基础工程—桩基础05.ppt

1、1,2,4.7 4.8 4.9桩基础设计,一、桩基础的设计等级与设计原则 二、桩基础常规设计的内容和步骤 三、桩型、桩断面尺寸、桩长的选择 四、确定单桩承载力 五、确定桩数及布桩 六、群桩承载力与变形验算 七、桩基中各桩受力计算 八、桩身结构设计 九、承台设计,3,桩基础的两种极限状态：,（一）桩基承载力极限状态 1、超过最大承载力 2、产生不适于继续承载的变形 3、桩基发生整体失稳 （二）桩基正常使用极限状态 变形、耐久性,桩基的设计等级：甲、乙、丙,一、桩基础的设计等级与设计原则,4,二、桩基础常规设计的内容和步骤,1、收集设计资料 2、选择桩型、桩断面尺寸、桩长的选择 3、确定单桩承载力

2、 4、确定群桩的桩数及布桩,5、群桩承载力与变形验算 6、桩基中各桩受力与结构设计 7、承台结构设计,5,三、桩型、桩断面尺寸、桩长的选择,（一） 桩型的选择 场地的地层条件、各类型桩的成桩工艺和适用范围，是桩型选择应考虑的主要因素： 当土中存在大孤石、废金属以及花岗岩残积层中未风化的石英脉时,预制桩将难以穿越； 当土层分布不均匀时,混凝土预制桩的预制长度难掌握； 在场地土层分布比较均匀的条件下，采用质量易于保证的预应力高强混凝土管桩比较合理。 对于软土地区的桩基，应考虑挤土对桩基的影响，这时宜采用承载力高而桩数较少的桩基， 同一结构单元宜避免采用不同类型的桩。,6,三、桩型、桩断面尺寸、桩长

3、的选择,（二） 截面尺寸的选择 桩的截面尺寸选择应考虑的主要因素是成桩工艺和结构的荷载情况： 从楼层数和荷载大小来看，10层以下的建筑桩基，可考虑采用直径500mm左右的灌注桩和边长为400mm的预制桩；10-20层的可采用直径800-1000mm的灌注桩和边长450-500mm的预制桩；20-30层的可用直径1000-1200mm的钻(冲、挖)孔灌注桩和边长或直径等于或大于500mm的预制桩；30-40层的可用直径大于1200mm的钻(冲、挖)孔灌注桩和直径 500-550mm的预应力混凝土管桩和大直径钢管桩：楼层更多的高层建筑所采用的挖孔灌注桩直径可达5m左右。,7,三、桩型、桩断面尺寸、

4、桩长的选择,8,三、桩型、桩断面尺寸、桩长的选择,（三） 桩长的选择 桩的设计长度，主要取决于桩端持力层的选择： 桩端进入坚实土层的深度，应根据地质条件、荷载及施工工艺确定，一般宜为1-3倍桩径(对粘性土、粉土不宜小于2倍桩径；砂类土不宜小于1.5倍桩径；碎石类土不宜小于1倍桩径)。 嵌岩桩或端承桩桩端以下3倍桩径范围内应无软弱夹层、断裂破碎带、洞穴和空隙分布，这对于荷载很大的一柱一桩(大直径灌注桩)基础尤为重要。,9,四、确定单桩承载力,桩的类型和几何尺寸确定之后，应初步确定承台底面标高。承台埋探的选择一般主要考虑结构要求和方便施工等因素：季节性冻土上的承台埋深，应考虑地基土的冻胀性的影响，

5、并应考虑是否需要采取相应的防冻害措施；膨胀土上的承台，其埋深选择与此类似。 初定出承台底面标高后，便可按前述的方法汁算单桩竖向及水平承载力了。,10,五、确定桩数及布桩,（一） 桩数,轴心受压：,偏心受压：,试算至合适为止。,11,五、确定桩数及布桩,（二） 布桩 桩基在其承受较大弯矩的方向上也可采用不等距排列，此时，对柱下单独桩基和整片式的桩基，宜采用外密内疏的布置方式。 为了使桩基中各桩受力比较均匀，群桩横截面的重心应与竖向永久荷载合力的作用点重合或接近。 布置桩位时，桩的间距(中心距)一般采用3-4倍桩径。间距太大会增加承台的体积和用料太小则将使桩基(摩擦型桩)的沉降量增加，且给施工造成

