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设计初稿红星美凯龙桩基础 摘要随着我国经济建设的发展，楼层的发展越来越高，对基础的发展要求也越来越高，特别是桩基础的应用越来越高。 本文以郑州红星美凯龙国际家居广场1#办公楼的地下部分进行基础工程设计。 桩基技术极为复杂，发展空间相当广阔，成为地基基础领域中一个非常活跃的、具有很强生命力分支领域，50年来出现了许多新的桩型、新的工艺、新的设计理论和新的科技成果，成为我国工程建设的有力支柱。 本文首先根据工程地质条件、岩土力学指标建议值和上部结构形式及上部结构重量，选取了桩基础形式混凝土预应力管桩。 在对天然地基的评价的基础上，进行了成桩分析。 根据混凝土预应力管桩的优缺点，结合场地地层条件，初步选取桩径，试算出桩长，并进行桩的设计计算单桩承载力和桩的沉降计算，最后从抗剪、冲切和抗弯等三方面对承台进行了设计验算。 同时对预应力混凝土管桩的优点、性能、桩基础施工过程、注意事项也做了论述。 桩基础具有比较大的整体性和刚度，能承受较大的上部荷载和水平荷载，是目前应用较为广泛的基础类型。 而在郑州红星美凯龙国际家居广场1#办公楼桩基工程应用最新型的又是混凝土预应力管桩桩。 预应力管桩是近几年才发展起来的一种新型的桩型。 在港口、码头、及工民建中都有较为广泛的应用。 其制作工艺有后张法和先张法两种，后张法的桩径较大（8001200mm），桩身混凝土采用离心辊压振动复合工艺成型，而且每节长约45m，壁厚1215cm。 而且在管壁中间预留有1525个130mm左右的小孔。 使用时通过这些预留孔用高强钢绞线将各段管连接起来，并在其张拉过程中再对这些孔道高压注浆，使之形成一长桩，桩长可达7080m。 后张法的桩径有 350、 400、 500、 550、600mm共五种，其壁厚有 45、 55、 60、 70、 90、100mm和110mm七种，桩长815m。 本文首先根据工程地质条件、岩土力学指标建议值和上部结构形式及上部结构重量，选取了桩基础形式混凝土预应力管桩。 在对天然地基的评价的基础上，进行了成桩分析。 根据混凝土预应力管桩的优缺点，结合场地地层条件，初步选取桩径，试算出桩长，并进行桩的设计计算单桩承载力和桩的沉降计算，最后从抗剪、冲切和抗弯等三方面对承台进行了设计验算。 同时对预应力混凝土管桩的优点、性能、桩基础施工过程、注意事项也做了论述。 1.工程概况拟建郑州红星美凯龙国际家居广场场地位于郑州市郑汴路与中州大道（即老G107国道）交叉口东南侧，东临庐山一路。 受郑州红星美凯龙有限公司委托，我院承担其拟建郑州红星美凯龙国际家居广场的岩土工程勘察工作。 拟建建筑物包括三栋12层办公楼和一栋6层大卖场组合，东西宽约190.0m，南北长约190.0m，其中在大卖场南部有三栋12层办公楼，大卖场部分地上6层，且地下均1层，均框架结构，柱网间距8.4m8.4m；拟采用桩基础，地基基础设计等级乙级，抗震设防标准为丙类。 据区域资料，郑州地区的断裂大都为前新生代的非活动断裂，新生代以来活动断裂老鸦陈断裂活动微弱，对拟建场地的稳定性无直接影响，所以场地稳定，适宜建筑。 本场地区域上位于华北地台南缘，基底地块完整，据区域资料，郑州地区的断裂大都为前新生代的非活动断裂，新生代以来活动断裂老鸦陈断裂虽从本场地西部通过，但其活动微弱，对拟建场地的稳定性无直接影响，所以场地稳定，适宜建筑。 2.工程地质条件2.1地形、地貌场地地貌单元属黄河冲积泛滥平原区，地貌单一，地形平坦，最大高差约0.5m。 2.2地层结构根据勘探揭露，现场判别及原位测试、室内土工试验结果，控制深度内地层大致分为08.0m为新近堆积杂填土、素填土、粉土等；3.5-32.0m为第四纪全新世冲积的粉土、粉细砂；32.0-70.0m为第四纪中晚更新世冲积的粉土、粉质粘土，局部夹钙质淋积层透镜体，约61.0m处夹薄层粉细砂。 现将勘探深度内的土层按其不同的成因、时代及物理性质差异划分为15个工程地质单元层，土层性质自上而下简述之杂填土(Q4ml)层底埋深1.2-2.5m，层厚1.2-2.5m。 上部为杂填土，主要为老房基础及建筑垃圾，地层呈杂色，混乱，富含砖块、砖屑、砼块、石块等。 