地震作用下桩的抗剪承载力验算

八度抗震区高层建筑高强预应力管桩基础的应用

八度抗震区高层建筑高强预应力管桩基础的应用摘要:预应力混凝土管桩作为一种成熟的桩基础形式已越来越被大家所接受，其以施工速度快、长度易调整、质量较可靠、造价较合理、易于检测、现场清洁等优点，被广泛地应用于工业与民用建筑中。

但是我们知道，抗震设防烈度为8度及以上地区,不宜采用预应力混凝土管桩。

为了解决这一问题，本文介绍了预应力高强混凝土管桩的发展应用情况与存在问题,并提出了建议。

关键词:预应力混凝土管桩;8度抗震区;水平承载力近十多年来,预应力高强混凝土管桩在我国的生产与应用以惊人的速度迅速发展,生产管桩的企业10年内增加了近10倍。

国家标准图集“预应力混凝土管桩”03sg409,适用范围为非抗震区和抗震设防烈度6度、7度的地区,若使用于抗震设防烈度8度的地区,则需另行验算。

1 水平承载力的计算1.由桩身强度确定的水平承载力随着桩基工程应用的增多和普及,水平承载力深入研究,国内抗震宏观调查,除建于液化地基上的建筑,地基基础有较多失效报导外,地下室和桩的地震损坏远远小于上部结构。

桩基水平承载力的验算应考虑承台、地下室外墙侧面土的抗力也已进入有关规范的条文。

桩基设计,近年来一般只做桩的竖向静荷载试验和竖向承载力验算,不再做桩水平静荷载试验和桩水平承载验算,认为考虑承台、地下室外墙土的水平抗力后,桩的水平承载力已能满足抗震要求。

管桩的水平承载力,一由桩身强度决定,即桩身的抗剪承载力和抗裂弯矩。

二由管桩桩侧土的抗力决定的水平承载力,可由桩的水平静荷载试验确定或采用m法估算。

一般后者的抗力小于前者。

预应力管桩抗剪承载力设计值(vcs)、抗裂弯矩标准值(mk)与可用于8度地震区c型预制方桩的比较。

由以上两表计算结果分析可以得到如下结论:(1)预应力高强混凝土管桩,在水平地震力作用下,桩身抗裂弯矩除φ400×95a型桩外均高于可用于8度抗震的相近规格c类预制方桩。

预应力高强混凝土管桩不出现裂缝,预制方桩允许出现裂缝,裂缝宽度wmax≤0.2mm。

基础工程习题 (4)

基本概念练习题1.为评价填土的压实情况，在压实后应测定：(A)最优含水量；(B)压缩模量；(C)压实系数；(D)抗剪强度。

2.土质地基详细勘察对高层建筑（天然地基）控制性勘探孔的深度：(A)应达到基底下0.5～1.0倍的基础宽度，并深入稳定分布的地层；(B)应能控制地基主要受力层，且不应小于基础底面宽度的5倍；(C)应超过地基变形计算深度；(D)应根据基底压力和基础宽度查表确定。

3.浅层平板载荷试验确定土的变形模量采用的方法是：(A)半理论半经验的方法；(B)经验方法；(C)假定半无限体表面为柔性板上作用竖向荷载的线弹性理论；(D)假定半无限体表面为刚性平板上作用竖向荷载的线弹性理论。

4.渗透试验可分为常水头试验和变水头试验：(A)常水头试验可适用于砂土；(B)常水头试验可适用于低渗透性的粘性土；(C)变水头试验可适用于低渗透性的粘性土；(D)变水头试验适用于砂土和粉土。

5.对于p～s曲线上存在明显初始直线段的载荷试验，所确定的地基承载力特征值：(A)一定是小于比例界限值；(B)一定是等于比例界限值；(C)一定是大于比例界限值；(D)上述三种说服都不对。

6.下列说法中有错误的是：(A)薄壁取土器可用于可塑状态的粘性土；(B)厚壁取土器几乎可用于各种状态的粘性土及粉土，只是所取土样的质量等级至多只达到Ⅱ级；(C)单动三重（或二重）管取土器可用于坚硬粘性土和密实砾砂；(D)双动三重（或二重）管取土器也可用于软岩中取样。

7.一般认为原生湿陷性黄土的地质成因是：(A)冲积成因；(B)洪积成因；(C)冰水沉积成因；(D)风积成因。

8.初步判断膨胀土的室内试验指标是：(A)压缩模量；(B)孔隙比；(C)粉粒含量；(D)自由膨胀率。

9.从下列确定基础埋置深度所必须考虑的条件中，指出错误的论述：(A)在任何条件下，基础埋置深度都不应小于0.5m；(B)基础的埋置深度必须大于当地地基土的设计冻深；(C)岩石地基上的高层建筑的基础埋置深度必须满足大于1/15建筑物高度以满足抗滑稳定性的要求；(D)确定基础的埋置深度时应考虑作用在地基上的荷载大小和性质。

