m法计算灌注桩
桩基础的设计计算 m值法
桩基础的设计计算1．本章的核心及分析方法本节将介绍考虑桩与桩侧土共同抵抗外荷载作用时桩身的内力计算，从而解决桩的强度问题。
重点是桩受横轴向力时的内力计算问题。
桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，国内外学者提出了许多方法。
目前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移，该方法称为弹性地基梁法。
以文克尔假定为基础的弹性地基梁法从土力学观点看是不够严密的，但其基本概念明确，方法简单，所得结果一般较安全，在国内外工程界得到广泛应用。
我国公路、铁路在桩基础的设计中常用的"m"法、就属此种方法，本节将主要介绍"m"法。
2．学习要求本章应掌握桩单桩按桩身材料强度确定桩的承载力的方法，" "法计算单桩内力的各种计算参数的使用方法，多排桩的主要计算参数及其各自的含义。
掌握承台计算方法,群桩设计的要点及注意事项,了解桩基设计的一般程序及步骤。
本专科生均应能独立完成单排桩和多排桩的课程设计。
第一节单排桩基桩内力和位移计算一、基本概念（一）土的弹性抗力及其分布规律1．土抗力的概念及定义式（1）概念桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移及转角，使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。
土的这种作用力称为土的弹性抗力。
（2）定义式（4-1）式中：--横向土抗力，kN/m2；--地基系数，kN/m3；--深度Z处桩的横向位移，m。
2．影响土抗力的因素（1）土体性质（2）桩身刚度（3）桩的入土深度（4）桩的截面形状（5）桩距及荷载等因素3．地基系数的概念及确定方法（1）概念地基系数C表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，单位为kN/m3或MN/m3。
（2）确定方法地基系数大小与地基土的类别、物理力学性质有关。
地基系数C值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测及后反算得到。
钻孔灌注摩擦桩配筋长度探讨
钻孔灌注摩擦桩配筋长度探讨郭继业;林伟达【摘要】分析了过去钻孔灌注摩擦桩的配筋状况,在明确现行规范对钻孔灌注摩擦桩配筋要求的基础上,提出关于优化其配筋长度的设想及建议,从而确保桩基受力安全.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2010(036)019【总页数】3页(P126-128)【关键词】钻孔灌注摩擦桩;配筋长度;建议【作者】郭继业;林伟达【作者单位】珠海市规划设计研究院市政二所,广东,珠海,519002;珠海市规划设计研究院市政二所,广东,珠海,519002【正文语种】中文【中图分类】TU4730 引言对于钻孔灌注摩擦桩的配筋,过去多数设计人员按照自己习惯的方法进行设计,配筋长度随意性较大,大致可归纳为以下几类:1)大多数设计单位桩基配筋采用m计算,按弯矩零点考虑配筋长度,第一批50%主筋在离桩顶4/α+(2 m～3 m)(α指桩的水平变形系数,下同)处截断,钢筋笼长度不小于2L/3(L指桩长,下同);2)第一次从桩顶至4/α处截断1/3主筋,第二次在2/3桩长处再截断1/3主筋,最后1/3主筋配到桩底;3)桩身上部L/3处第一批截断主筋的50%,剩下的 50%主筋配置到2L/3处,最下面留有L/3长度的素混凝土段;4)桩顶到L/2处第一批截断主筋的50%,其余50%主筋配置到桩底,或在下面留1 m～3 m的素混凝土段;5)为方便钢筋笼设计,将一批桩长相差不大的桩,采用同一尺寸的钢筋笼,以底部不同的素混凝土长度来调整,这使得桩底以上素混凝土段长短不一,有10 m,20 m甚至30 m的情况。
总体上说,自从提出设计终身负责制后,桩内配筋长度普遍增长,具有优化设计与节省用钢量的潜力;同时,对少数桩基的素混凝土段长度也需要进行必要的限制,以确保桩基受力安全。
1 现行规范对钻孔灌注摩擦桩配筋的要求钻孔灌注摩擦桩主要依靠桩侧与地基土之间的摩擦力来承受桩顶竖向荷载,桩身所承受的竖向荷载自上而下逐渐减小,越接近桩底,桩身所受的轴向力越小;同时,摩擦桩的桩长与桩径的比值较大,亦即桩身较柔,在水平荷载和弯矩的作用下,桩身所受的弯矩与剪力也是靠近桩顶的上段大,在桩侧土抗力的不断抵消下,同样使其所受的弯矩与剪力自上而下迅速衰减。
桩基础的设计计算 m值法
桩基础的设计计算1．本章的核心及分析方法本节将介绍考虑桩与桩侧土共同抵抗外荷载作用时桩身的内力计算，从而解决桩的强度问题。
重点是桩受横轴向力时的内力计算问题。
桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，国内外学者提出了许多方法。
目前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移，该方法称为弹性地基梁法。
以文克尔假定为基础的弹性地基梁法从土力学观点看是不够严密的，但其基本概念明确，方法简单，所得结果一般较安全，在国内外工程界得到广泛应用。
我国公路、铁路在桩基础的设计中常用的"m"法、就属此种方法，本节将主要介绍"m"法。
2．学习要求本章应掌握桩单桩按桩身材料强度确定桩的承载力的方法，" "法计算单桩内力的各种计算参数的使用方法，多排桩的主要计算参数及其各自的含义。
掌握承台计算方法,群桩设计的要点及注意事项,了解桩基设计的一般程序及步骤。
本专科生均应能独立完成单排桩和多排桩的课程设计。
第一节单排桩基桩内力和位移计算一、基本概念（一）土的弹性抗力及其分布规律1．土抗力的概念及定义式（1）概念桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移及转角，使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。
土的这种作用力称为土的弹性抗力。
（2）定义式（4-1）式中：--横向土抗力，kN/m2；--地基系数，kN/m3；--深度Z处桩的横向位移，m。
2．影响土抗力的因素（1）土体性质（2）桩身刚度（3）桩的入土深度（4）桩的截面形状（5）桩距及荷载等因素3．地基系数的概念及确定方法（1）概念地基系数C表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，单位为kN/m3或MN/m3。
（2）确定方法地基系数大小与地基土的类别、物理力学性质有关。
地基系数C值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测及后反算得到。
工程量清单计算规则
一、工程量计算规则1、平整场地按设计图示尺寸的建筑物首层面积（首层面积按建筑物外墙外边线计算）以m2计算。
2、挖土方按设计图示尺寸以m3计算。
3、挖基础土方按设计图示尺寸以基础垫层底面积（基础垫层底面积是指垫层和地基相接的底面积）乘以挖土深度以m3计算。
4、人工挖桩孔土方按图示桩的不同断面积乘以设计桩孔中心线深度（含扩大头进入持力层部分）以m3计算。
5、挖淤泥、流砂按设计图示位置、界限以m3计算。
6、管沟土方按设计图示的管道中心线长度以m计算。
7、预裂爆破按设计图示的钻孔总长度以m计算。
8、石方开挖按设计图示尺寸以m3计算。
9、管沟石方按设计图示的管道中心线长度以m计算。
10、土（石）方回填按设计图示尺寸以m3计算。
场地回填以回填面积乘以平均回填厚度计算；室内回填以主墙间净面积乘以回填厚度计算；基础回填以挖方体积减去设计室外地坪以下埋设的基础体积（包括基础垫层及其他构筑物）计算。
二、说明1、土壤及岩石（普氏）的分类可按（附表一）确定。
2、土石方体积应按挖掘前的自然密实体积计算。
3、平整场地适用于建筑场地厚度在±30cm以内的挖、填、找平。
4、挖土方适用于±30cm以外的竖向布置的挖土或山坡切土，是指设计室外地坪标高以上的挖土，其挖土方平均厚度应按自然地面测量标高至设计地坪标高间的平均厚度确定。
5、挖基础土方包括带形基础、独立基础、满堂基础（包括地下室基础）及设备基础等。
基础土方、石方开挖深度应按基础垫层底表面（基础垫层底表面是指垫层和地基相接的垫层底表面）标高至交付施工场地标高（交付施工场地标高是指设计室外地坪标高）确定。
无交付施工场地标高时，应按自然地面标高确定。
6、设计要求接受减震孔方式减弱爆破振动波时，可按预裂爆破项目编码列项。
7、土方开挖中，依据施工要求的放坡、操作工作面和机械挖土进出施工工作面的坡道等增加的工程量，可包括在挖基础土方报价内。
工程量清单计算规则及说明一、工程量计算规则1、桩基工程的土壤级别鉴别可按（附表二）土质级别的规定和鉴别方法进行确定。
基础工程A作业
基础工程A作业第一次作业一、单项选择题(只有一个选项正确，共10道小题)1.在排水基坑开挖中出现的“涌砂”，主要是因为。
(A)土体受到的向上渗透力超过其浮容重2.浅埋基础水下施工时，围堰的主要作用是。
(B)挡水3.浅基础设计时，若，应进行基坑底被顶坏的检算。
(C) 坑底下为厚度不大的不透水层，而其下为承压水层4. 浅埋刚性基础设计时，要求刚性角β≤[β]，其主要目的是。
(C) 避免基础因弯曲而破坏5.浅埋基础的底面，应在。
(A局部冲刷线以下6.在基础设计计算时，通常不考虑哪种的荷载组合形式。
(D)主要荷载＋附加荷载＋特殊荷载7.当基础单向偏心距逐渐增大至使基底最小压应力为0时，相应的偏心距。
