可按本规范第5.4.6条确定 k——土的侧压力系数 则随土的塑性指数 对于设计等级为甲级和乙级建筑桩基 u 本条说明关于负摩阻力及下拉荷载计算的相关内容 5.4 d——桩身直径(m) 其深度比l 负摩阻力的作用长度 g 1 106进行 对于本条软弱下卧层承载力验算公式着重说明四点 灌注桩高于预制桩 本规范表5.4.6-2给出的λ是基于上述试验结果并参照有关规范给出的 ＝σ′ 又没有正摩阻力 n 1)单桩抗拔承载力计算分为两大类 △z 基桩的抗拔极限载力取值可按下列规定计算 σ′ 本条说明关于群桩基础及其基桩的抗拔极限承载力的确定问题 当按式(5.4.4-1)计算值大于正摩阻力标准值时 2 这是因为下卧层受压区应力分布并非均匀 超过土的极限侧阻力q 因此本规范规定如下有效应力法为负摩阻力计算方法 610闭口钢管桩 uk 即显示群桩效应 5.4.7 对于端承型基桩除应满足上式要求外 由于受负摩阻力沉降增大 规定在桩端平面以下受力层范围存在低于持力层承载力1／3的软弱下卧层 不确定因素多 ay σ′ 在软弱下卧层进入临界状态前基桩侧阻平均值已接近于极限 关于中性点的确定 S 2)传递至桩端平面的荷载 可按下列规定验算 这里所规定的压力扩散角与《建筑地基基础设计规范》GB 5.4.8 式中 q ——负摩阻力系数 ——群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值 群桩的抗拔极限承载力难以通过试验确定 因此分三种情况验算 ni 可按下列公式计算 或地面大面积堆载(包括填土)时 5.4.1 取极限侧摩阻力值 e η ＝1 桩群外围桩自地面算起 ＝ζ gk ф ＜1 时 ζ 取决于桩周负摩阻力强度 桩距不超过6d的群桩 1 符合下列条件之一的桩基 按扣除实体基础外表面总极限侧阻力的3／4而非1／2总极限侧阻力 5.4.6 按表5.4.7-2采用 即负摩阻力 以土的抗剪强度及侧压力系数为参数按不同破坏模式建立的计算公式 Ⅱ a 0 i T 并可按下式验算基桩承载力 并产生显著压缩沉降时 按表5.4.7-1采用 中性点与桩顶荷载处于动态平衡 应按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算确定 B 取正摩阻力标准值进行设计 中性点截面桩身的轴力最大 可根据成桩工艺按本规范表5.3.5-1取值 群桩基础及其基桩的抗拔极限承载力的确定应符合下列规定 ——按荷载效应标准组合计算的基桩拔力 特殊条件下桩基竖向承载力验算 5.4.1 无当地经验时 2 u 基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算 以群桩各基桩中心为圆心 承受拔力的桩基 孔隙比 对于单桩基础或按式(5.4.4-4)计算的群桩效应系数η 给出如本规范表5.4.4-1所列ζ 5.4.4 在桩周土中埋设了孔隙水压力计 2 i i 可按本规范第5.4.6条计算 基桩的抗拔极限承载力应通过现场单桩上拔静载荷试验确定 σ′ 对两种破坏的承载力均应进行验算 p一一地面均布荷载 由于桩受负摩阻力后桩不发生沉降或沉降量很小 ay 即独立单桩单位长度的负摩阻力由相应长度范围内半径r 另一类是以抗拔桩试验资料为基础 地下水位以下取浮重度 由于降低地下水位 欠固结土 .σ′ ＝πr 对于桩距不超过6d的群桩基础 ei 式中 另外 应乘以群桩效应系数η 与圆面积A 地层土性等 由图中曲线比较可知 1 式中 ax 50007一致 ——基桩自重 0 3 3 ——群桩呈整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值 大气影响急剧层下稳定土层中基桩的抗拔极限承载力标准值 ——单桩平均极限负摩阻力标准值(kPa) ——群桩基础所包围体积的桩土总自重除以总桩数 使桩周土有效应力增大 按表5.4.1取值 5.4.3 3 ζ ——第i层土桩侧负摩阻力 也可参照表5.4.4-2确定 对于粗粒上 中性点无变化 可按本规范表5.3.5-1取值 ——第i层土桩侧负摩阻力标准值 当无实测资料时可按下列规定计算 短边边长 负摩阻力计算 5.4.2 多数学者认为桩侧负摩阻力的大小与桩侧土的有效应力有关 计算较为复杂 在高压缩性土层l 土对桩产生正摩阻力 T ni 桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载 i 这是主要考虑荷载传递机理 即多为软弱黏性土 矩形面积A n 1)验算范围 可按表5.4.4-1取值 0 5.4 地下水位以下取浮重度 既没有负摩阻力 桩基偏沉 m 中性点以上单桩桩周第i层土负摩阻力标准值 ——桩群外围周长 在堆载中心设置了一根入土44m的 si 可按下列公式验算软弱下卧层的承载力（见图5.4.1） η 土自重 不应作宽度修正 实际工程持力层以下存在相对软弱土层是常见现象 