桩基础毕业设计

1、精选优质文档倾情为你奉上精选优质文档倾情为你奉上专心专注专业专心专注专业精选优质文档倾情为你奉上专心专注专业河南理工大学毕业设计（论文）任务书 专业班级：岩土1001学生姓名：朱恩育 一、题目：南阳市建业森林半岛I期4号楼桩基础设计二、起止日期 2014 年 3 月 24日 至 2014年 6 月10日三、主要任务与要求 指导教师： 职称： 院 领 导： 签字（盖章） 年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）评阅人评语题目：南阳市建业森林半岛I期4号楼桩基础设计 评 阅 人： 职称： 工作单位： 年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）评定书题目：南阳市建业森林半岛I期4号楼桩基础设计 指导教师：

2、 职称： 年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）答辩许可证答辩前向毕业答辩委员会（小组）提交了如下资料：1、设计（论文）说明共页2、图纸共张3、指导教师意见共页4、评阅人意见共页经审查， 岩土工程 专业 1001 班 朱恩育 同学所提交的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。指导教师： 签字（盖章） 年 月 日根据审查，准予参加答辩。 答辩委员会主席（组长） 签字（盖章） 年 月 日河南理工大学毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议土木工程 学院 岩土工程 专业 1001 班 朱恩

3、育 同学的毕业设计（论文）于 2014 年 06 月 11 日进行了答辩。根据所提供的毕业设计（论文）材料、指导教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。一、毕业设计（论文）的总评语二、毕业设计（论文）的总成绩： 三、答辩组组长签名：答辩组成员签名：答辩委员会主席： 签字（盖章） 年 月 日摘 要随着我国经济的发展和建筑设计的多样化，高层建筑的基础设计对保证工程安全和控制工程造价至关重要。在选择基础形式时与建筑物的使用性质、上部结构类型、地质情况、抗震性能、对周围建筑物的影响及施工条件等有密切的关系。为节约投资应该对地基基础多方案比较进

4、行优化设计。现在社会高度发达，像以前那样的建筑已经不能满足人们生活、工作的需求了。不仅如此，人们随着社会的文明化也变得越来越文明，人们现在对建筑物的安全性、适用性、耐久性的要求越来越高。而以前那样的简单的基础已经不能满足这样的需要了。因此现在人们就越来越注重对地下空间的利用，往更深的土层寻求更大的支撑力来支撑人们的高层建筑物。桩基础就是这其中最重要的一种，到目前为止，它被大量的运用，但是我们的技术还是处在起步阶段，以后还需要工程师们辛勤的工作，完善桩基础的设计，使得我们人类的生活场所更加高端、大气、上档次。本设计是南阳市建业森林半岛I期4号楼桩基础设计，本设计的主要思路是根据地质勘察资料、施工

5、条件和工程要求，确定桩基础的桩型、桩的断面尺寸和长度、单桩容许承载力、桩的数量和平面布置以及承台的尺寸和构造，再根据承受的荷载验算桩基承载力，估算沉降量并验算桩和桩承台的强度。通过设计桩基础要达到掌握桩基设计计算的具体原理及主要设计步骤，更深入地理解桩基工程特性。通过本次钻孔灌注桩基础设计，使作者对桩的受力特点、制作工艺、设计过程和施工方法有一个更为深入的了解，做到了把作者大学四年所学的力学知识和基础课程与具体工程紧密结合，真正实现了理论应用于实践，增强了动手能力，对今后解决实际问题大有帮助。关键词：基础；桩基础；钻孔灌注桩；设计；施工AbstractWith the development

6、of our economy and the diversification of architectural design, foundation design of high-rise building is very important to guarantee construction safety and control the project cost. In choosing base form buildings with the use of the properties, the upper structure type, geological conditions, se

7、ismic performance and influence on surrounding buildings and the construction conditions have a close relationship. To save investment should optimize the foundation scheme is designed.The design of pile foundationof Nanyang Jianyeforest PeninsulaI4 floor, the main idea of this design is according t

8、o the geological exploration data, construction conditions and engineering requirements, determine the pile foundation pile type, pile section size and length, the number of allowable bearing capacity of single pile, pile and plane arrangement and the size and structure of the cofferdam, again accor

9、ding to withstand the load calculation of pile foundation bearing capacity, estimating and calculating the pile settlement and the strength of the pile caps. Through the design to achieve mastery of pile foundation design and calculation of concrete pile foundation principle and main design steps, a

10、 deeper understanding of pile foundation engineering characteristics.Through the drill hole filling pile foundation design, the author of pile bearing characteristics, production technology, design process and construction method has a more in-depth understanding, did the author at the university fo

11、ur years learning knowledge of mechanics and basic course and combining concrete engineering, truly achieve the theories into practice, enhance the ability to solve practical problems in the future. Keywords： Foundation；Pile foundation；Bored piles；Design；Construction目 录 TOC o 1-3 h z u 4.5 5.6 6.5 7