桩身受弯和受剪承载力验算

地震作用下，桩身受弯和受剪承载力验算以2＃楼CT10受X 方向地震作用为例：一、抗剪承载力：已知：ft=mm 2;fyv=360 N/mm 2kN h s A f bh f V sv yv t cs 91.321106.01.04004.036025.11046.0142.304.27.025.17.03232∴桩身抗剪承载力V ＝ kN二、桩身受弯承载力：查03SG409，桩身极限弯矩M u ＝148kN ·m ，桩身抗裂弯矩M cr ＝99kN ·m三、桩身最大弯矩值及剪力值：根据桩基规范附录：h m =2*(d+1)=2*+1)=3m基桩侧面h m 深度范围内存在两层不同的土（见地质报告）： m 1=10,h 1=2.3mm 2=,h 2=0.7m22212211)2(mh h h h m h m m ++== 桩身的计算宽度b 0：圆形桩，当直径d ≤1m 时，b 0＝（+）＝桩身抗弯刚度EI ：I 0＝434410*67.264)(m d D -=-πE c ＝*1010N/m 2EI ＝＝**1010**10-3＝·m 2672.050==EImb α 承台顶面处：M ＝ kN ·m ，H ＝ kN （详附图）根据附录，m kN l n H n M M ⋅=⨯+=+=240122.299122.28800kN n H H 25122.2990===645.02524672.000=⨯=H M α48.1422672.0>=⨯=h α，取0.4=h α 查附录表()056.1503.0645.0824.0503.00.11.11.1=---+=h ()275.11.1056.10.11.1425.1157.1157.1=---+=ⅡD m kN D H M ⋅===61.19275.1250max Ⅱ，<< 148 kN ·m,满足要求；kN H 250= << V = kN,满足要求。

《建筑工程抗震设防分类标准》疑问解答

问题3:
如果仅有一、二根独立的框支柱，框支柱的抗震等级如何定？是否要按《高规》第10节复杂高层的要求进行内力调整？
解答：
如果仅有一、二根独立的框支柱，应按框支柱的要求进行构件设计，框支柱的抗震等级按“框支框架”要求取值，并按6.2.5和6.2.10条进行内力调整。
6.1.3-3嵌固部位
问题1：
地下商场和车库能否视为“地下室无上部结构部分”，按三级或四级抗震等级采取抗震构造措施？单层大面积地下车库，采用板柱-抗震墙结构，采用钢筋混凝土密肋楼盖、无梁楼盖或无粘结预应力楼盖。这类结构设计一般只在外墙和楼梯间处布墙，抗震墙间距有时达60~80米，对这类结构抗震墙间距应如何把握？这类地下建筑的抗震等级是否按《抗规》表6.1.2执行？
解答：
地下商场和车库上盖无建筑物时，可以视为“地下室无上部结构部分”按三或四级抗震等级采取抗震构造措施。但是，当地下商场面积很大，按照所容纳人数或营业面积判别，属于重点设防类（乙类）时，抗震等级宜适当提高。
除有特殊要求外，一般不对地下车库抗震墙间距做规定，抗震等级按《抗规》14.1条执行。
问题2：
单层地下车库上部有多栋高层剪力墙结构主楼，地下室采用板柱
4.1.8地形影响
问题：有一“校安工程”有三个台阶，均开阔平坦，地勘报告划分为“抗震一般地段”，是否应根据4.1.8条条文“坡降”计算出系数对水平地震影响系数予以增大；
解答：4.1.8条主要针对不利地段，除了要考虑稳定性外,尚应考虑地震作用的放大；对于一般地段无此要求。
5.2.3扭转效应
问题：《抗规》P323页5.2.3条的第3点“对于扭转刚度小的结构例如某些核心筒-外稀柱框架结构或类似结构……”这里的类似结构包括框架结构吗？这里说的Tθ>0.75Tx1，或Tθ>0.75Ty1均需考虑地震扭转效应，那几乎所有的结构都要考虑双向地震了，我们一般的扭转周期比控制都是0.9或者0.85，要达到0.75比较困难？

桩板式路基结构抗震性能分析

以顺桥向为 x 轴，横桥向为 y 轴，竖向为 z
轴。本次计算模型采用 MIDAS CIVIL
进行数值分析。其中桥面板采用板单元
模拟，划分约为 500mm×500mm 一个
单元，有限元模型中以不同板厚来模拟
桩顶加腋部分（50cm 厚）和等厚部分
（26cm 厚）；桩采用三维梁单元模拟下
PHC-500AB110 管桩抗剪承载力及偏
心受压承载力验算。
2
E2地震作用下反应分析结果
2.1关键节点最大位移
在 E2 地震的输入下，利用反应谱分
析方法，可以得到结构各关键节点的位
移响应，其结果见表 3。
2.2管桩控制截面最大地震内力
E2 地震作用的输入下，利用反应谱
分析方法，可以得到各桥墩关键截面的
桩板式路基结构抗震性能分析
方正东 1,2，窦巍 1,2，张浩 1,2
（1. 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽
2. 交通节能环保技术交通运输行业研发中心，安徽
摘
岩土工程与地基基础
安徽建筑
作者简介：
方正东（1990-），男，2016年毕业于合肥工业
大学建筑与土木工程系，工学硕士，工程师，
从事桥梁结构设计工作。
213
1.9
249.3
152
213
1.4
桥墩（PRC管桩）抗剪验算
位置
工况
E2（纵向+竖向）
地震剪力
抗剪承载力
能力/需求
kN
kN
41
251
6.1
35
251
7.2
37
251
6.7
7

