1、特種基礎(chǔ)設(shè)計課程性質(zhì)：土木工程專業(yè)任選課課程性質(zhì)：土木工程專業(yè)任選課學時安排：學時安排：24學時學時 高層建筑樁高層建筑樁-筏與樁筏與樁-箱基礎(chǔ)設(shè)計箱基礎(chǔ)設(shè)計 獨立構(gòu)筑物基礎(chǔ)的設(shè)計殼體、塔基）獨立構(gòu)筑物基礎(chǔ)的設(shè)計殼體、塔基） 地下及半地下結(jié)構(gòu)物的設(shè)計埋管）地下及半地下結(jié)構(gòu)物的設(shè)計埋管） 儲罐基礎(chǔ)設(shè)計儲罐基礎(chǔ)設(shè)計 已有建筑物的地基加固與糾偏已有建筑物的地基加固與糾偏主要內(nèi)容第一章：緒論概述概述特種結(jié)構(gòu)的常見形式：高聳建筑物儲罐、塔、桅桿等）、特種結(jié)構(gòu)的常見形式：高聳建筑物儲罐、塔、桅桿等）、管道、半地下結(jié)構(gòu)地下停車庫）、填埋場等。管道、半地下結(jié)構(gòu)地下停車庫）、填埋場等。特種結(jié)構(gòu)的特點：結(jié)構(gòu)特殊大

2、多屬于公用設(shè)施）、荷載特種結(jié)構(gòu)的特點：結(jié)構(gòu)特殊大多屬于公用設(shè)施）、荷載復(fù)雜、質(zhì)量要求高。復(fù)雜、質(zhì)量要求高。特種結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的常見形式：板式梁板式根底、殼體基特種結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的常見形式：板式梁板式根底、殼體基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)等。礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)等。各種形式的獨立塔基各種形式的獨立塔基儲罐的形式儲罐的形式儲罐基礎(chǔ)儲罐基礎(chǔ)特種結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)滿足的要求及特征：特種結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)滿足的要求及特征： 地基應(yīng)具有足夠的強度及穩(wěn)定性：在荷載作用下地基不地基應(yīng)具有足夠的強度及穩(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)生振動發(fā)生破壞、基礎(chǔ)不發(fā)生失穩(wěn)水平力作用）、不

3、發(fā)生振動液化動力荷載）、遇水時不發(fā)生沉陷等。液化動力荷載）、遇水時不發(fā)生沉陷等。 基礎(chǔ)具有足夠的剛度：基礎(chǔ)應(yīng)具有調(diào)整地基的不均勻基礎(chǔ)具有足夠的剛度：基礎(chǔ)應(yīng)具有調(diào)整地基的不均勻 沉沉降，減小基礎(chǔ)變形，減小振動等功能。降，減小基礎(chǔ)變形，減小振動等功能。 工程造價比較高，對于基礎(chǔ)方案的選擇有較高的要求。工程造價比較高，對于基礎(chǔ)方案的選擇有較高的要求。 對地基承載力要求較高，除了豎向荷載較大外，還要考對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）。慮承受較大的水平荷載或地震荷載塔、桿等）。 對地基的不均勻沉降較敏感，對于高聳建筑物常用傾斜對地基的不均勻沉降較敏

4、感，對于高聳建筑物常用傾斜度控制基礎(chǔ)的變形。度控制基礎(chǔ)的變形。 基礎(chǔ)埋深較大，往往需要進行地基處理或考慮深基坑開基礎(chǔ)埋深較大，往往需要進行地基處理或考慮深基坑開挖的問題。挖的問題。第二章：高層建筑樁-筏與樁-箱基礎(chǔ)設(shè)計一、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：高層建筑高度較大，對建筑物的穩(wěn)定高高度、大剛度：高層建筑高度較大，對建筑物的穩(wěn)定性及整體剛度要求較高，特別是建筑物的整體傾斜要性及整體剛度要求較高，特別是建筑物的整體傾斜要求嚴格。求嚴格。 荷載復(fù)雜：同時存在比較大的豎向荷載和水平荷載，通荷載復(fù)雜：同時存在比較大的豎向荷載和水平荷載，通常，建筑物層數(shù)每增加

5、一層，基底壓力就增大常，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荷載與地；高層建筑的水平荷載主要考慮風荷載與地震荷載。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，甚至超過基礎(chǔ)埋深較大，甚至超過20m。(4) 環(huán)境效應(yīng)：基礎(chǔ)工程施工對周圍環(huán)境影響的評估及預(yù)環(huán)境效應(yīng)：基礎(chǔ)工程施工對周圍環(huán)境影響的評估及預(yù)防措施主要是深基坑開挖）。防措施主要是深基坑開挖）。(5) 造價高、工期長。造價高、工期長。2、高層建筑基礎(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

6、，常采用穩(wěn)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)、定性較好的整體基礎(chǔ)，如交叉條形基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)或其他深基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等）。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)復(fù)雜荷載或地基承載力不足，或減小地基變形，為適應(yīng)復(fù)雜荷載或地基承載力不足，或減小地基變形，可以將筏板或箱基礎(chǔ)與樁結(jié)合起來構(gòu)成樁可以將筏板或箱基礎(chǔ)與樁結(jié)合起來構(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)的主要工程問題、高層建筑基礎(chǔ)的主要工程問題 地基的選擇：盡量選擇壓縮性低、分布均勻的地基，以地基的選擇：盡量選擇壓縮性低、分布均勻的地基，以

7、減小地基沉降量和不均勻沉降，防止基礎(chǔ)的整體傾斜。減小地基沉降量和不均勻沉降，防止基礎(chǔ)的整體傾斜。(2) 地基土的強度和變形：為了滿足地基承載力條件及減地基土的強度和變形：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度和剛度。小地基變形，要求地基土具有足夠的強度和剛度。(3) 基坑開挖與支護：高層建筑的基坑開挖深度較大，隨基坑開挖與支護：高層建筑的基坑開挖深度較大，隨之出現(xiàn)基坑支護、坑內(nèi)降水排水、引起地面沉降及變之出現(xiàn)基坑支護、坑內(nèi)降水排水、引起地面沉降及變形，對周邊環(huán)境的影響等問題。形，對周邊環(huán)境的影響等問題。(4) 地基、基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的共同作用：在設(shè)計中考慮三地基、基礎(chǔ)及上

