11第十一章-桩和桩基.ppt

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1、第11章 桩和桩基,主要内容,概 述 单桩承载力的确定 群桩的承载力 桩基承台计算,第1节 概 述,一、桩基及其作用,桩基构成：桩+承台 （可为独立、条形、筏、箱）有高、低两种，前者用于水中； 桩之作用： （1）将荷载传至硬土层，或分配到较大的深度范围 ，以提高承载力。 （2）减小沉降，从而也减小沉降差，故地基强度够，而变形不合要求时亦用。 （3）抗拔：用于抗风、抗震、抗浮等（4）有一定抗水平荷载能力，特别是斜桩（5）抗液化：深层土不易液化，浅层土液化后，有桩支撑，有助于上部结构的稳定。,2、特点： （1） 承载力高； （2） 稳定性好； （3） 沉降小； （4） 便于机械化施工。 桩基础已成

2、为建筑、交通、水利、港口等工程中广为采用的基础形式。,单柱单桩基础,3、应用 桩基础主要通过作用于桩尖土层的阻力和桩周土的摩阻力来支承轴向荷载，也可利用桩侧土的侧向阻力抵抗水平荷载。 通常遇以下情况时可选用桩基础： (1) 对地基沉降要求严格，不允许有不均匀或过大沉降的建筑物； (2) 采用地基加固措施不合适的软弱地基或特殊土地基；,(3) 当施工水位或地下水位很高或基础位于水中的建筑物； (4) 高耸建筑物等； (5) 建筑物受到大面积地面超载的影响，或软土上活荷载比较大的筒仓、油库等； (6) 承受大荷载、动荷载、大偏心荷载的建筑物； (7) 精密或大型设备的基础，对基础振动有较高要求的建

3、筑； (8) 意义重大或需长期保存的建筑物。,下列情况采用桩基础时会对工程产生不利因素： (1) 上层土比下层土硬得多； (2) 土层中有障碍物而又无法排除； (3) 只能采用打入或振入法施工，而附近有重要的或对振动强烈敏感的建筑物时。 是否采用桩基础要予以综合考虑。,桩基设计主要内容： 桩型选择 单桩承载力确定 群桩承载力和沉降验算 桩身强度和承台计算。,二、桩的类型,按承台与地面相对位置分,低承台桩基,高承台桩基,按桩轴线方向分,斜桩,竖直桩,叉桩,高桩承台由于承台位置较高或设在施工水位以上，可减少墩台的圬工数量，避免或减少水下作业，施工较为方便，且更经济。然而，高桩承台基础刚度较小，在水

4、平力作用下，由于承台及基桩露出地面的一段自由长度周围无土来共同承受水平外力，基桩的受力情况较为不利，桩身内力和位移都将大于在同样水平外力作用下的低桩承台，在稳定性方面低桩承台也较高桩承台好。,1、按材料分：木、钢、钢筋混凝土,木桩水位以上耐久性差，强度低，我国森林资源不足，应少用,钢桩本身强度高，易加工，接头容易，运输方便，但造价是混凝土的3-4倍，用于海洋平台及陆上重要工程，如宝钢高炉、金茂大厦用钢管桩。,钢砼桩取材方便，价格便宜，耐久性好，可预制、现浇，尺寸易调，适用性强，故应用广泛，是主要研究对象。,2、按桩的制作方法分,预制桩质量易保证、现场整洁、用时间少，但配筋由运输、打桩控制，配筋

5、率较大，长度不可过大，现场接桩、截桩难。,灌注桩钻孔、放钢筋笼、浇砼。尺寸灵活，还可扩头，配筋率可以小，但现场脏，质量难保证，例断桩、缩颈、露筋、清底不充分等。,1）. 预制钢筋混凝土桩,预制钢筋混凝土桩最常用的是实心方桩，该桩型质量可靠、制作方便、沉桩快捷，是我国解放以来应用最普遍的一种桩型。断面尺寸从200mm200mm到600mm600mm；桩长在现场制作时可达2530m，在工厂预制时一般不超过12m。分节制作的桩应保证桩头的质量，满足桩身承受轴力、弯矩和剪力的要求。 接桩的方法有：钢板角钢焊接、法兰盘螺栓和硫磺胶泥锚固等。前两种适用于各类土层，第三种硫磺胶泥适用于软土。当采用静压法沉桩

