第八章桩基础沉降的计算416页
基础沉降计算
基础沉降算例基础资料和地质资料如上图。
计算依据规范为《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63——2007（以下简称规范）。
TB100002.5—2005h p p γ-=0 《规范》4.3.4 （3.2.2）=157-17*1.87=125.21kPa56.15.4/02.7/(/==基础短边）基础长边b l第一层土：13.29613.98010=-==z z47.05.4/13.2//==基础短边）（土层底距基底距离b z938.0110==αα第二层土：13.79113.9813.221=-==z z58.15.4/13.7/==b z600.0938.021==αα第三层土：13.128613.9813.732=-==z z70.25.4/13.12/==b z412.0600.032==αα第四层土：13.158313.9813.1243=-==z z 36.35.4/13.15/==b z346.0412.043==αα第五层土：13.207813.9813.1514=-==z z47.45.4/13.20/==b z272.0346.054==αα 以上n α根据b l /及b z /可查询《规范》附录M 桥涵基底附加系数α、平均附加系数α，（附录B ）也可按本算例提供的Excel 表查询。
按《规范》4.3.7估算n z )ln 4.05.2(b b z n -=54.8)5.4ln 4.05.2(5.4=-⨯=m所以计算时取至基底下第三层土。
按《规范》4.3.4 （3.2.2）)(11100--=-=∑i i i i n i si z z E p s αα =125.21*[(2.13*0.938-0*1)/10+(7.13*0.600-2.13*0.938)/12+(12.13*0.412-7.13*0.600)/28]=52.02（mm ）查《规范》表4.3.6 Δz 值 （表3.2.2—1）Δz=0.8m 33.118.013.12'2=-=z 52.25.4/33.11/==b z435.0'2=α28/)435.033.11412.013.12(21.125⨯-⨯⨯=∆n s )(3.1025.002.52)(31.0mm mm =⨯<=故以上取基底以下三层计算满足规范要求。
桩基沉降计算表
基对应力计算点
产生的附加应力
0
m等于3时桩基对应力计算点
产生的附加应力
0
m等于4时桩基对应力计算点
桩 产生的附加应力
19.65766
m等于5时桩基对应力计算点
产生的附加应力 m等于6时桩基对应力计算点
0端
产生的附加应力
0下
j=1
m等于7时桩基对应力计算点
产生的附加应力 m等于8时桩基对应力计算点
1.765586 括号外
计算点离第K根桩身轴线的水平距离r =
0 n=
0 分项一
计算点离承台底面的竖向距离z =
14.16 A=
0.765586 分项二
桩长Lj=
8.02 B=
2.765586 分项三
准永久组合荷载Qj
1372 F=
1.765586 分项四
各桩基对应力计算点产生的附加应力 8.518574
基本参数 计算点处地基土的泊松比ν= 计算点离第K根桩身轴线的水平距离r = 计算点离承台底面的竖向距离z = 桩长Lj= 准永久组合荷载Qj 各桩基对应力计算点产生的附加应力
中间参数
Ip=
0.35 m=
1.778894 括号外
3.45 n=
0.433417 分项一
14.16 A=
0.891362 分项二
各桩基对应力计算点产生的附加应力 6.248785
分项五 -0.63324 分项六 1.50763
基本参数 计算点处地基土的泊松比ν= 计算点离第K根桩身轴线的水平距离r = 计算点离承台底面的竖向距离z = 桩长Lj= 准永久组合荷载Qj 各桩基对应力计算点产生的附加应力
中间参数
Ip=