8、部結(jié)構(gòu)的共同作用：在設(shè)計中考慮三者共同作用的問題，仍然是目前的一個重要課題，考者共同作用的問題，仍然是目前的一個重要課題，考慮三者共同工作進行設(shè)計，可以使設(shè)計更合理，節(jié)省慮三者共同工作進行設(shè)計，可以使設(shè)計更合理，節(jié)省投資，提高設(shè)計的水平。投資，提高設(shè)計的水平。二、高層建筑樁二、高層建筑樁-筏基礎(chǔ)的設(shè)計筏基礎(chǔ)的設(shè)計1、計算模式、計算模式(1) 樁承擔全部上部荷載：在計算過程中假定筏板不承擔樁承擔全部上部荷載：在計算過程中假定筏板不承擔地基反力，建筑物總荷載全部傳遞給樁基礎(chǔ)。筏板僅地基反力，建筑物總荷載全部傳遞給樁基礎(chǔ)。筏板僅是一個受拉構(gòu)件，內(nèi)力和配筋按受拉構(gòu)件或上部結(jié)構(gòu)是一個受拉構(gòu)件，內(nèi)力和配筋

9、按受拉構(gòu)件或上部結(jié)構(gòu)樓板的計算方法計算僅考慮局部彎曲）。這種計算樓板的計算方法計算僅考慮局部彎曲）。這種計算模式主要適合于筏板下地基土比較松軟的地基。模式主要適合于筏板下地基土比較松軟的地基。(2) 筏板承擔建筑物的全部荷載，筏板承受地基反力并將筏板承擔建筑物的全部荷載，筏板承受地基反力并將此作為荷載，用地基計算模型或倒樓蓋的方法計算內(nèi)此作為荷載，用地基計算模型或倒樓蓋的方法計算內(nèi)力計算。樁僅作為減小地基沉降或不均勻沉降的措施。力計算。樁僅作為減小地基沉降或不均勻沉降的措施。(3) 樁樁-筏共同工作計算模型。筏共同工作計算模型。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

10、系數(shù)樁土相互作用系數(shù)分別用計算及現(xiàn)場實測等方法得到的樁土相互作用系數(shù)隨分別用計算及現(xiàn)場實測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：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)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小； 實測值與計算值之間存在比較明顯的差異；實測值與計算值之間存在比較明顯的差異； 樁間距超過樁間距超過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，引入兩個特征相對剛度筏基

11、礎(chǔ)的共同作用，引入兩個特征相對剛度系數(shù)：系數(shù)：筏筏-土相對剛度系數(shù)：土相對剛度系數(shù)：樁樁-土相對剛度系數(shù)：土相對剛度系數(shù)：4233)1 (4RSsRRRRLEBtEKSPPEEK 根據(jù)上述定義的相對剛度系數(shù)及計算分析結(jié)果，樁根據(jù)上述定義的相對剛度系數(shù)及計算分析結(jié)果，樁-筏相筏相互作用具有以下規(guī)律：互作用具有以下規(guī)律：筏板的相對剛度筏板的相對剛度KR對對B方向沉降的影響方向沉降的影響樁間距與沉降的關(guān)系樁間距與沉降的關(guān)系 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） 筏的剛度大小對樁筏的剛度大小對樁-筏基礎(chǔ)的沉降及沉降差異影響明顯，筏基礎(chǔ)

12、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)沉降趨于均勻化；筏板的剛度增大，基礎(chǔ)沉降減小，基礎(chǔ)沉降趨于均勻化； 基礎(chǔ)沉降隨樁間距的增大而增大，但樁間距在基礎(chǔ)沉降隨樁間距的增大而增大，但樁間距在6d以內(nèi)以內(nèi)時，樁間距對基礎(chǔ)沉降的影響并不明顯；時，樁間距對基礎(chǔ)沉降的影響并不明顯； 樁的長細比對樁樁的長細比對樁-筏基礎(chǔ)的影響比較明顯，當樁徑一定，筏基礎(chǔ)的影響比較明顯，當樁徑一定，增大樁的長度就相應(yīng)地增大了樁增大樁的長度就相應(yīng)地增大了樁-土體系的剛度，因此，土體系的剛度，因此，樁的長細比增大，樁樁的長細比增大，樁-筏基礎(chǔ)的沉降相應(yīng)減小，根據(jù)下圖筏基礎(chǔ)的沉降相應(yīng)減小，根據(jù)下圖所示結(jié)果，當

13、樁的長細比所示結(jié)果，當樁的長細比L/d在在50100之間時，與常規(guī)筏之間時，與常規(guī)筏基相比無樁筏基），樁基相比無樁筏基），樁-筏基礎(chǔ)的沉降可以降低至無樁筏基礎(chǔ)的沉降可以降低至無樁筏基的筏基的20%。沉降與樁的長細比沉降與樁的長細比 L/d 的關(guān)系的關(guān)系 樁樁-筏基礎(chǔ)中樁的相對剛度直接影響樁筏基礎(chǔ)中樁的相對剛度直接影響樁-土體系的剛度。土體系的剛度。樁的相對剛度減小，基礎(chǔ)的沉降增大。樁的相對剛度減小，基礎(chǔ)的沉降增大。 筏板的相對剛度、樁的相對剛度、樁間距及樁的長細筏板的相對剛度、樁的相對剛度、樁間距及樁的長細比等因素都會對樁比等因素都會對樁-筏基礎(chǔ)的沉降差異產(chǎn)生影響，但其中筏基礎(chǔ)的沉降差異產(chǎn)生影

14、響，但其中筏板的相對剛度影響最為明顯。筏板的相對剛度影響最為明顯。最大差異沉降與樁間距最大差異沉降與樁間距 s/d 的關(guān)系的關(guān)系最大差異沉降與筏板相對剛度的關(guān)系最大差異沉降與筏板相對剛度的關(guān)系 樁樁-筏基礎(chǔ)筏板內(nèi)力筏基礎(chǔ)筏板內(nèi)力設(shè)計樁設(shè)計樁-筏基礎(chǔ)時，筏板內(nèi)力計算是筏板強度驗算及配筋筏基礎(chǔ)時，筏板內(nèi)力計算是筏板強度驗算及配筋的依據(jù)，通常受筏板的相對剛度、樁間距、樁的相對剛度、的依據(jù)，通常受筏板的相對剛度、樁間距、樁的相對剛度、樁的長細比等因素影響。樁的長細比等因素影響。 筏板的相對剛度與筏板的最大彎矩成正比，筏板的相筏板的相對剛度與筏板的最大彎矩成正比，筏板的相對剛度對筏板的內(nèi)力影響明顯；對剛