12、.7 总 结 PAGEREF _Toc h 80第一章 绪论1.1 选题的目的和意义目的：1.通过毕业论文的完成，能够更加深入的了解桩基础设计；2.对基坑的开挖及降水作简单的说明；3.掌握地基承载力的验算和承台的设计计算；4.最终可以独立完成与之相关的设计内容。意义：任何建筑物都建造在一定的地层上，建筑物的全部荷载都由它下面的地层来承担。受建筑物影响的那一部分地层称为地基，建筑物与地基接触的部分称为基础。基础工程包括建筑物的地基与基础的设计与施工。桩基技术极为复杂，发展空间相当广阔，成为地基基础领域中一个非常活跃的、具有很强生命力的分支领域，50 年来出现了许多新的桩型、新的工艺、新的设计理论

13、和新的科技成果，成为我国工程建设的有力支柱。为了很好地学习桩基础这一种施工工艺，熟练地掌握桩基础的施工技术和施工方法，接触国外和国内最新的新桩型、新的工艺、新的设计理念和新的科技成果，故本次设计特选择桩基础进行设计。 1.2 国内外研究综述（1）桩的发展历程最早使用的是木桩：早在 7000-8000 年前的新石器时代，人类在湖泊和沼泽里，栽木桩搭台作为水上依据，汉朝已用木桩修桥。到宋朝，桩基技术已比较成熟，今上海市的龙华塔和山西太原的晋祠圣母殿，都是现存的北宋年代修建的桩基建筑。在英国也保存有一些罗马时代修建的木桩基础的桥和居民点。20 世纪 20-30 年代出现沉管灌注混凝土桩。上海在 30

14、 年代修建的一些高层建筑的基础，就曾采用沉管灌注混凝土桩。到 50 年代，随着大型钻孔机的发展，出现了钻孔灌注混凝土或钢筋混凝土桩。后来，随着社会主义建设的发展，又根据地质条件和施工工艺，发展了钻、挖、冲孔灌注桩和爆扩桩，桩型多样化，直径向大型化发展，桥梁和高层建筑已用到直径为 3.0m 和 3.2m 的灌注桩。就打入桩来说，我国 20 世纪 30 年代建筑的钱塘江大桥，就采用过木桩和钢筋混凝土桩基础，桩型也多样化，有管桩、方桩、三角形桩、锥形桩和上部为钢筋混凝土、下部为 H 型钢桩的组合桩。就桩的长度来说，有整根预制的，也有分段预制拼接而成的。为了解决钢管桩用钢量大、易锈蚀和造价高的缺点，在

15、“六五”和“七五”期间，又研制了直径 1.2m 和直径 1.0m 的后张法预应力大管桩，应用于码头和海洋工程，近十多年来，在华南和华东地区，在建筑工程和高速公路建设中广泛用一种新型的先张法预应力混凝土管桩，管桩的规格多，应用极为方便。在我国，打入桩与灌注桩的应用同时并举，一般陆上的桩基工程，如工业与民用建筑和桥梁工程以灌注桩为主，海上或内河港口工程和固定式海上平台的桩基工程以打入桩为主。近年来，灌注桩发展迅速，已研制出多种施工技术，并且技术条件已经非常成熟，在国内的应用非常广泛。因灌注桩是用桩机设备在施工现场就地成孔或采用人工挖孔，在孔内放置钢筋笼，适用于不同土层，桩长可因地改变，没有接头，仅

16、承受轴向压力时，只需配置少量构造钢筋。需配制钢筋笼时，按工作荷载要求布置，节约了钢材，单桩承载力大，正常情况下，比预制桩经济。又因建筑场地的地层有预制桩不易穿过的土层，又本建筑位于小区密集区，所以对噪音要求比较严格，所以不能实施沉桩施工。该建筑附近也没有预制桩加工厂，所以考虑施工条件和建造成本，我们应采用钻孔灌注桩。（2）灌注桩的工作原理钻孔灌注桩是为了在地下水位较浅的地层中施工而采取的施工方法,主要原理是将钻渣利用泥浆带出,并保护孔壁不致坍塌,再使用水下混凝土浇筑的方法将泥浆置换出来,从而完成钻孔灌注桩的施工,要注意不要出现断状及缩径的情况。（3）灌注桩的施工1）泥浆护壁成孔灌注桩的施工泥浆

17、护壁成孔可用多种形式的钻机钻进成孔。在钻进过程中，为防止塌孔，应在孔内注入高塑性粘土或膨润土和水拌合的泥浆，同时利用钻削下来的粘性土与水混合自造泥浆保护孔壁。这种护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出孔内相对密度、稠度较小泥浆，从而排除土屑。当钻孔达到规定深度后，清除孔底泥渣，然后安放钢筋笼，在泥浆下灌注混凝土成桩。2）干作业成孔灌注桩施工干作业成孔灌注桩是指在不用泥浆或套管护壁情况下，用人工或机械钻具钻出桩孔，然后在桩孔中放入钢筋笼，再浇筑混凝土成桩。根据成孔方法可以分为螺旋钻成孔灌注桩、螺旋钻成孔扩底灌注桩、钻孔压浆灌注桩等。3）人工成孔灌注桩的施工人工挖孔灌注桩是用人工挖土成孔，然后安放钢

