地基及桩基设计指南设计师必备

1、 工业建筑结构设计混凝土结构设计指南及规定第五册 地基及桩基设计指南 （共八册）中冶京诚工程技术有限公司 工业建筑院 二五年九月目录1天然地基的设计 22换填地基的设计 83复合地基的设计124复合地基静载试验技术委托书的编制185桩基的设计206工程桩的检验357单桩静载试验的设计378堆载地坪的地基处理429褥垫层的设计4710基坑回填、地坪回填及大面积填方的压实 49 11强夯地基处理试验技术委托书的编制 51编写：李绪华审稿：孙衍法天然地基的设计一适用条件当地基持力层修正后的地基承载力特征值fa能满足基底压力要求后可考虑采用天然地基，同时满足变形要求（沉降及倾斜）及较适宜的基础底面积。

2、当持力层下存在软弱下卧层时，尚应满足软弱下卧层承载力要求。二设计要求 1地基承载力修正 fa=fak+b(b-3)+ dm (d-db-0.5) fak从岩土工程勘察报告中查取 b、d 从建筑地基基础设计规范中查取，应注意大面积压实填土的b、d ，不按建筑地基处理技术规范查取。粉质粘土按粘土查取；粘土按e和IL分成两类，只有两个参数均小于0.85时，其宽度、深度承载力修正系数按0.3、1.6取值；红粘土按含水比查取，含水比为天然含水量与土的液限之比，即w=/L d 基础埋深，自±0.000算起db不参与修正的高度，即比±0.000低的高度，属后回填的部分，一般取0.5m2基

3、础底面的压力分三项验算 pkfa pkmax1.2fapkmin一般0当pkmin0时，pkmax重新计算值得注意的是，湿陷性黄土地基的地基承载力修正需按湿陷性黄土地区建筑规范（GB 50025-2004）进行。fa=fak+b(b-3)+ dm (d-db-1.5)b、d均按湿陷性黄土地区建筑规范查取，基础深度修正中是减1.5，而不是0.5。当采用湿陷起始压力设计时，保证基底下各土层附加压力与上覆土的饱和自重压力之和其湿陷起始压力，不进行地基承载力修正。当自基础底面算起的地基湿陷量s50 mm时，可按一般地基进行设计。3沉降及倾斜计算沉降计算采用建筑地基基础设计规范的方法，注意土层的Es取值

4、，不应都采用Es1-2 的数据，应采用土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段的Es值，即可能采用Es2-3、Es3-4。土的自重压力即从天然地面算起的土自重压力，附加压力是上部结构所传荷载及基础和土自重产生的基底压力减去土的自重压力。地基比较均匀(各层土的坡度10%)时，根据地基承载力特征值及框架结构层数、排架结构跨度、烟囱和水塔的高度，一般可不计算地基变形；当地基不均匀时，应进行沉降量及横向、纵向倾斜计算。高耸构筑物，如烟囱、水塔、高炉等，对倾斜极为敏感，当采用天然地基且土层分布不均匀时，一定要进行倾斜计算。水池、地下室等地下箱形结构，一般无需计算地基变形，但当底板下为淤泥或淤泥质

5、土时，应考虑地基变形及回弹再压缩变形。4软弱下卧层承载力验算软弱下卧层顶面地基承载力特征值faz中只进行深度修正；软弱下卧层顶面处土的自重压力pcz指自天然地面起算的自重压力，地下水位以下者尚需取浮重度；基底处的附加压力为上部结构轴压力、基础自重及其上土重产生的基底压力减去基底处土的自重压力值，即p0=pk-pc，pc为自天然地面起算的基底处土的自重压力。三地坪堆积荷载原料跨、成品跨，地坪堆积荷载往往较大，当地基为非软弱土且地基承载力能满足堆载要求时，可不考虑其影响；当为软弱土时，可采取拉梁、桩基、复合地基等措施防止堆载对厂房柱基的不利影响，详见“堆载地坪的地基处理”一节。四地下水的影响地下水