(C)等于核心半径8.软弱下卧层检算时，应。
(A)保证软弱下卧层底面的强度不小于该处的总压应力9.以下关于软弱下卧层的说法正确的是。
(D)软弱下卧层的承载力不需要基础宽度的修正10.在进行浅基础地基强度检算时，若主力与附加力并计，则要求基底最大压力小于等于。
(C) 1.2倍容许承载力二、不定项选择题(有不定个选项正确，共6道小题)11. 下列基础属于深基础的有。
(A) 桩基础(C) 沉井基础(D) 沉箱基础(E) 地下连续墙12.水下基坑的封底混凝土的计算中，应保证。
(B) 封底混凝土足够的抗压强度(C) 封底混凝土足够的自重来平衡其底面所受浮力13.基坑坑底安全检算主要包括。
(A) 坑底存在承压水时的坑底被顶坏检算(B) 软土地层坑底隆起检算(C) 坑底涌砂检14.基础设计时，需要检算的内容有。
（A) 地基的强度(B) 基础的强度(C) 基础的刚度(D) 基底偏心距(E) 基础的稳15.下列荷载中，属于主要荷载的是。
(A) 结构自重(B) 列车荷载16. 浅埋基础设计时，控制偏心距的大小所可能带来的好处是。
(A) 防止基础底面与土脱离(B) 控制基础的倾斜(C) 降低基底压力的最大值(D) 提高基础抗倾覆稳定性三、判断题(判断正误，共3道小题)17.基坑开挖汇水井法排水时有时可能导致流砂现象。
用MIDAS模拟桩土相互作用
用MIDAS模拟桩-土相互作用（“m法”确定土弹簧刚度）迈达斯技术2009年05月1、引言土与结构相互作用的研究已有近60～70年的历史，待别是近30年来，计算机技术的发展为其提供了有力的分析手段。
桩基础是土建工程中广泛采用的基础形式之一，许多建于软土地基上的大型桥梁结构往往都采用桩基础，桩-土动力相互作用又是土-结构相互作用问题中较复杂的课题之一。
至今已有不少关于桩基动力特性的研究报告，国外研究人员也提出了许多不同的桩-土动力相互作用计算方法。
从研究成果的归类来看，理论上主要有离散理论和连续理论及两者的结合，解决的方法一般有集中质量法、有限元法、边界元法和波动场法。
60～70年代，美国学者J.penzien等在解决泥沼地上大桥动力分析时提出了集中质量法，目前已在国外得到了广泛的应用。
集中质量法将桥梁上部结构多质点体系和桩一土体系的质量联合作为一个整体，来建立整体耦联的地震振动微分方程组进行求解。
该模型假定桩侧土是Winkler连续介质。
以半空间的Mindlin静力基本解为基础，将桩-土体系的质量按一定的厚度简化并集中为一系列质点，离散成一理想化的参数系统。
并用弹簧和阻尼器模拟土介质的动力性质，形成一个包括地下部分的多质点体系。
土弹簧刚度的确定，除考虑使用较为精确的有限元或边界元方法外，较为简便的方法是采用Penzien模型中提供的土弹簧计算方法或参照现行规中土弹簧的计算方法。
我国公路桥涵地基与基础设计规(JTG D63-2007)用的“m法”计算方法和参数选取方面比Penzien的方法要简单和方便，且为国广大工程师所熟.“m法”的基本原理是将桩作为弹性地基梁，按Winkler假定（梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比）求解。
但是，由于桩-土相互作用的实验数据不足，土的物性取值有时亦缺乏合理性，在确定土弹簧的刚度时，仍有不少问题未能很好解决。
特别是，“m法”中m的取值对弹簧刚度的计算结果影响很大，且不能反映地震波的频率特性和强度带来的影响。
不同桩型侧摩阻力及端阻力的浅析
不同桩型侧摩阻力及端阻力的浅析摘要：通过对工程实例中的桩身内力测试，得出不同荷载作用下桩基侧摩阻力和桩端阻力发挥的比例，并对摩擦桩和端承桩两种不同的桩型进行横向类比，分析两种桩型侧阻力和端阻力发挥比例的特点。
关键词：钻孔灌注桩端承桩摩擦桩侧摩阻力端阻力桩身内力后注浆1前言桩基础是一种历史悠久、应用广泛的深基础形式。
随着工业技术和工程建设的发展，桩的类型和成桩工艺、桩的设计理念与设计方法、桩的承载力与桩体结构的检测技术等方面均有飞速发展，使得桩与桩基础应用更为广发，具有极强的生命力，更是基于此，在我国幅员辽阔的热土上，万丈高楼起于垒土，沟壑变通途。
场地无坚硬持力层，或岩层埋置较深，受场地施工条件限制等原因时，工程中常常用到摩擦桩。
蒋建平[1]在桩底填塞草袋的方法对纯摩擦桩和端承摩擦桩进行了试验对比，根据荷载及沉降曲线，得出纯摩擦桩的沉降相较于端承摩擦桩要大，单桩承载力相较于端承摩擦桩要弱的结论。
但实际工程中，桩基很少存在纯摩擦桩，往往为端承摩擦桩，而场地存在坚硬土层时，则采用端承桩，桩侧土层也能提供侧摩阻力，因此，端承摩擦桩和摩擦端承桩的侧阻力和端阻力是如何工作的常常让人混淆，笔者根据实例对两者间的特点进行简单的分析。
2桩身内力测试原理及方法2.1测试原理1、假定同一断面钢筋与混凝土的变形相同，桩身全长混凝土弹性模量相同[2]。