桥梁桩基抗震动力特性分析验算

桥梁桩基抗震动力特性分析验算摘要：模拟地震作用下，桥梁的桩土相互作用机理，从而对桩基进行抗震分析与抗震验算。

应用有限单元程序midas/civil与xtract软件分别建立有限元模型及桩基的弯矩与曲率关系，模拟地震作用时，桩基的动力特性反应，并检验是否满足设计与规范要求。

关键词：桥梁桩基抗震动力特性中图分类号：u4 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2013）06-0144-01桩基础在公路、铁路和城市桥梁工程建设中被普遍采用。

其抗震性能作为桥梁整体结构抗震中最重要的一项，对提高结构抗震性能，减轻震害有着重要的影响。

对桩基动态特性进行分析时，考虑桩土相互作用，根据m法对桩基土弹簧进行模拟，得出地震力作用下桩基础的水平力、弯矩以及剪力。

另外根据桩基的实际尺寸、配筋以及实际受力等状态拟定出桩基的弯矩与曲率关系图，计算出构件的承载值。

从而与地震作用下的荷载对照，对桩基抗震进行精确的分析与验算。

1、工程概述巢湖市跨后河河口大桥上部结构为（42.5+69.48+42.5）m变截面连续梁，由中间单箱双室梁及两侧单箱单室梁组成。

支座采用gxp 盆式支座，下部结构桥墩和桩基础采用c30混凝土，普通钢筋采用r235和hrb335钢筋。

1号、2号墩桩基长35m，直径1.3m。

地基土层从上之下有，粉质粘土层，细砂层，卵石层、漂卵石层以及强分化千枚岩层。

2、有限元模型分析与验算2.1 结构抗震模型前处理全桥的各构件共有1700个单元，1703个节点构成。

盆式橡胶支座考虑初始刚度影响，依据规范《公路桥梁抗震细则 jtgb02-01-2008》6.3.7条计算和取值，采用弹性连接模拟。

桩土相互作用用土弹簧模拟，忽略阻尼和刚度特性的影响。

根据地基土层特性，通过“m”法计算桩基节点弹性支撑的顺桥向刚度与横桥向刚度。

巢湖市地震基本烈度为ⅶ度，地震反谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度值为0.10g，模态叠加时采用cqc法。

最全面的桩基计算总结

最全面的桩基计算总结桩基础计算一.桩基竖向承载力《建筑桩基技术规》5.2.2 单桩竖向承载力特征值Ra应按下式确定：Ra=Quk/K式中Quk——单桩竖向极限承载力标准值；K——安全系数，取K＝2。

5.2.3对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。

5.2.4对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值： 1 上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物；2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物；3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；4 软土地基的减沉复合疏桩基础。

当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时，沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时，不考虑承台效应，取η=0。

单桩竖向承载力标准值的确定：方法一：原位测试1.单桥探头静力触探（仅能测量探头的端阻力，再换算成探头的侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规》5.3.32.双桥探头静力触探（能测量探头的端阻力和侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规》5.3.4方法二：经验参数法1.根据土的物理指标与承载力参数之间的关系确定单桩承载力标准值《建筑桩基技术规》5.3.52.当确定大直径桩(d>800mm）时，应考虑侧阻、端阻效应系数，参见5.3.6钢桩承载力标准值的确定：1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.7混凝土空心桩承载力标准值的确定：1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.8嵌岩桩桩承载力标准值的确定：1.桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。

后注浆灌注桩承载力标准值的确定：1.承载力由后注浆非竖向增强段的总极限侧阻力标准值、后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值，后注浆总极限端阻力标准值；特殊条件下的考虑液化效应：对于桩身周围有液化土层的低承台桩基，当承台底面上下分别有厚度不小于1.5m、1.0m 的非液化土或非软弱土层时，可将液化土层极限侧阻力乘以土层液化折减系数计算单桩极限承载力标准值。

《建筑结构抗震设计》课后习题全解(王社良版)

第一章绪论1.1地震按其成因分为哪几种类型？按其震源的深浅又分为哪几种类型？构造地震、火山地震、陷落地震和诱发地震。

深浅：构造地震可分为浅源地震（d<60km）、中源地震(60 –300km)，深源地震(>300km)1.2什么是地震波？地震波包含了哪几种波？各种地震波各自的传播特点是什么？对地面和建筑物的影响如何？地震波：地震引起的振动以波的形式从震源向各个方向传播并释放能量。

