群桩效应系数计算表
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群桩效应(Group Piles effects )在高层建筑基础设计时不能不考虑的就是群桩效应,群桩效应就是指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,承载力往往不等于各单桩承载力之和这一现象。
影响群桩效应的主要因素有两个:一个是群桩自身的几何特征,如承台的设置方式(高、低承台)、桩间距桩长L及桩长与承台宽度比L/Bc、桩的排列形式、桩数;另一个是桩侧及桩端的土性及其分布、成桩工艺。
群桩效应具体反映在以下几个方面:群桩的侧阻力、群桩的端阻力、承台土反力、桩顶荷载分布、群桩的破坏模式、群桩的沉降及其随荷载的变化。
群桩基础——由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。
若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。
建筑桩基通常为低承台桩基础单桩基础——采用一根桩(通常为大直径桩)以承受和传递上部结构(通常为柱)荷载的独立基础。
群桩基础——由2根以上基桩组成的桩基础。
基桩——群桩基础中的单桩。
复合桩基——由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。
复合基桩——包含承台底土阻力的基桩。
单桩竖向极限承载力——单柱在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。
它取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度,一般由土对桩的支承阻力控制,对于端承桩、超长桩和桩身质量有缺陷的桩,可能由桩身材料强度控制。
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,承载力往往不等于各单桩承载力之和,称其为群桩效应。
群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩方法等多因素的影响而变化。
群桩效应系数——用以度量构成群桩承载力的各个分量因群桩效应而降低或提高的幅度指标,如侧阻、端阻、承台底土阻力的群桩效应系数。
群桩作为整体基础的计算表格excel一、引言群桩基础是建筑工程中常用的一种基础形式,特别适用于土质较好,但承载力较低的地基。
群桩的计算是基础设计中的重要环节,通过计算表格excel可以方便地进行群桩整体基础的设计和分析。
下面将从群桩基础的设计原理、excel计算表格的编制方法以及实例分析等方面进行论述。
二、群桩基础的设计原理1. 群桩基础的工作原理群桩基础是通过多根桩同时工作,将上部荷载通过桩顶的承载能力传递到地基深部,从而达到分散荷载的目的。
群桩的承载能力受到桩身侧面摩阻力和桩底端阻力的共同作用,因此其承载能力要高于单根桩基础。
2. 群桩基础的设计要点在进行群桩基础设计时,需要考虑以下几个要点:(1)合理确定桩径和桩长;(2)合理确定桩的布置方式和间距;(3)考虑整个群桩基础的承载性能,尤其是沉降和倾斜的影响。
三、excel计算表格的编制方法1. excel表格的基本结构在编制群桩基础的计算表格excel时,可以按照以下基本结构来设计表格:(1)表头:包括项目名称、设计单位、栏目标题等;(2)输入参数:包括地基参数、荷载参数、桩身参数等;(3)计算结果:包括承载力计算、桩身摩阻力计算、桩底承载力计算等;(4)图表展示:包括承载力分布图、沉降曲线图等。
2. excel表格的编制步骤编制群桩基础的计算表格excel需要按照以下步骤进行:(1)确定设计计算方法和公式;(2)设置输入参数和计算变量;(3)编写计算公式和相关的宏命令;(4)进行计算和结果的展示。
四、群桩基础计算表格excel的实例分析下面以某工程项目的群桩基础计算为例,进行excel计算表格的实例分析。
(1)项目情况:地基土质为砂土,建筑物荷载为xxxkN;(2)桩身参数:桩径为xxxmm,桩长为xxxm;(3)计算方法:采用xxx方法进行桩身摩阻力和桩底承载力计算;(4)计算结果:承载力满足设计要求,桩身摩阻力和桩底承载力符合规范规定。
