桩基础设计3学习教案.pptx

会计学1桩基础设计桩基础设计(shj)3第一页，共76页。2 2）高层建筑平板式和梁板式筏形承台的最小厚度不应小）高层建筑平板式和梁板式筏形承台的最小厚度不应小）高层建筑平板式和梁板式筏形承台的最小厚度不应小）高层建筑平板式和梁板式筏形承台的最小厚度不应小于于于于400mm400mm，墙下布桩的剪力墙结构筏形承台的最小厚，墙下布桩的剪力墙结构筏形承台的最小厚，墙下布桩的剪力墙结构筏形承台的最小厚，墙下布桩的剪力墙结构筏形承台的最小厚度不应小于度不应小于度不应小于度不应小于200mm200mm。3 3）高层建筑箱形承台的构造应符合高层建筑筏形与箱）高层建筑箱形承台的构造应符合高层建筑筏形与箱）高层建筑箱形承台的构造应符合高层建筑筏形与箱）高层建筑箱形承台的构造应符合高层建筑筏形与箱形基础技术规范形基础技术规范形基础技术规范形基础技术规范JGJ6JGJ6的规定。的规定。的规定。的规定。承台混凝土材料及其强度等级应符合结构混凝土承台混凝土材料及其强度等级应符合结构混凝土承台混凝土材料及其强度等级应符合结构混凝土承台混凝土材料及其强度等级应符合结构混凝土耐久性的要求耐久性的要求耐久性的要求耐久性的要求(yoqi)(yoqi)和抗渗要求和抗渗要求和抗渗要求和抗渗要求(yoqi)(yoqi)。承台的钢筋配置应符合下列规定：承台的钢筋配置应符合下列规定：承台的钢筋配置应符合下列规定：承台的钢筋配置应符合下列规定：1 1）柱下独立桩基承台纵向受力钢筋应通长配置，对四柱下独立桩基承台纵向受力钢筋应通长配置，对四柱下独立桩基承台纵向受力钢筋应通长配置，对四柱下独立桩基承台纵向受力钢筋应通长配置，对四桩以上（含四桩）承台宜按双向均匀布置，对三桩的桩以上（含四桩）承台宜按双向均匀布置，对三桩的桩以上（含四桩）承台宜按双向均匀布置，对三桩的桩以上（含四桩）承台宜按双向均匀布置，对三桩的三角形承台应按三向板带均匀布置，且最里面的三根三角形承台应按三向板带均匀布置，且最里面的三根三角形承台应按三向板带均匀布置，且最里面的三根三角形承台应按三向板带均匀布置，且最里面的三根钢筋围成的三角形应在柱截面范围内（图钢筋围成的三角形应在柱截面范围内（图钢筋围成的三角形应在柱截面范围内（图钢筋围成的三角形应在柱截面范围内（图4-304-30）。）。）。）。第第2页页/共共76页页第1页/共76页第二页，共76页。图4-30承台配筋示意(shy)（a）矩形承台配筋 （b）三桩承台配筋 （c）墙下承台梁配筋图第第3页页/共共76页页第2页/共76页第三页，共76页。纵向钢筋锚固长度自边桩内侧（当为圆桩时，应将其纵向钢筋锚固长度自边桩内侧（当为圆桩时，应将其纵向钢筋锚固长度自边桩内侧（当为圆桩时，应将其纵向钢筋锚固长度自边桩内侧（当为圆桩时，应将其直径乘以直径乘以直径乘以直径乘以0.80.8等效为方桩）算起，不应小于等效为方桩）算起，不应小于等效为方桩）算起，不应小于等效为方桩）算起，不应小于35dg(dg35dg(dg为为为为钢筋直径钢筋直径钢筋直径钢筋直径)；当不满足时应将纵向钢筋向上弯折，此时；当不满足时应将纵向钢筋向上弯折，此时；当不满足时应将纵向钢筋向上弯折，此时；当不满足时应将纵向钢筋向上弯折，此时水平段的长度不应小于水平段的长度不应小于水平段的长度不应小于水平段的长度不应小于25dg25dg，弯折段长度不应小于，弯折段长度不应小于，弯折段长度不应小于，弯折段长度不应小于10dg10dg。承台纵向受力钢筋的直径不应小于。承台纵向受力钢筋的直径不应小于。承台纵向受力钢筋的直径不应小于。承台纵向受力钢筋的直径不应小于12mm12mm，间，间，间，间距距距距(jin j)(jin j)不应大于不应大于不应大于不应大于200mm200mm。柱下独立桩基承台的最。柱下独立桩基承台的最。柱下独立桩基承台的最。柱下独立桩基承台的最小配筋率不应小于小配筋率不应小于小配筋率不应小于小配筋率不应小于0.15%0.15%。2 2）柱下独立两桩承台，应按现行国家标准混凝土结柱下独立两桩承台，应按现行国家标准混凝土结柱下独立两桩承台，应按现行国家标准混凝土结柱下独立两桩承台，应按现行国家标准混凝土结构设计规范（构设计规范（构设计规范（构设计规范（GB 50010GB 50010）中的深受弯构件配置纵向）中的深受弯构件配置纵向）中的深受弯构件配置纵向）中的深受弯构件配置纵向受拉钢筋、水平及竖向分布钢筋。承台纵向受力钢筋受拉钢筋、水平及竖向分布钢筋。承台纵向受力钢筋受拉钢筋、水平及竖向分布钢筋。承台纵向受力钢筋受拉钢筋、水平及竖向分布钢筋。承台纵向受力钢筋端部的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。