是一种弹性波，分为体波（地球内部传播）、面波（地球表面传播）。

体波：分为纵波（p波）：在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方向一致。

特点是：周期短，振幅小；影响：它使地面发生上下振动，破坏性较弱。

橫波（s波）：在传播过程中，其介质质点的振动方向与波的前进方向垂直。

特点是：周期长，振幅大。

影响：它使地面发生前后、左右抖动，破坏性较强，。

面波：分为洛夫波（L波）：传播时将质点在与波前进方向相垂直的水平方向上作蛇形运动。

影响：其波长大、振幅强，只能沿地表面传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。

地震波的传播速度：纵波＞横波＞面波橫波、面波：地面震动猛烈、破坏作用大。

地震波在传播过程中能量衰减：地面振动减弱、破坏作用逐渐减轻。

地震波是指从震源产生向四外辐射的弹性波。

地震发生时，震源区的介质发生急速的破裂和运动，这种扰动构成一个波源。

由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及表层各处传播开去，形成了连续介质中的弹性波。

1.3什么地震震级？什么是地震烈度和基本烈度？什么是抗震设防烈度？地震震级：表示地震本身强度或大小的一种度量指标。

地震烈度：指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。

基本烈度：在一定时期内（一般指50年），某地区可能遭遇到的超越某一概率的最大地震烈度。

抗震设防烈度：就是指指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度。

1.4什么是多遇地震和罕遇地震？多遇地震一般指小震，50年可能遭遇的超越概率为63％的地震烈度值。

桩身受弯和受剪承载力验算

地震作用下，桩身受弯和受剪承载力验算以2＃楼CT10受X 方向地震作用为例：一、抗剪承载力：已知：ft=1.43N/mm 2;fyv=360 N/mm 2kN h sA f bh f V sv yv t cs 91.321106.01.04004.036025.11046.0142.304.27.025.17.0323200∴桩身抗剪承载力V ＝321.912 kN二、桩身受弯承载力：查03SG409，桩身极限弯矩M u ＝148kN ·m ，桩身抗裂弯矩M cr ＝99kN ·m三、桩身最大弯矩值及剪力值：根据桩基规范附录C.0.2：h m =2*(d+1)=2*(0.5+1)=3m基桩侧面h m 深度范围内存在两层不同的土（见地质报告）： m 1=10,h 1=2.3mm 2=9.9,h 2=0.7m22212211)2(mh h h h m h m m ++==9.96 桩身的计算宽度b 0：圆形桩，当直径d ≤1m 时，b 0＝0.9（1.5d+0.5）＝1.125 桩身抗弯刚度EI ：I 0＝434410*67.264)(m d D -=-πE c ＝3.6*1010N/m 2EI ＝0.85E c I 0＝0.85*3.6*1010*2.67*10-3＝81.7MN ·m 2672.050==EImb α 承台顶面处：M ＝288.2 kN ·m ，H ＝299.2 kN （详附图）根据附录C.0.2，C.0.1m kN l n H n M M ⋅=⨯+=+=240122.299122.28800 kN n H H 25122.2990===∴645.02524672.00=⨯=H M α 48.1422672.0>=⨯=h α，取0.4=h α查附录表C.0.3-5()056.1503.0645.0824.0503.00.11.11.1=---+=h ∴()275.11.1056.10.11.1425.1157.1157.1=---+=ⅡD ∴m kN D H M ⋅===61.19275.1250max Ⅱ，<< 148 kN ·m,满足要求； kN H 250= << V = 221.58 kN,满足要求。

高层剪力墙结构桩基础设计要点

高层剪力墙结构桩基础设计要点关键信息项：1、桩型选择2、桩的布置3、桩的承载力计算4、桩身结构设计5、桩与剪力墙的连接6、桩基础的沉降计算7、桩基础的抗震设计8、施工要求及质量控制11 桩型选择111 在高层剪力墙结构的桩基础设计中，桩型的选择至关重要。

应综合考虑地质条件、建筑物荷载、施工条件等因素。

常见的桩型包括灌注桩、预制桩等。

112 灌注桩具有适应性强、能在各种地质条件下施工的优点，但施工质量较难控制，且施工周期相对较长。

113 预制桩施工速度快、质量易于保证，但对施工场地要求较高，且穿透硬土层的能力相对较弱。

12 桩的布置121 桩的布置应遵循均匀、对称的原则，以保证桩基础能够有效地承受上部结构传来的荷载，并减小不均匀沉降。

122 对于剪力墙结构，桩应尽量布置在墙下或靠近墙的位置，以提高桩的承载效率。

123 同时，要考虑桩间距的合理性，避免桩间距过小导致群桩效应过于显著，影响桩的承载力。

13 桩的承载力计算131 准确计算桩的承载力是桩基础设计的关键。

应根据地质勘察报告提供的参数，采用合适的计算方法，如静力触探法、经验公式法等。

132 对于单桩竖向承载力，要考虑桩端阻力和桩侧摩阻力的贡献，并根据规范要求进行相应的修正。

133 此外，还需考虑群桩效应对桩承载力的影响，进行群桩基础的承载力计算。

14 桩身结构设计141 桩身结构设计包括桩身材料的选择、桩径和桩长的确定以及桩身配筋等。

142 桩身材料应满足强度和耐久性要求，通常采用混凝土。

143 桩径和桩长应根据承载力要求和地质条件进行优化设计，在满足承载力的前提下，尽量节约成本。

144 桩身配筋应根据桩的受力情况进行计算配置，确保桩身的强度和稳定性。

15 桩与剪力墙的连接151 桩与剪力墙的连接节点设计应保证传力明确、可靠。

可以采用桩顶承台或筏板将桩与剪力墙连接起来。

152 连接节点的构造应满足抗震要求，保证在地震作用下能够有效地传递水平力和竖向力。

2023年注册木土工程师-(岩土)专业案例考试备考题库附答案(附后)

