中职教育-《基础工程》第四版课件：第四章 桩基础的设计计算(四)(人民交通出版社).ppt
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桩基础的设计计算PPT课件
成表格，可查阅有关规范。
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（二）计算桩身内力及位移的无量纲法
按上述方法，用基本公式（2）、（3）、（4 ）、（5）
即C=mz。 基于这一基本假定，进行桩的内力与位移的理论公式
推导和计算。 在公式推导和计算中，取下图1和图2所示的坐标系统，
对力和位移的符号作如下规定：横向位移顺x轴正方向为 正值；转角逆时针方向为正值；弯矩当左侧纤维受拉时为 正值；横向力顺x轴方向为正值，如下图2所示。
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图1 桩身受力图示
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二、“m”法弹性单排桩基桩内力和位移计算
如前所述，“m”法的基本假定是认为桩侧土为文克尔 离散线性弹簧，不考虑桩土之间的粘着力和摩阻力，桩作 为弹性构件考虑，当桩受到水平外力作用后，桩土协调变 形，任一深度Z处所产生的桩侧土水平抗力与该点水平位移
xz成正比，即zx=Cxz，且地基系数C随深度成线性增长，
Q h3 E x 0 IA 40B 4M 2 E 0C 4 IQ 3 E 0D 4 I 0
又
h x0A 2 0B 2 M 2E 0C I2 Q 3E 0 D I2
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解以上联立方程，并令
C0 I 0
EI
Kh
，则得
x0
Q0
3EI
Ax0
M0
2 EI
A1、B1……C4、D4——16个无量纲系数，根据不同的无量纲 深度可将其制成表格供查用（参见《公桥基规》）。
根据土抗力的基本假定 zxCX z mZzX，可求得桩侧土抗
力的计算公式：
z xmz Z m X x 0 Z A 1 200 21 B 1 M 2 E 0C 1 I Q 3 E 0D 1 I 20（6）
基础工程 桩基础设计计算PPT学习教案
单 排 桩
定，可根据桩的轴向受力等于单桩的轴向容许承载力来计算 桩的入土深度。
基 桩 内
（3）计算桩的计算宽度 b1和桩的变形系数 ，并判断桩是否
力 和
属于弹性桩。若是弹性桩则可继续计算。
位
移
（4）计算桩在不同深度处的弯矩值Mz，绘制弯矩分布图，找 出最大弯矩及其截面位置，来验算截面强度和进行桩身配筋
第18页/共74页
二、“m”法计算桩的内力和位移 1．桩的挠曲线微分方程及其内力、变位计算公式
桩身任意截面上变位和内力计算公式中无量纲系数 第
可以查表获得
一
节
单 排 桩 基 桩 内 力 和 位 移 计 算
第19页/共74页
二、“m”法计算桩的内力和位移 1．桩的挠曲线微分方程及其内力、变位计算公式
然后按单桩的计算方法验算桩的
移 计
承载力及桩身强度。也就是说，
算
把多排桩的问题化成单排桩来解
决。
多排桩基础
第26页/共74页
一、承台底面中心变位及各桩桩顶内力的关系
第
假设承台为一绝对刚性体，现以承台底面中心点O作为承台位 二
移的代表点。O点在外荷载 N 、H 、M 作用下产生横轴向位 节
移a0竖向位移 b0及转角 0。其中 a、0 b以0 坐标轴正向为正，以0
单 排 桩 基 桩
E1、I1为墩柱的弹性模量
内 力
和截面惯性矩
和 位
移
计
算
桩顶有截面不同于桩身的墩柱图 第24页/共74页
第二节 多排桩基桩内力和位移计算
一、 承台底面中心变位及各桩桩顶内力的关系 二、桩顶的刚度系数计算
三、α0、b0、β0的计算
四、竖直对称多排桩计算公式 五、计算步骤
第4章桩基础PPT学习教案
摩擦型桩： 桩 顶 竖 向 荷载 由桩侧 阻力和 端阻力 共同承 担，但 桩侧阻 力分担 较多荷 载。 当 桩 顶 竖 向荷 载绝大 部分由 桩侧阻 力承担 ，端阻 力很小 时，称 为摩擦 桩。 下 列 情 况 可按 摩擦桩 考虑：
