桩基础毕业设计

1、摘 要桩基础是人类在软弱地基上建造建筑物的一种创造，是最古老、最基本的一种基础类型，也是目前土木工程中利用最为广泛的一种，高层建筑占到 70%以上。在工程设计当中，利用土木工程力学方面的知识进行合理的桩基础设计是很重要、很有基础性意义的工作。如何选择合理的桩基础形式，对于保证安全，节约投资、降低造价起着举足轻重的作用。在本文中笔者根据上部结构荷载和场地地质条件，确定了桩型、桩几何尺寸和承台埋深，然后进行桩基计算：分析计算了单桩竖向极限承载力标准值、单桩竖向承载力特征值和复合基桩竖向承载力设计值，确定了桩数及承台底面尺寸；通过桩身结构设计计算确定桩身配筋；再进行了桩顶作用验算、基桩承载力验算和单

2、桩桩身强度验算；接着进行承台设计：通过受弯计算确定承台配筋，通过受冲切验算桩基承台厚度及受剪验算、桩基础沉降验算；最后根据建筑桩基技术规范 jgj94-2008介绍了桩基础施工及工程质量检查和验收的过程，并绘制了施工图。关键词：1. 预制桩基础 2.承台设计 3.沉降验算 4.基桩承载力验算5.施工操作 abstractpile foundation is a kind of creation of human buildings on soft soil foundation, is a type of foundation is the oldest, the most basic, bu

3、t also in civil engineering at present by using one of the most extensive, high-rise buildings accounted for more than 70%. in the engineering design, the civil engineering mechanics knowledge pile foundation design is very important, it is the basic meaning of work. piles foundation, how to choose

4、a reasonable, to ensure safety, save investment, reduce the cost of play a decisive role. in this paper the author according to the upper structure load and the geological condition, to determine the type of pile, pile cap dimension and depth, then the calculation of pile foundation: analysis and ca

5、lculation of the value, the bearing capacity of single pile vertical ultimate vertical bearing capacity of single pile bearing capacity design value and the value of composite pile vertical, determine the number of piles and the size of the pier; pile structure design calculation of pile reinforceme

6、nt; then the checking of bearing capacity and strength of single pile and pile top settlement calculation checking , effect of pile foundation ; then the platform design: the flexural calculation to determine the pile reinforcement, the punching and shearing calculation, checking the pile cap thickn

7、ess; finally, according to the technical code for building pile foundation jgj94-2008 introduced the process of pile foundation construction and engineering quality inspection and acceptance, and draw the construction drawings.key word:1. precast concrete pile foundation 2. design of pile caps 3. se

8、ttlement calculation 4. pile bearing capacity calculation 5. construction operation目 录第 1 章 绪论.11.1 引言.11.2 基础工程技术的国外动态.11.3 新型桩基的发展.11.4 桩基向大直径超长方向发展.21.5 桩基向工厂预制化发展.21.6 桩基向新施工技术方向发展.21.7 桩基向组合桩方向发展.31.8 向高强度桩方向发展.31.9 桩基新设计方法.41.10 桩基施工中存在的问题.41.11 总体评估.5第 2 章.72.1 工程概况.72.2 地质条件.72.3 土层参数.7第 3 章

9、.93.1 基础选型.93.2 桩的选型.93.3 桩基础设计.93.4 单桩承载力确定.934.1 单桩竖向极限承载力标准值的确定.9ukq3.4.2 单桩竖向承载力特征值计算.103.5 确定桩数和承台尺寸.103.6 计算单桩承受外力.113.6.1 桩数验算.113.6.2 在偏心竖向荷载作用下.113.7 桩身结构设计计算.113.8 桩基中各单桩水平向承载力验算.123.9 单桩桩身强度验算.133.10 承台板设计.133.10.1 抗弯验算.153.10.2 冲切验算.153.10.3 抗剪承载力计算.163.11 桩基础沉降验算.18第 4 章 混凝土预制桩的施工.204.1

10、 混凝土预制桩的制作.204.2 混凝土预制桩的起吊、运输和堆放.214.3 混凝土预制桩的接桩.224.4 锤击沉桩.23第 5 章 结论与展望.265.1 结论.285.2 展望.26参考文献.27致 谢.28附 录.29 石家庄铁道大学毕业设计1第 1 章 绪 论1.1 引言桩基础是一种历史悠久、应用广泛的深基础基础，随着工业技术和工程建设的发展， 桩的类型和成桩工艺、桩的设计理论和设计方法、桩的承载力与桩体结构的检测技术等方面均有发展，以使桩与桩基础的应用更为广泛，具有很强的生命力。改革开放三十几年来, 随着我国经济的持续增长, 改革开放三十几年来, 随着我国经济的持续增长, 城市建设

11、向高空发展, 市内交通向多层次立体化发展,桩基础的发展也越来越快，桩基础已然成为高层建筑和各大型建筑最为重要的一部分。1.2 基础工程技术的国外动态近年来，国外基础工程技术的研究方向主要集中在高层及超高层建筑的需求建筑物基础的多种利用、基坑工程的新技术、基础工程节材以及提升持久性等方面。进入 21 世纪以来，随着城市土地资源的紧张和科技的进步，超高层建筑的建设呈爆发式增长，建设重心已经由北美转向东亚和中东，建筑有效高度超过 600m，并有突破 1000m 的趋势。截至 2010 年底，已经建成并投入使用的全球 10 个超高层建筑中的 9 座分布在以中国为代表的东亚地区和以迪拜为代表的中东地区，

