特種基礎(chǔ)樁筏基礎(chǔ)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1特種特種(tzhng)基礎(chǔ)樁筏基礎(chǔ)基礎(chǔ)樁筏基礎(chǔ)第一頁(yè)，共83頁(yè)。各種形式各種形式(xngsh)的獨(dú)立塔基的獨(dú)立塔基第2頁(yè)/共83頁(yè)第二頁(yè)，共83頁(yè)。儲(chǔ)罐的形式儲(chǔ)罐的形式(xngsh)儲(chǔ)罐基礎(chǔ)儲(chǔ)罐基礎(chǔ)(jch)第3頁(yè)/共83頁(yè)第三頁(yè)，共83頁(yè)。特種結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求及特征：特種結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求及特征： 地基應(yīng)具有足夠地基應(yīng)具有足夠(zgu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性：在荷載作用下地基不的強(qiáng)度及穩(wěn)定性：在荷載作用下地基不發(fā)生破壞、基礎(chǔ)不發(fā)生失穩(wěn)（水平力作用）、不發(fā)生振動(dòng)液化發(fā)生破壞、基礎(chǔ)不發(fā)生失穩(wěn)（水平力作用）、不發(fā)生振動(dòng)液化（動(dòng)力荷載）、遇水時(shí)不發(fā)生沉陷等。（動(dòng)力荷載）、遇水時(shí)

2、不發(fā)生沉陷等。 基礎(chǔ)具有足夠基礎(chǔ)具有足夠(zgu)的剛度：基礎(chǔ)應(yīng)具有調(diào)整地基的不均勻的剛度：基礎(chǔ)應(yīng)具有調(diào)整地基的不均勻 沉降，減小基礎(chǔ)變形，減小振動(dòng)等功能。沉降，減小基礎(chǔ)變形，減小振動(dòng)等功能。 工程造價(jià)比較高，對(duì)于基礎(chǔ)方案的選擇有較高的要求。工程造價(jià)比較高，對(duì)于基礎(chǔ)方案的選擇有較高的要求。 對(duì)地基承載力要求較高，除了豎向荷載較大外，還要考慮承受對(duì)地基承載力要求較高，除了豎向荷載較大外，還要考慮承受較大的水平荷載或地震荷載（塔、桿等）。較大的水平荷載或地震荷載（塔、桿等）。 對(duì)地基的不均勻沉降較敏感，對(duì)于高聳建筑物常用傾斜度控制對(duì)地基的不均勻沉降較敏感，對(duì)于高聳建筑物常用傾斜度控制基礎(chǔ)的變形?；?/p>

3、礎(chǔ)的變形。 基礎(chǔ)埋深較大，往往需要進(jìn)行地基處理或考慮深基坑開挖的問(wèn)基礎(chǔ)埋深較大，往往需要進(jìn)行地基處理或考慮深基坑開挖的問(wèn)題。題。第4頁(yè)/共83頁(yè)第四頁(yè)，共83頁(yè)。第二章：高層建筑(o cn jin zh)樁-筏與樁-箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一、概述一、概述1、高層建筑的主要特征、高層建筑的主要特征 高高度、大剛度高高度、大剛度(n d)：高層建筑高度較大，對(duì)建筑物：高層建筑高度較大，對(duì)建筑物的穩(wěn)定性及整體剛度的穩(wěn)定性及整體剛度(n d)要求較高，特別是建筑物要求較高，特別是建筑物的整體傾斜要求嚴(yán)格。的整體傾斜要求嚴(yán)格。 荷載復(fù)雜：同時(shí)存在比較大的豎向荷載和水平荷載，通常荷載復(fù)雜：同時(shí)存在比較大的豎向荷載和水

4、平荷載，通常，建筑物層數(shù)每增加一層，基底壓力就增大，建筑物層數(shù)每增加一層，基底壓力就增大1015kPa；高層建筑的水平荷載主要考慮風(fēng)荷載與地震荷載。高層建筑的水平荷載主要考慮風(fēng)荷載與地震荷載。 基礎(chǔ)埋深大：高層建筑常伴有地下室或其他地下構(gòu)造物，基礎(chǔ)埋深大：高層建筑常伴有地下室或其他地下構(gòu)造物，基礎(chǔ)埋深較大，甚至超過(guò)基礎(chǔ)埋深較大，甚至超過(guò)20m。第5頁(yè)/共83頁(yè)第五頁(yè)，共83頁(yè)。(4) 環(huán)境效應(yīng)：基礎(chǔ)工程施工對(duì)周圍環(huán)境影響的評(píng)估及預(yù)防環(huán)境效應(yīng)：基礎(chǔ)工程施工對(duì)周圍環(huán)境影響的評(píng)估及預(yù)防措施（主要是深基坑開挖措施（主要是深基坑開挖(ki w)）。）。(5) 造價(jià)高、工期長(zhǎng)。造價(jià)高、工期長(zhǎng)。2、高層建筑

5、基礎(chǔ)的主要類型、高層建筑基礎(chǔ)的主要類型 高層建筑由于荷載大，整體穩(wěn)定性要求高，常采用穩(wěn)定高層建筑由于荷載大，整體穩(wěn)定性要求高，常采用穩(wěn)定性較好的整體基礎(chǔ)，如交叉條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱型性較好的整體基礎(chǔ)，如交叉條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)或其他深基礎(chǔ)（樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等）。為適應(yīng)基礎(chǔ)或其他深基礎(chǔ)（樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等）。為適應(yīng)復(fù)雜荷載或地基承載力不足，或減小地基變形，可以將復(fù)雜荷載或地基承載力不足，或減小地基變形，可以將筏板或箱基礎(chǔ)與樁結(jié)合起來(lái)構(gòu)成樁筏板或箱基礎(chǔ)與樁結(jié)合起來(lái)構(gòu)成樁-筏基礎(chǔ)或樁筏基礎(chǔ)或樁-箱基礎(chǔ)箱基礎(chǔ)。3、高層建筑基礎(chǔ)的主要工程問(wèn)題、高層建筑基礎(chǔ)的主要工程問(wèn)題 地基的選擇：盡量選

6、擇壓縮性低、分布均勻的地基，以減地基的選擇：盡量選擇壓縮性低、分布均勻的地基，以減小地基沉降量和不均勻沉降，防止基礎(chǔ)的整體傾斜。小地基沉降量和不均勻沉降，防止基礎(chǔ)的整體傾斜。第6頁(yè)/共83頁(yè)第六頁(yè)，共83頁(yè)。(2) 地基土的強(qiáng)度和變形：為了滿足地基承載力條件及減小地基變地基土的強(qiáng)度和變形：為了滿足地基承載力條件及減小地基變形，要求地基土具有足夠的強(qiáng)度和剛度。形，要求地基土具有足夠的強(qiáng)度和剛度。(3) 基坑開挖與支護(hù)：高層建筑的基坑開挖深度較大，隨之出現(xiàn)基基坑開挖與支護(hù)：高層建筑的基坑開挖深度較大，隨之出現(xiàn)基坑支護(hù)、坑內(nèi)降水排水、引起地面沉降及變形，對(duì)周邊環(huán)境的坑支護(hù)、坑內(nèi)降水排水、引起地面沉降

7、及變形，對(duì)周邊環(huán)境的影響等問(wèn)題。影響等問(wèn)題。(4) 地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的共同作用：在設(shè)計(jì)中考慮三者共同作地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的共同作用：在設(shè)計(jì)中考慮三者共同作用的問(wèn)題，仍然是目前的一個(gè)重要課題，考慮三者共同工作進(jìn)用的問(wèn)題，仍然是目前的一個(gè)重要課題，考慮三者共同工作進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以使設(shè)計(jì)更合理，節(jié)省投資，提高行設(shè)計(jì)，可以使設(shè)計(jì)更合理，節(jié)省投資，提高(t go)設(shè)計(jì)的水設(shè)計(jì)的水平。平。第7頁(yè)/共83頁(yè)第七頁(yè)，共83頁(yè)。二、高層建筑樁二、高層建筑樁-筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)1、計(jì)算模式、計(jì)算模式(1) 樁承擔(dān)全部上部荷載：在計(jì)算過(guò)程中假定樁承擔(dān)全部上部荷載：在計(jì)算過(guò)程中假定(jidng)筏板不承筏板

