桩基础103~4名师编辑PPT课件.ppt
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1、10.3 群桩基础计算P.179,由三根或三根以上的桩组成的桩基础称为群桩基础。在实际工程中,除少量大直径桩基础外,一般都是群桩基础。竖向荷载下的群桩基础,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。因此不能按单桩性状的简单叠加来研究群桩的承载力与变形性状。,剩懦莽扫哦拳劣诫楼死玻骚样手知佳盛核涡凯泳吊笋琐绸阂醛狠客居困词桩基础1034桩基础1034,基桩:群桩中的每根桩称为基桩。群桩效应:竖向荷载作用下的群桩基础,由于承台、桩和土相互作用,其基桩的承载力和沉降情况与相同条件(地质和设置方法均相同)下的单桩有明显差别,这种现象称为群桩效应。群桩基础的承载力通常不等于其中各单桩承
2、载力之和。,群桩的工作原理,元氯后柄烧羚渝傀鸿锚央灾哇布厄皖丰自亢沙薪谣裳梧趁惠脾全孵溯焰须桩基础1034桩基础1034,1、端承型桩 由于持力层坚硬,不允许桩下沉,故桩侧摩阻力不易发挥,上部荷载通过桩身直接传到桩端处土层上,而桩端处承压面积很小,各桩端的压力彼此互不影响,故可认为端承型群桩中各基桩的工作情况与单桩工作情况相同。(在承载力和沉降方面),群桩的工作原理,眼拼晚叁醇挥择缘夷鸽迁罕丑课恰鲸茅梗衷展位呕艇妨咨嗡拧告灸答镰廓桩基础1034桩基础1034,即:桩的变形很小,桩间土基本不承载。因此:群桩的承载力就等于各单桩的承载力之和;群桩的沉降量也与单桩基本相同。,群桩的工作原理,猿憋婶嚎
3、六苯劈立摔铆棍葡游首联眼由居绷泰甘柏瞩放摘镀珊隐稍之灌永桩基础1034桩基础1034,2、摩擦型群桩每根桩侧的摩阻力将上部荷载传递到桩周及桩端土层处。而摩阻力在土中引起的附加应力则按某一角度沿桩长向下扩散分布。在常规桩距下,桩端处地基中各桩传来的压力将相互重叠。,群桩的工作原理,慈莲撒卓角针喳凝缓士丈字坡游恐乙培略篓息错驳涧翅胞饮爸酷李殴毙甄桩基础1034桩基础1034,此时桩端处压力比单桩时增大,桩端以下压缩土层的厚度也比单桩加深。此时群桩中各桩的工作状态与单桩的炯然不同,其承载力小于各单桩承载力之和,沉降量则大于单桩的沉降量。,群桩的工作原理,破旱命拇密腑鹃合撼律条狞浑缔乓鬃揖竖畜伐凛屡竟
4、驾匹钻毙鞭踊浙羊他桩基础1034桩基础1034,群桩效应,群桩效应包括两方面:1、承载力效应2、变形效应分别以群桩效应系数 及变形比 两个指标来反映群桩效应的强弱及评价群桩的工作性状。,韶害唇伺扒拽镰娶挛澄虐锹孩灿瘴缸窒烷肮藕举熊柠哥树孤铣镣蚌烯汞乱桩基础1034桩基础1034,群桩效应,对竖向受压桩基础,定义群桩效应系数为:,式中:Qu单桩竖向抗压极限承载力,kN;Qug群桩竖向抗压极限承载力,kN;n桩数。,菲殆匡按枕带晋丫芯尧厚祥补为盟贝导连一撅樱傈惭掸餐祸皇豪瓤蝇谗托桩基础1034桩基础1034,群桩效应,对于群桩的竖向沉降,则定义群桩沉降比为:,式中:Q单桩桩顶竖向荷载,kN;s(Q
5、)单桩在荷载Q作用下的沉降量,mm;sg(nQ)n根桩在nQ作用下的沉降量,mm。,析膝你烈症炊令淘碘薄董糟蔼挠栏吸祸腐通坡拌趾讥雨瓤琢愉杰爪鼻扶点桩基础1034桩基础1034,通过对群桩的现场静载试验、群桩模型试验及有关理论分析,对群桩的竖向承载力与沉降性状得出以下结论:,1、桩间距对群桩效应的影响很大。当其它因素不变时,随桩间距增大,效应系数会提高而 下降;但当桩间距增大到一定程度时后,其对群桩效应的影响会变得不显著。2、桩数对群桩效应的影响较大。当桩间距等其它条件相同时,桩数越多,越低而 越高。,寒沼仍啸颠啄份奎稿渊浩持谱哆碑东筛氨戳定涅付往铝师诽哎埋裁证慨啊桩基础1034桩基础1034
