桩基础设计计算

第十二章桩基础第一节概述一、深基础类型1.桩基础2.地下连续墙3.沉井（箱）基础

地下连续墙导墙

二、桩基础的适用性

三、桩基的设计原则：按变形控制设计1.桩基中单桩所承受的荷载应满足单桩承载力计算的有关规定；2.对以下建筑物柱基应进行沉降验算：（1）地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基。（2）桩体复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级的建筑物桩基。（3）摩擦型桩基3.位于坡地岸边的桩基应进行稳定性验算。

四、桩基设计内容简述1.选择桩的材料、类型及截面尺寸和桩长；2.确定单桩竖向和水平方向承载力特征值；3.初步确定桩数、桩的间距，并进行平面布置、初步确定承台面积；4.进行桩基承载力验算；5.必要时进行桩基沉降验算；6.进行桩身结构设计；7.进行承台结构设计；8.绘制桩基施工图，编写施工说明。第二节桩的类型一、根据承台与地面的相对位置分类1.低承台桩基：承台底面位于地面以下。2.高承台桩基：承台底面位于地面以上。二、根据施工方法分类（一）预制桩1.钢筋混凝土桩2.钢桩3.木桩（二）灌注桩1.沉管灌注桩2.钻（冲、磨）孔灌注桩3.挖孔桩

沉管灌注桩

深圳华安LPG有限公司70000m3大型贮罐工程采用钻孔灌注桩施工技术

住宅楼采用锤击沉管扩底灌注桩施工技术

三、根据桩的性状和竖向受力情况分类（一）摩擦型桩：桩顶竖向荷载大部分由桩侧阻力承担。桩端阻力很小可忽略不计的桩。（二）端承型桩：桩顶竖向荷载大部分由桩端阻力承担。桩侧阻力很小可忽略不计的桩。

四、根据设置效应分类1.挤土桩：①实心的预制桩。②下端封闭的管桩。③木桩及沉管贯入桩等打入桩。在锤击、贯入过程中，都将桩位处的土大量向外排挤，从而扰动了土的原状结构。2.部分挤土桩：①底端开口的钢管桩。②H型钢桩和开口预应力混凝土管桩等打入桩。沉桩时对桩周土稍有排挤作用，土的强度和变形性质改变不大。3.非挤土桩：先钻孔后再打入的预制桩和钻孔桩，在成孔过程中将孔中土体清除去，故设桩时对土没有排挤作用，桩周土反而可能向桩孔内移动，非挤土桩的桩侧摩阻力常有所减小。五、按桩径大小分类

小直径d≤250mm

中等直径250≤d≤800mm

大直径d≥800mm第三节桩的竖向承载力《建筑地基基础设计规范》、《建筑桩基技术规范》一、单桩竖向承载力的确定（一）影响单桩竖向承载力的因素1.桩身的材料强度：（1）一般桩基：按不考虑纵向压曲影响的轴压构件计算。（2）高承台桩基等：按考虑纵向压曲影响的轴压构件计算。2.地层的支承力：单桩竖向极限承载力＝桩周总极限摩阻力＋桩端总极限摩阻力单桩竖向承载力特征值＝单桩竖向极限承载力/安全系数，一般取安全系数K＝2。

（二）单桩竖向承载力的确定方法规范规定：单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定，对地基基础设计等级为丙级的建筑，可采用静力触探及标准贯入锤击试验确定。桩基静载试验（单桩竖向8000kN、水平350kN）1.根据静载荷试验确定（1）从成桩到试桩需有一定的间歇时间要求：①预制桩：砂类土：≥7天；粉土和粘性土≥15天；饱和软粘土≥25天。②灌注桩：桩身混凝土达到设计强度后进行。（2）桩数要求：不宜少于总桩数的1％，且不应少于3根。（3）单桩竖向极限承载力的确定：①当试验实测值的最大、最小值之差不超过平均值的30％时，取其平均值作为单桩竖向极限承载力Qu。②对于桩数≤3根的柱下桩基，取其最小值为单桩竖向极限承载力Qu。（4）单桩竖向极限承载力特征值Ra＝Qu/K，取安全系数K＝2。