8、不承擔(dān)地基反力，建筑物總荷載全部傳遞給樁基礎(chǔ)。筏板僅是一擔(dān)地基反力，建筑物總荷載全部傳遞給樁基礎(chǔ)。筏板僅是一個(gè)受拉構(gòu)件，內(nèi)力和配筋按受拉構(gòu)件或上部結(jié)構(gòu)樓板的計(jì)算個(gè)受拉構(gòu)件，內(nèi)力和配筋按受拉構(gòu)件或上部結(jié)構(gòu)樓板的計(jì)算方法計(jì)算（僅考慮局部彎曲）。這種計(jì)算模式主要適合于筏方法計(jì)算（僅考慮局部彎曲）。這種計(jì)算模式主要適合于筏板下地基土比較松軟的地基。板下地基土比較松軟的地基。(2) 筏板承擔(dān)建筑物的全部荷載，筏板承受地基反力并將此作為筏板承擔(dān)建筑物的全部荷載，筏板承受地基反力并將此作為荷載，用地基計(jì)算模型或倒樓蓋的方法計(jì)算內(nèi)力計(jì)算。樁僅荷載，用地基計(jì)算模型或倒樓蓋的方法計(jì)算內(nèi)力計(jì)算。樁僅作為減小地基沉降

9、或不均勻沉降的措施。作為減小地基沉降或不均勻沉降的措施。(3) 樁樁-筏共同工作計(jì)算模型。筏共同工作計(jì)算模型。第8頁(yè)/共83頁(yè)第八頁(yè)，共83頁(yè)。2、樁土相互作用及其影響、樁土相互作用及其影響(1) 樁土相互作用系數(shù)樁土相互作用系數(shù)分別用計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)分別用計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)實(shí)測(cè)等方法得到的樁土相互作實(shí)測(cè)等方法得到的樁土相互作用系數(shù)隨樁間距的變化情況見下圖：用系數(shù)隨樁間距的變化情況見下圖：樁樁-土相互作用系數(shù)土相互作用系數(shù)(xsh)第9頁(yè)/共83頁(yè)第九頁(yè)，共83頁(yè)。上圖所示結(jié)果表明：上圖所示結(jié)果表明： 樁土相互作用系數(shù)隨樁間距的增大而減??；樁土相互作用系數(shù)隨樁間距的增大而減??； 實(shí)測(cè)值與計(jì)

10、算值之間存在比較明顯的差異；實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之間存在比較明顯的差異； 樁間距超過(guò)樁間距超過(guò)(chogu)6倍樁間距后，樁土相互作用效應(yīng)明顯下降。倍樁間距后，樁土相互作用效應(yīng)明顯下降。(2) 樁樁-筏基礎(chǔ)共同作用筏基礎(chǔ)共同作用為了考慮樁為了考慮樁-筏基礎(chǔ)的共同作用，引入兩個(gè)特征相對(duì)剛度系數(shù)：筏基礎(chǔ)的共同作用，引入兩個(gè)特征相對(duì)剛度系數(shù)：筏筏-土相對(duì)剛度系數(shù)：土相對(duì)剛度系數(shù)：樁樁-土相對(duì)剛度系數(shù)：土相對(duì)剛度系數(shù)：4233)1 (4RSsRRRRLEBtEKSPPEEK 第10頁(yè)/共83頁(yè)第十頁(yè)，共83頁(yè)。根據(jù)上述定義的相對(duì)根據(jù)上述定義的相對(duì)(xingdu)剛度系數(shù)及計(jì)算分析結(jié)果，剛度系數(shù)及計(jì)算分析結(jié)果

11、，樁樁-筏相互作用具有以下規(guī)律：筏相互作用具有以下規(guī)律：筏板的相對(duì)剛度筏板的相對(duì)剛度KR對(duì)對(duì)B方向方向(fngxing)沉降的影響沉降的影響樁間距樁間距(jin j)與沉降的關(guān)系與沉降的關(guān)系第11頁(yè)/共83頁(yè)第十一頁(yè)，共83頁(yè)。 樁樁-筏基礎(chǔ)的沉降（樁筏基礎(chǔ)的沉降（樁-筏基礎(chǔ)的沉降包括總沉降及差異筏基礎(chǔ)的沉降包括總沉降及差異沉降）沉降） 筏的剛度大小筏的剛度大小(dxio)對(duì)樁對(duì)樁-筏基礎(chǔ)的沉降及沉降差異筏基礎(chǔ)的沉降及沉降差異影響明顯，筏板的剛度增大，基礎(chǔ)沉降減小，基礎(chǔ)沉降影響明顯，筏板的剛度增大，基礎(chǔ)沉降減小，基礎(chǔ)沉降趨于均勻化；趨于均勻化； 基礎(chǔ)沉降隨樁間距的增大而增大，但樁間距在基礎(chǔ)沉降

12、隨樁間距的增大而增大，但樁間距在6d以內(nèi)以內(nèi)時(shí)，樁間距對(duì)基礎(chǔ)沉降的影響并不明顯；時(shí)，樁間距對(duì)基礎(chǔ)沉降的影響并不明顯； 樁的長(zhǎng)細(xì)比對(duì)樁樁的長(zhǎng)細(xì)比對(duì)樁-筏基礎(chǔ)的影響比較明顯，當(dāng)樁徑一筏基礎(chǔ)的影響比較明顯，當(dāng)樁徑一定，增大樁的長(zhǎng)度就相應(yīng)地增大了樁定，增大樁的長(zhǎng)度就相應(yīng)地增大了樁-土體系的剛度，因土體系的剛度，因此，樁的長(zhǎng)細(xì)比增大，樁此，樁的長(zhǎng)細(xì)比增大，樁-筏基礎(chǔ)的沉降相應(yīng)減小，根據(jù)筏基礎(chǔ)的沉降相應(yīng)減小，根據(jù)下圖所示結(jié)果，當(dāng)樁的長(zhǎng)細(xì)比下圖所示結(jié)果，當(dāng)樁的長(zhǎng)細(xì)比L/d在在50100之間時(shí)，與常之間時(shí)，與常規(guī)筏基相比（無(wú)樁筏基），樁規(guī)筏基相比（無(wú)樁筏基），樁-筏基礎(chǔ)的沉降可以降低至筏基礎(chǔ)的沉降可以降低至無(wú)

13、樁筏基的無(wú)樁筏基的20%。第12頁(yè)/共83頁(yè)第十二頁(yè)，共83頁(yè)。沉降沉降(chnjing)與樁的長(zhǎng)細(xì)比與樁的長(zhǎng)細(xì)比 L/d 的關(guān)系的關(guān)系第13頁(yè)/共83頁(yè)第十三頁(yè)，共83頁(yè)。 樁樁-筏基礎(chǔ)中樁的相對(duì)剛度直接影響樁筏基礎(chǔ)中樁的相對(duì)剛度直接影響樁-土體系土體系(tx)的剛度的剛度。樁的相對(duì)剛度減小，基礎(chǔ)的沉降增大。樁的相對(duì)剛度減小，基礎(chǔ)的沉降增大。 筏板的相對(duì)剛度、樁的相對(duì)剛度、樁間距及樁的長(zhǎng)細(xì)比筏板的相對(duì)剛度、樁的相對(duì)剛度、樁間距及樁的長(zhǎng)細(xì)比等因素都會(huì)對(duì)樁等因素都會(huì)對(duì)樁-筏基礎(chǔ)的沉降差異產(chǎn)生影響，但其中筏板筏基礎(chǔ)的沉降差異產(chǎn)生影響，但其中筏板的相對(duì)剛度影響最為明顯。的相對(duì)剛度影響最為明顯。最大差

14、異沉降與樁間距最大差異沉降與樁間距(jin j) s/d 的關(guān)系的關(guān)系第14頁(yè)/共83頁(yè)第十四頁(yè)，共83頁(yè)。最大差異最大差異(chy)沉降與筏板相對(duì)剛度的關(guān)系沉降與筏板相對(duì)剛度的關(guān)系第15頁(yè)/共83頁(yè)第十五頁(yè)，共83頁(yè)。 樁樁-筏基礎(chǔ)筏板內(nèi)力筏基礎(chǔ)筏板內(nèi)力設(shè)計(jì)樁設(shè)計(jì)樁-筏基礎(chǔ)時(shí)，筏板內(nèi)力計(jì)算是筏板強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋筏基礎(chǔ)時(shí)，筏板內(nèi)力計(jì)算是筏板強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋的依據(jù)，通常受筏板的相對(duì)剛度、樁間距、樁的相對(duì)剛的依據(jù)，通常受筏板的相對(duì)剛度、樁間距、樁的相對(duì)剛度、樁的長(zhǎng)細(xì)比等因素影響度、樁的長(zhǎng)細(xì)比等因素影響(yngxing)。 筏板的相對(duì)剛度與筏板的最大彎矩成正比，筏板的相筏板的相對(duì)剛度與筏板的最大彎矩成正

