承台效应系数3教案资料.ppt

八八)承台效应系数承台效应系数n n前言前言n n JGJ94-94的承台效应系数，区分承台内区、外区，且与桩侧土性存在关系，计算较为繁琐，以大型模型试验所得承台土抗力测试结果为基础，建立承台效应系数随Sad、BcL的变化经验值，以15项工程实测结果进行验证和调整本次修订，通过对资料的重新分析整理，简化了承台效应的计算方法，并保持了原有的安全储备n n1 承台效应系数承台效应系数n n 摩擦型群桩在竖向荷载作用下，由于桩土相对位移，桩间土对承台产生一定竖向抗力，成为桩基竖向承载力的一部分而分担荷载称此种效应为承台效应承台底地基土承载力特征值发挥率为承台效应系数承台效应和承台效应系数随下列因素影响而变化n n （1）桩距大小桩顶受荷载下沉时， 桩周土受桩侧剪应力作用而产生竖向位移Wr n n由上式看出，桩周土竖向位移随桩侧剪力qs和桩径d增大而线性增加随与桩中心距离r增大，呈自然对数关系减小，当距离r达到nd时，位移为零；而nd根据实测结果约为(610)d，随土的变形模量减小而减小显然，土竖向位移愈小，土反力愈大，对于群桩，桩距愈大，土反力愈大n n(2)(2)承台土抗力随承台宽度与桩长比减小而减小。

承台土抗力随承台宽度与桩长比减小而减小现场原型试验表明，当承台宽度与桩长之比较小现场原型试验表明，当承台宽度与桩长之比较小时承台土反力形成的压力泡包围整个桩群，由此时承台土反力形成的压力泡包围整个桩群，由此导致桩侧阻力、端阻力发挥值降低，承台底土抗导致桩侧阻力、端阻力发挥值降低，承台底土抗力随之加大由图力随之加大由图5.2.15.2.1看出，在相同桩数，桩距看出，在相同桩数，桩距条件下，承台分担荷载比随条件下，承台分担荷载比随B Bc cL L增大而增大增大而增大n n (3) (3)承台土抗力随区位和桩的排列而变化承台承台土抗力随区位和桩的排列而变化承台内区内区( (桩群包络线以内桩群包络线以内) )由于桩土相互影响明显，由于桩土相互影响明显，土的竖向位移加大，导致内区土反力明显小于外土的竖向位移加大，导致内区土反力明显小于外区区( (承台悬挑部分承台悬挑部分) )，即呈马鞍形分布从图，即呈马鞍形分布从图5.2-5.2-2(a)2(a)还可看出，桩数由还可看出，桩数由2 2平方增至平方增至3 3的平方的平方4 4的平方，的平方，承台分担荷载比承台分担荷载比PcPcP P递减，这也反映出承台内、递减，这也反映出承台内、外区面积比随桩数增多而增大导致承台土抗力随外区面积比随桩数增多而增大导致承台土抗力随之降低。

对于单排桩条基，由于承台外区面积比之降低对于单排桩条基，由于承台外区面积比大，故其土抗力显著大于多排桩桩基图大，故其土抗力显著大于多排桩桩基图5.2-25.2-2所所示多排和单排桩基承台分担荷载比明显不同证实示多排和单排桩基承台分担荷载比明显不同证实了这一点了这一点n n (4) (4)承台土抗力随荷载的变化由图承台土抗力随荷载的变化由图5.2-15.2-1、图、图5.2-25.2-2看出，桩基受荷后承台底产生一定土抗力，看出，桩基受荷后承台底产生一定土抗力，随荷载增加土抗力及其荷载分担比均逐渐增大，随荷载增加土抗力及其荷载分担比均逐渐增大，到达工作荷载到达工作荷载(P(Pu u2)2)时荷载分担比时荷载分担比P Pc cP P趋于稳趋于稳值，也就是说土抗力和荷载增速是同步的不过，值，也就是说土抗力和荷载增速是同步的不过，对于对于B Bc cL1L1和单排桩桩基，和单排桩桩基，P PC C/P/P在荷载达到在荷载达到P P /2/2后仍随荷载水平增大而持续增长这说明这两种后仍随荷载水平增大而持续增长这说明这两种类型桩基承台土抗力的增速持续大于荷载增速类型桩基承台土抗力的增速持续大于荷载增速。