2、桩身轴力P计算公式为：zPz =EC·AC·εC+ES·AS·εS=（EC·AC+ES·AS）·εS（1）式中：EC 为钢筋混凝土弹性模量，ES为钢筋弹性模量，AC为同一断面出钢筋混凝土面积，AS 为钢筋面积，εC、εS为同一断面钢筋与混凝土的应变（由于假定同一断面的钢筋与混凝土的变形一致，不出现裂缝的情况下，εC =εS）。
3、桩侧摩阻力fi计算公式为：fi =（PZi-PZi+1）/Ai（2）式中：fi 为i断面至i+1断面之间的桩侧摩阻力（Kpa），PZi为i断面的轴力（KN，i=1、2、3……），Ai为i断面至i+1断面之间的桩侧面积。
基础工程课程设计——低桩承台基础设计(桩径1.5m)
承台宽
二、进行基桩的平面布置
桩的排列形式采用行列式，基桩布置如图1所示
三、拟定桩长并验算单桩轴向受压容许承载力
承台每延米自重：
土层Ⅰ中桩每延米自重：
土层Ⅱ中桩每延米自重：
设：第二层土中桩长为
根据要求，一般应将桩底至于岩层或坚硬的土层中，已得到较大的承载力和较小的沉降量，若在施工条件允许的深度内没有坚硬土层的存在，应尽可能选择压缩性较低、强度较高的土层作为持力层，要避免是桩底坐落在软土层上或离软弱下卧层的距离太近，以免桩基础发生过大的沉降。显然，土层Ⅱ相对于土层Ⅰ更适合成为持力层。
-63,58
63,25
-0,34
1.8
5,42
-0.31345
-0.47103
-75,61
62,72
-12,89
1.9
5,72
-0.35501
-0.46223
-85,64
61,55
-24,08
2.0
6,02
-0.38839
-0.44914
-93,69
59,81
-33,88
2.2
6,62
-0.43174
桩端以上各土层的加权平均重度值为：
桩端处土的承载力容许值：
因为 ,所以取
单桩轴向受压承载力容许值的计算：
因为 ,满足要求。
重新确定桩长为
七、单桩内力及位移计算与验算
（1）桩身弯矩Mz以及桩身最大弯矩Mmax计算
1）由于 ，故可以采用无量纲法
即：
无量纲系数AM,BM分别由附表查的，Mz计算如下表：
MZ计算列表
桩端以上各土层的加权平均重度值为：
桩端处土的承载力容许值：
桥墩课程设计计算
桥墩课程设计计算桥墩课程设计计算设计资料上部结构为5孔20m 装配式混凝土简支梁,桥面净宽11m.下部结构采用双柱式圆柱墩。
墩柱及桩身尺寸构造见图，墩柱直径130cm,混凝土C30,f cd =13.8MPa,主筋RB335，f sd =280 MPa,灌注桩直径150cm, 混凝土C20, f cd =13.8MPa,主筋HRB335，f sd =280 Mpa 。
墩顶每片梁梁端设400⨯400mm 板式橡胶支座一个，台顶每片梁梁端设四氟版活动支座一个，板式橡胶支座摩阻系数f=0.05,滑板支座最小摩阻系数f=0.03,一般情况取0.05。
桥台上设橡胶伸缩缝。
盖梁、墩身构造均采用C30混凝土，4c 3.010MPa E =⨯，系梁采用C25混凝土，MPa 102.84C⨯=E ，主筋采用HRB335级钢筋，4C2.110MPa E =⨯，箍筋采用R235级钢筋，MPa 102.04C⨯=E 。
每片边梁自重 每片中梁自重 一孔上部结构每个支座支反力(kN)（kN ） (kN) 总重(kN)1、5号梁2、3、4号梁2706.18 边梁支座中梁支座26.6 27.46 265.47 270.05 一、荷载计算 （一）、恒载计算：墩柱上部恒载值由上知：(1)上部构造恒载，一孔重：2706.18kN; (2)盖梁自重（半根自重）：5304.29kN;(3)横系梁重:kN 8425.6250.12.1=⨯⨯⨯; (4)墩柱自重:墩柱自重：21.31225398kN 4π⨯⨯⨯=; （二）、活载计算荷载布置及行驶情况参考前面计算，数值直接取用。
1、汽车荷载(1)单孔单车时120255.28kN 0255.28255.28kN B ,B ,B ===+=相应得制动力为：[]2010.50.752380.751033.6kN T %=⨯⨯+⨯⨯=<90kN所以单孔单车时得制动力取为：T=90kN(2)双孔单车时1276.28kN 255.28kN 76.28255.28332.06kNB ,B ,B ===+= 相应得制动力为：[]22010.50.752380.751049.35kN 90kNT %=⨯⨯⨯+⨯⨯=<取双孔单车制动力为：T=90kN 。
排桩(钻孔灌注桩)基坑围护计算书
M法计算书土压力计算依据《上海市标准基坑工程设计规程》(DBJ08-61-97)。