0.35 m=
基础工程之桩基础沉降的计算
m
re
d n d 2 m 4
2
学习文档
群桩效应系数的计算（2）
以群桩中各桩中心为圆心，以re为半径作圆，由各园 的相交点作矩形（或以二排桩之间的中点作纵横向 中心线形成以各桩为重心的矩形），矩形面积与圆 面积之比，即负摩阻力的群桩效应系数。
n
Ar Ae
sax say
d
n m
d 4
桩基础沉降的计算
单桩沉降的组成
桩顶沉降
桩身弹性压缩引起
桩端沉降
桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以压力扩散 角向下传递，致使桩端下土体压缩而产生的桩端 沉降；
桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端沉降。
2
学习文档
常用计算方法
1）荷载传递法 2）弹性理论法 3）剪切变形传递法 4）有限单元分析法 5）其他简化方法
假想实体深基础法 明德林（Mindl源自n)方法2学习文档
实体深基础法考虑扩散作用
Fk
Fk
p p (d l )
0k
k
m
d
α=
φ 4
Gk
F
d
G'
p k
k
k
qsia
A qsia
l
Gk
b0+2ltanφ4
a0
Gfk
l
A (b 2ltg )(a 2ltg );
0
0
4
a0、b0 群桩外缘长短边的长度
2
学习文档
(3) 对于桩身配筋率小于0.65％的灌注桩，取单桩水平静载试 验的临界荷载（的75%）为单桩水平承载力特征值。
(4) 当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下列公式估算桩身 配筋率小于0.65％的灌注桩的单桩水平承载力特征值；
桩基沉降量计算
桩基沉降量计算（一）荷载传递法1、荷载传递法的原理荷载传递分析法是指，承受竖向压力的单桩通过桩侧摩阻力和端摩阻力将荷载传递扩散到地基土中，根据桩侧摩阻力和端阻力分布函数求解单桩沉降。
因此，确定荷载传递函数就成为此法的关键步骤，即确定桩侧摩阻力q与桩侧λ移S的函数，称作荷载传递函数。
根据确定的桩侧和桩底荷载的传递函数，得出荷载传递法的函数方程：其中：U——单桩截面周长；Ap、Ep——单桩截面面积和弹性模量；——桩侧摩阻力。
2、分析评价及改进荷载传递法概念清晰，适用范Χ广，计算简单方便，担它不能计算土体由桩侧荷载在桩端平面以下产生的压缩量，因而无法确定由于土体压缩而产生的桩端沉降S1 ，阳吉宝在[文献1]中提出了一种改进方法，按照该方法，即可弥补现有荷载传递法δ考虑桩侧摩阻力对桩端沉降的贡献的不足。
该法计算简单方便，相互之间有可比性，降低了因土体参数选取不同所产生的人为误差。
（二）弹性理论法1、弹性理论法基本原理弹性理论法假设地基土是均匀、连续、各向同性的线弹性半空间体，根据弹性理论方法来研究单桩在竖向荷载作用下桩土之间的作用力与λ移之间的关系，进而得到桩对土，土对桩的共同作用模式。
2、分析评价及改进弹性理论法认为桩身λ移等于毗邻土体λ移，桩--土之间不存在相对λ移。
但大量工程实践表明，单桩在外荷载作用下，由于桩侧摩阻力和桩端摩阻力对半无限空间土体的作用使土体产生了弹性压缩，从而使桩伴随着周Χ土体产生了共同的弹性压缩变形，当荷载达到使桩侧土体处于塑性变形的临界值时，桩端阻力发挥作用并产生桩端刺入沉降。
此时桩-土沿桩长产生相对滑移，又增加一项桩土相对滑移沉降。
所以弹性理论法认为桩-土之间?有滑移，是不符合实际的。
刘绪普在[文献2]中，由弹塑性理论建立了桩端阻力与桩端刺入沉降的关系公式，使单桩P—S曲线的全过程得以完整地描述。
（三）剪切λ移法1、基本原理图1为Cooke（1947）提出的剪切λ移法计算单桩沉降的物理模型，他认为，在工作载荷作用下，桩和桩侧土的λ移相等，桩沉降时周Χ土体亦随之发生剪切变形，剪应力从桩侧表面沿径向向四周扩散到周Χ土体中，剪应力随离开桩侧距离的增大逐渐减小，剪切λ移相对减少，在单桩周Χ形成?斗状λ移分布。