6、时，常用空心方桩；在软土层中亦有采用三角形断面，以节省材料，增加侧面积和摩阻力。,一）预制桩的种类,2）. 预应力钢筋混凝土桩,预应力钢筋混凝土桩系将预制混凝土桩的部分或全部主筋作为预应力张拉钢筋，采用先张法、后张法对桩身混凝土施加预压应力，提高桩的抗冲（锤）击能力与抗弯能力。预应力钢筋混凝土桩简称为预应力桩。 预应力钢筋混凝土桩与普通钢筋混凝土桩比较，其强度重量比大，含钢率低，耐冲击，耐久性和抗腐蚀性能增高，以及穿透能力强，因此特别适合于用作超长桩（L50m）和需要穿越夹砂层的情况，所以它们是高层建筑的理想桩型之一，但制作工艺要求较复杂。,预应力桩按其制作工艺分为两类： 一类是普遍立模浇制的

7、，断面形状为含内圆孔的正方形，称为预应力空心方桩，或简称预应力空心桩； 另一类是离心法旋制的，断面形状为圆环形的高强预应力管桩（Prestressed High Strength Concrete Tube shaped Piles），简称PHC桩。 目前常用的预应力空心桩主要有两种规格：500500mm和600600mm。 PHC桩主要有以下几种规格：外径500mm、550mm、800mm、1000mm，壁厚90mm130mm，桩段长4m至15m，钢板电焊或螺栓连接，混凝土强度达C60C80 。,钢桩有两种：钢管桩和H形桩。 钢管桩系由钢板卷焊而成，常见直径有406mm、609mm、914m

8、m和1200mm几种，壁厚通常是按使用阶段应力设计的，约10mm左右。 钢管桩具有强度高、抗冲击疲劳性能好、贯入能力强、抗弯曲的刚度大，单桩承载力高，便于割接、质量可靠、便于运输、沉桩速度快以及挤土影响小等优点；但它抗腐蚀性能较差，须做表面防腐蚀处理，且价格昂贵。因此，在我国一般只在必须穿越砂层或其它桩型无法施工和质量难以保证、或必须控制挤土影响、或工期紧迫等情况下及重要工程才选用。,3）. 钢桩,H型钢桩系一次轧制成型，与钢管桩相比，其挤土效应更弱，割焊与沉桩更便捷、穿透性能更强。 H型钢桩的不足之处是侧向刚度较弱，打桩时桩身易向刚度较弱的一侧倾斜，甚至产生施工弯曲。在这种情况下，采用钢筋混

9、凝土或预应力混凝土桩身加H型钢桩尖的组合桩则是一种性能优越的桩型。 实践证明这种组合桩能顺利穿过夹块石的土层，亦能嵌入N63.550的风化岩层。,预制桩的施工工艺包括制桩与沉桩两部分，沉桩工艺又随沉桩机械而变，主要有三种：锤击式、静压式和振动式。 锤击法的施工参数是不同深度的累计锤击数和最后贯入度；压桩法的施工参数是不同深度的压桩力。它们包含着桩身穿过土层的信息，在相似场地中积累了一定施工经验后，可根据这些施工参数预估单桩承载力的大小，桩尖是否达到了持力层的位置。如果场地内不同区域之间施工参数出现明显变化，将预示着地基不均匀；个别桩施工参数出现明显变化时，可能是桩遇到了障碍物或桩身已损坏，因此

