民用与工业建筑桩基础沉降分析与优化设计方法研究
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ｎ＝ ｒ ／ １ ； ｍ＝ｚ ／ １ ； Ｆ ＝ ｍ ＋ ； Ａ ＝ ｎ ＋（ —１ ） ； 曰 ： ｎ ＋（ ｍ 一１ ）
另一方 面 ， 结 合合力平衡 条件 ， 能够 得到下式 ：
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： 一 一 十 Ｑ ＝
ｊ － Ｉ ，
上式中， Ｑ 表示的含义是第 ｊ 根桩的自重值 ， ． 其中 Ｐ ￣ ＝ Ｑ ｊ ＋ Ｑ ； Ｑ ｊ 表 示 的含 义是 ： 第 根 桩所分担 的荷载 Ｑ 表 示的含义 是 ： 承 台下土 体所分 担 的荷 载 ； 表示 的含 义是 总 的上部 结构 的荷载 ； Ｓ 表 示 的含 义是 ： 刚 性承 台的沉 降量 ； ｎ ｐ 表示 的含义 是桩 的数量 。在计算 的过程 中， 如果 假 设承 台之下 土体所分 担 的载荷 比例值是 已知 的 ， 那 么就 可 以得 到 ： Ｑ Ｄ ｂ Ｉ ） ｕ ｎ ， 其中 Ｄ 表示的含义是 ： 分担 比例系数 ， 结合上述分析， 能够计算出 ｗ ｉ 的值 ， 得 到下式 ：
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对于柔 陛承台来讲 ，其群桩的沉降计算与刚性承台具有一定的差 别， 其各个 桩桩 顶的荷 载值相 等 ， 那么其 桩顶荷 载可 以用下式 来进行 表
（ １ ＿ ） 上式 中 ， ｌ 表示 的含义 是 ： 桩长， 将 土体 的泊松 比用 Ｌ来进行 表示 ， 示： 那么 土体 中 的任 意— 个点 （ ｒ ， ｚ ） 的竖 向的附 加应力 Ｒ 就 可 以应用 由 Ｐ 、 结合上述 计算 ， 可 以将 桩群 中 ｉ 桩 的沉 降值表示为 下式 ： Ｐ 、 Ｐ ｂ 所 引起 的应力 ： 、 Ｒ 、 Ｒ 之和 来进行 表示 ，并可 以通过 下式 来对 附 加应 力进 行计算 ： ｊ ＝１ Ｒｚ ＝ Ｒ ＋ Ｒｚ ＋ Ｒ ＝ ｔ ＡＩ 女＋ＮＢ ｌ ｚ ， ＋Ｇ（ １ 一 Ａ—Ｂ Ｉ ） Ｐ／ １ ２ ４桩 基的优化 没计 上式 中 ， Ｇ表示 的含 义是摩 阻三 角形分布 系数 ， 倒 三角 形 的分 布 系 结合土 体力学 的原理 ，一旦 基底压 力与该 处土 自重应力 也就是 附 数为一 １ ， 矩形的分布系数取 ０ ， 正梯形的分布系数取 １ ， 正三角形的分布 加压力的值等于 ０ 时， 地基在该种情况下是不会 出现沉降的， 所以在实 系数取 １ ， Ｎ表示 的含义是 摩阻矩形 的分布 系数 ， 其 中倒 三角形 、 倒 梯形 、 际的建筑物桩基础沉降的分析过程中，桩基础承台下土分担荷载的值 正梯形 、 矩形分布取值为 １ ， 正三角形分布的取值为 ０ 。在实际的计算过 至少应该 等于所 挖掉 土体 的重 量 ， 再结 合相关 的文献 资料 ， 如果 天然 地 程中， 对 于普 通 的分 层 图地基 ， 对于由ｉ 桩桩 顶单 位载荷 作用 下所 引起 基 的承载力 的满足率 ｗ 的值 大于等 于 ０ ． ５ ， 那 么可 以将 ｗ 的定义表 示 ： 的ｉ 桩 的位移 可以应用 下式来进 行表示 ： Ｐ Ｗ－ － ｆ Ａ Ｊ Ｑ， 式中， Ｑ表示的含义为总体的设计荷载 ， 为Ｐ ｕ 。 ， Ａ ｃ 表示的含义 为 承 台底 的总 面积 ； ｆ 表示 的含义 为 ： 天然 地基承 载力 的设计值 ， 在桩基 的设计过程中， 为了计算方便 ， 可以考虑采用近似按照单桩极限承载力 对 于第 ｊ 根桩 桩顶单 位载 荷作 用之 下所 引起 的第 ｉ 根 桩桩 顶位 移 的方法来 开展桩基 的设 计 ， 那么在 确定桩 数 的过 程 中 ， 可 以采用 下式来 可 以通 过下式 来进行表 示 ： 进行计 算 Ｑ 魄 一（ 一 Ⅳｗ １ 一Ｎ Ｗ） Ｑ １