12、其中中国两岸三地占据座；中东地区以迪拜为代表，目前全球最高的高层建筑迪拜塔 160 层，高度达到 828m，高度超过 1000m 的 nakheeltower 也在设计中，即将开始建设目前相当一批有效高度超过 600m 甚至超过 1000m 的高层建筑也在规划设计中，全球各地正在掀起超高层建设的热潮。1.3 新型桩基的发展(1)桩端（侧） 压为注浆技术效果好速度快，可节省大量成本，减少建筑物的整休沉降和不均匀沉降，所以近年来注浆也越来越多的得到发展和广泛应用，它适用于桩端加固和桩侧土固化。(2)挤扩支盘灌。注桩，由于其对摩擦型桩的桩侧摩阻力的提高效果很好且经济效益明显，几年也得到了较愉的发展，

13、它适用于黏性土为主的摩擦型桩基。(3)预应力混凝土竹节桩最早出现在日本，为了适应环太平洋洋地震带的频繁需要，在管桩桩身上设计每 2m 有一条宽为 5cm 的凸出混凝土肋环，移竹节妆预应为石家庄铁道大学毕业设计2管桩，为了在深厚软土层中，改善桩基侧软土介质，提高单桩承载力我国近年提出了一种扩大头带肋填砂预应力管桩，它在原管桩的基础上增加钢质扩大头，并在管桩成型时浇注出一定宽度的混凝土肋，沉桩时大头和肋形的桩侧空隙用砂填充，这样就形成了桩头大桩侧灌砂的预应力管桩适用于淤泥质土层。(4)大直径筒桩，由于采用环形桩尖，形成大直径环浇混凝土薄壁筒桩，具有搞水平力好的特点，应用于音桩竖向荷载不高的提防工程

14、中。(5)就地取材碎石型锤击灌注桩，由于现场锤击成孔，现场碎石浇灌被广泛应用于残坡积的土层加固基础中。(6)大直径钻埋空心桩。在已经钻好的大直径孔内沉放预制桩壳，形成空心桩。主要应用于桥梁深桩基础中，而大直径和预拼工艺也是当前桥梁深桩基础工程的发展趋势。1.4 桩基向大直径超长方向发展随着高层、超高层建筑物以及跨江、跨海等特大桥梁的建设，上部结构对桩基础承载力与变形的要求越来越高，桩的直径越来越大，桩长越来越长，使桩出现了向超长、大直径方向发展的趋势。例如上海环球世贸中心、金茂大厦都采用了桩长超过 80 米的钢管桩，温州世贸中心采用了 80120m 不等的钻孔灌注桩，杭州钱塘江六桥采用的钻孔灌

15、注桩更长达 130m，襄樊西部铁路桩基础最长达 139m。日本日本横滨跨径 460m 的横断大桥桩基础嵌岩扩孔至直径达 10m，我国江西贵溪大桥的桩基础直径也达到 9.5m。1.5 桩基向工厂预制化发展近年来，一些类型的桩正向着工厂化生产的趋势发展，而工厂化生产也促使这些桩型在工程建设中被广泛的应用。1.6 桩基向新施工技术方向发展随着人们对建筑施工环境保护要求越来越高，一些施工新工艺新技术得到了快速的发展。(1)对于预制桩和钢桩的施工，为了避免打入法施工工艺带来的噪声、振动以及压入法带来的挤土效应对临近建筑物及地下管线等产生的不良影响，埋入法施工工艺得到了开发和应用。北京地区采用的植桩法，即

16、先用长螺旋钻孔，穿过硬夹层或石家庄铁道大学毕业设计3可液化层，然后将预制桩放入孔内，最后锤击沉桩使桩端进入设计要求的持力层，同时预应力管桩压桩也由锤击打入式转向预压式或抱压实施工。(2)由于正循环钻孔桩泥浆处理污染环境，所以出现了成套工艺的泵式反循环钻进系统，泥浆循环全部进入钢制的泥浆箱。同时出现了全套取土型的贝诺特关注桩施工方法。(3)由于钻孔桩存在沉渣问题，持力层扰动问题和泥皮问题，所以出现了桩侧和桩端后注浆的施工技术。(4)由于打桩挤土问题在城市化过程中日益突出，出现了打桩施工边监测边设计的信息化施工新方法。(5)在围护桩施工中出现了钻孔咬合桩，地下连续墙等施工新技术。(6)新的自动化打

17、桩机械不断出现。1.7 桩基向组合桩方向发展(1)刚柔复合桩组合，刚性桩一般采用混凝土桩且是长桩，打到较好的持力层，柔性桩一般采用水泥搅拌桩且为短桩、摩擦桩型。刚性桩起到控制沉降的作用，柔性桩起到变形协调的作用。刚柔复合桩桩顶与碎石混凝土混合势层直接接触，垫层上面为刚性混凝土基础，柱基设计按复合桩设计。(2)长短桩组合。及桩身材料同为混凝土桩，但根据上部荷载的特点和地质条件选择不同的桩长和不同的持力层。优点是可以调整基础荷载受力基本均匀，缺点是不同的桩长会带来不同的沉降，特别是对主楼和裙楼交界处的应力协调不利，应特别注意。(3)咬合桩组合。可以是灌注桩之间的组合；可以使混凝土桩与水泥搅拌桩之间

