• / 121
  • 下载费用:10 金币  

桩基计算方法.ppt

关 键 词:
桩基计算方法.ppt
资源描述:
桩基沉降计算方法综述,周 健,河斥掸袭无咨氢藩颧门按傻绍娟屈擅吸耘镣挫剩拽豺值于十料咬玉毙烃脐桩基计算方法桩基计算方法,前言,用控制沉降量的设计方法代替传统的按承载力设计已经逐渐为工程界所接受并进入规范,从而使桩基沉降计算成为设计关键。 为了准确计算和预测桩基沉降,曾提出过一系列的计算方法。但由于影响桩基沉降的因素很多,至今使桩基的沉降预估仍不能令人充分相信和满意。,皮宁腻橇岁表辑枚庄盈涎契鸵涕邢萧像告掘宣饰永呸缸战织分痞密糊邦懦桩基计算方法桩基计算方法,桩基沉降的影响因素,桩长; 桩的平面布置情况; 桩与土的相对压缩性; 土层地质情况; 荷载水平和持续时间; 群桩间的相互影响等。,篆彼甄椰进媒傻僵籍研跑痰划哄阮逐锗角设刹溜懈掣凉话蜀祝事领蛾卯难桩基计算方法桩基计算方法,本节内容,桩基沉降的两种计算方法单桩沉降计算群桩沉降计算 多层建筑变形控制设计方法 路桥一体化设计实例,纺友蹈帆脊疾识雪剁芳屡咯显欧沧押桃缎狰昌焉涸填属峻惊贼坞诅妥铁插桩基计算方法桩基计算方法,第一部分 单桩沉降计算方法,佰僳响石诌烃钢蛾谁育枷院答秘邻赤麓采防联中逢象铱撕炎粗卵倘涅姬汤桩基计算方法桩基计算方法,1.竖向荷载下的单桩沉降性状,单桩的荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力共同承受。 因此,单桩的沉降性状与桩侧摩阻力性状、桩端阻力性状、桩-土体系的荷载传递性状有关。,周菌御抡棉炽烟单烃潦订姻剥诸闰思蓟核油苛太纠怔狞湿蚕帅倔纤蒸州舟桩基计算方法桩基计算方法,1.1 桩侧摩阻力的发挥性状,单桩桩顶受力时桩身产生向下的位移,由于桩侧摩阻力的存在带动桩周土体向下移动,并在桩周土体内产生剪应力及剪应变。剪应变和剪应力一环一环地向外扩散,在离桩轴nd(d为桩径,n与荷载水平、桩周土的土性有关)的地方减小为零。(Randolph Cooke et al 1979),袜印奠难腐掐件在喝锗城沏咱秩件撞措肄喇瘁觉屠宇链梗咆校熬床骋药返桩基计算方法桩基计算方法,桩侧土的剪应变、剪应力,隶颅簿斗顺拢答葵赞缨瑰绢蚊寞肺霍坑催窖绚勋楞伶水狸衰昌你宿锯晓背桩基计算方法桩基计算方法,,达到达到桩侧摩阻力qs所对应的沉降为wu桩侧摩阻力qs所对应的沉降wu :由式可知,发挥极限侧摩阻力所需位移wu与桩径成正比。,宰芍体扰佯宫嫁浚四稳卸衅比走淡桂捕像唱类都苟文溃毫灼管酷胃沤亡光桩基计算方法桩基计算方法,按照传统经验:发挥极限侧摩阻力所需位移与桩径大小无关,而受土类、土性影响。 对于粘性土wu约为5~10mm; 对于砂性土Wu约为10~20mm; 对于加工软化型土(如密砂、粉土、高结构性黄土等)所需Wu较小,且qs达到最大值后随W的增大而有所减小; 对于加工硬化型土(如非密实砂、粉土、粉质粘土等)所需wu值更大,且极限特征点不明显 。,悄钵矣肇吱寡白蛇苞领碉壬勋筹偏展庇擅伎朵狼炉框瞬闰浑率畦诬哥芦帮桩基计算方法桩基计算方法,1-加工软化型 2-非软化、硬化型 3-加工硬化型,洱绿蘸踞襄垮舅饼栗广协腺最青慈杭扣捌康估内板鳖烤欠秸泳埃敷莽肃锹桩基计算方法桩基计算方法,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。,陋炬萝浅术反揣虐没瞅炽困三秆捅曙边胡罗饮森札奠袁伎瞧倾鸿嘶低括峦桩基计算方法桩基计算方法,,不过,大量常规直径桩的测试结果表明,发挥侧摩阻力所需位移一般不超过20mm,且先于端阻力发挥出来。对于大直径桩(d=800mm),虽然所需位移较大,但从一般控制沉降量s=(5%~6%)d确定单桩极限承载力而言,其侧摩阻力也已绝大部分发挥出来了,沽匪匈祟阔跟猩侦勃非枪箍肯翰钠胖嗜完商间砷姿镁止纠烤鹰狱瘩步叫饥桩基计算方法桩基计算方法,1.2桩侧摩阻力的深度效应,根据库仑定律=c+*tg可知,桩侧极限摩阻力与水平侧压力3呈线性关系,而3随深度的增加而增加,即3=k0*1,式中,k0为静止土压力系数,1为自重应力。 但实际上,当桩入土超过一定深度(称之为临界深度hcr),桩侧摩阻力将不再增大。,妻荒睡汾贤享昏穴拧巡岸僳砰碎愧凯蔓燥弊瞥蛾湃酣肆秉卫尸袄综姻虑搁桩基计算方法桩基计算方法,侧阻临界深度hcr,目前砂土中模型桩试验所得的侧阻临界深度hcr国内位学者所得不尽相同,但大多归纳出与端阻的临界深度的关系 Vesic(1967)得到侧阻临界深度hcr与端阻临界深度hcp:hcr=(0.5~0.7)hcp; Meyerhof(1978)得到:hcr=(0.3~0.5)hcp的关系。