2023年注册木土工程师-（岩土）专业案例考试备考题库附带答案第1卷一.全考点押密题库(共50题)1.(单项选择题)(每题 1.00 分) 某多层厂房柱子柱脚尺寸800mm×1000mm，采用无筋扩展基础按荷载效应的标准组合计算，传至±0.0处的竖向力为Fk=600kN，力矩Mk=160kN·m，水平力Hk=35kN。

基底面积为2m×2.6m，设计基础埋深1.5m，基础材料采用C15混凝土。

则基础最小高度接近（）m。

A. 0.6B. 0.75C. 0.8D. 1.0正确答案：C,2.(单项选择题)(每题 1.00 分) 某二级基坑场地中上层土为黏土，其下为粗砂层。

黏土厚10m，重度为19kN/m3，粗砂层中承压水水位位于地表下2.0m处。

为保证基坑底的抗渗流稳定性，基坑深度不宜大于（）m。

A. 4.9B. 5.37 C, 5. 73 D. 6.37正确答案：B,3.(单项选择题)(每题 1.00 分) 从崩塌区下通过某公路路基，拟设置拦石墙防护，拦石墙后设缓冲土层，土层、落石重度各为18kN/m3、22kN/m3，土层内摩擦角φ= 16°，崩塌物最大块体体积为1.4m3, 块体落地前的末段速度为6m/s，求崩塌物对缓冲土层的沛击力的大小为（）kN。

A. 118.0B. 151.7C. 178.2D. 214.3正确答案：C,4.(单项选择题)(每题 3.00 分) 某洞室轴线走向为雨北向，其中某工程段岩体实测弹性纵波速度为3800m/s主要软弱结构面的产状为：倾角NE68°，倾角59°；岩石单轴饱和抗压强度Rc= 72MPa，岩块弹性纵波速度为4500m/s；垂直洞室轴线方向的最大初始应力为12MPa；洞室地下水呈淋雨状出水，水量为8L/min. m。

该工程岩体的质等级为下列哪个选项？A. I级B. Ⅱ级C. Ⅲ 级D. Ⅳ 级正确答案：C,5.(单项选择题)(每题 1.00 分) 某住宅采用墙下条形基础，建于粉质黏土地基上，未见地下水，由荷载试验确定的承载力特征值为220kPa，基础埋深d=1.0m，基础底面以上土的平均重度γm=18kN/m3，天然孔隙比e=0.70，液性指数，IL=0.80，基础底面以下土的平均重度γ=18.5kN/m3，基底荷载标准值为F=300kN/m，修正后的地基承载力最接近（）kPa。

高强预应力混凝土管桩在8度设防地区的探讨

高强预应力混凝土管桩在8度设防地区的探讨摘要:据地震对于桩基震害特点分析, 高强混凝土管桩(PHC)可避免在设计和施工阶段的问题，做好抗剪承载力不足在地震作用作用下的安全隐患。

归纳出有关PHC桩身抗剪设计计算方法上，可供同行参考。

关键词: 桩基；地震；PHC；引言高强预应力混凝土管桩(简称PHC) ,该桩型具有单桩承载力高,耐久性好,施工方便快捷,质量可靠,造价与灌注桩和其他桩相比较低,抗弯抗拉性能好,检测方便,穿透力强,对地质条件适应性广等优点,但其也有抗侧移能力差等缺点，上海“莲花河畔景苑”倒塌事件，就是典型的抗侧移能力不足而导致的，即便如此，PHC 近年在内地和沿海地区还是得到了广泛的应用,如西安、广东、浙江、上海等地区有大量的工程应用。

国家和地方建设部门制定了一些关于PHC管桩设计和施工的规范、标准,对其承压、抗弯及抗裂性能要求有明确的规定,但仍存在一些不完善之处,其地震作用下的抗剪性能计算尚处于简单折减状态,造成经济上的不合理,有待进一步改进;国内外对管桩地震作用下的抗剪性能的研究也比较少,而桩基震害中表现的桩身最大弯矩、剪力达到同一量级的震害现状,使得加强这方面研究的工作成为必须。