18、筋笼，浇筑混凝土成为支承上部结构的桩基。挖孔扩底灌注桩是在挖孔灌注桩的基础上，扩大桩端尺寸而成。这类桩由于其受力性能可靠，不需要大型机具设备，施工操作工艺简单，在各地应用较为普遍，已成为大直径灌注桩施工的一种主要工艺方式。4）爆扩成孔成孔灌注桩施工爆扩灌注桩是用钻具成孔或爆扩成孔，再在孔底形成球形扩大头后，浇筑混凝土成桩。 这种桩可充分利用地基承载力，具有灌注桩基础、天然地基上独立基础的作用和良好的技术经济效果，多年来在国内得到较为广泛的应用。1.3 本设计的内容（1）绪论部分主要对本次设计的目的和意义、桩的国内外发展历程和本次设计的设计内容进行大致的陈述，工程地质条件部分对拟建建筑物的场地条

19、件进行详细的说明，并对不良地质情况进行显著标明。（2）桩基础设计计算部分主要完成选定桩长和截面尺寸，确定单桩承载力特征值，确定桩数并进行桩的布置，进行桩身和承台的计算并满足构造设计要求，绘制桩基础平面布置图，桩和承台大样图，并提出必要的技术说明，最后编写设计论文。（3）施工技术和施工要求部分对冲孔灌注桩的施工准备，施工方案流程，主要技术要求，如果保证施工质量进行详细的论述，然后完成本次设计所得到的结论和成果，并对设计过程中所查阅的参考文献进行说明，最后对指导完成本论文的琚老师表示感谢。第二章 工程地质概况南阳建业森林半岛项目总占地479亩，项目总住宅面积60万平米，是集国际居住区、五星级酒店、

20、国际教育园区、亲水湿地公园、风情商业街等为一体国际化滨水生活综合体。建业.森林半岛，是建业住宅集团继建业绿色家园、桃花岛之后在南阳开发建设的又一个城市经典产品。项目位于滨河路与信臣路交会处，背靠独山，东临白河，北依第七届全国农民运动会主场馆，白河支流纵贯地块，绿地率高达40%以上，不可复制的生态水景和独山天然氧吧，让生活品质高人一等，尽显帝王气势！建业森林半岛项目拟分为五期开发，一期产品规划有9栋住宅建筑。在景观规划上，以“水、森林、蓝天、白云和游鱼”为天然设计元素，通过现代的施工工艺和写实的手法进行景观描绘，营造一个集水流、岛屿、林木及穿插其中的休闲漫步道等多项元素为一体的小区中心生态公园。

21、南阳市建业森林半岛I期4号楼位于建业森林半岛住宅楼群楼的外围，与孔明北路毗邻。2.1 自然地理和水文、气候、气象2.1.1 自然地理南阳市城区位于北纬32573307，东经1122111238，整个南阳市在北纬32173348，东经1105811349之间。其东北西三面环山，南部是丘岭地，整个地形成为一个近马蹄形的盆地，总面积2.66万平方公里，山区、丘陵、平原约各占1/3，耕地1312万亩，辖2区10县，是河南省第三大城市，同时也是河南省面积最大的地级市。2.1.2 自然水文南阳市分水系三大流域：中西部大部分地区属于汉水流域（长江流域），东南部的桐柏县是淮河发源地，分属淮河流域，南召县北部有

22、一小块地方属于黄河流域。河流分属长江、淮河两大系，长度在一百公里以上的河流有十条。南阳市主要河流有丹江、唐河、白河、淮河、灌河、湍河。丹江口水库主要分布于南阳淅川，是亚洲最大人工淡水湖。山脉：南阳西北部有伏牛山脉，东南部有桐柏山脉。南阳市区内有九座孤山，分别是丰山、隐山、蒲山、独山、羊磨山、紫山、遮山、塔子山。2.1.3 自然气候和气象南阳地处亚热带向温带的过渡地带，属于典型的季风大陆湿润半湿润气候，四季分明。春秋时间55-70天，夏季110-120天，冬季时间110-135 天。年平均气温14.4-15.7，七月平均气温26.9-28.0，一月平均气温0.5-2.4。年降雨量703.6-11

23、73.4mm，自东南向西北递减。年日照时数1897.9-2120.9 小时，年无霜期220-245天。古人曾以春前有雨花开早，秋后无霜叶落迟的诗句来赞扬南阳良好的气候条件。南阳市的主导风向为东北风和北风，风速的变化规律是：春、秋季多为东北风，平均风力 3-4 级，最大 5 级；五月底到六月初常有短时间的 4-5 级西南风；平均风速一般为 3.5m/s。夏季多偏北风，间有 4-5 级的西风、西北风；一般风力为 2-3 级，风速一般为 2.5m/s。盛夏期间，由于受较强冷空气影响，间有 7级以上偏南大风。冬季节多为北风、西北风，其他风向较少；风速比夏季较大，仅次于春季。一年中最多风向为东北风，年平

24、均风力 2.8 级，平均风速 2.4m/s。南阳市的主导风向为东北风的原因是多方面的,一方面是受大图2-1 南阳地区风玫瑰图气环流形势和季风活动的影响,另一方面也与南阳的地形条件有着密切的关系。南阳位于河南省西南部,全区三面环山,素有“南阳盆地”之称,西北部有伏牛山,东南部有桐柏山,呈自盆地东北向西南方向倾斜的扇形地带,在盆地的东北角有一缺口,新野、邓州为盆地南部的出口。这种特殊的地形,也是造成南阳市东北风异常活跃的原因。2.2 场地工程条件2.2.1 场地地形拟建建筑物场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。2.2.2 地下水特征（1）地下水为大气降水及河水补给，地下水主要为赋存于填土层中的上层滞水