计算桩 3)对于扩底抗拔桩的抗拔承载力 邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载 γi 式中 2 深度以下的可压缩层内 n 0 用底面积为35m×35m 土的沉降大于桩的沉降 式中 Ⅲ n 当土层分布不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时 负摩阻力不再增大 某电厂的贮煤场位于厚70～80m的第四系全新统海相地层上 应按下列公式验算群桩基础呈整体破坏和非整体破坏的抗拔稳定性 i 当桩穿越厚度为l 负摩阻力计算 内摩擦角愈大 5.4.6 桩土相对位移为零 单桩抗拔极限承载力计算涉及如下三个问题 欠固结土层产生固结和地下水降低时 ／l 粉质黏土和粉土层中 故可通过计算确定 只有当强度相差过大时才有必要验算 从而得到桩身正 故当计算负摩阻力q ——冻深影响系数 习惯上称该点为中性点 sk 5.4.5 一一季节性冻土的标准冻深 膨胀土上轻型建筑的短桩基础 取假想中性点(按桩端持力层性质取值)以上摩阻力为零验算基桩承载力 采用抗压极限承载力计算模式乘以抗拔系数λ的经验性公式 前一类公式影响其剪切破坏面模式的因素较多 ei A uk 对于设计等级为丙级建筑桩基可通过计算确定单桩抗拔极限承载力 n 横向桩的中心距 严重者引起整体失稳 s 中性点随之上移 n 1 由现场浸水试验确定 在钢管桩内采用应变计量测了桩身应变 r 成桩工艺 l 尚应将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降 由于竖向有效应力随上覆土层自重增大而增加 对于摩擦型桩 持力层刚度愈大扩散角愈大 桩周负摩阻力对基桩承载力和沉降的影响 中性点位置 式中 sik 将引起软弱下卧层侧向挤出 γ 计算值与实测值相近 ——桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值 σ′ ζ 式中 以负摩阻力有效应力法计算较接近于实际 f 是随桩端持力层的强度和刚度的增大而增加的 桩群内部桩自承台底算起 桩侧产生负摩阻力 e 黏性土高于砂土 ——群桩呈非整体破坏时 s 土柱体周长 l 超过该范围以上部分 桩的竖向承载类型 ——切向冻胀力 ni ——中性点以上桩周土层厚度加权平均负摩阻力标准值 ——软弱层顶面以上各土层重度(地下水位以下取浮重度)按厚度加权平均值 e 第e层土的厚度 .s e 即为负摩阻力群桩效应系数 当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时 ≤1 s f 在初期多少是有变化的 高度为4.85m的土石堆载模拟煤堆荷载 如本规范表5.4.6-1 N ——桩群外缘矩形底面的长 高压缩性饱和软黏土 扩底桩的抗拔承载力破坏模式 呈内大外小 i gp 本规范采用后者 得 对于扩底桩应按本规范表5.4.6-1确定桩 n ——群桩呈整体破坏时 自重湿陷性黄土 5.4.5 基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算 乙级建筑桩基应通过单桩现场上拔试验确定单桩抗拔极限承载力 当缺乏可参照的工程经验时 0 n 因此修正深度从承台底部计算至软弱土层顶面 在该段桩长内 n 得图20所示曲线 注 q 在l 之比 当桩端平面以下软弱下卧层承载力与桩端持力层相差过大(低于持力层的1／3)且荷载引起的局部压力超出其承载力过多时 一一第i层土 长桩高于短桩 横向桩的中心距 n 故深度修正系数取1.0 单桩上拔静载荷试验及抗拔极限承载力标准值取值可按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ ＞1时 桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时 当沉降趋于稳定 在桩的某一深度l T ni 式中 地下水位以下取浮重度 它随着桩的沉降增加而向上移动 当计算η q γ 由于下拉荷载是附加荷载的一部分 ——第i层土的平均竖向有效应力 1 当q n 有无扩底 t——硬持力层厚度 uk 堆载底面压力为99kPa 应按下列公式验算其抗冻拔稳定性 n 由各圆的相交点作矩形 n 随土的粒度和密实度增加而增大 考虑到承台底面以上土已挖除且可能和土体脱空 ＝s 上部为厚20～35m的低强度 对于扩底桩按表5.4.6-1取值 3 e l az 的范围内 桩侧负摩阻力的总和即为下拉荷载 i 液化土层进入相对较硬土层时 工程实测表明 ax 中性点深度l 对于设计等级为甲 测得地基中不同深度的孔隙水压力变化 θ——桩端硬持力层压力扩散角 如无当地经验时 n 本规范推荐按等效圆法计算其群桩效应 σ′ G n 可按本规范第5.4.6条确定 可按本规范第5.4.6条确定 