竖向荷载作用下的群桩效应
名词解释
1扩展基础包括无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础。
无筋基础的材料都具有较好的抗压性能,抗剪强度都不高，为了使基础内产生的拉应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值，设计师需要加大基础的高度2基础埋置深度选择：（1）与建筑物有关的条件（2）工程地质条件（3）水文地质条件（4）地基冻融条件（5）场地环境条件3 在抗震设防区，筏形和箱形基础的埋深不宜小于建筑物高度的1/15,桩筏和桩箱基础的埋深不宜小于建筑物高度的1/20~1/18。
4 地基承载力特征值：在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力，地基承载力特征值fa是允许沉降Sa的函数，Sa越大fa就愈大。
5 地基承载力特征值的确定：（1）按土的抗剪强度指标确定（2）按地基载荷试验确定（3）按规范承载力表确定（4）按建筑经验确定6 砌体承重结构由局部倾斜控制，框架结构由沉降差控制，高耸结构和高层建筑由整体倾斜控制，必要时应控制平均沉降量。
7 结构设计时可以通过控制材料强度等级和台阶宽高比来确定基础的截面尺寸。
8 墙下钢筋混凝土条形基础高度主要根据抗剪条件确定，而柱下钢筋混凝土单独基础高度则应根据抗冲切条件确定。
9整个上部结构对基础的不均匀沉降或扰曲的抵抗能力称为上部结构刚度10上部结构抵抗不均匀沉降的竖向刚度在层数超过15层后就基本保持不变。
11桩基础具有：承载高，稳定性好，沉降量小而均匀等特点12根据施工方法的不同分为预制桩和灌注桩13预制桩的沉桩方式有：锤击法，振动法和静压法14灌注桩分为：（1）沉管灌注桩（2）钻孔灌注桩（3）挖孔桩（4）爆扩灌注桩15桩可分为：挤土桩，部分挤土桩和排挤土桩16当桩入土深达某一临界深度后，侧阻就不随深度增加了这个现象称为侧阻的深度效应17预制桩在砂类土中不得少于7天；粉土和粘土不得少于15天；饱和软粘土不得少于25天，进行静荷载试验的桩数不宜少于总桩数的1%且不应少于3根18地基水平抗力系数Kx的确定方法有：常数法，“k”法，“m”法，“c值”法19各种承台应按国家现行进行受弯，受冲切，受剪切和局部承压承载力计算20单桩破坏模式有压屈破坏，整体剪切破坏和刺入破坏21根据基础的受力条件我们可以把混凝土基础称为刚性基础而把钢筋基础称为柔性基础22条形基础内力计算方法主要有简化计算法和弹性地基梁法名词解释1.地基承载力特征值：在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力。
土力学及地基基础试卷05(精讲课)(答案)
6.当土层相对于桩侧向下位移时，产生于桩侧的向下的摩阻力称为 桩侧负摩阻力 。 7.桩和桩周土之间没有产生相对位移的截面位置称为__中性点___。
8.遇有地下水位较高或具有砂层时，钻孔灌注桩常利用__泥浆___保护孔壁，以防坍孔。
9. 单桩竖向承载力的确定，取决于两个方面，一是取决于桩本身的材料强度，二是取决于__地层的支承力___。
B.加快土层的排水固结
C.挤密土体
D.施工中使土振密
19.在堆载预压加固地基时，砂井或塑料排水板的作用是（ A ）。
A.预压荷载下的排水通道
B.土中加筋
C.挤密土体
D.形成复合地基
20. 对于含水量较高的粘性土，堆载预压法处理地基的主要作用之一是（ C ）。
A.减小液化的可能性
B.减小冻胀
C.提高地基承载力
C.竖向承载力减小，桩身轴力减小
D.竖向承载力增加，桩身轴力减小
12. 相同条件下的桩基静载荷试验桩数不少于总桩数的（ A ）。
％，且不少于 3 根
％，且不少于 3 根
％，且不少于 3 根
％，且不少于 3 根
13. 其他条件相同时，下列情况中，对应的群桩效应系数最小的是（ B ）。
A.桩数越多、桩距越大
高等教育自学考试土力学及地基基础测试题五
分值 24
20
24
20
62
总分(150 分)
分数
一、单项选择题(本大题共 24 小题，每小题 1 分，共 24 分)。
1. 钢筋混凝土预制桩的优点在于（ A ）。
A.桩身质量易于保证
B.直径大
C.对周围环境影响小
D.适用所有土层
2. 预制桩的最小间距为（ B ）。 A.2.5d
群桩效应1.doc
