桩承载力总结、群桩效应、减沉桩

一般大于6d
> 6d
承载力： R群 nR单

l
沉降：
S群 S 单
群桩效应系数：
1
D
D d 2l tan
（2）承台底面贴地的情况（复合桩基）
复合基桩：桩基在荷载作用下，由桩和
承台底地基土共同承担荷载，构成复合
桩基。复合桩基中基桩的承载力含有承 台底的土阻力。称之为复合基桩。
目前工程上考虑群柱效应的方法有两种： 一种是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和端阻力分别乘以群桩效应系数。 《桩基规》 另一种是把承台、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。《地基基础设计规范》
4.3.4 减沉桩基
减沉桩基概念 减沉桩基设计：
土
桩土相对 变形小
沉降：
S群 S 单
群桩效应系数：
1
岩石
2.摩擦型群桩基础：
（1）承台底面脱地的情况（非复合桩基）
① 承台刚度的影响
F
G
趋势
实 际 分 布
②基土性质的影响 挤土桩（s=3~4d）： 砂土,非饱和土和一般粘性土,填土有挤 密作用,使承载力增加。 饱和粘土,超静孔压积累,地面上浮,先 入桩上浮,土层扰动,使承载力降低。
探头阻力加权平均值，再与桩端平面以下1d范围内的探头阻力进行平均；
a
桩端阻力修正系数，对粘性土、粉土取2/3，饱和砂土取1/2；
f ai 第i层土的探头平均侧阻力（KPa）；
u p 桩的周长；
i 第i层土桩侧阻力综合修正系数，按下式计算：
粘性土：
i 10.04( f ai )
体临空面。
《桩基规范》推荐经验公式法确定单桩承载力标准值规定 （1）一般预制桩及中小直径灌注桩 对直径<800㎜的预制桩和灌注桩，单桩竖向极限承载力标准 值 Quk ：
Quk Qsk Q pk u p qsik li q pk Ap
（2）大直径桩（d≥800㎜） 公式： Quk Q sk Q pk u p si q sik l si p q pk A p
非挤土桩、部分挤土桩（s=3~4d）： 基土性质的影响小
③桩距s的影响：→主要影响因素 s=3~4d
1
桩侧土应力叠加，提高侧阻。 桩端土应力叠加,提高端阻;但总 的沉降增加。
1 桩侧土应力叠加严重，桩侧土 下移，降低侧阻。 桩端土应力叠加严重,降低端阻; 总的沉降加剧。
S＜3~4d
S＞D
1. 静载荷试验
获得单桩承载力最可靠的方法
主梁 次梁 千斤顶 百分表 锚筋 锚桩 基准柱
2.
按土的抗剪强度指标确定
公式：
Qu u p c ai l i c u N c A p
3. 按经验公式确定
见《地基基础规范》、《桩基规范》规定。
《地基基础规范》规定
《地基基础规范》指出：单桩竖向承载力特征值的确定应符合 下列规定：
1.桩身强度按桩顶荷载设计值验算。
2. 桩土荷载分配应按上部结构与地基共同作用分析。
3. 桩端进入好土层，满足软弱下卧层承载力要求。 4. 桩距s：4d~6d.
