桩基础桩基础设计.pptx

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1、其中：Qsk、Qpk分别为单桩总极限侧阻力标准值和端阻力标准值（kN）qsik、qpk 为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值和桩端极限端阻力标准值（kPa）u、li、Ap、Ac分别为桩身周长、桩长及桩身截面积、计算基桩所对应的承台底净面积 K安全系数 ，取2 c承台效应系数，可按表5.2.5(08规范）取值；f ak承台下1/2 承台宽度且不超过5m 深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值；三三.确定单桩竖向极限承载力标准值确定单桩竖向极限承载力标准值QQukuk和基桩竖向承载力设计值和基桩竖向承载力设计值R R 当持力层较厚施工条件许可时，桩端全断面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的

2、当持力层较厚施工条件许可时，桩端全断面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度。砂与碎石类土的临界深度为临界深度。砂与碎石类土的临界深度为(310)(310)d d，随其密度提高而增大；粉土、粘土的，随其密度提高而增大；粉土、粘土的临界深度为临界深度为(26)(26)d d，随土的孔隙比和液性指数的减小而增大。，随土的孔隙比和液性指数的减小而增大。第1页/共42页 四、根据上部结构荷载情况，初步确定桩数和桩的平面布置其中：Fk、Gk分别荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力、承台及其上方填土自重标准值（kN）2桩的平面布置 通过桩的平面布置定下来桩距、桩的布置形式.(1)桩的最小中心距土的

3、类型和成桩工艺土的类型和成桩工艺桩排数桩排数 3 3，桩根数，桩根数9 9的摩擦的摩擦桩基础桩基础其他情况其他情况 非挤土和部分挤土灌注桩非挤土和部分挤土灌注桩3.03.0d d（3.5d3.5d）3.03.0d d挤土灌注桩挤土灌注桩非饱和土非饱和土4 4.0d.0d3.53.5d d饱和黏性土饱和黏性土4.54.5 d d4.04.0d d钻、挖孔扩底灌注桩钻、挖孔扩底灌注桩2 2d db b或或d db b+2(m)+2(m)（当（当d db b2m2m）1.51.5d db b或或d db b +1.5(m)+1.5(m)（当（当d db b2m2m）沉管夯扩钻沉管夯扩钻孔挤土桩孔挤土

4、桩非饱和土非饱和土2.2D2.2D且且4 4.0d.0d2.0D2.0D且且3.53.5d d饱和黏性土饱和黏性土2.5d2.5d且且4.54.5 d d2.2d2.2d且且4.04.0 d d第2页/共42页(2)桩的平面布置 柱下桩在平面内布置成方形(或矩形)、三角形和梅花形，条形基础下的桩。如墙下桩基，可采用单排或双排布置。布置原则：紧凑布桩，使承台面积尽可能小，又能充分发挥各桩的作用。尽可能使得群桩横截面的形心与长期荷载的作用点重合，以便使各桩受力均匀。基桩受水平力和力矩大方向应使该方向有较大的截面模量，如：承台长边与力矩较大的平面取向一致等。桩的平面布置完成后，即可确定承台的平面尺寸

5、第3页/共42页五.桩基础承载力验算1.基桩竖向承载力的验算承受轴心荷载的桩基，其竖向承载力设计值R应满足：承受偏心荷载的桩基，除满足上式外，还应满足：轴心竖向力作用下，桩顶竖向压力：第4页/共42页偏心竖向力作用下桩顶竖向压力和水平压力：第5页/共42页2.基桩水平承载力的验算一般建筑物和水平荷载较小的高大建筑物单桩基础和群桩中的复合桩基应满足:第6页/共42页第7页/共42页3.桩端持力层承载力的验算（08规范去掉）对于桩数n9且排数大于2的摩擦型群桩基础，当桩距Sa6d，可视作一假想的实体深基础，应验算该实体深基础的地基承载力。计算时将承台、桩群与桩间土作为一个整体，假想埋深为d+L的深

