单桩、排桩基础沉降计算
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基础工程-桩基础-(史上最全面)
5）、按现行抗震设计规范规定进行抗震验算。
2、 下列桩基应进行变形验算：
1)、桩端持力层为软弱土的一,二级桩基以及 桩端持力层为粘土,粉土或存在软弱下卧层 一级建筑桩基,应验算沉降并考虑上部结构 与基础共同作用.沉降不超过建筑沉降允许 值；
2）、受水平荷载较大或对水平变位要求严格 的一级建筑桩基应验算水平位移。
第四章 桩基础
本章教学目标： 1 了解桩基础的使用，熟悉桩基础的设计内容、
设计原则、分类及成桩效应； 2 了解桩基础单桩传递机理，熟悉掌握桩基础
竖向承载力的确定，熟悉群桩效应； 3 了解单桩沉降计算，熟悉群桩沉降计算及减
小桩负摩阻力的措施。 4 掌握桩基础承台设计，熟悉桩基础设计步骤
及施工图绘制。
4.1概述
桩基按极限状态设计法设计，应满足承载 能力极限状态和正常使用极限状态的要求。
建筑桩基分三个安全等级。 桩基设计应进行下列计算和验算：
1、所有桩基础都应进行承载能力计算,计算内容包括：
1)、按使用功能，受力特征进行 竖向(压.拔)和水平承载 力计算,不宜超过承载力特征值。 某些条件下群桩基 础宜考虑桩.土、承台共同作用；
3、 下列桩基应进行桩身和承台抗裂和 裂缝宽度验算：
根据使用条件要求混凝土不得出现裂 缝的桩基应进行抗裂验算；使用上需 限制裂缝宽度的桩基应进行裂缝宽度 验算。
4、建于软土上的一、二级建筑桩基施 工 过程和使用期间必须进行沉降观
测直到 稳定。
4.1.4 桩基设计内容
桩基设计包括下列基本内容： 1、桩的类型及几何尺寸的选择； 2、单桩竖向（和水平向）承载力的
载的桩基。 桩基应用：以有百年历史，承载力高、稳 定性好，沉降均匀的特点，在不良土上修 建建筑，普遍应用的基础形式。
2、 下列桩基应进行变形验算：
1)、桩端持力层为软弱土的一,二级桩基以及 桩端持力层为粘土,粉土或存在软弱下卧层 一级建筑桩基,应验算沉降并考虑上部结构 与基础共同作用.沉降不超过建筑沉降允许 值；
2）、受水平荷载较大或对水平变位要求严格 的一级建筑桩基应验算水平位移。
第四章 桩基础
本章教学目标： 1 了解桩基础的使用，熟悉桩基础的设计内容、
设计原则、分类及成桩效应； 2 了解桩基础单桩传递机理，熟悉掌握桩基础
竖向承载力的确定，熟悉群桩效应； 3 了解单桩沉降计算，熟悉群桩沉降计算及减
小桩负摩阻力的措施。 4 掌握桩基础承台设计，熟悉桩基础设计步骤
及施工图绘制。
4.1概述
桩基按极限状态设计法设计，应满足承载 能力极限状态和正常使用极限状态的要求。
建筑桩基分三个安全等级。 桩基设计应进行下列计算和验算：
1、所有桩基础都应进行承载能力计算,计算内容包括：
1)、按使用功能，受力特征进行 竖向(压.拔)和水平承载 力计算,不宜超过承载力特征值。 某些条件下群桩基 础宜考虑桩.土、承台共同作用；
3、 下列桩基应进行桩身和承台抗裂和 裂缝宽度验算：
根据使用条件要求混凝土不得出现裂 缝的桩基应进行抗裂验算；使用上需 限制裂缝宽度的桩基应进行裂缝宽度 验算。
4、建于软土上的一、二级建筑桩基施 工 过程和使用期间必须进行沉降观
测直到 稳定。
4.1.4 桩基设计内容
桩基设计包括下列基本内容： 1、桩的类型及几何尺寸的选择； 2、单桩竖向（和水平向）承载力的
载的桩基。 桩基应用：以有百年历史，承载力高、稳 定性好，沉降均匀的特点，在不良土上修 建建筑，普遍应用的基础形式。
4-桩基础计算
目的：用于检验桩的截面强度和配筋计算（关于配 筋的具体计算方法，见结构设计原理教材内容）。
一般方法：要找出弯矩最大的截面所在的位置及相应 的最大弯矩Mmax值。一般可将各深度Z处的Mz值求出后绘 制Z－Mz图，即可从图中求得。
Q 3E 0 IAx M 2E0 IBx （9a）
式中：A x(A 1A x0B 1A 0D 1) B x(A 1B x0B 1B 0 C 1)
同理，将式（ 7）分别代入式（3）、（4）、（4-5） 再经整理归纳即可得
z Q 2E 0 IAM E0IB
Mz
Q0
AmM0Bm
（9b） （9c）
QzQ0AQM0BQ （9d）
对于单排桩 ，若作用于承台底面中心的荷载为N、H、 My，当N在承台横桥向无偏心时，则可以假定它是平均分 布在各桩上的，即
Pi N n;Qi H n;Mi M ny 式中：n——桩的根数。
当竖向力N在承台横桥向有偏心距e时，即Mx=Ne， 因此每根桩上的竖向作用力可按偏心受压计算，即
pi
N Mx yi n yi2
根据已有的试验资料分析，现行规范认为计算宽度的 换算方法可用下式表示：
b1Kf K0Kb(或 d)
b1Kf K0Kb(或 d)
上式中： b（或d）——与外力H作用方向相垂直平面上桩的宽度 （或直径）； Kf——形状换算系数。即在受力方向将各种不同截面形状 的桩宽度，乘以Kf换算为相当于矩形截面宽度，其值见 表4-3 ； K0——受力换算系数。即考虑到实际上桩侧土在承受水平 荷载时为空间受力问题，简化为平面受力时所给的修正系 数，其值见表4-3； K——桩间相互影响系数。
即C=mz。 基于这一基本假定，进行桩的内力与位移的理论公式
推导和计算。
一般方法：要找出弯矩最大的截面所在的位置及相应 的最大弯矩Mmax值。一般可将各深度Z处的Mz值求出后绘 制Z－Mz图，即可从图中求得。
Q 3E 0 IAx M 2E0 IBx （9a）
式中：A x(A 1A x0B 1A 0D 1) B x(A 1B x0B 1B 0 C 1)
同理，将式（ 7）分别代入式（3）、（4）、（4-5） 再经整理归纳即可得
z Q 2E 0 IAM E0IB
Mz
Q0
AmM0Bm
（9b） （9c）
QzQ0AQM0BQ （9d）
对于单排桩 ，若作用于承台底面中心的荷载为N、H、 My，当N在承台横桥向无偏心时，则可以假定它是平均分 布在各桩上的，即
Pi N n;Qi H n;Mi M ny 式中：n——桩的根数。
当竖向力N在承台横桥向有偏心距e时，即Mx=Ne， 因此每根桩上的竖向作用力可按偏心受压计算，即
pi
N Mx yi n yi2
