竖向荷载作用下的群桩效应

1扩展基础包括无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础。

无筋基础的材料都具有较好的抗压性能,抗剪强度都不高，为了使基础内产生的拉应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值，设计师需要加大基础的高度2基础埋置深度选择：（1）与建筑物有关的条件（2）工程地质条件（3）水文地质条件（4）地基冻融条件（5）场地环境条件3 在抗震设防区，筏形和箱形基础的埋深不宜小于建筑物高度的1/15,桩筏和桩箱基础的埋深不宜小于建筑物高度的1/20~1/18。

4 地基承载力特征值：在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力，地基承载力特征值fa是允许沉降Sa的函数，Sa越大fa就愈大。

5 地基承载力特征值的确定：（1）按土的抗剪强度指标确定（2）按地基载荷试验确定（3）按规范承载力表确定（4）按建筑经验确定6 砌体承重结构由局部倾斜控制，框架结构由沉降差控制，高耸结构和高层建筑由整体倾斜控制，必要时应控制平均沉降量。

7 结构设计时可以通过控制材料强度等级和台阶宽高比来确定基础的截面尺寸。

8 墙下钢筋混凝土条形基础高度主要根据抗剪条件确定，而柱下钢筋混凝土单独基础高度则应根据抗冲切条件确定。

9整个上部结构对基础的不均匀沉降或扰曲的抵抗能力称为上部结构刚度10上部结构抵抗不均匀沉降的竖向刚度在层数超过15层后就基本保持不变。

11桩基础具有：承载高，稳定性好，沉降量小而均匀等特点12根据施工方法的不同分为预制桩和灌注桩13预制桩的沉桩方式有：锤击法，振动法和静压法14灌注桩分为：（1）沉管灌注桩（2）钻孔灌注桩（3）挖孔桩（4）爆扩灌注桩15桩可分为：挤土桩，部分挤土桩和排挤土桩16当桩入土深达某一临界深度后，侧阻就不随深度增加了这个现象称为侧阻的深度效应17预制桩在砂类土中不得少于7天；粉土和粘土不得少于15天；饱和软粘土不得少于25天，进行静荷载试验的桩数不宜少于总桩数的1%且不应少于3根18地基水平抗力系数Kx的确定方法有：常数法，“k”法，“m”法，“c值”法19各种承台应按国家现行进行受弯，受冲切，受剪切和局部承压承载力计算20单桩破坏模式有压屈破坏，整体剪切破坏和刺入破坏21根据基础的受力条件我们可以把混凝土基础称为刚性基础而把钢筋基础称为柔性基础22条形基础内力计算方法主要有简化计算法和弹性地基梁法名词解释1.地基承载力特征值：在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力。

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。

一、名词解释1、地基：承受建筑物各种作用的地层2、基础：建筑物的各种作用传递至地基的结构物3、刚性扩大基础:由于地基强度一般较墩台或墙柱圬工的强度低,因而需要将基础平面尺寸扩大以满足地基强度要求,这种刚性基础称为刚性扩大基础4、浅基础：埋置深度较浅(一般在数米以内)，且施工相对简单的基础,且在浅基础的设计计算中，可忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向抗力5、深基础：若浅层土不良，需将基础置于较深的良好土层上,且在设计计算中不能忽略基础侧向土体的摩阻力和侧向抗力的基础形式6、基础埋置深度：地面或一般冲刷线到基底的距离7、持力层：直接与基底相接触的土层8、刚性角：自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的连线间的最大夹角αmax9、地基系数C:单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需施加的力，C=mz10、单桩承载力容许值：是指单桩在荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许范围内，以保证结构物的正常使用所能承受的最大荷载确定方法:（1）静载试验法（2）经验公式法（3）动测试桩法(4）静力分析法11、正循环:钻具在钻进的同时,泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出至沉淀池,钻渣在此沉淀而泥浆仍进入泥浆池循环使用12、反循环:是泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入孔内，来冷却钻头并携带沉渣由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺13、软土：是指沿海的滨海相、三角洲相、内陆平原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的土14、复合地基：（P265)指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然地基土体或被改良的天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基。

17、沉井基础: 用沉井法修筑的基础18、单桩承载力容许值:指单桩在荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许范围内，以保证结构物的正常使用所能承受的最大荷载。