25、及圆砾、砾砂、细砂层中的孔隙潜水。 场地周边无大型化工厂，根据区域性水文地质资料水样水质简易分析结果知，拟建场区地下水对混凝土结构无结晶类和分解类腐蚀。（2）地下水位深度；在勘察过程中，对所有钻孔均进行了简易水文地质观测，地下水位埋藏较浅，位于地表下3.5m。2.2.3 场地地层结构根据钻探揭露,在钻孔深度范围内，场区地层自上而下可分为 5 层，见图2-1，现分述如下：图2-2 地层分布示意图号土层：素填土，黄褐色,松散,稍湿，以粉质粘土为主，局部为杂填土，含建筑垃圾。该层场区普遍分布，层厚1.5m，承载力特征值。号土层：淤泥质土，层厚3.3m，流塑，承载力特征值。号土层：粉砂，层厚6.6m，

26、稍密，承载力特征值。号土层：粉质黏土，棕红色，硬塑，湿，高干强度，高韧性，切面有光泽，无摇震反应。含铁锰氧化物和铁锰结核。该层在场区普遍分布，层厚4.2m，承载力特征值。号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密密实，承载力特征值。2.2.4 场地条件建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化沙土、粉土。2.3 岩土设计技术参数岩土设计参数见表2-1和表2-2表2-1 地基岩土物理学参数土层编号土的名称孔隙比含水量W（%）液性指数标准灌入锤击数N（次）重度（）压缩模量素填土195.0淤泥质土1.0462.41.08-173.8粉砂0.8127.6-14187.5粉质粘土0.7931.20.74-2

27、09.2粉砂层0.58-311816.8表2-2 桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值土层编号土的名称桩的侧阻力桩的端阻力素填土22-淤泥质土28-粉砂45-粉质粘土60900粉砂层7524002.4 上部结构资料拟建建筑物为 9 层钢筋混凝土框架结构，长52.2m，宽 18.3m。室外地坪标高同自然地面，室内外高差为 450mm，柱截面尺寸均为 ，横向承重。2.5 岩土工程评价（1）本次勘察结果表明，场地内地层结构简单，土层分布基本均匀，同层物理力学性质差异不大，基岩界面整体坡度不大，无不良工程地质现象和特殊性岩土。（2）本地最大冻土厚度0.46米，一月份平均温度，属微冻区。（3）南阳地区

28、抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度 0.10g。设计地震分组为第一组，建筑设计特征周期 0.35s。依据上海岩土工程勘察设计研究院有限公司提供的南阳建业森林半岛面波测试报告结论，该场区场地土类型属中软场地土，场地类别属类，脉动卓越周期为 T=0.1160.212。无特殊土层和不良地质现象分布，因此综合判定属建筑抗震一般地段。（4）拟建场地地下水为大气降水及河水补给，地下水位埋藏较浅，位于地表下3.5m。地下水主要为赋存于填土层中的上层滞水及圆砾、砾砂、细砂层中的孔隙潜水。场地周边无大型化工厂，根据区域性水文地质资料水样水质简易分析结果知，拟建场区地下水对混凝土结构无结晶类和分解类腐蚀。

29、第三章 桩基础设计原理3.1 桩基基本设计规定桩基基本设计规定如下：（1）桩基础应按以下两类极限状态设计：1）承载能力极限状态：桩基达到最大承载能力、整体失稳或发生不适于继续承载的变形。2）正常使用极限状态：桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值。根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基和建筑物体型的复杂性以及由于桩基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用的程度，将桩基设计分为表3-1所列的三个设计等级。桩基设计时，应根据表3.1确定设计等级。表3 -1 建筑桩基设计等级设计等级建筑类型甲级1.重要的建筑。2.30层以上或高度超过100m的高层建筑。3.体型复

30、杂且层数相差超过10层的高低层（含纯地下室连体的建筑）。4.20层以上框架核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑。5.场地和地基条件复杂的7层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑。6.对相邻既有工程影响较大的建筑。乙级除甲级、丙级以外的建筑丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下的一般建筑（2）桩基应根据具体条件分别进行以下承载能力计算和稳定性验算：1）应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的竖向承载力计算和水平承载力计算。2）对于桩身和承台结构，应进行承载力计算；对于桩侧土不排水、抗剪强度小于且长径比大于50的桩，应该进行桩身压屈计算；对于混凝土预制桩，应按吊装，运输和锤击作用

31、进行桩身承载力验算；对于钢管桩，应进行局部压屈验算。3）当桩端平面以下存在软弱下卧层时，应进行软弱下卧层承载力验算。4）对位于坡地，岸边的桩基，应进行整体稳定性验算。5）对于抗浮，抗拔桩基，应进行基桩和群桩的抗拔承载力计算。6）对于抗震设防区的桩基，应进行抗震承载力验算。（3）以下建筑桩基应进行沉降计算：1)设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层的建筑桩基。2）设计等级为乙级的体型复杂，荷载分布显著不均匀或桩端平面以下存在软弱土层的建筑桩基。3）软土地基多层建筑减沉复合疏桩基础。（4）对受水平荷载较大或对水平位移有严格限制的建筑桩基，应计算其水平位移。（5）应根据桩基所处的环境类别和相应的