10、设计确定的沉桩控制标准，有时要求设计标高和锤击贯入度双重控制。,4）. 预制桩的施工工艺,灌注桩系指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成的桩孔内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。 依照成孔方法不同，灌注桩分为：沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几大类。,（二）灌注桩的种类,钻孔灌注桩(简称钻孔桩)与冲孔灌注桩(简称冲孔桩)是指在地面用机械方法取土成孔的灌注桩，其施工顺序如图所示。 主要分三大步：成孔、沉放钢筋笼、导管法浇灌水下混凝土成桩。,1）. 钻（冲）孔灌注桩,人工挖孔灌注桩简称挖孔桩，是先用人力挖土形成桩孔，在向下掘进的同时，将孔壁衬砌以保证施工安全，清理完孔

11、底后，浇灌混凝土。,水下钻孔桩成孔过程中，通常采用具有一定重度和粘度的泥浆进行护壁，泥浆不断循环，同时完成携土和运土的任务。两者区别仅在于前者以旋转钻机成孔，后者以冲击钻机成孔。 这种成孔工艺可穿过任何类型地层，桩长可达100m。施工过程无挤土、无（少）振动、无（低）噪音，环境影响较小，在城市建设中获得了越来越广泛的运用。,2）人工挖孔灌注桩,这种方法可形成大尺寸的桩，满足了高层建筑对大直径桩的迫切需求，适合我国劳动力成本较低的国情，成本较低，对周围环境也没有影响。因此，很快在全国推广开来，成为一些地区高层建筑桩基础的一种常用桩型。挖孔桩因为直径较大，相应的桩长较小，也称作墩。护壁可有多种方式

12、，现在多用混凝土现浇，整体性和防渗性更好。,3）沉管灌注桩和夯扩桩 沉管灌注桩又称套管成孔灌注桩，这类灌注桩是采用振动沉管打桩机或锤击沉管打桩机，将带有活瓣式桩尖、或锥形封口桩尖，或预制钢筋混凝土桩尖的钢管沉入土中，然后边灌注混凝土、边振动或边锤击、边拔出钢管而形成灌注桩。该方法具有施工方便、快捷，造价低的优点，是国内目前采用得较为广泛的一种灌注桩。,它是最早出现的现场灌注桩，其施工程序一般包括四个步骤：沉管、放笼、灌注、拔管，如图所示。沉管灌注桩的优点是在钢管内无水环境中沉放钢筋笼混凝土，从而为桩身混凝土的质量提供了保障。 夯扩灌注桩是在锤击沉管灌注桩的机械设备与施工方法的基础上加以改进，增

13、加一根内夯管，按照一定的施工工艺，采用夯扩的方式将桩端现浇混凝土扩大成大头形的一种桩型，通过扩大桩端截面积和挤密地基土，使桩端土的承载力有较大幅度的提高：同时桩身混凝土在柴油锤和内夯管的压力作用下成型，避免了“缩颈”现象，使桩身质量得以保证。,3、按设置效应分是否挤土,挤土桩打入或压入，预制桩或沉管灌注桩。挤土使土密实，但打入有噪声，挤土会发生漂桩，还会破坏周边设施,非挤土桩钻、挖孔桩，桩长、桩径可较大，可穿越硬土层。无挤密效果，但有些土（饱和软粘土）本不可挤密。,部分挤土桩钻小口径孔，再打入，或钢管、砼管桩,预制钢筋混凝土桩、沉管灌注桩（无论打入、压入或振入）均属于挤土桩。 挤土桩的危害：在

14、饱和软土中进行密集桩群施工将使土中超静水孔隙水压力剧增(例如达上覆土重的1.4倍，甚至更高)、地表隆起(例如桩区内50m，隆起总体积约为桩入土体积的40)、浅层土体水平位移(影响范围达1倍桩长以上)、深层土体位移、先打设的桩被抬起和挤偏及至弯曲和断裂。这将造成各种危害，包括原有建筑物下沉或局部抬起以致结构损坏，邻近路面开裂以及地下管线位移或破坏。 控制沉桩挤土效应是市区选用预制桩的前提，控制和减轻沉桩挤土影响的方法：设置防振沟、挤土井、预钻孔、排水砂井、控制沉桩速度以及调整打桩流水等。,4、按荷载传递方式分,桩端土差、桩很长、灌注桩清底差,桩端为岩石、大头桩,根据桩土相互作用的特点，按桩侧阻力

