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新编文档-土力学-07-3-精品文档

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土力学地基基础 第七章 桩基础 第五节 群桩基础计算 本节主要内容 1 群桩的工作特点 2 承台下土对荷载的分担作用 3 群桩的竖向承载力设计值 4 桩顶作用效应简化计算 5 基桩竖向承载力验算 6 桩基软弱下卧层承载力验算 土力学地基基础 第七章 桩基础 1 群桩的工作特点 (1) 端承型群桩基础 端承型桩基的特点是持力层坚硬桩顶沉降小, 桩侧摩阻力不易发挥,桩顶荷载基本上通过桩身直接 传到桩端处土层上。 各桩端的压力没有重叠(图22),可认为端承型 群桩基础的工作性状与单桩基本一致; 同时,由于桩侧摩阻力不易发挥,桩与桩之间的 干扰很小,群桩基础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。 土力学地基基础 第七章 桩基础 (2) 摩擦型群桩基础 摩擦型群桩主要通过每根桩侧的摩擦阻力将上部 荷载传递到桩周及桩端土层中。假定桩侧摩阻力在土 中引起的附加应力z按某一角度沿桩长向下扩散分 布,至桩端*面处。 当桩数少,桩中心距sa较大时,如sa>6d,桩端* 面处各桩传来的压力互不重叠或重叠不多(图23a),此 时群桩中各桩的工作情况与单桩者基本一致,群桩的 承载力等于各单桩承载力之和。 当桩数较多,桩距较小时,桩端处地基中各桩传 来的压力将相互重叠(图23b)。桩端处压力比单桩 时大得多,桩端以下压缩土层的厚度也比单桩要深。 土力学地基基础 第七章 桩基础 土层 岩层 (a) (b) 图22 端承型群桩基础 图23 摩擦型群桩基础 土力学地基基础 第七章 桩基础 群桩基础中因承台、桩和土三者相互影响而导 致群桩基础与单桩工作状态的差异称为群桩效应。 群桩基础中桩的极限承载力与桩的间距、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。 考虑群桩效应的方法有两种: ? 基于概率极限设计法的群桩分项效应系数法 ? 把承台、桩和桩间土视为一假想的实体基础的实体 基础法 土力学地基基础 第七章 桩基础 2 承台下土对荷载的分担作用 由桩和承台底的地基土共同承担荷载的桩基称 复合桩基。承台底分担荷载的作用随桩群向下位移 幅度的加大而增强。 研究表明,桩基承台下的土反力大小及分布型 式,随桩顶荷载水*、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而变化。 若以桩群外围包络线为界,将台底面积分为内 外两区,则内区反力比外区小而且比较均匀,当桩 距增大时内外区反力差明显降低。 土力学地基基础 第七章 桩基础 3 1 2 3 图24 复合桩基 1.台底土反力; 2.上层土位移 3.桩端贯入、桩基整体下沉 土力学地基基础 第七章 桩基础 A i c A e c Bc 图25 承台底分区图 土力学地基基础 第七章 桩基础 台底分担的荷载总值增加时,反力的分布图式基 本不变。利用上述特征,可以通过加大外区与内区的 面积比来提高承台底地基土分担荷载的份额。 对于经常承受动力作用的桩基础或不能保证台底 与地基土保持良好接触时通常不能考虑承台底地基土 对于荷载的分担作用。 土力学地基基础 第七章 桩基础 3 群桩的竖向承载力设计值 (1) 群桩效应系数 《建筑桩基规范》采用分项效应系数法确定群 桩基础中的基桩承载力设计值。 s 群桩 单中 桩基 *桩 均* 极均 限阻 极 侧力 限 阻 qq侧 力 ssm u (7-36) p 群桩 单中 桩基 *桩 均* 极均 限阻 极 端力 限 阻 qq端 力 ppm u (7-37) 群 sp 桩单中桩基极桩限*承均 载载极 力力Q 限 Quum承 (7-38) 土力学地基基础 第七章 桩基础 c 承群 台桩 底承 地台 基底 土* 极 力均 阻 限 标极 力 承 准限 载 值 fuu土 kk (7-39) (2) 复合基桩的承载力设计值 群桩中的一根桩称为基桩,包含承台底土阻力 的基桩称复合基桩。复合基桩的竖向承载力设计值R 的统一计算式为: R s Q s/ ksp Q p/kp c Q c/kc (7-40a) Qck qck Ac n (7-40b) 土力学地基基础 第七章 桩基础 当单桩极限承载力标准值Quk由静载试验确定时, 基桩的设计值R按下式计算: R sQ pu/ksp cQ ck / c (7-41) 抗力分项系数s、p、c、sp以及群桩效应系数 s、p、sp查表可得。c可按下式计算: c ci Aci Ac ce Ace Ac (7-42) 土力学地基基础 第七章 桩基础 注意: (1)式(7-40)或式(7-42)的承载力R值,是考虑 群桩效应后的基桩承载力,整个桩基的承载力设计值 就等于桩数乘以R值。 (2)群桩效应主要产生于桩数在3根以上的非端承群桩 (3)若承台底面以下的土有可能与承台底脱开时, 应不考虑承台效应。 (4)嵌岩桩属于端承型桩,不考虑群桩效应,基桩 的竖向承载力设计值为: R Q sk /s (Q rk Q p)k /p (7-43) 土力学地基基础 第七章 桩基础 例题 1 题目:某预制桩桩径为400㎜,桩长10m,穿越 厚度l13m,液性指数IL0.75的粘土层;进入密实的 中砂层,长度l2 7m。桩基同一承台中采用3根桩,桩 顶离地面1.5m。试确定该预制桩的竖向极限承载力标 准值和基桩竖向承载力设计值。 解:查表得桩的极限侧阻力标准值qsik为: 粘土层: IL0.75,qs1k 50 kPa; 中砂层:密实,可取qs2k 80 kPa; 土力学地基基础 第七章 桩基础 桩的入土深度h 1.53711.5m,查得预制桩的 侧阻力修正系数为1.0。再由表查得桩的极限端阻力 标准值qpk为: 密实中砂,h 11.5m,查得qpk



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