桩基础设计（PDF共38）

钟山山风风雨雨起起苍苍黄黄，，百百万万雄雄师师过过大大江江虎踞踞龙龙盘盘今今胜胜昔昔，，天天翻翻地地覆覆慨慨而而慷慷宜将将胜胜勇勇追追穷穷寇寇，，不不可可沽沽名名学学霸霸王王天若若有有情情天天宜宜老老，，人人间间正正道道是是沧沧桑桑10/27/20221登金陵凤凤凰台李白凤凰台上上凤凰游游，凤去去台空江江自流。。吴宫花草草埋幽径径，晋代代衣冠成成古丘。。三山半落落青天外外，二水水中分白白鹭洲。。总为浮云云能蔽日日，长安安不见使使人愁。。10/27/20222第11章桩桩基基础设计计第一节桩桩基基础分类类和质量量检验第二节单单桩桩轴向荷荷载的传传递第三节单单桩桩竖向承承载力特特征值第四节群群桩桩竖向承承载力第五节桩桩基基础设计计学以修身身为本，，师以淑淑仁为善善。10/27/20223第一节桩基础分分类和质质量检验验一、桩基基础分类类1.承台位置置分类低承台桩桩基础高承台桩桩基础群桩承台板承台梁10/27/2022410/27/2022510/27/202262.传力方式式分类摩擦型桩桩摩擦桩—桩端阻力力可不计计端承摩擦擦桩—端阻力较较大，但但不大于于30%端承型桩桩摩擦端承承桩—主要端阻阻力，摩摩擦力较较小端承桩—桩侧摩阻阻力可略略去10/27/202273.桩身材料料分类混凝土桩桩钢筋混凝凝土桩钢桩开口或敞敞口管桩桩H型钢桩异型钢桩桩木桩较少采用用10/27/202284.成桩方法法分类（1）预制桩桩动力打桩桩机打入入土层静力压桩桩机压入入土层10/27/20229（2）灌注桩a.沉管灌注桩桩b.钻孔灌注桩桩泥浆护壁钢套管护壁壁下钢筋笼浇混凝土10/27/202210c.挖孔灌注桩桩机械挖孔人工挖孔：：需要护壁壁d.扩底桩钻扩桩爆扩桩夯扩桩夯扩桩机10/27/202211二、桩的质质量检验方方法开挖检验：：观察外露露部分钻芯法钻取混凝土土芯样抗压强度测测试，确定定质量是否否达标声波检测法法测定超声波波在桩身内内的传播速速度检测缺陷动测法：动动应变测试试10/27/202212第二节单桩竖向荷荷载传递一、抗压桩桩桩身受力力1.外加压力Q承台传来之之力方向向下2.抗力（承载载力之要素素）桩侧摩阻力力qs（或）桩端反力qP（）3.特定情况要要考虑弯曲曲变形qsQqP10/27/202213二、负摩阻阻力的概念念1.定义桩侧摩阻力力qs（），称为负摩阻阻力负摩阻力对对工程有害害2.可能出现负负摩阻力的的情况地表大面积积堆载或新新填土桩穿过欠固固结土，支支承于坚硬硬土层地下水位下下降，引起起地面下陷陷湿陷性黄土土浸水后产产生湿陷10/27/2022143.负摩阻力产产生机理桩周土的沉沉降量＞桩桩的下降量量4.中性点（1）定义：桩桩、土位移移相等，qs=0的分界点其上，负摩摩阻；其下下，正摩阻阻（2）位置当桩周主要要为处于固固结的土层层时，中性性点位置大大多在桩长长的70%~75深度处支承在基岩岩上的桩，，中性点接接近基岩面面10/27/202215第三节单单桩竖竖向承载力力特特征征值一、试桩法法1.静力试桩数数量要求（1）不少于总总桩数的1%（2）不少于3根桩2.试验装置（1）加载系统统（2）测量系统10/27/20221610/27/2022173.试验要点（1）开始时间间：预制桩桩入土时间间砂土7天后黏性土中不不少于15天饱和软黏土土不少于25天灌注桩混凝凝土达到设设计强度后后（2）荷载分级级：不小于于8级每级加荷量量为预估极极限荷载的的1/8~1/10（3）测读沉降降的时间：：5、10、15min间隔15min,1h后间隔30min10/27/202218连续两小时时内每小时时沉降<0.1mm，视为稳定，可施施加下一级级荷载（4）停止加载载的条件荷载-沉降曲线上上有陡降段段，且s>40mmsn+1/sn2,且经24h尚未达到稳稳定25m以上的非嵌嵌岩桩，Q~s曲线呈缓变变时，s>60~80mm在特殊条件件下，可根根据具体要要求s>100mm4.承载力确定定（1）极限承载载力10/27/202219陡降段的起点为极限荷荷载沉降24h无法稳定时，，取前一级荷荷载曲线缓时，取取s=40mm对应的荷载极差不超过平平均值的30%时，取平均均值为极限承承载力Qu（2）承载力特征值值10/27/202220二、初步设计计时单桩竖向向承载力估算算1.