15、与桩端阻力的发挥程度及各自对荷载的分担比例，桩基础分为端承桩和摩擦桩。 1、端承型桩 （1）端承桩 在极限承载力状态，桩顶荷载由桩端承受，桩侧阻力可忽略不计。 （2） 摩擦端承桩 在极限承载力状态，桩顶荷载主要由桩端阻力承受，桩侧阻力属次要地位。,2、摩擦型桩 根据竖向极限荷载作用下桩侧阻力与桩端阻力所分担荷载的比例，分为摩擦桩和端承摩擦桩: （1）摩擦桩 竖向极限荷载作用下，桩顶荷载绝大部分由桩侧阻力承担，桩端阻力可忽略不计。 （2）端承摩擦桩 桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，大部分由桩侧阻力承担。,5、按直径大小分 一般直径桩、微桩、大直径桩,微桩（树根桩）d800，往往是端承，

16、一柱一桩，人工挖孔,一般直径桩(250d800mm),第2节 单桩承载力的确定,一、桩、土体系荷载传递机理,Q=QS+QP Qu=Qsu+Qpu,二、单桩破坏模式,破坏模式取决于,桩周、桩端土；,桩的尺寸；,桩的类型。,1、屈曲破坏,2、整体剪切破坏,3、刺入破坏,小直径端承桩，细长木桩,一般的打入式短桩、钻扩短桩,钻孔灌注桩,三、单桩承载力的确定,R 取决于三个方面： (三者同时兼顾，并取最小值),桩本身材料强度；,上部结构的容许变形值；,土层的支承能力。,(桩数n3根),桩数n3根，考虑相互作用。,一、按材料强度确定单桩竖向承载力,按材料强度计算单桩竖向承载力时，将桩视为一轴向受压构件，混

17、凝土桩单桩竖向承载力设计值公式： （1） 式中： 单桩竖向承载力设计值； 混凝轴心受压构件的稳定系数； 混凝土轴心抗压强度设计值； 纵向受力钢筋的抗压强度设计值； 桩身横截面面积； 纵向受力钢筋的截面面积。,二、按静荷载试验确定单桩轴向承载力,静载试验是在施工现场进行的，考虑： （1）地基土的支承能力； （2）桩身材料强度对承载力的影响。 规范规定，对于一级建筑物必须通过静荷载试验，同一条件下的试桩数不宜少于总桩数的1%，并不少于3根；工程桩总数在50根以内时，不应少于2根。 对于地基条件复杂、桩的施工质量可靠性低等某些情况下的二级建筑桩基，也须通过静荷载试验。,二、按静荷载试验确定单桩轴向承

18、载力,测出n根试桩极限承载力 后，可通过统计的方法，确定单桩竖向极限承载力 的标准值： (2),三、静力触探法确定单桩轴向承载力,静力触探法在确定混凝土预制桩的竖向承载力时被广泛应用。 根据探头的不同分为单桥探头法和双桥探头法。 （一) 单桥探头法 建筑桩基技术规范中提出了根据比贯入阻力确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力的标准值： (3),三、静力触探法确定单桩轴向承载力, 桩身周长； 用静力触探比贯入阻力值估算的桩周土第i层的极限侧阻力标准值； 桩穿过第i层土的厚度； 桩端阻力修正系数； 桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值； 桩端面积。 桩端穿越粉土、粉砂细砂及中砂底面时 按建筑桩基技术规范