6、基础，验算桩端处的地基承载力是否满足要求。假定荷载通过桩侧摩阻力，从最外一圈的桩顶外缘以角向下扩散，至桩端平面处扩大为面积A，A为整体深基础的底面积。第8页/共42页则av为桩长范围内各土层摩擦角的加权平均值；L0、B0承台处外缘矩形包络线的长度与宽度第9页/共42页4.软弱下卧层承载力的验算 对于桩距不超过6d 的群桩基础，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，可按下列公式验算软弱下卧层的承载力第10页/共42页其中：其中：Z Z作用在软卧层顶面的附加应作用在软卧层顶面的附加应 力力;mm 软弱层顶面以上各土层重度软弱层顶面以上各土层重度(地下水位以下取浮重度地下

7、水位以下取浮重度)的厚度加权平的厚度加权平均值；均值；q qsiksik桩周第桩周第i i 层土的极限侧阻力标准值，无当地经验时，可根据成桩工艺层土的极限侧阻力标准值，无当地经验时，可根据成桩工艺按按0808规范表规范表.3.5-1.3.5-1 取值；取值；A0 A0、B0B0分别为桩群外围桩边包络线内矩形面积的长、短分别为桩群外围桩边包络线内矩形面积的长、短 边长边长;t t硬持力层厚硬持力层厚 度度;faz faz为软弱下卧层经深度修正后的地基极限承载力特征值为软弱下卧层经深度修正后的地基极限承载力特征值(kpa)(kpa)q q地基承载力分项系数，取地基承载力分项系数，取1.65;1.6

8、5;F F作用于承台顶面的竖向力设计值（作用于承台顶面的竖向力设计值（KN)KN)；G G承台和承台上土自重设计值（承台和承台上土自重设计值（KN);KN);桩端硬持力层压力扩散角，取值见下表：桩端硬持力层压力扩散角，取值见下表：注：注：Es1Es1为上层土压缩模量，为上层土压缩模量，Es2Es2为下层土压缩模量；为下层土压缩模量；t/b0.25t/b0.5t/b0.5时时 值不变。值不变。第11页/共42页Es1/Es2Es1/Es2t/bt/b0.250.250500503 35 510106 610102020232325253030第12页/共42页第13页/共42页第14页/共42页

9、六.桩身结构设计桩身结构设计包括桩身构造要求、配筋计算等。（一）钢筋混凝土预制桩1.预制桩的截面边长不应小于200mm；预应力混凝土预制桩的截面边长不宜小于350mm；2.预制桩的混凝土强度等级不宜低于C30，采用静压法沉桩时，可适当降低，但不宜低于C20，预应力混凝土桩的混凝土强度等级不宜低于C40，预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30mm.第15页/共42页3.预制桩的桩身配筋应按吊运、打桩及桩在建筑物中的受力等条件计算确定。预制桩的配筋率一般在1%左右，最小配筋率不宜小于0.8%。如果采用静压法沉桩时，最小配筋率不宜小于0.4%。主筋直径不宜小于14，箍筋直径68，间距不大于20

10、0mm，在桩顶与桩尖处适当加密。4.预制桩桩尖所有主筋合拢在一根圆钢上，加强桩尖。5.预制桩的分节长度应根据施工条件及运输条件确定。6.桩身混凝土强度达到要求后方可起吊和搬运。桩长在20m以下者，起吊时一般采用2个吊点，吊点的位置应按吊点间的跨中正弯矩和吊点处的负弯矩相等的原则布置。第16页/共42页第17页/共42页（二）灌注桩1.桩身混凝土强度等级不得低于C15，水下灌注混凝土时不得低于C20，混凝土预制桩尖不得低于C30。主筋的保护层厚度不应小于35mm，水下灌注时不得小于50mm;第18页/共42页2.符合下列条件的灌注桩，其桩身可按构造要求配筋。（1）桩顶轴向压力应符合：（c工作条件

11、系数，预制0.75，灌注0.60.7）（2）桩顶水平力应符合：第19页/共42页3.按构造要求配筋的具体规定同时满足上述两个条件，意味着桩身混凝土具有足够的承受竖向和水平荷载的能力，只需按构造要求配筋。（1）地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基，应配置桩顶与承台的连接钢筋笼，其主筋采用610根1214钢筋，配筋率不小于0.2%，锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度；（2）地基基础设计等级为乙级的建筑物桩基，根据桩径大小配置48根1012的桩顶与承台连接钢筋，锚入承台至少30倍主筋直径且伸入桩身长度不小于5倍桩身直径；（3）地基基础设计等级为丙级