6、位以下土的重度取浮重度，一般按10kN/m3，基础及其上土的自重取10kN/m3。五基础埋深 基础埋深的确定应考虑下列因素：1持力层埋深；2标准冻深z0，从室外地坪算起，一般按z0考虑基础埋深；3地下水位，尽量在地下水位以上，以免施工降水；4软弱下卧层埋深，应考虑基础底面在软弱下卧层顶面以上，且高差尽可能大；5相邻基础埋深，尽可能使基础埋深与相邻基础埋深一致，若不一致时按1：1放坡确定；6抗弯矩的需要，当上部结构弯矩较大时，如烟囱基础、支架基础，为防止基础与地基土之间出现脱离现象，有时需加大基础埋深以平衡基础与土之间的负压力；7上部结构所传内力大小，有时为提高修正后的地基承载力特征值，需加大埋

7、深；8工艺标高，如地下设备基础、水池，有时为满足工艺标高需要，基础埋深较大。六基底压力及地基变形计算所用的上部结构内力上部结构内力采用标准组合值，若为基本组合值则应除以一个综合荷载分项系数，1.25、1.3，以吊车荷载为主时取1.3。一般情况下取无地震作用参与的内力组合值，在选取内力时应该注意哪些是地震作用参与组合的内力，应将其去除。地基变形计算采用准永久组合值，可变荷载、吊车荷载需乘以准永久值系数，风荷载、地震作用不计。七主要基础要求的天然地基承载力特征值根据以往工程经验近似列出，在可研、初步设计或施工图设计阶段，可参考进行方案比选或与建设方的方案讨论。具体工程中涉及到修正后的地基承载力特征

8、值大小问题，表中数值应降低或提高。还涉及到土的压缩模量高低问题，即涉及到地基变形问题，在此仅供参考。基础类别地基承载力特征值 fak (kN/m2)基础类别地基承载力特征值 fak (kN/m2)高炉、热风炉基础250300烟囱、水塔、空分塔基础180250矿槽柱基180250循环水泵房、主电室柱基、水池130180炼钢、连铸柱基250300空压站、机修间、备件库柱基120150棒线、冷轧、钢管、中宽带、热连轧柱基170250炼钢、连铸、厚板设备基础200300宽厚板、中厚板柱基200250棒线、冷轧、钢管、中宽带、热连轧设备基础 180250八基底下持力层为多种土层的处理当地基土种类复杂且标

9、高不均匀时，基底持力层往往不是单一的土层，需同时跨越两种或更多的土层，此时按下列原则处理：地基承载力特征值一般按较低的土层取值。当不同的土层为同一类别，如同为粘土、粉质粘土、粉土或其之间的组合，同为砂土、碎石土或其之间的组合，同为风化程度不同的岩石，基础可直接落于不同的土层上，若为土岩组合地基、砂岩组合地基或土石组合地基应采用褥垫层对岩石层或碎石层进行处理，以免基础倾斜，详见“褥垫层的设计”一节。九设计说明要点1基础坐落的土层名称及其地基承载力特征值fak。2如有可能超挖，需明确垫层的材料、垫层底面放出宽度及压实要求。垫层的材料根据岩土层分布情况及超挖深度选用砂夹石、碎石、矿渣、毛石砼等。岩土

10、层起伏较大时，如部分采用桩基、部分采用天然地基，则天然地基部分的超挖换填应采用毛石砼；如地基持力层为岩石，则基底至岩面的超挖换填采用毛石砼；如超挖深度3 m，则超过3 m部分的换填应采用毛石砼。采用砂石垫层的压实要求可根据基底压力情况，以压实系数或地基承载力特征值控制。基底压力较小时，以压实系数控制；基底压力较大时，以垫层的地基承载力特征值控制。垫层沿基础四周的放出宽度根据超挖深度确定，要求垫层顶面、底面分别超出基础底边300 mm、0.6h（换算为具体数值），采用毛石砼时宽出200mm即可。采用砂石垫层时，若为大面积垫层，地基承载力按建筑地基基础设计规范的深度修正系数进行修正，若为局部垫层，