19、估算的值，需乘以 进行修正。,(二)双桥探头法,双桥探头可同时测出探头侧阻力 和端阻力 ，该法较多采用，可按下式计算： 式中： 桩身周长； 第 i层土层厚度； 第 i层土的探头平均阻力； 第 i层土桩侧阻力综合修正系数； 桩端平面上、下探头阻力； 桩端面积。,四、经验参数法,建筑桩基技术规范中对各类桩基的单桩竖向极限承载力标准值的计算公式如下： (1) 普通灌注桩及预制桩 式中： 桩身周长； 桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； 极限端阻力标准值,四、经验参数法,(2) 大直径（d800mm）桩 式中： 桩身周长； 桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； 桩径为800mm的极限端阻力标准值； 大直径桩侧

20、阻尺寸效力系数； 大直径桩端阻尺寸效应系数。,四、经验参数法,(3) 钢管桩 桩端闭塞效应系数； (4) 嵌岩桩 嵌岩桩的极限承载力由桩周土总侧阻、嵌岩段总侧阻和总端阻三部分组成。,四、桩的负摩阻力,原因,桩周地面有较大的超载；,降低地下水位；,当桩围土层由于某种原因相对于桩向下位移时，桩侧摩阻力方向向下，称为负摩阻力。,桩穿过欠固结(新填)土层；,湿陷、冻土融陷。,桩的负摩阻问题 当桩周土体沉降大于桩身沉降时，桩周土施加给桩的磨阻力方向向下，称为负摩阻力。该力不仅不提供支持力，反而成为外荷载，对桩基安全影响极大。,桩基负摩阻力产生的原因有： 1、桩周大面积堆载； 2、大量抽取地下水，土层固结

21、； 3、桩穿过浅固结土层进入硬土； 4、密集打桩，产生孔压消散固结； 5、湿陷性黄土、冻土融沉等。,中性点：桩身出现负摩阻力时正负磨阻力变换处的位置。 该点即为桩土相对变位为零点，也为磨阻力零点，也是桩身轴力最大点。,实际工程中中性点的位置可变，通常按经验：,3-35；柱桩取1.0，摩擦桩桩端支撑力在5以下时取0.7，550取0.8。,软土层强度3-36,非软弱土层3-37,负摩阻合力3-39,验算3-40，容许值仅包括正摩阻部分。,第3节 群桩的承载力,一、群桩概念 群桩单桩关系如何？,一、群桩的工作特点,对于桩数超过3根的群桩基础，作用于承台上的荷载实际上是由桩和地基共同承担的。 (一)

22、端承型群桩基础 端承桩组成的群桩基础，竖向荷载绝大部分由桩身传递到桩端，桩底压力分布面积较小，各桩端的压力可认为是互不影响的，群桩基础中各桩的工作状态与单桩的情况基本一致。 此时群桩效应系数=1。 （=群桩基础承载力单桩承载力之和）,一、群桩的工作特点,(二) 摩擦型群桩基础 摩擦桩组成的群桩基础，主要通过每根桩的桩侧摩擦力将上部荷载传递到桩周土及桩端土层中， 附加压应力的分布直径 。 1、群桩的桩心距较大（ 6d ）,桩底处各桩传递的压力互不重叠。 2、桩数较多、桩距较小 6d 时，桩底处各桩传来的压力将重迭使得桩端处的压力比单桩时大得多。此时群桩沉降量大于单桩的沉降，承载力小于各单桩承载力

23、之和，即1。,由此可见，桩端处：z群z单,则：S群S单,若需 S群=S单,必降低R群。,影响R群的因素有：桩数、桩距、桩径、土性、桩长、群桩平面形状等。,群桩效率系数,群桩的极限承载力,群桩中各根单桩极限承载力之和,模型及载荷试验表明：,1、桩距增大时，提高；,2、桩距相同时，桩数越多，越低；,3、桩距增大至一定值后，增加不显著；,可见，桩距，桩数及排列是主要因素，规范归纳为如下原则：, 端承桩和桩数n9根的摩擦桩以及条形基础下不超过两排的摩擦桩，其群桩的竖向抗压承载力为各单桩竖向抗压承载力的总和。, 桩距s6d，桩数n9根的摩擦桩基，可视作一假想的实体深基础，进行基础下地基承载力验算和沉降计