18、的咬合；也可以是预制桩与现浇桩之间的咬合，可以是内包也可以是外包，形成了一系列的组合桩。目前咬合桩主要使用在基坑支护桩中。 (4)桩长度方向的组合，即同一根单桩中上部桩为混凝土桩，下半部为钢桩。这样有利于将桩打入持力层较坚硬的岩土中，反之根据桩的轴力上大下小的特点，也有组合桩采用单桩桩身中上部采用高配筋高强度的混凝土，桩的中下部采用低配筋低强度的混凝土，以适应不同地质条件中桩的受力特点。有时为了减少挤土，桩下部采用 h 型钢桩，桩上部采用混凝土预制桩等。1.8 向高强度桩方向发展石家庄铁道大学毕业设计4随着对打入式预制桩要求越来越高，诸如高承载力、穿透硬夹层、承受较高的打击应力及快速交货等要求

19、，普通钢筋混凝土桩（简称 r.c 桩，混凝土强度等级为c25c40）已满足不了上述要求，故预应力钢筋混凝土桩（简称 p.c 桩，混凝土强度等级为 c40c80）和预应力高强度混凝土桩（简称 p.h.c 桩，混凝土强度等级不低于 c80）使用越来越多。 phc 管桩在欧美、日本、前苏联及东南亚诸地区大量采用。日本使用的预制混凝土桩几乎均为 phc 桩。从 19701992 年间，日本管桩的年产量在 520830 万吨之间。 最近十几年来，我国管桩行业经历研制开发期、推广应用期、调整发展期和快速发展期等四个时期。以珠江三角洲和长江三角洲为基地，由南向北，由东向西，沿海沿江沿湖，向内陆地区健康而快速

20、地发展，在产品品种和产量上均达到世界前列。具体地体现在：布局面广；产品品种与规格齐全；生产技术成熟；国产化装备和原材料完全满足生产需要；配套应用技术日趋完善；应用领域不断扩大；依靠技术进步求效益、求发展；质量意识不断强化，质量保证体系日趋完善；企业向多元化规模化发展。 到 2003 年全国管桩生产企业达 220 家，全国管桩年产量约 1.4 亿 m。 苏州混凝土水泥制品研究院金舜教授级高工等提出管桩发展的建议：进一步开发磨细矿物掺合料在管桩中的应用技术；进一步开发钢纤维混凝土在管桩中的应用技术；开发钢管混凝土管桩、长管桩以适应重大工程需要；开发余浆的综合利用技术；推广碎石砂在管桩生产中的应用：

21、重视管桩桩身混凝土的耐久性；在 phc 桩生产中推广应用“管桩水泥”1.9 桩基新设计方法桩基的设计理论与方法不断吸取其他学科先进成果，取得了非常迅速的发展，如电子计算机和数值计算方法的巨大成就，岩土力学、结构工程、施工技术领域的研究成果，给桩基科学注入了新的活力，并形成和发展了许多新的设计理论。疏桩设计理论、复合桩设计理论、桩基与上部结构建筑协同作用理论、桩端（侧）压力注浆设计理论、桩的水平抗力及抗震理论、桩基环境效应理论都得到不断地发展。利用建立某区域试桩数据库和城市地层柱状图及岩土参数数据表进行初步设计，并利用现场测桩数据进行施工图设计的反馈优化设计是信息化桩基设计的一个重要方向。另外，

22、针对工程经济效益及环境保护因素的控制，桩基的优化设计理论与方法也得到快速的发展，但目前仍在完善中。1.10 桩基施工中存在的问题石家庄铁道大学毕业设计5在桩基施工技术取得长足进步和巨大成就的同时, 也存在不少问题, 近年施工事故时有发生, 也令人震惊。如武汉市某一 18 层的商品楼,建筑面积 1.46 万 m2, 采用夯扩桩基础, 在结构封顶后进入内装修和楼地面施工时, 大楼出现不均匀下沉, 倾斜方向也出现变化, 不到数日楼顶水平位移就达到 2.884,倾斜度达 4.49 % , 因无法抢救而只好爆掉。这是一起中外建筑史上罕见的事故。专家分析事故原因, 认为除了桩体施工质量存在一系列严重缺陷外

23、, 更重要的原因是桩型选择不当, 他们形象地指出, 将夯扩桩打在淤泥质土层中, 无异于将“ 一把筷子插到稀饭里” 。又如南京某大厦在人工挖孔桩及基础开挖期间, 抽降地下水而未采取相应措施, 造成毗邻单位厂房墙体严重开裂, 地面下沉, 厂房内的机器严重受损, 最后经法庭裁决, 以建设方赔偿受害方人民币 1400 万元而告终。这是我国对忽视桩基施工对周围环境引起危害者绳之以法的首例大案。上述两例只是较大的事故, 其他还有, 限于在的薄弱环节, 施工者对之事先未加防护或认真对待; 其二是施工时掉以轻心, 操作不当, 管理不严。归根结底, 是由于施工队伍的素质(包括思想、文化、专业及职业道德)跟不上形