32、裂缝控制等级，验算桩和承台正截面的抗裂性和裂缝宽度。（6）桩基设计时，所采用的作用效应组合与相应的抗力应符合以下规定：1）确定桩数和布桩时，应采用传至承台地面的荷载效应标准组合值，相应的抗力应采用基桩或复合基桩承载力特征值。2）计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时，应采用荷载效应准永久组合；计算水平地震作用、风荷载作用下的桩基水平位移时，应采用水平地震作用、风荷载效应标准组合。3）验算坡地，岸边建筑桩基的整体稳定性时，应采用荷载效应标准组合值；抗震设防区，应采用地震作用效应和荷载效应的标准组合。4）在计算桩基础结构承载力及确定尺寸和配筋时，应采用传至承台顶面的荷载效应基本组合。当进行承台和桩身

33、裂缝控制验算时，应分别采用荷载效应标准组合值和荷载效应永久组合。5）桩基结构设计安全等级、结构设计使用年限和结构重要性系数应按有关建筑结构规范的规定采用，除临时性建筑外，重要性系数不应小于1.0.6）当桩基结构进行抗震验算时，其承载力调整系数应按现行建筑抗震设计规范（GB500112001）的规定采用。3.2 资料的收集桩基础设计之前必须充分掌握设计原始资料，具体情况如下：（1）岩土工程勘察资料：包括工程地质报告和图件，岩土物理力学性能指标及水文地质条件资料，抗震设防烈度及场地不良地质现象资料。（2）建筑场地环境条件资料：包括建筑场地的平面图，交通设施、地下管线和地下构筑物等的分布，相邻建筑物

34、基础形式及埋置深度，周围建筑的防震、防噪声的要求，泥浆排泄和弃土条件。（3）建筑物的有关资料：建筑物的总平面布置图，安全等级、结构类型、荷重和抗震设防烈度等。（4）施工机械设备的进出场及现场运行条件。3.3 拟定设计方案，选择桩型和成桩工艺根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工环境和经验以及桩材供应条件等，选择经济、合理、安全、适用的桩型和成桩工艺（见表3-2）。表3 -2 常用桩型及适用范围成孔方式桩径（）桩长m适用范围预制钢筋混凝土桩锤击30050012中密以下的松散砂层、粉土层、杂填土钢管桩锤击、钻孔60090080可进入较硬持力层泥浆护壁成孔

35、冲抓80030碎土石、砂土、粉土、黏性土及风化岩。当进入中等风化和微风化岩层时，冲击成孔的速度比回转的快冲击50回转钻80潜水钻50080050黏性土、淤泥、淤泥质土及砂土干作业螺旋钻30080030地下水位以上的黏性土、粉土、砂土及人工填土钻孔扩底30060030地下水位以上的坚硬、硬塑的黏性土及中密以上砂土机动洛阳铲30050020地下水位以上黏性土、黄土及人工填土沉管成孔锤击34080030硬塑黏性土、粉土及砂土，直径大于或等于600mm的可达强风化岩振动40050024可塑性土、中细砂爆扩成孔35012地下水位以上的黏性土、黄土、碎石土及风化岩人工挖孔10040黏性土、粉土、黄土及人工

36、填土一般来说，对于框架结构，当桩端持力层较坚硬且不太深时，宜选择大直径钻孔或人工挖空灌注桩设计成一柱一桩基础；对于建筑物统一结构单元，应避免采用不同类型的桩，否则应考虑基础的变形协调计算；当土中存在预制桩很难穿越的孤石、废金属或残积层中未风化的岩脉时，不易采用预制桩。当土层分布很不均匀时，混凝土预制桩的长度较难掌握；当持力层层面坡度较大时，预制桩沉桩时桩身易折断，宜采用灌注桩。在城市建筑密集区，预制桩和沉管灌注桩的施工可能带来噪声，沉桩挤土可能危及临近建筑物和地下管线的安全，采用钻孔灌注桩或人工挖孔灌注桩更为合适。3.4 桩径与桩长的选择桩径与桩长的设计，应综合考虑荷载的大小。土层性质与桩周土

37、阻力状况、桩基结构特点。施工设备与技术条件等因素后确定，力争做到既满足使用要求又经济，最有效的利用和发挥地基土的桩身材料的承载性能。设计时首先拟定尺寸，然后通过基桩计算和验算，视所拟定的尺寸是否经济合理再进行最后确定。3.4.1 桩径拟定桩的类型选定后，桩径可根据各类桩的特点与常用尺寸选择确定。通常10层以下的建筑可考虑采用直径400500mm左右的灌注桩或边长250300mm的预制桩；1020层的建筑可采用直径6001000mm的灌注桩或边长300500的预制桩；2030层的建筑可采用直径7001200mm的钻（冲、挖）孔灌注桩或边长为400600mm的预制桩；3040层的建筑可采用直径80

