地基处理4桩基础

1、会计学1地基处理地基处理4桩基础桩基础软 土 层桩基础桩基础承台承台桩杆桩杆沉井沉井caisson工作间工作间梯子梯子支护支护通气通气桶桶其他深基础其他深基础地下连续墙地下连续墙 diaphragm干栏式建筑干栏式建筑排排 桩桩 带撑木桩带撑木桩 灞河上建桥始于春秋时期，秦穆公称霸西灞河上建桥始于春秋时期，秦穆公称霸西戎，将滋水改为灞水，并于河上建桥，故戎，将滋水改为灞水，并于河上建桥，故称称“灞桥灞桥”，是我国最古老的石柱墩桥。，是我国最古老的石柱墩桥。1400年前的隋代灞桥遗址年前的隋代灞桥遗址被洪水冲走的隋代灞桥上的桥桩被洪水冲走的隋代灞桥上的桥桩隋代灞桥桥墩上的龙头隋代灞桥桥墩上的龙头

2、隋代灞桥石料上刻有隋代灞桥石料上刻有“耀州耀州”二字证实修桥石料来源于二字证实修桥石料来源于西安以北约西安以北约100公里的古耀州公里的古耀州新加坡发展银行新加坡发展银行,四四墩墩, 每墩直径每墩直径7.3m将荷载传递到下部将荷载传递到下部好土层好土层,承载力高承载力高大直径钻孔桩大直径钻孔桩风化砂岩及粉砂岩风化砂岩及粉砂岩部分风化及部分风化及不风化泥岩不风化泥岩新加坡发展银行新加坡发展银行,四墩四墩7.3m现场灌注现场灌注护坡桩护坡桩造价低造价低现场灌注现场灌注护坡桩护坡桩造价低造价低缺点缺点施工环境影响施工环境影响, , 预制桩施工噪音预制桩施工噪音, , 钻孔灌注桩的泥浆钻孔灌注桩的泥浆

3、 有地下室时有地下室时, ,有一有一定干扰定干扰, ,深基坑中深基坑中做桩做桩软土层二、桩基础的类型二、桩基础的类型（按承台位置分类）按承台位置分类）青岛青岛前海栈桥前海栈桥年登州镇总兵章高元奉调率兵移驻青岛后，先在青岛村（年登州镇总兵章高元奉调率兵移驻青岛后，先在青岛村（今人民会堂处）修建总兵衙门，然后在前海处搭起一座长米今人民会堂处）修建总兵衙门，然后在前海处搭起一座长米左右、铁木结构的简易码头，当时只供军用，故名栈桥。左右、铁木结构的简易码头，当时只供军用，故名栈桥。低承台桩基低承台桩基高承台桩基高承台桩基1 1、安全等级：、安全等级： 1 1）桩基的竖向承载力计算（基桩、群桩承载）桩基

4、的竖向承载力计算（基桩、群桩承载力计算）；力计算）； 2 2）桩端平面以下软弱下卧层承载力验算；）桩端平面以下软弱下卧层承载力验算； 3 3）桩基抗震承载力验算；）桩基抗震承载力验算； 4 4）承台计算和桩身结构计算；）承台计算和桩身结构计算； 5 5）必要的验算，如变形验算）必要的验算，如变形验算。以下桩基应进行变形验算：以下桩基应进行变形验算：1 1）桩端持力层为软弱土的一、二级建筑物以及）桩端持力层为软弱土的一、二级建筑物以及桩端持力层为粘性土、粉土或存在软弱下卧层桩端持力层为粘性土、粉土或存在软弱下卧层的一级建筑桩基的沉降验算，并宜考虑上部结的一级建筑桩基的沉降验算，并宜考虑上部结构与

5、桩基的相互作用。构与桩基的相互作用。2 2）承受较大水平荷载或对水平变位要求严格）承受较大水平荷载或对水平变位要求严格的一级建筑桩基的水平变位验算。的一级建筑桩基的水平变位验算。3 3）对不允许出现裂缝或需限制裂缝宽度的混）对不允许出现裂缝或需限制裂缝宽度的混凝土桩身和承台应进行抗裂或裂缝宽度验算。凝土桩身和承台应进行抗裂或裂缝宽度验算。No结构与地质资料结构与地质资料桩型、桩长、桩距桩型、桩长、桩距确定桩数确定桩数n=P/R桩基中基桩承载力验算桩基中基桩承载力验算软弱下卧层验算软弱下卧层验算实体深基础验算实体深基础验算承台设计承台设计沉降计算沉降计算四、四、软土层按不同的分类标准，叫法不同。

6、按不同的分类标准，叫法不同。端承型桩端承型桩摩擦型桩摩擦型桩端承桩端承桩摩擦端承桩摩擦端承桩（嵌岩桩）（嵌岩桩）摩擦桩摩擦桩端承摩擦桩端承摩擦桩端承型桩端承型桩摩擦型桩PsPsP桩身桩身横断面横断面c44E IkB 气锤打入气锤打入振动沉桩振动沉桩静压桩静压桩引孔,部分挤土, 大面积地面隆起不引孔,挤土桩成孔方法成孔方法人工挖孔人工挖孔螺旋钻螺旋钻正反循环正反循环地下水以下泥浆护壁地下水以下泥浆护壁冲击冲击,夯扩夯扩,爆破爆破沉管灌注沉管灌注浇注法浇注法省省, ,易易泥皮泥皮, ,虚土虚土, ,断桩断桩水上水上水下水下其他其他离心离心, ,预应力预应力, ,工厂工厂, ,现场现场振动沉桩振动沉

7、桩预制桩预制桩113mPile Point离心预应力预制钢筋混凝土离心预应力预制钢筋混凝土人工挖孔桩人工挖孔桩广州市亚洲大酒店广州市亚洲大酒店人工挖孔桩人工挖孔桩螺旋钻螺旋钻 扩底桩扩底桩人工挖孔扩孔桩人工挖孔扩孔桩（芝加哥法）（芝加哥法）爆破扩底桩爆破扩底桩挤扩桩（支盘桩）挤扩桩（支盘桩）桩基础桩基础-隐蔽工程（灌注桩）隐蔽工程（灌注桩）-缩颈、夹泥、断桩、沉渣过厚。缩颈、夹泥、断桩、沉渣过厚。（1 1）开挖检查：桩顶标高、桩的位置（轴线）、桩顶质量（完整）开挖检查：桩顶标高、桩的位置（轴线）、桩顶质量（完整性和混凝土强度）性和混凝土强度）（2 2）抽芯法：在灌注桩身内钻孔（直径）抽芯法：在