15、度對筏板的內(nèi)力影響明顯； 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并不明顯，可以認為，在樁的增大，筏板的彎矩增大趨勢并不明顯，可以認為，在樁-筏基礎(chǔ)設(shè)計中，增大樁間距或減小樁數(shù)并不導(dǎo)致筏筏基礎(chǔ)設(shè)計中，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；板內(nèi)力的迅速增大； 樁的長細比、樁的相對剛度等也會對筏板內(nèi)力產(chǎn)生影樁的長細比、樁的相對剛度等也會對筏板內(nèi)力產(chǎn)生影響，但影響較小，影響筏板內(nèi)力的主要因素是筏板的相對響，但影響較小，影響筏板內(nèi)力的主要因素是筏板的相對剛度。剛度。筏板最大彎矩隨筏板相對剛度筏板最大彎矩隨筏板相對剛

16、度KR的變化的變化筏板最大彎矩隨樁間距增大的變化筏板最大彎矩隨樁間距增大的變化 樁樁-筏基礎(chǔ)樁頂反力分布筏基礎(chǔ)樁頂反力分布樁頂反力分布與相對剛度的關(guān)系樁頂反力分布與相對剛度的關(guān)系樁頂反力分布與樁間距的關(guān)系樁頂反力分布與樁間距的關(guān)系 筏板的相對剛度增大，樁頂反力趨于不均勻，且角樁筏板的相對剛度增大，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，隨著筏板的相對剛度減小柔性化），各樁的樁頂反力趨于均勻；的相對剛度減小柔性化），各樁的樁頂反力趨于均勻； 樁間距較小時，樁與樁之間的相互影響較大，各樁的樁間距較小時，樁與樁之間的相互影

17、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，而增大樁間距，各樁的樁頂反力將趨于均勻，于中間樁，而增大樁間距，各樁的樁頂反力將趨于均勻，因此，樁因此，樁-筏基礎(chǔ)的設(shè)計中，適當增大樁間距可使各樁受筏基礎(chǔ)的設(shè)計中，適當增大樁間距可使各樁受力趨于均勻；力趨于均勻； 樁的長細比減小，角樁及邊樁承擔荷載增加，樁的相樁的長細比減小，角樁及邊樁承擔荷載增加，樁的相對剛度減小，角樁及邊樁承擔荷載降低，尤其角樁的樁頂對剛度減小，角樁及邊樁承擔荷載降低，尤其角樁的樁頂反力下降明顯，樁頂反力趨于均勻，但總體上樁的長細比反力下降明顯，樁頂反

18、力趨于均勻，但總體上樁的長細比及樁的相對剛度對樁頂反力分布影響較小。及樁的相對剛度對樁頂反力分布影響較小。 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，上部結(jié)構(gòu)荷載全部由樁承擔，樁筏基礎(chǔ)設(shè)計，上部結(jié)構(gòu)荷載全部由樁承擔，樁間土體不承擔上部荷載。對于上部荷載較大的高層建筑，間土體不承擔上部荷載。對于上部荷載較大的高層建筑，樁樁-筏是共同承擔荷載的，筏板的相對剛度、樁間距、樁筏是共同承擔荷載的，筏板的相對剛度、樁間距、樁的長細比及樁的相對剛度等都會對樁的長細比及樁的相對剛度等都會對樁-筏的荷載分配產(chǎn)生筏的荷載分配產(chǎn)生影響。影響。 筏板的相對剛度減小，筏板的荷載分擔系數(shù)逐漸增大筏板的相

19、對剛度減小，筏板的荷載分擔系數(shù)逐漸增大樁的荷載分擔系數(shù)逐漸減小），但增大的趨勢并不明顯；樁的荷載分擔系數(shù)逐漸減?。龃蟮内厔莶⒉幻黠@； 筏板的荷載分擔系數(shù)隨樁間距的增大而增大，而且隨筏板的荷載分擔系數(shù)隨樁間距的增大而增大，而且隨著樁間距的變化，增大的趨勢比較明顯；著樁間距的變化，增大的趨勢比較明顯； 隨著樁的長細比增大，樁的荷載分擔系數(shù)相應(yīng)增大，隨著樁的長細比增大，樁的荷載分擔系數(shù)相應(yīng)增大，樁間距及樁的長細比對樁樁間距及樁的長細比對樁-筏間荷載分擔影響較大。筏間荷載分擔影響較大。樁的分擔系數(shù)隨樁的分擔系數(shù)隨KR的變化的變化樁的分擔系數(shù)與樁間距的關(guān)系樁的分擔系數(shù)與樁間距的關(guān)系3、樁、樁-筏基

20、礎(chǔ)的構(gòu)造要求筏基礎(chǔ)的構(gòu)造要求 底板的平面尺寸：通常根據(jù)布樁、上部結(jié)構(gòu)、及對地基底板的平面尺寸：通常根據(jù)布樁、上部結(jié)構(gòu)、及對地基分擔荷載的要求等因素確定。底板邊緣至外排樁中心分擔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直徑邊長），且邊緣挑出部分的距離不宜小于樁的直徑邊長），且邊緣挑出部分的寬度不應(yīng)小于的寬度不應(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，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，底板厚度不小于樁布置在墻下或基礎(chǔ)梁下的基礎(chǔ)板，底板厚度不小于300mm，且不宜小于板跨的，且不宜小于板跨的1/20，滿堂布樁

21、的平板式筏，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；基和箱基底板的板厚應(yīng)滿足抗沖切承載力要求； 底板混凝土強度等級及配筋率可以參考筏板基礎(chǔ)的構(gòu)造底板混凝土強度等級及配筋率可以參考筏板基礎(chǔ)的構(gòu)造要求；要求；(4) 梁板式筏基：基礎(chǔ)梁的寬度除滿足剪壓比、抗剪承載梁板式筏基：基礎(chǔ)梁的寬度除滿足剪壓比、抗剪承載力外，還應(yīng)驗算局部承壓承載力?；A(chǔ)梁與地下室底力外，還應(yīng)驗算局部承壓承載力。基礎(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：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