24、势的需要。实践证明, 对于一支素质优良的施工队伍, 即使设计、地质或桩型本身有问题, 也能防患于未然。因此, 当务之急是全面提高桩基施工队伍的素质, 以迎接更艰巨的任务。1.11 总体评估我国目前应用的桩型具有以下特点: 大中小直径并存, 就地灌筑与预制并存, 机械成孔与人工开挖并存, 锤击、振动与静压并存, 以及接近 90 年代国际水平的工艺与传统工艺并存, 等等。这既是由于地域大、地质条件复杂、工程性质不同等客观实际需要, 也是由于我们特别重视桩型经济性所致, 它们既符合我国当前的国情, 也是发展中国家应采取的技术政策和社会主义市场经济规律的具体反映。经验证明, 对于各种打入桩, 尤其是沉

25、管桩, 施工须慎之又慎,才能杜绝隐患; 另一方面, 可以预料桩型的发展还将会因各地日益严格的环保要求而兴衰。如果以桩型体系中存在的诸多先进因素,或以桩所支承的建筑物的最大高度和桥梁的最大跨度及其技术复杂程度等, 作为衡量一国一地桩基施工水平的主要指标, 那么, 根据我国现状偏保守地说, 我国的桩基施工技术水平至少已具有发达国家 80 年代中期或末期的水平, 因此我们可以欣喜地说, 我们只用了 20 年时间就走了发达国家发展桩基经历的百年历程。我国现在与发达国家在桩基施工技术上的差距主要是: 施工事故频繁, 巫应加大整治力度; 现场文明程度和施工对环境造成的危害, 还需进一步分别改善和控制; 一

26、批新桩型, 包括能承受超量竖向和横向荷载的巨型灌注桩(矩形或条形,或称 barre 石家庄铁道大学毕业设计6tte),以及硬土地基的大深度灌注桩等都有待研究开发, 否则会与国外的差距将会拉大。石家庄铁道大学毕业设计7第 2 章2.1 工程概况某工程总建筑面积 14086m2无地下室，建筑平面尺寸为 38.5m30.5m，设架空地下室一层。地上 15 层框架剪力墙结构，底层层高 4.5m，以上各层层高均为3.0m。工程重要性等级为一级。已知上部框架结构由柱子传来的荷载：nmax=3396.8kn, mmax=193knm，vmax=75knm。2.2 地质条件场地土自地表向下依次由杂填土、硬塑红

27、粘土、淤泥质粘土、粉土、稍密粉细砂、及三叠系中统关岭组中厚层状泥质白云岩构成，下覆基岩为中风化白云岩,钻探深度范围内无地下水。2.3 土层参数表2-1 地基土层参数承载力特征值（kpa）岩土层编号土层厚度(m)天然重 r(knm3)akfaf内摩擦角 （）粘聚力 c(kpa）压缩模量(mpa)se变形模量(mpa)oe杂填土1.5m17.58012.0015.003.00硬塑红粘土2.8m1920011.628.705.2淤泥质粘土9.5m17.5015012.0016.002.80石家庄铁道大学毕业设计8 续表2-1承载力特征值（kpa）岩土层编号土层厚度(m)天然重 r(knm3)akfa

28、f内摩擦角 （）粘聚力 c(kpa)压缩模量(mpa)se变形模量(mpa)oe粉土8.50m20.017019310.0松散状粉细沙2.7m19.501102007.5稍密粉细沙1.8m20.5016025010.5密实粉砂3.5m21.617626.6014.03强风化白砂岩揭露10.20m26.11650石家庄铁道大学毕业设计9第 3 章3.1 基础选型由于建筑结构荷载大分析研究表明，在柱荷载作用下天然地基难以满足承载力要求，场地分布的杂填土及硬塑的红粘土不具备作持力层条件，粉细砂强度低厚度薄，也不具备作持力层条件，故拟采用粉土，以粉土作持力层，采用独立基础结合桩基础。3.2 桩的选型桩

29、型选择要做到经济合理、技术可行，除了应满足建筑物结构荷载、变形的要求，同时应考虑成桩的可能性及对环境的影响。拟建建筑物基础的选型应综合考虑设计、施工、场地条件等各方面的因素。钢筋混凝土预制桩具有质量稳定、混凝土强度高、耐打性好、桩身承载力高、施工进度快、施工现场整洁、安全可靠、经济环保的优点。综合考虑本工程场地以粉土作为持力层，桩长较短采用钢筋混凝土预制桩，即经济又满足承载力要求。3.3 桩基础设计上部结构传来不利荷载基本组合为：轴力nmax=3996.8kn；mmax=193knm，vmax=75,根据地质条件以粉土做持力层，kn所以桩类型为端承摩擦桩。地下水位于承台底面，承台埋深 1.5m

30、,承台厚 0.8m。桩的尺寸为 400mm400mm,桩尖进入持力层 1.6m,桩插入承台 10cm,所以桩长 14m。桩身混凝土强度等级 c30，c=1.5x104 knm ,承台混凝土强度 c30。3.4 单桩承载力确定34.1 单桩竖向极限承载力标准值的确定ukq查建筑桩基技术规范 jgj94-2008表(5.3.51)、(5.3.61)杂填土 =20kpa l=1.5msikq硬塑红粘土 =35kpa l=2.8msikq淤泥质粘土 =25kpa l=9.5msikq粉土 =50kpa l=1.6m =1300kpasikqpkq石家庄铁道大学毕业设计10 由建筑桩基技术规范 jgj9