8、灌注桩身内钻孔（直径100100150150），取混凝土），取混凝土芯样进行观测和单轴抗压强度试验，了解混凝土有无离析、空洞、芯样进行观测和单轴抗压强度试验，了解混凝土有无离析、空洞、桩底沉渣和夹泥等现象。桩底沉渣和夹泥等现象。（3 3）声波透视法：俗称小应变测定法，检测桩身完整性，即缺陷）声波透视法：俗称小应变测定法，检测桩身完整性，即缺陷位置、程度。位置、程度。（4 4）动测法：俗称大应变测定法，检测单桩承载力。）动测法：俗称大应变测定法，检测单桩承载力。（5 5）检测数量：）检测数量： 小应变：灌注桩，小应变：灌注桩，100%100%，预制桩，预制桩，50%50% 大应变：灌注桩，大应变

9、：灌注桩，30%30%，预制桩，预制桩，20%20%摩阻力所需位移很小摩阻力所需位移很小端阻力需要较大位移端阻力需要较大位移; ;不同阶段二者分担比不同不同阶段二者分担比不同pusuupsQQQQQQQ/kNQsQpQS/mmQs 桩侧摩阻力 Skin， Shaft frictionQp 桩端阻力 端承力 Point， end resistance 设桩身周长为设桩身周长为u u，从深，从深度度z z处取一处取一dzdz微段，由力的微段，由力的平衡条件有：平衡条件有：ZZZZZZNudz(NdN )0dN1u dz 设桩身横截面面积为设桩身横截面面积为ApAp，弹性模量为，弹性模量为EpEp，

10、dzdz微段微段的变形为的变形为d d z z，据虎克定律有：，据虎克定律有：PPNLLA E ZZPPN dzdA E 代入上式有：代入上式有：2ZPPzZ2zdNA Ed1u dzud 2ZPPzZ2zdNA Ed1u dzud zZ0zz0Zz0Zz0PPNNud1N dA E qs 摩阻力摩阻力zsdN1qu dz u为桩的周长为桩的周长S0Sp 各点位移各点位移Q轴向力轴向力NS0Spx0s0kZ,qkZtg 超静孔隙水压力消散,土的触变性打入预制桩,挤土使qs增加：(1)挤密(2)残余应力钻孔预制桩,常使qs减少：(1)泥皮(2)应力松弛但是也有水泥浆渗入土中使表面粗糙粘性土的摩阻

11、力有时效性,其他施工因素太沙基梅耶霍夫型很小qcpuqNcNNBq2(1)(1)很难达到整体破坏很难达到整体破坏(2)(2)端承力与深度有关端承力与深度有关(3)(3)存在临界深度存在临界深度qcpuqNcNq屈曲破坏屈曲破坏取取决于桩身的材料强度决于桩身的材料强度整体剪切破坏整体剪切破坏-取取决于桩端土的支承力决于桩端土的支承力刺入破坏刺入破坏-取取决于桩周土强度（土较硬）决于桩周土强度（土较硬）取取决于上部结构所能承受的极限沉降（土较软）决于上部结构所能承受的极限沉降（土较软）与施工方法有关桩端充填粉土桩端充填粉土问题问题侧摩阻力的方向侧摩阻力的方向？与土性有关,存在临界深度正摩阻正摩阻负

12、摩阻负摩阻三、三、 桩侧负摩阻力桩侧负摩阻力lnNegative土位移土位移Ss桩位移桩位移Sp-+摩阻力摩阻力轴向力轴向力Nnsi0zniqktg 1 1）通过计算预估下沉的沉降量。）通过计算预估下沉的沉降量。2 2）在预制桩表面涂一薄层沥青。）在预制桩表面涂一薄层沥青。3 3）在桩土之间加一层土浆，减少摩擦力。）在桩土之间加一层土浆，减少摩擦力。（斑脱土浆）（斑脱土浆）斑脱土泥浆泵斑脱土泥浆泵是用来在内孔壁形成涂层，是用来在内孔壁形成涂层，同时在下套管时减少摩擦力同时在下套管时减少摩擦力。在砂土中钻孔是必备设备。在砂土中钻孔是必备设备。混凝土混凝土R = c fc Ap钢筋混凝土钢筋混凝土

13、R = （ c fc Ap + fy Ag）钢筋抗压强钢筋抗压强度设计值度设计值桩身材料混凝土混凝土 R = R = c cf fc cA Ap p钢筋混凝土钢筋混凝土 R = R = （ c cf fc cA Ap p+f+fy yA Ag g）钢筋抗压强钢筋抗压强度设计值度设计值锚桩反力梁 次梁次梁锚筋锚筋锚桩锚桩主梁主梁千斤顶千斤顶百分表百分表基准柱基准柱锚桩 桁架法,2400吨桩顶试验中桩顶试验中Osterberg法 OsterbergOsterberg测桩法测桩法检测钻孔灌注桩单桩承载力的原理检测钻孔灌注桩单桩承载力的原理( (图图1)1)，是在桩底预先放置一个直径稍小于桩径，是在桩

14、底预先放置一个直径稍小于桩径的，可上下膨胀的压力室，试验时给压力室加压，使桩身获得向上的托力，同时桩的，可上下膨胀的压力室，试验时给压力室加压，使桩身获得向上的托力，同时桩端获得向下的压力，桩尖位移和桩身位移的量测采用分离独立系统，仪表通过连端获得向下的压力，桩尖位移和桩身位移的量测采用分离独立系统，仪表通过连接在桩底部的细杆量测桩尖的向下位移量，仪表量测桩身的向上位移量。因而分接在桩底部的细杆量测桩尖的向下位移量，仪表量测桩身的向上位移量。因而分别直接测定桩侧阻和端阻和相应位移的关系，由此验证桩的承载力是否满足设计的别直接测定桩侧阻和端阻和相应位移的关系，由此验证桩的承载力是否满足设计的要求