22、度，對于大直徑樁，不宜樁頂嵌入箱基或筏基底板內(nèi)的長度，對于大直徑樁，不宜小于小于100mm，對于中小直徑的樁不宜小于，對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)的長度不宜小于鋼筋樁的縱向鋼筋錨入箱基或筏基底板內(nèi)的長度不宜小于鋼筋直徑的直徑的35倍，對于抗拔樁不應(yīng)小于鋼筋直徑的倍，對于抗拔樁不應(yīng)小于鋼筋直徑的45倍。倍。筏板基礎(chǔ)梁與上部結(jié)構(gòu)柱的連接平面筏板基礎(chǔ)梁與上部結(jié)構(gòu)柱的連接平面筏板基礎(chǔ)梁與上部剪力墻的連接剖面筏板基礎(chǔ)梁與上部剪力墻的連接剖面4、剛性板條法、剛性板條法 底板內(nèi)力計算的剛性板條法屬于第一種計算模式，即底板內(nèi)力計算的剛性板條法屬于第一種計算模式，即不考慮板

23、底地基土對荷載的分擔作用，上部荷載全部由樁不考慮板底地基土對荷載的分擔作用，上部荷載全部由樁承擔且各樁分擔的荷載相等，同時不考慮各接觸點的變形承擔且各樁分擔的荷載相等，同時不考慮各接觸點的變形協(xié)調(diào)條件。協(xié)調(diào)條件。(1) 計算原理：以筏板為例說明，筏板內(nèi)力按截條多跨連計算原理：以筏板為例說明，筏板內(nèi)力按截條多跨連續(xù)梁計算，計算時從縱橫兩個方向分別截取跨中到跨中或續(xù)梁計算，計算時從縱橫兩個方向分別截取跨中到跨中或跨中到板邊的板帶，將板帶簡化為以板下的樁為支座的多跨中到板邊的板帶，將板帶簡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，跨連續(xù)梁，以板帶上的墻、柱腳荷載作為連

24、續(xù)梁的荷載，按結(jié)構(gòu)力學方法近似計算各板帶的內(nèi)力。按結(jié)構(gòu)力學方法近似計算各板帶的內(nèi)力。(2) 存在問題：存在問題： 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，內(nèi)部樁反力較小，樁頂反力存在差異，樁的反力較大，內(nèi)部樁反力較小，樁頂反力存在差異，這樣的結(jié)果將導(dǎo)致板的內(nèi)力增大，因而按剛性板條法計算這樣的結(jié)果將導(dǎo)致板的內(nèi)力增大，因而按剛性板條法計算所得的結(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，計算結(jié)果比較粗糙，有時可能會導(dǎo)致計算結(jié)之

25、間的剪力，計算結(jié)果比較粗糙，有時可能會導(dǎo)致計算結(jié)果的失真；果的失真； 各縱橫板帶交點處的墻、柱腳荷載由該處縱橫板帶共同各縱橫板帶交點處的墻、柱腳荷載由該處縱橫板帶共同承擔，并在該處應(yīng)滿足變形協(xié)調(diào)條件，各縱橫板帶上的計承擔，并在該處應(yīng)滿足變形協(xié)調(diào)條件，各縱橫板帶上的計算荷載應(yīng)按變形協(xié)調(diào)條件由交點處的荷載在縱橫兩個方向算荷載應(yīng)按變形協(xié)調(diào)條件由交點處的荷載在縱橫兩個方向上進行分配。但在實際計算中，由于樁反力分布及樁筏基上進行分配。但在實際計算中，由于樁反力分布及樁筏基礎(chǔ)豎向剛度不易計算，因而目前計算中還沒有對板帶進行礎(chǔ)豎向剛度不易計算，因而目前計算中還沒有對板帶進行縱橫方向荷載分配，設(shè)計中大部分計算

26、還是直接將縱橫板縱橫方向荷載分配，設(shè)計中大部分計算還是直接將縱橫板帶交點處的墻、柱腳荷載分別作用在縱橫板帶上。其結(jié)果帶交點處的墻、柱腳荷載分別作用在縱橫板帶上。其結(jié)果使得板帶計算內(nèi)力偏大，造成樁筏箱基礎(chǔ)底板厚度和使得板帶計算內(nèi)力偏大，造成樁筏箱基礎(chǔ)底板厚度和配筋偏大。配筋偏大。 剛性板條法計算得到的是各板帶的平均內(nèi)力，不能反映剛性板條法計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；內(nèi)力沿板帶寬度方向的分布； 剛性板條法計算的內(nèi)力沒有考慮基礎(chǔ)板整體彎曲的影響。剛性板條法計算的內(nèi)力沒有考慮基礎(chǔ)板整體彎曲的影響。5、彈性板法、彈性板法 內(nèi)力計算的彈性板法屬于第二種類計算方法，該方內(nèi)

27、力計算的彈性板法屬于第二種類計算方法，該方法根據(jù)彈性地基上板的計算理論，采用較為靈活的數(shù)值計法根據(jù)彈性地基上板的計算理論，采用較為靈活的數(shù)值計算方法計算板的內(nèi)力。算方法計算板的內(nèi)力。(1) 計算原理：彈性板法按線性或非線性彈簧反力模擬樁計算原理：彈性板法按線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，是目前計算筏板的作用，考慮了地基與基礎(chǔ)的相互作用，是目前計算筏板基礎(chǔ)內(nèi)力的一種較為可靠的方法。彈性板的數(shù)值計算采用基礎(chǔ)內(nèi)力的一種較為可靠的方法。彈性板的數(shù)值計算采用有限差分法和有限單元法，目前比較多的采用有限差分法和有限單元法，目前比較多的采用Winkler模模型或雙參數(shù)地基模型，

28、或其他非線性模型和彈塑性模型。型或雙參數(shù)地基模型，或其他非線性模型和彈塑性模型。(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)模型代入撓曲微分方程。將巴斯捷納克雙參數(shù)模型代入撓曲微分方程。即可以得到雙參數(shù)地基上筏板的撓曲微分方程：即可以得到雙參數(shù)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，可按下式計算：為基礎(chǔ)板的抗彎剛度，可按下式計算：),(),()2(4422444yxkwyxqywyxwxwD),(),(),(2yxsGyxksyxpp),(),(),(1),(22yxwGyxkwyxqDyxwp)1 (1223h

29、hhED地基剪切模量地基剪切模量剪切層剪切層Gpk筏板中任意點處沿筏板中任意點處沿x軸和軸和y軸方向單位長度上的彎矩設(shè)計值軸方向單位長度上的彎矩設(shè)計值可按下式計算：可按下式計算： 邊界條件邊界條件 當按雙參數(shù)模型考慮矩形板自由端的邊界條件時，必當按雙參數(shù)模型考慮矩形板自由端的邊界條件時，必須考慮集中的板邊反力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)，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)，可用下式近似表示：可用下式近似表示： 板邊反力：板邊反力： 板角反力：板角反力：)()(22222222xwywDM