2.根据规范经验公式估算仅考虑土或岩石对桩的支承阻力，未考虑桩身的材料强度。式中：qpa、qsia－桩端端阻力、桩侧阻力特征值，由当地静载荷试验结果统计分析算得；Ap、

up－桩底截面积、桩周长；li－桩在第i层土中的长度。对于嵌岩桩：二、幼竖向躁荷载罗下的赚群桩掉效应（一）黎群桩基愿础：由两劳根以上热桩组成挖的桩基冰。（二普）群旱桩效店应系莲数η1.端承型尿群桩基掌础群桩承禽载力＝垄各根单雷桩承载肃力之和锣，η＝1。2.摩擦进型群章桩基董础（1）承台新底面脱色地对于长台度为l的独立忌单桩，洲在桩端装平面上狭，附加截应力的央分布直炮径（D＝d＋2lt刊anα）比桩珠径d大得艺多，崇当桩磨距s＜D时，各篇桩端压邮力分布抬面积重俊叠，群作桩沉降插量增加碍，η＜1。当s＜3d时，资应力狗重叠帝严重舟，当s＞6d时，应耻力重叠塞现象较罚小，因吐此桩距包、桩数腐是影响禾群桩效鲜应的重待要因素卫。但对肯于打入聪疏松的屯砂类土辜和粉土旦中的挤惑土群桩率，其桩迁间土和海桩端土泥被明显股挤密，眨桩侧、赢桩端阻衰力增高聋，所以η＞1。（2）承台锅底面贴聪地1）复去合桩倡基：止承台赏底面尘土反布力分朴担桩部基荷红载，修使承旗台兼疫有浅陆基础京的作宾用。2）复合给单桩：湿承载力星含有承端台底土嘱阻力的灰贡献在验内的单毛桩。为保证该安全，绿设计时午一般不皱考虑承狗台底土蛛阻力对般单桩承耽载力的辉贡献。设计床群桩绵基础被时，旷一般狡可不宾考虑妹群桩举效应侍对单剖桩竖浅向承赶载力途的影微响，究取η＝1，但对碧于摩炮擦型蠢桩基纺、设炕计等姓级为酒甲、部分乙级扛的建迹筑物祝桩基茂，必桃须进落行沉低降验微算。第四真节肢桩稳的负寇摩阻撤力一、负它摩阻力军：桩相订对与桩蛾周土产尝生向上奇的位移恰，在桩母周产生肾的方向渡向下的位摩阻力舒。二、怖产生痛负摩狡阻力胞的条季件和犹原因1.位于桩炊周欠固呼结土在桃重力作胃用下产傻生固结遣。2.大面积质堆载使过桩周土头层压密糠。3.地下水桶位下降内引起地直基沉降效。4.自重粮湿陷箭性黄倒土浸姻水后坑产生垒湿陷蛛。5.地面物因打潜桩时脏孔隙林水压啄力剧丽增而迈隆起和，孔开隙压轿力消停散后共固结倍下沉庙。6.打桩时银使已设善置的邻艘桩抬升总。三、粱中性脱点：结桩土毁之间坛不产揪生相倾对位锋移的漂截面鞭位置倍，其者摩阻您力＝0。中性季点是摩单阻力、待桩土之孔间截面转位移和偿桩身轴毁力沿桩盏身变化事的特征牲点。第五节降桩本基础设暖计一、萝桩的滔类型决、截轮面和帖桩长缝的选兵择1.桩的纲截面：对梦于10层以下房诚的建筑叶桩基，构可考虑景采用直交径500治mm左右塔的灌鸭注桩耕、直改径30拣0m薄m的预捎应力桂管桩师或边伪长为400章mm的预制突桩。城随着剥建筑变层数矿及荷砍载的龄增加证，截希面尺友寸随糕之增任大。2.桩长：确定跃桩长的我关键在敏于选择扶桩端持齐力层。（1）桩端膜进入坚逮实土层咬厚度：一般为1－3倍桩径久；席粘性术土、粉恭土：≥2d；砂类腿土：≥1.检5d；骆碎剂石土页：≥d。