桩基沉降计算

桩基沉降计算（13轴交L~G轴 8-CT2G）

执行规范:

《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》

《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》

《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008), 本文简称《桩基规范》

-----------------------------------------------------------------------

1. 设计资料

1.1 桩平面布置图

1.2 已知条件

(1) 桩参数

桩身材料与施工工艺泥浆护壁钻(冲)孔桩

桩身混凝土强度等级 C30

承载力性状端承摩擦桩

截面形状圆形

直径(mm) 1600

桩长(m) 30.000

(2) 计算内容参数

(3) 土层参数

(m)高(m)(kN/m3)(kN/m3)(MPa)征值(kPa)

1.3 计算内容

2 计算过程及计算结果

2.1 沉降计算方法

根据《桩基规范》5.5.6及5.5.14

单排桩，应按明德林法计算

2.2 计算附加压力

(1) 承台底应力

承台底面积 : A = 2.200×6.200 = 13.640(m2)

承台底埋深 : h = 5.350(m)

承台及承台以上土重 : G = γ×h×A = 12.000×5.350×13.640 = 875.688(kN)

承台底自重应力 : σc0 = 71.955(kPa)

承台底应力 : σ = (N+G)/A = (15183.000+875.688)/13.640 = 1177.323(kPa)

(2) 承台底均布压力

地基承载力特征值 : f ak = 300.000(kPa) (《桩基规范》5.2.5)

承台底均布压力 : P c = ηc×f ak = 0.180×300.000 = 54.000(kPa)

(3) 桩顶附加荷载

桩身截面积 A p = 2.011(m2)

承台净面积 : A净 = A - n×A p = 13.640-2×2.011 = 9.619(m2)

各桩桩顶荷载 : Q i = (σ×A-P c×A净)/n = (1177.323×13.640-54.000×9.619)/2 = 7769.637(kN) 各桩桩顶附加荷载 : Q ci = Q i-σc0×A p = 7769.637-71.955×2.011 = 7624.963(kN)

2.3 沉降计算

(1) 沉降计算公式

根据《桩基规范》5.5.15 计算桩基沉降计算深度Z n

=

+

z zc

0.20c

式中：

σz——计算深度处由桩引起的附加应力，按《桩基规范》附录F 采用明德林法计算

σzc——计算深度处由承台土压力引起的附加应力，按《桩基规范》附录D 采用角点法计算

σc——计算深度处土的自重应力

根据《桩基规范》5.5.14 计算沉降(承台底土分担荷载)

=∑

n

=

i

)

+

zi zci z i

E si

= zi

j Q j(j I p,ij(-1j

l2j

= zci

∑

u

=

k1

ki

p c,k

s e

e

Q E c

式中：

s ——桩基最终沉降量(mm)

m ——以沉降计算点为圆心，0.6 倍桩长为半径的水平面影响范围内的基桩数

n ——沉降计算深度范围内土层的计算分层数；分层数应结合土层性质，分层厚度不应超过计算深度的0.3倍σzi——水平面影响范围内各基桩对应力计算点桩端平面以下第i 层土1/2厚度处产生的附加竖向应力之和；应力计算点应取与沉降计算点最近的桩中心点

Δz i——第i计算土层厚度(m)

E si——第i计算土层的压缩模量(MPa)，采用土的自重压力至土的自重压力加附加压力作用时的压缩模量

Q j——第j桩在荷载效应准永久组合作用下(对于复合桩基应扣除承台底土分担荷载)，桩顶的附加荷载(kN)；当地下室埋深超过5m时，取荷载效应准永久组合作用下的总荷载为考虑回弹再压缩的等代附加荷载

l j——第j桩桩长(m)

A ps——桩身截面面积

αj——第j桩总桩端阻力与桩顶荷载之比，近似取极限总端阻力与单桩极限承载力之比

I p,ij,I s,ij——分别为第j桩的桩端阻力和桩侧阻力对计算轴线第i计算土层1/2厚度处的应力影响系数，可按《桩基规范》附录F 确定

E c——桩身混凝土的弹性模量

σzci——承台压力对应力计算点桩端平面以下第i计算土层1/2厚度处产生的应力；可将承台板划分为u个矩形块，可《桩基规范》附录D 采用角点法计算

p c,k——第k块承台底均布压力，可按p c,k=ηc,k f ak取值，其中ηc,k为第k块承台底板的承台效应系数，按《桩基规范》表5.2.5 确定；

f ak为承台底地基承载力特征值

αki——第k块承台底角点处，桩端平面以下第i计算土层1/2 厚度处的附加应力系数，可按《桩基规范》附录D 确定

s e——计算桩身压缩

ξe——桩身压缩系数，端承型桩取1.0；摩擦型桩，当l/d≤30时，取2/3；l/d≥50时，取1/2；介于两者之间可线性插值

ψ——桩基沉降计算经验系数，无当地经验时，可取1.0