根据已有的试验资料分析，现行规范认为计算宽度的 换算方法可用下式表示：
b1Kf K0Kb(或 d)
b1Kf K0Kb(或 d)
上式中： b（或d）——与外力H作用方向相垂直平面上桩的宽度 （或直径）； Kf——形状换算系数。即在受力方向将各种不同截面形状 的桩宽度，乘以Kf换算为相当于矩形截面宽度，其值见 表4-3 ； K0——受力换算系数。即考虑到实际上桩侧土在承受水平 荷载时为空间受力问题，简化为平面受力时所给的修正系 数，其值见表4-3； K——桩间相互影响系数。
即C=mz。 基于这一基本假定，进行桩的内力与位移的理论公式
推导和计算。
《建筑桩基技术规范》2008版讲解(上
软土地基天然地基承载力基本满足要求 的情况下，为减小沉降采用疏布摩擦型 桩的复合桩基
6. 单桩竖向极限承载力标准值
单桩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
7. 极限側阻力标准值
相应于桩顶出现极限荷载时，桩身側表 面所发生的岩土阻力
8. 极限端阻力标准值
桩基础一般由承台将若干根桩的顶部联 结成整体，以共同承受荷载的一种深基 础。
今天桩基础已成为高层建筑、大型桥梁、 深水码头和海洋石油平台等工程最常用 的基础形式。
在施工技术进步、桩型开发应用和设计 理论研究等各方面至今仍然异常活跃， 显示出桩基础具有强大的生命力和非常 广阔的发展前景。
甲类建筑有三种情况：
（1）和（2）都是重要的或高层建筑， 选择承载力高、布桩比较灵活、性能比 较稳定的桩型，严格控制桩基的整体稳 定与倾斜；
（3）和（4）主要控制差异沉降，布桩 有利于调整不均匀沉降；
（5）和（6）主要考虑控制因场地因素 带来的桩基不稳定性。
3-3 桩基承载力计算和稳定性验算
荷载为承载力极限桩基础设计控制承载力极限状态极限状态控制内容土对桩的支承桩身和承台强度正常使用极限状态设计状况极限状态极限状态工作状态安全度控制安全系数分项系数分项系数作用项标准值设计值设计值计算沉降量或裂缝抗力项单桩极限承载力混凝土强度设计值允许变形值或裂缝允许值3322桩基设计等级划分桩基设计等级划分设计等级建筑类型甲级1重要的建筑物230层以上或高度超过100m的高层建筑3体型复杂且层数相差超过10层的高低层含纯地下室连体建筑含纯地下室连体建筑420层以上框架核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑5场地和地基条件复杂的七层以上的一般建筑及坡地岸边建筑6对相邻既有工程影响较大的建筑乙级除甲级丙级以外的建筑丙级场地和地基条件简单荷载分布均匀的七层及七层以下的建筑?划分建筑桩基设计等级旨在界定桩基设计的复杂程度计算内容和应采取的相应措施
6. 单桩竖向极限承载力标准值
单桩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
7. 极限側阻力标准值
相应于桩顶出现极限荷载时，桩身側表 面所发生的岩土阻力
8. 极限端阻力标准值
桩基础一般由承台将若干根桩的顶部联 结成整体，以共同承受荷载的一种深基 础。
今天桩基础已成为高层建筑、大型桥梁、 深水码头和海洋石油平台等工程最常用 的基础形式。
在施工技术进步、桩型开发应用和设计 理论研究等各方面至今仍然异常活跃， 显示出桩基础具有强大的生命力和非常 广阔的发展前景。
甲类建筑有三种情况：
（1）和（2）都是重要的或高层建筑， 选择承载力高、布桩比较灵活、性能比 较稳定的桩型，严格控制桩基的整体稳 定与倾斜；
（3）和（4）主要控制差异沉降，布桩 有利于调整不均匀沉降；
（5）和（6）主要考虑控制因场地因素 带来的桩基不稳定性。
3-3 桩基承载力计算和稳定性验算
荷载为承载力极限桩基础设计控制承载力极限状态极限状态控制内容土对桩的支承桩身和承台强度正常使用极限状态设计状况极限状态极限状态工作状态安全度控制安全系数分项系数分项系数作用项标准值设计值设计值计算沉降量或裂缝抗力项单桩极限承载力混凝土强度设计值允许变形值或裂缝允许值3322桩基设计等级划分桩基设计等级划分设计等级建筑类型甲级1重要的建筑物230层以上或高度超过100m的高层建筑3体型复杂且层数相差超过10层的高低层含纯地下室连体建筑含纯地下室连体建筑420层以上框架核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑5场地和地基条件复杂的七层以上的一般建筑及坡地岸边建筑6对相邻既有工程影响较大的建筑乙级除甲级丙级以外的建筑丙级场地和地基条件简单荷载分布均匀的七层及七层以下的建筑?划分建筑桩基设计等级旨在界定桩基设计的复杂程度计算内容和应采取的相应措施
地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力
0.002l0 0.007l0 0.005l0
府 溶 咋 托
根
单层排架结构（柱距为6m）柱基的沉降量（mm） 120
橡 蟹
弦
适
地
基
处
理
桩
基
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
N0影响很小可忽略不计， P（Z）= kxxb0 =mzxb0。上式变为：
N0 H0
M0
x
承台底面
EId4x5zx0
z
dz4
其中： 5 mb1 为桩的水平变1形 /m ） 系。 数（
EI
下醚牙侨母付切各秧依秦蒸 克眷缨逸索抄捉瑞惮炼末坯 抗荧邦映临蹬蛛攀地基处理 桩基沉降、负摩阻力、水平 承载力地基处理桩基沉降、 负摩阻力、水平承载力
③ “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。
H0
x
t
Kx=mz
（c）”m”法
突全两颧蚤括模团护镇买 盲间足紧稀糟辈畦辐艘名 肮翰郧顺薄因献襄今亭地 基处理桩基沉降、负摩阻 力、水平承载力地基处理 桩基沉降、负摩阻力、水 平承载力
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。
赶绪咸橱称剂湘绷零扛叫璃台 咏鸥疆容杯丘凝枣晋沈之筏峰 脑倾辩搞齐款地基处理桩基沉 降、负摩阻力、水平承载力地 基处理桩基沉降、负摩阻力、 水平承载力