n n2 2 复合基桩承载力特征值复合基桩承载力特征值复合基桩承载力特征值复合基桩承载力特征值n n 根据粉土、粉质粘土、软土地基群桩试验取得的承台土根据粉土、粉质粘土、软土地基群桩试验取得的承台土抗力的变化特征抗力的变化特征( (表表5.21)5.21)，结合，结合1 51 5项工程桩基承台土抗项工程桩基承台土抗力实测结果力实测结果( (表表5.22)5.22)，给出承台效应系数，给出承台效应系数cc承台效应承台效应系数系数cc按距径比按距径比S Sa ad d和承台宽度与桩长比和承台宽度与桩长比B Bc c 确定确定( (规范规范表表5.2.5)5.2.5)相应于单根桩的承台抗力特征值为相应于单根桩的承台抗力特征值为 c cf fakakA Ac c，由，由此得复合基桩承载力特征值为：此得复合基桩承载力特征值为：n n故单独给出其故单独给出其 c c值但对于承台宽度小于值但对于承台宽度小于1.5d1.5d的的条形基础，内区面积比大，故条形基础，内区面积比大，故 c c按非条基取值按非条基取值上述承台土抗力计算方法，较上述承台土抗力计算方法，较JGJ9494JGJ9494简化，不简化，不区分承台内外区面积比。

按该法计算，对于柱下区分承台内外区面积比按该法计算，对于柱下独立桩基计算值偏小，对于大桩群筏形承台差别独立桩基计算值偏小，对于大桩群筏形承台差别不大n n 关于承台土抗力的计算规范式关于承台土抗力的计算规范式(5.2.5)(5.2.5)中计算中计算基础对应的承台有效净面积么基础对应的承台有效净面积么c c确定作如下规定：确定作如下规定： 式中A：为承台计算域向积； n：计算域A内的桩数n n (1)柱下独立桩基，A为全承台面积n n (2)满布桩的桩筏、桩箱基础n n 按柱、墙侧12跨距，悬臂边取2.5倍板厚处确定计算域A，桩距、桩径、桩长不同，采用上式分区计算，或取平均Sa a、Bc cL计算c cn n (3)桩集中布置于墙下的剪力墙高层建筑桩筏基础：计算域自墙两边各12跨距，对于悬臂板取2.5倍板厚，按条基计算c cn n (4)对于按变刚度调平原则布桩的核心筒外围复合平板式和梁板式筏形承台桩基n n计算域A为自柱侧12跨，悬臂板边取2.5倍板厚处围成；按式(5.2-1)计算Ac，按Sa a6d确定c cn n 关于不能考虑承台效应的特殊条件：可液化土、湿陷性土、高灵度软土、欠固结土、新填土、沉桩引起孔隙水压力和土体隆起等，这是由于这些条件下承台土抗力随时可能消失。

n n3 3 忽略侧阻和端阻的群桩效应的说明忽略侧阻和端阻的群桩效应的说明 影响桩基的竖向承载力的因素包含三个方面，影响桩基的竖向承载力的因素包含三个方面，一是基桩的承载力；二是桩土相互作用对于桩侧一是基桩的承载力；二是桩土相互作用对于桩侧阻力和端阻力的影响，即侧阻和端阻的群桩效应；阻力和端阻力的影响，即侧阻和端阻的群桩效应；三是承台底土抗力分担荷载效应对于第三部分，三是承台底土抗力分担荷载效应对于第三部分，上面已就条文的规定作了说明对于第二部分，上面已就条文的规定作了说明对于第二部分，在建筑桩基技术规范在建筑桩基技术规范JGJ9494JGJ9494中规定了侧阻中规定了侧阻的群桩效应系数的群桩效应系数 s s，端阻的群桩效应系数，端阻的群桩效应系数 p p所给出的给出的 s s、 p p源自不同土质中的群桩试验结果源自不同土质中的群桩试验结果其总的变化规律是：对于侧阻力，在粘性土中因其总的变化规律是：对于侧阻力，在粘性土中因群桩效应而削弱，即非挤土桩在常用桩距条件下群桩效应而削弱，即非挤土桩在常用桩距条件下 s s小于小于1 1，在非密实的粉土、砂土中因群桩效应产，在非密实的粉土、砂土中因群桩效应产生沉降硬化而增强，即生沉降硬化而增强，即 s s大于大于1 1；对于端阻力，在；对于端阻力，在粘性土和非粘性土中，均因相邻桩桩端土互逆的粘性土和非粘性土中，均因相邻桩桩端土互逆的侧向变形而增强，即侧向变形而增强，即 p p11。