下部为素填土，主要为粉土，呈黑色、灰褐色，稍湿，稍密，可见虫孔、植物根。 粉土(Q4-3al)层底埋深2.5-3.8m，层厚0.7-2.0m。 地层呈褐色、褐黄色，稍湿，中密密实。 稍有砂感，可见虫孔。 无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应迅速。 局部稍有粘感。 粉土（Q4-3al）层底埋深3.7-5.6m，层厚0.5-2.1m。 地层呈褐黄色、灰褐色，稍湿-湿，中密，含少量小粒径姜石。 无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应中。 粉土（Q4-3al）层底埋深4.7-7.4m，层厚0.7-2.7m。 地层呈灰褐色、灰色。 湿，中密。 粘性差，干强度低，韧性低，摇振反应迅速。 局部近粉砂，场地东部局部夹粉砂，含少量小粒径钙质结核。 局部地段夹粘性强粉土透镜体。 粉土（Q4-3al）层底埋深7.1-8.9m，层厚1.2-3.2m。 地层呈灰色、灰褐色，湿，密实。 无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应中。 粉土（Q4-2al），层底埋深8.9-10.9m，层厚0.8-3.1m。 地层呈灰褐色、青灰色，很湿，密实，见较小粒径钙质结核，蜗牛碎壳。 无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应迅速。 粉土（Q4-2al）层底埋深10.1-12.7m，层厚0.3-2.7m。 地层呈灰褐色、青灰色，湿，中密，局部稍有粘性。 偶见小粒径钙质结核，蜗牛碎壳。 无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应中。 粉土（Q4-2al）层底埋深12.0-14.0m，层厚0.7-2.8m。 地层呈灰褐色、青灰色，湿很湿，密实。 无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应迅速。 粉质粘土夹粉土（Q4-2al）层底埋深13.2-18.2m，层厚2.9-5.7m。 地层呈灰褐、灰黑等杂色，湿，中密。 见小粒径钙质结核，白色蜗牛碎壳、腐质物较多。 根据土工试验结果，有机质含量3.1%-10.9%，平均约4.9%，含淤泥质土。 局部地段近粉质粘土，稍有光泽，干强度低，韧性低，摇振反应中。 本层中部夹-1粉土夹粉砂透镜体。 -1粉土夹粉砂（Q4-2al）层底埋深14.5-15.0m，层厚0.8-1.8m。 地层呈灰褐、青灰等杂色，湿，密实。 砂感强，无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应迅速。 粉砂，灰褐色，主要成分石英、长石等。 粉土夹粉砂（Q4-2al）层底埋深17.5-20.0m，层厚0.5-3.0m。 地层呈灰褐色、青灰色，湿，密实。 干强度低，韧性低，摇振反应迅速。 局部为粉砂，中密，主要成分石英、长石。 粉土（Q4-2al）层底埋深19.0-22.5m，层厚0.8-3.3m。 地层呈灰褐色、黑灰色，湿，中密。 粘性不均，局部近粉质粘土，局部含蜗牛碎壳较多，见小粒径钙质结核、黑色腐质物，含少量淤泥质土。 稍有光泽，干强度低，韧性低，摇振反应中。 粉砂夹粉土（Q4-1al）层底埋深21.3-23.5m，层厚0.3-3.5m。 地层呈灰色、灰褐色，下部为灰黄色，湿-饱和，密实，砂质成份以石英、长石、云母为主。 夹少量小粒径砾石。 夹粉土薄层。 -1粉细砂（Q4-1al）层底埋深28.0-32.3m，层厚10.7-12.8m。 地层呈黄褐色、灰黄色，湿，密实。 主要成分石英、长石、云母等。 局部见夹有粉土团块，偶见粗砂、砾石等。 粉土夹粉质粘土（Q3al）层底埋深45.0-45.0m，层厚12.7-14.0m。 地层呈黄褐色、褐红色等杂色，湿，密实，含钙质结核，大者约有5.0cm。 局部地段近粉质粘土，见黑色小斑点，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。 