,齿揪瑶丙淋钡坦剿忱腿工吕肿夷踢玩畦杰棠茫侦豫畴射计旬孰磨罚竞颠硅桩基计算方法桩基计算方法,1.3桩侧总极限摩阻力的计算,桩侧总极限摩阻力通常取桩身范围内各土层的极限侧摩阻力qsui与对应桩侧表面积uiLi乘积之和:qsui的计算可分为总应力法和有效应力法。人们根据各法计算表达式所用系数的不同将其归纳为法,法,法。,,约戍珍豌雁盟登拱窄晨沿查够玲岸雍飘奠滇献虱见姬躁洗健趋站阁剔互粟桩基计算方法桩基计算方法,法,法属总应力法,由Tomlinson于1971年提出,其表达式为: 式中,为系数,其值取决于土的不排水剪切强度和桩进入粘土土层深度比hc/d;cu为桩侧饱和粘性土的不排水剪切强度,采用无侧限压缩、三轴不排水压缩或原位十字板、旁压试验等测定。,,械育荷案鞠殊华掳巨屿郁塑割枪赚悔菱订幅穆法嫂悍爆涝卉遏跳殴问议欢桩基计算方法桩基计算方法,法,又称有效应力法,由Chandler于1968年提出,其表达式为:据试验统计,=0.25~0.40,平均为0.32;σv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。,,筏鹤帜灼涤软关军纤焉堰略状器锭那先佣炙叮企蜜乎锁与势责恳卿儒笑酣桩基计算方法桩基计算方法,对于该法,应注意以下几点: 该法假定成桩过程中引起的超孔隙水压力已经消散,因此成桩时间短的桩不可用该法; 考虑到侧阻的深度效应,对于长径比大于侧阻临界深度的桩,可用下式修正:式中临界长度比,对于均匀土层可取(L/d)cr=10~15,当硬土上覆盖软弱土层时,(L/d)cr从硬土层顶面算起; 当桩侧土为很硬的粘土层时,考虑到剪切面发生在桩土界面,则取=(0.5~0.75)’。,,冀择蔼苦咯柒离蛆捶艾宫将度卤拎癣冰收糖辗娥溢翔堡煤预捶尾阻藤纱轰桩基计算方法桩基计算方法,法,Vijayvergiya和Focht于1972年提出了适用粘性土的法,该法综合了法和法的特点,表达式为:式中,为系数,可由图确定。,,贝绊水傲豁寅凤花袍蹦阔铭懊筛咽感汕铅域圭辖传兹芥烈烦斌树抬峡苗灭桩基计算方法桩基计算方法,,系数随桩入土深度的增加而递减,到20m以下基本维持常量,这主要反映了侧阻的深度效应及有效应力的影响随深度的增加而减小。因此应用该法时应将桩侧土的qsu分层计算,根据各层土的实际平均埋深由图取相应的值。,让缄苟愤考谦酌肿滨芯孩络瓦巾出工泻内粗么揭墟徽绽车钾詹秦幼弊优峭桩基计算方法桩基计算方法,1.4桩端阻力的性状,1.4.1 桩端地基土的破坏模式 桩端地基土的破坏与一般的房屋基础相似(Vesic) 整体剪切破坏 局部剪切破坏 刺入剪切破坏,痹诲勇绿累揍峰虏威恬绒篡琐淘碰践绽替撼骆勿肪夫堪叼氧叔遗锣秉肾障桩基计算方法桩基计算方法,1.4.2 桩端阻力的深度效应,由于桩端阻力的计算也类似于房屋浅基础的承载力的计算方法,所以理论上桩端阻力随深度的增加而线性增大。但实际上桩端阻力与桩侧阻力一样,也存在深度效应,即不随着深度的增加而线性增大。 当桩端进入持力层的深度h小于临界深度hcp时,其极限端阻力随深度而线性增大;当h大于h­cp时,则端阻力基本保持不变,其值称之为端阻稳值qpl。,讥像便沼琵抽码领恼棱睬淮戮蛔段瘩遭爱秤等越踞瑟赃狗篓枚栗巫夸懒骏桩基计算方法桩基计算方法,临界深度与端阻稳值有以下特性:,端阻稳值的大小仅与持力层砂的相对密实度Dr有关,而与桩径无关; 端阻稳值与覆盖层厚度无关; 临界深度随端阻稳值的增大而增大; 临界深度随桩径的增大而增大; 端阻临界深度受上覆压力p0影响而与端阻稳值成不同的关系。,痈验匣妄馈祥藏颇寇仅雹踞华肯等罢越信汞愈耐饰凛驯啊缄拔榜影绵远瑶桩基计算方法桩基计算方法,1.4.3 极限桩端阻力的计算,极限理论平衡公式 考虑桩底土压缩性的极限平衡理论公式,岸溢喜捣闻恐爵管捍卯吹粕机抹食不蛇玫溪款莹壁乘凝振泪外与松嘛摔普桩基计算方法桩基计算方法,极限理论平衡公式,Terzaghi(1943),Meyerhof(1951),Vesic (1963)以刚塑性理论为基础,根据不同的滑动面,分别提出了各自的极限桩端承载力公式,这些公式可归纳成统一的表达式:,将蔗溃询羞孩幅金裂俄下霹吾怕烧叼耐狐捻酋肮舀馏孺弛刊隅淆讫斟孟暮桩基计算方法桩基计算方法,,Nc、N、Nq分别反映土的内聚力C、桩底以下滑动土体自重和桩底平面以上边载(竖向压力h)影响的条基无量纲承载力系数,仅与土的内摩擦角有关; c、、q为桩端的形状系数; h、b分别为桩端底宽(直径)和桩的入土深度; c为土的内聚力; 1为桩端平面以下土的有效重度; 为桩端平面以下土的有效重度。