30、ywxwDMhyhxcplllplbbbpbwGRxwywwGxQywxwwGyQ43)(21)()()(21)()(2222上式中，上式中， ，下標，下標 b、l 表示板邊，下標表示板邊，下標 c 表示板角。表示板角。對于下圖所示對稱荷載矩形基礎(chǔ)板，在板邊對于下圖所示對稱荷載矩形基礎(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兩個方向劃分成等間距的網(wǎng)格，將與兩個方向劃分成等間距的網(wǎng)格，將與地基接觸的板簡化為在網(wǎng)格結(jié)點處支撐在有限剛度為地基接觸的板簡化為在網(wǎng)格結(jié)點處支

31、撐在有限剛度為 k 的的pGk20)(,0)2 ,()0 ,(0)(,0),2(), 0(2, 02, 0lbyxyyyyblxxyxxxQxMQbxMxMQyMQylMyM扭矩0432cpxywGM雙參數(shù)地基上的彈性板雙參數(shù)地基上的彈性板彈性支座上的板，由于引入了雙參數(shù)，此時各彈簧之間可彈性支座上的板，由于引入了雙參數(shù)，此時各彈簧之間可以傳遞剪應(yīng)力。以傳遞剪應(yīng)力。 先對板的撓曲微分方程進行變換：先對板的撓曲微分方程進行變換：式中式中 F 為結(jié)點豎向集中力，非節(jié)點上的荷載按靜力等效原為結(jié)點豎向集中力，非節(jié)點上的荷載按靜力等效原則分配到相鄰節(jié)點上。則分配到相鄰節(jié)點上。K為地基系數(shù)。上式在任一節(jié)點

32、為地基系數(shù)。上式在任一節(jié)點(i , j)處的差分方程為：處的差分方程為：板中任一節(jié)點板中任一節(jié)點(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板中任一節(jié)點板中任一節(jié)點(i , j)上的扭矩差分方程

33、為：上的扭矩差分方程為：考慮扭矩影響的單位長度上的合成剪力的差分方程為：考慮扭矩影響的單位長度上的合成剪力的差分方程為：板邊反力板邊反力Qb(y)、Ql(x) 的差分方程為：的差分方程為：)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,jijijijihjijijijihjiyjijijijihjijijijihjixwwwwwwwwlDVwwwwwwwwlDV)(1)()

34、22()()(1)()22()(, 1, 11,1,21,1, 1, 1,2jijijijijipljijijijijipbwwhwwhhwDhGxQwwhwwhhwDhGyQ 在建立上述差分方程時，除了內(nèi)點外都會涉及板外虛在建立上述差分方程時，除了內(nèi)點外都會涉及板外虛點的撓度，一般可以根據(jù)邊界條件用板上結(jié)點的撓度來表點的撓度，一般可以根據(jù)邊界條件用板上結(jié)點的撓度來表示，使差分方程中不含有虛節(jié)點的撓度。示，使差分方程中不含有虛節(jié)點的撓度。 當基礎(chǔ)板的網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為當基礎(chǔ)板的網(wǎng)格節(jié)點數(shù)為N時，最終可以形成時，最終可以形成N階線階線性方程組，用矩陣形式可以表示為：性方程組，用矩陣形式可以表示為： 加

35、樁分析加樁分析 上述矩陣方程為未考慮樁的差分方程，對于樁筏基礎(chǔ)上述矩陣方程為未考慮樁的差分方程，對于樁筏基礎(chǔ)需要在此基礎(chǔ)上進行加樁分析。需要在此基礎(chǔ)上進行加樁分析。 根據(jù)上述板的差分方程及實際樁的布置，設(shè)樁的剛度根據(jù)上述板的差分方程及實際樁的布置，設(shè)樁的剛度系數(shù)為系數(shù)為Ki，加樁分析時將相應(yīng)樁位處的，加樁分析時將相應(yīng)樁位處的Ki疊加到差疊加到差分系數(shù)矩陣中，即可求得樁筏基礎(chǔ)的差分方程，并進一步分系數(shù)矩陣中，即可求得樁筏基礎(chǔ)的差分方程，并進一步求得筏板內(nèi)力和樁頂反力。求得筏板內(nèi)力和樁頂反力。FwA 一般樁的荷載一般樁的荷載位移曲線位移曲線Ps曲線呈現(xiàn)明顯的非線曲線呈現(xiàn)明顯的非線性性質(zhì)，為反映樁筏

36、基礎(chǔ)的實際工作特性，分析中可以考性性質(zhì)，為反映樁筏基礎(chǔ)的實際工作特性，分析中可以考慮采用試樁慮采用試樁Ps曲線的雙曲線模型來模擬樁筏基礎(chǔ)中樁的曲線的雙曲線模型來模擬樁筏基礎(chǔ)中樁的非線性性質(zhì)。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)底板的的單樁剛度系數(shù)，根據(jù)底板的網(wǎng)格劃分及樁頂位置，可以建立樁的剛度矩陣網(wǎng)格劃分及樁頂位置，可以建立樁的剛度矩陣 K，該，該矩陣的階數(shù)為矩陣的階數(shù)為NN：底板網(wǎng)格總節(jié)點數(shù)），對于非節(jié)點：底板網(wǎng)格總節(jié)點數(shù)），對于非節(jié)點上的樁，可將其剛度分配到四周的相鄰節(jié)點上；對于無樁上的樁，可將其剛度分配到四周的相鄰節(jié)點上；

37、對于無樁節(jié)點，將樁的剛度矩陣中相應(yīng)的剛度系數(shù)定義為零，然后節(jié)點，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將樁的剛度矩陣K直接疊加到底板矩陣中，即可得到直接疊加到底板矩陣中，即可得到樁筏基礎(chǔ)的差分矩陣：樁筏基礎(chǔ)的差分矩陣：其中，其中，K=A+K、Q=FiiibsasPiibsaK1iiisKPQwK 由于樁的剛度矩陣由于樁的剛度矩陣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是一個隨樁頂荷載而變化的量，所以實際計算過程是是一個隨樁頂荷載而變化的量，所以實際計算過程是一個迭代運算的過程。一個迭代運算的過程。(3) 內(nèi)力計算內(nèi)力計算 樁筏基礎(chǔ)底板的內(nèi)力及樁頂反力的

