第三章-五节_群桩基础计算

z z z q / q
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（1）、对桩距 sa 6d 的群桩基础，一般可作整 体冲剪破坏考虑， z 按下式计算：
0 ( F G) 2(a0 b0 ) qsik li z (a0 2t tan )(b0 2t tan )
（2）、桩距 sa 6d ，且各桩端的压力扩散线 不相交于硬持力层中时，即硬持力层厚度 ( s a d e ) c tan t 的群桩基础以及单桩基础，应作 2 基桩冲剪破坏考虑，按下式计算： 4( 0 N i u qsik li ) z (d e 2t tan ) 2

（2）、而对于桩的中心距<6d的摩擦群桩，除了 验算单桩的承载力外，还须验算群桩的承载力和 沉降。

群桩分项效应系数法与传统的桩基设计承载力表
达式有两点主要区别：

1）、用侧阻、端阻或侧阻端阻综合抗力分项系
数

s ， p ， sp 和承台底土的抗力分项系数 c
代替单一安全系数 k ；

（2）、承台下存在可能产生负摩擦力的土层，；
（3）、在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等。
三、群桩的竖向承载力设计值

（1）、对于端承桩和桩中心距大于6d的摩擦桩 群桩，群桩的竖向承载力等于各单桩承载力之和， 沉降量也与独立单桩基本一致，仅需验算单桩的 竖向承载力和沉降即可。
0N R
0 N max 1.2R
2、地震作用效应组合 承载力设计值 R 应符合下式：
N 1.25 R
Nmax 1.5R
六、桩基软弱下卧层承载力验算

当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧 层时，应进行下卧层的承载力验算。根据该下卧 层发生强度破坏的可能性，可分为整体冲剪破坏 和基桩冲剪破坏两种情况。

偏心竖向力作用下
n F G M x y i M y xi Ni 2 n yi xi2
水平力作用下
Hi H / n
当基桩承受较大水平力，或为高承台桩基时， 桩顶作用效应的计算应考虑承台与基桩协同工作 和土的弹性抗力。
五、基桩竖向承载力验算 1、荷载效应基本组合 承载力设计值 R 应符合下式：

m f tW0 N N Rh (1.25 22 g )(1 ) m m f t An

（2）、钢桩、预制桩和桩身配筋率大于0.65％ 的灌注桩： 3 EI
Rh vx xoa
九、桩基负摩阻力验算 n Qg 为： 群桩中任一基桩的下拉荷载标准值
n Qg n Qn

R Qsk / s (Qrk Qpk ) / p
四、桩顶作用效应简化计算 一般建筑物和受水平力较小的高大建筑物， 当桩径相同时，通常可假定：（1）、承台是刚 性的；（2）、各桩刚度相同；（3）、 x、y是 桩基平面的惯性主轴。桩顶作用计算公式为： F G 轴心竖向力作用下 Ni

以前设计不考虑承台的分担作用，认为荷载 完全由基桩承担，实际偏于安全，易造成浪费。
承台分担荷载是以桩基的整体下沉为前提的，只 有在桩基沉降不会危及建筑物的安全和正常使用， 且台底不与软土直接接触时，才宜考虑承台底土 的分担作用。下列情况不能考虑： （1）、承受经常出现的动力作用，如铁路桥梁 桩基；
s e s


十、桩基沉降验算


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对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。 建筑桩基规范推荐的方法为：等效作用分层总和法： 对桩中心距小于或等于6倍桩径的桩基，其等效作用面 位于桩端平面；等效作用面积为桩承台投影面积；等效 作用附加应力近似取承台底平均附加应力。等效作用面 以下的应力分布采用布氏解。桩基最终沉降量表达式为：
2）、引入了各项群桩效应系数：桩侧阻力群桩
效应系数 s 、桩端阻力群桩效应系数 p 、桩 侧阻端阻综合群桩效应系数 sp 、承台底土阻力 群桩效应系数 c 。