1、 桩 的 长 径 比很大 ，桩端 分担的 荷载很 小； 2、 桩 端 下 无 较坚实 的土层 ； 3、 桩 底 有 较 厚虚土 和残渣 的灌注 桩； 4、 打 入 邻 桩 使先前 设置的 桩上抬 ，桩端 脱空。
第21页/共209页
锤ห้องสมุดไป่ตู้击 法 沉 桩 （打桩 ）
第22页/共209页
2） 振 动 法 沉 桩 凭 借 放 置 于桩 顶的振 动锤使 桩产生 振动， 从而使 桩周土 体受扰 动或液 化，强 度和阻 力大大 降低， 于是桩 体在自 重和动 力荷载 作用下 沉入土 中。
适 用 于 可 塑 状的 粘性土 和砂土 ，对受 振动时 土的抗 剪强度 有较大 降低的 砂土地 基和自 重不大 的钢桩 ，沉桩 效果更 好。 选 用 时 应 考 虑其 振动、 噪声和 挤土效 应。 3） 静 压 法 沉 桩
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三、桩基设计原则
桩 基 是 由 桩、 土、承 台共同 组成的 基础， 应结合 地区经 验考虑 三者的 共同作 用。由 于桩基 承载力 都较高 ，通常 大多数 桩基的 首要问 题是在 于控制 其沉降 量，因 此，桩 基设计 应按变 形控制 设计。 桩 基 设 计 应 满足下 列条件 ： 强 度 要 求 ： 单桩承 受的竖 向荷载 不宜超 过单桩 竖向承 载力特 征值； 变 形 要 求 ： 桩基础 的沉降 不得超 过建筑 物沉降 允许值 ； 对 于 坡 地 岸 边的桩 基应进 行桩基 稳定性 验算。
一 般 为 配 筋率 较低（ 0.3~1.0% ）的 钢筋混 凝土桩 。截面 形状： 方形、 圆形等 ，普通 实心方 桩截面 尺寸： 300~500 mm。 制 作方 式：工 厂预制 ，每节 长度小 于12m， 现场 预制25~30m， 沉 桩 时现场 连接到 所需长 度。特 点：可 方便地 按所需 长度、 断面形 状与尺 寸进行 制作（ 制作方 便）， 材料易 得，质 量可控 制与检 验，强 度高、 刚度大 ，采用 广泛。 配筋主 要受起 吊、运 输、吊 立、沉 桩等各 阶段的 应力控 制，用 钢量较 大。
1、 桩 的 长 径 比很大 ，桩端 分担的 荷载很 小； 2、 桩 端 下 无 较坚实 的土层 ； 3、 桩 底 有 较 厚虚土 和残渣 的灌注 桩； 4、 打 入 邻 桩 使先前 设置的 桩上抬 ，桩端 脱空。
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锤ห้องสมุดไป่ตู้击 法 沉 桩 （打桩 ）
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2） 振 动 法 沉 桩 凭 借 放 置 于桩 顶的振 动锤使 桩产生 振动， 从而使 桩周土 体受扰 动或液 化，强 度和阻 力大大 降低， 于是桩 体在自 重和动 力荷载 作用下 沉入土 中。
适 用 于 可 塑 状的 粘性土 和砂土 ，对受 振动时 土的抗 剪强度 有较大 降低的 砂土地 基和自 重不大 的钢桩 ，沉桩 效果更 好。 选 用 时 应 考 虑其 振动、 噪声和 挤土效 应。 3） 静 压 法 沉 桩
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三、桩基设计原则
桩 基 是 由 桩、 土、承 台共同 组成的 基础， 应结合 地区经 验考虑 三者的 共同作 用。由 于桩基 承载力 都较高 ，通常 大多数 桩基的 首要问 题是在 于控制 其沉降 量，因 此，桩 基设计 应按变 形控制 设计。 桩 基 设 计 应 满足下 列条件 ： 强 度 要 求 ： 单桩承 受的竖 向荷载 不宜超 过单桩 竖向承 载力特 征值； 变 形 要 求 ： 桩基础 的沉降 不得超 过建筑 物沉降 允许值 ； 对 于 坡 地 岸 边的桩 基应进 行桩基 稳定性 验算。
