第三章 桩基础(4)
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1 σ max h 2 = ⋅ ⋅ d ⋅ ⋅ h→ h = 2 1.27 2 3
为保证桩在岩层中嵌固牢靠，对桩周岩层产生的最大 侧向压应力σmax≤岩石的侧向容许抗力
[σ ] = 1 ⋅β ⋅R ，由此 c K
得到圆形截面柱桩嵌入岩层的最小深度：
MH h= 0.066 ⋅ β ⋅ Rc ⋅ d K——安全系数，K=2； h——柱桩嵌入岩层的最小深度； d——嵌岩桩嵌岩部分的设计直径； MH——在岩层顶面处的桩身弯矩；
• 桩基础形式的选择 � 主要影响因素——受力条件、桩数、桩长等。 � 单排桩的特点与适用性——能较好地与柱式墩台结构形 式配合，节省工程量，减小竖向荷载。但整体稳定性较差、 抗弯刚度小、水平承载力低，水平位移大。 桥跨不大； 桥高较矮； 单桩承载力较大，桩数较少。
� 多排桩的特点与适用Байду номын сангаас——整体稳定性好、抗弯刚度大、 水平承载力大、水平位移小，但要求承台尺寸大，施工困 难。 较高的桥台； 拱桥桥台； 制动墩； 单向水平推力墩。
β——岩石垂直极限抗压强度换算为水平极限抗压强度的折
减系数， β =0.5~1.0 ，岩层侧面节理发达的取小值，节理不 发达的取大值；
RC—天然湿度的岩石单轴抗压强度。
⌧ 注意问题 �考虑桩底轴向力计算嵌岩深度时，可按p.85式（3-13）计 算； �为保证嵌固稳定，计算的嵌固深度不包括风化层； �嵌入岩层的最小深度≥0.5m。
� 摩擦桩——基岩埋深较深，受施工条件限制无法采用柱 承桩； � 嵌岩桩——基岩覆盖层较薄、水平荷载较大。 � 嵌岩桩的计算 � 计算原则 嵌入基岩的深度与桩嵌固处的内力及桩周岩石强度有 关，应分别考虑弯矩和轴向力的要求，由要求较大的来控 制设计深度。 � 计算假定 �忽略嵌固处水平剪力的影响，桩在岩层表面处弯矩MB作用 下，绕嵌入深度h的1/2处转动；
� 冲刷小的河流； � 岸滩上的墩台； ⌧ 旱地上其他结构物基础。
� 高承台桩基础的特点与适用性——避免水下施工，但受 力条件复杂，整体稳定性差。 � 常年有流水； � 河流冲刷较深； � 水位较高； ⌧ 施工排水困难。
� 其他应考虑的因素 � 有冻土时承台底面应位于冻结线≥0.25m； � 承台位于水下，在有流冰的河道，承台底面应位于最低 冰层底面以下≥0.25m； � 作用在桩基础上的水平力或弯矩较大，或桩侧土质较差 时应适当降低承台底标高； ⌧ 为减少桩身内力，可适当降低承台底标高； ␛ 为节省墩台材料用量，可适当提高承台底面标高。
• 基桩形式的选择 � 基本依据——地质和受力情况。 � 不同桩形的特征： � 柱桩——单桩承载力大、沉降变形小、桩基础稳定性好。 � 摩擦桩——单桩承载力较小、沉降变形大。 � 嵌岩桩——单桩承载力大、能承受较大水平荷载、整体 稳定性较好。 � 不同桩形的适用性： � 柱承桩——基岩埋深较浅，上部荷载较大；
�不计桩底与岩石间的摩擦力（偏于安全）； �不考虑桩底抵抗弯矩，MB由桩侧岩层产生的水平抗力平 衡； �桩侧为圆柱状曲面，四周受力不均匀，假定最大应力为 平均应力的1.27倍。 � 验算方法 根据以上假定，由静力平衡条件（ΣM=0），可得到：