但侧阻、端阻的综合但侧阻、端阻的综合群桩效应系数群桩效应系数 spsp对于非单一粘性土大于对于非单一粘性土大于1 1，单一，单一粘性土当桩距为粘性土当桩距为3 34d4d时略小于时略小于1 1承台土抗力的承台土抗力的综合群桩效应系数大于综合群桩效应系数大于1 1，非粘性土群桩较粘性土，非粘性土群桩较粘性土更大一些就实际工程而言，桩所穿越的土层往更大一些就实际工程而言，桩所穿越的土层往往是两种以上性质土层交互出现，且水平向变化往是两种以上性质土层交互出现，且水平向变化不均，由此计算群桩效应确定承载力较为繁琐不均，由此计算群桩效应确定承载力较为繁琐鉴此，本规范关于侧阻和端阻的群桩效应不予考鉴此，本规范关于侧阻和端阻的群桩效应不予考虑，即取虑，即取 s s=p p=1.0=1.0这样处理，方便设计，多数这样处理，方便设计，多数情况下可留给工程更多安全储备对少数单一粘情况下可留给工程更多安全储备对少数单一粘性土中的低承台桩基，其综合群桩效应系数性土中的低承台桩基，其综合群桩效应系数11( (随桩距增大而增大随桩距增大而增大) )，故单一粘性土中的小桩距，故单一粘性土中的小桩距(S(Sa a=3=34d)4d)桩基，不应再另行计入承台效应。

桩基，不应再另行计入承台效应九九)采用变刚度调平设计原则进行采用变刚度调平设计原则进行的试设计案例的试设计案例 北京国际财源中心西塔主楼北京国际财源中心西塔主楼桩基础优化设计桩基础优化设计n n工程概况工程概况n n 拟建国际财源中心建设场区位于东长安街沿线上原北京第一机床厂院内，地处北京市中央商务区(CBD)核心地带，其北侧面向建国门外大街、南邻北京建外SOHO及通惠河，东邻中环世界中心及银泰中心，西邻北京LG大厦n n 国际财源中心由4座塔楼(西塔楼2座、东塔楼2座)及塔楼外围的裙房和纯地下室组成，总建筑面积23900m2，为一特大型综合项目本工程各建筑部分均设7层(包括夹层)地下室，各建筑部分的地下室相互连通且位于同一底板上本次设计内容为西塔2座主楼桩基础n n2.设计依据设计依据n n2.1 建筑桩基技术规范(送审稿2006年8月)n n2.2混凝土结构设计规范GB50010-2002n n2.3建筑地基基础设计规范GB50007-2002n n2.4高层建筑混凝土结构技术规程JGJ32002n n2.5 建筑抗震设计规范GB50011-2001n n2.6 钢筋混凝土承台设计规程CECS 88-97n n2.7 国际财源中心岩土工程勘察报告n n2.8 北京国际财源中心地下车库抗浮设防水位分析咨询报告n n2.9 SATWE及PM计算的恒荷载和满布活荷载分布图n n2.10 PKPM整体计算模型n n2.11 原设计桩基平面布置图n n3.拟建场地地质条件拟建场地地质条件n n 根据北京京岩工程有限公司提供的岩土工根据北京京岩工程有限公司提供的岩土工程勘察报告内容，及中兵勘察设计研究院提供程勘察报告内容，及中兵勘察设计研究院提供的北京国际财源中心地下车库抗浮设防水位分的北京国际财源中心地下车库抗浮设防水位分析咨询报告摘编如下：析咨询报告摘编如下：n n 3.1 3.1拟建场地地貌单元属于永定河冲洪积扇中下拟建场地地貌单元属于永定河冲洪积扇中下部，基本平坦，地面标高部，基本平坦，地面标高38.5038.5039.0m39.0m。

0.000.00相当的绝对标高相当的绝对标高39.4m39.4mn n 3.2 3.2地基土层性质地基土层性质( (见表见表1)1)n n 3.3 3.3拟建场区所在地表下拟建场区所在地表下40m40m左右的深度范围左右的深度范围内一般分布有内一般分布有4 4层浅层地下水：除第层浅层地下水：除第1 1层地下水为层地下水为分布不均的局部上层滞水外，第分布不均的局部上层滞水外，第2 2层地下水为分层地下水为分布于约布于约11.011.01 9.0m1 9.0m之间的砂、卵石层中，地下之间的砂、卵石层中，地下水类型为层间潜水；第水。