1 桩基的震害特点(1)是桩与承台连接处及承台下的桩身上部,由压、拉、剪压等导致破坏。

在未对土层内的桩身破坏重视之前,此破坏为主要的桩基震害表现。

常见现象有地震引起地面水平和竖向错动,在建筑物与地面之间形成缝隙,暴露出桩,桩基在桩头处剪切破坏。

调查分析表明,地震作用下桩头处的弯矩、剪力值都很大,几乎处于同一量级。

还有压力(很可能是偏压),三者共同作用使桩头部位处于危险状态。

(2)是液化土层内及软硬层交界面处,桩截面弯矩、剪力值很大,与桩头处的值不相上下。

由于地震作用,液化土层产生较大的位移,土推桩,在某段桩身截面产生较大的剪切应力,同时伴随较大的弯曲变形,当达到一定程度,桩身弯剪破坏。

2 PHC 管桩设计施工中存在的问题PHC管桩是一种预制桩,其技术要求包括:原材料、混凝土强度、构造要求、接头技术要求、外观质量、尺寸允许偏差和抗弯性能。

JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》

3.1.3 桩基应根据具体条件分别进行下列承载能力计算和稳定性验算：1 应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的竖向承载力计算和水平承载力计算；2 应对桩身和承台结构承载力进行计算；对于桩侧土不排水抗剪强度小于10kPa 、且长径比大于50的桩应进行桩身压屈验算；对于混凝土预制桩应按吊装、运输和锤击作用进行桩身承载力验算；对于钢管桩应进行局部压屈验算；3 当桩端平面以下存在软弱下卧层时，应进行软弱下卧层承载力验算；4 对位于坡地、岸边的桩基应进行整体稳定性验算；5 对于抗浮、抗拔桩基，应进行基桩和群桩的抗拔承载力计算；6 对于抗震设防区的桩基应进行抗震承载力验算。

3.1.4 下列建筑桩基应进行沉降计算：1 设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层的建筑桩基；2 设计等级为乙级的体型复杂、荷载分布显著不均匀或桩端平面以下存在软弱土层的建筑桩基；3 软土地基多层建筑减沉复合疏桩基础。

5.2.1 桩基竖向承载力计算应符合下列要求： 1 荷载效应标准组合：轴心竖向力作用下R N k ≤ (5.2.1-1) 偏心竖向力作用下除满足上式外，尚应满足下式的要求：R N k 2.1max ≤ (5.2.1-2)2 地震作用效应和荷载效应标准组合：轴心竖向力作用下R N Ek 25.1≤ (5.2.1-3) 偏心竖向力作用下，除满足上式外，尚应满足下式的要求：R N Ek 5.1max ≤ (5.2.1-4)式中 k N ——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力；max k N ——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶最大竖向力；Ek N ——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩或复合基桩的平均竖向力； max Ek N ——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩或复合基桩的最大竖向力； R ——基桩或复合基桩竖向承载力特征值。

