hAAA桩基岩土工程(15.3)

2021/3/5
(二) 群桩沉降验算时，同样将群桩作为实体基础，所计算的桩
基变形值应满足建筑物桩基变形允许值的规定，建筑物桩基变 形允许值如无当地经验时可查表中的规定采用，对于表中未包 括的建筑物桩基变形允许值，可根据上部结构对桩基变形的适 应能力和使用上的要求确定。
实体基础的底面尺寸可按φ0/4扩散后的范围取值，亦可按 桩端处群桩所占的范围取值，两种取法的计算结果略有差别。
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（一பைடு நூலகம்群桩承载力验算
群桩承载力验算是指验算实体基础底面(桩端平面处)的 地基承载力是否满足。常用方法之一是假定荷载从最外一圈 的桩顶，以φ0/4的倾角向下扩散传布(φ0为桩长范围内各土 层的平均内摩擦角)，此时应满足：
中心荷载时， F G f A
偏心荷载时，
FGMx My 1.2f A Wx Wy
rw—— 为使基坑底不因渗流而丧失稳定性，一般要求rw ≥1.2，如果 验算的rw ＜1.2，应采取必要的措施，如降水等。
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(三) 当基坑底以上粘性土中夹有砂或粉土，且地下水位较
高，基坑开挖揭露这些夹层时；或者当基坑底部为砂土或 粉土、随着基坑开挖加深，水力坡度加大，当动水压力超 过砂土或粉土颗粒自重使土颗粒悬浮时，砂或粉土与水一
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基础牢固与否是关系到建筑物安全稳定的首要问题，而 基础施工大多从基坑开挖开始。实践证明，基坑开挖工作是 否顺利，不仅影响基础施工质量，而且影响施工周期与工程 造价。基坑开挖过程中，常遇到基坑壁过量位移或滑移倒塌 、坑底卸荷回弹(或隆起)、坑底渗流(或突涌)、基坑流砂等 基坑稳定性问题。为防止或抑制这些问题，使基坑开挖与基 础施工顺利进行，需要采取相应的防护措施。
群桩的沉降计算可按浅基础的沉降计算步骤进行，亦即前 面介绍的沉降计算方法。也可按等效作用分层总和法计算。
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四、 桩的负摩擦(阻)力是因为桩周围土层的下沉(地面沉降)对桩
产生方向向下的摩阻力。产生负摩擦力的原因主要有： （1）欠固结软粘土或新填土的自重固结； （2）大面积堆载使桩周土层下沉； （3）正常固结软粘土地区地下水位全面下降，有效应力增加 引起土层下沉； （4）湿陷性黄土湿陷引起沉降。
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(二) 根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单
桩竖向极限承载力标准值时，
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，如无当地 经验值时，可查规范。qpk——极限端阻力标准值，如无当 地经验值时，可表。
三、
当桩中心距小于或等于6倍桩径且桩数超过9根(含9根) 时，可将桩和土作为假想的实体基础，此时桩台、桩和桩间 土形成一个整体，在上部荷载作用下一起下沉，这便是群桩 作用。验算这类桩基的承载力与沉降时，按实体基础考虑。
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(二)
如果基坑在粘性土中开挖，且坑底下有承压水存在时，当 上覆土层减到一定程度时，承压水水头压力便冲破基坑底板造 成渗流(或突涌)现象。
rw= mH / wh 式中： m——透水层(砂层)以上粘性土的饱和重度(kN/m3)；
H ——透水层顶面至基坑底面的垂直距离(m)； w——水的重度(kN/m3)； h ——承压水头高于透水层顶面的高度(m)；
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(一) 在房屋建筑与构筑物的基坑开挖中，尤其是城市中的基坑
开挖，由于场地的局限性，大多为有侧壁支护基坑的开挖，即 基坑侧壁常要求垂直开挖，如果不采取支护措施，一般基坑侧 壁土体是不稳定的。基坑支护工程的作用主要有：
①节约施工空间(不放坡开挖)； ②保护相邻部位已有构筑物与地下设施的安全； ③减小基底隆起； ④利用支护结构进行地下水控制； ⑤利用支护结构作为永久性结构的一部分等。
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第五节
兴建房屋建筑与构筑物基础，一般都需要进行基坑开挖， 尤其在建筑密集的城市中兴建超高层建筑时，为了利用有限的 空间及降低基底的净压力，往往设有1～3层地下室，有的甚至 达6层，基坑深度一般都超过5m，有的达数十米。深浅基坑的 划分界线在我国还没有统一标准，在国外有人建议把深度超过 6m的基坑定为深基坑，小于6m的则为浅基坑。浅基坑(包括浅 基础的基坑开挖)的岩土工程问题一般较少且不很严重；深基 坑的岩土工程问题一般较为复杂且有的较为严重，因此对深基 坑应重视岩土工程问题的分析与评价。