12、的建筑物桩基，可不配构造钢筋。第20页/共42页4.桩身按计算进行配筋的要求不满足上述2个条件时，说明尚需要由桩身配筋承担部分竖向力或水平力。（1）配筋率。当桩身直径为3002000mm时，配筋率可取0.65%0.2%（小直径取高值）。（2）配筋长度。端承桩宜桩身通常配筋；受水平荷载的摩擦桩，配筋长度宜为4.0/。（3）主筋与箍筋。对于承受水平荷载的桩，主筋不宜小于810；对抗压桩和抗拔桩，主筋不宜小于610，纵向主筋应沿桩身周遍均匀布置，其净距不应小于60mm。箍筋采用68，间距200300mm,宜采用螺旋式钢筋，受水平荷载较大的桩基或抗震桩基，桩顶（35）d范围内箍筋适当加密。第21页/共

13、42页七.承台设计（一）承台的构造要求承台的作用是把桩联结成一个整体，并把建筑物的荷载传递到桩上，因此承台应有足够的强度和刚度。1、承台尺寸对于柱下独立承台，其平面形状通常为方形、矩形/三角形/圆形和正多边形。承台的构造尺寸，除满足抗冲切、抗剪切、抗弯和上部结构需要外，尚应符合下列规定：承台最小宽度不应小于500mm，承台边缘至边桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长，且边缘挑出部分不应小于150mm。对于条形承台梁边缘挑出部分不应小于75mm；条形承台和柱下独立桩基础承台的厚度不应小于300mm；承台埋深应不小于600mm，且应满足冻胀等要求。第22页/共42页2、承台混凝土 承台混凝土强度等级

14、不宜小于C15，采用级钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C20。承台底面钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于70mm。当设素混凝土垫层时，保护层厚度不小于50mm；垫层厚度宜为100mm，强度等级宜为C7.5。3、承台构造配筋要求 承台的钢筋配置除满足计算要求外，尚应符合下列规定：(1)柱下独立桩基础承台的受力钢筋应通长配筋。矩形承台板配筋宜按双向均匀布置，钢筋直径10，间距应满足100200mm；三桩承台按三向板带均匀配置，最里面三根钢筋围成的三角形应位于柱截面范围以内.第23页/共42页(2)筏板承台板分布构造筋，可采用1012，间距150200mm。当仅考虑局部弯曲作用按倒楼盖法计算内力时，考虑整

15、体弯曲的影响，纵横两方向的支座钢筋尚应有1/21/3且配筋率不小于0.15贯通全跨配置；跨中钢筋应按计算配筋率全部连通；(3)箱形承台顶、底板的配筋应综合考虑承受整体弯曲钢筋的配置部位，以充分发挥各截面钢筋作用。当仅按局部弯曲作用计算内力时，考虑整体弯曲的影响，钢筋配置量除符合局部弯曲计算要求外，纵横两方向支座钢筋尚应有1/21/3且配筋率分别不小于0.15，0.10贯穿全跨配置，跨中钢筋应按实际配筋率全部连通。第24页/共42页4、桩与承台的连接桩与承台的连接宜符合下列要求：、桩顶嵌入承台的长度，对大直径桩不宜小于100mm，对中等直径桩不宜小于50mm；、桩顶主筋深入承台内的锚固长度不宜小

16、于35倍纵筋直径.第25页/共42页作为一种地下的钢筋混凝土构件，承台内力计算包括：受弯计算、受剪计算、受冲切计算,必要时需对承台的抗裂性和变形进行验算.（二）承台受弯计算及配筋 承台受弯计算是将承台视作为在桩反力作用下的受弯构件进行的。第26页/共42页如图所示，多桩矩形承台弯矩计算截面取在柱边和承台高度变化处（杯口外侧或台阶边缘），可按下式计算：式中 垂直Y轴和X轴方向计算截面处的弯矩设计值；垂直Y轴和X轴方向至轴线到相应计算截面的距离；Ni扣除承台和承台上土自重设计值后第i桩竖向净反力设 计值。求出柱边弯矩最大值后即可进行配筋第27页/共42页（三）承台抗冲切计算 承台的冲切破坏锥体主要