11、如独立基础，地基承载力按换填地基进行修正；采用毛石砼垫层时，仍按基底标高及垫层下的地基土承载力进行修正。3开挖后的基槽检验，基坑开挖后，应检验地基条件是否与勘察报告一致，如有异常情况时应与勘察、设计单位协商解决。如有可能与勘察报告出入较大时，为避免工程隐患，应强调施工勘察要求。例如，当参考临近工程的岩土工程勘查报告时，应在基坑开挖前进行必要的补充钻探，或在基坑开挖后利用轻型动力触探、井探等手段对基底下一定深度进行必要的勘探。又如，当基底下可能存在溶洞时，应要求在开挖后对一定深度范围内进行施工勘察。4基坑回填，详见“基坑回填”一节。5当存在抗浮问题时，需指明停止降水的完成部位，地下室、水池、地下

12、料坑等存在此类问题。换填地基的设计一、适用条件1软土地基为防止基础直接落于软土上，采用换填垫层改善地基条件；2持力层承载力不足，采用换填法提高地基承载力，通过换填垫层的应力扩散满足下卧层承载力要求；3持力层埋深较大，与基础底标高间有一定高差时，可用换填垫层解决；4深基坑开挖扰动了周围主体，周围的基础下可将扰动土挖除，以换填垫层自未扰动土层垫至基底；5湿陷性黄土，为防止渗水浸泡或满足湿陷起始压力而采用换填垫层；将湿陷性土换除而处理湿陷性地基。二换填垫层材料碎石、卵石、砂夹石、土夹石、粉质粘土、粉煤灰、灰土、高炉重矿渣、石屑、中砂、粗砂等。三换填垫层的设计1厚度，一般为0.53.0m。2尽可能选用

13、压力扩散角大的砂夹石、碎石、石屑等，但对于湿陷性黄土采用2:8或3:7灰土。3平面范围，垫层顶面、底面分别超出基础底边的宽度分别300 mm、bz×tan；湿陷性黄土的换填按湿陷性黄土建筑规范。4验算软弱下卧层的地基承载力。天然地面 回填地面 下卧层下卧层承载力应满足下式： pz+pczfaz pz垫层底面处的附加压力 A、B基础底面的宽度、长度 pk相应于荷载效应标准组合的基底压力，pkN/(A×B)+20d pc基底处土的自重压力，pc×(d-d1)，为原状土的天然重度 地基压力扩散角，根据换填材料即z/B再建筑地基处理技术规范表4.2.1中查取，注意当z/B

14、0.25时，除灰土外其余材料的扩散角均为0，即不扩散。 pcz下卧层顶面处土的自重压力，pcz×(d-d1+z)，为原状土的天然重度 faz下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值，按建筑地基基础设计规范根据土的类别取值5垫层的控制参数，可用地基承载力特征fak或压实系数c控制。当对承载力要求不高时，可只用压实系数控制，如采用砂夹石，fak150kPa时；对承载力要求高时，可用地基承载力特征值控制，如fak200kPa时。有时可根据工程所在地的习惯，以其他参数控制，如最后二遍的压陷差、重型动力触探N63.5、轻型动力触探N10等，但应有这些控制参数对应的地基承载力特征值。6施工要求

15、应要求分层压实，分层厚度200300mm。7检验垫层的施工质量检验必须分层进行，在每层的压实系数符合设计要求后铺填上层土。 取样点位于每层厚度的2/3厚度处。检验点数量，对大基坑每50100m2不少于1个检验点；对基槽每1020m不应少于1个点；每个独立柱基不少于1个点。 采用静载荷试验检验垫层承载力时，每个单体工程不少于3点。 四换填地基说明要点1垫层底面的土层名称；2垫层顶面、底面超出基础四周的宽度；3垫层的材料及压实要求；4检验方式及控制指标；5执行标准，建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)、建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)。五控制参数取值1承载力特征