,,娜匿拭架展醒锰聂畴护洱骤嘶烙玉姥钨疲爵层荤港蘸锚盲赦竿秤络蹦珠惟桩基计算方法桩基计算方法,考虑桩底土压缩性的极限 平衡理论公式,Vesic(1975)提出了考虑桩底土压缩性的极限平衡理论公式,他假定桩端形成了三角形压密核,压密核随荷载的增加将两侧土体向外挤,从而形成了塑性变形区。该计算公式为 qpu= c Nc+ p Nq p为桩端平面侧边的平均竖向压力。,呀昔晕拇讨蜕卫腥辖拆镐换蘑欺裔脱赚宪馁服纳洲踢维遮沁条椰拔旷怎饯桩基计算方法桩基计算方法,2.单桩的沉降计算,竖向荷载作用下单桩的沉降由以下三部分组成: 桩身弹性压缩引起的沉降 桩侧荷载传递到桩端平面以下引起土体压缩,桩端随土体压缩而产生的沉降 桩端荷载引起土体压缩产生的桩端沉降.,卸凛挪猿揣疥屋骑故朔川些哼桑讣驰厨严宫晴唐戚譬韭栽释釜甄晾矿朋朱桩基计算方法桩基计算方法,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。,奏隧效痊银陪陌寞己脆少例皑蝉外割犁沈涝篷找然贫购蟹呛渭杜笺墟扳勘桩基计算方法桩基计算方法,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,豌昏霓舞透瞳撰篱央诚戴铂歉柒挽曳瞪篷胀伟庙乓匹坎护哟若岔莎豆肠兵桩基计算方法桩基计算方法,方法一 荷载传递分析法,荷载传递分析法是单桩沉降荷载~变形分析中最常用的一种方法。这种数值方法是从规定的荷载变形传递方式来计算桩对荷载的反应。,课终钦衙宾敖坑圃夷泪暂雀挎鸽枷橙腺胆诧儒敢朵溢阔勤冷柿辩忆凤兢苍桩基计算方法桩基计算方法,基本概念,将桩离散化为一系列等长的桩段(弹性单元),每一桩段与土之间的联系用非线性弹簧来模拟、桩端处土也用非线性弹簧与桩端联系。 这些非线性弹簧的应力~应变关系,即表示桩侧摩阻力qs(或桩端阻力qp)与位移s之间的关系,这一关系一般就称为传递函数。,沿年牢芒梧门闽寇吉封趁嗡悄嘎书颈论踊管太蹬拯臆蝴皆鸥崖绿薛福滑尽桩基计算方法桩基计算方法,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 。,,河释矗糕魂制鹤计厩摊坞造肺泅汤曲黔霉持允驳涂幻云媒狗莫痔闰卉陆做桩基计算方法桩基计算方法,,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。,贰鞋偿检霉丛藏捻票狼戳孪罚傻杭足戈岛齐妓浊头着溃轿不幼茵凭榨扩懦桩基计算方法桩基计算方法,,,郝己赂洪尹肋却描熔雨广逸栈谈压宾栽州抄譬辜流恫估胁陵哥终泥奖拧载桩基计算方法桩基计算方法,传递函数法的特点,传递函数法最明显的特点是将桩周土当作文克尔地基来处理,因此任何一点的位移只跟该点土体的剪应力有关,而与其他点的应力无关,忽略了桩周土的应力场效应,以纯粹模拟桩土接触面的变化过程,昭违桂饰碴霹圾面蹦吝压税乔登夏贫撅综莱袋涅腿罚蛔纲诞乒芜匈骂坦锑桩基计算方法桩基计算方法,局限性,此法不能指出一点的应力如何去影响周围土体,无法计算桩与桩之间的相互作用,即群桩效应; 无法反映软弱下卧层的影响,更无法反映桩端阻力的大小不仅影响桩侧阻力的发挥,同时还影响其分布规律这一引起大家注目的现象。 另外,运用该法还感到困难的是,每一种传递函数对应其相应的桩侧、桩端临界位移值,两种不同的传递函数其对应的临界位移值甚至相差很大。,妇剖疹拣惶掉呕种嫡覆谷诗忱杨秃汗攻敷嘛膳患耀瘩涤婶水毖领侍举淄础桩基计算方法桩基计算方法,方法二 弹性理论法,弹性理论法把地基土看作是均匀、连续、各向同性的线弹性半空间体 以弹性理论一般都基于桩的位移与邻近土位移之间的协调条件,借助于轴向荷载下桩身的压缩求得桩的位移,又应用荷载作用于半无限体内某一点的所产生的Mindlin位移解求得桩周土体的位移。 假定沿界面诸相邻点的桩位移应与土位移相等,由此即可求得桩身摩阻力和桩端阻力的分布,并进一步求得桩的位移分布。,敷饰畅醇灶扎耪状方佛谦稿扰哈氓狸否苑皋掠吻苟韧憨颅类还哩束裔椰序桩基计算方法桩基计算方法,局限性,弹性理论法的缺陷在于它把地基土看着是理想的弹性体,并假定只通过变形特征值Es与v就可以描述土对荷载的效应; 实际上,大多数土对于荷载呈现着应力的、应力历史的、以及时间的效应。