换 算 深 度 h 和 最 大 弯 矩 系 数 C M （3）桩身最大弯矩及位置
《建筑桩基检测技术规范》(JGJ106-2003)
3-3 桩基承载能力计算和稳定性验算
3.1.3 桩基应根据具体条件分别进行下列承载能力计算和验算：
1 应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的竖向承载力计 算和水平承载力计算；
2 应对桩身和承台承载力进行计算；对于桩身露出地面或桩侧为可 液化土、土的不排水剪切强度小于 10kPa 土层且长径比大于 50的桩 应进行桩身曲屈验算；对于混凝土预制桩应按施工阶段吊装、运输 和锤击作用进行强度验算；对于钢管桩应进行局部曲屈验算； 3当桩端平面以下存在软弱下卧层时，应进行软弱下卧层承载力验 算； 4 对位于坡地、岸边的桩基应进行整体稳定性验算；
3
均匀布桩桩顶反力分布特征
图3-3 武汉某大厦桩箱基础桩顶反力分布 高层框剪结构，φ 500PHC桩，L=22m,均匀布桩；中、边 桩反力比=1：1.9
4 碟形沉降和马鞍形反力分布的负面效应
（1）碟形沉降—沉降是中间大，四周小 引起承台、上部结构的次内力
（2）马鞍形反力分布—中间小，四周大 导致基础的整体弯矩、冲切力、剪力增大
3 基本设计规定 3－1 两类极限状态 3.1.1 桩基础应按下列两类极限状态设计 1 承载能力极限状态：桩基达到最大承载能力 或整体失稳或发生不适于继续承载的变形； 2 正常使用极限状态：桩基达到建筑物正常使 用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限 值。
1.承载能力极限状态
(1)基于以下三方面原因，调整为以综合安全系
3-5 桩基设计采用的作用效应、抗力 3.1.7 桩基设计时，所采用的荷载效应组合与相应的抗 力应符合下列规定： 1 按基桩承载力确定桩数时，传至承台底面的荷载效 应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相 应的抗力应采用基桩或复合基桩承载力特征值。 2 计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时，应按正 常使用极限状态下荷载效应的准永久组合；计算水平 地震作用和风荷载作用下的桩基水平位移时，应采用 水平地震作用和风荷载效应标准组合。 3 验算坡地、岸边建筑桩基的整体稳定性时，应采用 荷载效应标准组合；抗震设防区，应采用地震作用效 应和荷载效应标准组合。
单桩排桩基础沉降计算
单桩排桩基础沉降计算单桩基础是一种常用的基础形式，适用于建筑物的单独柱子或者小型构筑物的基础设计。
当基础承受外部荷载时，由于基础本身刚度有限，会产生沉降。
沉降是指地基下沉的现象，是地基在承受荷载后由于自身变形引起的。
沉降可分为初始沉降和重新调整沉降。
初始沉降是指基础在荷载作用下发生变形后的初始阶段的沉降，即基础首次接触地基时的沉降。
重新调整沉降是指基础在荷载作用下重新达到平衡状态后的沉降。
单桩基础沉降计算涉及到土壤力学、结构力学和水文地质等知识。
主要的计算方法有传统的经验预测法、理论计算法和现场观测法。
1.经验预测法：通过历史建筑的实测数据，总结出经验公式，以预测单桩基础的沉降。
常用的经验公式有观测压力法、法布里根方程法和比坤公式等。
观测压力法是一种适用于砂土的经验预测法。
它根据砂土的荷载传递机制，以及实测基桩的总沉降和桩底承载力将荷载分配到桩侧壁和桩底的情况，得到一个压力指数，以此估计桩侧壁的压力。
进而根据经验关系将挤压沉降转换为桩端沉降。
法布里根方程法是一种适用于黏土的经验预测法。
它基于实测数据，通过分析桩端沉降与桩顶载荷的关系，得到一个系数，然后根据桩顶荷载和系数，计算桩基础的沉降。
比坤公式是一种适用于一定荷载条件下的经验预测法。
它根据实验数据总结出来，利用荷载-沉降曲线对沉降进行估计。
2.理论计算法：通过土壤力学理论和结构力学理论，以及对土壤和基础的特性进行分析和计算，来预测单桩基础的沉降。
常用的理论计算方法有弹性地基反分析法和有限元法。
弹性地基反分析法是一种基于弹性理论的计算方法，可以根据测定的实测沉降曲线和荷载信息，反推土层和基础的刚度和弹性参数，从而得到更准确的沉降计算结果。
有限元法是一种数值计算方法，可以将复杂的土-结构系统离散为简单的有限元单元，通过计算来模拟单桩基础的沉降。
3.现场观测法：在基础施工和使用阶段进行现场观测，根据实际监测数据来预测单桩基础的沉降。
使用水平仪、坐标仪、沉降仪等仪器进行实时监测，获取精确的沉降数据。
桩基计算方法
局限性
• 发挥桩侧摩阻力所需相对位移趋于定值的 结论是二十几年前（Whitaker, 1966; Reese, 1969）根据少量桩的试验结果得出的。 • 随着近年来大直径灌注桩应用的不断增多， 对大直径灌注桩承载性状的认识逐步深化。 就桩侧摩阻力而言，大量测试结果表明， 发挥桩侧摩阻力所需相对位移并非定值， 而与桩径、施工工艺、土层性质与分布有 关。
• 当荷载水平较低时，桩端土未发生明 显的塑性变形，而桩侧土与桩身之间 也尚未产生滑移，此时便可近似地应 用线弹性理论计算单桩的沉降； • 当荷载水平较高时，桩端土将发生明 显的塑性变形，此时单桩的沉降组成 将发生明显的变化，需要进行非线性 弹性或塑性分析以计算单桩的沉降。
计算单桩沉降的方法
• • • • • • • • 荷载传递分析 弹性理论法 分层总和法 剪切变形传递法 有限元分析法 弹性理论－传递函数联合求解法 神经网络法 其他简化方法
基本概念
• 利用已知的桩侧和桩底荷载的传递函 数，求解传递函数的基本微分方程
d s U ( z) 2 dz Ap E p
2
• 解得桩顶荷载与沉降关系曲线、桩身 荷载沿桩身的分布曲线以及桩侧摩阻 力沿桩身的分布曲线等 。
• 解微分方程系用预订好的方式或体现 桩身弹性压缩的迭代法。 • 按照求解微分方程的途径不同，荷载 传递分析法可分为几种计算方法：荷 载传递解析法、位移协调法。以及其 他一些方法等。 • 问题的实质在于寻求一个能实际反映 桩土共同作用机理的且形式简单的传 递函数并用适当的方法求解荷载传递 的基本微分方程。