大气影响急剧层下稳定土层中基桩的抗拔极限承载力标准值 抗拔桩基承载力验算 ay sik T 故负摩阻力构成的下拉荷载应作为附加荷载考虑 q 这是由于桩侧负摩阻力是由桩侧土体沉降而引起 自重湿陷性黄土湿陷 对于细粒土 对于等直径桩取u＝πd 桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层承载力1/3的软弱下卧层时 当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时 ——分别为纵 即中性点的稳定深度l 承台及其上土重标准值 λ 1)群桩呈非整体破坏时 G 的经验值列于本规范表5.4.4-2中 ——作用于软弱下卧层顶面的附加应力 p 土体的塑性挤出和失稳也不致出现 超过极限侧摩阻力时 z 桩周存在软弱土层 q gk 按此模型给出扩底抗拔承载力计算周长u 深度处 计算群桩中基桩的下拉荷载时 桩端进入超固结黏土 特殊条件下桩基竖向承载力验算 并可按下式验算基桩承载力 一类为理论计算模式 饱和度增大而降低 应按下列公式同时验算群桩基础呈整体破坏和呈非整体破坏时基桩的抗拔承载力 3 ——桩周第i层土负摩阻力系数 i ——大气影响急剧层中第i层土的厚度 ——基桩承受的桩承台底面以上建筑物自重 ——分别为纵 γ △z 考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算 尚应考虑负摩阻力引起基桩的下拉荷载Q 土的沉降小于桩的沉降 q 对于摩擦型基桩可取桩身计算中性点以上侧阻力为零 2)群桩呈整体破坏时 可按表5.4.6-2取值 N n n 破裂柱体直径增大至扩底直径D m 因下卧层地基承载力与桩端持力层差异过小 ——基桩抗拔极限承载力标准值 r f 将导致基桩负摩阻力降低 若群桩中各桩表面单位面积所分担的土体重量小于单桩的负摩阻力极限值 γ 既然是软弱下卧层 2 e 2 应根据工程具体情况考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响 随土的内摩擦角大小而变 m 但应进行工程桩抗拔静载试验检测 受扩底影响的破坏柱体愈长 G ——标准冻深线以下单桩抗拔极限承载力标准值 的高压缩土层 破裂面缩小至桩土界面 γi φ′——土的有效内摩擦角 从表10所列部分单桩抗拔抗压极限承载力之比即抗拔系数λ看出 i 4)软弱下卧层承载力只进行深度修正 5.4.3 只计中性点以下部分侧阻值及端阻值 桩基的抗拔承载力破坏可能呈单桩拔出或群桩整体拔出 ——等效圆半径(m) 桩穿越较厚松散填土 桩底以上长度约4～10d范围内 T n——中性点以上土层数 i ——负摩阻力群桩效应系数 其基桩的负摩阻力因群桩效应而降低 l 为半径做圆 ——软弱下卧层经深度z修正的地基承载力特征值 σ 大量试验与工程实测结果表明 ξ ——标准冻深线以下群桩呈整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值 下面列举饱和软土中负摩阻力实测与按规范方法计算的比较(图20) 综合有关文献的建议值和各类土中的测试结果 以r ＝p＋σ′ ax ＝1 ——抗拔系数 0 对于单桩基础 以上 Ⅰ n 一一大气影响急剧层中第i层土的极限胀切力 关于负摩阻力的群桩效应的考虑 S 负摩阻力分布图 当填土 gk 中性点也将稳定在某一固定的深度l ——桩周第i层土平均竖向有效应力 式中 取η 可按本规范第5.4.6条确定 桩端设置于较坚硬的持力层时 3)桩端荷载扩散 1 ——中性点以上第i土层的厚度 对于端承型桩 季节性冻土上轻型建筑的短桩基础 故应将其计入附加荷载进行沉降验算 q 负摩阻力对基桩而言是一种主动作用 群桩基础及设计等级为丙级建筑桩基 处 包括桩的长径比 ——桩侧土体加权平均重度(kN／m3) ——由土自重引起的桩周第i层土平均竖向有效应力 在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力 T 可按本规范第5.4.6条计算 1 形成的土体重量与之等效 式中 式中 对于桩距较小的群桩 T 一一分别为第i计算土层和其上第e土层的重度 取η n q γi 这是基本性状 2 ——中性点以上桩周土层厚度加权平均重度(地下水位以下取浮重度) 作为一种简化 n 即呈非整体破坏或整体破坏模式 n 一般来说 当地面分布大面积荷载时 中性点的位置 为此 ——桩身周长 e uk n ＞1时 5.4.4 s 2 γ 桩土无相对位移或相对位移很小 n ——桩周第i层土的极限侧阻力标准值 k 2)关于抗拔系数λ(抗拔极限承载力／抗压极限承载力) 软弱下卧层验算 本条中基桩的竖向承载力特征值R 值 按本规范式(5.4.4-1)估算 z 不同负摩阻力计算式中也多反映有效应力因素 地下水位以下取浮重度 η 与上的类别和状态有关 i