1.地质勘探数据如下：—————————————————————————————————————序号 h(m) (kN/m3) C(kPa) (°) M值计算方法1 1.90 19.00 18.00 20.00 7800.0 水土合算2 1.29 18.70 18.00 20.00 7800.0 水土合算3 5.00 17.50 16.00 14.00 4120.0 水土合算4 3.34 16.90 11.00 10.00 2100.0 水土合算5 3.99 19.70 42.00 20.00 10200.0 水土合算6 4.89 18.90 7.00 31.50 17395.0 水土合算—————————————————————————————————————表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角(℃)2.基底标高为-8.40m，支撑分别设置在标高计算标高分别为-8.40m处，3.地面超载：—————————————————————————————————————序号布置方式作用标高m 荷载值kPa 距基坑边线m 作用宽度m—————————————————————————————————————基坑侧壁重要性系数为1.10,为一级基坑采用单排桩排桩直径为0.6m，砼标号为C30，桩间距为0.85m.抗隆起、抗倾覆、抗渗流验算结果按地基承载力验算抗隆起基坑外侧支护结构底部至地面之间土层的加权重度1=18.17(kN/m3)基坑内侧支护结构底部至坑底之间土体的加权重度2=18.37(kN/m3)支护结构嵌入深度D=6.60(m)基坑开挖深度h=8.40(m)基坑地表附加荷载q=0.00(kPa)坑底被动区附加荷载q pa=0.00(kPa)支护结构底部滑裂面上地基土的粘聚力c=42.00(kPa)支护结构底部滑裂面上地基土的内摩擦角=20.00°Nq=6.40Nc=14.83计算的抗隆起安全系数为Kwz=[42.00×14.83+(18.37×6.60+0.00)×6.40]/[18.17×(8.40+6.60)+0.00]=5.13达到规范规定安全系数2.50,合格!按滑弧稳定验算抗隆起围护墙底以上地基土各土层天然重度的加权平均值=18.23(kN/m3) 围护墙在基坑开挖面以下的入土深度D=6.60(m)主动土压力系数Ka=tg2(45o-15.47o/2)=0.58滑裂面上地基土的粘聚力加权平均值c=23.15(kPa)滑裂面上地基土的内摩擦角加权平均值=0.27(弧度)基坑开挖深度h0=8.40(m)最下一道支撑距地面的深度h0'=8.40(m)最下一道支撑面与基坑开挖面间的水平夹角a1=0.00(弧度)以最下一道支撑点为圆心的滑裂面圆心角a2=3.14(弧度)坑外地面荷载q=0.00(kPa)q f=18.23×8.40+0.00=153.14(kPa)M SL=0.5×(18.23×8.40+0.00)×6.602=3335.35(kN.m/m)R3=8.40×6.60+(3.14-0.00)×6.602=192.29(m2)R2=0.5×6.602×153.14+{3.14-0.00-0.5×[sin(2×3.14)-sin(2×0.00)]}-1/3×18.23×6.603×{sin2(3.14)×cos(3.14)-sin2(0.00)×cos(0.00)+2×[cos(3.14)-cos(0.00)]} =10326.84(kN.m/m)R1=6.60×(18.23×8.402/2+0.00×8.40)+0.5×6.602×153.14×[3.14-0.00+sin(3.14)×cos(3.14)-sin(0.00)×cos(0.00)]-1/3×18.23×6.603×[cos3(3.14)-cos3(0.00)]=18217.48(kN.m/m)M RL=18217.48×0.58×tg(0.27)+10326.84×tg(0.27)+192.29×23.15=10270.03(kN.m/m)计算的抗隆起安全系数为:K L=3.08=10270.03/3335.35=3.08达到规范规定安全系数2.50,合格!按经验公式计算基坑隆起量：基坑开挖深度H=8.40(m)地表超载q=0.00(kPa)支护结构底部处土的粘聚力c=42.00(kPa)支护结构底部处土的内摩擦角=20.00(°)基坑外侧支护结构底部至地面之间土层的加权重度1=18.17(kN/m3)基坑外侧坑底至地面之间土的加权重度2=18.01(kN/m3)支护结构入土深度D=6.60(m)基坑底最大隆起量=-291.67-25.21+141.02+172.01=0.01(mm)验算抗倾覆稳定最下一道支撑(若无支撑,则为桩顶)以下的主动土压力合力为Ea=951.05(kN/m)，合力标高为Elva=-9.43(m)被动土压力合力为Ep=1504.14(kN/m)，合力标高为Elvp=-12.90(m)最下一道支撑(若无支撑,则为桩顶)的标高为Elvs=0.00(m)主动土压力对最下一道支撑产生的力矩为Moc=Ea×(Elvs-Elva)=951.05×(9.43-0.00)=8970.47(kN.m/m)被动土压力对最下一道支撑产生的力矩为Mrc=Ep×(Elvs-Elvp)=1504.14×(12.90-0.00)=19408.13(kN.m/m)计算的抗倾覆安全系数为:2.16达到规范规定安全系数1.20,合格!