24、算。,二、群桩承载力的验算 1、强度验算,假想实体深基础如图,式中：l0, b0 分别表示矩形承台下桩群外缘的长度和宽度(m)；,0 为桩长范围内各土层(厚度为hi)内摩擦角i的加权平均值。即,在中心荷载下要求桩尖平面处压应力p满足：,在偏心荷载下，除满足上式外，尚应满足：,式中：F :上部结构传至基础顶面的竖向力设计值(kN)；,G ：桩尖平面以上假想基础内桩与桩周土自重设计值(kN)，G=A(d+h)G，G为桩土平均重度，一般可取G=20kN/m3，地下水位以下取浮重度；,Mx，My 作用于桩尖平面处外力对该平面重心的x、y轴的力矩设计值(kNm)；,Wx，Wy 假想实体基础底面分别对x、

25、y轴的抵抗矩(m3)；,f 桩尖平面处地基土的承载力设计值(kPa)。,2、桩基中各桩的受力验算,轴心受压时，,式中：Q 桩基中单桩所受的外力设计值(kN)；,G 桩基承台自重设计值及承台上土的自重标准值(kN)；,n 桩数。,当偏心受压时,式中：xi，yi 第i根桩分别至通过桩群重心的y轴和x轴的距离(m)；,Mi，Mi 作用于桩群上的外力对通过桩群重心的x轴和y轴的力矩设计值(kNm)；,离桩群横载面形心最远处(坐标为xmax、ymax)的桩所承受的荷载最大，即Qmax。要求其满足下列条件：,第4节 桩基承台计算,一、抗弯计算 1、多桩矩形承台,多桩矩形承台计算截面可取在柱边和承台高度变化

26、处，计算截面的设计弯矩可按下式确定：,式中 Qi 第i根桩的桩顶外力设计值(kN)，可按式(613)及式(614)计算，但一般宜扣除桩基承台自重及承台上的土重,Mx 、 My 垂直y轴x轴方向计算截面处的弯矩设计值(kNm);,xi 、 yi 垂直y轴x轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离(m)。,2、等边三桩承台,等边三桩承台最常见及最不利的破坏模式分别如图中曲线I、II所示。一般可利用钢筋混凝土板的屈服线理论,取两者的均值作为其计算公式，即：,式中 M 由承台形心到承台边缘之距离范围内板带的弯矩设计值(kNm);,s 桩的中心距(m);,h 方柱的边长或圆柱的直径(m)。,二、抗冲切计算,柱

27、对承台冲切 桩对承台冲切,式中： 冲跨比，a0/h0， a0冲跨(m)，满足0.31.0， 桩对承台冲切时，=1.0；,ft 承台混凝土轴心抗压强度设计值(kPa)；,um 冲切破坏锥体h0/2处的周长(m)；,h0 承台冲切锥体的有效高度(m)；,FL 作用于冲切锥体上的冲切力设计值(kN)；,三、抗剪切计算,当,当,式中：V 斜载面的最大剪力设计值(kN)；,fc 混凝土轴心抗压强度设计值(kPa)；,b 承台验算载面的宽度(m)，可取验算载面上、下边的平均值；, 计算载面的剪跨比。,第五节 桩基础设计,天然地基或地基经过加固处理后仍不能满足建筑物上部结构要求时，常采用桩基础。 桩基的设计

28、应满足以下要求： (1) 在外荷载作用下，桩与基土之间的相互作用能保证有足够的竖向（抗压或抗拔）或水平承载力； (2) 桩基的沉降（或沉降差）、水平位移及桩身挠曲在容许范围内。 （3）考虑技术和经济上的合理性和可能性。,第五节 桩基础设计,桩基础设计步骤： 一、 设计资料的收集 二、 选择桩的类型、桩材及几何尺寸 三、 基桩根数及平面布置 四、 各桩荷载效应计算 五、 桩身结构设计 六、 承台的设计,一、设计资料的收集,进行桩基设计前应进行调查研究： (1) 建筑物上部结构的类型、尺寸、构造和使用要求，以及上部结构的荷载； (2) 符合国家现行规范规定的工程地质勘探报告和现场勘察资料； (3)