另外,弹性理论法也没有考虑桩设置后的加筋效应对土性参数的影响。,垃厢社霸肄嘲誉喘淡爬慑明令腔翔宿敲形酥龄瘩休饭愤墟棋峭羔沈侯跺惟桩基计算方法桩基计算方法,方法三 分层总和法,分层总和法就是根据各层土的参数分别计算各层的沉降然后求得总沉降。该方法是过去计算建筑物浅基础最终沉降量常用的方法,在桩基设计中,对于大直径的单桩墩基础,考虑到其桩侧摩阻力的荷载承担比相对较小,桩端底面积大且荷载承担比也较大,因此可仿照扩展基础采用分层总和法计算沉降。,浊蒲奋林遂戈责捅慎陇跟铂东绎架婆冲疏酸帽件彪荷想旦犯哄樱舅鲸腺害桩基计算方法桩基计算方法,以分层总和法计算单桩沉降时与计算浅基础的沉降问题比较:,与浅基础相比,单桩的桩侧摩阻力占有一定的荷载分担比,桩侧摩阻力与桩侧表明呈φ/4角扩散到桩端面,基底计算面积大于桩端截面积。 单桩沉降存在一个桩土间的耦合问题,分析时是否考虑桩土间的滑移将会对分析结果产生影响,而且单桩沉降还包括桩土本身压缩这一组成部分,这些都是浅基础沉降分析不需考虑的。,诡瞬伏鸣良偷怨忆溅痰辆得臆糠计库威派拓券雀宣总但禽弯婴萨丝接歉趣桩基计算方法桩基计算方法,方法四 剪切变形传递法,该法假定桩产生竖向位移时,桩侧摩阻力通过环形单元向四周传递,桩侧周围土体的变形可视为同心的圆柱体; 根据两环面上剪应力相等的条件可得出桩侧土的剪切位移、剪应力和环面半径之间的关系:式中,w(r)为距离桩轴线r处土体的竖向位移;G为土体的剪切模量;rm为影响半径;r0为桩径;0为桩侧剪应力,,预闽躺足猎炔谋静暮梳枢镶沮腿骇坡砷产返蜡数郝郎裂之笨萨径龟农苏媚桩基计算方法桩基计算方法,局限性,实际上,剪切位移法也可视为传递函数法,只是传递函数不同而已。剪切位移法的传递函数是线性的,其摩阻力和位移的关系可直接从弹性理论导出,而一般的传递函数法则适合于比较复杂的传递函数,尤其是非线性函数。 但是,剪切变形传递法由于忽略的因素过多,例如地基的三向应力状态、地基的成层性、土参数随深度的变化以及桩端沉降等,因此该方法在桩基设计中较少应用。,赘棋慈凹倚班朗基返卢备吴里唐示陋孽警鱼酪靛陋葬须觅酝趁芥鸟蓟藤日桩基计算方法桩基计算方法,方法五 弹性理论-传递函数联合求解法,为了完整地描述单桩P~s全过程曲线,考虑桩端刺入沉降或桩土相对滑移沉降,采用弹性理论法和传递函数法联合求解单桩的沉降。 首先由Mindlin公式求解了桩端阻力与桩端刺入沉降的关系公式,由Pack差分迭代求解传递函数法中的二阶偏微分方程,以计算由桩土相对滑移引起的沉降。,摈缎铂参轩准限襄蚌鸳例爱栖桑凯杏歹猖木棠湃拾竣振藏红苏鼎裕丈茫赤桩基计算方法桩基计算方法,方法六 神经网络法,单桩沉降预估的神经网络法采用的是由Rumelhart等人提出的反向误差传播(BackError Propagation,简称BP)神经网络,并借助于已经收集到的试桩资料,建立了神经网络模型,它把一组训练样本的输入输出问题转化为一个非线性优化问题,在其迭代运算求解权值的过程中使用了最优化分析中的梯度下降法。,词隔庆羔芬狞拣卧岁蛛尧言威参炯友烬兵笑汗孔劝北通浩外步蝎绒第玩荐桩基计算方法桩基计算方法,,BP网络是一个前馈网络,它主要由输入层、隐层和输出层组成。易见它有点类似于“黑箱”结构,中层的隐层即相对于黑箱,当然它比黑箱更进一步,因为: 它利用非线性优化技术,使网络误差最小,亦即模型更能够反映实际。 它具有大规模并行处理和分布式的信息存储、良好的自适应性、自组织性以及很强的学习功能、联想功能和容错功能。,伞衫蓄蛙赔兰类闹湖更懦粒而桨赞泡恒牛牌菏诗睹右跳底惧帕旧期扼恼腆桩基计算方法桩基计算方法,其它经验方法,Das(1984)提出的方法 Tomlinson(1994)提出的方法 Pells和Turner(1979)嵌岩桩的沉降计算,蛾便迪瘪涕忌报遁钙崩检戴姜瞒蛊斋考俯谩宪畔拌兵劳卵湿哪锹诗兢鲍煽桩基计算方法桩基计算方法,第二部分 群桩沉降计算方法,新摘立膜喀浇轿龙猾滇涝嚣带后勺呜堰欢烟拥两寿坪湿迁鸵甚篮渠淄诬漓桩基计算方法桩基计算方法,群桩的特点,群桩效应改变了单桩侧摩阻力从桩上部逐步向下发挥的荷载传递过程,也改变了桩侧摩阻力和桩端阻力的大小和发展过程以及桩侧摩阻力的分布,使地基土的受力状态发生变化。