《桩基础的设计计算》PPT课件

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1、第四章：桩基础的设计计算1.单排桩基桩内力和位移计算2.多排桩基桩内力和位移计算3.群桩基础的竖向分析及其验算4.承台的计算5.桩基础的设计1．单排桩基桩内力和位移计算基本概念考虑桩土共同作用，将桩看成弹性地基上的梁，用文克尔地基模型计算梁上任一点的位移与内力。简称弹性地基梁法，利用该法计算时需要解决的问题：横轴向荷载作用下土中基桩的挠曲变形计算；桩挠曲变形后桩周土的土抗力计算。基本计算假定弹性地基梁假定——桩周土看成弹性介质，桩看成支承在弹性介质上的有限或无限长梁；文克尔地基模型——桩在某深度处挠度与该处土抗力之间的关系符合文克尔地基模型

2、。σzx——横向土抗力；C——地基系数；xz——深度z处的横向位移；土的弹性抗力及其分布规律地基系数C的物理意义及影响因素物理意义——单位面积土在弹性范围内产生单位变形时所需要施加的力。影响因素——土的类别与性质、深度、桩截面、桩距、荷载性质等。地基系数C的分布规律地基系数随深度变化的一般表达式：m——地基系数随深度变化的比例系数；z0——常数，一般土质z0=0；z——地面或最大冲刷线以下地基系数计算点的深度；n——随不同计算假定而设置的指数。“m”法假定——“K”法假定——地基系数C沿深度分两段变化，在桩身第一挠曲零点以上按凹形抛物线变化

3、（n=2），以下为常数K。“C”法假定——地基系数C沿深度分两段变化，，；的桩长段地基系数C取常数。“张有龄”法假定（常数法）——地基系数C沿深度不变为常数C=K0（n=0）。“m”法计算的基本假定和各计算参数的确定基本假定土为弹性介质，地基系数C在地面（最大冲刷线）处为0，随深度成比例增长；基础在产生挠曲变形时，在挠曲变形平面内基础与土之间的粘结力和摩擦力均不考虑；在水平力和竖向力作用下，任何深度处土的压缩性均用地基系数表示，即根据地基系数的物理概念，计算土的弹性压缩变形；桩的入土深度h≤2.5/α，按刚性桩计算，桩的入土深度h＞2.5/

4、α，按弹性桩计算。h——地面（无冲刷）或最大冲刷线以下桩的入土深度；α——土中桩的变形系数，计算参数的确定地基土的比例系数m和m0地基土比例系数m可通过试验实测确定，无试验资料时可按P.103表3-16取用（新规范有部分修改）。m用于计算桩侧水平方向的地基系数：C=mzm0用于计算桩底面竖直方向的地基系数：C0=m0hm值的计算深度——试验表明，靠近地面浅层土的性质，对桩顶水平位移影响较大，即对桩身内力影响大的是上层土的m，计算中选取的m值是在一定的深度范围内的m值：土名m和m0（kN/m4）流塑性粘土IL>1.0，软塑粘性土1.0≥IL>

5、0.75，淤泥3000~5000可塑性粘土0.75≥IL>0.25，粉砂，稍密分土5000~10000硬塑性粘土0.25≥IL>0，细砂，中砂，中密粉土10000~20000坚硬，半坚硬粘性土IL≤0，粗砂，密实粉土20000~30000砾砂，角砾，圆砾，碎石，卵石30000~80000密实卵石夹粗砂，密实漂、卵石80000~120000非岩石类土的m值和m0值刚性桩：hm=h弹性桩：hm=2(d+1)hm——地面或最大冲刷线以下选取m值的深度；h——刚性桩在地面或最大冲刷线以下的埋深；d——桩的直径。分层地基的m值在m值的计算深度hm范围

6、内有两层土时，将不同土层的m值换算成一个m值，作为整个深度的m值。地面或局部冲刷线m1h1m2h2m2(h1+h2)hhmh1h2l0m0（桩底面地基土的竖向比例系数）的取值h≤10m，C0=10m0（与水平土抗力不同，地面至10m深度处土竖向土抗力几乎不变）；h＞10m，C0=m0h（竖向土抗力与水平土抗力几乎相等）；岩石地基的地基系数C0不随岩石层面的埋置深度而变，按P.104表3-17取值。水平土抗力在地面处为0桩的计算宽度b1由于土体间的粘结挤密作用，使桩身宽度以外一定范围土体也参与作用，计算桩的内力与位移时不直接采用桩的设计宽度（

7、直径），而是换算成实际工作条件下相当于矩形截面桩的宽度b1，b1称为桩的计算宽度（新规范）。当d≥1.0时当d<1.0时kf——形状换算系数，视水平力作用（垂直于水平力作用方向）而定（见P.105表3-18）k——平行于水平力作用方向的桩间相互影响系数d——桩径或垂直于水平外力作用方向桩的宽度多排桩在外力作用平面内有多根桩，各桩受力相互影响，其影响与桩间净距L1有关。单排桩或L1≥0.6h1的多排桩k=1.0；L1＜0.6h1的多排桩h1——地面或最大冲刷线以下桩柱计算埋入深度：h1=3(d+1)；但h1值不得大于桩的入土深度（h）；L1—

8、—与外力作用方向平行的排桩桩间净距；梅花形布桩时，若相邻两排桩中心距c小于（d+1）m时，可按水平力作用面各桩间的投影距离计算。Hc