群桩效应（Group Piles effects ）在高层建筑基础设计时不能不考虑的就是群桩效应，群桩效应就是指群桩基础受竖向荷载后，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，承载力往往不等于各单桩承载力之和这一现象。
影响群桩效应的主要因素有两个：一个是群桩自身的几何特征，如承台的设置方式（高、低承台）、桩间距桩长L及桩长与承台宽度比L/Bc、桩的排列形式、桩数；另一个是桩侧及桩端的土性及其分布、成桩工艺。
群桩效应具体反映在以下几个方面：群桩的侧阻力、群桩的端阻力、承台土反力、桩顶荷载分布、群桩的破坏模式、群桩的沉降及其随荷载的变化。
群桩基础——由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。
若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。
建筑桩基通常为低承台桩基础单桩基础——采用一根桩（通常为大直径桩）以承受和传递上部结构（通常为柱）荷载的独立基础。
群桩基础——由2根以上基桩组成的桩基础。
基桩——群桩基础中的单桩。
复合桩基——由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。
复合基桩——包含承台底土阻力的基桩。
单桩竖向极限承载力——单柱在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。
它取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度，一般由土对桩的支承阻力控制，对于端承桩、超长桩和桩身质量有缺陷的桩，可能由桩身材料强度控制。
群桩效应——群桩基础受竖向荷载后，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，承载力往往不等于各单桩承载力之和，称其为群桩效应。
群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩方法等多因素的影响而变化。
群桩效应系数——用以度量构成群桩承载力的各个分量因群桩效应而降低或提高的幅度指标，如侧阻、端阻、承台底土阻力的群桩效应系数。
桩承载力总结、群桩效应、减沉桩
S＞D
一般大于6d 一般大于6d
> 6d
承载力： R 群 承载力： 沉降： 沉降：
= nR 单
α
l
S群 = S 单
群桩效应系数： 群桩效应系数：
η =1
D = d + 2l ⋅ tan α
（2）承台底面贴地的情况（复合桩基） 承台底面贴地的情况（复合桩基）
复合基桩：桩基在荷载作用下， 复合基桩：桩基在荷载作用下，由桩和 承台底地基土共同承担荷载， 承台底地基土共同承担荷载，构成复合 桩基。 桩基。复合桩基中基桩的承载力含有承 台底的土阻力。称之为复合基桩。 台底的土阻力。称之为复合基桩。 复合基桩 影响因素：桩顶荷载、 、土质、 影响因素：桩顶荷载、l/d、土质、承台 刚度、及桩群的几何特征。 刚度、及桩群的几何特征。
4.3.3 竖向荷载下的群桩效应
问题
单桩承载力加 起来等于群桩 承载力？ 承载力？
群桩基础中桩的极限承载力确定极为复杂，与桩的间距、 群桩基础中桩的极限承载力确定极为复杂，与桩的间距、 土质、桩数、桩径、 土质、桩数、桩径、入土深度以及桩的类型和排列方式等因 素有关。 素有关。
群桩效应概念： 群桩效应概念：
的影响： 主要影响因素 ③桩距s的影响：→主要影响因素 桩距 的影响 s=3~4d
η ≥1
桩侧土应力叠加，提高侧阻。 桩侧土应力叠加，提高侧阻。 桩端土应力叠加,提高端阻; 桩端土应力叠加,提高端阻;但总 的沉降增加。 的沉降增加。
η p1 桩侧土应力叠加严重， 桩侧土应力叠加严重，桩侧土 下移，降低侧阻。 下移，降低侧阻。 桩端土应力叠加严重,降低端阻; 桩端土应力叠加严重,降低端阻; 总的沉降加剧。 总的沉降加剧。
基础工程名词解释