29、 当地建筑材料的供应及施工条件； (4) 施工场地及周围环境（包括交通、进出场条件、有无对振动敏感的建筑物、有无噪音限制）等。,二、选择桩的类型、桩材及几何尺寸,我国使用的桩主要是钢筋混凝土桩。 建筑桩基技术规范规定：桩身混凝土强度等级不得低于C15，预制桩桩尖混凝土强度等级不低于C30，灌注桩水下浇筑的混凝土强度等级不得低于C20。 钢筋级别按混凝土强度等级相应选级、级或级。,二、选择桩的类型、桩材及几何尺寸,桩型的选择应根据上部结构荷载的大小及性质、工程地质条件、施工条件等进行综合考虑: （1） 土层中存在大孤石、金属残渣及未风化岩脉时，可采用灌注桩； （2） 坚硬土层埋得很深，宜采用摩擦

30、桩； 摩擦桩的桩长与桩基的承载力和沉降量有关，在确定桩长时，应综合考虑桩基的承载力和沉降量。 桩的实际长度包括桩尖及嵌入承台的长度。,三、基桩根数及平面布置,（一） 基桩根数的确定 初拟桩数时，大多不考虑群桩效应及承台底面处地基土的承载力，当桩基为轴心受压时，基桩数 n 可按下式估算： F 作用在承台顶面的竖向力设计值； G 桩基承台及承台上填土自重的设计值； R 单桩竖向承载力设计值。,三、基桩根数及平面布置,当桩基为偏心受压时，各桩受力不均匀，应按10%20%适当增加桩数。 桩数的确定还应考虑满足水平承载力的要求，一般以各桩的水平承载力之和作为桩基的水平承载力，由上式算得的桩数 n 乘以单

31、桩的水平承载力应大于（或等于）作用于桩基的总水平荷载。,三、基桩根数及平面布置,（二） 桩间距的确定 桩间距一般取为45倍桩径，不可太大（桩间距太大会增加承台的体积和用料），也不可太小（桩间距太小会造成施工困难，桩的承载力得不到发挥）。 桩的最小中心距应符合建筑桩基技术规范规定。对于大面积桩群，尤其是挤密桩，桩的最小中心距应适量加大。,三、基桩根数及平面布置,（三） 桩的平面布置 根据桩基的受力情况，桩可采用多种形式的平面布置。 布置时应尽量使上部荷载的中心与桩群的中心重合或接近，以使桩基中各桩受力比较均匀。 当作用在承台底面的弯矩较大时，应设法增大桩基横截面的惯性矩。,四、各桩荷载效应计算,

32、大多数桩基是以承受竖向荷载为主。 对于轴心受压（ Mx = My =0），群桩中基桩的桩顶作用效应为：,四、各桩荷载效应计算,在偏心竖向荷载作用下，群桩中基桩的桩顶作用效应为：,四、各桩荷载效应计算,轴心竖向荷载作用下，应满足 ： 偏心竖向荷载作用下，除满足上式外，还要满足： 建筑桩基重要性系数。 对于一、二、三级建筑桩基，分别取1.1，1.0，0.9；对于柱下单桩的一级建筑桩基，取1.2。,四、各桩荷载效应计算,考虑地震作用的效应组合时，应满足： 轴心受压： N1.25R 偏心受压： Nmax1.5R,五、桩身结构设计,（一）钢筋混凝土预制桩 （1） 钢筋混凝土预制桩的混凝土强度应不低于C3

