4.6群桩基础计算

4.6群桩基础计算
4.6.2 承台下土对荷载的分担作用
复合桩基 承台底面分担荷载
桩竖向位移
承台底土反力小于平板基础 ，分担荷载10～30％。 承台底土反力承马鞍形分布
4.6群桩基础计算
4.6.2 承台下土对荷载的分担作用
承台底面的内外分区 内区反力比外区反力小，分布均匀。 荷载总值增加时候，塑性重分布不明显 加大外区比例，可以增加承台承担比例
back
4.6群桩基础计算
4.6.5 基桩竖向承载力验算
1.荷载效应标准组合 承受轴心荷载桩基：
Nk R
承受偏心荷载桩基：
Nmax 1.2R
2.地震作用效应组合（承载力可以提高25%） 轴心荷载：
NEk 1.25R
偏心荷载：
N Ek max 1.25 R
back
4.6群桩基础计算
《建筑规范》以下桩基应进行沉降验算： (1)地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基； (2)体形复杂荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层 的设计等级为乙级的建筑物桩基； (3)摩擦型桩基。
当桩的中心距小于6倍桩径的摩擦桩群桩基础， 则作为实体基础考虑，如下图所示，可采用分层总和 法计算沉降量。《公桥基规》规定墩台基础的沉降应 满足下式要求：
桩间中心距离至6倍桩径时，可不考虑群桩效应。
4.6群桩基础计算
4.6.1 群桩基础的工作特点
影响群桩基础承载力和沉降的因素： 土的性质、桩长、桩距、桩数、群桩的平 面排列和大小。 主要因素： 桩距，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”。 桩距足够大、土质较软时，桩与土之间产 生剪切变形，桩呈“刺入破坏”。 一般情况下群桩基础兼有这两种性状。 back
考虑承台效应基桩承载力特征值R
不考虑地震效应
R＝Ra c fak Ac
c 承台效应系数，表 8.16
考虑地震效应
R

Ra

a
1.25
c
f ak
Ac
Ac ( A nAps ) / n 承台底地基土净面积
fak 承台底1/ 2承台宽度深度范围内土 层地基承载力加权平均值
a 地基抗震承载力调整系 数，《抗震规范》
Tuk ,Tgk 按（8.20）计算，验算桩身抗拉强度， 验算裂缝宽度
back
4.6群桩基础计算
4.6.8桩基水平承载力验算
承受水平力的桩：
Hik RH
RH hRh
RH
桩基中基桩水平承载力设计值
Rh
单桩水平承载力设计值
h
群桩效应综合系数《桩基规范》
4.6群桩基础计算
4.6.8桩基水平承载力验算
4.6群桩基础计算
4.6.8桩基水平承载力验算
桩的水平承载力由水平位移控制（配 筋率>0.65%灌注桩，钢桩和预制桩）
Rh

0.75 3EI
vx
xoe
xoe
桩顶容许水平位移
vx
桩顶水平位移系数
back
4.6群桩基础计算
4.6.9桩基负摩阻力验算
Qgn nQn
n

sax say
/[d
(
qsn
桩底压力分布面积较小，各桩的压力叠加作用也小 ，群桩中的各基桩的工作状态近同于单桩。
4.6群桩基础计算
4.6.1 群桩基础的工作特点
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，即不考 虑群桩效应。
4.6群桩基础计算
4.6.1 群桩基础的工作特点
（2）摩擦桩群桩基础
荷载主要通过桩侧 土的摩阻力传递到桩周 土体。
z

4(Ni
(de
u 2t
qsik li )
tan )2
back
4.6群桩基础计算
4.6.7桩基竖向抗拔承载力验算
承受拔力的桩（整体和非整体破坏）：
Nk

Tgk 2
Ggp
Nk

Tuk 2
Gp
Nk 基桩上拔力设计值 Ggp 群桩桩土总重量/总桩数（地下水位以下
有效重度）
Gp 基桩自重（地下水位以下有效重度）
Rh 静载试验，或按下式估算（配筋率<0.65%灌注桩）
Rh

