桩基设计计算

5.5.1建筑桩基沉降变形计算值不应大于桩基沉降变形允许值。

5.5.2桩基沉降变形可用下列指标表示：

 1 沉降量；

     2 沉降差；

     3 整体倾斜：建筑物桩基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比值；

     4局部倾斜：墙下条形承台沿纵向某一长度范围内桩基础两点的沉降差与其距离之比值。

5.5.3计算桩基沉降变形时，桩基变形指标应按下列规定选用：

1  由于土层厚度与性质不均匀、荷载差异、体型复杂、相互影响等因素引起的地基沉降变形，对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；

2  对于多层或高层建筑和高耸结构应由整体倾斜值控制；

3  当其结构为框架、框架－剪力墙、框架－核心筒结构时，尚应控制柱（墙）之间的差异沉降。

5.5.4建筑桩基沉降变形允许值，应按表5.5.4规定采用。

表5.5.4建筑桩基沉降变形允许值

5.5.5对于本规范表5.5.4中未包括的建筑桩基沉降沉降变形允许值，应根据上部结构对桩基沉降变形的适应能力和使用要求确定。

Ⅰ桩中心距不大于6倍桩径的桩基

5.5.6对于桩中心距不大于6倍桩径的桩基,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，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加压力近似取承台底平均附加压力。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。计算模式如图5.5.6所示，桩基任一点最终沉降量可用角点法按下式计算：

（5.5.6）

式中——桩基最终沉降量(mm)；

——采用布辛奈斯克解，按实体深基础分层总和法计算出的桩基沉降量(mm)；

——桩基沉降计算经验系数，当无当地可靠经验时可按本规范第5.5.11条确定；

——桩基等效沉降系数，可按本规范第5.5.9条确定；

——角点法计算点对应的矩形荷载分块数；

——第块矩形底面在荷载效应准永久组合下的附加压力(kPa)；

——桩基沉降计算深度范围内所划分的土层数；

——等效作用面以下第层土的压缩模量(MPa)，采用地基土在自重压力至自重压力加附加压力作用时的压缩模量；

图5.5.6桩基沉降计算示意图

、——桩端平面第块荷载作用面至第层土、第-1层土底面的距离(m)；

、——桩端平面第块荷载计算点至第层土、第-1层土底面深度范围内平均附加应力系数，可按本规范附录D选用。

5.5.7计算矩形桩基中点沉降时，桩基沉降量可按下式简化计算：

（5.5.7）

式中——在荷载效应准永久组合下承台底的平均附加压力；

、——平均附加应力系数，根据矩形长宽比及深宽比，可按本规范附录D选用。

5.5.8桩基沉降计算深度应按应力比法确定，即计算深度处的附加应力与土的自重应力应符合下列公式要求：

（5.5.8-1）

（5.5.8-2）

式中——附加应力系数，可根据角点法划分的矩形长宽比及深宽比按本规范附录D选用。

5.5.9桩基等效沉降系数可按下列公式简化计算：

=（5.5.9-1）

（5.5.9-2）

式中——矩形布桩时的短边布桩数，当布桩不规则时可按式（5.5.9-2）近似计算， >1； =1时，可按本规范式（5.5.14）计算；

、、——根据群桩距径比、长径比及基础长宽比，按本规范附录E确定；

、、——分别为矩形承台的长、宽及总桩数。

5.5.10当布桩不规则时，等效距径比可按下列公式近似计算：

圆形桩（5.5.10-1）

方形桩（5.5.10-2）

式中——桩基承台总面积；

——方形桩截面边长。

5.5.11当无当地可靠经验时，桩基沉降计算经验系数可按表5.5.11选用。对于采用后注浆施工工艺的灌注桩，桩基沉降计算经验系数应根据桩端持力土层类别，乘以0.7（砂、砾、卵石）～0.8（黏性土、粉土）折减系数；饱和土中采用预制桩（不含复打、复压、引孔沉桩）时，应根据桩距、土质、沉桩速率和顺序等因素，乘以1.3～1.8挤土效应系数，土的渗透性低，桩距小，桩数多，沉降速率快时取大值。

表5.5.11桩基沉降计算经验系数

2可根据内插取值。

5.5.12计算桩基沉降时，应考虑相邻基础的影响，采用叠加原理计算；桩基等效沉降系数可按基础计算。

5.5.13当桩基形状不规则时，可采用等代矩形面积计算桩基等效沉降系数，等效矩形的长宽比可根据承台实际尺寸和形状确定。

Ⅱ单桩、单排桩、疏桩基础

5.5.14对于单桩、单排桩、桩中心距大于6倍桩径的疏桩基础的沉降计算应符合下列规定：

  1  承台底地基土不分担荷载的桩基。桩端平面以下地基中由基桩引起的附加应力，按考虑桩径影响的明德林解附录F计算确定。将沉降计算点水平面影响范围内各基桩对应力计算点产生的附加应力叠加，采用单向压缩分层总和法计算土层的沉降，并计入桩身压缩。桩基的最终沉降量可按下列公式计算：