一 般 为 配 筋率 较低（ 0.3~1.0% ）的 钢筋混 凝土桩 。截面 形状： 方形、 圆形等 ，普通 实心方 桩截面 尺寸： 300~500 mm。 制 作方 式：工 厂预制 ，每节 长度小 于12m， 现场 预制25~30m， 沉 桩 时现场 连接到 所需长 度。特 点：可 方便地 按所需 长度、 断面形 状与尺 寸进行 制作（ 制作方 便）， 材料易 得，质 量可控 制与检 验，强 度高、 刚度大 ，采用 广泛。 配筋主 要受起 吊、运 输、吊 立、沉 桩等各 阶段的 应力控 制，用 钢量较 大。
中职教育-《基础工程》第四版课件：第四章 桩基础的设计计算(六)(人民交通出版社).ppt
4-6 桩基础的设计
第四章 桩基础的设计计算
1．圆形桩
1）桩在嵌固深度h范围 内的应力图形，假定按两 个相等三角形变化（如图452 b）；
2）桩侧压力的分布，假 定最大压力pmax等于平均压 应力p的1.27倍（如图4-52 c）；
3）水平力H和桩端摩阻 力对桩的影响略而不计。
图4-52 嵌入岩层最小深度计算图式
4-6 桩基础的设计
第四章 桩基础的设计计算
四、桩基础设计计算与验算内容
（一）单根基桩的验算
1．单桩轴向承载力验算
1）按地基土的支承力确定和验算单桩轴向承载力
目前通常仍采用单一安全系数即容许应力法进行验算。 首先根据地质资料确定单桩轴向承载力容许值，对于一般 性桥梁和结构物，或在各种工程的初步设计阶段可按经验 （规范）公式计算；而对于大型、重要桥梁或复杂地基条 件还应通过静载试验或其他方法，作详细分析比较，较准 确合理地确定。检算单桩承载力容许值，应以最不利作用 效应组合计算出受轴向力最大的一根基桩进行验算。
考虑弯矩的桩的布置：当作用于桩基的弯矩较大时，宜尽 量将桩布置在离承台形心较远处，采用外密内疏的布置方式， 以增大基桩对承台形心或合力作用点的惯性距，提高桩基的 抗弯能力。
考虑使承台受力的桩的布置：例如桩柱式墩台应尽量使墩 柱轴线与基桩轴线重合，盖梁式承台的桩柱布置应使承台发 生的正负弯矩接近或相等，以减小承台所承受的弯曲应力。
4-6 桩基础的设计
第四章 桩基础的设计计算
1．摩擦桩
锤击、静压沉桩，在桩端处的中心距不应小于桩径（或边 长）的3倍，对于软土地基宜适当增大；
振动沉入砂土内的桩，在桩端处的中心距不应小于桩径 （或边长）的4倍。桩在承台底面处的中心距不应小于桩径 （或边长）的1.5倍。
土木(建筑)基础工程课件--第四章_桩基础
2019/11/29 基础匸程课件一、桩基础的特点桩是竖直或微倾斜的基础构件, 横截面尺寸远小于长度方向。
荷载传递：桩侧摩擦阻力+桩端阻力0R通过桩身将横向荷载传递给土体(1)桩侧与土体接触，将荷载传递给桩周土体，或荷载传给深层的岩(砂、硬粘土)层；(2)对液化地基，桩穿越液化层，增加结构抗震能力；(3)桩侧竖向刚度大，桩穿越高压缩土层，沉降要求高的结构满足安全和使用要求；⑷ 桩具有很大的侧向刚度和抗拔力，抵抗台风、地震等巨大水平力；(5)改变地基基础的动力特性，提高地基基础自振频率，减少振幅，保证结构及设备正常运行。
桩的施工工艺分类表主要针对钢筋混凝土桩，机具设备、制桩工艺预制桩：在地面上预先制作好钢筋混凝土桩身，然后通过锤击、静压或振动等方法将预制桩沉入地基内到达的深度，形成桩基础。
桩径较小0・6m以下；地基土为砂性土、粉土、细砂及松散的不含大卵石的土。
7 7在施工现场的桩位上，通过机械钻凿或人工挖掘等方法形成桩孔，然后孔内放入钢筋笼，灌注混凝土，形成钢筋混凝土灌注桩。
桩长桩径变化大，应用广。
4.1概述高承台低承台竖直桩斜桩图4 — 1桩基础示意图(a)低承台桩基础；(b)高承台桩基础①天然地基承载力和变形不能满足要求的高重建筑物;②天然地基承载力基本满足要求、但沉降量过大,需利用桩基减少沉降的建筑物，如软土地基上的多层住宅建筑，或在使用上.生产上对沉降限制严格的建筑物;③重型工业厂房和荷载很大的建筑物，如仓库、料仓等;④软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物；⑤作用有较大水平力和力矩的高耸结构物（如烟囱.水塔等）的基础，或需以桩承受水平力或上拔力的其它情况;⑥需要减弱其振动影响的动力机器基础，或以桩基作为地震区建筑物的抗震措施;⑦地基土有可能被水流冲刷的桥梁基础；⑧需穿越水体和软弱土层的港湾与海洋构筑物基础，如栈桥、码头、海上采油平台及输油、输气管道支架等。