端部的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。端部的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。端部的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。第第4页页/共共76页页第3页/共76页第四页，共76页。3 3）条形承台梁的纵向主筋应符合现行国家标准混凝土结构条形承台梁的纵向主筋应符合现行国家标准混凝土结构条形承台梁的纵向主筋应符合现行国家标准混凝土结构条形承台梁的纵向主筋应符合现行国家标准混凝土结构设计规范（设计规范（设计规范（设计规范（GB 50010GB 50010）关于最小配筋率的规定（图）关于最小配筋率的规定（图）关于最小配筋率的规定（图）关于最小配筋率的规定（图4.2.3-4.2.3-c c），主筋直径不应小于），主筋直径不应小于），主筋直径不应小于），主筋直径不应小于12mm12mm，架立筋直径不应小于，架立筋直径不应小于，架立筋直径不应小于，架立筋直径不应小于10mm10mm，箍筋直径不应小于，箍筋直径不应小于，箍筋直径不应小于，箍筋直径不应小于6mm6mm。承台梁端部纵向受力钢。承台梁端部纵向受力钢。承台梁端部纵向受力钢。承台梁端部纵向受力钢筋的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。筋的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。筋的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。筋的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。4 4）筏形承台板或箱形承台板在计算中当仅考虑局部弯矩作用筏形承台板或箱形承台板在计算中当仅考虑局部弯矩作用筏形承台板或箱形承台板在计算中当仅考虑局部弯矩作用筏形承台板或箱形承台板在计算中当仅考虑局部弯矩作用时，考虑到整体弯曲的影响，在纵横两个方向的下层钢筋时，考虑到整体弯曲的影响，在纵横两个方向的下层钢筋时，考虑到整体弯曲的影响，在纵横两个方向的下层钢筋时，考虑到整体弯曲的影响，在纵横两个方向的下层钢筋配筋率不宜小于配筋率不宜小于配筋率不宜小于配筋率不宜小于0.15%0.15%；上层钢筋应按计算配筋率全部连；上层钢筋应按计算配筋率全部连；上层钢筋应按计算配筋率全部连；上层钢筋应按计算配筋率全部连通。当筏板的厚度大于通。当筏板的厚度大于通。当筏板的厚度大于通。当筏板的厚度大于2000mm2000mm时，宜在板厚中间部位设时，宜在板厚中间部位设时，宜在板厚中间部位设时，宜在板厚中间部位设置置置置(shzh)(shzh)直径不小于直径不小于直径不小于直径不小于12mm12mm、间距不大于、间距不大于、间距不大于、间距不大于300mm300mm的双向钢的双向钢的双向钢的双向钢筋网。筋网。筋网。筋网。5 5）承台底面钢筋的混凝土保护层厚度，当有混凝土垫层时，）承台底面钢筋的混凝土保护层厚度，当有混凝土垫层时，）承台底面钢筋的混凝土保护层厚度，当有混凝土垫层时，）承台底面钢筋的混凝土保护层厚度，当有混凝土垫层时，不应小于不应小于不应小于不应小于50mm50mm，无垫层时不应小于，无垫层时不应小于，无垫层时不应小于，无垫层时不应小于70mm70mm；此外尚不应小；此外尚不应小；此外尚不应小；此外尚不应小于桩头嵌入承台内的长度。于桩头嵌入承台内的长度。于桩头嵌入承台内的长度。于桩头嵌入承台内的长度。第第5页页/共共76页页第4页/共76页第五页，共76页。钢筋钢筋(gngjn)：承台内钢筋承台内钢筋(gngjn)(a)直径直径:12 (b)间距间距100200mm承台梁承台梁 412（架力筋（架力筋10）钢筋钢筋(gngjn)保护层保护层 （a）70mm（无垫层）（无垫层）（b）50mm（有垫层）（有垫层）第第6页页/共共76页页第5页/共76页第六页，共76页。桩与承台的连接构造应符合下列规定：1）桩嵌入承台内的长度对中等直径(zhjng)桩不宜小于50mm；对大直径(zhjng)桩不宜小于100mm。2）混凝土桩的桩顶纵向主筋应锚入承台内，其锚入长度不宜小于35倍纵向主筋直径(zhjng)；对于抗拔桩基础不应小于钢筋走私的40倍。3）对于大直径(zhjng)灌注桩，当采用一柱一桩时可设置承台或将桩与柱直接连接。第第7页页/共共76页页第6页/共76页第七页，共76页。