31、4-2008 (5.3.5-1)pkskukqqqpkpkisikaqlqu=40.4(1.520+2.835+9.525+1.650)+0.40.41300=912.8 kn3.4.2 单桩竖向承载力特征值计算由建筑桩基技术规范 jgj94-2008式=456.4kn (5.2.2-1)ukaqr21考虑承台效应的复合桩基竖向承载力特征值按建筑桩基技术规范计算 (5.2.5-1)cakcaafrr3.5 确定桩数和承台尺寸由于桩数未知，承台尺寸未知，先不考虑承台质量，初步确定桩数，带布置完后再计算承台质量，验算桩数是否满足要求。由最不利荷载标准组合：轴力 nmax=3996.8kn, mma

32、x=193knm，vmax=75 knmn(根)5 . 82 . 11 . 1rgf取n=9（根） ；桩距 s=3d=30.4=1.2m,承台尺寸取 3.4m3.4m。桩位平面布置图，承台底面尺寸如下图：图3-1 平面图(mm) 图3-2 立面图(mm) 石家庄铁道大学毕业设计113.6 计算单桩承受外力3.6.1桩数验算承台及承台上土的天然重度取knm-320gr=203.43.41.5=346.8 kndargdgk=4343.6/9=482.6 kn ngfnkkk考虑承台效应的复合桩基竖向承载力特征值按建筑桩基技术规范 jgj94-2008 (5.2.5-1)cakcaafrr=456

33、.4+0.06172.4(3.43.4-90.40.4)=561.08 kn即满足:rnk3.6.2在偏心竖向荷载作用下作用在承台底的弯矩: m+hd=193+1.575=305.5 knmxm由建筑桩基技术规范 jgj94-20085.1.1-2 式525.1kn22jiyjixkkikxxmyymngfn)032 . 16(2 . 1)755 . 1193(96 .434322由于該承台是正方形承台，所以在边角的桩所受偏心弯矩最大，由上面的分析计算可知：525.1 knkmaxn即满足：1.2r=673.3 knkmaxn3.7 桩身结构设计计算由于桩长 14m，则可不用分两节生产，采用两

34、点吊立的强度计算来进行桩身的配筋计算。吊点在位于桩顶 0.207l 处（l 为桩身长度） 。起吊时桩身的最大负弯矩为： 0.0214ql3,其中 k=1.3,延桩长每米自重：q=1.20.40.425=4.8 kn/m (1.2maxm为恒载分项系数)，桩身混凝土强度等级 c30,hrb335 级钢筋。故：0.02144.81414=20.13 knmmaxm桩身有效截面高度0.4-0.03=0.37m0h0.02520bhfmcs263704003 .141013.20518. 0026. 0211bs0.099)211 (5 . 0ss石家庄铁道大学毕业设计12桩身受拉主筋： 185 mm

35、237099. 03001013.2060hfmasys选用 220mm 的 hrb335 级钢筋。因此整个截面主筋配筋为 420mm 的 hrb335 级钢筋（1256 mm2）sa其配筋率: 0.85%（满足预制桩最小配筋率 0.8%） 3704001256 0.23% (满足配筋),37040030043. 145. 045. 000minhhffhhyt其他构造筋见施工图。桩身强度:1.015400370+300912=2493.6 knr)(yyccaff3.8 桩基中各单桩水平向承载力验算根据建筑桩基技术规范 jgj94-2008 50eimb其中， 1.5b+0.5 ；ei=0.

36、850b0iec由建筑桩基技术规范 jgj94-2008表（5.7.5） ，取 m=6.0，相应单4/mmmn桩在地面处水平位移为 10mm。已知:; 2000bwi 2020126bbbwge = = 6.67 ； 0.31% ； 1.5b+0.5=1.50.4+0.5=1.1cseee320g0b =0.01212201 . 10031. 0167. 624 . 064 . 0wei=0.8530.0121=3.081010810则:=0.465861008. 31 . 1106换算深度：=0.4614=6.5m ; 4 时,取 = 4.0hhh查表建筑桩基技术规范 jgj94-2008;

37、取 0.940；桩顶约束情况为固接。xv根据建筑桩基技术规范 jgj94-2008估算预制桩单桩水平承载力特征值： axhaxveir0375. 0 则: 239.2 knmmxa100383101094. 01008. 346. 075. 0har石家庄铁道大学毕业设计13基桩水平承载力特征值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应，可按下列公式确定: 由建筑桩基技术规范 jgj94-2008: (5.7.3-1)hahhrr (5.7.3-6)blrih (5.7.3-7)hbrnnpc21 (5.7.3-8) mbbcc1 (5.7.3-9)psakccnaafp (5.7.3-3)

38、9 . 110. 015. 02145. 0015. 02nndsnai0.06172.4(3.43.4-90.40.4)cp=104.7 kpa3.4+6=9.4 mcbb015. 02 .239337 .1043 . 060. 09 . 1310. 0315. 051. 245. 03015. 0i0.602.05+0+0.015=1.245h则：=1.245239.2=297.80 knhahhrr满足：kn80.29775hikrknh即水平承载力满足要求。3.9 单桩桩身强度验算由于桩顶以下 5d 范围的桩身螺旋式箍筋间距不大于 100mm，且符合建筑桩基技术规范 jgj94-200