5.5.1建筑桩基沉降变形计算值不应大于桩基沉降变形允许值。

单桩水平承载力设计值计算

单桩水平承载力设计值计算单桩水平承载力设计值是指在地震、风荷载、洪水、冻土和地质因素等外部作用下，单桩在水平方向受力产生的最大抗拔承载力。

其计算主要基于以下几个方面：桩身的强度、桩顶的水平变位、桩顶水平位移的控制、桩身的径向变形和桩的水平变位。

桩身强度的计算通常采用强度理论方法，根据材料力学性质和桩身形状等参数，计算桩身的抗弯强度、抗剪强度和抗压强度。

桩和土体之间的相互作用通常采用计算单桩水平位移和水平抗拔承载力的方法。

具体的计算方法包括基于抗力法的推荐方法、基于变形法的单桩侧摩阻力法、单桩鞍座法和桩土嵌固力法等。

在计算桩身的抗弯强度时，需要考虑桩受弯矩的分布情况、钢筋的受力情况以及混凝土的抗拉强度等因素。

具体的计算方法可以采用截面法、受拉钢筋和受压钢筋的等效强度法等。

计算桩和土体之间的相互作用时，需要考虑桩侧摩阻力、桩尖阻力和桩侧土的嵌固力等因素。

通常，可以通过桩身的弯矩和切线力来计算桩侧土的摩阻力。

而桩尖阻力则可以通过基本公式来计算。

根据计算结果，可以确定单桩水平承载力设计值。

设计值应考虑桩身强度、桩和土体之间的相互作用以及设计要求等因素。

同时，为了确保桩的安全可靠，设计值还需要考虑相关的安全系数。

在计算单桩水平承载力设计值时，需要考虑到不同的外部作用因素以及桩身和土体的性质等因素。

因此，对于具体的工程项目，需要进行详细的土质和地质勘察以及桩身的强度试验等研究工作，从而得到更准确和可靠的设计值。

总之，单桩水平承载力设计值的计算是一个复杂的工程问题。

需要综合考虑土体和桩身的性质、不同的外部作用因素以及设计要求等因素，才能得到准确和可靠的设计结果。

地震作用下桩的抗剪承载力验算

根据混凝土结构设计规范式要求
根据地勘桩顶所在土层情况，查桩基规范表 5.7.5,也可采用桩侧范围内 2(d0+1) 土的情况加权平均
取值
4.5
0.680123685 2.441 10
29.59139196 44.38708793 36.98923994
桩身抗剪承载力(KN) 单桩水平承载力设计值(KN)
1.75ftbh0/(λ+1)= min(1.75ftbh0/(λ+1),1.25Rha)
140.034048 36.98923994
d0= d1= C c= h= AS= ES= b0= EC= ft=
ae= ρg= W0= I0= EI=
9250 41.5 2.8 187 8325 44.51871658
0 0.4 0.24 80 30 30 356 195000 0.99 38000 2.22
5.131578947 0.002832958 0.005575153 0.000947776 30613163.7
此值为基底地震剪
力
桩侧土水平抗力系数的比例系数(MN/m4)
单桩水平承载力特征值计算
桩的水平变形系数(1/m) 桩顶水平位移系数桩顶允许位移(mm)
单桩水平承载力特征值(KN) 单桩水平承载力特征值(KN)(考虑地震)
单桩水平承载力设计值(KN)
m=
а= γx= х0a= Rha= Rha= 1.25Rha=
单桩所受水平力计算
地震作用下桩的水平承载力是否满足计算书
表中黄色阴影部分为计算输入参数
承台所受的总水平地震作用设计值(KN) 建筑物地上部分高度(m) 基础埋深(m) 总桩数(根) 桩身所受的总水平力(KN) 单桩所受水平力(KN)

8-基础抗倾覆、抗滑移验算计算书

基础稳定性验算一、工程概况根据四川正基岩土工程有限公司提供的《中江县第二人民医院门诊综合大楼项目岩土工程勘察报告》提供的岩土工程勘察报告。

本工程采用嵌岩桩基础，基础持力层为中风化粉砂质泥岩，桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值为frk=3.7Mpa,桩长大于6m 。

桩基础最不利地质剖面如下图所示，桩侧土层厚度分别为一般填土或粘土7.87m 、淤泥质粘土9.1强风化砂岩2.0m 、中风化砂岩按2.4m 考虑。

二、基础抗倾覆验算本工程设防烈度6度，根据《高规》4.3.7条，304.0/12.0)(/)(max max ==小震中震αα,考虑到中震作用下结构的塑性耗能，本工程取中震地震作用力为小震的2.5倍。

根据PKPM 计算结果，结构在小震、风荷载、中震作用下整体抗倾覆验算如下：楼栋号1-1~1-5轴 1-6~2-10轴结构抗倾覆力矩结构倾覆力矩比值结构抗倾覆力矩结构倾覆力矩比值X 向风荷载 1751103.1 19059.8 91.87 10120948.0 29221.4 346.35 Y 向风荷载 1042019.3 30922.1 33.70 4812587.5 58357.7 82.47 X 向小震 1693562.5 56691.8 29.87 9749434.0 132165.9 73.77 Y 向小震 1008296.1 53907.1 18.70 4635423.5 127161.6 36.45 X 向中震 1693562.5 141729.5 11.95 9749434.0 330414.75 29.51 Y 向中震1008296.1134767.757.484635423.531790414.58参照《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》（JGJ6-2011）第5.5.2条，本工程抗倾覆稳定性安全系数远大于1.5，故结构的整体抗倾覆稳定性满足要求。

三、基础抗滑移验算本工程采用嵌岩桩基础，基础抗滑移由基桩水平承载力提供。

桩承载力计算(抗压、抗拔、水平、压屈)

Quk的取值
1.当 Quk≥Ru时，Quk=Ru 。
(最终单桩极限竖向承载力)
桩侧阻力标准值
qsik（Kpa)
35 45 55 48 56
Ap
0.282743334
Quk=
土层标高
Qsk'
281.71 #N/A #N/A #N/A #N/A
每层土层底标高(m)
447.43 443.93 443.13 434.93 433.7
心（m）重标准值 -0.455 126.72
轴心竖向力偏心竖向力作用下作用
桩竖向力计算
工况 Mmax 对 M应mi组n 合对 N应ma组x 合对 N应mi组n 合对 V应ma组x 合对应V组mi合n 对应组
Mk柱底弯矩 284.73
-372.46
-169.75
222.93
284.73
-372.46
拉梁有效高度 h0（mm）
按简支梁配筋As2(mm2)
按连续梁配筋As2(mm2)
按简支梁总单侧配筋 As(mm2)
按连续梁总单侧配筋 As(mm2)
单排根数
#N/A #N/A
#N/A
#N/A
400 #N/A
#N/A
#N/A
#N/A
4
#N/A #N/A
#N/A
#N/A
350 #N/A
#N/A
14.3
360
有效高度h0 受压区高
（mm） 582
度#xN(/mAm)
647
#N/A
底筋
682
800
负筋
747
#N/A #N/A
ζb 0.518 条件
#N/A #N/A #N/A #N/A

八度抗震区高层建筑高强预应力管桩基础的应用

八度抗震区高层建筑高强预应力管桩基础的应用作者：申丽平张占超来源：《建筑与文化》2012年第10期摘要:预应力混凝土管桩作为一种成熟的桩基础形式已越来越被大家所接受，其以施工速度快、长度易调整、质量较可靠、造价较合理、易于检测、现场清洁等优点，被广泛地应用于工业与民用建筑中。