柱与承台的连接构造应符合下列规柱与承台的连接构造应符合下列规定：定：1）对于一柱一桩基础，柱与桩直接）对于一柱一桩基础，柱与桩直接连接时，柱纵向主筋锚入桩身内连接时，柱纵向主筋锚入桩身内长度不应小于长度不应小于35倍纵向主筋直径。倍纵向主筋直径。2）对于多桩承台，柱纵向主筋应对于多桩承台，柱纵向主筋应锚入承台不应小于锚入承台不应小于35倍纵向主筋倍纵向主筋直径；当承台高度不满足锚固要直径；当承台高度不满足锚固要求时，竖向锚固长度不应小于求时，竖向锚固长度不应小于20倍纵向主筋直径，并向柱轴线方倍纵向主筋直径，并向柱轴线方向呈向呈90弯折。弯折。3）当有抗震设防当有抗震设防(shfng)要求时，要求时，对于一、二级抗震等级的柱，纵对于一、二级抗震等级的柱，纵向主筋锚固长度应乘以向主筋锚固长度应乘以1.15的系数；的系数；对于三级抗震等级的柱，纵向主对于三级抗震等级的柱，纵向主筋锚固长度应乘以筋锚固长度应乘以1.05的系数。的系数。第第8页页/共共76页页第7页/共76页第八页，共76页。承台与承台之间的连接构造应符合承台与承台之间的连接构造应符合下列规定：下列规定：1）一柱一桩时，应在桩顶两个主一柱一桩时，应在桩顶两个主轴方向上设置联系梁。当桩与柱轴方向上设置联系梁。当桩与柱的截面直径之比大于的截面直径之比大于2时，可不设时，可不设联系梁。联系梁。2）两桩桩基的承台，应在其短向设）两桩桩基的承台，应在其短向设置联系梁。置联系梁。3）有抗震设防要求的柱下桩基承台，）有抗震设防要求的柱下桩基承台，宜沿两个主轴方向设置联系梁。宜沿两个主轴方向设置联系梁。4）联系梁顶面宜与承台顶面位于同）联系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高。联系梁宽度一标高。联系梁宽度(kund)不不宜小于宜小于250mm，其高度可取承台，其高度可取承台中心距的中心距的1/101/15，且不宜小于，且不宜小于400mm。5）联系梁配筋应按计算确定，梁上）联系梁配筋应按计算确定，梁上下部配筋不宜小于下部配筋不宜小于2根直径根直径12mm钢筋；位于同一轴线上的联系梁钢筋；位于同一轴线上的联系梁纵筋宜通长配置。纵筋宜通长配置。第第9页页/共共76页页第8页/共76页第九页，共76页。承台和地下室外墙与基坑侧壁间隙(jin x)应灌注素混凝土，或采用灰土、级配砂石、压实性较好的素土分层夯实，其压实系数不宜小于0.94。第第10页页/共共76页页第9页/共76页第十页，共76页。5.8.2 5.8.2 柱下桩基独立承台柱下桩基独立承台柱下桩基独立承台柱下桩基独立承台1 1、受弯计算、受弯计算、受弯计算、受弯计算（1 1）柱下多桩矩形承台）柱下多桩矩形承台）柱下多桩矩形承台）柱下多桩矩形承台 配筋不足时，呈梁式破坏配筋不足时，呈梁式破坏配筋不足时，呈梁式破坏配筋不足时，呈梁式破坏(phui)(phui)（弯曲破坏（弯曲破坏（弯曲破坏（弯曲破坏(phui)(phui)）。）。）。）。承台弯矩计算示意(shy)（a）矩形多桩承台；（b）等边三桩承台；（c）等腰三桩承台 第第11页页/共共76页页第10页/共76页第十一页，共76页。两桩条形(tio xn)承台和多桩矩形承台弯矩计算截面取在柱边和承台变阶处，可按下列公式计算：（2）柱下三桩三角形承台1）等边三桩承台通过(tnggu)承台形心至各边边缘正交截面范围内板带的弯矩设计值；不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下三桩中最大基桩(j zhun)竖向反力设计值；分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值；垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离；不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下的第i基桩竖向反力设计值。第第12页页/共共76页页第11页/共76页第十二页，共76页。Sa桩中心(zhngxn)距；c方柱边长，圆柱(yunzh)时c=0.8d（d为圆柱(yunzh)直径）第第13页页/共共76页页第12页/共76页第十三页，共76页。2）等腰三桩承台M1、M2分别(fnbi)为通过承台形心至两腰边缘和底边边缘正交截面范围内板带的弯矩设计值；Sa 长向桩中心(zhngxn)距；短向桩中心(zhngxn)距与长向桩中心(zhngxn)距之比，当 小于0.5时，应按变截面的二桩承台设计；c1、c2分别为垂直于、平行于承台底边的柱截面边长。第第14页页/共共76页页第13页/共76页第十四页，共76页。