15、。这是一种很巧妙的测桩方法，比传统的静载测桩法省力、省钱、省时，又比要求。这是一种很巧妙的测桩方法，比传统的静载测桩法省力、省钱、省时，又比动测法直接可靠，利用桩的自重和摩阻力作为自锚反力，可得到很高的试验荷载，动测法直接可靠，利用桩的自重和摩阻力作为自锚反力，可得到很高的试验荷载，这一点对于大型桩这一点对于大型桩( (墩墩) )尤其意义重大。目前该方法在美国、加拿大、英国、日本及尤其意义重大。目前该方法在美国、加拿大、英国、日本及香港等地已有不少工程实际应用的例子。已经可测桩径近香港等地已有不少工程实际应用的例子。已经可测桩径近2 m2 m的大型桩的大型桩( (墩墩) )，试验，试验承载力达

16、承载力达60 MN60 MN，这是一般测桩法无法或很难做到的。对于端承力与侧阻力不相等，这是一般测桩法无法或很难做到的。对于端承力与侧阻力不相等情况，也可通过调整桩浇筑深度及半径加以解决。情况，也可通过调整桩浇筑深度及半径加以解决。图图1Osterberg桩基载荷试验原理桩基载荷试验原理安装钢筋笼安装多动式uukQQspukQ21nnSSnQukcppii siQq Aulf 、 ：修正系数：修正系数 -对粘性土、粉土去对粘性土、粉土去2/32/3，饱和砂土取，饱和砂土取1/21/2； -粘性土粘性土 砂性土砂性土q qc c, f, fsi si ：探头的端阻与侧阻：探头的端阻与侧阻Elec

17、tric static cone55. 0)(04.10aiif45. 0)(05. 5aiif注：双桥静力触探注：双桥静力触探 混凝土预制桩混凝土预制桩 当根据单桥探头静力触探资料确定当根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩混凝土预制桩单单桩竖向极限承载力标准值时，如无当地经验可按下式桩竖向极限承载力标准值时，如无当地经验可按下式计算：计算：Q Qukuk= Q= Qsksk+ Q+ Qpkpk= uq= uqsiksikl li i+p pskskA Ap p式中式中u u桩身周长；桩身周长； A Ap-p-桩端面积；桩端面积； q qsik-sik-用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第用

18、静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i i层土的极限侧阻力标准层土的极限侧阻力标准值（值应结合土工试验资料，依据土的类别、埋藏深度、排列顺序，按图值（值应结合土工试验资料，依据土的类别、埋藏深度、排列顺序，按图折线取值；并注意修正）；折线取值；并注意修正）； l li i桩穿越第桩穿越第i i层土的厚度；层土的厚度； 桩端阻力修正系数。桩端阻力修正系数。 注：图中，直线注：图中，直线A A（线段（线段ghgh）适用于地表下）适用于地表下6m 6m 范围内的土范围内的土层；折线层；折线B B（线段（线段oabcoabc）适用于粉土及砂土土层以上（或无粉）适用于粉土及砂土土层以上（或无粉土及砂土土层地

19、区）的粘性土；折线土及砂土土层地区）的粘性土；折线C C（线段（线段odefodef）适用于粉）适用于粉土及砂土土层以下的粘性土；折线土及砂土土层以下的粘性土；折线D D（线段（线段oefoef）适用于粉土、）适用于粉土、 粉砂、粉砂、 细砂及中砂。细砂及中砂。当桩端穿越粉土、粉砂、细砂及中砂层底面时，折线当桩端穿越粉土、粉砂、细砂及中砂层底面时，折线D D估算估算的值需乘以下表系数值；的值需乘以下表系数值； sikqs q qsksk-p-ps s曲线曲线系数值系数值sslspp /s 5 5 7.51010 1.00 0.50 0.33注：注： 为桩端穿越的中密为桩端穿越的中密- -密实砂

20、土密实砂土、粉土的、粉土的比贯入阻力平均值；比贯入阻力平均值； 为砂土、粉土的下卧软土层的比为砂土、粉土的下卧软土层的比贯入阻力平均值；贯入阻力平均值； 采用的单桥探头，圆锥底面积为采用的单桥探头，圆锥底面积为15 15 ，底部带，底部带7cm7cm高滑套，锥角高滑套，锥角 。spslp2cm60 系数值系数值桩入土桩入土深度深度（m m）h1515h h303030 h6060 0.750.75 - - -0.90 0.90注：桩入土深度注：桩入土深度15h30m15h30m时，时，值按值按 h h值线内插；值线内插；h h为基为基底至桩端全断面的距离（不包括桩间高度）。底至桩端全断面的距离

21、（不包括桩间高度）。psk桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值（平均值），桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值（平均值），见见下式：下式： 当当 时时当当 时时 式中式中 桩端全截面以上桩端全截面以上8 8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；倍桩径范围内的比贯入阻力平均值； 桩端全截面以下桩端全截面以下4 4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值倍桩径范围内的比贯入阻力平均值 ，如桩端持力层为密实的砂土层，其比贯入阻力平均值如桩端持力层为密实的砂土层，其比贯入阻力平均值 超过超过20MPa20MPa时，时，则需乘以系数则需乘以系数C C予以折减后，再计算予以折减后，再计算 及及 值；值； 折减系数，按折减系数

22、，按 值从表选用。值从表选用。 21skskpp)(2121skskskppp21skskpp2skskpp1skp2skpsp2skp1skp12/skskppukskpkpsikpkpQQQuqliq A （1 1）一般预制桩及中小直径灌注桩）一般预制桩及中小直径灌注桩对直径对直径800 6d应力叠加应力叠加 桩底应力增加桩底应力增加, ,使承载力不足使承载力不足; ;总的总的沉降增加沉降增加群桩各单桩承载力之和群桩的承载力群桩综合效应系数sp单桩侧阻群桩中单桩的平均侧阻侧阻群桩效应系数s0 .1单桩端阻群桩中单桩的平均端阻端阻群桩效应系数pP234 表表8.17ppksskcckspcQ