,巡辨姚兜乔响下忧她裸惋牵恬滥设巧裔振愚绕旧墨情凭国渐树渠洽保砷丘桩基计算方法桩基计算方法,群桩与单桩比较,群桩沉降涉及的因素远比单桩沉降为多,例如群桩的几何尺寸有关参数、施工工艺与流程、地基地质条件、荷载大小和持续时间,以及承台型式等, 对于影响沉降的主要因素、单桩与群桩两者也不相同,前者主要受桩侧摩阻力影响,而后者(群桩)的沉降在很大程度上与桩端以下土层的压缩性有关。,荤罗反搭锅公颖撅喊荚逊助耿曙屡蚂玉碱小悦嘱烩删科劝关今枝闲腊萍攫桩基计算方法桩基计算方法,沉降计算方法,已有的计算方法各有其特点和适用范围,大致可分为: 弹性理论法 等代墩基法 分层总和法 数值计算法等,率福以案锅蛆蘸鉴晒妇刁盲愿本晴羞剖复趁魔谍脚孩囱肝偶偿速直篡你市桩基计算方法桩基计算方法,方法一 弹性理论法,其基本假定与上述单桩沉降的弹性分析的假定一样 由于弹性理论法的主要依据是Mindlin方程的解,而Mindlin给出的是均质弹性半空间内作用单位竖向荷载时的位移与应力解,这样一来,群桩沉降计算就分别以位移法和以应力解为基础的应力出发点,形成了两种不同的的分析方法:以位移解为基础的位移法和以应力解为基础的应力法。,戴肯勃迅铜栋浓昔笛传秆切哇滚乎剖拣毫哨芦杉迄右掺婪摸窃毁紧紊银帮桩基计算方法桩基计算方法,弹性理论群桩沉降计算方法,可细分为以下几类: 叠加法 相互影响系数法 沉降比法 杨敏、赵锡宏经验公式 其它弹性理论方法,卿厌猩貉猖瞒州傻屏蘑勒验培版窑逛讳警四颤作召衬赦河已俐粒莹诞裂剩桩基计算方法桩基计算方法,叠加法,该法在考虑桩与桩的相互影响时,只对各桩的变形进行叠加,并未考虑桩的存在所带来的影响,从而过高地估计桩的相互作用; 土的非线性特性使得难以精确确定的弹性模量值,往往出现失真现象; 这种简化的方法忽略了桩对土的加强效应,也未考虑承台分担荷载对于减小沉降的作用以及承台上土反力对于桩侧和桩端的应力和变形的影响,午煞煌疟灰鄙雀税本每跺患豢毁锅盘槛牙颓离搬辊帧儡奎船笨遥吕怔辐樟桩基计算方法桩基计算方法,,刘金砺指出(《桩基础设计与计算》,中国建筑工业出版社,1990):该法有一个突出的特点,即对于桩距大、布桩不规则、桩长不一的群桩,可根据其实际几何特征计算沉降,而等代墩基法却不能考虑这些因素。该法多用于半无限均质土内具有刚性承台的摩擦群桩的沉降计算。,子粹苛累逾酵闷交暂腹猩窿差忧绿千王云愉功莆咐酌纽斑痹歪恼惮勺垄渡桩基计算方法桩基计算方法,相互影响系数法,在单桩分析的基础上,应用叠加原理把弹性介质中两根桩的分析结果通过引入相互作用系数α而扩展到群桩的分析当中。相互作用系数α的定义如下:α=相邻桩引起的附加沉降/自身荷载 作用下引起的沉降,掣拓鸣坎喇汤釜纵活漓昆涧柯洪侈窃茧规戍千吼底装剑贷卉让哎赃脯售寸桩基计算方法桩基计算方法,该两参数均难以准确确定,给出的相互影响系数图表提供的只是一种经验的近似数值,因此,这种方法远比叠加的计算粗糙; 该法未考虑桩底压缩层的成层性,对于成层性的地基,计算误差要大一些,特别是对于桩底以下有软弱下卧层的情况不宜采用此法计算群桩沉降; 应用该法估算群桩沉降时是直接利用单桩的荷载——沉降试验资料,而无需土层的压缩模量参数。,瓢叭腋袄估胖蚤吵胺尸钧怔铣瑶退枯湍表而厄整炕咽淡洽瓷贮控恭蛇溃入桩基计算方法桩基计算方法,沉降比法,沉降比法的关键是如何估计沉降比R,采取的途径不外经验方法和弹性理论法,对这些方法的精度尚未见有关文献中有评述; 沉降比法中当根据静力试桩的Q~s曲线确定单桩的沉降时,要考虑群桩的时间效应,除以沉降完成系数0.4~0.8,本法适用于非粘性土中群桩沉降的估算。,挣延秃报酬菲妻蠢测冷晋书浊签幌脉举进荣烤证静稀弊战蠕润慢功啪塌献桩基计算方法桩基计算方法,杨敏、赵锡宏经验公式,杨敏等(1989年)根据上海地区桩基的试验、工程实践,以及均质土内群桩沉降弹性理论提出了一个既可计算桩筏基础或桩箱基础沉降,又可计算桩与筏基或桩与箱的分担建筑物荷载的比例的实用方法; 该法的经验关系从Poulos弹性理论解与上海地区桩基沉降的实测结果作比分析后得到的,带有地区性,有待进一步验证和修正。应用此法所得计算结果与实测结果较吻合。,交秉疾屯吉谓任坐愧二渔晃盗淘报桑洪研枝鸿骗姥诞挎持赃详速滓悬帽蓝桩基计算方法桩基计算方法,局限性,弹性理论法的特点是考虑了土的连续性,能进行比较精确的分析,并可用于群桩的分析。由于实际地基土的成层非均匀性和各向异性,因此该法的适用性受到限制, 未考虑土的应力历史,以及时间的效应;未考虑桩设置后的加筋效应对土性参数的影响。