33、0。 （2） 配筋率min一般为1%左右，一般按截面的形状和大小采用48根直径1215mm的钢筋（边长30mm以下者用4根）。 箍筋直径采用68mm，间距不大于200mm，在桩尖和桩顶处加密。,五、桩身结构设计,（3） 主筋的保护层一般取35mm，在桩身混凝土强度达到设计强度后方可起吊、搬运。 为方便吊装、运输，预制桩身时需设置吊环，支点应设在设计的吊点处。图 （4） 预制桩的截面常设计成圆形、方形的实心截面、圆柱体的空心截面。 （5） 根据施工和运输条件考虑桩身的分节，一般桩长超过2530m时需要接桩，桩的接头不宜超过两个。,五、桩身结构设计,（二）混凝土灌注桩 灌注桩的混凝土强度一般不得低

34、于C15，水下浇筑灌注桩的混凝土强度不得低于C20。 素混凝土桩宜采用的坍落度为6080mm，当桩身配有钢筋时，坍落度可适当加至80100mm，水下浇筑混凝土的坍落度宜采用180220mm。,五、桩身结构设计,为保证钢筋骨架有一定的刚性，其主筋不宜过细过少，通常钢筋直径不小于12mm，配筋率不小于0.2%。 （1） 桩身受弯则不宜小于0.4%，主筋锚入承台的长度应大于钢筋直径的30倍； （2） 主筋的保护层厚度应35mm，水下浇筑时，主筋的保护层厚度应50mm； （3） 箍筋一般采用螺旋式箍筋，直径应6mm，间距为200300mm。,五、桩身结构设计,（三）桩身强度计算 桩身强度是在确定了荷载

35、大小，计算出桩身截面所需的主筋面积，还必须满足混凝土结构设计规范规定的最小配筋率的要求。 对于长期或经常受到水平荷载或上拔荷载作用的桩，还应验算桩身裂缝宽度，最大裂缝宽度不得超过0.2mm。,六、承台的设计,承台是桩基础的一个重要组成部分。 作用是将各基桩联结成一个整体，并将上部结构的荷载传递给各桩。 承台的设计主要是确定其平面尺寸、厚度、与桩的连接及配筋等。 一般是先按要求初步拟定上述各项的尺寸和数量，经验算后予以确定，或经修改直到满足要求。,六、承台的设计,（一）承台的构造要求 承台混凝土强度等级不宜低于C15，级钢筋时应不低于C20，承台底面钢筋的保护层厚度应70mm。 承台的平面尺寸一

36、般由桩数、布桩及上部结构的形式决定： （1）墙下桩基采用条形承台； （2）柱下桩基采用板式承台。,六、承台的设计,承台的最小宽度不应小于500mm，承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长，挑出部分不应小于150mm，条形承台边缘挑出部分不应小于75mm，承台厚度不应小于300mm。 为保证承台“传递荷载结成整体”的作用，桩顶应嵌入承台一定的长度： （1）大直径桩嵌入长度应100mm； （2）中等直径的桩嵌入长度应50mm。,六、承台的设计,承台的配筋应通过计算确定： （1）矩形承台板配筋应按双向均匀布置，直径10mm，间距100200mm； （2）三桩承台按三向板带均匀配置，最里面三根钢筋相交成的三角形应位于柱截面范围内。 承台梁的纵向主筋直径应不小于12mm，架立筋不小于10mm，箍筋不小于6mm。 桩顶纵筋伸入承台内的锚固长度应大于纵筋直径的30倍，对于抗拔桩为40倍。,六、承台的设计,（二）承台的计算 承台结构承载能力的计算一般包括局部承压、抗冲切、抗剪切和抗弯四部分。 承台结构正常使用极限状态计算则包括变形和裂缝两部分。 建筑桩基技术规范规定，当进行承台的抗震验算说，应根据现行建筑抗震设计规范的规定对承台的受弯、受剪切承载力进行抗震调整，以满足要求。,THE END FOR CHAPTER ELEVEN,THANK YOU FOR YOUR PATIENCE!,