单桩竖向承载力的确定
取决于两个方面：
桩身材料强度 地层支承力
极限承载力： Qu Q su Qbu 承载力特征值： Ra Qu / K Q su / K s Qbu / K p 安全系数K=2
单桩竖向承载力总结
单桩竖向承载力特征值确定方法:
静载荷试验 按土的抗剪强度指标确定 按经验公式确定
设计时注意： 承台分担荷载是以桩基的整体下沉为前提。 下列情况不能考虑承台的荷载的分担效应： ①承受经常出现的动力荷载（例铁路桥梁桩 基） ②承台下存在可能产生负摩擦力的土层。（例如：欠固结
土、新近填土、湿陷性黄土、软土，降水地基和抽取水、 油、气等地区）。
③在饱和软土中沉入密集群桩，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。
也可根据室内岩石饱和单轴抗压强度标准值按下式确定：
Ra r f rk
ψr—折减系数，根据岩石的完整程度由地区经验确定。 无经验时，对于完整岩体可取0.5；对于较完整岩体可取 0.2~0.5
（4）嵌岩灌注桩桩端以下三倍桩径范围内应无软弱夹层、 断裂破碎带和洞穴分布；并应在桩底应力扩散范围内无岩
补充： 按动力试桩法确定
高应变（大应变）：测定桩的极限承载力。 低应变（小应变）：测定桩的质量和完整率。 此方法现阶段只起检测和检验作用，确定桩的承载力是 一个发展方向。
抗拔桩的承载力浮力,风荷载
1 2 现场抗拔试验 公式
TK i q si u i l i
抗拔折减系数i： 砂土0.5-0.7; 粉土、粘性土0.7-0.8.
当群桩基础呈整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值 Tgk可按群桩外围周长范围的抗拔承载力再除以桩数。
《地基基础规范》和《桩基规范》关于单桩承载力的规定 是不同的。注意二者的区别。
4.3.3 竖向荷载下的群桩效应
问题
单桩承载力加 起来等于群桩 承载力？
群桩基础中桩的极限承载力确定极为复杂，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。
（3）嵌岩桩
嵌岩单桩的极限承载力标准值Quk 是由桩周土总侧阻力 Qsk 、嵌 岩段总侧阻力 Qrk和总端阻力Q pk 三部分组成。
公式：
Quk Q sk Qrk Q pk u p si q sik l i u p r f rc hr p f rc A p
补充： 按静力触探法确定 公式： Quk aqc Ap u p li i f ai 式中：qc 桩端平面上、下探头阻力（KPa），取桩端平面以上4d范围内
影响因素：桩顶荷载、l/d、土质、承台
刚度、及桩群的几何特征。
承台底面贴地引起的群桩效应可概括为四方面：
①承台下移，承台可部分承受荷载； ②承台下移，对桩侧阻力的消弱作用；
③对桩端阻力的增强作用；
④对基土侧移的阻挡作用；
承台底反力的分布内区和外区是不同的。
A
i c
Ace
qck Ac Qck n
（1）单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。 单桩竖向承载力特征值取单桩竖向静载荷试验所得单桩竖向极 限承载力除以安全系数2。 （2）地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探及 标准贯入试验参数确定。
（3）初步设计时单桩竖向承载力特征值
Ra q pa Ap u p qsia l i
0.55
砂性土：
i 5.Biblioteka 5( f ai )0.45
（4）《桩基规范》规定，确定单桩竖向极限承载力标准值尚 需满足以下规定： ①一级建筑桩基应采用现场静载荷试验，并结合静力触探、 标准贯入试验等原位测试方法综合确定； ②二级建筑桩基应根据静力触探、标准贯入试验、经验参数 等估算，并参照地质条件相同的试桩资料综合确定。无可参 照的试桩资料或地质条件复杂时，应由现场静载荷试验确定； ③三级建筑桩基，如无原位测试资料，可利用承载力经验公 式。
群桩效应概念：
由于承台、桩、土的相互作用，群桩基础中的 一根桩的受力特性与相同条件独立单桩有显著 差别。
群桩效应系数：
R群 群桩的承载力 群 桩 各 单 桩 承 载 力 之 和 nR单
表
现：
R群＜nR单
＜1
承载力：
R群 nR单 1
S 群＞S 单
沉降：
S群 S 单
群桩效应分析： 1.端承型群桩基础： 承载力： R群 nR单
可按下式估算：
式中： q pa、qsia 桩端阻力、桩侧阻力特征值，由当地静 载荷试验结果统计分析算得。
当桩端嵌入完整及较完整的硬质岩石中，可按下式估算单桩 竖向承载力特征值：
Ra q pa A p
式中： q pa 桩端岩石承载力特征值，当桩端无沉渣时， 根据岩石饱和单轴抗压强度标准值确定，或按岩基载荷试验 确定。