一、名词解释1、地基：承受建筑物各种作用的地层2、基础：建筑物的各种作用传递至地基的结构物3、刚性扩大基础:由于地基强度一般较墩台或墙柱圬工的强度低,因而需要将基础平面尺寸扩大以满足地基强度要求,这种刚性基础称为刚性扩大基础4、浅基础：埋置深度较浅(一般在数米以内)，且施工相对简单的基础,且在浅基础的设计计算中，可忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向抗力5、深基础：若浅层土不良，需将基础置于较深的良好土层上,且在设计计算中不能忽略基础侧向土体的摩阻力和侧向抗力的基础形式6、基础埋置深度：地面或一般冲刷线到基底的距离7、持力层：直接与基底相接触的土层8、刚性角：自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角αmax9、地基系数C:单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，C=mz10、单桩承载力容许值：是指单桩在荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许范围内，以保证结构物的正常使用所能承受的最大荷载确定方法:（1）静载试验法（2）经验公式法（3）动测试桩法(4）静力分析法11、正循环:钻具在钻进的同时,泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池,钻渣在此沉淀而泥浆仍进入泥浆池循环使用12、反循环:是泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入孔内，来冷却钻头并携带沉渣由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺13、软土：是指沿海的滨海相、三角洲相、内陆平原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的土14、复合地基：（P265)指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。
17、沉井基础: 用沉井法修筑的基础18、单桩承载力容许值:指单桩在荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许范围内，以保证结构物的正常使用所能承受的最大荷载。
桩承载力总结、群桩效应、减沉桩
一般大于6d
> 6d
承载力： R群 nR单
l
沉降：
S群 S 单
群桩效应系数：
1
D
D d 2l tan
（2）承台底面贴地的情况（复合桩基）
复合基桩：桩基在荷载作用下，由桩和
承台底地基土共同承担荷载，构成复合
桩基。复合桩基中基桩的承载力含有承 台底的土阻力。称之为复合基桩。
目前工程上考虑群柱效应的方法有两种： 一种是以概率极限设计为指导，通过实测资料的统计分析 对群桩内每根桩的侧阻力和端阻力分别乘以群桩效应系数。 《桩基规》 另一种是把承台、桩和桩间土视为一假想的实体基础，进 行基础下地基承载力和变形验算。《地基基础设计规范》
4.3.4 减沉桩基
减沉桩基概念 减沉桩基设计：
土
桩土相对 变形小
沉降：
S群 S 单
群桩效应系数：
1
岩石
2.摩擦型群桩基础：
（1）承台底面脱地的情况（非复合桩基）
① 承台刚度的影响
F
G
趋势
实 际 分 布
②基土性质的影响 挤土桩（s=3~4d）： 砂土,非饱和土和一般粘性土,填土有挤 密作用,使承载力增加。 饱和粘土,超静孔压积累,地面上浮,先 入桩上浮,土层扰动,使承载力降低。
探头阻力加权平均值，再与桩端平面以下1d范围内的探头阻力进行平均；
a
桩端阻力修正系数，对粘性土、粉土取2/3，饱和砂土取1/2；
f ai 第i层土的探头平均侧阻力（KPa）；
u p 桩的周长；
i 第i层土桩侧阻力综合修正系数，按下式计算：
粘性土：
i 10.04( f ai )
体临空面。
基础工程-第4章 桩基础-
桩顶荷载一般包括轴向力、水平力和力矩，为简化 起见，在研究桩的受力性能及计算桩的承载力时，对 竖向受力情况单独进行研究。
4.3.1 桩的荷载传递
竖向荷载施加于桩顶时，桩身的上部 首先受到压缩而发生相对于土的向下位 移，于是桩周土在桩侧界面上产生向上 的摩阻力；荷载沿桩身向下传递的过程 就是不断克服这种摩阻力并通过它向土 中扩散的过程 。 如果桩侧摩阻力不足以抵抗竖向荷载， 一部分竖向荷载将传递到桩底，桩底持 力层也将产生压缩变形，故桩底土也会 对桩端产生阻力。
4.4 单桩竖向承载力的确定