23、QQR 准值承台底土极限承载力标承台底平均极限土抗力ccpscps群桩效应系数抗力分项系数nAqQcckckkckfq2承台宽度的深度内(5m)地基土极限抗力标准值cececciciccAAAA0 .15 .0; 5 .01 .0ecicBkf见见235页表页表 8.18 承台内外土阻承台内外土阻力群桩效应系数力群桩效应系数ecAicA234页实实际际分分布布假设的分布假设的分布FG GNrR0r r0 0 建筑物重要性系数建筑物重要性系数一级一级 r r0 0 =1.1 =1.1二级二级 r r0 0 =1.0 =1.0三级三级 r r0 0 =0.9 =0.9假设每个桩的荷载假设每个桩的荷

24、载nGFN基桩承载力设计值基桩承载力设计值G G承台及其上回填承台及其上回填土总自重设计值。土总自重设计值。yixii22iiM xM yFGNnyx 0maxN1.2RMyMx987216345XYx7y7yiximax22iiM xM yFGNnyx 0r NR 地震震害调查表明，不论桩周土类别如何，基桩竖地震震害调查表明，不论桩周土类别如何，基桩竖向承载力均可提高向承载力均可提高25%25%，故：，故：轴心荷载作用下轴心荷载作用下 N1.25RN1.25R偏心荷载作用下偏心荷载作用下 N1.25RN1.25R N Nmaxmax1.5R1.5R可不考虑地震作用的情况可不考虑地震作用的情况

25、, ,见教材见教材236236页页. .F lG B0A(1)中心荷载(2)偏心荷载Wx ,Wy假想实体基础截面抵抗矩Mx ,My假想基础底面上的力矩av00A (B2l tg)(L2l tg);4 kkkaFGpfA ykkxk m axaxyMFGMp1.2fA WW F F l lB B0 0t t z z G G 00sik iz00wukzzqFG2(LB )q l(L2ttan )(B2ttan )qz 仅经深度仅经深度修正修正分项系数分项系数取取1.651.65173173页页按整体基础按整体基础F lB0t zG aet(sd )cos /2sikiz2e4(Nuql )(d2

26、t tan) 4);2)(2(00avltgLltgBAAGFp)(0ldpp计算计算S = S iS=e S :沉降计算经验系数沉降计算经验系数p239， e:等效沉降系数，由于布氏等效沉降系数，由于布氏解作用在弹性体表面，现在是解作用在弹性体表面，现在是作用在弹性体内部。作用在弹性体内部。F l G B0A一、设计内容及步骤一、设计内容及步骤桩型、桩长和截面尺寸选择桩型、桩长和截面尺寸选择桩型：上部结构的型式、荷载桩型：上部结构的型式、荷载、地质条件、环境条件及当地、地质条件、环境条件及当地的施工条件和经验。的施工条件和经验。截面尺寸：实心方桩边长为截面尺寸：实心方桩边长为300500 L

27、=2530m（现场（现场预制）预制）L12m（工厂预制）（工厂预制）桩端进入持力层的深度：桩端进入持力层的深度：粘性土、粉土粘性土、粉土2d2d，砂类土，砂类土1.5d,1.5d,碎石类土碎石类土1d,1d,当存当存在软弱下卧层时在软弱下卧层时, ,桩端以下硬持力层厚度桩端以下硬持力层厚度4d,4d,嵌岩桩进嵌岩桩进入微风化或中等风化的岩体的最小深度入微风化或中等风化的岩体的最小深度0.5m.0.5m.临界深度临界深度: :砂、砾临界深度砂、砾临界深度= =（3 31010）d d （d d为桩径）为桩径）粘性土、粉土临界深度粘性土、粉土临界深度= =（2 26 6）d d经济角度：经济角度：

28、沉管灌注桩最为经济，后为钻孔灌注撞、冲孔灌注桩、人沉管灌注桩最为经济，后为钻孔灌注撞、冲孔灌注桩、人工挖孔桩、混凝土预制方桩、普通预应力管桩、预应力高工挖孔桩、混凝土预制方桩、普通预应力管桩、预应力高强混凝土管桩、钢管桩强混凝土管桩、钢管桩周边环境周边环境:城市环境：不允许打桩时，选用振动比较小的桩，如：钻城市环境：不允许打桩时，选用振动比较小的桩，如：钻孔灌注桩、人工挖孔桩、冲孔灌注桩、静力压桩等。孔灌注桩、人工挖孔桩、冲孔灌注桩、静力压桩等。 建筑物的重要程度。建筑物的重要程度。1.1.桩的根数桩的根数n n中心荷载作用（轴心受压）中心荷载作用（轴心受压）：FGnR偏心荷载作用（偏心受压）

29、偏心荷载作用（偏心受压）00(1.1 1.2)(0.9 1.4)nnnn0FGnRaKKRGFn 桩的间距过大，承台体积增加，造价增加，有时桩的间距过大，承台体积增加，造价增加，有时基础间的空间不允许；基础间的空间不允许；桩的间距过小，桩的承载能力不能充分发挥，且桩的间距过小，桩的承载能力不能充分发挥，且给施工带来较大困难。给施工带来较大困难。 一般情况下：一般情况下： 具体见下表规定具体见下表规定dsa)43( 布置原则：布置原则：各桩受力均匀，各桩受力均匀，尽可能使上部荷载的中心与群桩的横截面形尽可能使上部荷载的中心与群桩的横截面形心重合或接近；心重合或接近；偏心作用时，应增加桩基横截面的

30、惯性矩，对群桩基础，宜偏心作用时，应增加桩基横截面的惯性矩，对群桩基础，宜采用采用外密内松外密内松的布置方式；的布置方式；对横墙下桩基，可在外纵墙之外设一至二根对横墙下桩基，可在外纵墙之外设一至二根“探头探头”桩；桩；在有门洞口的墙下布桩应将桩设置在在有门洞口的墙下布桩应将桩设置在门洞的两侧。门洞的两侧。桩在平面上可布置为：方形（或矩形）、三角形、多边形、桩在平面上可布置为：方形（或矩形）、三角形、多边形、梅花形；条形基础下的桩，可采用单排或双排，也可采用不等梅花形；条形基础下的桩，可采用单排或双排，也可采用不等距。距。 柱下桩基柱下桩基 墙下桩基墙下桩基圆（环）形桩基圆（环）形桩基外纵墙下外