桩基沉降计算
筒仓桩基沉降计算计算依据1、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-20082、《益海嘉里（哈尔滨）食品工业有限公司项目场地岩土工程勘察报告》(详细勘察)核工业工程勘察院，2010.6一、荷载1、恒载229600kN2、粮食328000kN准永久组合459200kN等效作用面积筏板BC27.92mLC65.3m桩长l25m承台厚度h2m承台底面荷载效应准永久组合附加值p259.4681685等效作用面以上土重911588kN等效作用面底的土自重应力450kPa等效作用面底的附加应力P0259.4681685kPa2、沉降计算2.1计算深度确定根据桩基规范5.5.8条бz≤0.2бc计算深度Z240.2бc176.4将等效作用面划分为4个矩形a=Lc/232.65b=Bc/213.96a/b 2.3Z/b 1.7根据规范附录D，附加应力系数а0.14335查表бz=4*а*б=148.7790478满足要求2.2桩基等效沉降系数桩总数n400nb=(n*Bc/Lc)^0.513.07769222根据附录ESa= 1.5d=0.5Sa/d=3L/d=50Lc/Bc= 2.3查表确定，C0,C1,C2C00.0792C1 1.7637C29.7756ψe=C0+(nb-1)/(C1*(nb-1)+C2)=0.4678373272.3中点沉降计算按照5#钻孔进行计算计算深度范围内土层12土性粉质粘土粉砂厚度（m）420等效作用面底的附加应力P0259.4681685259.4681685等效作用面底的土自重应力450450土层底土自重应力522882土层底土自重应力+附加应力781.46816851141.468169Es(MPa) 5.5513.8a32.6532.65b13.9613.96a/b 2.3 2.3Z/b0.3 1.7查表，该层土附加应力系数а0.24650.15455Ai0.986 2.7232Ai/Es0.1776576580.197333333计算深度内ES的当量值 9.891437632沉降经验系数ψ为 1.2查表，该层土平均附加应力系数ā00.2491380.2049754*ā00.9965520.8199考虑第2组筒仓，平均附加应力系数00总的平均附加应力系数0.9965520.8199Zi*āi 3.98620819.6776Z i*āi-Z i-1*āi-1 3.98620815.691392(Z i*āi-Z i-1*āi-1)/Es0.0007182360.001137057Σ(Zi*āi-Zi-1*āi-1)/Es0.001855293总沉降量s=ψ*ψe*P0*Σ(Zi*āi-Zi-1*āi-1)/Es270.2543689mm。
沉降计算Word版
&2垂直荷载地基应力σp(一)计算图式如图[1]1.空心桩外荷载P=40547（KN ）i.50m T 梁支座反力 P 1=36960（KN ） ii.长16.60m 冒 梁 P 2=2291 （KN ） iii. φ2.30m 双桥墩柱 P 3=1296 （KN ）2.空心桩自重G 桩=31490（KN ）G 1=15 4×2=308×[25KN/方]=7700（KN ）G 2=6 8 ×2=136×[25KN/方]=3400（KN ）G 3=62.7×4=250×[25KN/方]=6270（KN ）G 4=50.1×4=200×[25KN/方]=5000（KN ）G 5=9 5 ×4=380×[24KN/方]=9120（KN ）3.桩底垂直荷载（恒载）总和∑G 0=P+G=40547+31490=72037（KN ）(二)按土壤扩散角计算桩底应力1.如图4-2 土坡扩散角θ=4ϕ=154︒=3.75° 桩长16m 扩散角锥体底面直径如下：D=d+h ·tan θ=11+(16×0.0655) ×2=11+(1.05×2=2.10)=16.10（m ）A D =16.102×4π =204(m 2)2.