荷载效应组合与浅基础相同。
桩基设计应满足下列基本条件:单桩承受的竖向荷载不应超过单桩竖向承载力特征值；桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值；对位于坡地岸边的桩基应进行桩基稳定性验算。
土木基础工程课件--第四章 桩基础
砼预制桩主要优缺点：
桩身质量好，施工工期短。
桩径较小，穿透能力有限，配筋量较大。
2019/10/9
基础工程课件
（2）灌注桩（4类） 灌注桩是直接在所设计桩位处成孔，然后在孔内加放
钢筋笼（也有省去钢筋的）再浇灌混凝土而成。
特点： 适用于各种地基土，桩端可进入中、微风化岩层； 桩径可较大，配筋量小； 桩长可按要求确定； 桩身质量相对较差。
(4) 桩具有很大的侧向刚度和抗拔力，抵抗台风、地震等 巨大水平力；
(5) 改变地基基础的动力特性，提高地基基础自振频率， 减少振幅，保证结构及设备正常运行。
2019/10/9
基础工程课件
桩的施工工艺分类表
2019/10/9
主要针对钢筋混凝土桩，机具设备、制桩工艺
基础工程课件
预制桩：
在地面上预先制作好钢筋混凝土桩身，然后通过锤击、静压或振动等 方法将预制桩沉入地基内到达的深度，形成桩基础。
就位，桩架应垂直平稳。
2019/10/9
基础工程课件
沉桩施工要点： (1) 桩帽与桩接触的表面应平整，与桩身应在同一直线上。 (2) 当桩吊起就位后，要缓缓放下，插入土中，进行桩位
和垂直度校正后，并在桩身侧面或桩架上设置标尺，做好记 录，才能开始施打，开始时应起锤轻压或轻击数锤，待锤以 及桩身等垂直度一致后，即可转入正常施打。
加劲筋
护壁
h1 h h1 h
bd b D
bd b D
图4-6 扩底桩构造
2019/10/9
基础工程课件
图4－5 人工挖孔桩示例
挖孔桩的优点：
可直接观察地层情况，孔底易清除干净，设备简单，噪 声小，场区各桩可同时施工，桩径大，适应性强，桩端可以 入岩，又较经济；
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4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
第四节 群桩基础的竖向分析及其验算
群桩基础在荷载作用下，由于基桩间的相互影响及其与 承台的共同作用，其工作性状显然与单桩不同。
前面已讨论了水平荷载（包括弯矩）作用下，基桩间的 相互影响和基桩的受力分析与计算，本节主要讨论群桩基础 在荷载作用下的竖向分析和群桩基础的竖向承载力与变形验 算问题。
（1）相邻墩台间不均匀沉降差值（不包括施工中的沉 降），不应使桥面形成大于0.2%的附加纵坡（折角）；
（2）外超静定结构桥梁墩台间不均匀沉降差值，还应满 足结构的受力要求。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
一、群桩基础的工作性状及其特点
群桩基础的竖向分析主要取决于荷载的传递特征，不同 受力条件下的基桩有着不同的荷载传递特征，这也就决定 了不同类型基桩的群桩基础呈现出不同的工作性状与特点。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
当柱桩或桩的中心距大于6倍桩径的摩擦型群桩基础，可以 认为其沉降量等于在同样土层中静载试验的单桩沉降量。
当桩的中心距小于6倍桩径的摩擦型群桩基础，则作为实 体基础考虑，可采用分层总和法计算沉降量。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）规 定墩台基础的沉降应满足下列要求：
在桩的承载力方面，群桩基础的承载力也决不是等于各 单桩承载力总和的简单关系。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
图4-44 摩擦型桩桩底平面的应力分布
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
影响群桩基础承载力和沉降的因素:
与土的性质、桩长、桩距、桩数、群桩的平面排列和承台尺 寸大小等因素有关。桩距大小的影响是主要的，其次是桩数。
当桩距较小、土质较坚硬时，在荷载作用下，桩间土与桩群 作为一个整体而下沉，桩底下土层受压缩，破坏时呈“整体破 坏。
当桩距足够大、土质较软时，桩与土之间产生剪切变形，桩 群呈“刺入破坏”。
在一般情况下，群桩基础兼有这两种性状。
现通常认为当桩间中心距离≥6b1（b1为单桩的计算宽度） 时，可不考虑群桩效应。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
（1） 桩底持力层承载力验算
摩擦型群桩基础当桩间中心距小于6倍桩径时，如图 4-46 所示，将桩基础视为相当于cdef范围内的实体基础，认为桩侧
外力以 角向/ 4下扩散，可按下式验算桩底平面处土层的承
载力：
①当轴心受压时：
p l h BLh N ≤ [ fa ]
第四章 桩基础的设计计算
（2）软弱下卧层强度验算
软弱下卧层验算方法是按土力学中的土应力分布规律计 算出软弱土层顶面处的总应力不得大于该处地基土的承载 力容许值，可参见第二章有关部分。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
三 群桩基础沉降验算
验算目标：超静定结构桥梁或建于软土、湿陷性黄土地基 或沉降较大的其它土层的静定结构桥梁墩台的群桩基础应计 算沉降量并进行验算。
a、b—假想的实体基础在桩端平面处的计算宽度和长度 L0、B0——外围桩中心围成矩形轮廓的长度、宽度（m）；
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
d—桩的直径（m）；
W—假想的实体基础在桩端平面处的截面抵抗
矩（m3）；
e—作用于承台底面合力的竖向分力对桩端平面
处计算面积重心轴的偏心距（m）；
2．摩擦型群桩基础
由摩擦桩组成的群桩基础，由于桩侧摩阻力引起的土 中附加应力通过桩周土体的扩散作用，使桩底处的压力分 布范围要比桩身截面积大得多（如4-44图所示），以致群 桩中各桩传递到桩底处的应力可能叠加，同时由于群桩基 础的尺寸大，荷载传递的影响范围也比单桩深，因此桩底 下地基土层产生的压缩变形和群桩基础的沉降都比单桩大。
1．端承型群桩基础
端承型群桩基础通过承台分 配到各基桩桩顶的荷载，绝大部 分或全部由桩身直接传递到桩底， 由桩底岩层（或坚硬土层）支承。
端承型群桩基础的承载力等
于各单桩承载力之和，其沉降量
等于单桩沉降量。
图4-43 端承型桩桩底平面的应力分布
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
群桩效应
摩擦型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，这种群桩不同于单桩的工作性状所产生的效应，称 其为群桩效应，它主要表现在对桩基承载力和沉降的影响上。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
当桩的斜度
时，
4
a L0 d 2l tan 4
b
B0
d
2l
tan
4
1l1 2l2 L nln
l
（4-110） （4-111） （4-112）
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
当桩的斜度 时 ，
4
a L0 d 2l tan
（4-113）
b B0 d 2l tan
（4-114）
式中： p、pmax ——桩端平面处的最大压应力（kPa）； ——承台底面包括桩的重力在内至桩端平面土的平均 重度（kN/m3）； l ——桩的深度（m）； ——承台底面以上土的重度（kN/m3）；
L、B——承台的长度、宽度（m）； N ——作用于承台底面合力的竖向分力（kN）； A——假想的实体基础在桩端平面处的计算面积，即 a×b （图 4-46）（m2）；
AA
（4-107）
②当偏心受压时，除满足第①条外，尚应满足下列条件：
pmax
l
h
BLh
A
N (1 eA) AW
≤
R[ fa ]
（4-108）
A ab
（4-109）