15、比，筏板的相對(duì)剛度對(duì)筏板的內(nèi)力影響對(duì)剛度對(duì)筏板的內(nèi)力影響(yngxing)明顯；明顯； 樁間距增大，筏板的彎矩也隨之增大，但隨著樁間距樁間距增大，筏板的彎矩也隨之增大，但隨著樁間距的增大，筏板的彎矩增大趨勢(shì)并不明顯，可以認(rèn)為，在的增大，筏板的彎矩增大趨勢(shì)并不明顯，可以認(rèn)為，在樁樁-筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，增大樁間距（或減小樁數(shù)）并不導(dǎo)致筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，增大樁間距（或減小樁數(shù)）并不導(dǎo)致筏板內(nèi)力的迅速增大；筏板內(nèi)力的迅速增大； 樁的長(zhǎng)細(xì)比、樁的相對(duì)剛度等也會(huì)對(duì)筏板內(nèi)力產(chǎn)生影樁的長(zhǎng)細(xì)比、樁的相對(duì)剛度等也會(huì)對(duì)筏板內(nèi)力產(chǎn)生影響響(yngxing)，但影響，但影響(yngxing)較小，影響較小，影響(yngxing

16、)筏板內(nèi)力的主要因素是筏板的相對(duì)剛度。筏板內(nèi)力的主要因素是筏板的相對(duì)剛度。第16頁(yè)/共83頁(yè)第十六頁(yè)，共83頁(yè)。筏板最大彎矩隨筏板相對(duì)筏板最大彎矩隨筏板相對(duì)(xingdu)剛度剛度KR的變化的變化第17頁(yè)/共83頁(yè)第十七頁(yè)，共83頁(yè)。筏板最大彎矩隨樁間距筏板最大彎矩隨樁間距(jin j)增大的變化增大的變化第18頁(yè)/共83頁(yè)第十八頁(yè)，共83頁(yè)。 樁樁-筏基礎(chǔ)筏基礎(chǔ)(jch)樁頂反力分布樁頂反力分布樁頂反力分布與相對(duì)樁頂反力分布與相對(duì)(xingdu)剛度的關(guān)系剛度的關(guān)系樁頂反力分布與樁間距樁頂反力分布與樁間距(jin j)的關(guān)系的關(guān)系第19頁(yè)/共83頁(yè)第十九頁(yè)，共83頁(yè)。 筏板的相對(duì)剛度增大筏板

17、的相對(duì)剛度增大(zn d)，樁頂反力趨于不均勻，且角樁及，樁頂反力趨于不均勻，且角樁及邊樁的樁頂反力明顯大于中間樁的樁頂反力，隨著筏板的相對(duì)剛度邊樁的樁頂反力明顯大于中間樁的樁頂反力，隨著筏板的相對(duì)剛度減小（柔性化），各樁的樁頂反力趨于均勻；減?。ㄈ嵝曰?，各樁的樁頂反力趨于均勻； 樁間距較小時(shí)，樁與樁之間的相互影響較大，各樁的樁頂反力分樁間距較小時(shí)，樁與樁之間的相互影響較大，各樁的樁頂反力分布明顯不均勻，角樁與邊樁的樁頂反力明顯大于中間樁，而增大布明顯不均勻，角樁與邊樁的樁頂反力明顯大于中間樁，而增大(zn d)樁間距，各樁的樁頂反力將趨于均勻，因此，樁樁間距，各樁的樁頂反力將趨于均勻，因此

18、，樁-筏基礎(chǔ)的筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)中，適當(dāng)增大設(shè)計(jì)中，適當(dāng)增大(zn d)樁間距可使各樁受力趨于均勻；樁間距可使各樁受力趨于均勻； 樁的長(zhǎng)細(xì)比減小，角樁及邊樁承擔(dān)荷載增加，樁的相對(duì)剛度減小樁的長(zhǎng)細(xì)比減小，角樁及邊樁承擔(dān)荷載增加，樁的相對(duì)剛度減小，角樁及邊樁承擔(dān)荷載降低，尤其角樁的樁頂反力下降明顯，樁頂，角樁及邊樁承擔(dān)荷載降低，尤其角樁的樁頂反力下降明顯，樁頂反力趨于均勻，但總體上樁的長(zhǎng)細(xì)比及樁的相對(duì)剛度對(duì)樁頂反力分反力趨于均勻，但總體上樁的長(zhǎng)細(xì)比及樁的相對(duì)剛度對(duì)樁頂反力分布影響較小。布影響較小。第20頁(yè)/共83頁(yè)第二十頁(yè)，共83頁(yè)。 樁樁-筏的荷載分配筏的荷載分配傳統(tǒng)的樁傳統(tǒng)的樁-筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，上部結(jié)構(gòu)

19、荷載全部由樁承擔(dān)，樁間筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，上部結(jié)構(gòu)荷載全部由樁承擔(dān)，樁間土體不承擔(dān)上部荷載。對(duì)于上部荷載較大的高層建筑，樁土體不承擔(dān)上部荷載。對(duì)于上部荷載較大的高層建筑，樁-筏是共同承擔(dān)荷載的，筏板的相對(duì)筏是共同承擔(dān)荷載的，筏板的相對(duì)(xingdu)剛度、樁間距剛度、樁間距、樁的長(zhǎng)細(xì)比及樁的相對(duì)、樁的長(zhǎng)細(xì)比及樁的相對(duì)(xingdu)剛度等都會(huì)對(duì)樁剛度等都會(huì)對(duì)樁-筏的荷筏的荷載分配產(chǎn)生影響。載分配產(chǎn)生影響。 筏板的相對(duì)筏板的相對(duì)(xingdu)剛度減小，筏板的荷載分擔(dān)系數(shù)逐剛度減小，筏板的荷載分擔(dān)系數(shù)逐漸增大（樁的荷載分擔(dān)系數(shù)逐漸減小），但增大的趨勢(shì)并不漸增大（樁的荷載分擔(dān)系數(shù)逐漸減?。?，但增大的趨勢(shì)并

20、不明顯；明顯； 筏板的荷載分擔(dān)系數(shù)隨樁間距的增大而增大，而且隨著筏板的荷載分擔(dān)系數(shù)隨樁間距的增大而增大，而且隨著樁間距的變化，增大的趨勢(shì)比較明顯；樁間距的變化，增大的趨勢(shì)比較明顯； 隨著樁的長(zhǎng)細(xì)比增大，樁的荷載分擔(dān)系數(shù)相應(yīng)增大，樁隨著樁的長(zhǎng)細(xì)比增大，樁的荷載分擔(dān)系數(shù)相應(yīng)增大，樁間距及樁的長(zhǎng)細(xì)比對(duì)樁間距及樁的長(zhǎng)細(xì)比對(duì)樁-筏間荷載分擔(dān)影響較大。筏間荷載分擔(dān)影響較大。第21頁(yè)/共83頁(yè)第二十一頁(yè)，共83頁(yè)。樁的分擔(dān)系數(shù)樁的分擔(dān)系數(shù)(xsh)隨隨KR的變化的變化樁的分擔(dān)系數(shù)與樁間距樁的分擔(dān)系數(shù)與樁間距(jin j)的關(guān)系的關(guān)系第22頁(yè)/共83頁(yè)第二十二頁(yè)，共83頁(yè)。3、樁、樁-筏基礎(chǔ)的構(gòu)造要求筏基礎(chǔ)的

21、構(gòu)造要求 底板的平面尺寸：通常根據(jù)布樁、上部結(jié)構(gòu)、及對(duì)地基分擔(dān)荷載的底板的平面尺寸：通常根據(jù)布樁、上部結(jié)構(gòu)、及對(duì)地基分擔(dān)荷載的要求等因素確定。底板邊緣至外排樁中心的距離不宜小于樁的要求等因素確定。底板邊緣至外排樁中心的距離不宜小于樁的直徑（邊長(zhǎng)），且邊緣挑出直徑（邊長(zhǎng)），且邊緣挑出(tio ch)部分的寬度不應(yīng)小于部分的寬度不應(yīng)小于150mm； 基礎(chǔ)底板厚度：底板厚度應(yīng)滿足整體剛度及防水要求，樁布置在墻基礎(chǔ)底板厚度：底板厚度應(yīng)滿足整體剛度及防水要求，樁布置在墻下或基礎(chǔ)梁下的基礎(chǔ)板，底板厚度不小于下或基礎(chǔ)梁下的基礎(chǔ)板，底板厚度不小于300mm，且不宜小于，且不宜小于板跨的板跨的1/20，滿堂布樁