6、,当承台面积一定时,增加桩数的同时会使桩间距变小,将导致 显著下降。3、桩长:当其它因素相同时,桩越长,群桩 越低而 越大。4、地基土越硬,越小而 亦越大。5、群桩排列方式、桩上荷载大小对 及 也有一定影响。,捏西傻因骑凭否衍错座这醋邪存经嗣盏恬队趟防园铆顺帕灾丁察尾刺超萌桩基础1034桩基础1034,试验与理论分析资料表明,当桩间距小于3倍桩径时,地基中附加应力重叠现象严重,群桩效应系数低而变形比大;而当桩间距大于6倍桩径时,地基应力重叠现象较轻,群桩效应系数较高而变形比较小。利用这一性质可对复杂的群桩承载力与变形问题做适当的简化处理,以满足实际设计需要。,党窥迭伦秤汹嚣尺明福腑给恩除拦睛盐
7、奔武舱永纶肥邦乘植酝涪兹系犹讹桩基础1034桩基础1034,但是国内外大量工程实践和试验研究结果表明,采用单一的群桩效应系数不能正确反映群桩基础的工作状况,其低估了群桩基础的承载能力。其原因是:群桩基础的沉降量只需满足建筑物桩基变形允许值而无需按单桩的沉降量控制。群桩基础中的基桩与单桩的工作条件不同,其极限承载力也不一样。由于群桩基础成桩时桩侧土体受挤压的程度高,潜在的侧摩阻力大,故桩与土的相对位移减小,影响侧阻力的发挥。,风暇造蚤演刁寿弯怨喳槐德虎季震巳奋了殊曰懦交娇脚抬稼瞥拧热滨呢瑶桩基础1034桩基础1034,通常,砂土和粉土中的桩基,群桩效应使桩的侧阻力提高;而粘性土中的桩基,在常见桩
8、距条件下,群桩效应往往使侧阻力降低。考虑群桩效应后,桩端平面处压应力增加较多,极限桩端阻力相应提高。因此,群桩基础中桩的极限承载力确定极为复杂,其与桩的间距、土质、桩数、桩径、入土深度以及桩的类型和排列方式等因素有关。,帚蹋痘泊聚联疡胞树锐脓引橙逊盛销嚼架瓤溉癌葫问剁捆关坐卖义真令爬桩基础1034桩基础1034,目前工程上考虑群桩效应的方法有两种:1、群桩分项系数法:以概率极限设计为指导,通过实测资料的统计分析对群桩内每根桩的侧阻力分别乘以群桩效应系数;2、实体基础法:把承台、桩和桩间土视为一假想的实体基础,进行基础下地基承载力和变形验算。,盐蜗排玖吮阉霄皋酣奄尾置由昔课撞气醇肃涪条禹怠躇幕妹
9、佐妻呐全忍值桩基础1034桩基础1034,关于群桩效应问题。影响桩基础竖向承载力的因素包含三个方面:1、基桩的承载力;2、桩土相互作用对于桩侧阻力和端阻力的影响,即侧阻和端阻的群桩效应;3、承台底土抗力分担荷载效应。,碧阎官寓春颊灌冗贪蚊异择脏赏憾课翠桩睹兜渡场侦慷废济朽锤泣试炙腕桩基础1034桩基础1034,08桩基规范关于侧阻和端阻的群桩效应不予考虑,这样处理,方便设计,多数情况下可留给工程更多安全储备。对单一黏性土中的小桩距低承台桩基,不应再另行计入承台效应。,宇列怂牧霸啡条斋黄婚寓适孺遣藤逛顺氮倔沛作竞冕霓痹鹤伏竹二御铱汕桩基础1034桩基础1034,承台下土对荷载的分担作用,定义:基
10、桩:群桩基础中的每根桩。复合基桩:低桩承台群桩基础中,包含承台底土阻力的基桩称为复合基桩。复合桩基:考虑由承台底地基土与桩共同承受荷载的桩基础称为复合桩基。,皋域绪肿翌芋划阁筋开鬃岗臼渭勃扛锗任吹地荐陌贬九舵想瞅肛粱拿多蔫桩基础1034桩基础1034,承台下土对荷载的分担作用,承台底土分担荷载的作用随桩群相对于地基土向下位移幅度的加大而增强。为了保证承台底与土保持接触而不脱开,并提供足够的土阻力,则桩端必须贯入持力层促使群桩整体下沉。此外,桩身受荷压缩,产生桩土相对位移,也使承台底土的反力增加。,垒折沛潍穗烯触凄衬悼稼锭垄鳖涕凛挎推玩疑粥醇抄闷田魂糯另麦缎所况桩基础1034桩基础1034,承台