局部钙质半胶结，密实。 粉土（Q3al）层底埋深57.0-57.0m，层厚8.0m。 地层呈褐黄黄褐色，局部为灰褐色，湿，密实，含较多钙质结核。 见黑色铁锰质斑锈，局部含大粒径姜石且局部富集成层，厚度最大0.7m。 粉土（Q2al）层底未揭穿。 地层呈褐黄色，湿，中密，含钙质结核。 见黑色铁锰质斑锈，局部地段大粒径姜石局部集成薄层。 在61.0m处夹有约1.0m厚的粉砂薄层。 2.3地下水条件勘察期间测得场地地下水稳定水位5.4-6.2m，据调查近3-5年最高水位2.5m，属第四系松散岩类孔隙潜水，地下水的补给主要为大气降水。 根据邻近场地（郑州哼哈国际商贸城距本场地东侧约50.0m左右）地下水水样分析结果，场地环境类别为类。 根据东侧约50.0m左右场地（郑州哼哈国际商贸城）2组水质分析结果（详见附表），SO42-=122.01299.71mg/L500mg/L，Mg2+=28.4352.49mg/L2000mg/L，pH值=7.36.5，HCO3-=8.619.22mmol/L1.0mmol/L，侵蚀性CO2=0.00，CI-=90.06277.7mg/L（277.7mg/L100mg/L）。 腐蚀性综合评价为地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋有弱腐蚀性（干湿交替环境下），水对钢结构有弱腐蚀性。 2.4不良地质作用及对工程不利的地下埋藏物勘察场地范围内，发现有一口废弃井和一口人工汲水井，场地普遍分布相对较厚的杂填土，除此之外场地内勘探点位置未发现不良地质作用及古墓、暗滨等对工程不利的埋藏物。 但浅部地基土为原建筑物基础及杂填土，对基坑开挖施工不利。 、各土层物理、力学性质指标统计3.1室内试验成果3.1.1各层土物理性质指标统计岩土性质指标的统计，是按划分土层分别进行，在统计中舍弃了个别薄夹层的指标和异常值；对于两种性质土的互层，对主层或控制岩土性质起主导性质的土层进行统计；对部分指标数量少于6个时，按规范要求不进行统计，我们提供了指标的建议值。 各类指标的统计成果中，我们按规范要求分别列出了参数的平均值、标准差、变异系数、数据分布范围、数据的数量和统计修正系数。 在岩土工程评价或设计计算时，可按不同要求分别选用平均值或标准值。 例如评价岩土性状时，可选用指标的平均值；承载力极限状态计算时，可选用所需指标的标准值。 在统计表中列入各参数的变异系数，按岩土工程勘察规范（GB50021-xx）的规定不再进行变异性的评价，但从变异系数的大小还是可以判别具体指标的变异特性，以便根据参数的变异性及岩土工程的重要性区别选用统计修正系数。 3.1.2高压固结试验指标为进行地基变形计算，对砂层以下的地层进行了高压固结试验，其结果归纳列于附表3.1.2。 3.1.3土的抗剪强度指标根据土的三轴剪切试验(UU)结果、直剪结果及地区经验分层提出各土层的抗剪强度指标内聚力、内摩擦角，其结果见附表3.1.3.1与附表3.1.3.2。 3.2原位测试成果3.2.1标准贯入试验成果指标统计为评价各层土的强度及砂土的密实度，进行了标准贯入试验。 根据有关统计原则，分层统计各层标准贯入试验成果指标，其结果见附表3.2.1。 3.2.2静力触探试验成果指标统计触探深度内各层土的锥尖力(qc)、侧壁摩阻力(fs)，按土层厚度的加权平均值进行计算，按照有关统计原则进行统计，并计算出各层土相应的Ps值，其结果见下表3.2.2。 静力触探成果指标统计表表3.2.2层号指标n f min f maxfmp s(Mpa)层号指标n fmin fmaxfmp