22、的平板式筏基和箱基底板的板厚應(yīng)滿足，滿堂布樁的平板式筏基和箱基底板的板厚應(yīng)滿足抗沖切承載力要求；抗沖切承載力要求； 底板混凝土強(qiáng)度等級(jí)及配筋率可以參考筏板基礎(chǔ)的構(gòu)造要求；底板混凝土強(qiáng)度等級(jí)及配筋率可以參考筏板基礎(chǔ)的構(gòu)造要求；第23頁(yè)/共83頁(yè)第二十三頁(yè)，共83頁(yè)。(4) 梁板式筏基：基礎(chǔ)梁的寬度梁板式筏基：基礎(chǔ)梁的寬度(kund)除滿足剪壓比、抗除滿足剪壓比、抗剪承載力外，還應(yīng)驗(yàn)算局部承壓承載力?；A(chǔ)梁與地下剪承載力外，還應(yīng)驗(yàn)算局部承壓承載力?；A(chǔ)梁與地下室底層柱、剪力墻的連接及構(gòu)造尺寸可參見圖：室底層柱、剪力墻的連接及構(gòu)造尺寸可參見圖：(5) 樁與箱基或筏基的連接應(yīng)符合以下規(guī)定；樁與箱基或筏

23、基的連接應(yīng)符合以下規(guī)定；樁頂嵌入箱基或筏基底板內(nèi)的長(zhǎng)度，對(duì)于大直徑樁，不宜小樁頂嵌入箱基或筏基底板內(nèi)的長(zhǎng)度，對(duì)于大直徑樁，不宜小于于100mm，對(duì)于中小直徑的樁不宜小于，對(duì)于中小直徑的樁不宜小于50mm；樁的縱向鋼筋錨入箱基或筏基底板內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于鋼筋直樁的縱向鋼筋錨入箱基或筏基底板內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于鋼筋直徑的徑的35倍，對(duì)于抗拔樁不應(yīng)小于鋼筋直徑的倍，對(duì)于抗拔樁不應(yīng)小于鋼筋直徑的45倍。倍。第24頁(yè)/共83頁(yè)第二十四頁(yè)，共83頁(yè)。筏板基礎(chǔ)梁與上部結(jié)構(gòu)筏板基礎(chǔ)梁與上部結(jié)構(gòu)(jigu)柱的連接平面柱的連接平面第25頁(yè)/共83頁(yè)第二十五頁(yè)，共83頁(yè)。筏板基礎(chǔ)梁與上部剪力墻的連接筏板基礎(chǔ)梁與上部剪力

24、墻的連接(linji)剖面剖面第26頁(yè)/共83頁(yè)第二十六頁(yè)，共83頁(yè)。4、剛性板條法、剛性板條法 底板內(nèi)力計(jì)算的剛性板條法屬于第一種計(jì)算模式，即不底板內(nèi)力計(jì)算的剛性板條法屬于第一種計(jì)算模式，即不考慮板底地基土對(duì)荷載的分擔(dān)作用，上部荷載全部由樁承擔(dān)考慮板底地基土對(duì)荷載的分擔(dān)作用，上部荷載全部由樁承擔(dān)且各樁分擔(dān)的荷載相等，同時(shí)不考慮各接觸點(diǎn)的變形協(xié)調(diào)條且各樁分擔(dān)的荷載相等，同時(shí)不考慮各接觸點(diǎn)的變形協(xié)調(diào)條件。件。(1) 計(jì)算原理：以筏板為例說(shuō)明，筏板內(nèi)力按截條多跨連續(xù)計(jì)算原理：以筏板為例說(shuō)明，筏板內(nèi)力按截條多跨連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算時(shí)從縱橫兩個(gè)方向分別截取跨中到跨中或跨中梁計(jì)算，計(jì)算時(shí)從縱橫兩個(gè)方向分別截

25、取跨中到跨中或跨中到板邊的板帶，將板帶簡(jiǎn)化為以板下的樁為支座的多跨連續(xù)到板邊的板帶，將板帶簡(jiǎn)化為以板下的樁為支座的多跨連續(xù)梁，以板帶上的墻、柱腳荷載作為連續(xù)梁的荷載，按結(jié)構(gòu)力梁，以板帶上的墻、柱腳荷載作為連續(xù)梁的荷載，按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法近似計(jì)算各板帶的內(nèi)力。學(xué)方法近似計(jì)算各板帶的內(nèi)力。(2) 存在問(wèn)題：存在問(wèn)題： 樁筏基礎(chǔ)的樁頂反力并非相等，通常情況下是角樁、邊樁樁筏基礎(chǔ)的樁頂反力并非相等，通常情況下是角樁、邊樁的反力較大的反力較大(jio d)，內(nèi)部樁反力較小，樁頂反力存在差異，內(nèi)部樁反力較小，樁頂反力存在差異，第27頁(yè)/共83頁(yè)第二十七頁(yè)，共83頁(yè)。這樣的結(jié)果將導(dǎo)致這樣的結(jié)果將導(dǎo)致(dozh)

26、板的內(nèi)力增大，因而按剛性板條法計(jì)算板的內(nèi)力增大，因而按剛性板條法計(jì)算所得的結(jié)果偏于不安全；所得的結(jié)果偏于不安全； 剛性板條忽略了各板帶之間的變形協(xié)調(diào)和內(nèi)力，即板帶之間的剪力剛性板條忽略了各板帶之間的變形協(xié)調(diào)和內(nèi)力，即板帶之間的剪力，計(jì)算結(jié)果比較粗糙，有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致，計(jì)算結(jié)果比較粗糙，有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致(dozh)計(jì)算結(jié)果的失真；計(jì)算結(jié)果的失真； 各縱橫板帶交點(diǎn)處的墻、柱腳荷載由該處縱橫板帶共同承擔(dān)，并在各縱橫板帶交點(diǎn)處的墻、柱腳荷載由該處縱橫板帶共同承擔(dān)，并在該處應(yīng)滿足變形協(xié)調(diào)條件，各縱橫板帶上的計(jì)算荷載應(yīng)按變形協(xié)調(diào)該處應(yīng)滿足變形協(xié)調(diào)條件，各縱橫板帶上的計(jì)算荷載應(yīng)按變形協(xié)調(diào)條件由交點(diǎn)處的荷載在縱橫

27、兩個(gè)方向上進(jìn)行分配。但在實(shí)際計(jì)算中條件由交點(diǎn)處的荷載在縱橫兩個(gè)方向上進(jìn)行分配。但在實(shí)際計(jì)算中，由于樁反力分布及樁筏基礎(chǔ)豎向剛度不易計(jì)算，因而目前計(jì)算中，由于樁反力分布及樁筏基礎(chǔ)豎向剛度不易計(jì)算，因而目前計(jì)算中還沒(méi)有對(duì)板帶進(jìn)行縱橫方向荷載分配，設(shè)計(jì)中大部分計(jì)算還是直接還沒(méi)有對(duì)板帶進(jìn)行縱橫方向荷載分配，設(shè)計(jì)中大部分計(jì)算還是直接將縱橫板帶交點(diǎn)處的墻、柱腳荷載分別作用在縱橫板帶上。其結(jié)果將縱橫板帶交點(diǎn)處的墻、柱腳荷載分別作用在縱橫板帶上。其結(jié)果使得板帶計(jì)算內(nèi)力偏大，造成樁筏（箱）基礎(chǔ)底板厚度和配筋偏大使得板帶計(jì)算內(nèi)力偏大，造成樁筏（箱）基礎(chǔ)底板厚度和配筋偏大。第28頁(yè)/共83頁(yè)第二十八頁(yè)，共83頁(yè)。

28、剛性板條法計(jì)算得到的是各板帶的平均內(nèi)力，不能反映內(nèi)力沿板剛性板條法計(jì)算得到的是各板帶的平均內(nèi)力，不能反映內(nèi)力沿板帶寬度方向的分布；帶寬度方向的分布； 剛性板條法計(jì)算的內(nèi)力沒(méi)有考慮基礎(chǔ)板整體彎曲的影響。剛性板條法計(jì)算的內(nèi)力沒(méi)有考慮基礎(chǔ)板整體彎曲的影響。5、彈性板法、彈性板法 內(nèi)力計(jì)算的彈性板法屬于第二種類計(jì)算方法，該方法根據(jù)彈內(nèi)力計(jì)算的彈性板法屬于第二種類計(jì)算方法，該方法根據(jù)彈性地基上板的計(jì)算理論，采用性地基上板的計(jì)算理論，采用(ciyng)較為靈活的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)較為靈活的數(shù)值計(jì)算方法計(jì)算板的內(nèi)力。算板的內(nèi)力。(1) 計(jì)算原理：彈性板法按線性或非線性彈簧反力模擬樁的作用，計(jì)算原理：彈性板法按線