考虑到桩群、土、承台的相互作用效应后，桩基
中各复合基桩的竖向承载力设计值 R 的统一计 算表达式为：

R s Qsk / s p Qpk / p c Qck / c
当单桩极限承载力标准值 Quk 是由静载试验确定

时，基桩的设计值 R 按下式计算

R sp Quk / sp c Qck / c
几点说明： （1）、式（4－42）或式（4－44）的承载力值， R 是考虑群桩效应后单桩的承载力，整个桩基的承 载力设计值就等于桩数乘以 值。 R （2）、考虑群桩效应仅限于：桩数在3根以上的 非端承群桩。对于纯端承群桩和桩数n<3根的非 端承桩，不考虑群桩效应和承台效应。 （3）、若承台底面以下的土有可能与承台底脱 开，则不考虑承台效应。 （4）、嵌岩桩属于端承型桩，不考虑群桩效应。

＞单桩的沉降量，即群桩效应。群桩效应系数 ＜1 。
群桩效应：摩擦型群桩基础当桩数较多，桩距较 小时，此时群桩中各桩的工作状态与单桩的显著 不同，其承载力小于各单桩承载力之和，沉降量 大于单桩沉降量，这种现象叫群桩效应。 目前考虑群桩效应的方法有两种： 一、群桩分项效应系数法：对每根桩的侧阻力和 端阻力分别乘以群桩效应系数（以概率极限设计 为指导，通过实测资料的统计分析得到）； 二、实体基础法：把承台、桩和桩间土视为一假 想的实体基础，进行地基承载力和变形验算。
二、承台下土对荷载的分担作用 复合桩基：在荷载作用下，由桩和承台底地基土 共同承担荷载的桩基。

实际上大多数情况下都是复合桩基，只是分 担比例不同，分担比例随桩土相对位移的幅度增 大而增强。研究表明：承台底土反力大小及分布 形式与桩顶荷载水平、桩径桩长、台底和桩端土 质、承台刚度以及桩群的几何特征等因素有关。 通常，分担比例为：10%～30%。
桩基础。荷载由桩和地基土共同承担。

1、端承型群桩基础：持力层坚硬，荷载主要由
桩端反力承担。桩端承压面积小，彼此不重叠。

端承型群桩基础中各基桩的工作性状与单桩基本
一致：（1）、桩的变形很小，桩间土基本不承
受荷载，群桩承载力＝单桩的承载力之和；
（2）、群桩的沉降量与单桩基本相同。

即不存在群桩效应，群桩效应系数
第五节 群桩基础计算
实际工程中，一般为群桩基础。群桩基础与 单桩的不同主要有两个方面： （1）、群桩基础，各桩的承载力发挥和沉降性 状往往与相同情况下的单桩有显著差别； （2）、承台底部的土反力也将分担部分荷载。

因此，在桩基的设计计算时，必须考虑到群 桩的工作特点。
一、群桩的工作特点

群桩基础分为：端承型群桩基础和摩擦型群

考虑桩侧负摩阻力验算基桩竖向承载力设计值 R 时，1）、摩擦型基桩取中性点以上侧阻力为零， 满足下式： 0N R 2）端承型基桩应满足： n 0N R ( 0 N 1.27Qg ) 1.6R 当土层不均匀和建筑物对不均匀沉降较敏感 时，应将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载 验算桩基沉降。

七、桩基竖向抗拔承载力验算

承受拔力的桩，应按下述同时验算群桩基础 及其基桩的抗拔承载力：
0T
Tgk
s
Tk
G gp
0T

s
Gp
此外，还应按GB 50010-2002《混凝土结构 设计规范》验算桩身的抗拉承载力、裂缝宽度或 抗裂性。
八、桩基水平承载力验算 承受水平力的竖直桩，设计时要求基桩的桩 顶水平荷载设计值满足下式要求 0 H i RH RH h Rh ，Rh 可由单桩水平静载试验确定，或 按下式进行估算： （1）、桩身配筋率小于0.65％的灌注桩：
＝ 。 1

2、摩擦型群桩基础：通过桩侧摩阻力将上部荷载
传递到桩周及桩端土层中。一般假定桩侧摩阻力在土中
引起的附加应力按某一角度向下扩散。

（1）、桩数少、桩距较大时，压力不相互重叠。群桩 承载力＝各单桩承载力之和，群桩沉降量与单桩基本相 同。可认为不存在群桩效应。 （2）、桩数较多、桩距较小时，各桩传来的压力相互 重叠，桩端处压力比单桩时大得多，压缩土层厚度也比 单桩要深。群桩承载力＜各单桩承载力之总和，沉降量