38、計算是一個迭代計樁筏基礎(chǔ)底板的內(nèi)力及樁頂反力的計算是一個迭代計算的過程，迭代求解的步驟為：算的過程，迭代求解的步驟為： 利用差分方程計算各節(jié)點的位移利用差分方程計算各節(jié)點的位移w； 根據(jù)地基計算模型求解基底反力及樁頂反力；根據(jù)地基計算模型求解基底反力及樁頂反力； 根據(jù)節(jié)點位移計算板邊、板角的集中反力；根據(jù)節(jié)點位移計算板邊、板角的集中反力； 根據(jù)內(nèi)力差分計算公式計算底板內(nèi)力；根據(jù)內(nèi)力差分計算公式計算底板內(nèi)力； 調(diào)整剛度矩陣，再迭代反復(fù)計算。調(diào)整剛度矩陣，再迭代反復(fù)計算。 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行計算，計算時進行計算，計算時D

39、為箱基的抗彎剛度。為箱基的抗彎剛度。 用彈性板法計算時，樁頂剛度根據(jù)單樁的用彈性板法計算時，樁頂剛度根據(jù)單樁的Ps曲線確曲線確定，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)，使得中間樁產(chǎn)生沉降軟化效應(yīng)，角樁及邊樁與中間效應(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樁的Ps曲線存在一定的差異，一般可以考慮將單樁試樁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反映這種效應(yīng)。曲線按一定比例折減來反映這種效應(yīng)。 用差分法計算樁筏基礎(chǔ)的內(nèi)力及樁頂反力，概念比較用差分法計算樁筏基礎(chǔ)的內(nèi)力及樁頂反力，概念比較明確，分析方法簡

40、單，但差分法難以處理比較復(fù)雜的邊界明確，分析方法簡單，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算。板的計算。(4) 有限單元法有限單元法 相對于有限差分法，樁筏箱基礎(chǔ)的有限單元法在相對于有限差分法，樁筏箱基礎(chǔ)的有限單元法在邊界條件和計算對象等方面具有更好的靈活性。類似于有邊界條件和計算對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，在剛度矩陣中加上樁的剛度，建立樁元分析的基礎(chǔ)上，在剛度矩陣中加上樁的剛度，

41、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：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為樁土為樁土支撐體系的剛度矩陣，支撐體系的剛度矩陣，Sb為上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)接觸面邊界為上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)接觸面邊界節(jié)點的等效荷載。節(jié)點的等效荷載。bbspSQUKKK 如果不考慮上部的共同作用，僅考慮基礎(chǔ)與地基的共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，則上述方程可以簡化為：同作用，則上述方程可以簡化為： 求解上述方程，即可

42、確定樁筏基礎(chǔ)各單元的變形與應(yīng)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，進一步確定各點的位移與內(nèi)力。力，進一步確定各點的位移與內(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)鍵點在于樁鍵點在于樁-土支撐體系剛度矩陣的建立，也是決定計算土支撐體系剛度矩陣的建立，也是決定計算結(jié)果是否準確的控制因素。不僅與所選擇的地基模型有關(guān)，結(jié)果是否準確的控制因素。不僅與所選擇的地基模型有關(guān)，還與群樁效應(yīng)等因素有關(guān)，相互之間存在復(fù)雜的作用過程。還與群樁效應(yīng)等因素有關(guān)，相互之間存在復(fù)雜的作用過程。當假定樁當假定樁-

43、土符合線彈性或理想彈塑性模型時，可以以下土符合線彈性或理想彈塑性模型時，可以以下方法建立樁土支撐體系的剛度矩陣。方法建立樁土支撐體系的剛度矩陣。QUKKsp 在平面上將基底界面劃分為若干個矩形單元，取各單在平面上將基底界面劃分為若干個矩形單元，取各單元角點為節(jié)點，共有元角點為節(jié)點，共有m個樁頂節(jié)點，個樁頂節(jié)點，n個基底土節(jié)點，節(jié)個基底土節(jié)點，節(jié)點數(shù)為點數(shù)為N=m+n，樁與樁、樁與土、土與樁、土與土之間，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：的相互作用按下圖模式確定：樁樁-土體系的相互影響土體系的相互影響 通常，直接建立樁土共同作用的剛度矩陣比較困難，通常，直接建立樁土共同

44、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，通過逆矩陣的運算一般是建立樁土共同作用的柔度矩陣，通過逆矩陣的運算得到剛度矩陣。有限元方程為以下形式：得到剛度矩陣。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)點豎向位移向量，為樁土支承體系的節(jié)點豎向位移向量，R為為相應(yīng)節(jié)點的反力向量，相應(yīng)節(jié)點的反力向量，為樁土支承體系的柔度矩陣，為樁土支承體系的柔度矩陣，可以用分塊矩陣表示：可以用分塊矩陣表示：p：樁對樁包括樁自身的位移影響系數(shù)矩陣，可以用：樁對樁包括樁自身的位移影響系數(shù)矩陣，可以用明德林公式積分求得；明德林公式積分求得； sp：樁對土的位移影響系數(shù)矩陣，：樁對土的位移影響系

45、數(shù)矩陣，用明德林公式求得；用明德林公式求得；ps：土對樁的位移影響系數(shù)矩陣，：土對樁的位移影響系數(shù)矩陣，根據(jù)位移互等定理，根據(jù)位移互等定理，ps=sp ； s：土對土的位移影響系：土對土的位移影響系數(shù)矩陣，一般用布辛奈斯克公式求解，當埋深與寬度比超數(shù)矩陣，一般用布辛奈斯克公式求解，當埋深與寬度比超過一定值時，可以用明德林公式計算。過一定值時，可以用明德林公式計算。QWssppsp 對柔度矩陣求逆矩陣，即可得到樁土體系的支承剛度對柔度矩陣求逆矩陣，即可得到樁土體系的支承剛度矩陣：矩陣：將確定的樁土支承剛度將確定的樁土支承剛度Ksp代入有限元方程，即可計算代入有限元方程，即可計算樁筏基礎(chǔ)的位移，并