建 筑 科 学
２ ０ １ ５ 年 第１ １ 期 ｉ 科技 创新 与应 用
民用与工业建筑桩基础沉降分析与优化设计方法研究
袁 有 祥
（ 鄂 尔多斯市和效电力建设 工程有 限责任公 司， 内蒙古 鄂 尔多斯 ０ １ ７ ０ ０ ０ ） 摘 要： 不管是民用建 筑还是工业建筑， 在其桩基建设的过程 中， 做好其桩基础 沉降分析是 非常必要的 ， 文章就对一种常用的桩 基础沉降分析方法进行 简单分析 ， 并提 出相应的优化设计方法， 能够有效的减少常规设计中的用桩量 ， 对于实际的民用与工业建 筑桩 基 础设 计 具 有 一 定的 参 考作 用 。
Fra Baidu bibliotek关键词： 建 筑桩 基 础 ； 沉降 ； 优 化设 计
在建 筑物 的桩基设 计过程 中 ， 采用 有效 的方法 实施优 化设 计 ， 不仅 能够有效 的发 挥桩 与基土 的承 载潜力 ，还能够 在保证 建筑物 安全性 的 前提下 ， 有效的减少工程造价， 对于民用建筑与工业建筑来讲都是非常 有利的， 这就需要控制好建筑桩基础的沉降 ， 桩基的沉降分析也是整个 建 筑桩 基的优 化设 计工作 中最 核心 的内容 ， 文 章就 主要在 结合 Ｂ ｏ ｕ ｓ ｓ ｉ — ｎ ｅ ｓ ｑ 解的分 层总 和法与基 于 Ｇ ｅ ｄ ｄ ｅ ｓ 应力 解 的分层 总和法 的基 础上 ， 对 建筑桩基础沉降的优化设计予以简单分析探讨。 １群桩分担 荷载所 导致 的地 基沉 降 在基 于 Ｇ ｅ ｄ ｄ ｅ ｓ 的应力 解分层 总和法 中 ， 假 设 可以将桩 顶荷载 Ｐ 分 解为三种形式 ， 主要为 ： （ １ ） 桩侧的三角形分布摩阻力值 ： Ｐ ｔ ＝ （ １ － Ａ — Ｂ ） Ｐ ； （ ２ ） 桩侧 的矩 形分 布摩 阻力 ： Ｐ ￣ Ｂ Ｐ ； （ ３ ） 桩端 阻力 ： Ｐ Ｐ ； 其 中 Ａ表 示 的 含义是桩端阻力的荷载分配系数； Ｂ表示的含义是 ：桩侧均布摩阻力的 荷载分配系数 ， 在这几种力的共同作用之下， 如果所要计算的点距离土 体表面的距离表示为 ｚ ， 并将该 与桩轴线的水平距离表示为 ｒ ， 那么能 够得 到下式 ：
另一方 面 ， 结 合合力平衡 条件 ， 能够 得到下式 ：
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（ ， 一Ｄ ） 一Ｓ＝一Ｄ
一ｗ ｉ ＝吼
对于柔 陛承台来讲 ，其群桩的沉降计算与刚性承台具有一定的差 别， 其各个 桩桩 顶的荷 载值相 等 ， 那么其 桩顶荷 载可 以用下式 来进行 表
（ １ ＿ ） 上式 中 ， ｌ 表示 的含义 是 ： 桩长， 将 土体 的泊松 比用 Ｌ来进行 表示 ， 示： 那么 土体 中 的任 意— 个点 （ ｒ ， ｚ ） 的竖 向的附 加应力 Ｒ 就 可 以应用 由 Ｐ 、 结合上述 计算 ， 可 以将 桩群 中 ｉ 桩 的沉 降值表示为 下式 ： Ｐ 、 Ｐ ｂ 所 引起 的应力 ： 、 Ｒ 、 Ｒ 之和 来进行 表示 ，并可 以通过 下式 来对 附 加应 力进 行计算 ： ｊ ＝１ Ｒｚ ＝ Ｒ ＋ Ｒｚ ＋ Ｒ ＝ ｔ ＡＩ 女＋ＮＢ ｌ ｚ ， ＋Ｇ（ １ 一 Ａ—Ｂ Ｉ ） Ｐ／ １ ２ ４桩 基的优化 没计 上式 中 ， Ｇ表示 的含 义是摩 阻三 角形分布 系数 ， 倒 三角 形 的分 布 系 结合土 体力学 的原理 ，一旦 基底压 力与该 处土 自重应力 也就是 附 数为一 １ ， 矩形的分布系数取 ０ ， 正梯形的分布系数取 １ ， 正三角形的分布 加压力的值等于 ０ 时， 地基在该种情况下是不会 出现沉降的， 所以在实 系数取 １ ， Ｎ表示 的含义是 摩阻矩形 的分布 系数 ， 其 中倒 三角形 、 倒 梯形 、 际的建筑物桩基础沉降的分析过程中，桩基础承台下土分担荷载的值 正梯形 、 矩形分布取值为 １ ， 正三角形分布的取值为 ０ 。