6、困难。桩的最小中心距应符合表612的规定。在确定桩的间距时尚应考虑施工工艺中挤 土等效应对邻近桩的影响，因此，对于大面积桩群，尤其是挤土桩，桩的最小中心距宜按表列值适当加大。,12,五、确定桩数及布桩,方形(或矩形)、三角形、梅花形、单排、双排。,13,五、确定桩数及布桩,14,六、群桩承载力与变形验算,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：,群桩承载力验算：,群桩变形验算：,15,七、桩基中各桩受力计算,1、 群桩中单桩桩顶竖向力计算：,2、 群桩中单桩桩顶水平力计算：,16,七、桩基中各桩受力计算,3、 单桩承载力验算,17,八、桩身结构设计,(一

7、) 钢筋混凝土预制桩,1、构造要求,打入式预制桩的最小配筋率不低于0.8%。,静压预制桩的最小配筋率不低于0.6% 。,混凝土大于C30，预埋钢筋吊环。,18,八、桩身结构设计,19,八、桩身结构设计,2、桩身截面强度计算,预制桩应在混凝土达到设计强度的70方可起吊；达到设计强度的100%才能运输和打桩。 桩在起吊和搬运时，吊点应符合设计规定。吊点位置的选择随桩长而异，并应符合起吊弯矩最小的原则。,20,八、桩身结构设计,3、桩的接头,21,八、桩身结构设计,混凝土强度不应小于C20，混凝土选用的粗骨料粒径，不宜大于30mm，且不得大于钢筋间最小净距的13，坍落度为160220mm，含砂率宜为

8、4045，宜采用中砂。混凝土保护层厚度不应小于50mm。导管最大外径应比钢筋笼内径小100mm以上。,(二) 灌注桩,22,八、桩身结构设计,需配筋时,23,八、桩身结构设计,24,九、承台结构设计,(一) 构造要求,1、承台的宽度不应小于500mm。边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长，桩的外边缘至承台边缘的距离不小于150mm。对于条形承台梁，桩的外边缘至承台梁边缘的距离不小于75mm。 2、承台的最小厚度不应小于300mm。 3、承台混凝土强度等级不应低于C20，纵向钢筋的混凝土保护层厚度不应小于70mm,当有混凝土垫层时,不应小于40mm.,25,九、承台结构设计,26,九、

9、承台结构设计,4、承台的配筋，对于矩形承台其钢筋应按双向均匀通长布置（图a),钢筋直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm;对于三桩承台,钢筋应按三向板带均匀布置,且最里面的三根钢筋围成的三角形应在柱截面范围内(图b)。承台梁的主筋除满足计算要求外，尚应符合现行混凝土结构设计规范关于最小配筋率的规定，主筋直径不宜小于12mm,架立筋不宜小于10mm,箍筋直径不宜小于6mm(图c)。,27,九、承台结构设计,(二) 承台内力计算,受弯、受冲切、受剪切承载力计算,1、受弯计算,(1) 柱下多桩矩形承台,28,九、承台结构设计,(2) 柱下三桩承台,1）等边三桩承台,29,九、承台结构设计,2）

10、等腰三桩承台,30,九、承台结构设计,2受冲切计算,承台冲切破坏的方式，一种是柱对承台的冲切，另一种是角 桩对承台的冲切。,(1) 柱对承台冲切的承载力,31,九、承台结构设计,(2) 角桩对承台的冲切,1) 多桩矩形承台受角桩冲切的承载力,32,九、承台结构设计,2）三桩三角形承台受角桩冲切的承载力,底部角桩,顶部角桩,33,九、承台结构设计,3、受剪切计算,柱下桩基独立承台应分别对柱边和桩边、变截面和桩边连线形成的斜截面进行受剪计算。当柱边外有多排桩形成多个剪切斜截面时，尚应对每个斜截面进行验算。,34,35,桩的质量检验,1开挖检查。只能对所暴露的桩身进行观察检查。 2抽芯法。在灌注桩桩身内钻孔，了解混凝土有无离析、空洞、桩底沉渣和入泥等情况，取混疑土芯样进行观察和单轴抗压试验。有条件时可采用钻孔电视直接观察孔壁孔底质量。 3声波检测法。利用超声波在不同强度(或不同弹性模量)的混凝土中传播速度的变化亲