31、纵墙下 探头探头 桩桩 探头探头 桩桩架式承台架式承台重墙下重墙下架式承台架式承台桩桩三、三、 桩基承载力验算桩基承载力验算* * * *1. 1. 桩顶作用效应计算桩顶作用效应计算中心荷载作用（轴心受压）：中心荷载作用（轴心受压）：nGFQKKK 式中：式中：Fk-Fk-相应于荷载效应标准组相应于荷载效应标准组合时，作用在桩基承台顶面的竖向力合时，作用在桩基承台顶面的竖向力；Gk-Gk-桩基承台及其上填土的自重标桩基承台及其上填土的自重标准值。准值。xFK+GK承台承台底面底面xyxixmaxymaxyiyMxKxFK+GKMyKHK承台承台底面底面xixmaxyiymax偏心竖向力作用下：

32、偏心竖向力作用下： 22iiyKiixKKKiKxxMyyMnGFQnHHKiK 水平力作用下：水平力作用下：* * * * 桩顶作用效应均按荷载作桩顶作用效应均按荷载作用效应标准组合计算。用效应标准组合计算。 当基桩承受较大水平力，或为高承台桩基时，桩顶作用当基桩承受较大水平力，或为高承台桩基时，桩顶作用效应的计算应考虑承台与基桩协同工作和土的弹性抗力。对烟效应的计算应考虑承台与基桩协同工作和土的弹性抗力。对烟囱、水塔、电视塔等高耸结构物桩基则常采用圆形或环形刚性囱、水塔、电视塔等高耸结构物桩基则常采用圆形或环形刚性承台，当基桩宜布置在直径不等的同心圆圆周上，且同一圆周承台，当基桩宜布置在直

33、径不等的同心圆圆周上，且同一圆周上的桩距相等时，仍可按上式计算。上的桩距相等时，仍可按上式计算。2. 2. 单桩承载力验算单桩承载力验算* * * *中心荷载作用（轴心受压）桩基：中心荷载作用（轴心受压）桩基：aKRQ 偏心荷载作用（偏心受压）桩基：偏心荷载作用（偏心受压）桩基：aKRQ aKRQ2 . 1max HaiKRH 水平力作用下：水平力作用下：偏心荷载作用（偏心受压）桩基：偏心荷载作用（偏心受压）桩基：aKRQ aKRQ2 . 1max xyxixmaxymaxyiyMxKxFK+GKMyKHK承台承台底面底面xixmaxyiymaxnGFQKKK 2max2maxmaxiyKix

34、KKKKxxMyyMnGFQ此桩受压力最大此桩受压力最大考虑地震作用效应的桩基单桩承载力验算考虑地震作用效应的桩基单桩承载力验算中心荷载作用（轴心受压）桩基：中心荷载作用（轴心受压）桩基：aKRQ25. 1 偏心荷载作用（偏心受压）桩基：偏心荷载作用（偏心受压）桩基：aKRQ25. 1 aKRQ5 . 1max 地震震害调查表明，不论桩周土类别如何，基桩竖向承地震震害调查表明，不论桩周土类别如何，基桩竖向承载力均可提高载力均可提高25%25%。 对于主要承受竖向荷载的抗震设防区低承台桩基，当同时对于主要承受竖向荷载的抗震设防区低承台桩基，当同时满足下列条件时，计算桩顶作用效应时可不考虑地震作用

35、：满足下列条件时，计算桩顶作用效应时可不考虑地震作用： （1 1）按）按建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范规定可不进行天然地基和基规定可不进行天然地基和基础抗震承载力计算的建筑物；础抗震承载力计算的建筑物； （2 2）不位于斜坡地带和地震可能导致滑移、地裂地段的）不位于斜坡地带和地震可能导致滑移、地裂地段的建筑物；建筑物； （3 3）桩端及桩身周围无可液化土层；）桩端及桩身周围无可液化土层； （4 4）承台周围无可液化土、淤泥、淤泥质土。）承台周围无可液化土、淤泥、淤泥质土。 对位于对位于8 8度和度和8 8度以上抗震设防区的高大建筑物低承台桩度以上抗震设防区的高大建筑物低承台桩基，在计算各基桩

36、的作用效应和桩身内力时，可考虑承台（基，在计算各基桩的作用效应和桩身内力时，可考虑承台（包括地下墙体）与基桩的共同工作和土的弹性抗力作用。包括地下墙体）与基桩的共同工作和土的弹性抗力作用。3. 3. 桩基软弱下卧层承载力验算桩基软弱下卧层承载力验算 当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时，应进当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时，应进行下卧层的承载力验算。根据该下卧层发生强度破坏的可能行下卧层的承载力验算。根据该下卧层发生强度破坏的可能性，分为整体冲剪破坏和基桩冲剪破坏。性，分为整体冲剪破坏和基桩冲剪破坏。 桩基软弱桩基软弱下卧层承载力验算下卧层承载力验算（a）整体冲剪破坏；）整体冲

37、剪破坏； （b）基桩冲剪破坏）基桩冲剪破坏 G GfkfkFK+GKFK+GKa0atSa-dzzczczq qsiasia式中：式中：z z-相应于荷载效应标准组相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值值（KPaKPa） cz cz -软弱下卧层顶面处土的自软弱下卧层顶面处土的自重应力值重应力值（KPaKPa） f faz az -软弱下卧层顶面处经深度修软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值正后的地基承载力特征值（KPaKPa）azczzf 的 计 算的 计 算：z 对桩距对桩距Sa6d6d及及桩距桩距Sa6d、且硬持力层、且硬持力层厚

38、度厚度t1/2（sa-d）cot的群桩基础的群桩基础一般可作一般可作整体冲剪破坏考虑，计算公式：整体冲剪破坏考虑，计算公式： tan2tan220000tbtalqbaGFisiaKkz azczzf 对桩距对桩距S Sa a6d6d、且硬持力层厚度、且硬持力层厚度 的群桩的群桩基础，以及单桩基础，应作基桩冲剪破坏考虑，有下列公式：基础，以及单桩基础，应作基桩冲剪破坏考虑，有下列公式： )cota at ts sed1 1 （2 22)tan2()(4 tdlquQeisiaKz 式中：式中：de 桩端等代直径，桩端等代直径，圆 形 桩圆 形 桩 d e = d ； 方 形 桩 为； 方 形