39、8规定时:sypsccafafn9 . 0查建筑桩基技术规范 jgj94-2008:85. 0c则: =0.85sypsccafaf9 . 014.3400400+0.9300452=2066.8 knn =482.6 kn （满足要求） 3.10 承台板设计承台的平面尺寸为 3.4m3.4m，石家庄铁道大学毕业设计14 图 3-3(mm)石家庄铁道大学毕业设计15布置图如右图 3-3：厚度由弯曲、冲切、局部承压等因素综合确定。初步拟定承台厚度 800mm，其边缘厚度为 600mm，其承台顶平台边缘距柱的边缘为 300mm，混凝土强度采用c30，保护层取 100mm，钢筋采用 hrb335 级

40、钢筋。其下做 100mm 厚 c7.5 级素混凝土垫层。3.10.1抗弯验算计算各排桩的竖向反力及净反力kn 221jiyjixkkxxmyymngfn)032 . 16(2 . 1)755 . 1193(96 .4343221 .525净反力：502.4 kn1nkn6 .482)032 . 16(0)755 . 1193(96 .4343222n净反力：kn8 .45996 .2046 .482922gnnkn2 .440)032 . 16(2 . 1)755 . 1193(96 .4343223n净反力：kn5 .41796 .2042 .440933gnn故 x-x 轴截面桩边缘处最大

41、弯矩应采用桩的净反力计算：(502.4+459.8+417.5) (1.2-0.4-0.2)=827.82 knmiixynm承台计算截面处的有效高度700mm（加 100mm 素混凝土垫层） 。0h4380mm27003009 . 01082.8279 . 060hfmays配置 1818 钢筋，间距 180mm(钢筋中心间距)(4580mm2)。say-y 截面桩边缘处最大弯矩应采用桩的净反力计算：=502.430.8=1205.76knmjiyxnm承台计算截面处的有效高度700mm0h6379.7mm27003009 . 01076.12059 . 060hfmays配置 1822 钢

42、筋，间距 180mm(6842mm2)。sa3.10.2冲切验算3.10.2.1 柱对承台的冲切验算石家庄铁道大学毕业设计16柱的截面尺寸为 800mm800mm,对于柱下矩形独立承台受柱冲切的承载力可按建筑桩基技术规范 jgj94-2008计算(右图 3-4) 000002hfahabfthpxcyycxl3 . 000yxaa7000h8 . 0ccbh ; 43. 07 . 03 . 000haoxx43. 08 . 03 . 00haoyoy ； 33. 12 . 043. 084. 0ox33. 12 . 043. 084. 0oy=000002hfahabthpxcyycx21.3

43、3(0.8+0.6)+1.33(0.8+0.6) 1.014300.7=7455.45knkn8 .3996lf故承台受柱冲切承载力满足要求。3.10.2.2 角桩冲切验算由建筑桩基技术规范 jgj94-2008 （5.9.8-1）式011112122hfacacnthpxyyxlmm;mm;mm50021 cc30011yxaa7000h; 图 3-443. 0700300011haxx43. 0700300011hayy由建筑桩基技术规范 jgj94-2008式(如图 3-5)2 . 056. 011xx2 . 056. 011yy89. 02 . 043. 056. 011yx当800m

44、m 时， 取 1.0,0hhp011112122hfacacthpxyyx0.89(0.7+0.6/2)+0.89(0.7+0.6/2) 1.014300.7=1781.8kn502.4kn (单桩最大净反力)满足要求。 图 3-5ln3.10.3抗剪承载力计算计算承台截面的抗剪承载力（如图 3-6）：ch1cxa1cbya12c石家庄铁道大学毕业设计17 图 3-60h2yb1yb2xb1xb20h石家庄铁道大学毕业设计18mm 承台保护层厚度为 100mm; 因为800mm ，所以剪切承载力截300 xa0h面高度影响系数。则； 0 . 1hs43. 0700/300yx对 a-a,b-b

45、 两个截面计算宽度，1-0.50.2/0.6(1-0.8/3.4) 3.4=2.97m1120200015 . 01xxxyxbbbhhbb因为承台选用 c30 混凝土，则kpa；1430tf由建筑桩基技术规范 jgj94-2008式 (5.9.10-2)22. 1143. 075. 1175. 1由建筑桩基技术规范 jgj94-2008式 (5.9.10-1) 00hbfvths1.01.22143002.970.7=3567.5kn3502.4=1507.2 kn00hbfths所以承台受剪承载力满足要求。3.11 桩基础沉降验算建筑平面尺寸为 38.5m30.5m。计算矩形桩基中点沉降时

46、，桩基沉降量可由建筑桩基技术规范 jgj94-2008计算： nisiiiiieezzps11104在荷载效应准永久组合下承台底的平均附加压力：=kpadagfp00358204 .154 . 36 .43432 平均附加应力系数，根据矩形长宽比 a /b 及深宽比，按建筑桩基1;ii技术规范 jgj94-2008附录 d 选用 ; ciibzbz2ciibzbz112siiiseaae乘以 1.5 挤土效应系数：1.59.878=14.7sie由建筑桩基技术规范 jgj94-2008查表得=0.9桩基等效沉降系数可按下列公式简化计算：e210) 1(1cncncbbeccblnbn 石家庄铁

47、道大学毕业设计19，,按建筑桩基技术规范jgj94-2008附录 e确定；0c1c2c=0.0495 ; =1.587 ; =9.6380c1c2c=ccblnbn 34 . 34 . 39=210) 1(1cncncbbe21. 0638. 9) 13(587. 1130495. 0表 3-1 沉降计算土分层厚度(m)(mpa)sie(m)iz(m)1izi1icibz2ia（msepa）(mm)is总沉降s（mm）110.00100.2388 0.00000.588285.49048.617110.00210.2161 0.23881.1764154.72766.979110.00320.

