桩基础设计原则.doc

目 录1、桩基础设计原则11.1桩基础极限状态11.2建筑桩基设计等级12、桩基础设计内容22.1确定桩的类型和几何尺寸22.2确定单桩极限承载力标准值22.3确定桩数和承台地面尺寸32.4确定复合桩基竖向承载力设计值42.5群桩地基承载力验算52.6桩顶作用计算52.7桩身结构设计计算62.8承台设计7一、桩基础设计原则建筑桩基技术规范（JGJ 942008）规定，建筑桩基础应按以下两类极限状态设计。1、桩基极限状态承载能力极限状态：对应于桩基受荷达到最大承载能力导致整体失稳或发生不适于继续承载的变形；正常使用极限状态：对应于桩基变形达到为保证建筑物正常使用所规定的限值或桩基达到耐久性要求的某项限值。2、建筑桩基设计等级根据建筑物规模、功能特征、对差异变形的适用性、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物破坏或影响正常使用的程度，将桩基设计分为三个等级，如表一。表一 建筑桩基设计等级设计等级建筑物类型甲级重要的建筑；30层以上或高度超过100m的高层建筑；体型复杂且层数相差超过10层的高低层（含纯地下室）连体建筑；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；场地和地基条件复杂的七层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑；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、荷载分布均匀的七层及七层一下的一般建筑二、桩基础设计内容1、 确定桩的类型和几何尺寸1.1确定桩的类型由于建筑物建筑类行为乙级，建筑物层高十层左右，不宜采用浅基础。根据施工场地、地基条件以及周围场地条件，选择桩基础。因砖孔灌注桩泥水排泄不便，为减小对周围环境污染，采用静压预制桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务。1.2 确定桩长依据地基的分布，第是杂填土，第层是粉粘土，第层是饱和软粘土，第层是粘土。因上部荷载比较大，粉粘土承载力不足，而且粉粘土下面就是饱和软粘土，并且厚度不大，所以软弱下卧层的承载力也不够，因此第层粘土是比较合适的桩侧持力层。桩端全断面进入持力层1.0m（）2d），工程桩入土深度为h。故，由于承台埋深为1.7m，因此桩基的有效桩长为。桩截面尺寸选用：由于经验关系建议桩的截面尺寸为400mm400mm，由施工设备要求，实际桩长比有效桩长长0.5m，这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需要嵌入承台而留有的余地。2、 确定单桩极限承载力标准值2.1 确定单桩竖向极限承载力设计值本设计属于乙级建筑桩基，当当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式计算：qsik桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，如无当地经验值时可按建筑桩基技术规范JGJ 94-94中桩的极限侧阻力标准值表取值。qpk极限端阻力标准值，如无如无当地经验值时可按建筑桩基技术规范JGJ 94-94中桩的极限端阻力标准值表取值。对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土不计算桩侧阻力qsik。按经验计算参数法确定单桩竖向承载力标准值：估算的单桩竖向承载力设计值：所以最终按经验参数法计算单桩承载力设计值，即采用，初步确定桩数。3、 确定桩数和承台底面尺寸3.1 初选桩数初步估算桩数，由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，规范中建议取1.11.2。现取系数为1.1，即：(根)取根，桩距3.2 初选承台尺寸 承台长：承台宽：承台埋深1.7m，承台高1.5m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层厚度取35mm，则承台的有效高度为。桩位平面布置如图二。图二 桩位平面布置图4、 确定复合基桩竖向承载力设计值该桩基属于非端承桩，承台底面并非欠固结土，先填土等，故承台底面不会与土脱离，所以宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应，按复合基桩计算竖向承载力设计值。目前，考虑桩基的群桩效应有两种方法。地基规范发采用等代实体法，桩基规范采用群桩效应系数法。下面用群桩效应系数法计算复合基桩的竖向承载力设计值。4.1 桩基所对应的承台底地基土净面积Ac4.2 承台效应系数c 查表，得承台效应系数c=0.074.3 复合桩基竖向承载力设计5、群桩地基承载力验算5.1 桩底持力层承载力验算由于该群桩基础属于摩擦型群桩基础，且桩中心距，故应考虑群桩效应。桩的斜度，故 6.桩顶作用计算6.1 承台验算 荷载 承台高度设为1.5m等厚，荷载作用于承台顶面。 本工程安全等级为乙级，建筑物的重要性系数 承台埋深作用在承台形心处的竖向力有Fk、Gk，但是G的分项系数取为1.2桩顶受力计算如下： 满足要求7、桩身结构设计计算7.1 桩身结构设计计算用“m”法求桩身最大弯矩及其位置，然后配筋。桩身长采用混凝土强度C30,级钢筋。桩的截面计算宽度:地基土横向抗力系数的比例系数:桩身抗弯刚度:桩的水平变形系数:桩身最大弯矩系数:由查表得相应的换算深度由查表得桩身最大弯矩系数桩身最大弯矩桩身截面有效高度桩身受拉主筋选用418（）。7.2 按吊桩强度来验算配筋桩长7.5米，采用单点吊立的强度来验算配筋。吊立位置在距桩顶、桩端平面0.293L（L=7.5m）处，起吊时桩身最大正负弯矩，其中K=1.3;。即为每延米桩的自重（1.2为恒载分项系数）。满足要求。7.3 按桩身材料强度来验算配筋根据桩材按混凝土设计规范（GB 500102001）等混凝土或钢机构计算。对钢筋混凝土桩：8、承台设计8.1 承台受冲切承载力验算承台混凝土强度等级采用C25取承台及其上土的平均重度，则桩顶平均竖向力为8.2 柱对承台的冲切验算由图二可知，承台厚度，计算截面处的有效高度，承台底保护层厚度取。冲垮比，取 （符合0.251.0）冲切系数 柱的截面为，混凝土的抗拉强度设计值由于，故可取冲切力设计值满足要求。8.3 角桩对承台的冲切验算角桩向上冲切，从脚柱内边缘至承台外边缘距离，8.4 承台受剪切承载力计算根据，剪跨比与以上冲垮比相同，故对-斜截面：，取，故剪切系数因，故可求得 满足要求II-II斜截面按计算，其受剪切承载