4.4、4.5、4.6桩基沉降、负摩阻力、水平承载力

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1、随着建筑物越来越高大，所遇到的地质条件日趋复杂，特别是考虑桩间土承担一部分荷载后，沉降已成为一个控制条件，使得桩基沉降计算成为桩基设计的一个重要内容。4.4桩基础沉降的计算地基基础设计等级为甲级建筑物的桩基。体型复杂或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级建筑物桩基。对沉降有严格要求的建筑物桩基。摩擦型桩基。桩基础沉降的计算范围需要进行沉降计算：嵌岩桩、设计等级丙级建筑物桩基，对沉降无特殊要求的条形基础下不超过两排桩的桩基。吊车工作制级别A5级A5以下的单层工业厂房桩基（桩端下为密实土层）。不需要沉降计算的

2、情况：变形特征值桩基变形可用下列指标表示：沉降量、沉降差、倾斜。计算桩基础变形时，变形指标可按下述规定选用：对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制。桩基变形容许值同浅基础规定。变形特征容许值砌体承重结构基础的局部倾斜0.002工业与民用建筑相邻柱基的沉降差（1）框架结构（2）砖石墙填充的边排柱（3）当基础不均匀沉降是不产生附加应力的结构0.002l00.007l00.005l0单层排架结构（柱距为6m）柱基的沉降量（mm）120桩

3、基变形容许值4.4.1单桩沉降的计算在竖向荷载作用下单桩沉降由三部分组成：（1）桩身弹性压缩引起的桩顶沉降；（2）桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以压力扩散角，致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降；（3）桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端沉降。目前单桩沉降计算方法主要有下述几种：（1）荷载传递分析法；（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。这些计算方法的详尽介绍参见有关书籍。4.5桩的负摩问题负摩阻正摩阻(1)桩周附近地面大面积堆载(2)大面积降低地下水位(3)欠固

4、结土,新填土(4)湿陷性黄土遇水湿陷(5)砂土液化、冻土融解负摩阻4.5.1负摩擦的产生条件引起桩侧负摩阻力的条件是，桩侧土体下沉必须大于桩的下沉。负摩擦力的确定：负摩阻力成为荷载的一部分对于下部为岩石的端承桩,可能全桩为负阻力,对于一般桩,因为桩土都有变形,视二者的相对位移量和方向4.5.2负摩擦力的计算QnNl=Q+(Qn-Qs)Qn-QsQsO1—中性点Qn—下拉荷载单桩产生负摩阻力时的荷载传递（1）中性点的位置影响因素：与桩周土的性质和外界条件(堆载、降水、浸水等）变化有关。（2）负摩阻力强度（3

5、）下拉荷载计算2.群桩负摩阻力计算群桩中任一基桩的下拉荷载4.5.3解决方法：1）通过计算预估下沉的沉降量。2）在预制桩表面涂一层薄层沥青3）灌注桩在桩土之间加一层土浆，减少摩擦力。4.6桩的水平承载力桩基受水平荷载：风荷载地震作用、机械制动力、土压力、水压力、波浪、撞击等。桩型：斜桩、竖直桩。当水平荷载与竖向荷载的合力与竖直线的夹角不超过5度时，竖直桩的水平承载力可以满足要求。4.6.1水平荷载下桩的工作性状桩在水平荷载下承载能力极限状态：（1）桩身在水平荷载下破坏。（2）桩顶水平位移超过建筑物允许变形

6、值。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意影响桩基水平承载力因素：桩的断面尺寸、刚度、材料强度、入土深度、间距、桩顶嵌固程度、土质条件、上部结构水平位移允许值。刚性桩：桩的水平承载力主要由桩的水平位移和倾斜控制。（图（a））水平变形系数，其单位是1/m。桩的刚度与换算深度的影响称为刚性桩。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意柔性桩：桩身在某处产生较大弯矩，可能出现屈服。桩的水平承载力主要由桩的水平位移和桩的材料强度控制。半刚性桩、柔性桩统称为柔性桩（图（b））称为半刚性桩。称为柔性桩。H0H0(a)(b)桩水平

7、受荷示意单桩的水平承载力的确定方法有：理论分析、静载试验。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意4.6.2水平受荷弹性桩的计算1.基本假定线弹性地基反力分析法：σx=KxxKx—地基水平抗力系数，根据Kx的假定不同，可分为以下四种方法:H0H0xt图4-23地基水平抗力系数的分布图式Kx=kh（a）常数法Kx=kt（b）”k”法Kx=mz（c）”m”法Kx=cz0.5（d）”c值”法①常数法：常数法假定地基系数Kx沿深度为均匀分布，不随深度而变化，即Kx＝Kh，(kN／m3)为常数。H0xtKx=kh（a）常

8、数法②“K”法：假定在桩身挠曲曲线第一挠曲零点所示深度处以上地基系数Kh随深度增加呈凹形抛物线变化；该点以下，地基系数Kh不再随深度变化而为常数Kh＝K。Kx=kt（b）”k”法H0xt③“m”法：假定地基系数Kx随深度成正比例地增长．目前我国应用较多，Kx=mz。H0xtKx=mz（c）”m”法④“c值”法：假定地基系数Kh随着深度成抛物线规律增加，即Kh=cz1/2，c为常数，随土类不同而异。在我国多用于公路交通部门。H0