48、1866 0.21611.7647200.40844.605110.00430.1597 0.18662.3529228.69042.851110.00540.1388 0.15972.9411248.45201.992110.00650.1223 0.13883.5294262.70041.436110.00760.1089 0.12234.1176272.90341.02817.50870.0982 0.10894.7058281.24481.12117.50980.0892 0.09825.2941287.40240.8280.77.509.790.0839 0.08925.705829

49、1.35110.531110.5010.79.70.0773 0.08396.2941296.10530.4560.810.5011.510.70.0726 0.07736.7647298.89420.268114.0312.511.50.0675 0.07267.3529302.06250.228114.0313.512.50.0631 0.06757.9411304.96230.208114.0314.513.50.0592 0.06318.5294307.30720.1680.514.031514.50.0575 0.05928.8235308.77509.8780.10523.567即

50、最终的沉降量 s=2.3567cm 小于规范的允许值，即满足沉降要求。石家庄铁道大学毕业设计20第 4 章 混凝土预制桩的施工4.1 混凝土预制桩的制作 (1)混凝土预制桩可在施工现场预制，预制场地必须平整、坚实。 (2)制桩模板宜采用钢模板，模板应具有足够刚度,并应平整，尺寸应准确。 (3)钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊和电弧焊，当钢筋直径不小于 20mm 时，宜采用机械接头连接。主筋接头配置在同一截面内的数量，应符合下列规定：当采用对焊或电弧焊时，对于受拉钢筋，不得超过 50；相邻两根主筋接头截面的距离应大于 35dg（主筋直径） ，并不应小于500mm；必须符合现行行业标准钢筋焊接及验收规

51、程jgj 18 和钢筋机械连接通用技术规程jgj 107 的规定。 (4)预制桩钢筋骨架的允许偏差应符合表 4-1 的规定。表 4-1 预制桩钢筋骨架的允许偏差项 目允许偏差（mm）主筋间距5桩尖中心线10箍筋间距或螺旋筋的螺距20吊环沿纵轴线方向20吊环沿垂直于纵轴线方向20吊环露出桩表面的高10主筋距离距桩顶5桩顶钢筋网片位置10多节桩桩顶预埋件位置3(5)确定桩的单节长度时应符合下列规定： 满足桩架的有效高度、制作场地条件、运输与装卸能力； 避免在桩尖接近或处于硬持力层中时接桩。(6)灌注混凝土预制桩时，宜从桩顶开始灌筑，并应防止另一端的砂浆积聚过多。(7)锤击预制桩的骨料粒径宜为 54

52、0mm。(8)锤击预制桩，应在强度与龄期均达到要求后，方可锤击。(9)重叠法制作预制桩时，应符合下列规定：桩与邻桩及底模之间的接触面不得粘连；上层桩或邻桩的浇注，必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30以上时，方可进行；石家庄铁道大学毕业设计21桩的重叠层数不应超过 4 层。(10)混凝土预制桩的表面应平整、密实，制作允许偏差应符合表 4-2 的规定。(11)本规范未作规定的预应力混凝土桩的其他要求及离心混凝土强度等级评定方法，应符合国家现行标准先张法预应力混凝土管桩gb/t 13476、 先张法预应力混凝土薄壁管桩jc 888 和预应力混凝土空心方桩jg 197 的规定。表 4-2 混凝

53、土预制桩制作允许偏差（mm）桩 型项 目允许偏差（mm）横截面边长5桩顶对角线之差5保护层厚度5桩身弯曲矢高不大于 1桩长且不大于 20桩尖偏心10桩端面倾斜0.005钢筋混凝土实心桩桩节长度20直径5长度0.5%l管壁厚度-5保护层厚度+10，-5桩身弯曲（度）矢高l/1000桩尖偏心10桩头板平整度2钢筋混凝土管桩桩头板偏心24.2 混凝土预制桩的起吊、运输和堆放(1)混凝土实心桩的吊运应符合下列规定： 混凝土设计强度达到 70%及以上方可起吊，达到 100%方可运输； 桩起吊时应采取相应措施，保证安全平稳，保护桩身质量； 水平运输时，应做到桩身平稳放置，严禁在场地上直接拖拉桩体。(2)预

54、应力混凝土空心桩的吊运应符合下列规定：出厂前应作出厂检查，其规格、批号、制作日期应符合所属的验收批号内容；在吊运过程中应轻吊轻放，避免剧烈碰撞；单节桩可采用专用吊钩勾住桩两端内壁直接进行水平起吊；运至施工现场时应进行检查验收，严禁使用质量不合格及在吊运过程中产生裂缝的桩。(3)预应力混凝土空心桩的堆放应符合下列规定：石家庄铁道大学毕业设计22堆放场地应平整坚实，最下层与地面接触的垫木应有足够的宽度和高度。堆放时桩应稳固，不得滚动；应按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放；当场地条件许可时，宜单层堆放；当叠层堆放时，外径为 500600mm的桩不宜超过 4 层，外径为 300400mm 的桩不宜