s(Mpa)qc(Mpa)421.53.50.80.2962.72.8fs(kPa)4224.385.216.50.38143.2qc(Mpa)420.82.20.20.xx.01.2fs(kPa)4218.132.56.20.24225.6qc(Mpa)421.12.90.60.2862.12.3fs(kPa)4216.040.19.80.32929.8qc(Mpa)420.51.40.20.2220.91.1fs(kPa)428.628.94.80.28616.8qc(Mpa)421.53.70.40.1602.52.6fs(kPa)4212.658.410.50.31233.6qc(Mpa)420.61.50.30.2731.11.1fs(kPa)421.55.01.90.3805.0qc(Mpa)422.05.50.90.2503.63.9fs(kPa)4220.562.411.20.27640.6qc(Mpa)420.82.20.40.3071.31.4fs(kPa)4212.538.96.80.29822.8-1qc(Mpa)63.36.51.40.3254.34.6fs(kPa)636.456.27.00.15844.3qc(Mpa)422.26.70.90.2194.14.4fs(kPa)4234.798.112.90.23554.8qc(Mpa)421.12.80.40.2661.51.7fs(kPa)4217.363.19.60.31930.1qc(Mpa)4218.026.12.00.09421.223.5fs(kPa)42112.0244.529.70.196151.5-1qc(Mpa)64.79.12.00.2567.88.6fs(kPa)675.0157.331.90.297107.3、场地地震效应4.1场地稳定性及安全性评价本场地区域上位于华北地台南缘，基底地块完整，据区域资料，郑州地区的断裂大都为前新生代的非活动断裂，新生代以来活动断裂老鸦陈断裂虽从本场地西部通过，但其活动微弱，对拟建场地的稳定性无直接影响，所以场地稳定，适宜建筑。 4.2抗震设防烈度据中国地震烈度区划图，郑州市地震设防烈度7度，按抗震重要性分类，该工程属于丙类建筑。 4.3场地土类型及建筑场地类别根据场地土层20.0m以浅剪切波速结果36#孔20m等效剪切波速为154m/s56#孔20m等效剪切波速为151m/s，52#孔20m等效剪切波速为160m/s，等效剪切波速平均值Vse155m/s。 按照规范GB50011-xx判定本场地土类型为中软土，场地覆盖层厚度为68-70m，建筑场地类别III类。 4.4地基土液化判别由于本场地勘探期间地下水位埋深5.5m左右，近期内年最高水位据调查按2.5m。 本场地20.0m深度内土层存在饱和粉土、粉砂，依据GB50011-xx规范4.3.3条，初判可能液化，本场地地基土需采用标准贯入试验判别法进一步进行液化判别。 本场地均按深基础20.0m评价。 通过对勘探孔连续进行标准贯入试验并取土做粘粒含量分析计算判别，以9#、26#、44#、58#、62#孔为例，对场地土液化性评价如附表(附表4.4.1).以上9#、26#、44#、58#、62#孔的评价结果可见，除9#孔以外均有液化，主要液化层为、层，液化等级为轻微液化。 根据本场地条件，结合静探判别和本区周围资料，综合判定本场地地基土具液化性，液化等级为轻微液化。 抗震设计请按建筑抗震设计规范执行。 、岩土工程分析与评价5.1工程环境条件拟建场地位于郑州市东部，郑汴路与中州大道（即老G107国道）交叉口东南侧，东临庐山一路。 场地主要为拆迁场地，工程施工交通便利，场地空旷，周围无重要的建筑物。 工程环境条件较好，适宜进行工程建设。 5.2场地稳定性与建筑适宜性据区域资料，郑州地区的断裂大都为前新生代的非活动断裂，新生代以来活动断裂老鸦陈断裂活动微弱，对拟建场地的稳定性无直接影响，所以场地稳定，适宜建筑。 5.3地基土承载力、压缩性评价根据静力触探测试、标准贯入试验及室内土工试验成果，并结合地区经验，综合评价，提出各层土承载力特征值fak及压缩模量Es0.1-0.2，其结果见表5.3。 地基土承载力特征值f ak、E s0.1-0.2压缩模量表表5.3层号 (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9)承载力特征值建议值f ak(kpa)1451001159513590150100压缩模量E so.1-0.2(MPa)9.54.86.04.58.14.39.84.5压缩性评价中高中高中高中高层号 (9)-1 (10) (11) (12) (12)-1 (13) (14) (15)承载力特征值建议值fak(kpa)170165110270210245220240压缩模量Eso.1-0.2(MPa)9.89.55.020.011.012.015.015.5压缩性评价中中高低中中低低6.