38、01500mm的大直径灌注桩；楼层更高的建筑可采用直径更大的灌注桩。3.4.2 桩长拟定确定桩长的关键在于选择桩端持力层，设计时，可先根据地质条件选择适宜的桩端持力层初步确定桩长，并应考虑施工的可行性（如钻孔灌注桩钻机的最大深度等）。一般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，对于黏性土、粉土，不宜小于2d（d为桩身设计直径）；对于砂土，不宜小于1.5d；对于碎石土，不宜小于d。当存在软弱下卧层时，桩基以下硬持力层厚度不宜小于3d。对于嵌岩桩，嵌岩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩径和桩长等诸因素确定。嵌入倾斜的完整岩和较完整岩的全断面深度，不宜小于0.4d且不小于0.5m。

39、倾斜度大于30%的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石的完整性适当加大嵌岩深度。嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度，不宜小于0.2d且不应小于0.2m。在抗震设防区，桩进入液化层以下稳定土层中的全截面长度除满足上述要求外，对于碎石土、砾、粗砂、中砂、密实粉土和坚硬黏性土尚不应小于（23）d，对于其他非岩石土尚不宜小于（45）d。如果在施工条件容许的深度内没有坚硬土层存在，应尽可能选择压缩性较低、强度较高的土层作为持力层，要避免使桩底坐落在软土层上或与软弱下卧层的距离太近，以免桩基础发生过大的沉降。对于摩擦桩，柱底持力层可能有多种选择，此时确定桩长与桩数两者相互牵连，可通过试算比较，选择较合理的桩长。

40、摩擦桩的桩长不应拟定太短，一般不应小于4m。此外，为保证发挥摩擦桩桩底土层支撑力，桩端部应尽可能达到该土层的桩端阻力临界深度。3.4.3 有效桩长的确定初步确定承台地面标高后才能明确有效桩长，以便计算桩基承载力。当作用在桩基础上的水平力和弯矩较大时，可适当降低承台底面标高。在寒冬地区，承台底面应位于冻结线以下不少于0.25m。同时，桩顶应嵌入承台一定长度，对大直径桩宜不少于100mm，对于中等直径桩不宜少于50mm。3.5 基桩竖向承载力特征值R（1）对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基，或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值

41、，即： （3.1）(2)对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应来确定其复合基桩竖向承载力特征值：1）上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物。2）对差异沉降适应性较强的排架结构个柔性构筑物。3）软土地基的减沉复合疏桩基础。考虑承台效应的复合复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定。不考虑地震作用时： （3.2）考虑地震作用时： （3.3）其中： （3.4）式中：承台效应系数，可按表3.4取值；承台下承台宽度且不超过5m深度范围内各层土的地基承载力征值按厚度加权的平均值；计算基桩所对应的承台底净面积；桩身截面面积，；承台计算域面积（对于柱下独立基础，A为承台总面积；对于桩筏基础，A

42、为柱、墙筏板的1/2跨距和悬臂边2.5倍筏板厚度所围成的面积；对于桩集中布置于单片墙下的桩筏基础，取墙两边各1/2跨距围成的面积，按条形承台计算）；地基抗震承载调整系数，按表3-4取值；表3 -4 承台效应系数 345660.40.060.080.140.170.220.260.320.380.500.800.40.80.080.100.170.200.260.300.380.440.80.100.120.200.220.300.340.440.50单排桩条形承台0.150.180.250.300.380.450.500.60注：1.表中为庄中心距与桩径之比；为承台宽度与桩长之比。当计算基桩为

43、非正方形排列时，其中A为承台计算域面积，n为总桩数。2.对于桩布置于墙下的箱、筏承台，可按单排桩条形承台取值。3.对于单排桩条形承台，当承台宽度小于1.5d时，按非条形承台取值。4.对于采用后注浆灌注桩的承台，宜取低值。5.对于饱和粘性土中的挤土桩基、软土地基上得桩基承台，宜取低值的0.8倍。表3 -5 地基抗震承载力调整系数岩土名称和性状岩石，密实的碎石土，密实的砾、粗砂、中砂，的黏性土和粉土1.5中密和稍密碎石土，中密和稍密的砾，粗砂、中砂，中密和稍密的细砂、粉砂，的黏性土和粉土，坚硬的黄土1.3稍密的细砂、粉砂，的黏性土和粉土，可塑黄土1.1淤泥，淤泥质土，松散的砂，杂填土，新近堆积黄土

44、及流塑黄土1.03.6 确定基桩根数及其平面布置单桩的承载力设计值确定后，可根据建筑物上部荷载确定桩基的根数，根据建筑物上部结构进行合理的布桩。3.6.1 桩间距的确定群桩中桩间距的确定应该根据土类别、成桩工艺以及排列形式来确定桩的最小中心距。一般情况下，穿越饱和软土的挤土桩，要求桩中心距最大，部分挤土桩或穿越非饱和土的挤土桩次之，非挤土桩最小；对于大面积的桩群，桩的最小中心距宜适当加大。基桩的最小中心距应符合表3-6的规定，当施工中采取减小挤土桩效应的可靠措施时，可根据当地经验适当减小。表3 -6 基桩最小中心距土类别与成桩工艺桩排数不少于3、桩数不少于9根的摩擦型桩基其他情况非挤土灌注桩部

