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基础工程设计原理
任课教师：魏焕卫
山东建筑大学土木工程学院2010-2011学年第2学期
土木工程学院
精选课件
第4章：桩基花式、行列式和环状排列
采用不等距排列时，宜采用外密内疏的布置方式
桩布置的构造要求
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竖向荷载下的群桩效应
基本概念
群桩基础：由2根以上的桩组成的桩基成为群桩基础。
基桩：群桩基础中的单桩。
群桩效应：群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用，使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，群桩基础的承载力（Qg）往往不等于各单桩承载力之和（∑Qi），称其为群桩效应。
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竖向荷载下的群桩效应
群桩效应系数：用以衡量群桩基础中各根单桩的平均承载力因群桩效应比独立单桩而降低或提高幅度的指标。
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1. 端承型群桩基础
端承型群桩基础中的各单桩的工作性状接近于独立单桩；群桩的承载力等于各单桩承载力之和，群桩效应系数
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2. 摩擦型群桩基础
承台底面脱地的情况（非复合桩基）
桩端平面附加应力扩散直径：
当桩距时，桩周扩散应力相互叠加而增大。摩擦型群桩的沉降大于独立单桩，群桩效应系数可能大于1，也可能小于1。
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承台底面贴地的情况（复合桩基）
承台贴地的桩基，通过承台底面的反力分担桩基荷载，分担荷载的作用是随着桩群相对于基土向下位移幅度的加大而增强的。
此时的群桩效应概括为
对桩侧阻力的削弱作用；
对桩端阻力的增强作用；
对基土侧移的阻挡作用。
承台效应
2. 摩擦型群桩基础
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桩基技术规范（2008）的规定
美国、英国规范规定，当桩距sa≥3d 时不考虑群桩效应。我国规范规定的最小桩距除桩数少于3 排和9 根桩的非挤土端承桩群桩外，其余均不小于3d。
鉴于此，2008桩基规范在设计中不再考虑侧阻和端阻的群桩效应。这样处理，方便设计，多数情况下可留给工程更多安全储备。
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这里桩间距取3d，，桩边缘距离承台边缘取200mm
例：某柱基承受的轴心荷载Fk=1050kN，Mk=，地基土为淤泥及中砂，水位在地面，地基土参数如图所示。试设计桩基础
（10）桩的布置
解：
确定承台的尺寸
单桩承载力的验算
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中心荷载
1、群桩中单桩承载力验算
偏心荷载
实
际
分
布
F
G
假设的分布
桩基础的验算
水平荷载
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F
G
My
Mx
9
8
7
2
1
6
3
4
5
X
Y
x7
y7
偏心荷载
桩基础的验算
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2、单桩承载力抗震验算
抗震设防区的桩基，应进行下列抗震验算：
轴心竖向力作用的桩基：
偏心竖向力作用的桩基：
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例：某柱基承受的轴心荷载Fk=1050kN，Mk=，地基土为淤泥及中砂，水位在地面，地基土参数如图所示。试设计桩基础
（11）桩基础承载力验算
解：
桩顶荷载平均
桩顶荷载最大
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桩承台的设计
承台的作用
将各桩联成一个整体，把上部结构传来的荷载转换、调整、分配于各桩。
承台设计应按现行《混凝土结构设计规范》进行进行受弯、受冲切、受剪切和局部承压承载力计算。
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桩承台的设计
桩基承台的分类
柱下独立承台
柱下或墙下条形承台
筏板承台
箱形承台
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构造要求
形状:方,矩型,三角形,多边形,圆形
最小宽度 50 cm
最小厚度 30 cm，埋深同浅基
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构造要求
桩嵌入承台大桩10 cm,小桩5 cm
混凝土标号C20,保护层7cm（无垫层），5cm（有垫层）
配筋要求：直径12 mm，间距≤200mm
>5、10 cm
承台
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构造要求
钢筋伸入承台长度
主筋为HPB235：:30d
主筋为HRB335：:35d
主筋为HRB400：:40d
抗拔桩主筋：40d
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构造要求
钢筋伸入承台长度
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钢筋伸入承台长度
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构造要求
钢筋伸入承台长度
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构造要求