况最吻合的本构模型时，请参考规范法中的相关要求和建议。
4.桩的沉降计算桩的沉降计算是根据土体的反应模量和桩的刚度来进行的。
根据规范法的要求，将桩的沉降分为静力沉降和动力沉降两个方面进行计算。
静力沉降是指桩在静力载荷下的沉降。
静力沉降的计算公式如下：d_static = q * (1 - ν) / E * ∑(mi * ΔHi / Li)其中，d_static为静力沉降；q为围压力；ν为泊松比；E为土的弹性模量；mi为桩身下第i层土层的平均剪切模量；ΔHi为桩身下第i层土层的有效应力高度差；Li为桩身下第i层土层的长度。
动力沉降是指桩在动力载荷下的沉降。
动力沉降的计算公式如下：d_dynamic = (α * q / E) * ∫(Mi(t) / Ki(t))dt其中，d_dynamic为动力沉降；α为规范法中的经验系数；Mi(t)为第i层土层的垂直动应力；Ki(t)为第i层土层的剪切刚度。
5.总沉降计算将静力沉降和动力沉降相加d_total = d_static + d_dynamic6.桩沉降的检验对计算得到的桩沉降进行检验，以判断是否满足规范要求。
通常，检验要求包括总沉降、不均匀沉降和差异沉降等。
总沉降的检验公式如下：d_total ≤ L / 600 （L为桩的长度）不均匀沉降和差异沉降的检验公式请参考规范法中的具体要求。
单桩 排桩基础沉降计算
单桩、单
排桩、疏
桩基础沉
降计算
桩直径d：1000mm
桩类型：摩擦桩
单桩极限承
7000KN
载力R：
荷载准永久
组合桩顶的
7000KN
附加荷载
Q：
桩长L：15m
桩身混凝土
36000N/mm2
弹性模量
Ec：
桩身截面面
0.785m2
积Aps：
L/d：15.0
桩身压缩系
0.667
数ξe：
桩身压缩
2.5mm
Se:
水平影响范
2
围内的基桩
数m：
承台效应系
0.15
数：
承台底地基
1633Kpa
承载力特征
值fak:
承台底均布
245Kpa
压力Pck：
承台长度
9m
L：
承台宽度
7.5m
B：
极限总端阻
1885Mpa
力：
总桩端阻力
0.27
与桩顶荷载
之比α：
沉降计算经
1.00
验系数ψ：
后注浆等修
1
正系数：
1、承台底
地基土不分
担荷载的桩
基
由基桩引起
17.2mm
的沉降Sp：
总沉降S：19.7mm
附加应力σz+σzc:137.49 2、承台底
地基土分担
自重应力0.2σc:193.56荷载的复合
桩基
沉降计算长
OK
度Zn判断：由基桩引起
35.3mm
的沉降Sp：
总沉降S：37.8mm
土层沉降计算表格
Mpa Mpa。
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单桩、单排桩、疏桩基础沉降计算
桩直径d：1000mm
桩类型：摩擦桩
单桩极限承载力R：7000KN
永久组合桩顶的附加荷载Q：7000KN
桩长L：15m
桩身混凝土弹性模量Ec：36000N/mm2
桩身截面面积Aps：0.785m2
L/d：15.0
桩身压缩系数ξe：0.667
桩身压缩Se: 2.5mm
水平影响范围内的基桩数m：2
承台效应系数：0.15
台底地基承载力特征值fak:1633Kpa
承台底均布压力Pck：245Kpa
承台长度L：9m
承台宽度B：7.5m
极限总端阻力：1885Mpa
端阻力与桩顶荷载之比α：0.27
沉降计算经验系数ψ： 1.00
后注浆等修正系数：1
1、承台底地基土不分担荷载的桩基
由基桩引起的沉降Sp：17.2mm
总沉降S：19.7mm
附加应力σz+σzc:137.49
2、承台底地基土分担荷载的复合桩基自重应力0.2σc:193.56
沉降计算长度Zn判断：OK 由基桩引起的沉降Sp：35.3mm
总沉降S：37.8mm
土层沉降计算表格
Mpa
Mpa。