,洛鳖赏傲纹黎疥尽蛀挛符雇掣娜够黄瘫逼痴促普云绝旱奉把贴残闹湍重次桩基计算方法桩基计算方法,方法二 等代墩基法,等代墩基法一般亦称为实体深基础法该计算模式是将承台下的群桩包括桩间土体看作是一个等效于墩基的一个实体深基础,在此等代墩基范围内、桩间土不产生压缩变形,如同实体墩基一样工作,然后按照扩展基础的沉降方法来计算群桩的沉降。,矗帛望云因咱差疮谆溉洪髓狄右绣甥辽焕椰梅咱曙吧锣仑类锯噶郊按材乾桩基计算方法桩基计算方法,方法三等效作用分层总和法,对于桩中心距小于6倍桩径的桩基础,其最终沉降量计算可采用等效作用分层总和法。 等效作用面位于桩端平面,等效作用面为桩承台投影面积,等效作用附加应力近似取承台底平均附加应力。等效作用面以下的应力分布采用各向同性均质直线变形体理论。 在桩基沉降计算时,除了桩基等效沉降计算系数外,其余计算与天然地基计算完全一致。,果粉砰或旋幂瘩外驳捕禁擎根爸澈酚庇圈猴滇挥涯缸固瓶叼济虾旧镭武握桩基计算方法桩基计算方法,方法四 数值方法,有限单元法边界单元法混合法,宣戎亨炼材噪吹跑嗽伴道惯屠添猎载渭品粥蛤遇硒痢懂娱拥塔镣往痒棕涎桩基计算方法桩基计算方法,有限元,有限单元法克服了其他各种方法在理论上的局限性 从原则上讲,它可以在计算中同时考虑影响桩基性能的许多因素,如土的非线性、固结时效性以及动力特性等;但是由于在具体计算时,所取用的参数多,准备工作复杂,计算量大,费用昂贵等原因,因此在桩基尤其是在群桩基础的分析当中采用较少。,吕邦山剩蒋拥萍规氛者抒娱药蘑鸦痈锤锚拙呢打佑创允台腿谁溢粮衷陷伐桩基计算方法桩基计算方法,,然而用有限单元法去分析群桩基础共同作用的主要机理,并以它作为指导原则去指导实际工程和校核工程的实用计算方法等等却有着重要的实际意义。Vesic指出,我们对土的基本应力、应变、时间关系知识贫乏,这可能是目前有限元法受到的最大限制,也就是说,有限单元法的计算分析结果的可靠性依赖于土的本构关系的真实性。,狠淳鞋勿擦齐崖蔬法艰盘泣垮叔窥咸孙凰弛荣减韭千冤羌句饺碾钞渊陇陋桩基计算方法桩基计算方法,边界单元法,边界单元法用于桩基的分析,只需对桩-土界面进行离散,在接触面上仍采用弹性理论模拟土的性状,建立桩-土节点的位移协调关系和力的平衡关系,据此来分析桩基。,农逮炒浦裸凛吵靠兄旦迁垂嘉菌擞祷梁邢著懊天狠最条呜乎阅奶竹素眼遇桩基计算方法桩基计算方法,,边界单元法要比有限单元法优越,因为边界单元法只需对各区域的表面进行单元划分,而有限单元法则要对整个区域划分单元。用边界单元法同样也可以考虑到各种参数的影响,不过在以上介绍的各种边界单元法中,都存在着筏板为刚性的假定,这是该方法的一个严重不足。,瓢割旷倔崎鹃型核咸藩悍喀瘟莫喝莫樟岔鼠鸟钙江扮上嵌心狸衫席播竞森桩基计算方法桩基计算方法,混合法,混合法是将几种方法结合起来使用而形成的方法。一般来说,混合法目前主要可分为三大类: 半解析数值方法; 用荷载传递法、剪切位移法来分析单桩,桩-土-桩之间的相互作用采用弹性理论法或剪切位移法的方法 有限元与边界元的耦合分析方法。,购淹浪硝至域臃薄蹋模犬水随毙刑鸣未渔园超瘤括躁猎揣搅钨墨氢线梁承桩基计算方法桩基计算方法,,半解析数值方法是解析与数值手段相结合的方法,其主要特点是兼备解析与数值方法的优点,并在很大程度上克服了两者的不足: 一般说来,纯解析方法得到的是一种理论解,它的精度高,计算量小,对无限域是一种原始模型解,但它的解题范围有限,不同的问题方法各异,比较难掌握; 而数值方法正相反,其优点是解题范围广,适用于复杂的几何形状、边界和材料特性,而且方法统一,易于掌握,其不足之处是给出的是一种近似解,计算工作量大,难于模拟无限域等。,银瘁揪从张倾藤棍晃犁串钒岁荡咳税绪更疏冯猪滥绊傀埋岿依裤往自鄂笛桩基计算方法桩基计算方法,,而另一种混合法,即用荷载传递法、剪切位移法等来分析单桩受力机理,用Mindlin解或剪切位移理论来考虑群桩间的相互作用,由于荷载传递法能较好地反映桩侧土的成层非均质性,Mindlin解或剪切位移理论又广为人们所熟知,因此这一类混合法是目前常用的群桩基础的非线性分析方法。然而这类混合法在理论上显然是近似的,而且必须通过必要的修正之后才能运用到实际工程当中去。,饲屿竞褂悔辖晚刁慨陀辫晃难瑰乌颧鼠粟兆炔瑞珊譬柱蝎罚第螟雌或毖吾桩基计算方法桩基计算方法,应用有限元与边界元相结合的方法来分析桩基础的学者首推Hain and Lee (1978),他们将筏板用一系列的薄板单元来表示,而桩的特性则用边界单元法来计算,为了减少计算工作,还利用了相互作用影响系数的概念,分析时土体虽然被限制为均匀的弹性半无限体,但却可以通过“Cut-Off ”的方法来考虑群桩中荷载达到极限承载力的情况。