单桩的承载力： 是指单桩在竖向荷载作用下，不丧失稳定性、不产生过 大变形时的承载能力。 单桩的竖向承载力主要取决于两方面： 一是地基土对桩的支承能力； 二是桩身的材料强度。 一般情况下，桩的承载力由地基土的支承能力所控制， 材料强度往往不能充分发挥，只有对端承桩、超长桩以及 桩身质量有缺陷的桩，桩身材料强度才起控制作用。
（1）静载荷试验装置及其方法：
试验装置主要由加荷稳压、提供反力和沉降观测三部分组成。
主梁
千斤顶 百分表 次梁 锚筋 锚桩
基准柱
试验时加载方式通常 有慢速维持荷载法、快 速维持荷载法、等贯入 速率法、等时间间隔加 载法以及循环加载法。 锚桩桁架法 工程中最常用的是慢速维持荷载法，即逐级加载，每级 加载值为单桩承载力特征值的1/8-1/5，当每级荷载下桩顶 沉降量小于0.1mm/h时，则认为已趋于稳定。然后施加下 一级荷载直到试桩破坏，再分级卸载到零。
4.3 竖向荷载下单桩的工作性能
本节重点： 竖向荷载作用下单桩的工作性能。
本节难点： 单桩的破坏模式已及单桩承载力的确定。
4.3 竖向荷载下单桩的工作性能
单桩工作性能的研究是单桩承载力分析理论的基础， 通过桩土相互作用分析，了解桩土间的传力途径和单 桩承载力的构成及其发展过程，以及单桩的破坏机理 等，对正确评价单桩承载力设计值具有一定的指导意 义。
基础工程-第3章课后习题答案
基础⼯程-第3章课后习题答案1.试述桩的分类。
（⼀）按承台位置分类。
可分为⾼桩承台基础和低桩承台基础，简称⾼桩承台和低桩承台。
（⼆）按施⼯⽅法分类。
可分为沉桩（预制桩）、灌注桩、管桩基础、钻埋空⼼桩。
（三）按设置效应分类。
可分为挤⼟桩、部分挤⼟桩和⾮挤⼟桩。
（四）按桩⼟相互作⽤特点分类。
可分为竖向受荷桩（摩擦桩、端承桩或柱桩）、横向受荷桩（主动桩、被动桩、竖直桩和斜桩）、桩墩（端承桩墩、摩擦桩墩）。
（五）按桩⾝材料分类。
可分为⽊桩（包括⽵桩）、混凝⼟桩（含钢筋和混凝⼟桩和预应⼒钢筋混凝⼟桩）、钢桩和组合桩。
2.桩基设计原则是什么？桩基设计·应⼒求做到安全适⽤、经济合理、主要包括收集资料和设计两部分。
1.收集资料（1）进⾏调查研究，了解结构的平⾯布置、上部荷载⼤⼩及使⽤要求等；（2）⼯程地质勘探资料的收集和阅读，了解勘探孔的间距、钻孔深度以及⼟层性质、桩基确定持⼒层；（3）掌握施⼯条件和施⼯⽅法，如材料、设备及施⼯⼈员等；2.设计步骤（1）确定桩的类型和外形尺⼨，确定承台埋深；（2）确定单桩竖向承载⼒特征值和⽔平承载⼒特征值；（3）初步拟定桩的数量和平⾯布置；( 4 )确定单桩上的竖向和⽔平承载⼒，确定群桩承载⼒；( 5 )必要时验算地基沉降；( 6 )承台结构设计；( 7 )绘制桩和承台的结构及施⼯图；3.设计要求《建筑地基基础设计规范》（GB 50007 —2011）第8.5.2条指出，桩基设计应符合下列规范：（1）所有桩基均应进⾏承载⼒和桩⾝强度计算。
对预制桩，尚应进⾏运输、吊装和锤击等中的强度和抗裂验算。
（2）桩基沉降量验算应符合规范第8.5.15条规定。
（3）桩基的抗震承载⼒验算应符合现⾏国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）的相关规定。
（4）桩基宜选⽤中、低压缩性⼟层作为桩端持⼒层。
（5）同⼀结构单元内的桩基，不宜选⽤压缩性差异较⼤的⼟层作为桩端持⼒层，不宜采⽤部分摩擦桩和部分端承桩。
群桩基础的群桩效应研究
ｉｃｅ ｓ ｔ ｎｉｓｉｍｉ ｎ ｏ ｓ ｌ ａｉｎ ｈｅｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｂ ｔ ｅ ｅｏｄ ａ ｄｎ ｗ ｏ ｏ ｅ ｔ．ａ ｄ ｔｅｃ ｎ ｏｉａｉｎｏ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｏｎｓ ｎ ｒａ ｅｉ ａ ｔ ｅｓ ｃａ ｄ ｃ ｎ ｏｉ ｔ ，ｔ ｏ ｎ ｃｉ ｅｗｅ ｎｔ ｌ ｎ ｅ ｃｍｐ ｎ ｎｓ ｎ ｏ ｓｌ ｔ ｆｔ ｏ ｏ ｅ ｔｊｉｔ ｓ — ｄ ｏ ｏ ｈ ｈ ｄ ｏ ｈ
中 图分 类 号 ：Ｕ ７ ． Ｔ ４３ １ 文 献 标 识码 ： Ａ
１ 概 述
１ １ 群 桩 效应 ．
我们把竖 向荷 载作用下的群桩基 础 ， 由于群 桩 、 承台 、 地基 土 之间 的相互作用 ， 使桩侧 阻力 、 端阻力 、 降等形状 发生 变化 而明 沉