45、分挤土桩非饱和土、饱和非黏性土饱和黏性土挤土桩非饱和土、饱和非黏性土饱和黏性土钻、挖孔扩底桩或（当）时或（当时）沉管夯扩、钻孔挤土桩非饱和土、饱和非黏性土且且饱和黏性土且且注：1.d为圆桩设计直径或方桩设计边长，D为扩大端设计直径。2.当纵横向桩距不相等时，其最小中心距应满足“其他情况”一栏的规定。3.当为端成桩时，非挤土灌注桩的“其他情况”一栏可减小至2.5d.3.6.2 桩的平面布置桩数确定后，可根据桩基受力情况选用单排桩或多排桩桩基。多排桩的排列形式常采用正方形、三角形和梅花形，桩基础中桩的平面布置，除应满足前述的最小中心距等构造要求外，布桩时还应尽量使桩群承载力合力点与竖向永久荷载合力

46、作用点重合。当作用于桩基的弯矩较大时，以尽量将桩布置在距承台形心较远处，采用外密内疏的布置方式，以增大基桩对承台形心或合力的作用点的惯性矩，提高基桩的抗弯能力。在排列基桩时，应考虑使桩基受水平力和力矩较大方向有较大的截面模量。为了增强建筑物短边方向的整体稳定性，可考虑将横墙下的承台梁在外纵墙以下布置两根探头桩。在墙体开洞下方不布桩，特殊情况下必须布桩时应先加固洞口处承台梁。在梁式承台或板式承台下布桩应本着减小弯矩的原则，尽量在柱和墙下布桩。3.7 灌注桩桩身结构设计灌注桩桩身可按构造配筋，具体要求如下。3.7.1 灌注桩配筋率当桩径为3002000mm时，正截面配筋率取0.65%0.02%（大

47、直径取低值，小直径取高值）。对于受荷载特别大的桩、抗拔桩和嵌岩端成桩应根据计算确定配筋率，并不小于上述规定值。3.7.2 灌注桩配筋长度1.端承型桩以及位于坡地、岸边的基桩应沿桩身等截面或变截面通长配筋。2.摩擦型灌注桩配筋长度不应小于2/3桩长；当受水平荷载时，配筋长度尚不宜小于（为桩的水平变形系数）。3.对于受地震作用的基桩，桩身配筋长度应穿过可液化土层和软弱土层，进入稳定土层的深度不应小于（为桩身设计直径）。4.抗拔桩及因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩，应在等截面或变截面通常配筋3.7.3 灌注桩配筋要求对于受水平荷载的桩，主筋不应小于；对于抗压桩，主筋不少于；纵向钢筋应沿桩身周

48、边均匀布置，其净距不应小于60mm。3.7.4 灌注桩箍筋配置箍筋采用螺旋式，直径不宜小于6mm，间距宜为200300mm；受水平荷载较大的桩基和抗震桩基，以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应适当加密，间距不应大于100mm；当钢筋笼长度超过4m时，为加强其刚度，应每隔2m左右设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。3.7.5 灌注桩混凝土材料要求桩身混凝土强度等级一般不低于C25，混凝土预制桩尖的混凝土强度等级不得低于C30，为保证桩头具有设计强度，施工时应超灌50cm以上，以除掉混凝土浇筑面处浮浆层。3.7.6 灌注桩混凝土保护层厚度灌注桩主筋的混凝土保护层厚度不

49、小于35mm，水下灌注桩的混凝土保护层厚度不小于50mm。3.8 承台的设计承台的作用时将桩连成一个整体，并将建筑物的荷载传到桩上，因此承台应具有足够的强度和刚度。承台设计包括承台的尺寸和构造设计、承台的内力计算以及承台厚度及强度计算。3.8.1承台的尺寸和配筋要求承台的平面尺寸一般由上部结构、桩数及布桩形式决定，通常墙下条形基础做成承台梁，柱下桩宜采用板式承台（矩形和三角形），剖面可做成锥形、台阶形或平板形。柱下独立桩基承台的最小宽度不应小于500mm，边桩中心至承台边缘的距离不应小于桩的直径或边长，且桩的外边缘至承台梁的距离不应小于150mm。柱下独立桩基承台钢筋应通常配置，对四桩以上（含

50、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，且最里面的三根钢筋围成的三角形应在柱截面范围内。柱下独立桩基承台的最小配筋率不应小于0.15%。承台混凝土强度等级不应低于C25。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50mm；当无混凝土垫层时，不应小于70mm。此外，混凝土保护层厚度尚不应小于桩头嵌入承台内的长度。混凝土垫层的厚度宜为100mm，混凝土强度等级宜为C10。3.8.2 柱与承台的连接构造桩嵌入承台内的长度，对于中等直径桩，不宜小于50mm；对于大直径桩不宜小于100mm。混凝土桩的桩顶主筋应伸入承台内，其锚固长度不宜小于35倍纵向主筋直径。

51、3.8.3 承台与承台之间的连接构造当为一柱一桩时，应在桩顶两个主轴方向上设置连系梁。当桩与柱的截面直径之比大于2时，可不设连系梁。两桩桩基的承台，应在其短边方向设置连系梁。有抗震设防要求的柱下桩基承台，宜沿两个主轴方向设置连系梁。连系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高。连系梁的宽度不宜小于250mm，其高度可取承台中心距的1/101/15，且不宜小于400mm。连系梁配筋应按计算确定，梁上下部配筋不宜小于2根直径12mm的钢筋；位于同一轴线上的相邻跨连系梁纵筋应连通。第四章 基础方案设计计算拟建建筑物为9层钢筋混凝土框架结构，长52.44m，宽 14.82m，层高3.2m。室外地坪标高同自然地面