0.75 m
vm
ftW0
ห้องสมุดไป่ตู้
(1.25

22 g
)(1
NN m ft An
)
ft 桩身混凝土抗拉强度设计值
m 桩截面抵抗矩塑性系数
W0 桩身换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩 vm 桩身最大弯矩系数 An 桩身换算截面面积
g 桩身配筋率
N 桩顶竖向力影响系数
4.6群桩基础计算
4.6.8桩基水平承载力验算
圆形截面 方形截面
W0

d
32
[d 2

2( E
1)g d02 ]
An

d 2
4
[1 ( E
1) g
]
W0

b [b2 6

2( E
1)gb02 ]
An b2[1 (E 1)g ]
E 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值
4.6群桩基础计算
4.6.1 群桩基础的工作特点 4.6.2 承台下土对荷载的分担作用 4.6.3 复合基桩竖向承载力特征值 4.6.4 桩顶作用效应简化计算 4.6.5 基桩竖向承载力验算 4.6.6 桩基软弱下卧层承载力验算 4.6.7 桩基竖向抗拔承载力验算 4.6.8 桩基水平承载力验算 4.6.9 桩基负摩阻力验算 4.6.10 群桩基础沉降验算
back
4.6群桩基础计算
4.6.3 复合基桩竖向承载力特征值
对于端承桩和桩数小于4根的摩擦桩，不考虑 承台效应。
基桩承载力特征值R=单桩承载力特征值Ra。 下列情况摩擦桩需要考虑承台效应。 （1）上部结构刚度好，体型简单的构筑物； （2）对差异沉降适应性强的结构物。
4.6群桩基础计算
4.6.3 复合基桩竖向承载力特征值
扩散作用，桩底处 的压力分布范围要比桩 身截面积大，桩底处的 应力叠加。
桩底处地基，土受 到的压力比单桩大。
4.6群桩基础计算
4.6.1 群桩基础的工作特点
群桩基础的基础尺寸大，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 和群桩基础的沉降比单桩大。
4.6群桩基础计算
4.6.1 群桩基础的工作特点

' m
)

d] 4
Qgn 群桩中某基桩负摩阻力 Qn－－单桩负摩阻力
n－－群桩效应系数
对于摩擦桩中性点以上侧摩阻力取零
Nk R
对于端承桩满足上式以外，还要把负摩阻 力计入荷载来验算。
Nk Qgn R
back
4.6群桩基础计算
4.6.10群桩基础沉降验算
《公桥基规》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。
在桩的承载力方面：群桩基础的承载力不等于各 单桩承载力总和。
工程实践也说明，群桩基础的承载力常小于各单 桩承载力之和。
群桩基础除了上述桩底应力的叠加和扩散影响外 ，桩群对桩侧土的摩阻力也必然会有影响。摩擦桩群 的工作性状与单桩相比有显著区别。群桩不同于单桩 的工作性状所产生的效应，可称群桩效应，它主要表 现在对桩基承载力和沉降的影响。
4.6群桩基础计算
4.6.3 复合基桩竖向承载力特征值
承台荷载分担是以整体下沉为前提 下沉过大不满足变形要求 下列情况不考虑承台荷载分担效应： (1)承受经常出现的动力作用； (2)承台下土可能产生负摩阻力； (3)饱和软土中沉入密集桩群，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。
4.6群桩基础计算
4.6.10群桩基础沉降验算
S≤2.0√L ΔS≤1.0√L 式中： S— 墩台基础的均匀总沉降
值(cm) ΔS — 相邻墩台基础均匀总
沉降差值cm ); L 相邻墩台间最小跨径长度
，以m计；跨径小于25m时 仍以25m计算。
back
4.6.4 桩顶作用效应简化计算
2.地震作用效应 对位于8度以下抗震设防区低承台桩基，满足下 列条件，计算桩顶作用效应时可不考虑地震作用； (1)按《建筑抗震设计规范》可不进行天然地基和 基础抗震承载力计算的建筑物； (2)不位于斜坡地带和地震可能导致滑移地裂地段 的建筑物； (3)桩端及桩身周围无可液化土层； (4)承台周围无可液化土、淤泥、淤泥质土。 对位于8度和8度以上抗震设防区的高大建筑物低 承台桩基．在计算算各这桩的作用效应和桩身内力时 要考虑地震作用。
back
4.6群桩基础计算
4.6.1 群桩基础的工作特点
（1）端承型群桩基础
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。
由于桩底持力层刚硬，桩的贯入变形小，低桩承台 的承台底面地基反力与桩侧摩阻力所占比例很小，可 忽略不计。
因此承台分担荷载的作用和桩侧摩阻力的扩散作用 一般均不予考虑。
back
4.6群桩基础计算
4.6.4 桩顶作用效应简化计算
1.基桩桩顶荷载效应计算 假定：
（1）承台是刚性的； （2）各桩刚度相同； （3）x,y基桩平面的惯性主轴
Nk

Fk
Gk n
Nik

Fk
Gk n

M xk yi yi2

M yk xi xi2
H ik

Hk n
4.6群桩基础计算
4.6.6桩基软弱下卧层承载力验算
桩端平面以下有软弱下卧层：
z z z faz
桩距小于6倍桩径：
z

(Fk Gk ) 2(a0 b0 )
(a0 2t tan )(b0 2t
qsik li
tan )
4.6群桩基础计算
4.6.6桩基软弱下卧层承载力验算
桩距大于6倍桩径：