性压缩 ， 对于低承 台群桩 ， 承台底也产 生一定土 反力 ， 分担一 部分 荷载， 因而使得承 台底 面土 、 间土 、 桩 桩端 士都参 与 工作 ， 形成 承 台、 土相互影 响共 同作 用 ， 桩、 群桩 的工作性 状趋 于复杂 。一般 假 定， 桩侧摩阻力在土 中引起 的附加应 力按某一 角度沿 桩长 向下扩
ｓ ｕ ｔ ｒ ，ｉ ｄ ｃ ｔ ｓｔ ｅ ｍａｎ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒｔｅ ｄ ｓ ｎ ｉ ｃｕ ｉ ｇ ｔ ｅｒ ｃ ｎ ｔ ｃｉｎ ｏ ｌ ｌ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎ ｅ ａ ｄ ｔ ｎ ｏ ｅｎ ｗ ｏ ｏ ｅ ｔ ｔ ｔ ｃｕ ｅ ｎ ｉａｅ ｉ ｏ ｔ ｎ ｓｆ ｅ ｉ ｎ ｌ ｄ ｎ ｅ ｏ ｓ ｕ ｔ ｆ ｌ ０ｄ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓａ ｄ ｔ ｄ ｉ ｏ ｆｔ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｏ ｒ ｈ ｏ ｈ ｇ ｈ ｒ ｏ ｔｅ ｈ ｉ ｈ
（ １ ：９９ ． １ ） ８ －０
Ｏｎ ａ ｉｓ ｉｍ ｉ ｄ ｏ ｓ ｌｄ ｔｏ ｅ ｉｎ ｆ ｒ ｒ ｃ ｎ ｔｕ ｔｏ ｆｓ 】 ｅ ｒ ｓｄ ｎ ａ ｒ ｇ ａ ｎｔ－ｅｓ ｃ ａ ｎ ｃ ｎ ｏｉ ａｉ ｎ ｄ ｓｇ ｏ ｅ ｏ ｓｒ ｃ ｎ ｏ Ｉ【 ｅ ｉ ｅ ｔ ｌｐ ｏ ｒ ｍ ｉ Ｄｎ ｉ
第四章 桩基础
第四章桩基础§4.1概述4.1.1桩基础的使用深基础：埋深较大，以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础。
深基础的作用：把所承受的荷载相对集中地传递到地基的深层。
深基础何时采用：建筑场地的浅层土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求；又不适于采取地基处理措施时。
深基础的类型：桩基础，地下连续墙，沉井等。
承台:将几个桩结合起来传递荷载4.1.2桩基础的类型桩基础的类型（按承台与地面相对位置的高低）：①高承台桩基础承台底面位于地面以上,桥桩,码头,栈桥②低承台桩基础承台底面位于地面以下,承台本身承担部分荷载（注：工民建，低承台桩基础，竖直桩；桥梁港湾海洋构筑物，高承台，斜桩，承受较大水平荷载）4.1.3桩基设计原则桩基础的设计应按变形控制设计。
桩基础设计时，上部结构传至承台上的荷载效应组合与浅基础相同。
桩基础设计满足的基本条件：①单桩承受的竖向承载力不应超过单桩竖向承载力特征值；②桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值；③对位于坡地岸边的桩基础应进行稳定性验算。
4.1.4桩基设计内容七个基本内容：①桩基础的类型和几何尺寸的选择；②单桩竖向（和水平向）承载力的确定；③确定桩的数量、间距和平面布置；④桩基础承载力和沉降验算；⑤桩身结构设计；⑥承台设计；⑦绘制桩基础施工图。
§4.2桩的类型4.2.1桩的分类（三种分类方式）①按承载性状分类（荷载传递方式）和竖向受力情况：分类依据：根据桩侧与桩端阻力的发挥程度和分担荷载比例的不同。
摩擦型桩——摩擦型桩——端承摩擦桩端承型桩——端承型桩：桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩端阻力分担较多，其桩端一般进入中密以上的砂类、碎石类土层，或位于中等风化、微风化及新鲜基岩顶面。
（此类桩侧摩阻力属次要，不可忽略）——摩擦端承型桩②按施工方法分类：预制桩——在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，如锤击桩、振动桩、静压桩等。
灌注桩——在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。
深基础
前言第十九讲深基础一、内容提要：本讲主要讲述深基础的类型、桩和桩基础的类别、单桩竖向承载力二、重点难点：单桩竖向承载力的计算一、深基础的类型一、深基础的类型深基础主要有桩基础、沉井和地下连续墙等几种类型。
其中以历史悠久的桩基应用最为广泛。
相对于浅基础，深基础埋入地层较深，结构形式和施工方法较浅基础复杂，在设计计算时需考虑基础侧面土体的影响。