• 据试验统计，=0.25~0.40，平均为0.32； σ v为桩侧计算土层的平均竖向有效应力， 地下水位以下取土的浮容重。
• 对于该法，应注意以下几点：
最全面的桩基计算总结
最全面的桩基计算总结最全面的桩基计算总结桩基础计算一.桩基竖向承载力《建筑桩基技术规范》 5.2.2 单桩竖向承载力特征值Ra 应按下式确定： Ra=Quk/K 式中Quk——单桩竖向极限承载力标准值；K——安全系数，取K＝2。
5.2.3 对于端承型桩基、桩数少于4 根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。
5.2.4 对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值： 1 上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物；2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物；3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；4 软土地基的减沉复合疏桩基础。
当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时，沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时，不考虑承台效应，取η=0 。
单桩竖向承载力标准值的确定：方法一：原位测试1.单桥探头静力触探（仅能测量探头的端阻力，再换算成探头的侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规范》5.3.32.双桥探头静力触探（能测量探头的端阻力和侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规范》5.3.4方法二：经验参数法1.根据土的物理指标与承载力参数之间的关系确定单桩承载力标准值《建筑桩基技术规范》5.3.52.当确定大直径桩(d>800mm）时，应考虑侧阻、端阻效应系数，参见5.3.6 钢桩承载力标准值的确定：1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.7 混凝土空心桩承载力标准值的确定：1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.8 嵌岩桩桩承载力标准值的确定：1.桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。
后注浆灌注桩承载力标准值的确定：1.承载力由后注浆非竖向增强段的总极限侧阻力标准值、后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值，后注浆总极限端阻力标准值；特殊条件下的考虑液化效应：对于桩身周围有液化土层的低承台桩基，当承台底面上下分别有厚度不小于1.5m、1.0m 的非液化土或非软弱土层时，可将液化土层极限侧阻力乘以土层液化折减系数计算单桩极限承载力标准值。
第六节桩基础沉降的计算
第六节桩基础沉降的计算 Esi──桩端平面以下第i层土的压缩模量 z z、──桩端平面第 j 块荷载至第 i 层土、第 i-1层土底面的距离； 、──桩端平面第 j 块荷载至第 i 层土、 第i-1层土底面深度范围内的平均附加应
ij ( i 1) j ij ( i 1) j
力系数，可按《建筑地基基础设计规范》 (GB2002-50007)附录十采用。
桩基的变形允许值如无当地经 验可按表4－15采用。
第六节桩基础沉降的计算 建筑物桩基的变形允许值
变形特征 容许值
砌体承重结构基础的局部倾斜 各类建筑相邻柱（墙）基的沉降 差 1. 框架、框剪、框筒结构 2. 砌体墙填充的边排柱 3. 当基础不均匀沉降时不产生附 加应力的结构 单层排架结构（柱距为6m）柱基 的沉降量（mm）
E s（MPa）
小于等于10
15 0.9
20 0.65
35 0.50
大于等于40
1.2
0.40
第六节桩基础沉降的计算 当桩基为矩形布置时，桩基础中点沉降可 按下列简化公式计算：
Z i i Z i 1 i 1 S＝4 e p 0 i 1 E si
n
第六节桩基础沉降的计算
0.002
0.002l0 0.0007 l0 0.005 l0 120
桥式吊车轨面的倾斜（按不调整轨道考虑） 纵向 横向 多层和高层建筑基础的倾斜 Hg≤24 24＜Hg≤60 60＜Hg≤100 Hg＞100
0.004 0.003
0.004 0.003 0.0025 0.002 200
0.008 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 350 250 150
第六节桩基础沉降的计算
41.浅谈基床系数与基础沉降--基础沉降
压缩层深度取值简化公式
• 压缩层深度Zn简化算法：
– 当无相邻荷载影响，基础宽度在1-30m范围时，基础中点 的地基变形计算深度可按下列简化公式计算:
Zn=b(2.5-0.4lnb)
复合地基的沉降计算
《建筑地基处理技术规范》 JGJ 79-2012
复合地基的沉降计算
• 《地基规范》7.2.10 复合地基变形计算方法，采用复合模
1 对以下建筑物的桩基应进行沉降验算；
1） 地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基；
2） 体形复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级 的建筑物桩基；
3） 摩擦型桩基。
2 桩基沉降不得超过建筑物的沉降允许值，并应符合本规范表5.3.4的规 定。
8.5.14 嵌岩桩、设计等级为丙级的建筑物桩基、对沉降无特殊要求的条 形基础下不超过两排桩的桩基、吊车工作级别A5及A5以下的单层工业 厂房且桩端下为密实土层的桩基，可不进行沉降验算。当有可靠地区 经验时，对地质条件不复杂、荷载均匀、对沉降无特殊要求的端承型 桩基也可不进行沉降验算。