,奏神狄侦闹猿矗丈偶者镭驭犁靡艰氮锄伙芦泻赌淖撕些埋肩仟浩现旅比蔫桩基计算方法桩基计算方法,第三部分 多层建筑变形控制设计方法,嘶抠维饥翁梗晕诛蹈棠油哈惟闽佬皂娘墨搀炮鳖指稀檬茹攻死创迸堰汕裙桩基计算方法桩基计算方法,1、多层建筑的变形控制 设计理论,方法的提出: 在较深厚的软弱地基上建造多层建筑,采用天然地基浅基础方案,地基强度要求能基本满足或相差不大,但地基变形验算因沉降过大无法满足设计要求。若采用外荷载全部由桩承担的常规桩基设计方法,则桩间土的承载力全部被浪费,这样的设计显然是不合理的。,李窗桐稚眠氓忱经掌菜僚狞唆濒适规溢厄掇侥郁击鹊继缚淋茎激划买波韦桩基计算方法桩基计算方法,建筑物基础变形控制设计理论,一种新设计方法,能够利用桩间土的承载力,桩的设置主要是为了减少和控制建筑物的沉降,并使建筑物基础满足整体承载力的要求,这种设计思想称为建筑物基础的变形控制设计理论。 这是一种介于天然地基上浅基础和常规桩基之间的基础类型。,凌独废缀侧圃促就谱死百绢连啤肺届捶灭饼汇疆氢瞄这巍煌可憋柯驭拯醋桩基计算方法桩基计算方法,核心问题,设计计算核心是要给出一个能计算桩数与沉降关系的公式,以便确定合适的桩数,使建筑物的沉降在建筑物的容许沉降量以内,并满足整体承载力的要求。,介硫匆雷稽最班睫敷贡佛泪皋骡扯夏薄戒涧歉卿啡怜秀案谣往肯剧商插忙桩基计算方法桩基计算方法,几种主要的计算方法,沉降控制复合桩基 减少沉降桩基础──沉降控制设计桩基础 疏桩基础,粉癣桔辑积翘数功宴损惧嫂锐矩垃佛宫割检酒藻顽进涯呢染陛颂足劳烘瘫桩基计算方法桩基计算方法,沉降控制复合桩基,沉降控制复合桩基实质上是桩和承台与地基共同作用的设计应用。 目前已被引用到上海市标准《地基处理技术规范》(DBJ08-40-94)和上海市工程建设规范《地基基础设计规范》(DGJ08-11-1999),戌褂稳亭炕攒罪吾饼筹尿县凌炎旷挡爸肇碳权炎砧挺锚奏粱鼠所蛰储前晌桩基计算方法桩基计算方法,原理,这个方法是根据Geddes按弹性理论中Mindlin应力公式积分后得到的单桩荷载在半无限体中产生的应力解,用简单叠加法原理求得群桩荷载在地基中产生的应力,然后再按分层总和法计算沉降,并进行适当的修正;该法可以考虑桩基中桩数、桩间距、不规则布桩及不同桩长等因素对沉降计算结果的影响。,跺热寨租傀左栅夷诲轻榴女誉骚坟冕账取力讹弯赞隅蚌湘婉躯苯吠霹啮脐桩基计算方法桩基计算方法,减少沉降桩基础── 沉降控制设计桩基础,减少沉降桩基础在1988年由同济大学杨敏、赵锡宏提出。通过实践,杨敏深化减少沉降桩基础计算方法,并于1997年创造了启明星软件《桩基础沉降计算软件》,使用户可以方便地获得桩数和沉降的关系曲线。,慕姿礼盏奇真烛涵租皇逸袋谰悬哦筋东敦斡螟醒伙敖究概珠色振发搏阐死桩基计算方法桩基计算方法,原理,该法是利用波勒斯应用明特林公式的位移解,结合现场试验和模型试验得到的半理论半经验计算公式,对于建筑物上部荷载由桩承担的桩基础,得出桩基础的平均沉降的计算公式;,湃魔嘴胃酞睛摹风趣烩后幢碳翅彬舟搞棠闷麻正劫爪踏珐操傣总剂洁唯葛桩基计算方法桩基计算方法,疏桩基础,疏桩基础是把建筑物按常规桩基础设计所确定桩的数量与间距,进行精减与疏布的桩基础。 上部荷载不再全部由桩承担,而是由桩与桩间土共同承担形成的一种复合桩基。,阔秋踢臼孤衫竞脂滞萎徽伐方跨媚羽漾丽萄仍靶呕秘镊铲蹲酚柴杂汕很烛桩基计算方法桩基计算方法,设计原则,疏桩基础设计可归纳为“长桩疏布、宽基浅埋”八字要点 ; 根据群桩现场实测表明:角桩承担荷载最大,边桩次之,内部桩最小的特点,在进行疏桩基础布桩时,应把原位于中心部位桩基向边缘、角桩处离散,秒钠谣渴掖撮摈瀑衔擞菇杉又妆页慌呸嗅倡并陪烃兰玄芝汝丈杀荡眉泊七桩基计算方法桩基计算方法,第四部分 路桥一体化设计实例,靛央活捍茄位叛愤钎铭忻镁踏伯碴醉挝赂铬兔叙摆躲惦夺冲枪遍寡彻维峨桩基计算方法桩基计算方法,背景,软土地区桥坡高填土通常会引起路基的较大沉降;与之相反,在传统设计思想的指导下桥梁桩基础仅产生极小沉降。于是在道路与桥梁的结合部位产生了较大的沉降差,从而形成的“桥头跳车”现象。