1．桩基础桩基础是通过承台把若干根桩的顶部联结成整体，共同承受动静荷载的一种深基础。
通常对下列情况，可考虑用桩基础方案：1)软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物，不允许地基有过大沉降和不均匀沉降时；2)对于高重建筑物，如高层建筑、重型工业厂房和仓库、料仓等，地基承载力不能满足设计需要时；3)对桥梁、码头、烟囱、输电塔等结构物,宜采用桩基以承受较大的水平力和上拔力时；4)对精密或大型的设备基础，需要减小基础振幅、减弱基础振动对结构的影响时；5)在地震区，以桩基作为地震区结构抗震措施或穿越可液化地基时；6)水上基础，施工水位较高或河床冲刷较大，采用浅基础施工困难或不能保证基础安全时。
2．沉井基础沉井基础是一个用混凝土或钢筋混凝土等制成的井筒形结构物，它可以仅作为建筑物基础使用，也可以同时作为地下结构物使用。
沉井基础施工的施工方法是先就地制作第一节井筒，然后在井筒内挖土，使沉井在自重作用下克服土的阻力而下沉。
随着沉井的下沉，逐步加高井筒，沉到设计标高后，在其下端浇筑混凝土封底。
沉井只作为建筑物基础使用时，常用低强度混凝土或砂石填充井筒，若沉井作为地下结构物使用，则不进行填充而在其上端接筑上部结构。
沉井在下沉过程中，井筒就是施工期间的围护结构。
在各个施工阶段和使用期间，沉井各部分可能受到土压力、水压力、浮力、摩阻力、底面反力以及沉井自重等的作用。
沉井的构造和计算应充分满足各个阶段的要求。
3．地下连续墙地下连续墙是利用专门的成槽机械在地下成槽，在槽中安放钢筋笼(网)后以导管法浇灌水下混凝土，形成一个单元墙段，再将顺序完成的墙段以特定的方式连接组成的一道完整的现浇地下连续墙体。
群桩基础的竖向分析及其验算
案例分析一：高层建筑群桩基础设计
高层建筑由于其高度大、荷载重，对基础的要求较高，群桩基础能够提供较好的 竖向承载力和稳定性。
在高层建筑群桩基础设计中，需要考虑建筑物的结构形式、荷载分布、地质条件 等因素，进行合理的桩位布置和桩身设计。
群桩基础的竖向分析及其验算
目录
• 群桩基础概述 • 群桩基础的竖向分析 • 群桩基础的验算 • 群桩基础的优化设计 • 群桩基础的实际应用与案例分析
01 群桩基础概述
定义与特点
定义
群桩基础是由多根桩组成的复合基础 ，通过桩身将上部结构的荷载传递到 下层土体中。
特点
群桩基础具有较大的承载能力、较好 的稳定性和较小的沉降量，适用于高 层建筑、大跨度结构等对基础承载力 和稳定性要求较高的工程。
确定计算参数 根据实际情况和规范要求，确定 相关计算参数，如土的物理性质、 桩身材料的力学性能等。
进行竖向分析 根据建立的模型和确定的参数， 进行竖向分析，计算群桩基础的 沉降量、承载力等指标。
04 群桩基础的优化设计
设计优化原则
01
02
03
04
结构安全原则
确保群桩基础在各种工况下的 安全性和稳定性，满足建筑物
受力分析
根据竖向荷载的大小和分布情况，对 群桩基础进行受力分析，包括桩身和 承台的内力、剪力和弯矩等。
稳定性验算
根据受力分析结果，对群桩基础进行 稳定性验算，确保其在竖向荷载作用 下的稳定性。
结果评估
根据验算结果，评估群桩基础的竖向 承载力和变形特性，为后续的设计和 施工提供依据。
竖向分析的注意事项
基础工程——考试题库及答案
毛石基础
砖基础
答案：扩展基础
题目：以下地基，优先考虑采用堆载预压法处理的是
膨胀土地基
粉土地基
深厚软土地基
砂土地基
答案：深厚软土地基
题目：确定粧数时，上部结构传至桩顶荷载为
荷载效应的准永久组合值
荷载效应标准组合和准永久组合值
荷载效应基本组合值
荷载效应标准组合值
仅考虑基础梁出现于柱间的局部弯曲
基底压力直线分布
答案：基础和地基满足静力平衡和变形协调条件
题目：摩擦型群桩在竖向荷载作用下，因桩土相对位移，桩间土对承台产生一定的抗力，成为桩基竖向承载力的一部分而分担荷载。称为
减沉复合疏桩基础效应
承台效应
群桩效应
沉降效应
答案：承台效应
题目：柱下钢筋混凝土条形基础肋梁高度不宜太小，一般为柱距的1/8～1/4，并应满足
受剪承载力计算要求
受压承载力计算要求
抗冲切和剪切承载力计算要求
抗冲切承载力计算要求
答案：受剪承载力计算要求
题目：柱下条形基础宽度的确定，一般应按
基础梁跨中最大弯矩确定
地基承载力确定
抗冲切承载力确定
不宜小于40mm
不宜小于70mm