（3）柱下条形承台梁的弯矩可按下列规定计算：1）可按弹性(tnxng)地基梁（地基计算模型应根据地基土层特性选取）进行分析计算；2）当桩端持力层深厚坚硬且桩柱轴线不重合时，可视桩为不动铰支座，按连续梁计算。（4）砌体墙下条形承台梁，可按倒置弹性(tnxng)地基梁计算弯矩和剪力。第第15页页/共共76页页第14页/共76页第十五页，共76页。（a）均布荷载）均布荷载(hzi)法法计算弯矩最大，结果太保守。计算弯矩最大，结果太保守。以桩为支座以桩为支座(zh zu)，视墙体传下的，视墙体传下的荷载均布于承台梁上。荷载均布于承台梁上。（b）过梁荷载）过梁荷载(hzi)法法计算弯矩最小，结果偏小。计算弯矩最小，结果偏小。一般连续梁取取hw高度范围全部墙体作均布荷载。高度范围全部墙体作均布荷载。连续梁取取L/3范围内墙体作均布荷载。范围内墙体作均布荷载。连续梁（c）倒置弹性地基梁法）倒置弹性地基梁法考虑的墙梁的共同作用，结果适中。考虑的墙梁的共同作用，结果适中。视墙体为弹性地基，承台梁为桩顶反力作用下的视墙体为弹性地基，承台梁为桩顶反力作用下的倒置弹性地基梁。倒置弹性地基梁。第第16页页/共共76页页第15页/共76页第十六页，共76页。u箱形承台和筏形承台的弯矩宜考虑地基土层性质、基桩分布、承台和上部结构类型和刚度，按地基桩承台上部结构共同作用原理分析计算。u对于箱形承台，当桩端持力层为基岩、密实的碎石类土、砂土，且较均匀时，或当上部结构为剪力墙、12层以上框架、框架剪力墙体系且箱形承台的整体刚度较大(jio d)时，箱形承台顶、底板可仅考虑局部弯曲作用进行计算。u对于筏形承台，当桩端持力层坚硬均匀、上部结构刚度较好，且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时，可仅考虑局部弯曲作用按倒楼盖法计算；当桩端以下有中、高压缩性土、非均匀土层、上部结构刚度较差或桩间距变化较大(jio d)时，应按弹性地基梁板进行计算。第第17页页/共共76页页第16页/共76页第十七页，共76页。2、受冲切计算(j sun)冲切破坏锥体应采用(ciyng)自柱（墙）边或承台变阶处至相应桩顶边缘连线所构成的锥体，锥体斜面与承台底面之夹角不应小于45。第第18页页/共共76页页第17页/共76页第十八页，共76页。图4-33 柱对承台的冲切计算(j sun)示意图 第第19页页/共共76页页第18页/共76页第十九页，共76页。（1）柱对承台冲切的承载力：不计承台及其上土重，在荷载效应基本(jbn)组合下作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值；第第20页页/共共76页页第19页/共76页第二十页，共76页。对于圆柱及圆桩，计算时应将其截面(jimin)换算成方柱及方桩。对于柱下两桩承台，宜计算受弯、受剪承载力，不需要进行受冲切承载力计算。第第21页页/共共76页页第20页/共76页第二十一页，共76页。（2）角桩对承台的冲切1）四桩以上（含四桩）承台受角桩冲切的承载力可按下列公式(gngsh)计算：（a）锥形承台；(b)阶形承台 图4-34 四桩以上(yshng)（含四桩）承台角桩冲切计算示意 第第22页页/共共76页页第21页/共76页第二十二页，共76页。第第23页页/共共76页页第22页/共76页第二十三页，共76页。2）三桩三角形承台受角桩冲切的承载力可按下式计算(j sun)底部角桩：三桩三角形承台角桩冲切计算(j sun)示意图顶部(dn b)角桩：第第24页页/共共76页页第23页/共76页第二十四页，共76页。（3）对于(duy)箱形、筏形承台，应计算承台受内部基桩的冲切承载力：基桩(j zhun)对筏形承台的冲切和墙对筏形承台的冲切计算示意（a）受基桩(j zhun)的冲切 （b）受桩群的冲切 第第25页页/共共76页页第24页/共76页第二十五页，共76页。3、受剪计算(j sun)u 柱（墙）下桩基承台，应分别对柱（墙）边、变阶处和桩边联线形成(xngchng)的贯通承台的斜截面的受剪承载力进行验算。当承台悬挑边有多排基桩形成(xngchng)多个斜截面时，应对每个斜截面的受剪承载力进行验算。u承台斜截面受剪承载力可按下列公式计算：承台斜截面(jimin)受剪计算示意图 第第26页页/共共76页页第25页/共76页第二十六页，共76页。第第27页页/共共76页页第26页/共76页第二十七页，共76页。阶梯形承台变阶处及锥形承台的计算宽度b0按以下方法确定：1）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(jnxng)斜截面受剪承载力计算。