29、性或非線性彈簧反力模擬樁的作用，考慮了地基與基礎(chǔ)的相互作用，是目前計(jì)算筏板基礎(chǔ)內(nèi)力的一種較考慮了地基與基礎(chǔ)的相互作用，是目前計(jì)算筏板基礎(chǔ)內(nèi)力的一種較為可靠的方法。彈性板的數(shù)值計(jì)算采用為可靠的方法。彈性板的數(shù)值計(jì)算采用(ciyng)有限差分法和有限有限差分法和有限單元法，目前比較多的采用單元法，目前比較多的采用(ciyng)Winkler模型或雙參數(shù)地基模模型或雙參數(shù)地基模型，或其他非線性模型和彈塑性模型。型，或其他非線性模型和彈塑性模型。第29頁(yè)/共83頁(yè)第二十九頁(yè)，共83頁(yè)。(2) 有限差分法有限差分法 有限差分方程有限差分方程 板的撓曲微分方程板的撓曲微分方程將巴斯捷納克雙參數(shù)將巴斯捷納克

30、雙參數(shù)(cnsh)模型代入撓曲微分方程。模型代入撓曲微分方程。即可以得到雙參數(shù)即可以得到雙參數(shù)(cnsh)地基上筏板的撓曲微分方程：地基上筏板的撓曲微分方程：其中，其中，D為基礎(chǔ)板的抗彎剛度，可按下式計(jì)算：為基礎(chǔ)板的抗彎剛度，可按下式計(jì)算：),(),()2(4422444yxkwyxqywyxwxwD),(),(),(2yxsGyxksyxpp),(),(),(1),(22yxwGyxkwyxqDyxwp)1 (1223hhhED地基地基(dj)剪剪切模量切模量剪切層剪切層Gpk第30頁(yè)/共83頁(yè)第三十頁(yè)，共83頁(yè)。筏板中任意點(diǎn)處沿筏板中任意點(diǎn)處沿x軸和軸和y軸方向單位長(zhǎng)度上的彎矩設(shè)計(jì)值可按軸

31、方向單位長(zhǎng)度上的彎矩設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算：下式計(jì)算： 邊界條件邊界條件 當(dāng)按雙參數(shù)模型考慮矩形板自由端的當(dāng)按雙參數(shù)模型考慮矩形板自由端的(dund)邊界條件時(shí)，邊界條件時(shí)，必須考慮集中的板邊反力必須考慮集中的板邊反力Q和集中的板角反力和集中的板角反力R，Q和和R是由于是由于板邊以外的土介質(zhì)的變形引起的，并沿板的邊界出現(xiàn)，可用下板邊以外的土介質(zhì)的變形引起的，并沿板的邊界出現(xiàn)，可用下式近似表示：式近似表示： 板邊反力：板邊反力： 板角反力：板角反力：)()(22222222xwywDMywxwDMhyhxcplllplbbbpbwGRxwywwGxQywxwwGyQ43)(21)()()(21)()

32、(2222第31頁(yè)/共83頁(yè)第三十一頁(yè)，共83頁(yè)。上式中，上式中， ，下標(biāo)，下標(biāo) b、l 表示板邊，下標(biāo)表示板邊，下標(biāo) c 表示板角。表示板角。對(duì)于下圖所示對(duì)稱荷載矩形對(duì)于下圖所示對(duì)稱荷載矩形(jxng)基礎(chǔ)板，在板邊基礎(chǔ)板，在板邊x=0、2l 和和y=0、2b處的自由邊界條件為：處的自由邊界條件為：板角處的自由邊界條件：板角處的自由邊界條件： 差分方程差分方程 將基礎(chǔ)板沿將基礎(chǔ)板沿x和和y兩個(gè)方向劃分成等間距的網(wǎng)格，將與地基接觸兩個(gè)方向劃分成等間距的網(wǎng)格，將與地基接觸的板簡(jiǎn)化為在網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)處支撐在有限剛度為的板簡(jiǎn)化為在網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)處支撐在有限剛度為 k 的的pGk20)(,0)2 ,()0 ,(0

33、)(,0),2(), 0(2, 02, 0lbyxyyyyblxxyxxxQxMQbxMxMQyMQylMyM扭矩0432cpxywGM第32頁(yè)/共83頁(yè)第三十二頁(yè)，共83頁(yè)。雙參數(shù)地基雙參數(shù)地基(dj)上的彈性板上的彈性板第33頁(yè)/共83頁(yè)第三十三頁(yè)，共83頁(yè)。彈性支座上的板，由于引入了雙參數(shù)，此時(shí)各彈簧之間可以彈性支座上的板，由于引入了雙參數(shù)，此時(shí)各彈簧之間可以傳遞剪應(yīng)力。傳遞剪應(yīng)力。 先對(duì)板的撓曲先對(duì)板的撓曲(no q)微分方程進(jìn)行變換：微分方程進(jìn)行變換：式中式中 F 為結(jié)點(diǎn)豎向集中力，非節(jié)點(diǎn)上的荷載按靜力等效原則為結(jié)點(diǎn)豎向集中力，非節(jié)點(diǎn)上的荷載按靜力等效原則分配到相鄰節(jié)點(diǎn)上。分配到相鄰

34、節(jié)點(diǎn)上。K為地基系數(shù)。上式在任一節(jié)點(diǎn)為地基系數(shù)。上式在任一節(jié)點(diǎn)(i , j)處處的差分方程為：的差分方程為：板中任一節(jié)點(diǎn)板中任一節(jié)點(diǎn)(i , j)上的彎矩差分方程為：上的彎矩差分方程為：wGhKwFwhp2244)(jijijijijijijijijijijijijipjipFwwwwwwwwwwwwGKG, 12,2, 21, 11, 11, 11, 11,1, 1, 1,)()(2)(8()420()()1 (2)()()()1 (2)(1,1, 1, 12,1,1, 1, 12,jijijihjijihjiyjijihjihjijijixwwwwwlDMwwwwwlDM第34頁(yè)/共83頁(yè)

35、第三十四頁(yè)，共83頁(yè)。板中任一節(jié)點(diǎn)板中任一節(jié)點(diǎn)(i , j)上的扭矩差分方程上的扭矩差分方程(fngchng)為：為：考慮扭矩影響的單位長(zhǎng)度上的合成剪力的差分方程考慮扭矩影響的單位長(zhǎng)度上的合成剪力的差分方程(fngchng)為：為：板邊反力板邊反力Qb(y)、Ql(x) 的差分方程的差分方程(fngchng)為：為：)1 (4)()(1, 11, 11, 11, 12,jijijijihjiyxjixywwwwlDMM)(2()()(3(22)()(2()()(3(22)(1, 11, 11, 11, 12,2,1,1,3,1, 11, 11, 11, 1, 2, 2, 1, 13,jijij

36、ijihjijijijihjiyjijijijihjijijijihjixwwwwwwwwlDVwwwwwwwwlDV)(1)()22()()(1)()22()(, 1, 11,1,21,1, 1, 1,2jijijijijipljijijijijipbwwhwwhhwDhGxQwwhwwhhwDhGyQ第35頁(yè)/共83頁(yè)第三十五頁(yè)，共83頁(yè)。 在建立上述差分方程時(shí)，除了內(nèi)點(diǎn)外都會(huì)涉及板外虛點(diǎn)的在建立上述差分方程時(shí)，除了內(nèi)點(diǎn)外都會(huì)涉及板外虛點(diǎn)的撓度撓度(nod)，一般可以根據(jù)邊界條件用板上結(jié)點(diǎn)的撓度，一般可以根據(jù)邊界條件用板上結(jié)點(diǎn)的撓度(nod)來(lái)表示，使差分方程中不含有虛節(jié)點(diǎn)的撓度來(lái)表示，使

37、差分方程中不含有虛節(jié)點(diǎn)的撓度(nod)。 當(dāng)基礎(chǔ)板的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為當(dāng)基礎(chǔ)板的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為N時(shí)，最終可以形成時(shí)，最終可以形成N階線性方程階線性方程組，用矩陣形式可以表示為：組，用矩陣形式可以表示為： 加樁分析加樁分析 上述矩陣方程為未考慮樁的差分方程，對(duì)于樁筏基礎(chǔ)需要上述矩陣方程為未考慮樁的差分方程，對(duì)于樁筏基礎(chǔ)需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行加樁分析。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行加樁分析。 根據(jù)上述板的差分方程及實(shí)際樁的布置，設(shè)樁的剛度系數(shù)根據(jù)上述板的差分方程及實(shí)際樁的布置，設(shè)樁的剛度系數(shù)為為Ki，加樁分析時(shí)將相應(yīng)樁位處的，加樁分析時(shí)將相應(yīng)樁位處的Ki疊加到差分系數(shù)矩陣疊加到差分系數(shù)矩陣中，即可求得樁筏基礎(chǔ)的差分方程，并進(jìn)