应大于100mm
不宜小于10mm
答案：不宜小于70mm
题目：相同地基上的基础，当基础宽度相同时，其埋深越大，则地基承载力
与基础的类型有关
越大
越小
与埋深无关
答案：越大
题目：确定墙下钢筋混凝土条形基础厚度时，应进行
抗剪切计算
题目：以下地基处理方法，处理后的人工地基是双层地基的是
15桩基础04解析
2
一、负摩擦力的概念
3
二、负摩擦力发生的情况 1、桩穿越欠固结的软黏土或新填土而支承于硬粉 性土、中密或密实砂土层、砾卵石层或岩层上。 2、在较深厚的饱和软黏土地基中打预制桩。 3、桩周附近地表有较大的堆载或河床冲刷带来的 大量沉积土淤在桩周，形成新填土。 4、地下水全面下降，造成土固结沉降。 5、地下水上升等原因造成湿陷性土的浸水下沉， 而桩端位于相对稳定的土层上。 6、冻土地基因温度上升而融化，产生融陷，而桩 端相对下沉很少或不下沉。
9
四、桩上负摩擦力的计算 要确定桩身负摩阻力的大小，须先确定中性点的 位置和负摩阻力强度的大小。 1、中性点的位置 中性点的位置取决于桩与桩侧土的相对位移，原 则上应根据桩沉降与桩周土沉降相等的条件确定。但 影响中性点位置的因素较多，与桩周土的性质和外界 条件(堆载、降水、浸水等)变化有关。
10
四、桩上负摩擦力的计算
i 1
n
27
二、群桩竖向承载力
2、按整体破坏模式
P
(1)将群桩外围以内的桩体与土体 视为一个实体基础，按假想实体 基础计算群桩基础承载力。包括 基底阻力和侧壁摩阻力两部分。
q su
Qug Qpg Qsg q pu Ap qsu ug l
A
q pu
B
28
L
二、群桩竖向承载力
复习上次课的内容
1
4.5
桩的负摩擦问题
一、负摩擦力的概念
在桩顶竖向荷载作用下，当 桩相对于桩侧土体向下位移时， 土对桩产生的向上作用的摩擦力， 称为正摩擦力。 当桩侧土体因某种原因而下 沉，且其下沉量大于桩的沉降(即 桩侧土体相对于桩向下位移)时， 土对桩产生的向下作用的摩擦力， 称为负摩阻力 。
群桩效应的影响因素
群桩效应的影响因素
群桩效应是指群桩基础受竖向荷载后，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的现象。
影响群桩效应的主要因素有两个：- 群桩自身的几何特征：如承台的设置方式（高、低承台）、桩间距、桩长L及桩长与承台宽度比L/Bc、桩的排列形式、桩数。
- 桩侧及桩端的土性及其分布、成桩工艺。
群桩效应的存在会对桩基承载力和沉降产生影响，在设计时需要充分考虑这些因素，以确保建筑物的安全和稳定。
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性的差异而有较大幅度的变化，从百分之十几至百 分之五十以上，且承载的比例随桩距的增大而增大。
•
对于摩擦型桩，除下列情况不能考虑承台下土
体对荷载的分担作用外，均应考虑承台底面土对荷
载的分担作用。
• 摩擦型桩下列情况不考虑承台下土体对荷 载的分担作用：
•
①当有经常出现的动力荷载作用时，如铁路
桥梁的桩基；
h=(s-d)/(2tan )
l
sss
Q
QQQQ
d
D
(a)
(b)
图4-15 摩擦型桩的桩顶荷载通过侧阻 扩散形成的桩端平面压力分布
(a)单桩；(b)群桩
• 2．摩擦群桩的工作特点（有两种情况）
（1） 摩擦群桩与端承群桩相反，作用其上的荷载主 要是通过每根桩侧面的摩阻力传布到桩周及桩端的土层中 去。一般假定，桩侧摩阻力在土中引起的附加应力按照一 定的角度沿桩长向下扩散分布，至桩端平面处，压力分布 如图4-15中的阴影部分所示。
系数明显下降，且η<1，同时沉降比迅速增大，ζ可以从2增
大到10以上；注意：砂土中的挤土桩群，因挤密效应，有可
能出现η>1；而沉降比则除了端承桩ζ=1外，均为ζ>1。
由此可见，桩端处：z群＞z单
则：S群＞S单 若需 S群=S单 必降低R群。
模型及载荷试验表明：
1、桩距增大时，提高； 2、桩距相同时，桩数越多，越低； 3、桩距增大至一定值后，增加不显著；
群桩效率系数η、沉降比ζ可近似取为1。端承型群
桩基础无群桩效应。
（2）摩擦型群桩基础
由摩擦桩组成的群桩，桩顶荷载主要通过桩侧摩阻力传布 到桩周和桩端土层中，在桩端平面处将产生应力重叠。承台 土的反力也传递到承台以下一定范围内的土层中，从而使桩 侧阻力和桩端阻力受到干扰。