桩基础设计6.1桩型的选择与分析考虑到基础面积较大，且局部土层具轻微液化，从减轻液化和不均匀沉降来讲，建议采用柱下复合地基（高压旋喷桩或CFG桩）独立基础或柱下独立承台桩基础，承台之间设防水板。 但是由于本场地的地下水位较高，若使用复合地基（高压旋喷桩或CFG桩）的话在基坑降水方面需要投入比用柱下承台桩基础更多的钱，且施工进度比用柱下承台桩基础慢很多，这样的话成本就大大增加了，而且复合地基（高压旋喷桩或CFG桩）的承载力及稳定性比柱下承台桩基础低，不均匀沉降也大。 所以，综合以上分析选用了柱下承台桩基础，桩选用预应力混凝土管桩。 6.2预应力混凝土管桩简介混凝土桩是目前应用最广泛的桩,具有制作方便、桩身强度高、耐腐蚀性能好、价格较低等优点。 可分为预制混凝土桩和灌注混凝土桩两大类。 预制混凝土桩按截面形式可分为预制直边桩和预制管桩。 预应力管桩就是预制管桩的一种。 预应力混凝土管桩是一种空心圆筒形的细长的混凝土预制构件。 其主要作用是将建筑物或构筑物的荷载传递到地基上，满足工程的各种要求。 因此，预应力混凝土管桩作为建筑物或构筑物的基础广泛用于建筑、桥梁、港口和近海工程等领域。 一般都由机械化、自动化程度较高的专业化工厂制造。 从1949年，美国雷蒙德混凝土桩公司最早利用离心机生产出空心预应力钢筋混凝土管桩，预应力混凝土管桩的问世，到目前为止，国外预应力混凝土管桩的发展经历了一百多年的历史。 日本是当今世界管桩技术领先的国家。 1962年日本开发了预应力混凝土管桩(PC)，开发初期用先张法和后张法同时生产PC桩，后来以先张法为主。 预制桩的发展与沉桩施工机械的发展是相铺相成的。 打桩机有重力打桩机，蒸汽锤打桩机，机械振动打桩机，柴油打桩机。 近些年来，出于保护环境的需要，又出现了静压法等先进施工技术。 我国管桩发展的历史，最早从北京丰台桥梁厂曾少量生产过直径400mm钢筋混凝土离心管桩。 1980日本人在香港设厂生产预应力高强混凝土管桩(PHC桩)。 从此香港澳门等地大量应用预应力管桩。 经过三十多年尤其是近十年的推广应用，预应力管桩在我国得到了迅速发展。 1991-1995年是我国建立管桩厂最多的时期。 现在，我国已有管桩厂约80家，主要分布在广东和华东地区，年生产能力约5500万m。 目前使用的标准为先张法预应力混凝土管桩（GB13476-1999）。 先张法预应力混凝土管桩是采用先张法预应力工艺和离心成型方法制作的。 按其混凝土强度等级和壁厚分为三种预应力高强混凝土管桩（即PHC桩）、预应力混凝土管桩（即PC桩）、预应力混凝土薄壁管桩（即PT桩）。 一般来说，PHC桩的混凝土强度等级不低于C80，PC桩、PTC桩的混凝土强度等级不低于C60。 同时按管桩抗弯性能和管桩混凝土有效预压应力值分为A型、AB型、B型、C型四种型号，而外径厚度则可分十种不同厚度的管桩(3001200)。 表6-1是预应力混凝土管桩的一些参考参数。 表6-1预应力混凝土管桩规格及适用范围外径（mm）壁厚（mm）混凝土等级节长（m）承载力极限值（kN）适用楼层30070C60C80511600900612500100C60C80512180023501015600100C8061325003xx020800130C80830300045002050下面是预应力混凝土管桩的构造图图6-1预应力混凝土管桩构造图图6-2预应力混凝土管桩钢筋笼构造图预应力混凝土管桩适用范围广，适用于以人工填土、软土、粘性土粉土、粉砂、细砂、中砂为覆盖层的地区，持力层一般为粗砂、砾砂、圆砾、风化岩，人土深度一般为10m70m。 6.3混凝土预应力管桩的设计6.3.1桩型及其持力层的选择根据本场地地层条件，结合拟建建筑物设计荷载特征，可采用预应力混凝土管桩基础（柱下承台桩基）。 预应力混凝土管桩受混凝土强度和压桩设备能力的限制,根据场地土层条件,结合周围建筑经验，第层可以作为桩端持力层。 6.3.2.