地层不同深度的允许应力(JTGD63-2007)[f a ]=[ f a 0]+k 1r 1(b-2)+ k 2r 2(h-3) --(3.3.4)粉粘土承载力基本容许值[ f a 0]=0.20（MPa ）=200(KN/m 2)宽度修正系数k 1=0 深度修正系数k 2=1.5基底埋置深度h=16（m ）[ f a h ]=0.200+1.5×1.97×(16-3)=0.200+0.38=0.58（MPa ）=580（KN/m 2）3.挖孔桩外形体积∑V g =1957(方)V 1=φ1 4 ×2=154×2=308（方）V 2=φ13.5×2=143×2=286（方）V 3=φ1 3 ×4=133×4=531（方）V 4=φ1 2 ×4=113×4=452（方）V 5=φ1 1 ×4=9 5×4=380（方）4.桩长h=16m 中锥体体积V 0=141615420416286422φφ++=⨯=（方）土的体积V 土= V 0-V g =2864-1957=907(方)土重G 土=907 ×[19.7t/方]=17868(KN)5.桩端水平线上桩自重，垂直重量在直线D=16.10（m ）中的应力∑Q g =G 桩+ G 土=31490+17868=49358(KN)应力σg =gDQA ∑=49358204=242(KN/m 2)6.考虑桥墩及上部构造恒载后应力∑Q p = ∑Q g + P=49358+40547=89905(KN)σp = p D Q A ∑= 89905204=441(KN/m 2) ＜[580 KN/m 2]故安全。
附录R：桩基础最终沉降量计算
附录R 桩基础最终沉降量计算R.0.1 桩基础最终沉降量的计算采用单向压缩分层总和法：∑∑==∆=mj n i isj ij i j p jE h s 11,,,σψ (R.0.1)式中：s ——桩基最终计算沉降量(mm)；m ——桩端平面以下压缩层范围内土层总数；E sj,i ——桩端平面下第j 层土第i 个分层在自重应力至自重应力加附加应力作用段的压缩模量(MPa)；n j ——桩端平面下第j 层土的计算分层数；Δh j,i ——桩端平面下第j 层土的第i 个分层厚度(m)；σj,i ——桩端平面下第j 层土第i 个分层的竖向附加应力(kPa)，可分别按本附录第R.0.2条或第R.0.4条的规定计算；ψp ——桩基沉降计算经验系数，各地区应根据当地的工程实测资料统计对比确定。
R.0.2 采用实体深基础计算桩基础最终沉降量时，采用单向压缩分层总和法按本规范第5.3.5条～第5.3.8条的有关公式计算。
R.0.3 本规范公式(5.3.5)中附加压力计算，应为桩底平面处的附加压力。
实体基础的支承面积可按图R.0.3采用。
实体深基础桩基沉降计算经验系数ψps 应根据地区桩基础沉降观测资料及经验统计确定。
在不具备条件时，ψps 值可按表R.0.3选用。
注：表内数值可以内插。
图R.0.3 实体深基础的底面积R.0.4 采用明德林应力公式方法进行桩基础沉降计算时，应符合下列规定：1，采用明德林应力公式计算地基中的某点的竖向附加应力值时，可将各根桩在该点所产生的附加应力，逐根叠加按下式计算：()∑=+=nk k zs k zp i j 1,,,σσσ (R.0.4-1)式中：σzp,k ——第k 根桩的端阻力在深度z 处产生的应力(kPa)：σzs,k ——第k 根桩的侧摩阻力在深度z 处产生的应力(kPa)。
2，第k 根桩的端阻力在深度z 处产生的应力可按下式计算；k p k zp I l Q,2,ασ=(R.0.4-2)式中：Q ——相应于作用的准永久组合时，轴心竖向力作用下单桩的附加荷载(kN)；由桩端阻力Q p 和桩侧摩阻力Q s 共同承担，且Q p =αQ ，α是桩端阻力比；桩的端阻力假定为集中力，桩侧摩阻力可假定为沿桩身均匀分布和沿桩身线性增长分布两种形式组成，其值分别为βQ 和(1-α-β)Q ，如图R.0.4所示； l ——桩长(m)；I p,k ——应力影响系数，可用对明德林应力公式进行积分的方式推导得出。