52、，室内外高差 450mm，柱截面尺寸均为 ，横向承重，柱网布置如图 4-1 所示。图4 -1 柱网平面图4.1 上部结构作用上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表4-1所示，该表中弯矩、水平力均为横向方向。表4-1 柱底荷载效应值及柱下布桩数柱号柱底荷载效应标准组合值柱底荷载效应基本组合值桩数n eq oac(,A) eq oac(,1)柱29982441573650266194586.55.16 eq oac(,A) eq oac(,2)柱191821212724802371733.34 eq oac(,A) eq oac(,3)柱204024214526502531933.54 eq

53、oac(,A) eq oac(,6)柱322524817941802841975.56 eq oac(,A) eq oac(,9)柱204024214526502531933.54 eq oac(,A) eq oac(,10)柱191821212724802371733.34 eq oac(,A) eq oac(,11)柱308024716839802761965.36 eq oac(,B) eq oac(,1)柱853167541290175551.52 eq oac(,B) eq oac(,2)柱954182571362176771.62 eq oac(,B) eq oac(,3)柱103

54、0187611378182801.82 eq oac(,B) eq oac(,9)柱1030187611378182801.82 eq oac(,B) eq oac(,10)柱954182571362176771.62 eq oac(,B) eq oac(,11)柱86367551297177751.52 eq oac(,C) eq oac(,1)柱792159511278174731.42 eq oac(,C) eq oac(,2)柱893173561298175751.52 eq oac(,C) eq oac(,3)柱1525185601358181792.63 eq oac(,C) eq

55、 oac(,4)柱165019113221302101642.83 eq oac(,C) eq oac(,5)柱1050188611403183801.82 eq oac(,C) eq oac(,6)柱1080189621410183801.82 eq oac(,C) eq oac(,7)柱1050188611403183801.82 eq oac(,C) eq oac(,8)柱165019113221302101642.83 eq oac(,C) eq oac(,9)柱1525185601358181792.63 eq oac(,C) eq oac(,10)柱8931735612981757

56、51.52 eq oac(,C) eq oac(,11)柱855161541295176651.52 eq oac(,D) eq oac(,1)柱299524315235702591945.16 eq oac(,D) eq oac(,2)柱182020712623702321683.14 eq oac(,D) eq oac(,3)柱1090190621418183811.92 eq oac(,D) eq oac(,9)柱1090190621418183811.92 eq oac(,D) eq oac(,10)柱182020712623702321683.14 eq oac(,D) eq oac

57、(,11)柱304024516236902691955.26 eq oac(,E) eq oac(,3)柱147019012720402051572.53 eq oac(,E) eq oac(,4)柱974183571348176781.72 eq oac(,E) eq oac(,5)柱155519112720801911302.73 eq oac(,E) eq oac(,7)柱155519112720801911302.73 eq oac(,E) eq oac(,8)柱974183571348176781.72 eq oac(,E) eq oac(,9)柱147019012720402051

58、572.53由表4-1可知共有四种桩数的类型，因此每一种都选择荷载最大的一组，因此可得出下表4-2和表4-3上部结构作用在柱底的最大荷载效应标准组合值如表4-2所示，该表中弯矩、水平力均为横向方向。表4 -2 柱底荷载效应标准组合值 eq oac(,A) eq oac(,6)柱3225248179 eq oac(,B) eq oac(,3)柱2040242145 eq oac(,C) eq oac(,4)柱1650191132 eq oac(,D) eq oac(,3)柱109019062上部结构作用在柱底的最大荷载效应基本组合值如表4-3所示，该表中弯矩M、水平力V均为横向方向。表4 -3

59、柱底荷载效应基本组合值 eq oac(,A) eq oac(,6)柱4180284197 eq oac(,B) eq oac(,3)柱2650253193 eq oac(,C) eq oac(,4)柱2130210164 eq oac(,D) eq oac(,3)柱1418183814.2 灌注桩设计建筑物基础设计方案采用混凝土沉管灌注桩，具体设计方案如下：室外地坪标高为-0.45m，自然地面标高同室外地坪标高。根据表4-1，该建筑桩基属丙级建筑桩基，拟采用直径为400mm的混凝土沉管灌注桩，选用 eq oac(,5)号土层粉砂层为持力层，桩尖伸入持力层0.6m（对于砂土不小于1.5d=600

60、mm），设计桩长15.0m，预制桩尖长0.5m，初步设计承台高0.95m，承台地面埋置深度-1.60m，桩顶伸入承台50mm。4.3 单桩承载力计算根据以上设计，桩顶标高为-1.6m，桩底标高为-16.6m，桩长为15m。4.3.1单桩竖向极限承载力标准值计算规范经验参数法是在大量经验及资料积累的基础上，针对不同桩型推荐的估算公式。规范经验参数法是初步估计桩基承载力和作为非重要工程设计依据的方法。（1）对一般预制桩及中小直径（d800mm）的灌注桩，有 （4.1）式中：单桩总极限侧阻力标准值，；单桩总极限端阻力标准值，；桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，可按建筑桩基技术规范（JGJ942008）