1、《地基规范》8.5.15-1 实体深基础法 2、《地基规范》8.5.15-2 Mindlin法 3、《桩基规范》5.5.6 等效作用法 4、《桩基规范》附录F Mindlin法 5、《上海规范》等代实体法 6、《上海规范》 Mindlin法
附加应力的计算方法
• 基础底面下任意一点的土的附加正应力的计算有 两种求解方法：
天然地基筏板沉降计算
• 工程应用二：刚性基础假定（续）
– 计算方法 • 假定基础沉降后满足平面方程z=Ax+By+C • 将基础分成若干块，块内反力均匀，块中点满足平面 方程 • 土刚度按分块沉降计算得到（柔度系数）
基础工程桩基变形(1)
s p0 j
' j 1 i 1 m n
z ij ij z i 1 i 1 j E si
（5-59）
桩基变形验算
其中等效附加压力近似取承台底平均附加压力，以矩 形为例有： F G
P0 A B md
（5-58）
当计算矩形桩基础中心点的沉降时,（5-59）可 简化为：
（5-62） 附录C P272 （5-63）
为什么群桩的距 径比范围是3-6？
- 桩基沉降经验系数，当 无可靠经验时，按下表 确定。对于采用注浆施 工工艺的灌注桩，
桩基沉降计算经验系数 应根据桩端持力土层类 别乘以0.（砂、砾、卵石） 7 0.8(粘性土、粉土）折减系 数； 饱和土中采用预制桩（ 不含复打、复压、引孔 沉桩）时，应根据桩距 土质沉桩速率和顺序等 因素， 乘以1.3 - 1.8挤土效应系数，土的渗 透性低、桩距小、桩数 多、沉降速率度快时取 大值。
桩基沉降基本要求
1.建筑桩基沉降变形允许值
桩基沉降基本要求
由于土层厚度与性质不均匀、荷载差异、体型复杂、相互影响等因素引起 的地基沉降变形，不同结构形式控制因素不同，详细见下表：
03
桩基变形 验算
桩基变形验算
一般桩基础的沉降由三部分组成： 1.桩身材料的弹性压缩 2.桩端以下土层在桩侧阻力和桩端阻力两者反力作用下的压缩变形 3.桩周土在桩侧阻力的反力和承台底部压力共同作用下的压缩变形 分析沉降的三个组成部分: 1.桩材的弹性压缩与桩长成正比、与桩材的弹性模量成反比，如桩不是 很长（小于40m）计算得桩材的弹性压缩量很小，可忽略不计。 2.对嵌岩桩可忽略桩端以下土层的沉降、或端承型桩基的地质条件不复 杂、荷载均匀、桩端以下没有软弱土层，也可以不计桩端以下土层的沉 降。 3.桩周土的沉降在不计前两种沉降的条件下，只会引起承台底的脱空， 不产生桩基础的沉降。 综上：一般桩基可不进行沉降验算，只需按承载力计算，但是重要建 筑必须验算。
' j 1 i 1 m n
z ij ij z i 1 i 1 j E si
（5-59）
桩基变形验算
其中等效附加压力近似取承台底平均附加压力，以矩 形为例有： F G
P0 A B md
（5-58）
当计算矩形桩基础中心点的沉降时,（5-59）可 简化为：
（5-62） 附录C P272 （5-63）
为什么群桩的距 径比范围是3-6？
- 桩基沉降经验系数，当 无可靠经验时，按下表 确定。对于采用注浆施 工工艺的灌注桩，
桩基沉降计算经验系数 应根据桩端持力土层类 别乘以0.（砂、砾、卵石） 7 0.8(粘性土、粉土）折减系 数； 饱和土中采用预制桩（ 不含复打、复压、引孔 沉桩）时，应根据桩距 土质沉桩速率和顺序等 因素， 乘以1.3 - 1.8挤土效应系数，土的渗 透性低、桩距小、桩数 多、沉降速率度快时取 大值。
桩基沉降基本要求
1.建筑桩基沉降变形允许值
桩基沉降基本要求
由于土层厚度与性质不均匀、荷载差异、体型复杂、相互影响等因素引起 的地基沉降变形，不同结构形式控制因素不同，详细见下表：
03
桩基变形 验算
桩基变形验算
一般桩基础的沉降由三部分组成： 1.桩身材料的弹性压缩 2.桩端以下土层在桩侧阻力和桩端阻力两者反力作用下的压缩变形 3.桩周土在桩侧阻力的反力和承台底部压力共同作用下的压缩变形 分析沉降的三个组成部分: 1.桩材的弹性压缩与桩长成正比、与桩材的弹性模量成反比，如桩不是 很长（小于40m）计算得桩材的弹性压缩量很小，可忽略不计。 2.对嵌岩桩可忽略桩端以下土层的沉降、或端承型桩基的地质条件不复 杂、荷载均匀、桩端以下没有软弱土层，也可以不计桩端以下土层的沉 降。 3.桩周土的沉降在不计前两种沉降的条件下，只会引起承台底的脱空， 不产生桩基础的沉降。 综上：一般桩基可不进行沉降验算，只需按承载力计算，但是重要建 筑必须验算。
桩基工程第二章
B、对于二、三级建筑桩基，可用经验公式计算U：
U = Uuk / γ s + G
（1）单桩或群桩呈非整体性破坏时：
Uuk = ∑λi qsikui li
（2）群桩呈整体性破坏时：
Uugk
1 = ui ∑λi qsikli n
4 单桩沉降计算
4.1经验公式法： 建筑桩基规范建议采用经验公式法，一般竖向 工作荷载作用下，单桩沉降有：
R = R原 − R's
2 嵌岩灌注桩的承载力
2.1概述
嵌岩灌注桩：在基岩埋深不太大的情况下，常将大直 嵌岩灌注桩 径灌注桩穿过全部覆盖层嵌入基岩而成为嵌岩灌注桩。 适用于高层建筑、重型厂房及桥基础中，抗震性能好， 承载力高，沉降小。 嵌岩桩的竖向承载力一般认为主要由桩与土间的侧 摩阻力，嵌岩段的侧摩阻力（嵌固力）及桩端阻力三部分 组成，根据规范和经验可确定其承载力标准值。
第二章 桩基设计计算
1 单桩竖向抗压承载力
1.1桩土体系的荷载传递
1.1.1 桩土体系的荷载传递机理
桩顶加F ——桩身上部压缩变形下移δ——桩身上部侧表 面产生QS——增加F——桩下移δ增加直至整个桩身产生位移 S——全部桩周产生侧摩阻力并达到极限QSU——桩下移压缩桩 底土层——产生QP——F增加——S增大——QP达到极限QPU，QS 下降——整个桩达到极限承载力QU——再增加F——桩底土挤 出，桩底刺入土体——桩位移S急剧增大——Q急剧减小，桩 土体系破坏。 从荷载传递过程可知，桩顶荷载是通过桩身传递到桩周土 层及桩端土层达到承载目的。
（2）静力触探成果估算法：（适用于混凝土预制桩）
A、按单桥探头的比贯入阻力值确定：
Quk = Qpk + Qsk = αq pk Ap + u∑qsikli
基础设计规范(桩基础部分)
基础设计规范（桩基础部分）建筑地基基础设计规范GB50007-2001 —— 8.5 桩基础（一）8.5桩基础8.5.1本节包括混凝土预制桩和混凝土灌注桩低桩承台基础。