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
图4-46 群桩作为整体基础计算示意图
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
—基桩所穿过土层的平均土内摩擦角；
l 11
、
2l2
…
…
nln
—
各层土的内摩擦角与相应土层厚度的乘
积；
[ fa]—修正后桩端平面处土的承载力容许值，应 经过埋深 h+l 修正；
h —承台的高度（m），对图 4-46 所示的高承台
桩基，h=0，埋置深度即为 l。
R —抗力系数。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
二、群桩基础承载力验算
由柱桩组成的群桩基础，群桩承载力等于单桩承载力之和， 群桩基础沉降等于单桩沉降，群桩效应可以忽略不计，不需 要进行群桩承载力验算。即使由摩擦桩组成的群桩基础，在 一定条件下也不需要验算群桩基础的承载力。
当不满足规范条件要求时，除了验算单桩承载力外，还需 要验算桩底持力层的承载力，持力层下有软弱土层时，还应 验算软弱下卧层的承载力。
第四章 桩基础的设计计算
第四节 群桩基础的竖向分析及其验算
群桩基础在荷载作用下，由于基桩间的相互影响及其与 承台的共同作用，其工作性状显然与单桩不同。
前面已讨论了水平荷载（包括弯矩）作用下，基桩间的 相互影响和基桩的受力分析与计算，本节主要讨论群桩基础 在荷载作用下的竖向分析和群桩基础的竖向承载力与变形验 算问题。
（1）相邻墩台间不均匀沉降差值（不包括施工中的沉 降），不应使桥面形成大于0.2%的附加纵坡（折角）；
（2）外超静定结构桥梁墩台间不均匀沉降差值，还应满 足结构的受力要求。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
一、群桩基础的工作性状及其特点
群桩基础的竖向分析主要取决于荷载的传递特征，不同 受力条件下的基桩有着不同的荷载传递特征，这也就决定 了不同类型基桩的群桩基础呈现出不同的工作性状与特点。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
当柱桩或桩的中心距大于6倍桩径的摩擦型群桩基础，可以 认为其沉降量等于在同样土层中静载试验的单桩沉降量。
当桩的中心距小于6倍桩径的摩擦型群桩基础，则作为实 体基础考虑，可采用分层总和法计算沉降量。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）规 定墩台基础的沉降应满足下列要求：
在桩的承载力方面，群桩基础的承载力也决不是等于各 单桩承载力总和的简单关系。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
图4-44 摩擦型桩桩底平面的应力分布
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
影响群桩基础承载力和沉降的因素:
与土的性质、桩长、桩距、桩数、群桩的平面排列和承台尺 寸大小等因素有关。桩距大小的影响是主要的，其次是桩数。
当桩距较小、土质较坚硬时，在荷载作用下，桩间土与桩群 作为一个整体而下沉，桩底下土层受压缩，破坏时呈“整体破 坏。
当桩距足够大、土质较软时，桩与土之间产生剪切变形，桩 群呈“刺入破坏”。
在一般情况下，群桩基础兼有这两种性状。
现通常认为当桩间中心距离≥6b1（b1为单桩的计算宽度） 时，可不考虑群桩效应。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
（1） 桩底持力层承载力验算
摩擦型群桩基础当桩间中心距小于6倍桩径时，如图 4-46 所示，将桩基础视为相当于cdef范围内的实体基础，认为桩侧
外力以 角向/ 4下扩散，可按下式验算桩底平面处土层的承
载力：
①当轴心受压时：
p l h BLh N ≤ [ fa ]
第四章 桩基础的设计计算
（2）软弱下卧层强度验算
软弱下卧层验算方法是按土力学中的土应力分布规律计 算出软弱土层顶面处的总应力不得大于该处地基土的承载 力容许值，可参见第二章有关部分。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