第八章 桩基础沉降的计算(4)
第4节 桩基础沉降的计算
第4节 桩基础沉降的计算
一、桩基础沉降变形的指标： 1、沉降量； 2、沉降差； 3、整体倾斜：建筑物桩基础倾斜方向两端 点的沉降差与其距离的比值； 4、局部倾斜：墙下条形承台沿纵向某一长 度范围内桩基础两点的沉降差与其距离的比 值。
第4节 桩基础沉降的计算
三、建筑物桩基的变形允许值
变形特征 砌体承重结构基础的局部倾斜 各类建筑相邻柱（墙）基的沉降差 1. 框架、框剪、框筒结构 2. 砌体墙填充的边排柱 3. 当基础不均匀沉降时不产生附 加应力的结构 单层排架结构（柱距为6m）柱基的 沉降量（mm） 容许值 0.002
0.002l0 0.0007 l0 0.005 l0 120
s
i 1
n
zi zci
Esi
n
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zi ki pc,k
k 1
单桩、单排桩、疏流复合桩基础的最终沉降计算深 度 zn ，可按应力比法确定，即 zn 处由桩引起的附加 应力 σz由承台土压力引起的附加应力 σzc与土的自重 应力σc应符合下式要求。
四、桩基础沉降量的计算 对以下桩基础应进行沉降验算：①地基基础 设计等级为甲级的建筑桩基础；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础；③软土地基多 层建筑减沉复合疏桩基础. 计算桩基础沉降时，最终沉降量宜按单向 压缩分层总和法计算
第4节 桩基础沉降的计算
等代墩基的分层总和法是计算桩基变形的 一种常用方法。该方法忽略桩、桩间土 和承台构成的实体墩基变形，不考虑桩 基侧面应力扩散作用，认为桩基础沉降 只是由桩端平面以下各土层的压缩变形 构成。
j 1 m
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jIp,ij1 j Is,ij
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2、单桩、单排桩、桩中心距大于6倍桩径的桩基础 沉降计算
（2）承台底地基分担荷载的复合桩基础。将承台底 土压力对地基中某点产生的附加应力按布辛奈斯克 解，与基桩产生的附加压力叠加，采用单向压缩分 层总和法计算土层的沉降，并计入桩身压缩se，桩 基础的最终沉降量可按下式计算。
120
桥式吊车轨面的倾斜（按不调整轨道考虑） 纵向 横向
多层和高层建筑基础的倾斜 Hg≤24
24＜Hg≤60 60＜Hg≤100
Hg＞100 体形简单的剪力墙结构高层建筑桩基最大
沉降量（mm）
高耸结构桩基的整体倾斜 Hg≤20
20 ＜Hg≤ 50 50 ＜Hg≤100 100＜Hg≤150 150 ＜Hg≤200 200 ＜Hg≤250 高耸结构基础的沉降量（mm）
计算深度zn按σz＝0.2σcz确定。 p0j组──合角的点附法加计压算力对；应的第j块矩形底面长期效应
Esi──桩端平面以下第i层土的压缩模量 z ij z(i1) j ──桩端平面第j块荷载至第i层土、第i-1层土
底面的距离；
ij (i1) j ──桩端平面第j块荷载至第i层土、第i-1层土
第4节 桩基础沉降的计算
一、桩基础沉降变形的指标： 1、沉降量； 2、沉降差； 3、整体倾斜：建筑物桩基础倾斜方向两端 点的沉降差与其距离的比值； 4、局部倾斜：墙下条形承台沿纵向某一长 度范围内桩基础两点的沉降差与其距离的比 值。
第4节 桩基础沉降的计算
二、桩基础变形指标的选用： 1、由于土层厚度与性质不均匀、荷载差异、体型 复杂、相互影响等因素引起的地基沉降变形，对于 砌体承重结构应由局部倾斜控制； 2、对于多层或高层建筑和高耸结构应由整体倾斜 控制； 3、对其结构为框架、框架-剪力墙、框架-核心筒 结构时，尚应控制柱（墙）之间的差异沉降