39、桩 为 : de=1.13b（b为为桩的边长）；按桩的边长）；按表表2-7确定地基压力扩散角确定地基压力扩散角时时，取，取b=de。azczzf q qsiasia 地基基础设计等级为甲级建筑物的桩基。地基基础设计等级为甲级建筑物的桩基。 体型复杂或桩端以下存在软弱土层的设计等级为体型复杂或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级建筑物桩基。乙级建筑物桩基。 对沉降有严格要求的建筑物桩基。对沉降有严格要求的建筑物桩基。 摩擦型桩基。摩擦型桩基。桩基础沉降验算桩基础沉降验算需要进行沉降计算需要进行沉降计算（桩基础沉降的计算范围）桩基础沉降的计算范围） ： 嵌岩桩、设计等级丙级建筑物桩基，对沉嵌岩桩、

40、设计等级丙级建筑物桩基，对沉降无特殊要求的降无特殊要求的条形基础下不超过两排桩条形基础下不超过两排桩的桩基。吊车工作制级别的桩基。吊车工作制级别A5级级A5以下的以下的单层工业厂房桩基（桩端下为密实土层）单层工业厂房桩基（桩端下为密实土层）。不需要沉降计算的情况：不需要沉降计算的情况：计算方法：计算方法：单向压缩分层总和法单向压缩分层总和法 mjniisjijijpjEhs11, 地基内的应力分布宜采用各向地基内的应力分布宜采用各向同性均质线性变形体理论按实体同性均质线性变形体理论按实体深基础（深基础（s6ds6d）或其他方法）或其他方法( (包括包括明德林应力公式方法明德林应力公式方法) )

41、计算：计算：桩基负摩阻力验算桩基负摩阻力验算群桩中任一基桩的下拉荷载：群桩中任一基桩的下拉荷载： 4dqdssFQnnayaxn1nnng 其中：其中：nininipnlu桩基负摩阻力验算：桩基负摩阻力验算：对于摩擦型基桩：对于摩擦型基桩：中性点以上侧阻为零，按下式验算：中性点以上侧阻为零，按下式验算： 当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时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，尚应将负摩阻力引起的下拉荷载 计人附加荷计人附加荷载验算桩基沉降。载验算桩基沉降。ngQaiKRQ 对于端承型基桩：对于端承型基桩：angikRQQ 计算计算Ra时，中性点以上侧阻为

42、零时，中性点以上侧阻为零。aiKRQ pccAfQ 1. 1. 桩身混凝土强度应满足桩的承载力要求：桩身混凝土强度应满足桩的承载力要求：f fc c混混凝土轴心抗压强度设计值凝土轴心抗压强度设计值; ;Q Q相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值设计值; ;A Ap p桩身的横截面面积桩身的横截面面积; ;c c桩工作条件系数，预制桩取桩工作条件系数，预制桩取0.75,0.75,灌注桩取灌注桩取0.60.60.7(0.7(水下灌注桩或长桩时用低值水下灌注桩或长桩时用低值) )。四、桩身截面强度计算四、桩身截面强度计算2.2.桩混凝土等级、配筋要求桩混凝土

43、等级、配筋要求（1 1）桩混凝土等级）桩混凝土等级预制桩的混凝土强度等级不应低于预制桩的混凝土强度等级不应低于C30；灌注桩灌注桩不应低于不应低于C20；预应力混凝土桩不应低于预应力混凝土桩不应低于C40。（2 2）桩配筋要求）桩配筋要求桩的主筋应经计算确定。桩的主筋应经计算确定。 预制桩钢筋：主筋（纵向）应按计算确定并根据断面的预制桩钢筋：主筋（纵向）应按计算确定并根据断面的大小及形状选用大小及形状选用48根直径为根直径为1425的钢筋。最小配筋率的钢筋。最小配筋率 ：打入式预制桩：打入式预制桩：min0.8%，一般可为，一般可为1%左右。左右。静压法沉桩的预制桩：静压法沉桩的预制桩： mi

44、n0.6% ；主筋混凝土保护层应主筋混凝土保护层应30。 箍筋直径：箍筋直径：68，间距，间距200，在桩尖和桩顶处应适当加密（，在桩尖和桩顶处应适当加密（如图所示）；用打入法沉桩时，如图所示）；用打入法沉桩时，桩顶桩顶23d范围箍筋应加密。范围箍筋应加密。直接受直接受到锤击的桩顶应设置三层到锤击的桩顶应设置三层 64070的钢筋网，间距的钢筋网，间距50。桩尖。桩尖所有主筋应焊接在一根圆钢上，或在桩尖处用钢板加强。所有主筋应焊接在一根圆钢上，或在桩尖处用钢板加强。预制桩的弯矩一般与桩的起吊、运输、锤击过预制桩的弯矩一般与桩的起吊、运输、锤击过程中的各种强度验算有关。程中的各种强度验算有关。桩

45、长在桩长在20m以下以下者，起吊时采用者，起吊时采用双点起吊双点起吊；在打；在打桩架龙门吊立时，采用单点吊。桩架龙门吊立时，采用单点吊。吊点位置应按吊点间的吊点位置应按吊点间的正弯矩正弯矩和吊点处的和吊点处的负弯负弯矩相等矩相等的条件确定。的条件确定。如图所示，式中的如图所示，式中的q为桩单位长度的重力。为桩单位长度的重力。K=1.3。预制桩施工阶段验算：预制桩施工阶段验算： 主筋为主筋为610根根 1214，灌注桩钢筋：灌注桩钢筋：min 0.2%0.65%，小直径桩取大值。，小直径桩取大值。箍筋直径：箍筋直径：68，间距：，间距：200300，宜采用螺旋式，宜采用螺旋式箍筋，受水平荷载较大