基础⼯程-第3章课后习题答案1.试述桩的分类。

（⼀）按承台位置分类。

可分为⾼桩承台基础和低桩承台基础，简称⾼桩承台和低桩承台。

（⼆）按施⼯⽅法分类。

可分为沉桩（预制桩）、灌注桩、管桩基础、钻埋空⼼桩。

（三）按设置效应分类。

可分为挤⼟桩、部分挤⼟桩和⾮挤⼟桩。

（四）按桩⼟相互作⽤特点分类。

可分为竖向受荷桩（摩擦桩、端承桩或柱桩）、横向受荷桩（主动桩、被动桩、竖直桩和斜桩）、桩墩（端承桩墩、摩擦桩墩）。

（五）按桩⾝材料分类。

可分为⽊桩（包括⽵桩）、混凝⼟桩（含钢筋和混凝⼟桩和预应⼒钢筋混凝⼟桩）、钢桩和组合桩。

2.桩基设计原则是什么？桩基设计·应⼒求做到安全适⽤、经济合理、主要包括收集资料和设计两部分。

1.收集资料（1）进⾏调查研究，了解结构的平⾯布置、上部荷载⼤⼩及使⽤要求等；（2）⼯程地质勘探资料的收集和阅读，了解勘探孔的间距、钻孔深度以及⼟层性质、桩基确定持⼒层；（3）掌握施⼯条件和施⼯⽅法，如材料、设备及施⼯⼈员等；2.设计步骤（1）确定桩的类型和外形尺⼨，确定承台埋深；（2）确定单桩竖向承载⼒特征值和⽔平承载⼒特征值；（3）初步拟定桩的数量和平⾯布置；( 4 )确定单桩上的竖向和⽔平承载⼒，确定群桩承载⼒；( 5 )必要时验算地基沉降；( 6 )承台结构设计；( 7 )绘制桩和承台的结构及施⼯图；3.设计要求《建筑地基基础设计规范》（GB 50007 —2011）第8.5.2条指出，桩基设计应符合下列规范：（1）所有桩基均应进⾏承载⼒和桩⾝强度计算。

对预制桩，尚应进⾏运输、吊装和锤击等中的强度和抗裂验算。

（2）桩基沉降量验算应符合规范第8.5.15条规定。

（3）桩基的抗震承载⼒验算应符合现⾏国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）的相关规定。

（4）桩基宜选⽤中、低压缩性⼟层作为桩端持⼒层。

（5）同⼀结构单元内的桩基，不宜选⽤压缩性差异较⼤的⼟层作为桩端持⼒层，不宜采⽤部分摩擦桩和部分端承桩。

第四章桩基础§4.1概述4.1.1桩基础的使用深基础：埋深较大，以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础。

深基础的作用：把所承受的荷载相对集中地传递到地基的深层。

深基础何时采用：建筑场地的浅层土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求；又不适于采取地基处理措施时。

深基础的类型：桩基础，地下连续墙，沉井等。

承台:将几个桩结合起来传递荷载4.1.2桩基础的类型桩基础的类型（按承台与地面相对位置的高低）：①高承台桩基础承台底面位于地面以上,桥桩,码头,栈桥②低承台桩基础承台底面位于地面以下,承台本身承担部分荷载（注：工民建，低承台桩基础，竖直桩；桥梁港湾海洋构筑物，高承台，斜桩，承受较大水平荷载）4.1.3桩基设计原则桩基础的设计应按变形控制设计。

桩基础设计时，上部结构传至承台上的荷载效应组合与浅基础相同。

桩基础设计满足的基本条件：①单桩承受的竖向承载力不应超过单桩竖向承载力特征值；②桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值；③对位于坡地岸边的桩基础应进行稳定性验算。

4.1.4桩基设计内容七个基本内容：①桩基础的类型和几何尺寸的选择；②单桩竖向（和水平向）承载力的确定；③确定桩的数量、间距和平面布置；④桩基础承载力和沉降验算；⑤桩身结构设计；⑥承台设计；⑦绘制桩基础施工图。

§4.2桩的类型4.2.1桩的分类（三种分类方式）①按承载性状分类（荷载传递方式）和竖向受力情况：分类依据：根据桩侧与桩端阻力的发挥程度和分担荷载比例的不同。

摩擦型桩——摩擦型桩——端承摩擦桩端承型桩——端承型桩：桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩端阻力分担较多，其桩端一般进入中密以上的砂类、碎石类土层，或位于中等风化、微风化及新鲜基岩顶面。

（此类桩侧摩阻力属次要，不可忽略）——摩擦端承型桩②按施工方法分类：预制桩——在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，如锤击桩、振动桩、静压桩等。

灌注桩——在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。