46、進一步計算內(nèi)力及反力。樁筏基礎(chǔ)的位移，并進一步計算內(nèi)力及反力。6、樁筏基礎(chǔ)的驗算、樁筏基礎(chǔ)的驗算 樁筏箱基礎(chǔ)的驗算主要包括基礎(chǔ)的豎向承載力驗樁筏箱基礎(chǔ)的驗算主要包括基礎(chǔ)的豎向承載力驗算、水平荷載驗算、基礎(chǔ)底板的抗剪強度驗算、底板抗沖算、水平荷載驗算、基礎(chǔ)底板的抗剪強度驗算、底板抗沖切承載力驗算、局部承壓強度驗算及基礎(chǔ)沉降計算等。切承載力驗算、局部承壓強度驗算及基礎(chǔ)沉降計算等。(1) 水平荷載驗算水平荷載驗算 對于樁筏箱基礎(chǔ)的水平荷載驗算，目前主要是采對于樁筏箱基礎(chǔ)的水平荷載驗算，目前主要是采用一些簡化計算方法進行計算。用一些簡化計算方法進行計算。ssppspspspKKKKKK1， 抗水平滑移

47、驗算抗水平滑移驗算 主要驗算樁筏箱基礎(chǔ)在水平荷載作用下底板的主要驗算樁筏箱基礎(chǔ)在水平荷載作用下底板的抗水平滑移的安全性?？顾交频陌踩?。 樁筏基礎(chǔ)樁筏基礎(chǔ) 對于基礎(chǔ)埋深較淺、外墻不能可靠地承受被動土壓對于基礎(chǔ)埋深較淺、外墻不能可靠地承受被動土壓力的樁筏基礎(chǔ)，水平總荷載設(shè)計值力的樁筏基礎(chǔ)，水平總荷載設(shè)計值H將由樁全部承擔：將由樁全部承擔：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為安全為安全系數(shù)，一般取為系數(shù)，一般取為3。由于承臺底與土可能脫開，筏底摩擦。由于承臺底與土可能脫開，筏底摩擦力可不予考慮。力可不予考慮。 樁箱基礎(chǔ)樁箱基礎(chǔ) 一般箱型基礎(chǔ)的

48、埋深都比較大，在樁周土不過于軟一般箱型基礎(chǔ)的埋深都比較大，在樁周土不過于軟弱弱niuiRKH1軟弱的條件下，基礎(chǔ)抗滑移承載力可以計入側(cè)面被動土壓軟弱的條件下，基礎(chǔ)抗滑移承載力可以計入側(cè)面被動土壓力的作用，水平總荷載設(shè)計值由樁頂及箱型基礎(chǔ)側(cè)壁被動力的作用，水平總荷載設(shè)計值由樁頂及箱型基礎(chǔ)側(cè)壁被動土壓力的合力共同承擔：土壓力的合力共同承擔：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。擦力。PRKHniui1樁筏基礎(chǔ)抗水平滑移驗算樁筏基礎(chǔ)抗水平滑移驗算樁箱基礎(chǔ)抗水平滑移驗算樁箱基礎(chǔ)抗水平滑移驗算 樁頂荷載分配樁頂荷載分配 對于總的水平荷載

49、和力矩的分配，常用簡化方法進對于總的水平荷載和力矩的分配，常用簡化方法進行荷載分配，假定底板的剛度遠大于樁的剛度，在各單樁行荷載分配，假定底板的剛度遠大于樁的剛度，在各單樁條件相同的情況下，每根樁承受的水平荷載相等。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：樁頂水平荷載分配的計算簡圖樁頂水平荷載分配的計算簡圖 橫向樁排橫向樁排 橫向樁排對應(yīng)于采用梁式承臺的樁基，且水平力作用橫向樁排對應(yīng)于采用梁式承臺的樁基，且水平力作用方向和力矩作用平面與樁排中心連線垂直，此時，各樁頂方向和力矩作用平面與樁排中心連線垂直，此時，各樁

50、頂平均分配的水平力及力矩分別為：平均分配的水平力及力矩分別為： 縱向樁排縱向樁排 縱向樁排為梁式承臺的另一種排列形式，對于樁頂剛縱向樁排為梁式承臺的另一種排列形式，對于樁頂剛接的情況，仍可以按上述平均分配的方法進行分配。若樁接的情況，仍可以按上述平均分配的方法進行分配。若樁頂為鉸接，總水平荷載按各樁平均分配計算，而力矩則轉(zhuǎn)頂為鉸接，總水平荷載按各樁平均分配計算，而力矩則轉(zhuǎn)換為樁頂豎向荷載，按下式計算：換為樁頂豎向荷載，按下式計算：nMMnHHii/,/2iiyixxMnGFN 滿堂布樁滿堂布樁 對于樁筏箱根底，需分配的總水平為：對于樁筏箱根底，需分配的總水平為：（為安全起見，無論（為安全起見，

51、無論P為多大，為多大，H必須大于必須大于0.3H），當），當?shù)装迤矫鎯?nèi)無扭矩作用總水平力通過底板平面的形心底板平面內(nèi)無扭矩作用總水平力通過底板平面的形心時，可沿水平力作用方向?qū)⒒A(chǔ)分為若干縱向樁排，然后時，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一步的分配。按上述排樁的方法再作進一步的分配。(2) 底板抗剪承載力驗算底板抗剪承載力驗算 對于筏板基礎(chǔ)，當樁頂彎矩很大，底板厚度相對較小對于筏板基礎(chǔ)，當樁頂彎矩很大，底板厚度相對較小時，由彎矩引起的底板剪應(yīng)力可能較大，與樁頂豎向反力時，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。引

52、起的剪力疊加后，應(yīng)考慮底板抗剪承載力。 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樁頂周圍底板的剪切計算簡圖樁頂周圍底板的剪切計算簡圖(a) 樁頂周圍最危險剪切面示意圖；樁頂周圍最危險剪切面示意圖；(b) 豎向力引起的剪應(yīng)力分布豎向力引起的剪應(yīng)力分布(c) 部分彎矩引起的剪應(yīng)力；部分彎矩引起的剪應(yīng)力；(d) 剪應(yīng)力疊加后的結(jié)果剪應(yīng)力疊加后的結(jié)果這種破壞一般作為沖切剪力考慮，破壞面可以假

53、定垂直于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，平均周長為板面，平均周長為um，每邊距樁邊距離為，每邊距樁邊距離為h0/2，剪應(yīng)力，剪應(yīng)力沿圖中的中截面（沿圖中的中截面（-、-）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）以彎矩的形式作用于底板，另一部分式作用于底板，另一部分vM則由截面則由截面-以剪力的形以剪力的形式傳給底板，剪應(yīng)力在截面式傳給底板，剪應(yīng)力在截面-中心線上的分布見上圖中心線上的分布見上圖中中c），其大小為：），其大小為：式中式中v稱為剪力傳遞的彎矩比例系數(shù)。稱為剪力傳遞的彎矩比例系數(shù)。01huNm0201232111,