第4节 桩基础沉降计算
三、建筑物基的变形允许值
变形特征
砌体承重结构基础的局部倾斜 各类建筑相邻柱（墙）基的沉降差 1. 框架、框剪、框筒结构 2. 砌体墙填充的边排柱 3. 当基础不均匀沉降时不产生附
加应力的结构
单层排架结构（柱距为6m）柱基的 沉降量（mm）
容许值 0.002
0.002l0 0.0007 l0 0.005 l0
e C0C1(nnbb 1)1C2
nb nBc Lc
小
E（s M
Pa）
于 等 于
10
桩基沉降计算经验系数
大 于 15 20 35 等 于 40
1.2
0.9
0.6 5
0.5 0
0.4 0
1、桩中心距不大于6倍桩径的桩基础沉降计算
m──角点法计算对应的矩形荷载分块数； n──桩基沉降计算深度范围内划分的土层数，
底面深度范围内的平均附加应力系数，可按 《建筑地基基础设计规范》(GB2019-50007)附 录十采用。
（2）计算矩形桩基础中点沉降时，桩基础沉降量 可按下式简化计算
S＝ es'＝ 4 ep0i n1Zi i E Z si i1 i 1
（3）桩基础沉降计算深度应按应力比法确定，即计算 深度处的附加应力与土的自重应力应付下式要求
Hg≤100 100＜Hg≤200 200＜Hg≤250
0.004 0.003
0.004 0.003 0.0025 0.002
200
0.008 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002
350 250 150
第4节 桩基础沉降的计算
四、桩基础沉降量的计算
对以下桩基础应进行沉降验算：①地基基础 设计等级为甲级的建筑桩基础；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础；③软土地基多 层建筑减沉复合疏桩基础.
z 0.2 c
m
z j p 0 j j 1
2、单桩、单排桩、桩中心距大于6倍桩径的桩基础 沉降计算
（1）承台底地基不分担荷载的桩基础。将沉降计算 点水平面影响范围内各基桩对应力计算点产生的附 加压力叠加，采用单向压缩分层总和法计算土层的 沉降，并计入桩身压缩se，桩基础的最终沉降量可 按下式计算。
第4节桩基础沉降计算
桩基础沉降计算示意图 图4-26 桩基础沉降计算示意图
1、桩中心距不大于6倍桩径的桩基础沉降计算
── 桩基沉降计算经验系数；
e ── 桩基等效沉降系数。定义为群桩基础按明
德 林 解 计 算 沉 降 量 sM 与 布 氏 解 计 算 沉 降 sB 之
比，,即可按公式简化计算；
（1）最终沉降量计算采用等效作用分层 总和法的计算模式如图所示。等效作用 面位于桩端平面，面积为桩承台的投影 面积，桩端平面的附加压力近似取承台 底附加压力，桩端平面以下地基附加应 力按布辛奈斯克解计算。
s
es'
emp 0j nzij
j 1 i 1
ij z(i 1 )j E si
(i 1 )j
n
s
i1
zi Esi
zc i zi
se
n
zi p ki c,k k1
单桩、单排桩、疏流复合桩基础的最终沉降计算深 度zn，可按应力比法确定，即zn处由桩引起的附加 应力σz由承台土压力引起的附加应力σzc与土的自重 应力σc应符合下式要求。
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谢谢！
计算桩基础沉降时，最终沉降量宜按单向 压缩分层总和法计算
第4节 桩基础沉降的计算
等代墩基的分层总和法是计算桩基变形的 一种常用方法。该方法忽略桩、桩间土 和承台构成的实体墩基变形，不考虑桩 基侧面应力扩散作用，认为桩基础沉降 只是由桩端平面以下各土层的压缩变形 构成。
第4节 桩基础沉降的计算
1、桩中心距不大于6倍桩径的桩基础沉 降计算