三 群桩基础沉降验算
验算目标：超静定结构桥梁或建于软土、湿陷性黄土地基 或沉降较大的其它土层的静定结构桥梁墩台的群桩基础应计 算沉降量并进行验算。
a、b—假想的实体基础在桩端平面处的计算宽度和长度 L0、B0——外围桩中心围成矩形轮廓的长度、宽度（m）；
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
d—桩的直径（m）；
W—假想的实体基础在桩端平面处的截面抵抗
矩（m3）；
e—作用于承台底面合力的竖向分力对桩端平面
处计算面积重心轴的偏心距（m）；
2．摩擦型群桩基础
由摩擦桩组成的群桩基础，由于桩侧摩阻力引起的土 中附加应力通过桩周土体的扩散作用，使桩底处的压力分 布范围要比桩身截面积大得多（如4-44图所示），以致群 桩中各桩传递到桩底处的应力可能叠加，同时由于群桩基 础的尺寸大，荷载传递的影响范围也比单桩深，因此桩底 下地基土层产生的压缩变形和群桩基础的沉降都比单桩大。
1．端承型群桩基础
端承型群桩基础通过承台分 配到各基桩桩顶的荷载，绝大部 分或全部由桩身直接传递到桩底， 由桩底岩层（或坚硬土层）支承。
端承型群桩基础的承载力等
于各单桩承载力之和，其沉降量
等于单桩沉降量。
图4-43 端承型桩桩底平面的应力分布
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
群桩效应
摩擦型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，这种群桩不同于单桩的工作性状所产生的效应，称 其为群桩效应，它主要表现在对桩基承载力和沉降的影响上。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
当桩的斜度
时，
4
a L0 d 2l tan 4
b
B0
d
2l
tan
4
1l1 2l2 L nln
l
（4-110） （4-111） （4-112）
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
当桩的斜度 时 ，
4
a L0 d 2l tan
（4-113）
b B0 d 2l tan
（4-114）
式中： p、pmax ——桩端平面处的最大压应力（kPa）； ——承台底面包括桩的重力在内至桩端平面土的平均 重度（kN/m3）； l ——桩的深度（m）； ——承台底面以上土的重度（kN/m3）；
L、B——承台的长度、宽度（m）； N ——作用于承台底面合力的竖向分力（kN）； A——假想的实体基础在桩端平面处的计算面积，即 a×b （图 4-46）（m2）；
AA
（4-107）
②当偏心受压时，除满足第①条外，尚应满足下列条件：
pmax
l
h
BLh
A
N (1 eA) AW
≤
R[ fa ]
（4-108）
A ab
（4-109）
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
图4-46 群桩作为整体基础计算示意图
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
—基桩所穿过土层的平均土内摩擦角；
l 11
、
2l2
…
…
nln
—
各层土的内摩擦角与相应土层厚度的乘
积；
[ fa]—修正后桩端平面处土的承载力容许值，应 经过埋深 h+l 修正；
h —承台的高度（m），对图 4-46 所示的高承台
桩基，h=0，埋置深度即为 l。
R —抗力系数。
4-4 群桩基础的竖向分析及验算
第四章 桩基础的设计计算
二、群桩基础承载力验算
由柱桩组成的群桩基础，群桩承载力等于单桩承载力之和， 群桩基础沉降等于单桩沉降，群桩效应可以忽略不计，不需 要进行群桩承载力验算。即使由摩擦桩组成的群桩基础，在 一定条件下也不需要验算群桩基础的承载力。
当不满足规范条件要求时，除了验算单桩承载力外，还需 要验算桩底持力层的承载力，持力层下有软弱土层时，还应 验算软弱下卧层的承载力。