38、一步求得筏板內(nèi)力和中，即可求得樁筏基礎(chǔ)的差分方程，并進(jìn)一步求得筏板內(nèi)力和樁頂反力。樁頂反力。FwA第36頁(yè)/共83頁(yè)第三十六頁(yè)，共83頁(yè)。 一般樁的荷載一般樁的荷載位移位移(wiy)曲線（曲線（Ps曲線）呈現(xiàn)明顯的非線性曲線）呈現(xiàn)明顯的非線性性質(zhì)，為反映樁筏基礎(chǔ)的實(shí)際工作特性，分析中可以考慮采用試樁性質(zhì)，為反映樁筏基礎(chǔ)的實(shí)際工作特性，分析中可以考慮采用試樁Ps曲線的雙曲線模型來(lái)模擬樁筏基礎(chǔ)中樁的非線性性質(zhì)。曲線的雙曲線模型來(lái)模擬樁筏基礎(chǔ)中樁的非線性性質(zhì)。令：令： ，則有：，則有：式中式中Ki即為相應(yīng)于沉降即為相應(yīng)于沉降si的單樁剛度系數(shù)，根據(jù)底板的網(wǎng)格劃分的單樁剛度系數(shù)，根據(jù)底板的網(wǎng)格劃分及樁

39、頂位置，可以建立樁的剛度矩陣及樁頂位置，可以建立樁的剛度矩陣 K，該矩陣的階數(shù)為，該矩陣的階數(shù)為N（N：底板網(wǎng)格總節(jié)點(diǎn)數(shù)），對(duì)于非節(jié)點(diǎn)上的樁，可將其剛度分配到四：底板網(wǎng)格總節(jié)點(diǎn)數(shù)），對(duì)于非節(jié)點(diǎn)上的樁，可將其剛度分配到四周的相鄰節(jié)點(diǎn)上；對(duì)于無(wú)樁節(jié)點(diǎn)，將樁的剛度矩陣中相應(yīng)的剛度系周的相鄰節(jié)點(diǎn)上；對(duì)于無(wú)樁節(jié)點(diǎn)，將樁的剛度矩陣中相應(yīng)的剛度系數(shù)定義為零，然后將樁的剛度矩陣數(shù)定義為零，然后將樁的剛度矩陣K直接疊加到底板矩陣中，直接疊加到底板矩陣中，即可得到樁筏基礎(chǔ)的差分矩陣：即可得到樁筏基礎(chǔ)的差分矩陣：其中，其中，K=A+K、Q=FiiibsasPiibsaK1iiisKPQwK第37頁(yè)/共83頁(yè)第三十七

40、頁(yè)，共83頁(yè)。 由于樁的剛度矩陣由于樁的剛度矩陣(j zhn)K的確定必須依賴樁頂沉降的確定必須依賴樁頂沉降 si，而而si是一個(gè)隨樁頂荷載而變化的量，所以實(shí)際計(jì)算過(guò)程是一個(gè)迭代是一個(gè)隨樁頂荷載而變化的量，所以實(shí)際計(jì)算過(guò)程是一個(gè)迭代運(yùn)算的過(guò)程。運(yùn)算的過(guò)程。(3) 內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力計(jì)算 樁筏基礎(chǔ)底板的內(nèi)力及樁頂反力的計(jì)算是一個(gè)迭代計(jì)算的過(guò)程樁筏基礎(chǔ)底板的內(nèi)力及樁頂反力的計(jì)算是一個(gè)迭代計(jì)算的過(guò)程，迭代求解的步驟為：，迭代求解的步驟為： 利用差分方程計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的位移利用差分方程計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的位移w； 根據(jù)地基計(jì)算模型求解基底反力及樁頂反力；根據(jù)地基計(jì)算模型求解基底反力及樁頂反力； 根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算板邊、板

41、角的集中反力；根據(jù)節(jié)點(diǎn)位移計(jì)算板邊、板角的集中反力； 根據(jù)內(nèi)力差分計(jì)算公式計(jì)算底板內(nèi)力；根據(jù)內(nèi)力差分計(jì)算公式計(jì)算底板內(nèi)力； 調(diào)整剛度矩陣調(diào)整剛度矩陣(j zhn)，再迭代反復(fù)計(jì)算。，再迭代反復(fù)計(jì)算。第38頁(yè)/共83頁(yè)第三十八頁(yè)，共83頁(yè)。 樁箱基礎(chǔ)的內(nèi)力及樁頂反力也可以按上述迭代法同樣進(jìn)行計(jì)算樁箱基礎(chǔ)的內(nèi)力及樁頂反力也可以按上述迭代法同樣進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)，計(jì)算時(shí)D為箱基的抗彎剛度。為箱基的抗彎剛度。 用彈性板法計(jì)算時(shí)，樁頂剛度根據(jù)單樁的用彈性板法計(jì)算時(shí)，樁頂剛度根據(jù)單樁的Ps曲線確定，由于曲線確定，由于滿堂群樁的群樁效應(yīng)及樁端平面的附加應(yīng)力疊加效應(yīng)，使得中間樁滿堂群樁的群樁效應(yīng)及樁端平面的附加

42、應(yīng)力疊加效應(yīng)，使得中間樁產(chǎn)生沉降軟化效應(yīng)，角樁及邊樁與中間樁的產(chǎn)生沉降軟化效應(yīng)，角樁及邊樁與中間樁的Ps曲線存在一定的差曲線存在一定的差異，一般可以考慮將單樁試樁曲線按一定比例折減來(lái)反映異，一般可以考慮將單樁試樁曲線按一定比例折減來(lái)反映(fnyng)這種效應(yīng)。這種效應(yīng)。 用差分法計(jì)算樁筏基礎(chǔ)的內(nèi)力及樁頂反力，概念比較明確，分用差分法計(jì)算樁筏基礎(chǔ)的內(nèi)力及樁頂反力，概念比較明確，分析方法簡(jiǎn)單，但差分法難以處理比較復(fù)雜的邊界條件，目前比較多析方法簡(jiǎn)單，但差分法難以處理比較復(fù)雜的邊界條件，目前比較多地用于平面形狀比較規(guī)則的等厚矩形筏板的計(jì)算。地用于平面形狀比較規(guī)則的等厚矩形筏板的計(jì)算。第39頁(yè)/共83

43、頁(yè)第三十九頁(yè)，共83頁(yè)。(4) 有限單元有限單元(dnyun)法法 相對(duì)于有限差分法，樁筏（箱）基礎(chǔ)的有限單元相對(duì)于有限差分法，樁筏（箱）基礎(chǔ)的有限單元(dnyun)法法在邊界條件和計(jì)算對(duì)象等方面具有更好的靈活性。類似于有限差分在邊界條件和計(jì)算對(duì)象等方面具有更好的靈活性。類似于有限差分法，樁筏（箱）基礎(chǔ)的有限元分析也是在板的有限元分析的基礎(chǔ)上法，樁筏（箱）基礎(chǔ)的有限元分析也是在板的有限元分析的基礎(chǔ)上，在剛度矩陣中加上樁的剛度，建立樁，在剛度矩陣中加上樁的剛度，建立樁-土土-筏板的整體剛度矩陣。筏板的整體剛度矩陣。 基本方程基本方程 根據(jù)筏板基礎(chǔ)的有限元方程，可以建立樁筏基礎(chǔ)的有限元方程根據(jù)筏板

44、基礎(chǔ)的有限元方程，可以建立樁筏基礎(chǔ)的有限元方程：其中，其中，K為基礎(chǔ)剛度，為基礎(chǔ)剛度，Kb為上部結(jié)構(gòu)剛度，為上部結(jié)構(gòu)剛度，Ksp為樁土支撐體系為樁土支撐體系的剛度矩陣，的剛度矩陣，Sb為上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)接觸面邊界節(jié)點(diǎn)的等效荷載。為上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)接觸面邊界節(jié)點(diǎn)的等效荷載。bbspSQUKKK第40頁(yè)/共83頁(yè)第四十頁(yè)，共83頁(yè)。 如果不考慮上部的共同作用，僅考慮基礎(chǔ)與地基的如果不考慮上部的共同作用，僅考慮基礎(chǔ)與地基的共同作用，則上述方程可以簡(jiǎn)化為：共同作用，則上述方程可以簡(jiǎn)化為： 求解上述方程，即可確定樁筏基礎(chǔ)各單元的變形與求解上述方程，即可確定樁筏基礎(chǔ)各單元的變形與應(yīng)力，進(jìn)一步確定各點(diǎn)的位移與內(nèi)