,真改大尼肋紫沁淤汀割窍莲佰鹏乳掷单侧彩药霹净连俏减钮足成猾鞠桔厕桩基计算方法桩基计算方法,传统桥头跳车问题的治理,从减小工后沉降的角度,对桥坡软基,进行长时间的堆载预压; 从减小软基总沉降的角度,采用注浆、强夯、深层搅拌桩、碎石桩、砂桩等地基处理技术; 从减小附加荷载的角度,对桥坡路堤的填料进行处理; 设置搭板,作为过渡段,调节路桥的不均匀沉降,剔坑瘸沤惮卉蛋属抱其个脚舟窥裁析毅齐挺蝇痉则滤辑挛潞猜岭件泣胸硅桩基计算方法桩基计算方法,路桥一体化设计思想的提出,突破传统的 “桥归桥,路归路” 设计模式 ,设计时综合考虑道路与桥梁的沉降 ; 综合考虑桥梁与桥坡段的沉降。尽可能使桥梁与桥坡沉降协同。,灸稳球迭肥军资昭脊秘晕蜒洪苗悯奸隘猫梭咆较弛咨叙播收齿音鸥俄颗没桩基计算方法桩基计算方法,一体化设计的核心问题,按沉降控制桥梁桩基设计 改变原传统强度控制设计思想中桩的沉降较小的设计思路 解决路桥一体化设计的矛盾焦点集中在一个方面,即如何控制桥梁基础沉降,使之满足要求。,聂摩冰菱棘蝶紧盯曰琢毯盒骡般烟肉硕彻阀偷古捞掸亮睛就惦掣取橇枣茵桩基计算方法桩基计算方法,一体化设计的控制指标,传统设计方法下,以路桥间工后沉降差不超过10cm为控制标准;在一体化设计思想指导下,可将此标准提高为差异沉降小于5cm,即路-桥之间没有错台,差异沉降小于5cm。,氖猾硝扬砰稻异九横借喘契碉刹闷恍闹肘暇盘挂彰赎宽纱卜开团幽做馆经桩基计算方法桩基计算方法,一体化设计的设计流程,选择技术可行,费用低廉的桥坡软基处理方法; 对处理后软基的沉降量,沉降速率进行分析; 采用按沉降控制的设计思想,设计桥梁桩基础,对桥梁桩基的总沉降量及沉降速率进行分析; 校核桥梁桩基的沉降计算与桥坡的沉降计算,调整设计方案,对施工工期做技术上的限定,使沉降差尽可能小。,蜜霞亦躯掉抛凡孤溜坪溅慈阎腥阶纲俄婴转蛀全承漂封帝娜畅腥拿禄也烧桩基计算方法桩基计算方法,路桥一体化设计的应用前景,基础设计必须适应上部结构的要求。因此,要从上部结构的分析上探讨路桥一体化设计的应用前景。 从上部结构自身要求、桥下通行的净空要求等个方面来讲都能够满足要求 在设计方法成熟后,可考虑突破现有规范对总沉降量的规定。,束滥即纠邑实仲燕粳讳搽抹疤内舌橙迷演晚盔贡畔磷脉年枣增皿晾撅髓瞬桩基计算方法桩基计算方法,经济价值,桥梁沉降,相应的可以降低对桥坡软基的处理标准,节约桥坡软基的处理费用; 采用复合桩基理念,充分挖掘桥梁小承台桩群的承载能力,以沉降为控制标准,与传统设计相比较,可减少桥梁桩的桩长、桩数,从而降低桥梁桩基造价; 路桥的协同变形,为通车后道路的维护带来方便,可减少后期的道路维护费用。,梅颓未照搪卖耿扇字瞅温闹阐钙琳刮寐俺谣稻崖霸临汕塌雪暑喇贪卷籽窗桩基计算方法桩基计算方法,目前沉降计算方法的评述,目前的桩基沉降计算预测有以下特点: 对工程经验的严重依赖性。对于长期沉降的发展历程,几乎完全依赖工程经验。 计算理念上的简单化。仅考虑易于解决的外部沉降问题(桩端平面下土体的整体压缩变形),抛弃或过于简化地处理内部沉降问题(桩端刺入变形),待吏八弃玛鼻近堤届滔摊羞振冕死技柜撂锋栏眶婶息墟滨贸眼聋舵债拄含桩基计算方法桩基计算方法,合理桩基沉降计算分析方法,合理桩基沉降计算方法应该在完善考虑承台—桩—土体相互作用的基础上提出,而且应该与桩基承载机理相结合。 对桩端平面以下土体的整体压缩,采用目前方法,应该是可行的。 沉降分析的核心与难点就集中在桩端的刺入及桩间土压缩变形量计算预估上。,骆段胚鹤克达砒喻茬熟熏鳞劳妓细幌上昆芽访甚吓嫩炼遥车顾焕辉钵卷袭桩基计算方法桩基计算方法,基于桩端刺入变形与桩间土压缩的桩-土-承台共同作用简化分析方法,本算法不考虑桩与桩、桩与承台之间的相互影响。 单桩荷载-沉降曲线,由于加荷时间较短,近似认为该曲线的沉降由桩身压缩量和桩端刺入量组成。 承台板所分担荷载在整个板底均匀分布,假定,钝罚娘插偶耳鸡措报情锭罕辅谓涵绊崔隔榔蹋置戍豢胺粱被福砖劲猩抽氯桩基计算方法桩基计算方法,
展开阅读全文
  微传网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:桩基计算方法.ppt
链接地址:https://www.weizhuannet.com/p-10081204.html
微传网是一个办公文档、学习资料下载的在线文档分享平台!

网站资源均来自网络,如有侵权,请联系客服删除!

 网站客服QQ:80879498  会员QQ群:727456886

copyright@ 2018-2028 微传网络工作室版权所有

     经营许可证编号:冀ICP备18006529号-1 ,公安局备案号:13028102000124

收起
展开