桩基础设计（PDF共38页）

1、钟山风雨起苍黄，百万雄师过大江虎踞龙盘今胜昔，天翻地覆慨而慷宜将胜勇追穷寇，不可沽名学霸王天若有情天宜老，人间正道是沧桑7/23/20221登金陵凤凰台李 白凤凰台上凤凰游，凤去台空江自流。吴宫花草埋幽径，晋代衣冠成古丘。三山半落青天外，二水中分白鹭洲。总为浮云能蔽日，长安不见使人愁。7/23/20222第11章 桩基础设计第一节 桩基础分类和质量检验第二节 单桩轴向荷载的传递第三节 单桩竖向承载力特征值第四节 群桩竖向承载力第五节 桩基础设计学以修身为本，师以淑仁为善。7/23/20223第一节 桩基础分类和质量检验一、桩基础分类1. 承台位置分类 低承台桩基础 高承台桩基础群桩承台板承台梁

2、7/23/202247/23/202257/23/202262. 传力方式分类摩擦型桩 摩擦桩桩端阻力可不计 端承摩擦桩端阻力较大，但不大于30%端承型桩 摩擦端承桩主要端阻力，摩擦力较小 端承桩桩侧摩阻力可略去7/23/202273. 桩身材料分类 混凝土桩 钢筋混凝土桩 钢桩 开口或敞口管桩 H型钢桩 异型钢桩木桩较少采用7/23/202284. 成桩方法分类（1）预制桩动力打桩机打入土层静力压桩机压入土层7/23/20229（2） 灌注桩 a. 沉管灌注桩b. 钻孔灌注桩 泥浆护壁 钢套管护壁下钢筋笼浇混凝土7/23/202210c. 挖孔灌注桩 机械挖孔 人工挖孔：需要护壁d. 扩底桩

3、 钻扩桩 爆扩桩 夯扩桩夯扩桩机7/23/202211二、桩的质量检验方法开挖检验：观察外露部分钻芯法钻取混凝土芯样抗压强度测试，确定质量是否达标声波检测法测定超声波在桩身内的传播速度检测缺陷动测法：动应变测试7/23/202212第二节 单桩竖向荷载传递一、抗压桩桩身受力1. 外加压力Q承台传来之力方向向下2. 抗力（承载力之要素）桩侧摩阻力qs（或）桩端反力qP（）3. 特定情况要考虑弯曲变形qsQqP7/23/202213二、负摩阻力的概念1. 定义桩侧摩阻力qs（），称为负摩阻力负摩阻力对工程有害2. 可能出现负摩阻力的情况地表大面积堆载或新填土桩穿过欠固结土，支承于坚硬土层地下水位下

4、降，引起地面下陷湿陷性黄土浸水后产生湿陷7/23/2022143. 负摩阻力产生机理 桩周土的沉降量桩的下降量4. 中性点（1）定义：桩、土位移相等，qs=0的分界点 其上，负摩阻；其下，正摩阻（2）位置 当桩周主要为处于固结的土层时，中性点位置大多在桩长的70%75深度处 支承在基岩上的桩，中性点接近基岩面7/23/202215第三节 单桩竖向承载力 特征值一、试桩法1. 静力试桩数量要求（1）不少于总桩数的1%（2）不少于3根桩2. 试验装置（1）加载系统（2）测量系统7/23/2022167/23/2022173. 试验要点（1）开始时间：预制桩入土时间 砂土7天后 黏性土中不少于15天

5、 饱和软黏土不少于25天 灌注桩混凝土达到设计强度后（2）荷载分级：不小于8级 每级加荷量为预估极限荷载的 1/8 1/10 （3）测读沉降的时间：5、10、15min 间隔15min, 1h后间隔30min7/23/202218 连续两小时内每小时沉降40mm sn+1/sn 2, 且经24h尚未达到稳定 25m以上的非嵌岩桩，Qs曲线呈缓变时，s6080mm 在特殊条件下，可根据具体要求s100mm4. 承载力确定（1）极限承载力7/23/202219 陡降段的起点为极限荷载 沉降24h无法稳定时，取前一级荷载 曲线缓时，取s=40mm对应的荷载 极差不超过平均值的30%时， 取平均 值