在实际的计算过 至少应该 等于所 挖掉 土体 的重 量 ， 再结 合相关 的文献 资料 ， 如果 天然 地 程中， 对 于普 通 的分 层 图地基 ， 对于由ｉ 桩桩 顶单 位载荷 作用 下所 引起 基 的承载力 的满足率 ｗ 的值 大于等 于 ０ ． ５ ， 那 么可 以将 ｗ 的定义表 示 ： 的ｉ 桩 的位移 可以应用 下式来进 行表示 ： Ｐ Ｗ－ － ｆ Ａ Ｊ Ｑ， 式中， Ｑ表示的含义为总体的设计荷载 ， 为Ｐ ｕ 。 ， Ａ ｃ 表示的含义 为 承 台底 的总 面积 ； ｆ 表示 的含义 为 ： 天然 地基承 载力 的设计值 ， 在桩基 的设计过程中， 为了计算方便 ， 可以考虑采用近似按照单桩极限承载力 对 于第 ｊ 根桩 桩顶单 位载 荷作 用之 下所 引起 的第 ｉ 根 桩桩 顶位 移 的方法来 开展桩基 的设 计 ， 那么在 确定桩 数 的过 程 中 ， 可 以采用 下式来 可 以通 过下式 来进行表 示 ： 进行计 算 Ｑ 魄 一（ 一 Ⅳｗ １ 一Ｎ Ｗ） Ｑ １
建 筑 科 学
２ ０ １ ５ 年 第１ １ 期 ｉ 科技 创新 与应 用
民用与工业建筑桩基础沉降分析与优化设计方法研究
袁 有 祥
（ 鄂 尔多斯市和效电力建设 工程有 限责任公 司， 内蒙古 鄂 尔多斯 ０ １ ７ ０ ０ ０ ） 摘 要： 不管是民用建 筑还是工业建筑， 在其桩基建设的过程 中， 做好其桩基础 沉降分析是 非常必要的 ， 文章就对一种常用的桩 基础沉降分析方法进行 简单分析 ， 并提 出相应的优化设计方法， 能够有效的减少常规设计中的用桩量 ， 对于实际的民用与工业建 筑桩 基 础设 计 具 有 一 定的 参 考作 用 。
Fra Baidu bibliotek关键词： 建 筑桩 基 础 ； 沉降 ； 优 化设 计
在建 筑物 的桩基设 计过程 中 ， 采用 有效 的方法 实施优 化设 计 ， 不仅 能够有效 的发 挥桩 与基土 的承 载潜力 ，还能够 在保证 建筑物 安全性 的 前提下 ， 有效的减少工程造价， 对于民用建筑与工业建筑来讲都是非常 有利的， 这就需要控制好建筑桩基础的沉降 ， 桩基的沉降分析也是整个 建 筑桩 基的优 化设 计工作 中最 核心 的内容 ， 文 章就 主要在 结合 Ｂ ｏ ｕ ｓ ｓ ｉ — ｎ ｅ ｓ ｑ 解的分 层总 和法与基 于 Ｇ ｅ ｄ ｄ ｅ ｓ 应力 解 的分层 总和法 的基 础上 ， 对 建筑桩基础沉降的优化设计予以简单分析探讨。 １群桩分担 荷载所 导致 的地 基沉 降 在基 于 Ｇ ｅ ｄ ｄ ｅ ｓ 的应力 解分层 总和法 中 ， 假 设 可以将桩 顶荷载 Ｐ 分 解为三种形式 ， 主要为 ： （ １ ） 桩侧的三角形分布摩阻力值 ： Ｐ ｔ ＝ （ １ － Ａ — Ｂ ） Ｐ ； （ ２ ） 桩侧 的矩 形分 布摩 阻力 ： Ｐ ￣ Ｂ Ｐ ； （ ３ ） 桩端 阻力 ： Ｐ Ｐ ； 其 中 Ａ表 示 的 含义是桩端阻力的荷载分配系数； Ｂ表示的含义是 ：桩侧均布摩阻力的 荷载分配系数 ， 在这几种力的共同作用之下， 如果所要计算的点距离土 体表面的距离表示为 ｚ ， 并将该 与桩轴线的水平距离表示为 ｒ ， 那么能 够得 到下式 ：