桩基参数的设计根据勘察揭露的场地土条件，现按规范?1JGJ94-94分层提出极限侧阻力和端阻力参数（表5.4.3.2-1）预应力混凝土管桩桩基参数表表5.4.3.2-1层号-1-1q sik(kPa)32283230322640424856486055q Pk(kPa)500038006.3.3桩的类型、几何尺寸及承台埋深的确定根据上边的论述，郑州红星美凯龙国际家居广场1#办公楼的桩基础采用预应力混凝土灌注桩，根据上部荷载初选桩径为600mm，桩入土深度为23.5m，基坑开挖5m，有效桩长18.5m，承台埋深5m。 6.3.4单桩承载力的确定根据静力触探试验成果指标去确定单桩承载力。 根据建筑桩基技术规范（JGJ9494）中5.2.7条得用双桥探头静力触探试验资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时，对于粘性土、粉土和砂土，如无当地经验时可按下式计算p csi ii ukAq fB lu Q?（6-1）式中cq桩端平面上、下探头阻力，Kpa，取桩端平面以上4d范围内探头阻力加权平均值，再与桩端平面以下1d范围内的探头阻力进行平均；?桩端阻力修正系数，对粘性土、粉土取2/3,饱和砂土取1/2；sif第i层土的探头平均侧阻力，kPa；u桩身周长；pA桩端面积；il第i层土的厚度；i?第i层土桩侧阻力综合修正系数，按下式计算粘性土和粉土55.0)(04.10?si if?(6-1-1)砂类土45.0)(05.5?si if?（6-1-2）根据附表3.2.2及公式6-1-1和6-1-2得出各层的i?值。 层号23456789101112i?1.271.691.551.454.141.311.801.251.111.540.527层1.802.21.62.02.21.51.74.201.601.70厚00001.9064式中:?=2/3,u=3768mm，pA=2826002mm cq=15.46kPa。 所以p csi ii ukAq fB lu Q?=3768（1.271.8043.2+1.692.225.6+1.551.629.8+2.232.016.8+1.452.233.6+4.141.95.0+1.311.5640.06+1.81.7422.8+1.254.244.3+1.111.654.8+1.541.7030.1+0.5722151.5）+3215.29282600=4642.4kN根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94）中5.2.2.1得:单桩竖向承载力设计值/sk spk pRQ rQ r?估算单桩竖向承载力设计值60.1?p s?则/sk spk pRQ rQ r?=4642.4/1.6=2824.5KN6.3.5桩的数量及其平面布置因承台的尺寸和重量，根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94），桩数n按下式估算R Nn/1.1?其中N承台竖向总荷载；R单桩竖向承载力设计值。 则89.35.2824/100001.1?n所以暂取n=4，采用正方形承台，尺寸为m m2.32.3?，桩距2.0m。 6.3.6桩身的设计由上述计算得知，单桩承载力的标准值为?ukQ4642.4kN，单桩承载力的设计值R=2824.5KN由桩基础的设计方法与施工技术?2可知预应力混凝土管桩的规格与技术性能、构造要求和圆锥形桩尖的构造尺寸如下表预应力混凝土管桩的规格与技术性能表6.3.6-1外径/mm代号壁厚mm型号预应力配筋混凝土有效预应力/MPa极限承载力设计值/kN极限承载力标准值/kN计算重量/1?kgm400PC95A79.03.7916002500236AB710.75.19PTC5577.14.019001500155500PC100A99.03.7721003300326AB910.75.25PHC100A99.03.7728004800326AB910.75.25PTC6097.13.7112602100215600PC110A Z129.03.8829004500440AB1210.75.42PHC110A Z129.03.8838006500440AB1210.75.42PTC7099.04.218603100303预应力混凝土管桩的构造要求表6.3.6-2（单位mm）600100010006001000100060060010001000600外径/mm最小壁厚/mm螺旋筋混凝土保护层/mm端头板钢裙板直径/mm桩端加密区非加密区板厚/mm坡口高?