验算抗渗流稳定的公式为：基坑外水位标高为Elvwout=-0.50(m)，基坑内水位标高为Elvwin=-10.30(m)基坑内外水头差hw=Elvwout-Elvwin=-0.50-(-10.30)=9.80(m)坑底标高为Elvebot=-8.40(m)，桩墙底标高为Elvpbot=-15.00(m)，桩墙宽度为Pw=0.60(m) 水的渗流路径长度L =(Elvwin-Elevpbot)+Pw+(Elvwout-Elevpbot )=[-10.30-(-15.00)]+0.60+[-0.50-(-15.00)]=19.80(m)坑底土的渗流水力坡度i=hw/L=9.80/19.80=0.49坑底土的浮重度'=6.90(kN/m3) （近似取坑底土的天然容重为其饱和容重）坑底土的临界水力坡度ic='/w=6.90/10.=0.69计算的抗渗流安全系数k=ic/i=0.69/0.49=1.39计算的渗流稳定安全系数为：1.39没有达到规范规定安全系数1.50,不合格!内力及位移计算采用m法计算计算采用位移法有限元，单元最大长度为0.1m。
基础工程试题及答案
2021级第三学期《基础工程》（专升本）在线作业练习交卷时间2022-07-01 10:36:32一、单选题（每题2分，共10道小题，总分值20分）1.下列地基处理方法中，（）方法不宜用于湿陷性黄土地基。
（2分）换土垫层法强夯法堆载预压法挤密砂石桩法正确答案C您的答案是未作答回答错误展开2.对地基承载力基本容许值进行深度和宽度修正时，基础宽度修正系数和深度修正系数根据以下哪部分土的类别确定？（）（2分）基底以上填土类别基底以上填土和持力层土的类别基底下持力层土类别基底以下持力层土和下卧层土的类别正确答案C您的答案是未作答回答错误展开3.下列哪一种预压法为负压固结。
（）（2分）真空预压法堆载预压超载预压降水预压正确答案A您的答案是未作答回答错误展开4.地基承载力特征值计算公式中，基础宽度修正系数和深度修正系数根据（）确定？（2分）基底以上填土类别基底以上填土和持力层土的类别基底下持力层土类别不确定正确答案C您的答案是未作答回答错误展开5.基础工程设计包括（）两大部分。
（2分）基础设计和地基设计基础内力和基础设计承载力和地基变形设计基础抗剪和抗弯设计正确答案A您的答案是未作答回答错误展开6.桩的水平变形系数计算公式为，关于公式中各因子的单位下列（）选项是不正确的。
（2分）桩的水平变形系数没有单位地基土水平抗力系数m的单位为kN/m４桩的计算宽度b1的单位为m桩身抗弯刚度EI的单位为kN﹒m2正确答案A您的答案是未作答回答错误展开7.以下（）不属于刚性基础。
（2分）砖基础毛石基础素混凝土基础钢筋混凝土基础正确答案D您的答案是未作答回答错误展开8.文克尔地基模型是属于（）。
（2分）半无限地基模型塑性地基模型线弹性地基模型分层地基模型正确答案C您的答案是未作答回答错误展开9.产生负摩阻力的条件。
（）（2分）桩周土体相对于桩身向下位移时桩周土层产生的沉降与桩身沉降相等时桩周土体相对于桩身向上位移时桩身穿越较厚的砂石土层正确答案A您的答案是未作答回答错误展开10.当桩设置于深层软弱土层中，无硬土层作为桩端持力层，这类桩应按下列（）桩型进行设计？（2分）摩擦桩端承摩擦桩端承桩摩擦端承桩.正确答案A您的答案是未作答回答错误展开二、填空题（每题2分，共10道小题，总分值20分）1.按加载方法划分，排水固结法包括①:、②:、③:、④:和⑤:。
后注浆钻孔灌注桩计算书
后注浆钻孔灌注桩计算书一、设计参数1.1土层参数钻孔灌注桩所在区域的土层为黏土，根据地质勘察报告，确定了不同深度的土层参数如下：-从地面到钻孔深度10m为黏土，黏聚力C=20kPa，内摩擦角φ=26°；-从钻孔深度10m到20m为黏土，黏聚力C=25kPa，内摩擦角φ=28°；-从钻孔深度20m以下为黏土，黏聚力C=30kPa，内摩擦角φ=30°；1.2桩身参数选择钻孔灌注桩的直径为1m，根据设计规范，假设桩顶处的轴向力为P=1000kN，长度为L=25m，单桩承载力为Qd=2000kN。
1.3注浆压力根据设计要求，采用注浆灌注施工技术，注浆压力为Pc=1.5MPa。
二、计算过程2.1计算桩端阻力根据设计规范，可以采用Schmertmann方法计算桩端阻力。