但是我们知道，抗震设防烈度为8度及以上地区,不宜采用预应力混凝土管桩。

为了解决这一问题，本文介绍了预应力高强混凝土管桩的发展应用情况与存在问题,并提出了建议。

关键词:预应力混凝土管桩;8度抗震区;水平承载力近十多年来,预应力高强混凝土管桩在我国的生产与应用以惊人的速度迅速发展,生产管桩的企业10年内增加了近10倍。

国家标准图集“预应力混凝土管桩”03SG409,适用范围为非抗震区和抗震设防烈度6度、7度的地区,若使用于抗震设防烈度8度的地区,则需另行验算。

1 水平承载力的计算1.由桩身强度确定的水平承载力随着桩基工程应用的增多和普及,水平承载力深入研究,国内抗震宏观调查,除建于液化地基上的建筑,地基基础有较多失效报导外,地下室和桩的地震损坏远远小于上部结构。

桩基水平承载力的验算应考虑承台、地下室外墙侧面土的抗力也已进入有关规范的条文。

桩基设计,近年来一般只做桩的竖向静荷载试验和竖向承载力验算,不再做桩水平静荷载试验和桩水平承载验算,认为考虑承台、地下室外墙土的水平抗力后,桩的水平承载力已能满足抗震要求。

管桩的水平承载力,一由桩身强度决定,即桩身的抗剪承载力和抗裂弯矩。

二由管桩桩侧土的抗力决定的水平承载力,可由桩的水平静荷载试验确定或采用m法估算。

一般后者的抗力小于前者。

预应力管桩抗剪承载力设计值(Vcs)、抗裂弯矩标准值(Mk)与可用于8度地震区C型预制方桩的比较。

由以上两表计算结果分析可以得到如下结论:(1)预应力高强混凝土管桩,在水平地震力作用下,桩身抗裂弯矩除Φ400×95A型桩外均高于可用于8度抗震的相近规格C类预制方桩。

桩水平承载力验算汇总

1单桩水平承载力：1.1基本资料桩类型：桩身配筋率ρg≥0.65%的灌注桩桩顶约束情况：铰接、自由截面类型：圆形截面桩身直径 d ＝ 800mm混凝土强度等级 C30 Ft ＝ 1.50N/mm Ec ＝ 30000N/mm桩身纵筋 As ＝ 2614mm净保护层厚度 c ＝ 50mm钢筋弹性模量 Es ＝ 200000N/mm桩入土深度 h ＝ 10.000m桩侧土水平抗力系数的比例系数 m ＝ 35MN/m4桩顶容许水平位移χoa ＝ 10mm设计时执行的规范：《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）以下简称桩基规范2、单桩水平承载力设计值计算：(1)、桩身配筋率ρg：ρg ＝ As / (π * d ^ 2 / 4) ＝ 2614/(π*800^2/4) ＝ 0.52%(2)、桩身换算截面受拉边缘的表面模量 Wo：扣除保护层的桩直径 do ＝ d - 2 * c ＝ 800-2*50 ＝ 700mm钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值αE ＝ Es / Ec ＝ 200000/30000 ＝ 6.667 Wo ＝π * d / 32 * [d ^ 2 + 2 * (αE - 1) * ρg * do ^ 2]＝π*0.800/32*[0.800^2+2*(6.667-1)*0.52%*0.700^2] ＝ 0.053m(3)、桩身抗弯刚度 EI：桩身换算截面惯性距 Io ＝ Wo * d / 2 ＝ 0.053*0.800/2 ＝ 0.0210m4对于钢筋混凝土桩，EI ＝ 0.85 * Ec * IoEI ＝ 0.85*30000*1000*0.0210 ＝ 535843.469kN/m(4)、桩的水平变形系数α 按下式确定：α ＝ (m * bo / EI) ^ 1 / 5对于圆形桩，当直径 d ≤ 1m 时，bo ＝ 0.9 * (1.5 * d + 0.5)bo ＝ 0.9*(1.5*0.800+0.5) ＝ 1.530mα ＝ (35000*1.530/535843.469)^1/5 ＝ 0.6309（1/m）(5)、桩顶水平位移系数νx：桩的换算埋深αh ＝ 0.6309*10.000 ＝ 6.309查桩基规范表5.4.2得：νx ＝ 2.441(7)、单桩水平承载力设计值 Rh：对于桩身配筋率ρg≥0.65%的灌注桩，可按下列公式计算单桩水平承载力设计值 Rh：Rh ＝0.75 α ^ 3 * E * I / νx * χoa＝ 0.75*0.631^3*535843.469/2.441*0.010 ＝ 413.4kN验算地震作用桩基的水平承载力时，应将单桩水平承载力设计值乘以调整系数 1.25： RhE ＝ 1.25 * Rh ＝ 1.25*413.4 ＝ 516.8kN桩身水平承载力计算：经对比，各栋主楼总体桩身水平承载力均大于地震作用下底部剪力，所以满足要求。