工 程 技 术45科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI:10.16661/ki.1672-3791.2018.09.045补桩后群桩承载力与效应系数计算及应用①马瑞元 刘晶晶 张鹏 宋烨 王立军(河北建设勘察研究院有限公司 河北石家庄 050031)摘 要:大型基础设施使得群桩基础得以广泛应用,而群桩基础的承载力计算、群桩效应系数的影响因素以及群桩基础沉降等主要问题成为研究群桩的关键。
现实情况中会出现地基承载力设计变更,因此要对原有地基进行补桩处理。
本文以弹性力学和应力叠加为基础进行理论公式推导,计算补桩后群桩效应系数以及群桩承载力;同时以实际工程群桩基础承载力为依据验证理论公式的正确性。
关键词:群桩基础 承载力 补桩 群桩效应系数中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)03(c)-0045-02在当今社会,群桩基础的承载力、沉降重要基础设施是至关重要的,而对于群桩基础的探讨与研究已经进行了很长时间,由于最近几年超高层建筑以及桥梁的兴建,对群桩基础的研究也日益广泛,研究内容上大致从群桩承载力、群桩效应以及群桩沉降等方面展开。
对于群桩承载能力研究,M.Etezad分析利用刚性筏板基础对软土地基进行加固的剪切破坏机理;L.G.Kong报告了不同距离下群桩基础的加载测试;Jue Wang利用一种半解析过程研究在一群长弹性半空间介质条形基础的动态交叉干扰;C.C.Mendoza讨论巴西地区典型土壤标准群桩承载力;Fang yuan Zhou开发了一种新的简化方法的分析与大量的桩基础,桩的结果具有足够的精度和良好的计算效率;运用水平压力变化分析韩国区域群桩基础的极限承载力;对于群桩效应,Lisham Bonakdar通过集中不碎波实验调查细长桩群桩效应的波浪荷载。
在以往的群桩基础研究中,对于后期补桩的情况研究较少,因此本文以补桩为研究对象,确定补桩后群桩承载力与效应系数。
群桩基础承载力计算①群桩的荷载传递机理一,概述由多根桩通过承台联成一体所构成的群桩基础,与单桩相比,在竖向荷载作用下,不仅桩直接承受荷载,而且在一定条件下桩间土也可能通过承台底面参与承载;同时各个桩之间通过桩间土产生相互影响;来自桩和承台的竖向力最终在桩端平面形成了应力的叠加,从而使桩端平面的应力水平大大超过了单桩,应力扩散的范围也远大于单桩,这些方面影响的综合结果就是使群桩的工作性状与单桩有很大的差别。
这种桩与土和承台的共同作用的结果称为群桩效应。
正确认识和分析群桩的工作性状是搞好桩基设计的前提。
群桩效应主要表现在承载性能和沉降特性两方面,研究群桩效应的实质就是研究群桩荷载传递的特性。
以下我们对群桩效应的承载性能做详细研究。
二,群桩的荷载传递特性群桩的荷载传递是指通过承台和桩,在土体中扩散应力,将外荷载沿不同的路径传到地基的不同部位,从而引起不同的变形,表现为群桩的不同承载性能。
群桩的荷载传递路径受到许多因素的影响而显得复杂又多变。
但从群桩效应的角度,荷载传递模式主要有两类:端承桩型和摩擦桩型。
1)端承桩型的荷载传递。
对于端承桩,桩底处为岩层或坚实的土层,轴向压力作用下桩身几乎只有弹性压缩而无整体位移,侧壁摩擦阻力的发挥受到较大限制,在桩底平面处地基所受压力可认为只分布在桩底面积范围内,如图1所示。
在这种情况下,可以认为群桩基础各桩的工作情况与独立单桩相同。
2)摩擦桩型的荷载传递。
对于摩擦桩,随着桩侧摩擦阻力的发挥,在桩土间发生荷载传递,故桩底平面处地基所受压力就扩散分布到较大的面积上如图2(a)所示。
试验表明,当相邻桩的中心距Sa>6d时(其中d为桩的直径,有斜桩时Sa应按桩底平面计算),桩底平面处压力分布图才不致彼此重叠,因而群桩中一根桩与独立单桩的工作情况相同,如图2(b)所示。
而当桩间距较小(中心距Sa≤6d)时,桩底平面处相邻桩的压力图将部分地发生重叠现象,引起压力叠加,地基所受压力无论在数值上及其影响范围和深度上都会明显加大,如图2(c)所示;这种现象就是群桩作用或群桩效应。
【摩擦型群桩基础的群桩效应系数】摩擦型群桩基础是一种常用的基础工程形式,它可以有效地传递建筑物的荷载并减小地基的沉降。
在摩擦型群桩基础设计中,群桩效应系数是一个重要的参数,它直接影响着基础的承载力和变形特性。
本文将从群桩效应系数的定义、影响因素和计算方法等方面进行探讨。
一、群桩效应系数的定义群桩效应系数是指在摩擦型群桩基础中,多根桩共同承担水平荷载时,其承载力与同一条件下单根桩的承载力之比。
其数值大于1,表示桩群的共同作用使得每根桩的承载力增大。
二、影响群桩效应系数的因素1. 桩的间距和排列形式群桩的间距和排列形式对群桩效应系数有着重要的影响。