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h10，截面计算宽度分别为by1和bx1。阶梯形承台斜截面受剪计算(j sun)示意第第28页页/共共76页页第27页/共76页第二十八页，共76页。n n计算柱边截面计算柱边截面计算柱边截面计算柱边截面(jimin)(jimin)（A2-A2,B2-B2A2-A2,B2-B2）的斜截面）的斜截面）的斜截面）的斜截面(jimin)(jimin)受剪承载力时，其截面受剪承载力时，其截面受剪承载力时，其截面受剪承载力时，其截面(jimin)(jimin)有效高度均为有效高度均为有效高度均为有效高度均为h10+h20h10+h20，n n截面截面截面截面(jimin)(jimin)计算宽度分别为：计算宽度分别为：计算宽度分别为：计算宽度分别为：对A-A 对B-B 第第29页页/共共76页页第28页/共76页第二十九页，共76页。2）对于锥形承台应对变阶处及柱边处（A-A及B-B）两个截面进行受剪承载力计算，截面有效高度均为ho，截面的计算宽度(kund)分别为：对A-A 对B-B 锥形承台斜截面受剪计算(j sun)示意 第第30页页/共共76页页第29页/共76页第三十页，共76页。进行斜截面抗剪计算时应注意以下几点进行斜截面抗剪计算时应注意以下几点:（a）当柱边（墙边）外有多排桩形成多个剪切斜截面时，需对每个截面进行）当柱边（墙边）外有多排桩形成多个剪切斜截面时，需对每个截面进行验算。验算。（b）对阶梯形承台需分别在变阶处及柱边进行斜截面受剪计算。）对阶梯形承台需分别在变阶处及柱边进行斜截面受剪计算。（c）对锥形承台需在承台顶斜面与平面交接位置进行斜截面受剪计算。）对锥形承台需在承台顶斜面与平面交接位置进行斜截面受剪计算。（d）墙（柱）下条形承台梁斜截面受剪，根据规范）墙（柱）下条形承台梁斜截面受剪，根据规范(gufn)（GB50010 2002）计算。）计算。（e）承台配有箍筋和弯起钢筋时，按下式计算。当只配箍筋不配弯起筋时，）承台配有箍筋和弯起钢筋时，按下式计算。当只配箍筋不配弯起筋时，只需在公式中取只需在公式中取Asb=0即可。即可。Asb 同一截面弯起钢筋(gngjn)的截面面积；Fy 弯起钢筋(gngjn)的抗拉强度设计值；s 斜截面上弯起钢筋(gngjn)与承台底面的夹角。第第31页页/共共76页页第30页/共76页第三十一页，共76页。对于柱下桩基，当承台混凝土强度等级(dngj)低于柱或桩的混凝土强度等级(dngj)时，应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力。当进行承台的抗震验算(yn sun)时，应根据现行国家标准建筑抗震设计规范GB 50011的规定对承台顶面的地震作用效应和承台的受弯、受冲切、受剪承载力进行抗震调整。4、局部(jb)受压计算第第32页页/共共76页页第31页/共76页第三十二页，共76页。5.9.1 桩基础设计原则桩基础设计原则(yunz)、设计内容、设计内容和步骤和步骤（一）桩基础设计（一）桩基础设计(shj)原原则则（1）桩基础的设计符合安全、合理和经济的要求）桩基础的设计符合安全、合理和经济的要求（2）对桩和承台，应有足够的强度、刚度和耐久性）对桩和承台，应有足够的强度、刚度和耐久性（3）对地基（桩端持力层），要有足够的承载力和不）对地基（桩端持力层），要有足够的承载力和不产生过量的变形产生过量的变形 当天然当天然(tinrn)地基不能满足建筑物、构筑物承载力地基不能满足建筑物、构筑物承载力或沉降要求时，一般可提出桩基础、地基加固方案或沉降要求时，一般可提出桩基础、地基加固方案进行比较。当天然进行比较。当天然(tinrn)地基承载能力已基本满地基承载能力已基本满足或差不多而地基沉降偏大时，也可考虑在地基中足或差不多而地基沉降偏大时，也可考虑在地基中设置部分桩，成为一种沉降控制桩基础设置部分桩，成为一种沉降控制桩基础5.9 桩基础设计第第33页页/共共76页页第32页/共76页第三十三页，共76页。（二）桩基础设计（二）桩基础设计(shj)基本资料基本资料(1)建筑本身建筑本身(bnshn)的资料；的资料；(2)建筑场地、建筑环境资料；建筑场地、建筑环境资料；(3)岩土工程勘察资料；岩土工程勘察资料；(4)施工条件和桩型条件；施工条件和桩型条件；(5)供设计比较用的有关桩型及实施的可行性的资料供设计比较用的有关桩型及实施的可行性的资料第第34页页/共共76页页第33页/共76页第三十四页，共76页。（三）桩基础设计（三）桩基础设计(shj)基本内容和步骤基本内容和步骤1、收集设计基本资料，包括提出勘察要求并实施勘察、收集设计基本资料，包括提出勘察要求并实施勘察2、持力层选择和桩型选择。