宽/mm板厚/mm高/mm外径/mm间距/mm长度/mm间距/mm300703.54.040501xx00110?25164?10?1.54.540501500100110?25184.5?11?1.5?140399500100?5.040501500100110?25184.5?11?1.5?140499550100?5.040501500100110?25204.5?11?1.5?140549600105?5.040501500100110?2520（4.55）?(11?12)?1.5?140599圆锥形桩尖构造尺寸表6.3.6-3（单位mm）桩径/mm1dht300247120?12400347170?12500447220?12550500246?12600547270?14因为所选桩径为600mm，所以桩型选择PHC桩，混凝土为C80，其极限承载力设计值和标准值均满足设计要求。 其规格为外径600mm，壁厚110mm，预应力配筋1210.7。 桩尖选用圆锥型。 其构造要求和构造尺寸见上表。 桩图见附图。 6.3.7群桩竖向承载力的验算承台及上覆土的重量kN102452.32.320?d AGG?基础总重量KN11024102410000G F?。 根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94）中5.1.1.1，得到桩顶受力公式()/N FG n?=11024/4=2756KN 6.3.8群桩的沉降验算根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94）中5.3.5，对于桩中心距小于或等于6倍桩径的桩基，桩基的最终沉降量表达式为S Se?=?110m nij ij ijije jjisiz zPE?式中s桩基最终沉降量，mm；s按分层总和法计算出的桩基沉降量，mm；0p平均附加应力，KPa;n桩基沉降计算范围内所划分的土层数；siE等效作用面以下第i层土的压缩模量，MPa；iz、1iz?桩端平面至第i层土，第i-1层底面的距离，m；i?、1i?桩端平面至第i层土，第i-1层底面深度范围内平均附加应力系数，按相应规范确定；e?桩基等效沉降系数，按相应规范确定；?桩基沉降计算经验系数。 参数计算: (1)平均附加应力0P和Zi基底静压力kPa dAGFd pP n6.98356.182.32.311024?,把承台基础分为4块，根据土力学?3，用角点法求基底中心点附加应力。 又m=1/?b l表5-4矩形基底受均布荷载作用下附加应力及自重应力值b zn/?0.001.002.002.40sK0.25000.17520.08400.0642zi?（kpa）245.91172.3383.5162.12si?(kpa)274.46290.62306.78314.65由上表可知，当b zn/?=2.4即z=3.84时zi?/si?=62.12/314.65=0.1972.0?,符合要求,所以计算沉降层厚度为距桩端3.84m厚的土层内。 (2)平均附加应力系数i?和压缩模量siE由于桩端层的土层厚10m，所以平均附加应力系数i?为定值0.24，siE为常数6.78. (3)桩基沉降计算经验系数?和桩基等效沉降系数e?1)桩基沉降计算经验系数?:建筑桩基设计规范上规定当无当地经验时，桩基沉降计算经验系数可按下列规定选用 （1）非软土地区和软土地区桩端有良好持力层时取1； （2）软土地区且桩端无良好持力层时，当桩长l25m时,取1.7,桩长25m时，取5.9l-20/7l-100，即?=1.02)桩基等效沉降系数e?根据规范可知e?=C0+(bn-1)/(C1(bn-1)+C2)bn矩形布桩时短边的桩数；012,c c c可由规范附表H查出；查规范得出e?=0.5918则桩基础沉降量为11014ni ii ieeisiz zss pE?