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(一)基坑底卸荷回弹(隆起) 基坑开挖是一种卸荷过程，开挖愈深，初始应力状态的改变
就愈大，这就不可避免地引起坑底土体的隆起变形，有的甚至可 能由于受到过大的剪应力而导致基底隆起失效。基坑回弹(隆起) 不只限于基坑的自身范围，而且要波及四邻地面，引起地面挠曲 ，对邻近建筑物或设施均产生影响，应引起注意。必要时要组织 施工开挖过程中坑内外地面的变形监测，供及时分析趋势和采取 措施之需。
Icr =(s -1)(1-n) Icr ——临界水力坡度；
s——土的颗粒密度； n ——土的孔隙度，以小数计。
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(四) 在房屋建筑与构筑物的基坑开挖中，在没有采用支护结构
之前，基坑边坡(一般为粘性土)整体稳定性一般采用极限平衡 理论中的条分法(多采用瑞典条分法)进行估算，从而可确定最 危险的滑动面。对于采用支护结构的基坑，稳定性验算仍采用 条分法，验算时应将支护结构所产生的抗滑力矩计入总的抗滑 力矩之中。
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(二) 基坑采取支护措施时，一般都需要分析作用在支护结构上
的土压力性质、分布与计算土压力大小。土压力应根据土体经 受的侧向变形条件来确定，土压力性质包括静止土压力、主动 土压力、被动土压力或与侧向变形条件相应的可能出现的土压 力。分析土压力时应考虑场地的工程地质条件、支护结构相对 于土体的位移、地面坡度、地面超载、邻近建筑及设施的影响 、地下水位及其变化、支护结构体系的刚度、基坑工程的施工 方法等。
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负摩擦力的作用使桩上的轴向荷载增大(附加荷载)，在负 摩擦力较明显的地方，应引起重视。
负摩擦力的大小受着多种因素的影响，诸如桩周土与桩 端土的强度、土的固结历史、地面荷载、桩的类型及设置方法 、地下水位变化以及历时等。因此计算负摩擦力大小是一个较 为复杂的问题，大多采用半经验公式或经验估算，主要根据竖 向有效应力、土的不排水抗剪强度、土的力学性质指标等进行 估算。
实际中一般按有效应力估算，即单桩负摩擦力标准值为：
qnsi=ζnσ′i
qnsi——第i层土桩侧负摩擦力标准值；
ζn——桩周土负摩擦力系数，可查表；
σ’i2—021—/3/5桩周第i层土平均竖向有效应力。
在地层组合、地下水情况、地面荷载情况不同时， 桩的负摩擦力计算亦不同。
我国沿海软土地区过去并未考虑负摩擦力问题，也 很少发现由于负摩擦力引起的事故，这是因为在桩端可能 继续沉降的情况下，负摩擦力可能减小甚至消失。但当桩 穿过15m以上较厚软土层，且地面下沉速率超过每年2cm 时，或桩端支承在岩层、砂砾石等硬层上时，所产生的负 摩擦力可能较大。
(1)根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制单桩竖向极 限承载力标准值时，
Quk= Qsk+Qpk=u∑qsik·li+α·psk·Ap 式中：Quk——单桩竖向极限承载力标准值；Qsk——单桩总极限 侧阻力标准值；Qpk——单桩总极限端阻力标准值； u——桩身周长；qsik——用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i 层土的极限侧阻力标准值；li——桩穿越第i层土的厚度； α——桩端阻力修正系数；psk ——桩端附近的 静力触探比贯入阻力标准值(平均值)； Ap——桩端面积。
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当基坑开挖至地下水位以下时，为了防止因地下水作用而 引起的渗流、流砂、管涌、坑底隆起、边坡滑塌以及坑外地层 过度变形等，保证施工过程中处于疏干和稳态的工作条件下进 行开挖，必须做好对地下水的控制工作。基坑工程控制地下水 的方法有降低地下水位与隔离地下水两类。对于弱透水地层中 的浅基坑，当基坑环境简单、含水层较薄、降水深度较小时， 可考虑采用集水明排的方法进行降水；在其他情况下宜采用降 水井降水、隔水措施或隔水、降水综合措施。
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(2) 根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向 极限承载力标准值时，对于粘性土、粉土和砂土、如无当地经
Quk=u∑liβifsi+αqcAp fsi——第i层土的探头平均侧阻力；qc——桩端平面上、 下探头阻力，取桩端平面以上4d(d为桩的直径或边长)范围内按 土层厚度的探头阻力加权平均值，然后再和桩端平面以下1d范 围内的探头阻力进行平均；α——桩端阻力修正系数，对粘性土 、粉土取2/3，饱和砂土取1/2；βi——第i层土桩侧阻力综合修正 系数。