6、为极限承载力 Qu（2）承载力特征值7/23/202220二、初步设计时单桩竖向承载力估算1. 摩擦桩竖向承载力特征值2. 嵌岩桩竖向承载力特征值7/23/202221例题10.1 钢筋混凝土预制方桩截面450mm450mm，长18m。打穿6m厚的淤泥质土qsa=5kPa，进入黏土层 qsa=32kPa、 qpa=1600kPa。求单桩竖向承载力特征值。解kN7/23/202222第四节 群桩竖向承载力一、群桩工作特点1. 端承型群桩基桩的工作性状与单桩一致群桩承载力等于单桩承载力之和，变形相等2. 摩擦型群桩应力发生重叠群桩承载力不等于各单桩承载力 之和群桩效率系数7/23/202223二、

7、承台下土对荷载的分担作用1. 承台效应摩擦型群桩在竖向荷载作用下，桩土相对位移承台下土分担一部分荷载形成复合桩基2. 复合桩基竖向承载力特征值承台效应系数，按表10-9取值计算基桩所对应的承台底面净面积A承台计算域面积Aps桩身截面面积n桩数7/23/202224第五节 桩基础设计一、选型尺寸1. 桩材料：钢筋混凝土、钢2. 桩型：预制、灌注 （1）10层以下房屋，直径500mm左右的灌注桩、边长400mm的预制桩； （2）1020层房屋，直径8001000mm左右的灌注桩、边长400mm、450mm的预制桩 （3）2030层房屋，直径10001200mm灌注桩、边长500mm预制桩7/23/

8、202225 （4）3040层房屋，1200mm灌注桩、外径500550mm预应力混凝土管桩、大直径钢管桩3. 确定尺寸（1）桩截面尺寸（2）桩身长度（3）承台标高4. 确定单桩竖向承载力特征值Ra初步设计时根据公式估算或勘察单位提供的数值7/23/202226二、估算桩数n1. 轴心受压2. 偏心受压桩数在轴压的基础上增加10%-20%三、布置桩位1. 布置原则（1）尽量使上部荷载中心与桩群截面重心重合7/23/202227（2）对称式，梅花形，行列式，环状排列（3）桩箱基础，宜将桩布置在墙下；桩筏基 础，宜将桩布置在梁（肋）下；大直径 桩，宜采用一柱一桩布置（4）同一结构单元，宜避免采用不

9、同的桩型7/23/2022282. 桩的平面尺寸满足最小中心距的要求： （1）摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍； （2）扩底灌注桩中心距不宜小扩底直径的1.5倍，当扩底直径2m时，桩端净距不宜小于1m。满足承台边缘距离的要求： （1）边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长，桩的外边缘至承台边缘的距离不小于150mm； （2）桩的外边缘至承台梁边缘至少75mm。7/23/202229偏心受压 平均值算法与轴心受压时相 同，角桩承担的轴力最大四、单桩承载力验算1. 单桩轴力Q计算轴心受压7/23/2022302. 承载力条件（1）轴心竖向荷载作用下（2）偏心竖向力作用下7/23/20

10、2231例题10.2 某一般建筑柱下三桩基础，轴心受压，如图所示。Fk=2250 kN， Gk=90kN。方形混凝土预制桩，边长为 400mm。验算基桩的竖向承载力。解（1）单桩竖向承载力特征值qpaqsaqsaqsakN7/23/202232（2） 在轴心竖向力作用下，单桩承载力 验算 符合规范要求kNkN7/23/202233例题10-3 某柱传至承台顶部的荷载效应标准值为：轴力1800kN、弯矩300kN.m、剪力40kN。采用边长400mm的预制方桩，桩长10m，单桩竖向承载力特征值Ra=420kN。试确定此柱下桩基础的桩数和平面布置(摩擦型桩)。解：（1）预估承台尺寸和埋深 设承台底面尺寸为3000mm4000mm 厚度1200mm 埋深1500mm7/23/202234（2） 确定桩数kNkN偏心受压，取放大系数1.1取n=67/23/202235（3） 桩群平面布置 6根桩布置成两排，每排三根中心距mm边桩中心到承台边缘的距离400mm边桩边缘承台边缘的距离200mm150mm承台底面实际尺寸3200mm2000mm12001200120040040040