17、有两种形式，一是自柱边和承台变阶处至相应桩顶边缘连线，形成斜面与承台底面夹角大于45度的斜截面锥体，二是在角桩顶部对承台形成大于45度的冲切破坏锥体(见下图)。第28页/共42页1.沿柱边（或承台变阶边）的冲切验算 柱下矩形独立承台可按下式验算：式中：Fl为冲切破坏锥体上冲切力的设计值,等于作用于 柱底的竖向荷载设计值F减去冲切破坏锥体内各基桩的净反力设计值之和，即：hc、bc分别为柱的长边和短边的边长aox aoy分别为柱长边或短边到最近桩边的水平距离，当aox(aoy)h0取h0oxoy为冲切系数：oxoy为冲跨比：ft为混凝土的轴心抗拉强度设计值h0为承台冲切破坏锥体的有效高度第29页/

18、共42页2.角桩对承台的冲切验算 四桩以上承台受角桩冲切的承载力按下式验算：第30页/共42页式中：Nl角桩竖向净反力设计值（kN）1x1y为冲切系数 1x1y为角桩冲跨比 C1 C2为从角桩内边缘至承台外边缘的距离 a1x a1y为从承台底角桩内边缘引45度冲切线与承台顶面相交点至 角桩内边缘的水平距离，当柱或承台变阶处位于该45度以内时，则取由柱边或变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的倾斜锥线。h0为承台外边缘的有效高度第31页/共42页（四）承台受剪切承载力验算1.柱下矩形独立承台（如下图）第32页/共42页验算承台斜截面的抗剪承载力时，应分别对柱的纵、横（XY）两个方向进行计算，对于柱边外

19、有多排桩形成多个剪切斜截面时，对每个斜截面都应进行受剪承载力验算，满足：式中：V为斜截面的最大剪力设计值，可取抗剪计算截面一侧的桩顶净反力设计值总和。在上图中，对于截面-为2根桩的净反力之和，对于截面-为3根桩的净反力之和。ft混凝土的轴心抗拉强度设计值b0承台计算截面处的计算宽度，上图中截面-：b0=Bc，对于截面-：b0=Lc第33页/共42页 承台剪切系数计算截面的剪跨比x=a x/h 0，y=a y/h 0,此处a x,a y为柱边（墙边）或承台变阶处至y、x 方向计算一排桩的桩边的水平距离，当3 时,取=3；受剪切承载力截面高度影响系数；当h 0 2000mm时，取h 0=2000m

20、m；其间按线性内插法取值。第34页/共42页2.对于柱下阶梯形独立承台（如下图）对于阶梯形承台应分别在变阶处（A1-A1，B1-B1）及柱边处（A2-A2，B2-B2）进行斜截面受剪计算。第35页/共42页1)计算变阶处截面A1-A1，B1-B1的斜截面受剪承载力时，其截面有效高度均为h01，截面计算宽度分别为by1和bx1。2)计算柱边截面A2-A2，B2-B2的斜截面受剪承载力时，其截面有效高度均为h01+h02，截面计算宽度分别为：第36页/共42页3.锥形承台锥形承台应对A-A，B-B两个截面进行受剪承载力计算，截面有效高度为h0，截面的计算宽度分别为：第37页/共42页八.桩基础的沉

21、降计算 对于桩中心距小于等于6倍桩径的桩基础，其最终沉降量可采用分层总和法，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,等效作用附加应力近似取承台底平均附加应力。桩基础的最终沉降量可以角点法计算：第38页/共42页S按分层总和法算出的桩基础沉降量；桩基础沉降经验系数，当无地区经验时，桩基沉降计算经验系数 可按表5.5.11 选用：非软土地区和软土地区桩端有良好持力层时，=1 C0、C1、C2反映群桩不同的距径比S/d、长径比l/d及承台的长宽比Lc/Bc等因素的系数，可由距径比长径比及承台的长宽比查08建筑桩基技术规范附录E得到。e桩基础等效沉降系数 nb矩形布桩时的短边布桩数，当布桩不规则时可按下式计算：第39页/共42页当布桩不规则时，等效距径比可按下列公式近似计算：圆形桩 方形桩第40页/共42页计算矩形桩基础变形时，对于矩形基础中点的沉降可简化为：其中：P0桩端平面的附加应力 ii-1平均附加应力系数。第41页/共42页感谢您的观看！第42页/共42页