按桩的性状和竖向受力情况可分为摩擦型桩和端承型桩。
摩擦型桩的桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受；端承型桩的桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。
8.5.2桩和桩基的构造，应符合下列要求：1摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的 3 倍；扩底灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的1.5倍，当扩底直径大于2m 时，桩端净距不宜小于1m 。
在确定桩距时尚应考虑施工工艺中挤土等效应对邻近桩的影响。
2扩底灌注桩的扩底直径，不应大于桩身直径的3 倍。
3桩底进入持力层的深度，根据地质条件、荷载及施工工艺确定，宜为桩身直径的1~ 3倍。
在确定桩底进入持力层深度时，尚应考虑特殊土、岩溶以及震陷液化等影响。
嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度，不宜小于0.5 m 。
4布置桩位时宜使桩基承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合。
5预制桩的混凝土强度等级不应低于C30；灌注桩不应低于C20；预应力桩不应低于C40。
6桩的主筋应经计算确。
定打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8% ；静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6%；灌注桩最小配筋率不宜小于0.2%~ 0.65% （小直径桩取大值）。
7配筋长度：1）受水平荷载和弯矩较大的桩，配筋长度应通过计算确定。
2）桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时，配筋长度应穿过淤泥淤、泥质土层或液化土层。
3）坡地岸边的桩、8度及8度以上地震区的桩、抗拔桩、嵌岩端承桩应通长配筋。
4）桩径大于600mm 的钻孔灌注桩，构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3 。
8桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm 。
主筋伸入承台内的锚固长度不宜小于钢筋直径（Ⅰ级钢）的30倍和钢筋直径（Ⅱ级钢和Ⅲ级钢）的35倍。
对于大直径灌注桩，当采用8.2.6 条高杯一柱一桩时，可设置承台或将桩和柱直接连接。
桥梁桩基础设计计算部分
一方案比选优化公路桥涵结构设计应当考虑到结构上可能出现的多种作用，例如桥涵结构构件上除构件永久作用（如自重等)外,可能同时出现汽车荷载、人群荷载等可变作用。
《公路桥规》要求这时应该按承载力极限状态和正常使用极限状态，结合相应的设计状况进行作用效应组合,并取其最不利组合进行计算。
1、按承载能力极限状态设计时，可采用以下两种作用效应组合。
（1）基本作用效应组合。
基本组合是承载能力极限状态设计时，永久作用标准值效应与可变作用标准值效应的组合,基本组合表达式为（1-1)或（1-2）γ0－桥梁结构的重要性系数，按结构设计安全等级采用，对于公路桥梁,安全等级一级、二级、三级,分别为1.1、1。
0和0。
9；γGi－第i个永久荷载作用效应的分项系数。
分项系数是指为保证所设计的结构具有结构的可靠度而在设计表达式中采用的系数,分为作用分项系数和抗力分项系数两类。
当永久作用效应(结构重力和预应力作用）对结构承载力不利时，γGi=1.2;对结构的承载能力有利时,γGi=10；其他永久作用效应的分项系数详见《公路桥规》;γQ1－汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数,取γQ1＝1.4;当某个可变作用在效用组合中，其值超过汽车荷载效用时，则该作用取代汽车荷载，其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专门为承受某种作用而设置的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值;计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载时，其分项系数也与汽车荷载取同值。
γQj－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载以外的其他第j个可变作用效应的分项系数,取γQ1＝1。
4,但风荷载的分项系数取γQ1＝1.1；S gik、S gid－第i个永久作用效应的标准值和设计值；S Qjk－在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他第j个可变作用效应的标准值;S ud－承载能力极限状态下，作用基本组合的效应组合设计值,作用效应设计值等于作用效应标准值S d与作用分项系数的乘积。
建筑桩基技术规范
3 四类、五类环境中桩身混凝土保护层厚度应符合现行标准《港口工程混凝土结构设
计规》JTJ 267、《工业建筑防腐蚀设计规》GB 50046 的相关规定。
桩基沉降变形允许值。
（19）4.1.4 混凝土预制桩的截面边长不应小于 200mm；预应力混凝土预制实心桩的
截面边长不宜小于 350mm。
（5）5.5.4 建筑桩基沉降变形允许值，应按表
单层排架结构(柱距为 6m)桩基的沉降量(mm)
尚应符合下列要求：
桥式吊车轨面的倾斜
1 独立柱下桩基承台的最小宽度不应小于 500mm，边桩中心至承台边缘的距离不应小 (按不调整轨道考虑)
于桩的直径或边长，且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于 150mm。对于墙下条形 纵向
承台梁，桩的外边缘至承台梁边缘的距离不应小于 75mm。承台的最小厚度不应小于 横向
-
.