一般来讲,桩的间距越小,桩群效应系数越大,同时适当的排列形式也可以提高桩群效应系数。
2. 地基土的性质地基土的性质也是影响群桩效应系数的重要因素,土壤的抗剪强度、压缩模量等参数会直接影响群桩的承载力。
因此在设计时需要充分考虑地基土的性质。
3. 荷载特性荷载特性包括水平荷载和垂直荷载,不同的荷载特性会对群桩效应系数产生不同的影响。
水平荷载较大时,桩群效应系数会相应增大。
三、群桩效应系数的计算方法群桩效应系数的计算通常采用经验公式或者有限元分析的方法。
其中,最常用的计算公式是与桩的间距和排列形式有关的Poulos公式和Randolph公式。
这些公式是由对实测数据进行整理和统计得出的,适用范围较广,但在具体工程中仍需要根据实际情况加以修正。
四、群桩效应系数在工程实践中的应用在实际工程中,设计人员需要根据工程的具体情况合理选择群桩效应系数,并对其进行验证和修正。
对于大型工程或者重要工程来说,还需进行现场监测和试验,以验证群桩效应系数的准确性和合理性。
群桩效应系数是摩擦型群桩基础设计中的重要参数,设计人员应充分考虑各种因素,合理选取群桩效应系数,并进行必要的验证和修正,以保证基础工程的安全可靠性。
结语:希望本文对读者能有所帮助,如有不足之处,还请批评指正。
群桩效应系数作为摩擦型群桩基础设计中的重要参数,在工程实践中起着至关重要的作用。
桩基水平承载力特征值
按《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)第5.7.2条公式计算
注:1、验算永久荷载控制的桩基的水平承载力,需乘以调整系数0.80;
2、验算地震作用桩基的水平承载力时需乘以调整系数1.25
表5.7.2
桩顶(身)最大弯矩系数νm 和桩顶水平位移系数νx
注:1、铰接(自由)的νm系桩身的最大弯矩系数,固接的νm系桩顶的最大弯矩系数2、当αh>4时取4.0
表5.7.5
地基土水平抗力系数的比例系数m 值
注:1 当桩顶水平位移大于表列数值或灌注桩配筋率较高(≥0.65%)时, m 值应适当降低;当预制桩的水平向
位移小于10mm 时, m 值可适当提高;
2 当水平荷载为长期或经常出现的荷载时,应将表列数值乘以0.4 降低采用;
3 当地基为可液化土层时,应将表列数值乘以本规范表5.3.12 中相应的系数ψl
4、附录C.0.2 基桩侧面为几种土层组成时,应求得主要影响深度h = 2(d +1) m 米范围内的m值作为计算值
当 m深度内存在两层不同土时,m=m1h1^2+m2(2h1 +h2)/hm^2
当 m深度内存在三层不同土时,m=m1h1^2+m2(2h1 +h2)+m3(2h1+2h2 +h3)/hm^2
桩的换算埋深αhνmνx 140.768 2.441 2 3.50.750 2.502
4.0000.768
2.441。
公式定义区域
需要填入的变量
计算过程
Sa2m距径比Sa/d4
d0.5m
n12水平荷载方向每排桩桩数
n22垂直荷载方向每排桩桩数
ηi0.811桩相互影响效应系数
m6承台侧面土水平抗力系数比例系数查5.7.5
B′c1m承台受侧向土抗力一边的计算宽度
hc1m承台高度
R ha200KN单桩水平承载力特征值+-号根据桩顶竖向力性质决定压力取+,拉力取-Vx 2.502桩顶水平位移系数,查5.7.2
α0.404桩的水平变形系数,以表5.7.5计算b0
x0a27.213mm桩顶水平位移允许值EI=0.85EcI0EI
Ec 2.8钢混混凝土桩
d圆形半径6m圆形截面
ηl0.102承台侧向土抗力系数
ηr 1.71桩顶约束系数,查5.7.3-1
ηh 1.488群桩效应综合系数
方形桩情况
α0.363桩的水平变形系数,以表5.7.5计算b0
x0a16.022mm桩顶水平位移允许值EI=0.85EcI0EI
Ec 2.8钢混混凝土桩
b方形边长6m矩形截面
ηl0.060承台侧向土抗力系数
ηr 1.71桩顶约束系数,查5.7.3-1
ηh 1.446群桩效应综合系数
中间计算变量计算成果
向力性质决定压力取+,拉力取-
d0 5.6m
0.5m桩身计算宽度,查5.7.5αE 1.2
279.047桩身抗弯刚度,按5.7.2计算ρg 2.8配筋率钢混混凝土桩EI=0.85EcI0
I0=W0d0/2117.247W041.874
b0 5.6m
0.5m桩身计算宽度,查5.7.5αE 1.2
473.965桩身抗弯刚度,按5.7.2计算ρg 2.8配筋率钢混混凝土桩EI=0.85EcI0
I0=W0b0/2199.145W071.123
查表区域。