在黏土层内，采用下面的公式计算桩端摩阻力：qf = Nc * γ * A * (1+0.2*df) * Nq * Nγ其中，qf为桩基底摩阻力，Nc为承载力修正系数，γ为土块重度，A为桩截面积，df为孔壁摩阻系数，Nq为击土修正系数，Nγ为地震修正系数。
根据地质勘察报告，根据不同深度确定相应的土层参数和修正系数进行计算。
计算得到的桩基底摩阻力为：-在10m深度：qf = 20 * 10 * 1 * (1+0.2*1) * 26 * 1 =13520kN-在20m深度：qf = 25 * 10 * 1 * (1+0.2*2) * 28 * 1 = 39200kN-在20m以下深度：qf = 30 * 10 * 1 * (1+0.2*3) * 30 * 1 = 54000kN2.2计算桩侧阻力根据设计规范，可以采用桩侧阻力计算方法计算桩侧阻力。
在桩侧边界处，桩身周围土体的侧摩阻力可以使用下面的公式计算：qs = γ * A * (1+0.2*df) * β * Nq * Nγ其中，qs为桩侧摩阻力，β为侧摩阻系数，其他参数与前面的计算相同。
用MIDAS模拟桩土相互作用
用MIDAS模拟桩-土相互作用（“m法”确定土弹簧刚度）北京迈达斯技术有限公司2009年05月1、引言土与结构相互作用的研究已有近60～70年的历史，待别是近30年来，计算机技术的发展为其提供了有力的分析手段。
桩基础是土建工程中广泛采用的基础形式之一，许多建于软土地基上的大型桥梁结构往往都采用桩基础，桩-土动力相互作用又是土-结构相互作用问题中较复杂的课题之一。
至今已有不少关于桩基动力特性的研究报告，国内外研究人员也提出了许多不同的桩-土动力相互作用计算方法。
从研究成果的归类来看，理论上主要有离散理论和连续理论及两者的结合，解决的方法一般有集中质量法、有限元法、边界元法和波动场法。
60～70年代，美国学者J.penzien等在解决泥沼地上大桥动力分析时提出了集中质量法，目前已在国内外得到了广泛的应用。
集中质量法将桥梁上部结构多质点体系和桩一土体系的质量联合作为一个整体，来建立整体耦联的地震振动微分方程组进行求解。
该模型假定桩侧土是Winkler连续介质。
以半空间的Mindlin静力基本解为基础，将桩-土体系的质量按一定的厚度简化并集中为一系列质点，离散成一理想化的参数系统。
并用弹簧和阻尼器模拟土介质的动力性质，形成一个包括地下部分的多质点体系。
土弹簧刚度的确定，除考虑使用较为精确的有限元或边界元方法外，较为简便的方法是采用Penzien模型中提供的土弹簧计算方法或参照现行规范中土弹簧的计算方法。
我国公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)用的“m法”计算方法和参数选取方面比Penzien 的方法要简单和方便，且为国内广大工程师所熟.“m法”的基本原理是将桩作为弹性地基梁，按Winkler假定（梁身任一点的土抗力和该点的位移成正比）求解。
但是，由于桩-土相互作用的实验数据不足，土的物性取值有时亦缺乏合理性，在确定土弹簧的刚度时，仍有不少问题未能很好解决。
特别是，“m法”中m的取值对弹簧刚度的计算结果影响很大，且不能反映地震波的频率特性和强度带来的影响。
港口工程桩基规范
港口工程桩基规范
2012年07月18日 分布 2012年09月01日 实施
桩基发展概况
▲ 桩基础的应用
公元前2006年：桥梁建设中就有使用木桩基础的记载； 20世纪30年代开始，桩基础逐步应用于桥梁、建筑等工程 领域，桩型也逐步多样化； 50年代出现了钢管桩、钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土 桩和灌注桩； 70年代开始使用PHC桩。 陆上工程以灌注桩为主，水工工程以打入桩为主。 随着大型工程的建设及施工能力的提高，桩的尺度在不断 增大。
法、弹性地基梁法、杆件离散单元法、p-y曲线法等，并开始
考虑群桩效应。
90年代 p-y曲线法纳入我国“港口工程桩基规范”。
港口工程桩基规范 JTS167-4-2012
▲ 概述 ▲ 基本规定 ▲ 桩基计算 ▲ 基桩结构设计 ▲ 桩基施工 ▲ 静载试验
港口工程桩基规范 JTS167-4-2012
概述
使用要求、自然条件、试验资料、施工条件等
6.地质勘察要求。
港口工程桩基规范 JTS167-4-2012 基本规定
▲ 基本规定——第3章
➢ 一般规定
➢ 桩的选型
共6条 1.桩型分类：打入桩——预制混凝土桩(预应力、方桩、管桩)
钢管桩 灌注桩——钻孔、挖孔 嵌岩桩——灌注型、预制型
2.桩型选择：使用要求、水文、地质、施工、环境、耐久性等 原则——安全适用、经济合理
《碳素结构钢》GB/T700，
《低合金高强度结构钢》GB/T1591
《碳钢焊条》GB/T5117，
《低合金焊条》GB/T5118
《▲埋弧概焊述用碳钢焊丝和焊剂》GB/T5293