45、力。應(yīng)力，進(jìn)一步確定各點(diǎn)的位移與內(nèi)力。 樁土支撐體系的剛度矩陣樁土支撐體系的剛度矩陣 建立考慮基礎(chǔ)建立考慮基礎(chǔ)-地基共同作用的有限元分析模型的關(guān)地基共同作用的有限元分析模型的關(guān)鍵點(diǎn)在于樁鍵點(diǎn)在于樁-土支撐體系剛度矩陣的建立，也是決定計(jì)算土支撐體系剛度矩陣的建立，也是決定計(jì)算結(jié)果是否準(zhǔn)確的控制因素結(jié)果是否準(zhǔn)確的控制因素(yn s)。不僅與所選擇的地基。不僅與所選擇的地基模型有關(guān)，還與群樁效應(yīng)等因素模型有關(guān)，還與群樁效應(yīng)等因素(yn s)有關(guān)，相互之間有關(guān)，相互之間存在復(fù)雜的作用過(guò)程。當(dāng)假定樁存在復(fù)雜的作用過(guò)程。當(dāng)假定樁-土符合線彈性或理想彈土符合線彈性或理想彈塑性模型時(shí)，可以以下方法建立樁土支撐

46、體系的剛度矩塑性模型時(shí)，可以以下方法建立樁土支撐體系的剛度矩陣。陣。QUKKsp第41頁(yè)/共83頁(yè)第四十一頁(yè)，共83頁(yè)。 在平面在平面(pngmin)上將基底界面劃分為若干個(gè)矩形單元上將基底界面劃分為若干個(gè)矩形單元，取各單元角點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，共有，取各單元角點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，共有m個(gè)樁頂節(jié)點(diǎn)，個(gè)樁頂節(jié)點(diǎn)，n個(gè)基底土節(jié)個(gè)基底土節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)數(shù)為點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)數(shù)為N=m+n，樁與樁、樁與土、土與樁、土與土，樁與樁、樁與土、土與樁、土與土之間的相互作用按下圖模式確定：之間的相互作用按下圖模式確定：樁樁-土體系土體系(tx)的相互影響的相互影響第42頁(yè)/共83頁(yè)第四十二頁(yè)，共83頁(yè)。 通常，直接建立樁土共同作用的剛度矩陣比較

47、困難，一通常，直接建立樁土共同作用的剛度矩陣比較困難，一般是建立樁土共同作用的柔度矩陣，通過(guò)逆矩陣的運(yùn)算得到般是建立樁土共同作用的柔度矩陣，通過(guò)逆矩陣的運(yùn)算得到剛度矩陣。有限元方程為以下形式：剛度矩陣。有限元方程為以下形式：其中，其中，W為樁土支承體系的節(jié)點(diǎn)豎向位移向量，為樁土支承體系的節(jié)點(diǎn)豎向位移向量，R為相為相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的反力向量，應(yīng)節(jié)點(diǎn)的反力向量，為樁土支承體系的柔度矩陣，可以為樁土支承體系的柔度矩陣，可以用分塊矩陣表示：用分塊矩陣表示：p：樁對(duì)樁（包括樁自身：樁對(duì)樁（包括樁自身(zshn)）的位移影響系數(shù)矩陣，）的位移影響系數(shù)矩陣，可以用明德林公式積分求得；可以用明德林公式積分求得； sp

48、：樁對(duì)土的位移影響系數(shù)：樁對(duì)土的位移影響系數(shù)矩陣，用明德林公式求得；矩陣，用明德林公式求得；ps：土對(duì)樁的位移影響系數(shù)矩：土對(duì)樁的位移影響系數(shù)矩陣，根據(jù)位移互等定理，陣，根據(jù)位移互等定理，ps=sp ； s：土對(duì)土的位移影響：土對(duì)土的位移影響系數(shù)矩陣，一般用布辛奈斯克公式求解，當(dāng)埋深與寬度比超系數(shù)矩陣，一般用布辛奈斯克公式求解，當(dāng)埋深與寬度比超過(guò)一定值時(shí)，可以用明德林公式計(jì)算。過(guò)一定值時(shí)，可以用明德林公式計(jì)算。QWssppsp第43頁(yè)/共83頁(yè)第四十三頁(yè)，共83頁(yè)。 對(duì)柔度矩陣求逆矩陣，即可得到樁土體系的支承剛對(duì)柔度矩陣求逆矩陣，即可得到樁土體系的支承剛度矩陣：度矩陣：將確定的樁土支承剛度將確

49、定的樁土支承剛度Ksp代入有限元方程，即可計(jì)算代入有限元方程，即可計(jì)算樁筏基礎(chǔ)的位移，并進(jìn)一步計(jì)算內(nèi)力及反力。樁筏基礎(chǔ)的位移，并進(jìn)一步計(jì)算內(nèi)力及反力。6、樁筏基礎(chǔ)的驗(yàn)算、樁筏基礎(chǔ)的驗(yàn)算(yn sun) 樁筏（箱）基礎(chǔ)的驗(yàn)算樁筏（箱）基礎(chǔ)的驗(yàn)算(yn sun)主要包括基礎(chǔ)的豎主要包括基礎(chǔ)的豎向承載力驗(yàn)算向承載力驗(yàn)算(yn sun)、水平荷載驗(yàn)算、水平荷載驗(yàn)算(yn sun)、基、基礎(chǔ)底板的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算礎(chǔ)底板的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算(yn sun)、底板抗沖切承載力驗(yàn)、底板抗沖切承載力驗(yàn)算算(yn sun)、局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算、局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算(yn sun)及基礎(chǔ)沉降及基礎(chǔ)沉降計(jì)算等。計(jì)算等。(1) 水平荷

50、載驗(yàn)算水平荷載驗(yàn)算(yn sun) 對(duì)于樁筏（箱）基礎(chǔ)的水平荷載驗(yàn)算對(duì)于樁筏（箱）基礎(chǔ)的水平荷載驗(yàn)算(yn sun)，目，目前主要是采用一些簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。前主要是采用一些簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。ssppspspspKKKKKK1，第44頁(yè)/共83頁(yè)第四十四頁(yè)，共83頁(yè)。 抗水平滑移驗(yàn)算抗水平滑移驗(yàn)算 主要驗(yàn)算樁筏（箱）基礎(chǔ)在水平荷載作用下底板的抗主要驗(yàn)算樁筏（箱）基礎(chǔ)在水平荷載作用下底板的抗水平滑移的安全性。水平滑移的安全性。 樁筏基礎(chǔ)樁筏基礎(chǔ) 對(duì)于基礎(chǔ)埋深較淺、外墻不能可靠地承受被動(dòng)土壓力對(duì)于基礎(chǔ)埋深較淺、外墻不能可靠地承受被動(dòng)土壓力的樁筏基礎(chǔ)，水平總荷載設(shè)計(jì)值的樁筏基礎(chǔ)，水平總荷載設(shè)

51、計(jì)值H將由樁全部將由樁全部(qunb)承擔(dān)承擔(dān)：其中，其中，Rui為第為第 i 根樁能承受的樁頂水平荷載，根樁能承受的樁頂水平荷載，K為安全系為安全系數(shù)，一般取為數(shù)，一般取為3。由于承臺(tái)底與土可能脫開，筏底摩擦力可。由于承臺(tái)底與土可能脫開，筏底摩擦力可不予考慮。不予考慮。 樁箱基礎(chǔ)樁箱基礎(chǔ) 一般箱型基礎(chǔ)的埋深都比較大，在樁周土不過(guò)于軟弱一般箱型基礎(chǔ)的埋深都比較大，在樁周土不過(guò)于軟弱niuiRKH1第45頁(yè)/共83頁(yè)第四十五頁(yè)，共83頁(yè)。軟弱的條件下，基礎(chǔ)抗滑移承載力可以計(jì)入側(cè)面軟弱的條件下，基礎(chǔ)抗滑移承載力可以計(jì)入側(cè)面(cmin)被動(dòng)被動(dòng)土壓力的作用，水平總荷載設(shè)計(jì)值由樁頂及箱型基礎(chǔ)側(cè)壁被動(dòng)土

52、壓力的作用，水平總荷載設(shè)計(jì)值由樁頂及箱型基礎(chǔ)側(cè)壁被動(dòng)土壓力的合力共同承擔(dān)：土壓力的合力共同承擔(dān)：為安全起見，一般不考慮箱型基礎(chǔ)兩側(cè)壁與土體之間的摩擦力為安全起見，一般不考慮箱型基礎(chǔ)兩側(cè)壁與土體之間的摩擦力。PRKHniui1樁筏基礎(chǔ)抗水平樁筏基礎(chǔ)抗水平(shupng)滑移驗(yàn)算滑移驗(yàn)算樁箱基礎(chǔ)抗水平樁箱基礎(chǔ)抗水平(shupng)滑移驗(yàn)算滑移驗(yàn)算第46頁(yè)/共83頁(yè)第四十六頁(yè)，共83頁(yè)。 樁頂荷載分配樁頂荷載分配 對(duì)于總的水平荷載和力矩的分配，常用簡(jiǎn)化方法進(jìn)行對(duì)于總的水平荷載和力矩的分配，常用簡(jiǎn)化方法進(jìn)行荷載分配，假定荷載分配，假定(jidng)底板的剛度遠(yuǎn)大于樁的剛度，在各底板的剛度遠(yuǎn)大于樁的剛度