（2）桩端不进入观中等稠风化关或微级风化筋岩体戏厚度枯：≥0.悬5m。（3）桩端以欠下坚实旺土层厚赠度：≥4d。二、背桩的巨根数沟及布虽置（一）刑桩的根哄数n1.轴心受产压：式中：Fk－相应饼于荷份载效跃应标宜准组爆合时最，作吐用于慕承台顶面的还竖向力瓣；Gk－承台障及承吨台上弹覆土遗自重百标准备值，A－承台芹面积印；Ra－单桩竖哈向承载激力特征仿值。由于承乓台面积泻大小受趴桩数控枪制，因饥此先按竭不考虑堆承台及吨上覆土近自重，鲜根据下丧式估算悬桩数：2.偏心受喂压：（1）先可按轴磨心受蔬压估辽算桩数n0：（2）考虑旺偏心征影响许，取n＝（1.幅1－1.2射)n0。（二）桩翻的间距s：为桩肤的中青心距也，一渡般取3－4倍桩径催。规范珍规定：以摩擦型赤的桩距陷不宜小腿于桩径占的3倍；扩底葬灌注桩挨的桩距策不宜小筝于扩底差直径的1.5倍，当扩简底直径吼大于2m时，桩搁端净距逢不宜小皂于1m。（三焰）桩银在平义面上乏的布碰置1.为使桩潮基中各叮桩受力义比较均箩匀，群姑桩横截聪面的重滩心应与骡竖向永亏久荷载瘦合力的啊作用点魂重合或列接近。2.在有门秃洞的墙锤下布桩羽，应将气桩设置盏在门洞隶的两侧颤。3.梁式或沸板式承宵台下的顷群桩，浙布桩时全应注意见使梁、携板中的奋弯矩尽遥量减小鬼，即多解在柱、得墙下布偏桩，以壶减少梁姨和板跨板中的桩洗数。4.墙下尽纤量采用碑单排桩插基，柱堂下的桩心数也应释尽量减称少。桩抚数少、学桩长较金大的桩葱基，无内论在承椒台的设典计和施朗工方面翻，还是共在提高估群桩的蜜承载力姑和减少勒桩基沉射降量方系面，都开比桩数等多、桩奴长短的冶桩基优叶越。三、桩汁基承载竟力验算（一）学桩顶竖吊向力计堆算1.轴心智竖向挎力作晶用下援：2.偏心瞧竖向邮力作册用下道：3.水平力献作用下恋：式中：Qk－相应于妈荷载效闻应标准景组合轴更心竖向武力作用荐下任一塔单桩的帜竖向力凳标准值润；Qik－相应蜘于荷法载效顶应标匹准组内合偏桥心竖病向力冷作用搭下第i根桩的访竖向力齿标准值俯；Qkma自x－相应于可荷载效搜应标准四组合偏房诚心竖向砍力作用搞下单桩鞋的最大健竖向力兔标准值技；Mxk、Mxk－相应蓄于荷解载效耻应标年准组嫩合作佛用于惜承台矛底面娃的外洽力对色桩群偏形心挨的x、y轴的力游矩；xi、yi－第i根桩律形心园至桩出群形馅心的y、x轴的秆距离你；Hk－相应省于荷另载效争应标西准组妻合时始，作终用于番承台迹底面篇的水氏平力吵标准方值；Hik－相应甩于荷酱载效扶应标衡准组辜合时励，作糊用于非任一盖单桩啊的水语平力骄标准移值；（二）排单桩竖喂向承载就力验算臣：1.轴心竖悦向力作猛用下：2.偏心竖抱向力作藏用下：颜应同时劲满足下雅列两个贱条件，侨即：3.水平力炼作用下润：四、桩规身结构减设计五、承罚台设计（一）昂构造要怎求1.承台奇宽度≥500梦mm，承台弊边缘傍至边俘桩中榆心的沟距离挥不宜覆小于航桩的侮直径递或边诊长，献边缘赌挑出鞭部分终不应辟小于15羊0m渡m，对于墙谋下条形勾承台