                               (5.5.14-1)

                 (5.5.14-2)

（5.5.14-3)

2承台底地基土分担荷载的复合桩基。将承台底土压力对地基中某点产生的附加应力按布辛奈斯克解（附录D）计算，与基桩产生的附加应力叠加，采用与本条第1款相同方法计算沉降。其最终沉降量可按下列公式计算：

                       (5.5.14-4)

                               (5.5.14-5)

式中——以沉降计算点为圆心，0.6倍桩长为半径的水平面影响范围内的基桩数；

——沉降计算深度范围内土层的计算分层数；分层数应结合土层性质，分层厚度不应超过计算深度的0.3倍；

——水平面影响范围内各基桩对应力计算点桩端平面以下第i层土厚度处产生的附加竖向应力之和；应力计算点应取与沉降计算点最近的桩中心点。

——承台压力对应力计算点桩端平面以下第i计算土层1/2厚度处产生的应力；可将承台板划分为u个矩形块，可按本规范附录D采用角点法计算；

——第i计算土层厚度（m）；

——第i计算土层的压缩模量（MPa），采用土的自重压力至土的自重压力加附加压力作用时的压缩模量；

——第j桩在荷载效应准永久组合作用下,桩顶的附加荷载(kN)；当地下室埋深超过5m时，取荷载效应准永久组合作用下的总荷载为考虑回弹再压缩的等代附加荷载；

——第j桩桩长（m）；

——桩身截面面积；

——第j桩总桩端阻力与桩顶荷载之比，近似取极限总端阻力与单桩极限承载力之比；

——分别为第j桩的桩端阻力和桩侧阻力对计算轴线第i计算土层厚度处的应力影响系数，可按本规范附录F确定;

——桩身混凝土的弹性模量；

——第k块承台底均布压力，可按取值，其中为第k块承台底板的承台效应系数，按本规范表5.2.5确定；为承台底地基承载力特征值；

——第k块承台底角点处，桩端平面以下第i计算土层1/2厚度处的附加应力系数，可按本规范附录D确定；

——计算桩身压缩；

——桩身压缩系数。端承型桩，取＝1.0；摩擦型桩，当l/d≤30时，取＝2/3；l/d≥50时，取＝1/2；介于两者之间可线性插值；

——沉降计算经验系数，无当地经验时，可取1.0。

5.5.15对于单桩、单排桩、疏桩复合桩基础的最终沉降计算深度Zn，可按应力比法确定，即Zn处由桩引起的附加应力、由承台土压力引起的附加应力与土的自重应力应符合下式要求：

（5.5.15）

5.6 软土地基减沉复合疏桩基础

5.6.1当软土地基上多层建筑，地基承载力基本满足要求（以底层平面面积计算）时，可设置穿过软土层进入相对较好土层的疏布摩擦型桩，由桩和桩间土共同分担荷载。该种减沉复合疏桩基础，可按下列公式确定承台面积和桩数:

                                (5.6.1-1)

                          (5.6.1-2)

式中：－桩基承台总净面积；

－承台底地基承载力特征值；

－承台面积控制系数，≥0.60；

－基桩数；

－桩基承台效应系数，可按本规范表5.2.5取值。

5.6.2减沉复合疏桩基础中点沉降可按下列公式计算：

                                 (5.6.2-1)

                      (5.6.2-2)

                           (5.6.2-3)

                                 (5.6.2-4)

式中：——桩基中心点沉降量；

——由承台底地基土附加压力作用下产生的中点沉降（图5.6.2）；

——由桩土相互作用产生的沉降；

——按荷载效应准永久值组合计算的假想天然地基平均附加压力(kPa)；

——承台底以下第层土的压缩模量，应取自重压力至自重压力与附加压力段的模量值；

——地基沉降计算深度范围的土层数；沉降计算深度按确定，可按本规范第5.5.确定；

、—桩身范围内按厚度加权的平均桩侧极限摩阻力、平均压缩模量；

—桩身直径，当为方形桩时，（b为方形桩截面边长）；

—等效距径比，可按本规范第5.5.10条执行；

——承台底至第层、第层土底面的距离；

图5.6.2复合疏桩基础沉降计算的分层示意图

——承台底至第层、第层土层底范围内的角点平均附加应力系数；根据承台等效面积的计算分块矩形长宽比a/b及深宽比zi/b=2zi/Bc，由本规范附录D确定；其中承台等效宽度;、为建筑物基础外缘平面的宽度和长度；

——荷载效应准永久值组合下，作用于承台底的总附加荷载(kN)；

——基桩刺入变形影响系数；按桩端持力层土质确定，砂土为1.0，粉土为1.15，黏性土为1.30。

——沉降计算经验系数，无当地经验时，可取1.0。