55、超过 5 层；叠层堆放桩时，应在垂直于桩长度方向的地面上设置 2 道垫木，垫木应分别位于距桩端 0.2 倍桩长处；底层最外缘的桩应在垫木处用木楔塞紧；垫木宜选用耐压的长木枋或枕木，不得使用有棱角的金属构件。(4)取桩应符合下列规定：当桩叠层堆放超过 2 层时，应采用吊机取桩，严禁拖拉取桩；三点支撑自行式打桩机不应拖拉取桩。4.3 混凝土预制桩的接桩(1)桩的连接可采用焊接、法兰连接或机械快速连接（螺纹式、啮合式） 。(2)接桩材料应符合下列规定：焊接接桩：钢钣宜采用低碳钢，焊条宜采用 e43；并应符合现行行业标准建筑钢结构焊接技术规程jgj 81 要求。接头宜采用探伤检测，同一工程检测量不得少

56、于 3 个接头。法兰接桩：钢钣和螺栓宜采用低碳钢。(3)采用焊接接桩除应符合现行行业标准建筑钢结构焊接技术规程jgj 81 的有关规定外，尚应符合下列规定：下节桩段的桩头宜高出地面 0.5m；下节桩的桩头处宜设导向箍。接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于 2mm。接桩就位纠偏时，不得采用大锤横向敲打；桩对接前，上下端板表面应采用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽；焊接宜在桩四周对称地进行，待上下桩节固定后拆除导向箍再分层施焊；焊接层数不得少于 2 层，第一层焊完后必须把焊渣清理干净，方可进行第二层（的）施焊，焊缝应连续、饱满；石家庄铁道大学毕业设计23焊好后的桩接头应自然冷却后方

57、可继续锤击，自然冷却时间不宜少于8min；严禁采用水冷却或焊好即施打；雨天焊接时，应采取可靠的防雨措施；焊接接头的质量检查，对于同一工程探伤抽样检验不得少于 3 个接头。(4)采用机械快速螺纹接桩的操作与质量应符合下列规定：安装前应检查桩两端制作的尺寸偏差及连接件，无受损后方可起吊施工，其下节桩端宜高出地面 0.8m；接桩时，卸下上下节桩两端的保护装置后，应清理接头残物，涂上润滑脂；应采用专用接头锥度对中，对准上下节桩进行旋紧连接；可采用专用链条式板手进行旋紧， （臂长 1m 卡紧后人工旋紧再用铁锤敲击板臂， ）锁紧后两端板尚应有 12mm 的间隙。(5)采用机械啮合接头接桩的操作与质量应符合

58、下列规定：将上下接头钣清理干净，用扳手将已涂抹沥青涂料的连接销逐根旋入上节桩型端头钣的螺栓孔内，并用钢模板调整好连接销的方位；剔除下节桩型端头钣连接槽内泡沫塑料保护块，在连接槽内注入沥青涂料，并在端头钣面周边抹上宽度 20mm、厚度 3mm 的沥青涂料；当地基土、地下水含中等以上腐蚀介质时，桩端钣板面应满涂沥青涂料；将上节桩吊起，使连接销与型端头钣上各连接口对准，随即将连接销插入连接槽内；加压使上下节桩的桩头钣接触，接桩完成。4.4 锤击沉桩(1)沉桩前必须处理空中和地下障碍物，场地应平整，排水应畅通，并应满足打桩所需的地面承载力。(2)桩锤的选用应根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承

59、载力及现有施工条件等因素确定，也可按本规范附录 h 选用。(3)桩打入时应符合下列规定：桩帽或送桩帽与桩周围的间隙应为 510mm；锤与桩帽、桩帽与桩之间应加设硬木、麻袋、草垫等弹性衬垫；桩锤、桩帽或送桩帽应和桩身在同一中心线上；桩插入时的垂直度偏差不得超过 0.5。(4)打桩顺序要求应符合下列规定：石家庄铁道大学毕业设计24对于密集桩群，自中间向两个方向或四周对称施打；当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打；根据基础的设计标高，宜先深后浅；根据桩的规格，宜先大后小，先长后短。(5)打入桩（预制混凝土方桩、预应力混凝土空心桩、钢桩）的桩位偏差，应符合表 4-3 的规定。斜桩倾斜度的偏

60、差不得大于倾斜角正切值的 15（倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角） 。表 4-3 打入桩桩位的允许偏差(mm)项 目允许偏差带有基础梁的桩：（1）垂直基础梁的中心线（2）沿基础梁的中心线100+0.01h150+0.01h桩数为 13 根桩基中的桩100桩数为 416 根桩基中的桩1/2 桩径或边长桩数大于 16 根桩基中的桩：（1）最外边的桩（2）中间桩1/3 桩径或边长1/2 桩径或边长注：h 为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离。(6)桩终止锤击的控制应符合下列规定：当桩端位于一般土层时，应以控制桩端设计标高为主，贯入度为辅；桩端达到坚硬、硬塑的黏性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土