、持力层选择和桩型选择。3、确定单桩承载能力。、确定单桩承载能力。4、根据上部结构、根据上部结构(jigu)荷载情况，初步确定桩的数荷载情况，初步确定桩的数量和平面布置，初步确定承台尺寸与埋置深度。量和平面布置，初步确定承台尺寸与埋置深度。5、验算作用于单桩的荷载，若不符合要求，需调整平、验算作用于单桩的荷载，若不符合要求，需调整平面布置与承台尺寸再进行验算，直至满足要求。面布置与承台尺寸再进行验算，直至满足要求。第第35页页/共共76页页第34页/共76页第三十五页，共76页。（三）桩基础设计（三）桩基础设计(shj)基本内容和步骤基本内容和步骤6、验算群桩承载力和变形，若不符合要求则返回第、验算群桩承载力和变形，若不符合要求则返回第4步修步修正设计，直至满足要求。正设计，直至满足要求。7、桩身结构设计和计算、桩身结构设计和计算(j sun)。8、承台设计和计算、承台设计和计算(j sun)。9、绘制桩位、桩身结构和承台结构施工图，编制设计说明。、绘制桩位、桩身结构和承台结构施工图，编制设计说明。第第36页页/共共76页页第35页/共76页第三十六页，共76页。5.9.2 桩型和持力层的选择桩型和持力层的选择(xunz)（一）桩型、截面（一）桩型、截面(jimin)和桩长选择和桩长选择原则原则 桩型选择要根据各种桩型选择要根据各种(zhn)桩型的特点，就地质条件、建筑结构桩型的特点，就地质条件、建筑结构特点及荷载大小、施工条件和环境条件、工期和制桩材料以及技术经济效特点及荷载大小、施工条件和环境条件、工期和制桩材料以及技术经济效果等因素进行综合分析比较后确定。果等因素进行综合分析比较后确定。（二）持力层选择原则（二）持力层选择原则 一般要选择承载力高、压缩性低的土层作为桩端持力层。一般要选择承载力高、压缩性低的土层作为桩端持力层。当地基中存在多层可供选择的持力层时，应综合桩承载力、桩的布置当地基中存在多层可供选择的持力层时，应综合桩承载力、桩的布置及桩基础沉降等方面综合确定，预先根据常规和经验选择几种方案进及桩基础沉降等方面综合确定，预先根据常规和经验选择几种方案进行技术经济比较。选择时还应考虑成桩的可能性。行技术经济比较。选择时还应考虑成桩的可能性。桩端进入持力层的深度一般以尽可能达到该土层桩端进入持力层的深度一般以尽可能达到该土层端阻力的临界深度为宜。端阻力的临界深度为宜。第第37页页/共共76页页第36页/共76页第三十七页，共76页。uu应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持力层的深度，宜为桩身直径的力层的深度，宜为桩身直径的力层的深度，宜为桩身直径的力层的深度，宜为桩身直径的1 13 3倍；对于黏性土、倍；对于黏性土、倍；对于黏性土、倍；对于黏性土、粉土不宜小于粉土不宜小于粉土不宜小于粉土不宜小于2d2d，砂土不宜小于，砂土不宜小于，砂土不宜小于，砂土不宜小于1.5d1.5d，碎石类土，不，碎石类土，不，碎石类土，不，碎石类土，不宜小于宜小于宜小于宜小于1d1d。当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层。当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层。当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层。当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层厚度不宜小于厚度不宜小于厚度不宜小于厚度不宜小于3d3d。uu 对于嵌岩桩，嵌岩深度应综合对于嵌岩桩，嵌岩深度应综合对于嵌岩桩，嵌岩深度应综合对于嵌岩桩，嵌岩深度应综合(zngh)(zngh)荷载、上覆土荷载、上覆土荷载、上覆土荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长诸因素确定；对于嵌入倾斜的层、基岩、桩径、桩长诸因素确定；对于嵌入倾斜的层、基岩、桩径、桩长诸因素确定；对于嵌入倾斜的层、基岩、桩径、桩长诸因素确定；对于嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于完整和较完整岩的全断面深度不宜小于完整和较完整岩的全断面深度不宜小于完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d0.4d，且不小，且不小，且不小，且不小于于于于0.5m0.5m，倾斜度大于，倾斜度大于，倾斜度大于，倾斜度大于30%30%的中风化岩，宜根据倾斜度的中风化岩，宜根据倾斜度的中风化岩，宜根据倾斜度的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度；对于嵌入平整、完及岩石完整性适当加大嵌岩深度；对于嵌入平整、完及岩石完整性适当加大嵌岩深度；对于嵌入平整、完及岩石完整性适当加大嵌岩深度；对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d0.2d，且不应小，且不应小，且不应小，且不应小于于于于0.2m0.2m。