11、下土对荷载的分担作用,研究表明,承台底土反力比平板基础下的土反力要低,其原因是由于桩侧土因桩的竖向位移而发生剪切变形所致。通常,承台底土分担荷载的比例是百分之十几到百分之五十以上。例外情形:承台与土脱离,经堂及粤拟巨捏捉呸大幂幢圾阵锹停徊扎莲秤赠吼译钾羽驻幸冷币衬攻伟桩基础1034桩基础1034,承台下土对荷载的分担作用,刚性承台底面土反力呈马鞍形分布。内区反力比外区小而且均匀,桩距增大时内外区反力差明显降低。承台底土分担的荷载总值增加时,地基反力的重分布不显著而保持反力图式基本不变。利用承台底土反力分布的上述特征,可以通过加大外区与内区的面积比来提高承台分担荷载的份额。,挚靠郑尤谱终抗叫衫租
12、裤哥未睁便简珐右例神终酶岂借分熙玻细篡喷待攫桩基础1034桩基础1034,承台下土对荷载的分担作用,设计复合桩基时应注意:承台分担荷载是以桩基的整体下沉为前提,故只有在桩基沉降不会危及建筑物的安全和正常使用,且承台底不与软土直接接触时,才可考虑开发利用承台底土反力的潜力。,憨考快齿汰享跟拂野掏智挟架侩留吸奋滞楼颗芦辐狐卑淋御乎域环租澜疙桩基础1034桩基础1034,承台下土对荷载的分担作用,在下列情况下,通常不考虑承台的荷载分担效应:1、承受经常出现的动力作用,如铁路桥梁桩基;2、承台下存在可能产生负摩擦力的土层,如湿陷性黄土、欠固结土、新填土、高灵敏度软土以及可液化土,或由于降水地基土固结而
13、与承台脱开;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。,快韶奏令暇梆阁涌榷眷绊袒酮范草装阅潘绞蜂乏耳豫势竭当掌兄沉殷牡苇桩基础1034桩基础1034,复合基桩的竖向承载力设计值,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:上部结构整体刚度较好、体型简单的建筑物;对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物;按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区;软土地基的减沉复合疏桩基础。,斤诊绞装陛声社库码优捻感泣尽蔷符唬颧稠蝉他到向粤织厘寂妊仁宦滁清桩基础1034桩基础1034,复合基桩的竖向承载力设计
14、值,考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值R可按下列公式确定:,承台效应系数,土的地基承载力特征值,取承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内各层土的厚度加权平均值;,计算基桩所对应的承台底净面积;,煌鸵晤颓延嚣逝著根弹竭陪够彰鬃舆晋帧铡佣旭蛙发疯秉眺肺曹眨晃夷婪桩基础1034桩基础1034,复合基桩的竖向承载力设计值,考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值R可按下列公式确定:,桩身横截面面积;,承台底面面积。对于单柱单桩基础,A为承台总面积;,虱茹历状宾疚挣牡巢舰欲灭恿谗糖旧料爪课涧淄液底摔魔酷鼻解书效应妮桩基础1034桩基础1034,基桩的竖向承载力设计值,当承台底为可液化土、湿陷性土、
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