除以上一、2．摩擦群桩的工作特点（两种情况）之（1） 种摩擦形群桩情况无群桩效应外。就一般情况下，在常规桩 距(3~4d)下，粘性土中的群桩，随着桩数的增加，群桩效率
桩长与承台宽度比、成桩类型和排列方式等多个因
素的影响而变化。
• 群桩效应可用群桩效率系数η和沉降比ζ表示。
群桩效率系数η是指群桩竖向极限承载力Qg与群 桩中所有桩的单桩竖向极限承载力Qi总和之比，即
η=Qg/∑Q i 。
沉降比ζ是指在每根桩承担相同荷载条件下，群桩
沉降量sn与单桩沉降量s之比，即ζ= sn /s。
思考：在桩基中产生群桩效应是有利还是有弊？
• 群桩效应的基本概念：
群桩在竖向荷载作用下，由于承台、桩、土之
间相互影响和共同作用，群桩的工作性状趋于复杂，
桩群中任一根桩的工作性状都不同于孤立的单桩，
群桩承载力将不等于各单桩承载力之和，群桩沉降 也明显地超过单桩，即是群桩效应。
•
群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、
挥，上部荷载通过桩身直接传至桩端土层中，桩
端地基土所受压力仅局限于桩底面积范围内，各
桩端的压力彼此相互影响小，如图4-14所示。在
这种情况下，可认为端承群桩中的各基桩的工作
性状与独立单桩相同，因此端承群桩的承载力等
于相应根数的单桩承载力之和，其沉降量也与单
桩沉降量相同。
s
d
图4－14 端承型 群桩基础
• 什么是群桩效应？
• 回答这些问题需要探讨群桩基础在地基中的工 作特点，即承台、桩群、地基土体的共同作用机 理。
一、 群桩基础工作特点分析
•
群桩基础在外荷载作用下，由于桩基的承载
类型和几何形式不同，其工作特点也不同。
• 1．端承型群桩的工作特点
•
对于端承群桩，由于桩端处持力层为岩层或
坚硬土层，桩端的沉降很小，桩侧摩阻力不易发
当桩数少n＜4根），桩距Sa较大时，例如Sa ＞6d（d 为桩径），这时群桩中各基桩的工作情况仍和单桩的工作 状况相似，故群桩中基桩的承载力也近似等于单桩承载力 （如前图（a））。
• （2）但当桩距较小， Sa ≤6d，桩数较多（n ≥ 4根）时，桩端处地基中各桩传来的压力就会 相互重叠（图4-15（b）），使得桩端处压力要 比单桩时增大许多，桩端以下压缩土层的厚度也 要比单桩深很多。这样，群桩中各桩的工作状态 就与单桩时截然不同，群桩中的基桩承载力并不 等于单桩单独工作时的承载力，沉降量也大于单 桩的沉降量，这就叫群桩效应。
群桩效率系数η越小、沉降比ζ越大，表示群桩效 应越强，也就意味着群桩承载力越低、沉降越大
群桩效率系数η和沉降比ζ主要取决于桩距和桩数 ，其次与土质和土层构造、桩径、桩的类型及排列方 式等因素有关。
各类型群桩基础特点归纳
（1）端承型群桩基础
由端承桩组成的群桩，通过承台分配到各桩桩 顶的荷载，其大部或全部由桩身直接传递到桩端。 通过承台土反力、桩侧摩阻力传递到土层中的应力 较小，桩群中各桩之间，承台、桩、土之间的相互 影响较小，其工作性状与独立单桩相近。因而端承 型群桩的承载力可近似取为各单桩承载力之和，即
•
②承台下存在可能产生负摩阻力的土层，如
湿陷性黄土、欠固结土、新近填土、高灵敏度软
土及可液化土，或因水位下降而引起地基土与承
台脱开；
•
③在饱和软土中沉人密集桩群，引起超静孔
隙水压力和土体隆起，随着时间推移，桩间土逐
渐固结下沉而与承台脱离。
•
但对于那些建在一般土层上，桩长较短而桩距
较大，或承台外区面积较大的桩基，承台下桩间土
对荷载的分担效距、
桩长、承台刚度等因素而变化。
• 总的规律是：
（1）刚性承台底面土反力呈马鞍形分布，随着 桩距的增大，土抗力增加；
3．承台底面土对荷载的分担作用
• 低承台群桩基础受荷后是否考虑承台底面土对 荷载的分担作用是桩基础设计中的一个重要问题。
传统的方法认为，荷载全部由桩承担，承台下的
地基土不分担荷载，这种考虑无疑是偏于安全的。
近二十多年来的大量室内研究和现场实测表明，许
多建筑物的低桩承台不同程度地起到分担外荷载的
作用，承载的比例随着桩群的几何特征和承台下土
4.3.3 竖向荷载作用下的群桩效应
•
实际工程中的桩基础既有一柱一桩形式、也
有一柱多桩的形式，即既有单桩基础，又有由若
干根基桩组成，并在桩顶用承台连接成一个整体 的群桩基础。
• 群桩中的基桩与前面介绍的独立单桩的工作 性状是否相同？
• 群桩的承载力是否等于相应根数的单桩承载 力之和？
• 群桩基础的沉降量是否与独立单桩相同？