JGJ94-2008 建筑桩基技术规
应知条文
必会条文
（1）2.1.1 桩基：由设置于岩土中的桩和与桩顶联结的承台共同组成的基础或由柱与 （1）3.1.1 桩基础应按下列两类极限状态设 桩直接联结的单桩基础。
（2）2.1.2 复合桩基：由基桩和承台下地基土共同承担荷载的桩基础。 （3）2.1.3 基桩：桩基础中的单桩。
等，按安全适用、经济合理的原则选择。选择时可按本规附录 A 进行。 1 对于框架－核心筒等荷载分布很不均匀的桩筏基础，宜选择基桩尺寸和承载力可调 N Ek max ——地震作用效应和荷载效应标准组合
性较大的桩型和工艺。
2 挤土沉管灌注桩用于淤泥和淤泥质土层时，应局限于多层住宅桩基。
下，基桩或复合基桩的最大竖向力；
的剪
（30）4.2.6 承台与承台之间的连接构造应符合下列规定：
群桩沉降及周围土体沉降的计算
群桩沉降及周围土体沉降的计算群桩沉降及周围土体沉降的计算群桩基础是目前较为普遍使用的复合地基处理方式之一，由于其具有结构承载能力强、适应性广、可长期稳定等优点，因而在土建工程中被广泛应用。
然而，在工程实践中，群桩基础也存在一些问题，其中最典型的问题就是群桩之间的相互作用和周围土体沉降问题。
因此，如何准确地计算群桩沉降及周围土体沉降，对于保证工程的安全、稳定起着至关重要的作用。
本文将对群桩沉降及周围土体沉降的计算方法进行简单介绍和分析。
一、群桩沉降的计算方法1.排列方式对计算影响群桩沉降的计算方法一般分为两种，即单桩计算法和组合力法。
在单桩计算法中，假定每个桩的受力状态相同，按照单桩沉降曲线进行计算。
组合力法则是将多个桩的受力状态同时考虑，采用较为复杂的组合力学方法进行计算。
然而，在实际工程中，群桩之间的排列也会对计算结果产生影响。
当桩排布的中心线距离相对比较小时，桩之间的互相作用会使桩的受力状态发生变化，产生相互扰动。
在这种情况下，单桩计算法对于计算结果的准确性会有较大影响。
2.单桩计算法单桩计算法是最为简单、直接的计算方法，适用于单桩或者桩排布距离比较大的情况。
计算方法可以采用半经验公式进行，根据桩顶荷载、桩身周长等数据计算单桩的沉降变形。
其中，单桩沉降公式通常采用人工挖孔法或动探等方法采集的土质力学参数，可以采用约束模量法和弹塑性方法等进行计算，按照单桩受荷的弹性、弹塑性和塑性状态计算。
需要注意的是，单桩方法计算时，桩头和桩身沉降不能完全分开，必须在两者之间建立连接。
3.组合力法组合力法是将整个群桩看做一个整体，采用力平衡实现对整个体系的计算。
这种方法计算的准确性相对较高，适用于桩与桩之间距离较小、联合作用明显的情况。
在组合力法中，桩排布的形式和土层的性质对计算过程影响较大。
二、周围土体沉降的计算方法周围土体沉降是群桩基础中的另一个问题，其计算方法主要分为两种，即有限元法和碟形法。
1.有限元法有限元法是目前较为广泛采用的计算方法之一，基于理论分析，将土壤划分为有限的单元，采用有限元的计算方法进行分析和研究。
地基沉降量计算范文
地基沉降量计算范文
地基沉降是指建筑物地基在使用过程中由于地下土层不稳定或建筑负荷过重引起的下沉现象。
地基沉降是建筑工程中非常重要的问题，它会直接影响到建筑物的稳定性和使用寿命。
1.地基类型
首先，在计算地基沉降量之前，需要确定地基的类型。
常见的地基类型包括浅基础（如筏基、板基）和深基础（如桩基、墙基）。
不同类型的地基对应着不同的沉降计算方法。
2.土层性质
3.土壤参数
4.荷载
荷载是地基沉降量计算中的关键因素之一、荷载包括建筑物自重、活载和附加荷载等。
荷载的大小直接影响到地基的沉降量。
在计算中，需要确定荷载的大小并考虑它对地基的影响。
5.沉降计算方法
在得到以上参数和数据后，可以进行地基沉降量的计算。
常用的计算方法包括等效应力法、计算机数值模拟法、经验公式法等。
其中，等效应力法是最常用的方法之一、该方法通过计算有效应力和初次压缩度来确定地基沉降量。
总结：
地基沉降量的计算是建筑工程中非常重要的问题。
在进行计算时，需要考虑地基类型、土层性质、土壤参数、荷载等多个因素。
通过选择合适的计算方法，可以得到准确的地基沉降量。
该计算结果将有助于建筑物的设计和施工过程，确保地基的稳定性和建筑物的使用寿命。
地基的最终沉降量
土力学方法
基于土力学原理，考虑土的压缩 性、侧限压缩性等因素，建立沉 降量计算模型。适用于较软弱的
地基。
有限元法
将地基视为离散的有限个单元， 通过模拟每个单元的应力-应变 关系，计算出整个地基的沉降量。 适用于各种复杂的地形和地质条
件。
经验公式计算方法
普氏经验公式
根据大量实测数据总结出的经验公式，适用于无 粘性土和粘性土的地基沉降量计算。
而减小沉降量。