46、的桩基，桩顶箍筋，受水平荷载较大的桩基，桩顶35d范围箍筋适范围箍筋适当加密。当钢筋笼长度超过当加密。当钢筋笼长度超过4m，应每隔，应每隔2m左右设一道左右设一道1218焊接加劲箍筋。焊接加劲箍筋。主筋混凝土保护层应主筋混凝土保护层应35,水下灌注混凝土水下灌注混凝土50 。配筋长度要求：配筋长度要求：1 1）受水平荷载和弯矩较大的桩，配筋长度应通过）受水平荷载和弯矩较大的桩，配筋长度应通过计算确定；计算确定；2 2）桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时）桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时，配筋长度应穿过淤泥、淤泥质土或液化土层；，配筋长度应穿过淤泥、淤泥质土或液化土层；3 3）坡地

47、岸边的桩、）坡地岸边的桩、8 8度及度及8 8度以上地震区的桩、抗度以上地震区的桩、抗拔桩、嵌岩端承桩应通长配筋；拔桩、嵌岩端承桩应通长配筋；4 4）桩径大于）桩径大于600mm600mm的钻孔灌注桩，构造钢筋的长度的钻孔灌注桩，构造钢筋的长度不宜小于桩长的不宜小于桩长的2/32/3。1、类型：柱下独立承台、柱下或墙下条形承台梁、筏板承台、类型：柱下独立承台、柱下或墙下条形承台梁、筏板承台和箱形承台。和箱形承台。2、作用：是将桩联结成一个整体，并把建筑物的荷载传到桩、作用：是将桩联结成一个整体，并把建筑物的荷载传到桩上，因而承台应具有足够的强度、刚度。上，因而承台应具有足够的强度、刚度。1 ）

48、 外形尺寸及构造外形尺寸及构造外形尺寸：主要为平面尺寸，外形尺寸：主要为平面尺寸， 高度高度是通过是通过抗冲切、抗剪切确定抗冲切、抗剪切确定的。的。承台的平面尺寸一般由上部结构、桩数及布桩形式确定。承台的平面尺寸一般由上部结构、桩数及布桩形式确定。通常，墙下桩基采用条形承台梁；柱下桩基采用板式承台（通常，墙下桩基采用条形承台梁；柱下桩基采用板式承台（矩形或三角形）（如图矩形或三角形）（如图8-32所示）其剖面形状可作成锥形、所示）其剖面形状可作成锥形、台阶形和平板形。台阶形和平板形。承台的平面尺寸和厚度：承台的平面尺寸和厚度：厚度：应厚度：应300，宽度，宽度500500。平面尺寸：承台边缘至

49、边桩中心距离不应小于桩的直径或边长平面尺寸：承台边缘至边桩中心距离不应小于桩的直径或边长，切边缘挑出部分应，切边缘挑出部分应150150，对于条形承台梁应，对于条形承台梁应7575。桩顶嵌入长度：为保证群桩与承台之间连接的整体性，桩顶桩顶嵌入长度：为保证群桩与承台之间连接的整体性，桩顶应嵌入承台一定长度，对大直径桩宜应嵌入承台一定长度，对大直径桩宜100100；对中等直径桩；对中等直径桩宜宜5050。桩顶主筋锚固长度：混凝土桩的桩顶主筋应伸入承台内，其桩顶主筋锚固长度：混凝土桩的桩顶主筋应伸入承台内，其锚固长度宜锚固长度宜30 30 ，对于抗拔桩基应，对于抗拔桩基应40 40 。承台混凝土强度

50、等级：承台的混凝土强度等级宜承台混凝土强度等级：承台的混凝土强度等级宜C15C15，采用，采用级钢筋时宜级钢筋时宜C20C20。gdgd钢筋配置：承台的配筋按计算确定，对于矩形承台钢筋配置：承台的配筋按计算确定，对于矩形承台板，宜双向均匀配置，钢筋直径宜板，宜双向均匀配置，钢筋直径宜 ，间距应，间距应满足满足100100200200；对于三桩承台，应按三向板带均；对于三桩承台，应按三向板带均匀配置，最里面匀配置，最里面3 3根钢筋相交围成的三角形，应位于根钢筋相交围成的三角形，应位于柱截面范围以内柱截面范围以内 见图见图 。钢筋保护层厚度：台底钢筋的混凝土保护层厚度宜钢筋保护层厚度：台底钢筋的

51、混凝土保护层厚度宜7070。当有混凝土垫层时不应小于。当有混凝土垫层时不应小于4040，承台梁，承台梁的纵向主筋应的纵向主筋应 。1012柱下多桩矩形承台：柱下多桩矩形承台：计算截面应取在计算截面应取在柱边柱边和和承台高度变化处承台高度变化处（杯口外侧或台阶边缘）（杯口外侧或台阶边缘）( (图图8-348-34） 式中：式中： Mx ,My-Mx ,My-垂直于垂直于x x、y y轴方向计算截面弯矩设计值；轴方向计算截面弯矩设计值； xi,yi-xi,yi-垂直垂直y y轴和轴和x x轴方向自桩轴线到相应计算距离轴方向自桩轴线到相应计算距离； Ni-Ni-扣除承台和承台上土重设计值后扣除承台和

52、承台上土重设计值后, ,桩竖向净桩竖向净 反力设计值；当不考虑承台效应时，则为第反力设计值；当不考虑承台效应时，则为第 i i根桩的竖向总反力设计值根桩的竖向总反力设计值。 iiyiixxNMyNM计算公式：计算公式：柱下三桩三角形承台柱下三桩三角形承台计算截面应在柱边（图计算截面应在柱边（图8-358-35）按下式计算：按下式计算： 当计算弯矩截面不与主筋方向正交时，当计算弯矩截面不与主筋方向正交时，须对主筋方向角进行换算。须对主筋方向角进行换算。 yNMxNMyyxx柱下或墙下条形承台梁柱下或墙下条形承台梁一般采用弹性地基梁方法计算。一般采用弹性地基梁方法计算。当桩端持力层较硬且桩轴线不重