第第38页页/共共76页页第37页/共76页第三十八页，共76页。持力层选择原则持力层选择原则(yunz)相关问题：相关问题：“软卧层效应软卧层效应”相临桩高差相临桩高差岩面起伏问题岩面起伏问题岩溶问题岩溶问题能否达到预定承载力要求能否达到预定承载力要求水平承载力水平承载力第第39页页/共共76页页第38页/共76页第三十九页，共76页。5.9.3 桩的桩数、布置桩的桩数、布置(bzh)和承载力验算和承载力验算3、桩的间距、桩的间距(jin j)两两种种方方法法(fngf)根据桩基础承载力根据桩基础承载力当承台尺寸难以估计时当承台尺寸难以估计时2、桩数量、桩数量 桩距过小将引起桩之间应力的严重重叠，影响桩承载力的桩距过小将引起桩之间应力的严重重叠，影响桩承载力的充分发挥，因此，规范规定了最小桩间距，见前节。充分发挥，因此，规范规定了最小桩间距，见前节。1、桩的承载力、桩的承载力单桩承载力特征值单桩承载力特征值Ra按前面的方法计算。按前面的方法计算。当偏心荷载时，当偏心荷载时，n增大增大10%20%。第第40页页/共共76页页第39页/共76页第四十页，共76页。4、桩的布置、桩的布置(bzh)桩桩的的布布置置(bzh)原原则则（1）需满足最小中心距的要求。）需满足最小中心距的要求。（2）群桩的形心尽量与最不利荷载中心相一致，弯矩大的）群桩的形心尽量与最不利荷载中心相一致，弯矩大的 方向所布置群桩截面惯性矩也应相应大。方向所布置群桩截面惯性矩也应相应大。（3）需考虑方便施工。）需考虑方便施工。（4）需考虑施工引起的桩位偏差所导致）需考虑施工引起的桩位偏差所导致(dozh)的桩受力的变化。的桩受力的变化。（5）宜考虑上部结构、承台、桩基础与地基土共同作用布桩。）宜考虑上部结构、承台、桩基础与地基土共同作用布桩。（6）门洞两侧，柱下，墙下等，以减少跨中弯矩。）门洞两侧，柱下，墙下等，以减少跨中弯矩。第第41页页/共共76页页第40页/共76页第四十一页，共76页。1）桩基中各单桩的桩顶竖向力）桩基中各单桩的桩顶竖向力（1）轴心）轴心(zhu xn)竖向力竖向力作用下作用下（2）偏心）偏心(pinxn)竖向力竖向力作用下作用下5、桩基承载力验算、桩基承载力验算(yn sun)（3）水平荷载）水平荷载 Fk ：荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力；G k ：桩基承台和承台上土自重标准值，对稳定的地下水位以下部分应扣除水的浮力；第第42页页/共共76页页第41页/共76页第四十二页，共76页。第第43页页/共共76页页第42页/共76页第四十三页，共76页。实际分布Gk假设(jish)的分布Fk第第44页页/共共76页页第43页/共76页第四十四页，共76页。FGMyMx987216345XYx7y7第第45页页/共共76页页第44页/共76页第四十五页，共76页。三根桩情况(qngkung)：XYMyMx第第46页页/共共76页页第45页/共76页第四十六页，共76页。2）单桩承载力验算）单桩承载力验算 荷载效应荷载效应(xioyng)标准组合：标准组合：（1）轴心）轴心(zhu xn)竖向力作用下竖向力作用下（2）偏心竖向力作用）偏心竖向力作用(zuyng)下，除应满足上式外还应满足下，除应满足上式外还应满足（3）水平承载力：）水平承载力：第第47页页/共共76页页第46页/共76页第四十七页，共76页。3 3）抗震）抗震）抗震）抗震(kngzhn)(kngzhn)验算验算验算验算 地震作用效应和荷载效应标准(biozhn)组合：轴心(zhu xn)竖向力作用下 偏心竖向力作用下，除满足上式外，尚应满足下式的要求：第第48页页/共共76页页第47页/共76页第四十八页，共76页。