摩擦桩竖向承承载力特征值值2.嵌岩桩竖向承承载力特征值值10/27/202221例题10.1钢筋混凝土预预制方桩截面面450mm450mm，长18m。打穿6m厚的淤泥质土土qsa=5kPa，进入黏土层qsa=32kPa、qpa=1600kPa。求单桩竖向向承载力特征值值。解kN10/27/202222第四节群群桩竖向承载载力一、群桩工作作特点1.端承型群桩基桩的工作性性状与单桩一一致群桩承载力等等于单桩承载载力之和，变变形相等2.摩擦型群桩应力发生重叠叠群桩承载力不不等于各单桩桩承载力之和群桩效率系数数10/27/202223二、承台下土土对荷载的分分担作用1.承台效应摩擦型群桩在在竖向荷载作作用下，桩土土相对位移承台下土分担担一部分荷载载形成复合桩基基2.复合桩基竖向向承载力特征征值承台效应系数数，按表10-9取值计算基桩所对对应的承台底底面净面积A—承台计算域面面积Aps—桩身截面面积积n—桩数10/27/202224第五节桩基础设计一、选型尺寸寸1.桩材料：钢筋筋混凝土、钢钢2.桩型：预制、、灌注（1）10层以下房屋，，直径500mm左右的灌注桩桩、边长400mm的预制桩；（2）10~20层房屋，直径径800~1000mm左右的灌注桩桩、边长400mm、450mm的预制桩（3）20~30层房屋，直径径1000~1200mm灌注桩、边长长500mm预制桩10/27/202225（4）30~40层房屋，1200mm灌注桩、外径径500~550mm预应力混凝土土管桩、大直直径钢管桩3.确定尺寸（1）桩截面尺寸寸（2）桩身长度（3）承台标高4.确定单桩竖向向承载力特征征值Ra初步设计时根根据公式估算算或勘察单位提提供的数值10/27/202226二、估算桩数数n1.轴心受压2.偏心受压桩数在轴压的的基础上增加加10%-20%三、布置桩位位1.布置原则（1）尽量使上部部荷载中心与与桩群截面重重心重合10/27/202227（2）对称式，梅梅花形，行列列式，环状排排列（3）桩箱基础，，宜将桩布置置在墙下；桩桩筏基础，宜将桩布布置在梁（肋肋）下；大直直径桩，宜采用一一柱一桩布置置（4）同一结构单单元，宜避免免采用不同的的桩型10/27/2022282.桩的平面尺寸寸满足最小中心心距的要求：：（1）摩擦型桩的的中心距不宜宜小于桩身直直径的3倍；（2）扩底灌注桩桩中心距不宜宜小扩底直径径的1.5倍，当扩底直直径>2m时，桩端净距距不宜小于1m。满足承台边缘缘距离的要求求：（1）边桩中心至至承台边缘的的距离不宜小小于桩的直径径或边长，桩桩的外边缘至至承台边缘的的距离不小于于150mm；（2）桩的外边缘缘至承台梁边边缘至少75mm。10/27/202229偏心受压平均值算法与与轴心受压时时相同，角桩承担担的轴力最大大四、单桩承载载力验算1.单桩轴力Q计算轴心受压10/27/2022302.承载力条件（1）轴心竖向荷荷载作用下（2）偏心竖向力力作用下10/27/202231例题10.2某一般建筑柱柱下三桩基础础，轴心受压压，如图所示示。Fk=2250kN，Gk=90kN。方形混凝土预预制桩，边长长为400mm。验算基桩的竖竖向承载力。。解（1）单桩竖向承承载力特征值值qpaqsaqsaqsakN10/27/202232（2）在轴心竖竖向力作用下下，单桩承载载力验算符合规范要求求kNkN10/27/202233例题10-3某柱传至承台台顶部的荷载载效应标准值值为：轴力1800kN、弯矩300kN.m、剪力40kN。采用边长400mm的预制方桩，，桩长10m，单桩竖向承承载力特征值值Ra=420kN。试确定此柱柱下桩基础的的桩数和平面面布置(摩擦型桩)。解：（1）预估承台尺尺寸和埋深设承台底面尺尺寸为3000mm4000mm厚度1200mm埋深1500mm10/27/202234（2）确定桩数数kNkN偏心受压，取取放大系数1.1取n=610/27/202235（3）桩群平面面布置6根桩布置成两两排，每排三三根中心距mm边桩中心到承承台边缘的距距离400mm边桩边缘承台台边缘的距离离200mm>150mm承台底面实际际尺寸3200mm2000mm120012