《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》GB/T12470
简支梁桥下部结构工程计算书
一、计算资料1．设计荷载汽车荷载：城—A级人群荷载：按《城市桥梁设计规范》(CJJ 11-2011)10.0.5条取用。
2．桥梁跨径及横断面布置跨径组合：3×13m简支梁桥，单孔计算跨径：l0 =12.60 m；桥梁横断面：4.5m(人行道)+15m(混行车道)+ 4.5m(人行道)=24m。
3．桥梁主要构造上部结构采用3跨13m装配式先张法预应力空心板梁（使用《中华人民共和国交通行业公路桥梁通用图》板梁系列，编号36-2分册，交通部专家委员会等编制）。
下部结构采用桩柱式桥墩、桥台。
墩台基础采用φ120cm钻孔灌注桩。
4．桥梁主要材料(1)、混凝土空心板梁：采用C50砼预制，C40砼封端，板梁铰缝采用C50砼浇注；桥面铺装：10cm厚C50砼现浇层+4cm细粒式沥青砼（AC-13C）+6cm中粒式沥青砼(AC-20C)；墩台盖梁：C30砼；墩台桩基础：C30水下砼。
(2)、钢筋普通钢筋采用HPB300和HRB400钢筋，板梁预应力钢筋为Φs15.2高强度低松弛预应力钢绞线。
5．计算依据《城市桥梁设计规范》(CJJ11-2011)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D60-2004)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D60-2004)6．计算内容由于设计周期较短，设计时桥梁上部结构套用《中华人民共和国交通行业公路桥梁通用图》（板梁系列，编号36-2分册，交通部专家委员会等编制）图纸，不再进行验算，本计算书主要对桥梁墩台、桩基等下部结构进行计算。
二、桥梁纵向荷载计算1．永久作用(1)、单片板梁自重(含封端砼)：中板：4.93×26+0.24×25=134.18kN边板：6.61×26+0.24×25=177.86kN(2)、二期恒载①、单条铰缝：1.029×25=25.72kN②、防水砼铺装(单片板梁宽度)：0.1×1×13×25=32.5 kN③、沥青砼铺装(单片板梁宽度)：0.1×1×13×24=31.2kN④、单侧单孔栏杆自重：8×13=104 kN⑤、单侧单孔人行道(枕梁+人行道板+铺装)自重：(5.73+3.94+3.04)×25=317.75kN 2．可变作用(1)、汽车荷载：城—A级，q=10.5kN/m，P=212kN/m(2)、汽车冲击荷载：冲击系数u=0.368(3)、人群荷载：3.5kPa三、桥墩、桥台盖梁抗弯、抗剪承载力计算及裂缝宽度计算桥墩、桥台盖梁采用桥梁通V7.78计算，盖梁按照连续梁模式分别计算其抗弯、抗剪和裂缝宽度验算。
桩土相互作用模型分析及土弹簧的刚度确定
桩土相互作用模型分析及土弹簧的刚度确定作者：詹啸来源：《科协论坛·下半月》2013年第04期摘要：以实际工程为背景论述了P-y曲线法和m-p-y曲线法及m法，分别对模型进行桩土作用分析比较二者之间对结构应力效应的不同影响。
在实际工程中m法对于桩基计算是结合设计规范的一种计算方法，对工程计算有一定的参考价值。
关键词：桩板结构桩土相互作用计算法 Midas中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）004-009-021 前言及工程概述桩基对于建筑工程来说是常见的下部结构，任何形式的上部结构竖向受力的传递都少不了桩基。
而如今许多大型的结构物下部基础中一般都采用桩基础形式，桩基通过桩周土层和桩端（或桩尖、桩底）的土层或岩层阻力将上部结构的荷载，通过较弱土层传递到较深部坚硬的、压缩性小的土层或岩层中去，其在竖向承受力上起到重要作用。
在实际工程中如桥梁、港口等桩基工程领域中，水平力对桩基的作用也起到了非常重要的影响尤其是桩与土之间的相互作用往往决定了结构的下部是否安全。
桩基础的分析中水平承载力及受力特性中的研究是十分关键的。
由于水平静载试验受工期、费用、实验设备等条件限制，很难实现对实际工程中桩基与土真实的受力分析。
现如今的工程分析中我们常用一些大型通用软件对桩土之间的相互作用进行仿真分析。
本工程为广州某项目——桩板结构，桩板结构跨越某一桩号处一座既有涵洞，其涵洞与线路斜交角为4m，采用板厚1m，跨径11.5m，宽10.5m，斜交角为28€暗男卑澹捎？m直径桩长为20m的钻孔灌注桩。
如图1所示。
图1 示例图2 水平力作用分析在水平力作用下桩会产生弯矩、水平位移、转角，在相互作用的原理下土会抵抗由于水平力对桩基产生的水平位移及力。
由于土的相关特性，桩土之间的作用表现为复杂的非线性特性，在工程中不易使用通常的解析方法给予确切的表达，所以在工程计算中给设计工作带来不便。