4）桩基础软弱下卧层验算）桩基础软弱下卧层验算(yn sun)（桩基（桩基2008规规范法）范法）u对于桩距不超过对于桩距不超过(chogu)6d的群桩基础，桩端持力层下存在承的群桩基础，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，可按下列公式验的软弱下卧层时，可按下列公式验算软弱下卧层的承载力（实体深基础）算软弱下卧层的承载力（实体深基础）:软弱(runru)下卧层承载力验算 作用于软弱下卧层顶面的附加应力；软弱层顶面以上各土层重度(地下水位以下取浮重度)的厚度加权平均值；硬持力层厚度；软弱下卧层经深度z修正的地基承载力特征值；第第49页页/共共76页页第48页/共76页第四十九页，共76页。桩群外缘(wi yun)矩形底面的长、短边边长；桩周第i层土的极限(jxin)侧阻力标准值；桩端硬持力层压力(yl)扩散角，按表5.4.1取值。1351046 10 20 12 23 25 30 表5.4.1 桩端硬持力层压力扩散角 注：、为硬持力层、软弱下卧层的压缩模量；、当 时，取 0，必要时，宜通过试验确定；当0.25Bot 6d 时，验算(yn sun)单桩F lB0t z G Sa 6d 时，按整体(zhngt)基础第第53页页/共共76页页第52页/共76页第五十三页，共76页。假想实体深基础，且应力扩散(kusn)的方法：F l G B0A 偏心偏心(pinxn)(pinxn)荷载荷载Wx、Wy 假想实体基础假想实体基础(jch)断面抵抗断面抵抗矩矩Mx、My 假想基础假想基础(jch)底面上的力矩底面上的力矩中心荷载中心荷载f 深度修正后的地基土承载力深度修正后的地基土承载力第第54页页/共共76页页第53页/共76页第五十四页，共76页。5 5）桩基沉降）桩基沉降）桩基沉降）桩基沉降(chnjing)(chnjing)验算验算验算验算 需要(xyo)进行沉降验算的：嵌岩桩、设计等级为丙级的建筑物桩基、对沉降无特殊要求的条形基础下不超过(chogu)两排桩的桩基、吊车工作级别A5及A5以下的单层工业厂房桩基（桩端下为密实土层）可不进行沉降验算。当有可靠地区经验时，对地质条件不复杂、荷载均匀、对沉降无特殊要求的端承型桩基也可不进行沉降验算。甲级的建筑物桩基体型复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的乙级建筑物桩基摩擦型桩基 不需进行沉降验算的：沉降计算方法：实体深基础方法（实体深基础方法（桩距桩距 6d 6d）明德林应力公式方法明德林应力公式方法第第55页页/共共76页页第54页/共76页第五十五页，共76页。6 6）桩基负摩阻力）桩基负摩阻力）桩基负摩阻力）桩基负摩阻力(zl)(zl)验算验算验算验算u当桩周土沉降可能引起当桩周土沉降可能引起(ynq)桩侧负摩阻力时，应根据工程具桩侧负摩阻力时，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。体情况考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响。u基桩的竖向承载力特征值基桩的竖向承载力特征值Ra，只计中性点以下部分侧阻值及端，只计中性点以下部分侧阻值及端阻值。阻值。ua）对于摩擦型基桩，取桩身计算中性点以上侧阻力为零，按下对于摩擦型基桩，取桩身计算中性点以上侧阻力为零，按下式验算基桩承载力：式验算基桩承载力：c）对于端承型基桩除应满足上式要求外，尚应考虑负摩阻力引起(ynq)基桩的下拉荷载Qng，并可按下式验算基桩承载力：b）当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时，尚应将负摩阻力引起的下拉荷载Qng 计入附加荷载验算桩基沉降。第第56页页/共共76页页第55页/共76页第五十六页，共76页。桩视为轴心受压构件，桩身强度桩视为轴心受压构件，桩身强度(qingd)应应满足：满足：Q Ap fc cfe 混凝土轴心抗压强度设计值混凝土轴心抗压强度设计值Q 相应于荷载效应基本相应于荷载效应基本(jbn)组合时的单桩竖向力设组合时的单桩竖向力设计值计值Ap 桩身横截面积桩身横截面积 c 工作条件系数。预制桩工作条件系数。预制桩 0.75，灌注桩，灌注桩 0.60.75.9.4 桩身结构设计和计算桩身结构设计和计算(j sun)第第57页页/共共76页页第56页/共76页第五十七页，共76页。（一）混凝土预制（一）混凝土预制(y zh)桩桩（1）混凝土）混凝土强度强度(qingd)保护层：厚度保护层：厚度(hud)30mm，一般取，一般取35mm。C30C40 （预应力桩）（预应力桩）（2）钢筋）钢筋预制桩的最小配筋率不宜小于预制桩的最小配筋率不宜小于0.80%，静压沉桩时不宜小于，静压沉桩时不宜小于0.6%,主筋直径不主筋直径不宜小于宜小于14，箍筋直径，箍筋直径68mm，间距不大于，间距不大于200mm，在桩顶，在桩顶 45d长度长度内和桩端处适当加密，并设置钢筋