利用上述公式的计算： xmax ：在地表，令az=0查表即可求出 M ：由 查表6-16得CII及Mmax位置az=h （M0=0时，Mmax=0？） 注意：表6-16对应于al=4，大于4亦可用，但小于4不能用 四、单桩承载力设计值R的确定 (桩数n?3根) 桩数n 3根，考虑相互作用。 4－3　群桩承载力计算 群桩概念；群桩~单桩关系如何？ 一、群桩的承载力 端承群桩(桩基)，简单； 摩擦桩基，见图　 由此可见，桩端处：?z群＞?z单 则：S群＞S单 若需   S群=S单 必降低R群。 影响R群的因素有：桩数、桩距、桩径、土性、桩长、群桩平面形状等。 群桩效率系数?＝ 群桩的极限承载力 群桩中各根单桩极限承载力之和 模型及载荷试验表明： 1、桩距增大时，?提高； 2、桩距相同时，桩数越多，?越低； 3、桩距增大至一定值后，?增加不显著； 可见，桩距，桩数及排列是主要因素，规范归纳为如下原则： ? 端承桩和桩数n 9根的摩擦桩以及条形基础下不超过两排的摩擦桩，其群桩的竖向抗压承载力为各单桩竖向抗压承载力的总和。 ? 桩距s 6d，桩数n?9根的摩擦桩基，可视作一假想的实体深基础，进行基础下地基承载力验算和沉降计算。 二、群桩的地基强度和变形验算 (一) 强度验算 假想实体深基础如图 (6－10) 式中：l0, b0 — 分别表示矩形承台下桩群外缘的长度和宽度(m)； ?0 — 为桩长范围内各土层(厚度为hi)内摩擦角?i的加权平均值。即 在中心荷载下要求桩尖平面处压应力p满足： (6－11) 在偏心荷载下，除满足式(6－11)外，尚应满足： (6－12) 式中：F — 上部结构传至基础顶面的竖向力设计值(kN)； G — 桩尖平面以上假想基础内桩与桩周土自重设计值(kN)，G=A(d+h)?G，?G为桩土平均重度，一般可取?G=20kN/m3，地下水位以下取浮重度； Mx，My — 作用于桩尖平面处外力对该平面重心的x、y轴的力矩设计值(kN?m)； Wx，Wy — 假想实体基础底面分别对x、y轴的抵抗矩(m3)； f — 桩尖平面处地基土的承载力设计值(kPa)。         当桩端以下主要受力层范围内存在软弱下卧层时，还应按图6－21计算图验算软弱下卧层，其验算方法与浅基础相似。 (二) 群桩的地基变形验算 方法同浅基 注：? 压缩模量Es按实际应力实验曲线确； ? 浅基经验系数?s不适于桩基，桩基的由地区经验确定。　 三、桩基中各桩的受力验算 轴心受压时， 式中：Q — 桩基中单桩所受的外力设计值(kN)； (6－13) G — 桩基承台自重设计值及承台上土的自重标准值(kN)； n — 桩数。 当偏心受压时(图6－17)， 式中：xi，yi — 第i根桩分别至通过桩群重心的y轴和x轴的距离(m)； (6－14) Mi，Mi — 作用于桩群上的外力对通过桩群重心的x轴和y轴的力矩设计值(kN?m)； 其余符号意义同前。         离桩群横载面形心最远处(坐标为xmax、ymax)的桩所承受的荷载最大，即Qmax。要求其满足下列条件： (6－15)         除要求满足上式外，还应同时满足式(6－13)要求。 4－4　桩基础设计 收集资料(上部结构、工程地质、施工方面、当地经验、场地与环境条件等)。 内容与步骤： ? 定桩型、桩长和桩的截面尺寸，初选承台底面标高； ? 定单桩承载力R； ?定群桩承载力及其验算； ?桩基中各桩的受力验算； ?桩身结构设计； ?承台设计； ?绘制桩基施工图。 ?定桩数及桩位布置； 一、桩型、桩和截面尺寸的选择         据结构类型、楼层数目、荷载性质、地基条件和施工能力确定。 