53、，在各單樁條件相同的情況下，每根樁承受的水平荷載相等。單樁條件相同的情況下，每根樁承受的水平荷載相等。 樁頂水平荷載的分配主要有以下幾種情況：樁頂水平荷載的分配主要有以下幾種情況：樁頂水平荷載樁頂水平荷載(hzi)分配的計(jì)算簡(jiǎn)圖分配的計(jì)算簡(jiǎn)圖第47頁(yè)/共83頁(yè)第四十七頁(yè)，共83頁(yè)。 橫向樁排橫向樁排 橫向樁排對(duì)應(yīng)于采用橫向樁排對(duì)應(yīng)于采用(ciyng)梁式承臺(tái)的樁基，且梁式承臺(tái)的樁基，且水平力作用方向和力矩作用平面與樁排中心連線垂直，水平力作用方向和力矩作用平面與樁排中心連線垂直，此時(shí)，各樁頂平均分配的水平力及力矩分別為：此時(shí)，各樁頂平均分配的水平力及力矩分別為： 縱向樁排縱向樁排 縱向樁排為梁

54、式承臺(tái)的另一種排列形式，對(duì)于樁頂縱向樁排為梁式承臺(tái)的另一種排列形式，對(duì)于樁頂剛接的情況，仍可以按上述平均分配的方法進(jìn)行分配。剛接的情況，仍可以按上述平均分配的方法進(jìn)行分配。若樁頂為鉸接，總水平荷載按各樁平均分配計(jì)算，而力若樁頂為鉸接，總水平荷載按各樁平均分配計(jì)算，而力矩則轉(zhuǎn)換為樁頂豎向荷載，按下式計(jì)算：矩則轉(zhuǎn)換為樁頂豎向荷載，按下式計(jì)算：nMMnHHii/,/2iiyixxMnGFN第48頁(yè)/共83頁(yè)第四十八頁(yè)，共83頁(yè)。 滿堂布樁滿堂布樁 對(duì)于樁筏（箱）基礎(chǔ)，需分配的總水平為：對(duì)于樁筏（箱）基礎(chǔ)，需分配的總水平為：（為安全起見，無(wú)論（為安全起見，無(wú)論P(yáng)為多大，為多大，H必須大于必須大于0.3

55、H），當(dāng)），當(dāng)?shù)装迤矫鎯?nèi)無(wú)扭矩作用（總水平力通過(guò)底板平面的形心底板平面內(nèi)無(wú)扭矩作用（總水平力通過(guò)底板平面的形心）時(shí)，可沿水平力作用方向?qū)⒒A(chǔ)分為若干縱向樁排，）時(shí)，可沿水平力作用方向?qū)⒒A(chǔ)分為若干縱向樁排，然后按上述排樁的方法再作進(jìn)一步的分配。然后按上述排樁的方法再作進(jìn)一步的分配。(2) 底板抗剪承載力驗(yàn)算底板抗剪承載力驗(yàn)算 對(duì)于筏板基礎(chǔ)，當(dāng)樁頂彎矩很大，底板厚度相對(duì)較對(duì)于筏板基礎(chǔ)，當(dāng)樁頂彎矩很大，底板厚度相對(duì)較小時(shí)小時(shí)(xiosh)，由彎矩引起的底板剪應(yīng)力可能較大，與樁，由彎矩引起的底板剪應(yīng)力可能較大，與樁頂豎向反力引起的剪力疊加后，應(yīng)考慮底板抗剪承載力頂豎向反力引起的剪力疊加后，應(yīng)考慮底板

56、抗剪承載力。 樁頂彎矩在底板局部區(qū)域引起的剪力樁頂彎矩在底板局部區(qū)域引起的剪力 底板在樁頂豎向力底板在樁頂豎向力N的作用下（的作用下（N為扣除底板自重的為扣除底板自重的樁頂凈反力）可能的斜向破裂面為一環(huán)繞柱的棱柱體面樁頂凈反力）可能的斜向破裂面為一環(huán)繞柱的棱柱體面。PKHH第49頁(yè)/共83頁(yè)第四十九頁(yè)，共83頁(yè)。樁頂周圍樁頂周圍(zhuwi)底板的剪切計(jì)算簡(jiǎn)圖底板的剪切計(jì)算簡(jiǎn)圖(a) 樁頂周圍最危險(xiǎn)剪切面示意圖；樁頂周圍最危險(xiǎn)剪切面示意圖；(b) 豎向力引起豎向力引起(ynq)的剪應(yīng)力分布的剪應(yīng)力分布(c) 部分彎矩引起部分彎矩引起(ynq)的剪應(yīng)力；的剪應(yīng)力；(d) 剪應(yīng)力疊加后的結(jié)果剪應(yīng)力

57、疊加后的結(jié)果第50頁(yè)/共83頁(yè)第五十頁(yè)，共83頁(yè)。這種破壞一般作為沖切剪力考慮，破壞面可以假定垂直于板這種破壞一般作為沖切剪力考慮，破壞面可以假定垂直于板面，平均周長(zhǎng)為面，平均周長(zhǎng)為um，每邊距樁邊距離為，每邊距樁邊距離為h0/2，剪應(yīng)力沿圖，剪應(yīng)力沿圖中的中截面（中的中截面（-、-）均布。）均布。 樁頂彎矩樁頂彎矩M的一部分由中截面（的一部分由中截面（-）以彎矩的形式）以彎矩的形式作用于底板，另一部分作用于底板，另一部分vM則由截面則由截面-以剪力的形式傳以剪力的形式傳給底板，剪應(yīng)力在截面給底板，剪應(yīng)力在截面-中心線上的分布見上圖中（中心線上的分布見上圖中（c），其大小為：，其大小為：式中式

58、中v稱為剪力傳遞稱為剪力傳遞(chund)的彎矩比例系數(shù)。的彎矩比例系數(shù)。01huNm0201232111,85. 0hchcIMxvpv第51頁(yè)/共83頁(yè)第五十一頁(yè)，共83頁(yè)。c1、c2為順彎矩方向與垂直于彎矩方向的柱邊長(zhǎng)度，為順彎矩方向與垂直于彎矩方向的柱邊長(zhǎng)度，x為為剪切面上（剪切面上（-）計(jì)算點(diǎn)距剪切面中心的距離，其最大）計(jì)算點(diǎn)距剪切面中心的距離，其最大值為值為c，Ip為剪切面對(duì)其形心的極慣性矩。因此，為剪切面對(duì)其形心的極慣性矩。因此，2的最的最大值為：大值為： 截面截面-上中心軸處的剪應(yīng)力為：上中心軸處的剪應(yīng)力為： 其最大值為：其最大值為：Ip及及um的計(jì)算樁的分布有關(guān)的計(jì)算樁的分布

59、有關(guān)(yugun)： 中間樁中間樁根據(jù)下圖中（根據(jù)下圖中（a），可以得到：），可以得到：pvIMc85. 02)()(21xx21max021422hccum第52頁(yè)/共83頁(yè)第五十二頁(yè)，共83頁(yè)。中間中間(zhngjin)樁、邊樁和角樁的計(jì)算簡(jiǎn)圖樁、邊樁和角樁的計(jì)算簡(jiǎn)圖(a) 中間中間(zhngjin)樁；樁；(b) 邊樁；邊樁；(c) 角樁角樁第53頁(yè)/共83頁(yè)第五十三頁(yè)，共83頁(yè)。極慣性矩為：極慣性矩為： 對(duì)于多數(shù)筏板厚度不大的情況下，對(duì)于多數(shù)筏板厚度不大的情況下，Ip中的第二項(xiàng)影響較小，往往可中的第二項(xiàng)影響較小，往往可以忽略不計(jì)，則：以忽略不計(jì)，則： 邊樁邊樁根據(jù)根據(jù)(gnj)上圖中（

60、上圖中（b），可以得到：），可以得到：如果略去如果略去b值不計(jì)，當(dāng)力矩作用面平行于底板外邊線時(shí)：值不計(jì)，當(dāng)力矩作用面平行于底板外邊線時(shí)：)(21)2)(12)(12)( 20120102001303010hcchchchhchhchIIIyxp)43(3)(/021010hcchchcIp021222hbccum)46(6)(/021010hcchchcIp第54頁(yè)/共83頁(yè)第五十四頁(yè)，共83頁(yè)。力矩作用面垂直于底板外邊線：力矩作用面垂直于底板外邊線： 角樁角樁根據(jù)上圖中（根據(jù)上圖中（c），可以得到：），可以得到：如果如果(rgu)略去略去b、b1值不計(jì)，有：值不計(jì)，有： 剪應(yīng)力校核剪應(yīng)力校核