MH MH σ max ⋅ d 6 × 1.27 h 1 σ max d ⋅ ⋅ ⋅ （其中，一侧总作用荷载 = 2 1.27 ，距转动中心力臂 2 h = 3 ，考虑两侧总力矩，所以再乘以2）
为保证桩在岩层中嵌固牢靠，对桩周岩层产生的最大 侧向压应力σmax≤岩石的侧向容许抗力
[σ ] = 1 ⋅β ⋅R ，由此 c K
得到圆形截面柱桩嵌入岩层的最小深度：
MH h= 0.066 ⋅ β ⋅ Rc ⋅ d K——安全系数，K=2； h——柱桩嵌入岩层的最小深度； d——嵌岩桩嵌岩部分的设计直径； MH——在岩层顶面处的桩身弯矩；
• 桩基础形式的选择 � 主要影响因素——受力条件、桩数、桩长等。 � 单排桩的特点与适用性——能较好地与柱式墩台结构形 式配合，节省工程量，减小竖向荷载。但整体稳定性较差、 抗弯刚度小、水平承载力低，水平位移大。 桥跨不大； 桥高较矮； 单桩承载力较大，桩数较少。
� 多排桩的特点与适用Байду номын сангаас——整体稳定性好、抗弯刚度大、 水平承载力大、水平位移小，但要求承台尺寸大，施工困 难。 较高的桥台； 拱桥桥台； 制动墩； 单向水平推力墩。
β——岩石垂直极限抗压强度换算为水平极限抗压强度的折
减系数， β =0.5~1.0 ，岩层侧面节理发达的取小值，节理不 发达的取大值；
RC—天然湿度的岩石单轴抗压强度。
⌧ 注意问题 �考虑桩底轴向力计算嵌岩深度时，可按p.85式（3-13）计 算； �为保证嵌固稳定，计算的嵌固深度不包括风化层； �嵌入岩层的最小深度≥0.5m。
� 摩擦桩——基岩埋深较深，受施工条件限制无法采用柱 承桩； � 嵌岩桩——基岩覆盖层较薄、水平荷载较大。 � 嵌岩桩的计算 � 计算原则 嵌入基岩的深度与桩嵌固处的内力及桩周岩石强度有 关，应分别考虑弯矩和轴向力的要求，由要求较大的来控 制设计深度。 � 计算假定 �忽略嵌固处水平剪力的影响，桩在岩层表面处弯矩MB作用 下，绕嵌入深度h的1/2处转动；
� 冲刷小的河流； � 岸滩上的墩台； ⌧ 旱地上其他结构物基础。
� 高承台桩基础的特点与适用性——避免水下施工，但受 力条件复杂，整体稳定性差。 � 常年有流水； � 河流冲刷较深； � 水位较高； ⌧ 施工排水困难。
� 其他应考虑的因素 � 有冻土时承台底面应位于冻结线≥0.25m； � 承台位于水下，在有流冰的河道，承台底面应位于最低 冰层底面以下≥0.25m； � 作用在桩基础上的水平力或弯矩较大，或桩侧土质较差 时应适当降低承台底标高； ⌧ 为减少桩身内力，可适当降低承台底标高； ␛ 为节省墩台材料用量，可适当提高承台底面标高。
• 基桩形式的选择 � 基本依据——地质和受力情况。 � 不同桩形的特征： � 柱桩——单桩承载力大、沉降变形小、桩基础稳定性好。 � 摩擦桩——单桩承载力较小、沉降变形大。 � 嵌岩桩——单桩承载力大、能承受较大水平荷载、整体 稳定性较好。 � 不同桩形的适用性： � 柱承桩——基岩埋深较浅，上部荷载较大；
�不计桩底与岩石间的摩擦力（偏于安全）； �不考虑桩底抵抗弯矩，MB由桩侧岩层产生的水平抗力平 衡； �桩侧为圆柱状曲面，四周受力不均匀，假定最大应力为 平均应力的1.27倍。 � 验算方法 根据以上假定，由静力平衡条件（ΣM=0），可得到：
MH MH σ max ⋅ d 6 × 1.27 h 1 σ max d ⋅ ⋅ ⋅ （其中，一侧总作用荷载 = 2 1.27 ，距转动中心力臂 2 h = 3 ，考虑两侧总力矩，所以再乘以2）