例：层 数  10 20~30 预制桩(mm) 400  500 灌注桩(mm) 500 1000~1200         地基条件：考虑持力层情况。 2、负摩擦发生的范围 持力层硬，sp 小，则ln大，端承桩ln =l 对一般情况可查表6-1 ln可随时间变化 3、负摩擦大小估计 影响因素多—桩侧及桩端土性、诱因强弱、土的应力历史、桩型等 Bjerrum有效应力法公式: zn查表6-2，仅和土类有关，土硬则大。 但s?=？，不应随深度线性增大。 4、消除负摩擦的措施 负摩擦会加大沉降，使桩或土破坏。 一般涂适当粘度的沥青以减小负摩擦。 桩所受下拉力： 对于群桩再乘以一个负摩擦群桩效应系数hn 三、单桩破坏模式 破坏模式取决于 桩周、桩端土； 桩的尺寸； 桩的类型。 1、屈曲破坏 2、整体剪切破坏 3、刺入破坏 小直径端承桩，细长木桩 一般的打入式短桩、钻扩短桩 钻孔灌注桩 R取决于三个方面： (三者同时兼顾，并取最小值) 桩本身材料强度； 上部结构的容许变形值； 土层的支承能力。 四、单桩承载力的确定 决定于桩和土，一般由土控制，端承、超长桩等除外。 一般稳定系数f=1.0，但下述情况下要考虑压屈： 1）高承台； 2）桩周土可液化； 3）桩周土很软（fk   50 kPa）； 自由长度lc由端部约束及桩土相对刚度定，再由lc/d查f（max.book118.com)。 1、按桩身强度定 2、按桩周土支撑能力估计  （1）静载试验 一级和部分二级建筑必须做，试桩数 1%且不少于3根。 装置、方法：锚桩横梁装置（图），压重平台反力装置等 试桩、锚桩、基准桩间距 4d，且 2m 分级加载，稳定后读数，详见规范。 1)  Q~S曲线有陡降段，且S总＞40mm; 2)  S总＝40mm后，续增两级?Q；仍无陡降段。 1、Q~S曲线拐点法 ? 取明显拐点处荷载为Qu； ? Q~S无陡降段时，Qu取S＝40mm处相应荷载。 ? 对于d(b)?550mm的预制桩，在Qi+1作用下， 其 2、S~logt曲线(沉降速率)法 特点： 3、S~logQ法 特点： 极限荷载：1）第二转折点 或 2）沉降达40-60mm 变异系数d?0.15时l=1； d?0.15时l 1，查表求l 对群桩再考虑群桩效应（见后） 极限承载力标准值： 设计值： 分项系数gsp=1.6 （2）静力触探法 用单桥探头的比贯入阻力或双桥探头的端阻、侧阻标准值，估计桩的侧阻、端阻，定Quk 规范仅针对钢砼预制桩给出公式，较烦琐，这里不详述 （3）经验公式法 仅限初步设计阶段或不很重要的工程，以下针对不同桩讲 qsik 查表6-7，和土性及成桩方法有关，沉管灌注桩小，因质量难保证；对预制桩有深度修正系数（灌注桩不修正） qpk  查表6-8，和土性及入土深度有关 （a）一般预制桩、灌注桩 qP — 桩端土的承载力标准值(kPa)，对于钻、挖、冲孔灌注桩可按地区经验确定或现行有关规范表格查取，预制桩可按表8－5选用； AP — 桩身的横载面面积(m2)； l1 l2 l3 qs1 qs2 qs3 qp Q qsi — 桩周土的摩擦力标准值(kPa)，对于钻、挖、冲孔灌注桩可按地区经验确定或现行有关规范表格查取，预制桩可按表6－6选用； li — 按土层划分的各段桩长(m)。 uP — 桩身周长(m)，对于钻、挖、冲孔灌注桩应采用桩直径，当缺乏经验时可按钻头直径或下列数值：螺旋钻10～20cm，潜水钻30～50cm，机动洛阳铲20～30cm，冲击钻40～80cm； （b）大直径桩   d 800 qs下降，因一般钻、挖孔，使土扰动，粗粒土犹甚; qp下

第四章桩基础.ppt