53、合时，可视装为不动支座，当桩端持力层较硬且桩轴线不重合时，可视装为不动支座，按连续梁计算。按连续梁计算。 承台承台厚度计算厚度计算：冲切及剪切条件确定，先按冲切计算，后按：冲切及剪切条件确定，先按冲切计算，后按剪切验算。剪切验算。承台承台强度计算强度计算：受冲切、受剪切、局部承压和受弯计算。：受冲切、受剪切、局部承压和受弯计算。（1）受冲切计算）受冲切计算1）破坏特征：）破坏特征：若承台高度不足，或承台变阶处的高度不足，将会产生冲切若承台高度不足，或承台变阶处的高度不足，将会产生冲切破坏。破坏。 其破坏方式分为沿柱边的冲切和基桩对承台的冲切（其中其破坏方式分为沿柱边的冲切和基桩对承台的冲切（其

54、中基桩对承台的冲切主要为柱冲切破坏锥体以外的基桩，即单基桩对承台的冲切主要为柱冲切破坏锥体以外的基桩，即单桩多为角桩对承台的冲切作用）。桩多为角桩对承台的冲切作用）。柱边冲切破坏锥体柱边冲切破坏锥体斜面与承台底面的斜面与承台底面的夹角大于或等于夹角大于或等于450，该斜面的上周边，该斜面的上周边位于位于柱与承台交接柱与承台交接处或变阶处处或变阶处，下周，下周位于相应的位于相应的桩顶内桩顶内边缘处边缘处（图（图8.36）。 2）计算公式：）计算公式： 承台抗冲切承载力与冲切锥体有关，用冲跨比表示。承台抗冲切承载力与冲切锥体有关，用冲跨比表示。 式中：式中： 作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值；作

55、用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值； 承台混凝土抗拉强度设计值；承台混凝土抗拉强度设计值； 00ltmFf u hilNFF2 . 072. 0lFtf 冲切破坏锥体有效高度中线周长；冲切破坏锥体有效高度中线周长； 承台冲切破坏锥体的有效高度；承台冲切破坏锥体的有效高度； 冲切系数；冲切系数； mu0h柱下矩形承台：柱下矩形承台：柱下矩形独立承台受柱冲切时可按下式计算（见图柱下矩形独立承台受柱冲切时可按下式计算（见图8-36）：）：式中：式中： 由下式计算由下式计算 柱截面长、短边尺寸；柱截面长、短边尺寸； 自柱长边或短边到最近桩边的水平距离。自柱长边或短边到最近桩边的水平距离。0000002(

56、)()lxcyycxtr Fbahaf hyx00、2 . 072. 000 xx000haxx2 . 072. 000yy000hayyccbh 、yxaa00、柱下矩形独立承台受柱冲切破坏锥体以外基桩即角桩冲切时验柱下矩形独立承台受柱冲切破坏锥体以外基桩即角桩冲切时验算公式：算公式：式中：式中： 桩顶净反力最大值；桩顶净反力最大值； 或或 计算同上，计算同上， 角桩内边缘至承台边缘的平行于角桩内边缘至承台边缘的平行于x x、y y轴方向的距离；轴方向的距离； 自柱长边或短边到最近桩边的水平距离。自柱长边或短边到最近桩边的水平距离。110max12110()()22yxxytaar Nccf

57、 hmaxN2maxminmaxiixxyMnGFN2maxminmaxiiyyxMnGFNyx11、2 . 048. 011xx011haxx2 . 048. 011yy011hayy21cc、yxaa11、1 1）破坏特征：主要为柱（墙）荷载（最大）影响的剪切破坏）破坏特征：主要为柱（墙）荷载（最大）影响的剪切破坏，即柱与桩边连线所形成的斜截面（图，即柱与桩边连线所形成的斜截面（图8-378-37）。当柱（墙）外）。当柱（墙）外有多排桩形成多个剪切斜截面时，对每一个斜截面都要进行受有多排桩形成多个剪切斜截面时，对每一个斜截面都要进行受剪承载力计算。剪承载力计算。2）计算公式：柱下等厚度承台

58、的斜截面受剪承载力计算：）计算公式：柱下等厚度承台的斜截面受剪承载力计算： 当当1.4 3.0 3.0时时 0.3 1.4 1.4时时 000crVf b h5 . 12 . 03 . 012. 0式中：式中： 斜截面的最大剪力设计值；斜截面的最大剪力设计值； 混凝土轴心抗压强度设计值；混凝土轴心抗压强度设计值； 承台计算截面处的计算宽度承台计算截面处的计算宽度; 承台计算截面处的有效高度；承台计算截面处的有效高度； 剪切系数；剪切系数； 计算截面的剪跨比，计算截面的剪跨比， ， ，其中，其中 (图图8.38)为柱（墙）边或承台变阶处至为柱（墙）边或承台变阶处至x,y方向计算一排桩的方向计算一

59、排桩的桩边水平距离，当桩边水平距离，当Vcf0b0h0haxx0hayyyxaa 、3,33 . 03 . 0取时；当时，取对于柱下桩基承台，当混凝土强度等级低于柱的强度对于柱下桩基承台，当混凝土强度等级低于柱的强度等级时，应按混凝土结构验算局部受压承载力。等级时，应按混凝土结构验算局部受压承载力。（4）受弯计算）受弯计算 同上同上粘土粘土 2d砂土砂土 1.5d碎石碎石 1.0d 4d 1.0d 15cm10 cm010tmFfU hr0 建筑物重要性系数一级 r0 =1.1二级 r0 =1.0三级 r0 =0.9Um 冲切面中点周长冲切系数, ft混凝土抗拉强度 00,2 . 072. 0

60、haF45oh001111211022hfacacNtxyyxN N1 1角桩竖向力设计值角桩竖向力设计值 1x 1x , , 1y1y冲切系数冲切系数, , f ft t混凝土抗拉强度混凝土抗拉强度 F Fh h0 0a aixixa aiyiyc c1 1c c2 245o)4 .13 .0( ,3 .012.0)0 .34 .1( ,5 .12 .0;0000hbfVhbfVycxxcya ax xh h0 0V Vx x= = Q Qi i垂直垂直X X方向的斜截面上最大剪力设计值方向的斜截面上最大剪力设计值； 剪切系数；剪切系数；fcfc混凝土抗压强度混凝土抗压强度 0hax抗弯验算