施工后的监测与维护
沉降监测
在施工完成后，对基础进行定期沉降监测，了解沉降变化情况， 为维护提供依据。
维护与加固
当发现沉降量超过允许范围时，采取相应的维护和加固措施，如 注浆、加桩等，以控制沉降量进一步发展。
使用管理
加强建筑物使用管理，避免超载、超压等人为因素导致基础沉降 量增加。
06Βιβλιοθήκη THANKS感谢观看
施工因素
不合理的施工方法、过大的填 土荷载等施工因素也可能导致 地基沉降。
外部荷载作用
建筑物或其他外部荷载作用在 地基上，可能导致地基土层的
压缩，进而产生沉降。
地基沉降的影响
01
02
03
04
建筑物倾斜或开裂
地基沉降不均匀可能导致建筑 物出现倾斜或开裂，影响建筑
物的安全性和使用寿命。
设备损坏
不均匀沉降可能导致设备基础 发生偏移，影响设备的正常运
地基的最终沉降量
• 引言 • 地基沉降的原因和影响 • 地基最终沉降量的计算方法 • 地基最终沉降量的预测 • 地基沉降控制措施 • 案例分析
01
引言
主题简介
定义
地基的最终沉降量是指在建筑物 荷重下，地基土体发生的持续沉 降量，通常以mm为单位表示。
完整版)桩基础设计计算书
完整版)桩基础设计计算书设计任务书设计要求：1.确定桩基持力层、桩型、桩长；2.确定单桩承载力；3.确定桩数布置及承台设计；4.进行复合桩基荷载验算；5.进行桩身和承台设计；6.进行沉降计算；7.确定构造要求及施工要求。
设计资料：场地土层自上而下划分为5层，勘查期间测得地下水混合水位深为2.1m，建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载，承台底面埋深为2.1m。
桩基持力层、桩型、桩长的确定：根据场地的土层特征和勘查数据，确定了桩基持力层、桩型和桩长。
单桩承载力确定：通过计算，确定了单桩竖向承载力。
桩数布置及承台设计：根据单桩承载力和建筑荷载，确定了桩数布置和承台设计方案。
复合桩基荷载验算：进行了复合桩基荷载验算，确保了基础的稳定性和安全性。
桩身和承台设计：根据桩基的荷载情况，进行了桩身和承台的设计。
沉降计算：进行了沉降计算，确保了基础的稳定性和安全性。
构造要求及施工要求：确定了基础的构造要求和施工要求，确保施工的质量和安全。
预制桩的施工、混凝土预制桩的接桩、凝土预制桩的沉桩、预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施：详细介绍了预制桩的施工、混凝土预制桩的接桩、凝土预制桩的沉桩、预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施。
结论与建议：总结了本次基础设计的主要内容，并提出了建议。
参考文献：列出了本次设计中所使用的参考文献。
根据设计任务书提供的资料，分析表明在柱下荷载作用下，天然地基基础难以满足设计要求，因此考虑采用桩基础。
经过地基勘查，确定选用第四土层黄褐色粉质粘土为桩端持力层。
同时，根据工程情况，承台埋深为2.1m，预选钢筋混凝土预制桩断面尺寸为45㎜×45㎜，桩长为21.1m。
为了确定单桩承载力，首先需要根据地质条件选择持力层，确定桩的断面尺寸和长度。
在本工程中，采用截面为450×450mm的预置钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层1.0m，镶入承台0.1m，承台底部埋深2.1m。
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单桩、单排桩、疏桩基础沉降计算
桩直径d：1000mm
桩类型：摩擦桩
单桩极限承载力R：7000KN
永久组合桩顶的附加荷载Q：7000KN
桩长L：15m
桩身混凝土弹性模量Ec：36000N/mm2
桩身截面面积Aps：0.785m2
L/d：15.0
桩身压缩系数ξe：0.667
桩身压缩Se: 2.5mm
水平影响范围内的基桩数m：2
承台效应系数：0.15
台底地基承载力特征值fak:1633Kpa
承台底均布压力Pck：245Kpa
承台长度L：9m
承台宽度B：7.5m
极限总端阻力：1885Mpa
端阻力与桩顶荷载之比α：0.27
沉降计算经验系数ψ： 1.00
后注浆等修正系数：1
1、承台底地基土不分担荷载的桩基
由基桩引起的沉降Sp：17.2mm
总沉降S：19.7mm
附加应力σz+σzc:137.49
2、承台底地基土分担荷载的复合桩基自重应力0.2σc:193.56
沉降计算长度Zn判断：OK 由基桩引起的沉降Sp：35.3mm
总沉降S：37.8mm
土层沉降计算表格
Mpa
Mpa。