=87.6)24.02.324.084.3()24.06.124.02.3(24.06.16.9835918.00.14?=312mm根据建筑桩基技术规范（JGJ94-94）中5.3.4条知当m H100?时，沉降容许值为350mm，所以沉降满足设计要求。 6.3.9.承台的设计验算承台高度h=1200mm，根据混凝土及砌体结构?4承台有关材料强度C35混凝土2/7.16mm Nf c?；2/57.1mm Nft?HRB335钢筋2/300mm Nf y?混凝土保护层厚度100+20=120mm则承台的有效高度h0:mm h10801xx000?、柱对承台的冲切矩形承台00)()(2h fa ha bFt ox c oy oy c ox?F NF Fil11024KN各个桩的净反力0N=2824.5kN。 ?oxa?oya1600-600-500=500mm冲跨比37.010805000?ha oxoy ox?冲切系数?2.037.072.02.072.0oxoyox?1.260)()(2h fa ha btoxcoyoycox?=21.26(1.0+0.5)+1.26(1.0+0.5)1.571.08103=11964.15KN?N0?1.011024=11024KN11964.15KN所以，承台抗柱冲切承载力满足要求。 、角桩对承台的冲切01111210)2()2(h facacNtxyyx a?根据建筑桩基技术规范JGJ94-94有关规定，对于圆桩，计算时应将截面换算成方桩，即取桩截面边宽b p=0.8dbp=0.8d=0.80.6=0.48m c1=2c=600mm?xa1?ya1?oxa?oya1600-600-500=500mm37.010805000111?haxy x?角桩冲切系数?2.037.048.02.048.0111xy x?0.842故0111121)2()2(h facactxyyx?=0.842(0.6+0.5/2)+0.842(0.6+0.5/2)1.571.08103=3487KN?aN0?1.02824.5=2824.5KN3487KN所以，承台抗角桩冲切承载力满足要求。 综上所述，承台的抗冲切承载力满足要求。 、承台抗剪承载力验算000h bf Vc?xaya=1600-600-500=500mm；37.010805000?ha xyx?剪切系数0.31.4故?3.037.012.03.012.0?0.18?3001008.12.37.1618.0h bf c?10388.7KN?xV0?1.02N a=1.022824.5=5649KN10388.7KN所以，承台的抗剪承载力满足要求。 、承台受弯验算根据柱冲切计算，采用承台高H=1200mm，有效高度0h=1080mm，剖面图如右?4.05.28242y xMM2259.6m KN?将其代入式xx5.952810803109.022596000009.0mm Ah A f Mss y?（6-8）承台配筋可双向均采用2622，26.9882mm As?M计算截面处弯矩设计值yf纵向钢筋的抗拉强度设计值图6-2承台坡面图sA计算宽度范围内的纵向受拉钢筋截面面积0h计算截面处承台的有效高度、局部受压计算柱下局部受压计算2lA100010001000000mm?22b xyA b2c b2c100022602310400mm?根据式0l F0.95f A?blAA?（5-9）blA23104001.52A1000000?0.95f A0.951.5215100000021660kN10000kN?角桩上局部受压计算0.8600c600360mm2?pb5000.8400mm?222p pAb2c40023601254400mm?22lA400160000mm?pLA12544002.8A160000?6384160000158.295.095.01?Afc?2824.5KN（6-10）式中lF局部荷载设计值?局部受压时的强度提高系数lA混凝土局部受压面积bA局部受压时的计算底面积C局部受压面积的边至相应的计算底面积的边的距离7.预应力混凝土管桩的施工7.1施工要求 1、当预制管桩的桩身砼强度达到100%设计强