54、85. 0hchcIMxvpvc1、c2為順彎矩方向與垂直于彎矩方向的柱邊長度，為順彎矩方向與垂直于彎矩方向的柱邊長度，x為為剪切面上（剪切面上（-）計算點距剪切面中心的距離，其最大）計算點距剪切面中心的距離，其最大值為值為c，Ip為剪切面對其形心的極慣性矩。因此，為剪切面對其形心的極慣性矩。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的計算樁的分布有關(guān)：的計算樁的分布有關(guān)： 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中間樁

55、、邊樁和角樁的計算簡圖中間樁、邊樁和角樁的計算簡圖(a) 中間樁；中間樁；(b) 邊樁；邊樁；(c) 角樁角樁極慣性矩為：極慣性矩為： 對于多數(shù)筏板厚度不大的情況下，對于多數(shù)筏板厚度不大的情況下，Ip中的第二項影響較小，中的第二項影響較小，往往可以忽略不計，那么：往往可以忽略不計，那么： 邊樁邊樁根據(jù)上圖中根據(jù)上圖中b），可以得到：），可以得到：如果略去如果略去b值不計，當力矩作用面平行于底板外邊線時：值不計，當力矩作用面平行于底板外邊線時：)(21)2)(12)(12)( 20120102001303010hcchchchhchhchIIIyxp)43(3)(/021010hcchchcIp

56、021222hbccum)46(6)(/021010hcchchcIp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：如果略去如果略去b、b1值不計，有：值不計，有： 剪應(yīng)力校核剪應(yīng)力校核通常，直接驗算混凝土構(gòu)件中某點的抗剪強度是比較困難通常，直接驗算混凝土構(gòu)件中某點的抗剪強度是比較困難的，為簡化起見偏于安全），假定沿的，為簡化起見偏于安全），假定沿A=umh0面積上的面積上的剪應(yīng)力均布，都是最大剪應(yīng)力：剪應(yīng)力均布，都是最大剪應(yīng)力：)542(12)(/021010hcchchcIp1021bbhccum)2(6)(/02101

57、0hcchchcIp21max則根據(jù)滿足抗剪承載力要求：則根據(jù)滿足抗剪承載力要求： 即：即：上式中，上式中，fc為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。(3) 底板的抗沖切驗算底板的抗沖切驗算 平板式樁筏基礎(chǔ)的底板抗沖切驗算主要是板上結(jié)構(gòu)柱平板式樁筏基礎(chǔ)的底板抗沖切驗算主要是板上結(jié)構(gòu)柱和板下樁對底板的沖切驗算?？梢愿鶕?jù)樁及上部柱墻的布和板下樁對底板的沖切驗算?？梢愿鶕?jù)樁及上部柱墻的布置分為受基樁的沖切與受群樁的沖切兩種情況驗算。置分為受基樁的沖切與受群樁的沖切兩種情況驗算。 受基樁沖切受基樁沖切樁筏基礎(chǔ)底板受基樁沖切的承載力驗算公式為：樁筏基礎(chǔ)底板受基樁沖切的承載力驗算公式為：

58、其中，其中，Nl 為不計承臺和其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合為不計承臺和其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下，基樁或復(fù)合基樁的凈反力設(shè)計值。下，基樁或復(fù)合基樁的凈反力設(shè)計值。AfAVc07. 0maxcmcmfhufhu07. 007. 0max0max000)8(.2hfhbNthpplbph0沖切破壞錐體沖切破壞錐體受基樁沖切受基樁沖切45 受群樁沖切驗算受群樁沖切驗算樁筏基礎(chǔ)底板受群樁沖切的承載力驗算公式為：樁筏基礎(chǔ)底板受群樁沖切的承載力驗算公式為：其中，其中，Nl 為不計承臺和其上土重，在荷載效應(yīng)基本組為不計承臺和其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下，沖切錐體內(nèi)各基樁或復(fù)合基樁反力設(shè)計值之和。合下，

59、沖切錐體內(nèi)各基樁或復(fù)合基樁反力設(shè)計值之和。 對于柱墻根部受彎矩較大的情況，應(yīng)考慮其根部彎對于柱墻根部受彎矩較大的情況，應(yīng)考慮其根部彎矩在沖切錐面上產(chǎn)生的附加剪力驗算底板受柱墻的沖矩在沖切錐面上產(chǎn)生的附加剪力驗算底板受柱墻的沖切承載力，計算方法可按切承載力，計算方法可按T的實體深基礎(chǔ)模式的實體深基礎(chǔ)模式 當外荷載當外荷載P大于總的土抗力大于總的土抗力T時，樁箱基礎(chǔ)四周將會時，樁箱基礎(chǔ)四周將會產(chǎn)生剪切應(yīng)變，使樁長范圍內(nèi)的土體的的整體性受到破壞，產(chǎn)生剪切應(yīng)變，使樁長范圍內(nèi)的土體的的整體性受到破壞，此時可以忽略群樁周圍土體的作用，采用等代實體深基礎(chǔ)此時可以忽略群樁周圍土體的作用，采用等代實體深基礎(chǔ)模式

60、計算樁箱筏基礎(chǔ)的最終沉降量。具體計算可按以模式計算樁箱筏基礎(chǔ)的最終沉降量。具體計算可按以下步驟進行：下步驟進行：a、 從地面開始計算地基自重應(yīng)力分布從地面開始計算地基自重應(yīng)力分布b、 計算樁端平面實體深基礎(chǔ)底面的附加應(yīng)力計算樁端平面實體深基礎(chǔ)底面的附加應(yīng)力00czATGPPT 的實體深基礎(chǔ)計算模式的實體深基礎(chǔ)計算模式PT 的復(fù)合地基計算模式的復(fù)合地基計算模式c、按分層總和法計算樁端平面以下地基的最終沉降量：、按分層總和法計算樁端平面以下地基的最終沉降量：d、計算深度的確定：式中與計算深度有關(guān)的土層數(shù)、計算深度的確定：式中與計算深度有關(guān)的土層數(shù)m按按樁端平面下一倍箱基寬度內(nèi)的土層數(shù)確定。樁端平面