16、值fak砂夹石（碎石、卵石占全重的3050） 200250kPa碎石、卵石 200300kPa中砂、粗砂、砾砂、角砾、圆砾、石屑 200250kPa灰土 200250kPa土夹石（碎石、卵石占全重的3050） 150200kPa粉质粘土 130180kPa2压实系数c砂夹石、碎石、卵石，0.940.97，通常取0.96，超过3m部分取0.97中砂、粗砂、砾砂、角砾、圆砾、石屑，0.940.97，通常取0.95，超过3m部分取0.97灰土，0.950.97，通常取0.95，超过3m部分取0.97土夹石（碎石、卵石占全重的3050），0.940.97，通常取0.95，超过3m部分取0.96 粉质粘

17、土，0.940.97，通常取0.94，超过3m部分取0.95 3其他控制参数 其他控制参数有干密度d、重型动力触探N63.5、轻型动力触探N10，或对应于某种振压设备（如100 kN振动压密机、80kN压路机）及垫层材料（如土石屑）、虚铺厚度（如200 mm）的振压遍数，需根据地方经验或现场试验并结合规范提出，在此难以列出。复合地基的设计一种类1刚性桩复合地基 CFG桩复合地基，树根桩复合地基，预制小方桩复合地基 2半刚性桩复合地基 水泥土搅拌桩复合地基，石灰桩复合地基，夯实水泥土桩复合地基，高压喷射注浆桩复合地基 3柔性桩复合地基 碎石桩复合地基，砂桩复合地基，灰土桩复合地基二适用条件 根据

18、工程实践经验，复合地基一般用于荷载不大而地基土承载力特征值又不是过低，还可以大面积实施的情形。采用复合地基以降低造价、缩短建设周期为目的，有时为缩短周期，在与桩基造价持平的情况下也采用复合地基，因其可忽略柱子的具体定位而提前对一定范围进行地基处理。复合地基可用于堆载地坪、棒线材（包括类似车间，如钢管）柱基和高架平台、水处理构筑物、原料场地坪等的地基处理。炼钢厂房柱基及设备基础、高炉基础，因荷载较大一般不采用复合地基。地下设备基础，当埋深较大（如轧机区地下室）时，亦不可采用复合地基，因复合地基的桩长度有限，从地面起算一般在20 m以内。当需要的复合地基承载力大时，或对沉降要求严格时 ，应采用刚性

19、桩复合地基。一般情况下，主厂房柱基、轧钢设备基础等，当采用复合地基时，应采用刚性桩复合地基；其他情况，如地坪地基处理可考虑采用半刚性及柔性桩复合地基。消除土层液化性一般采用挤密碎石桩，消除土层湿陷性一般采用灰土挤密桩，高压喷射注浆常用于基坑防渗及已有基础的地基补救。 三复合地基桩的处理深度、桩径参考值桩型适宜处理深度（m）(自施工地面起算)桩径(mm)适用条件备注CFG桩2025400粘性土、粉土、砂土、淤泥质粘土C15进持力层1m夯实水泥土桩10400500地下水位以上粘性土、粉土、填土水泥与土体积比1:5、1:6，90d水泥土抗压强度3.05.0 MPa水泥土搅拌桩（湿法）15204005

20、00粘性土、粉土、淤泥、淤泥质土水泥掺量为被加固湿土质量的12%20%，一般为15%，90d水泥土抗压强度0.53.0 MPa挤密碎石桩1015400500砂土、粘性土、粉土、填土，液化土，地坪、堆场地基碎石、卵石，最大粒径50mm。施工按充盈系数控制，1.21.4，视试验情况确定灰土挤密桩1015400地下水位以上湿陷性黄土、填土消石灰与土的体积比2:8或3:7以平均压实系数控制桩身质量注： CFG桩试块为150mm立方体 水泥土桩试块为70.7mm立方体四复合地基承载力的确定1先进行估算，按建筑地基处理技术规范中的方法以单桩承载力、桩间土承载力及置换率等参数估算复合地基承载力，以判断其可行

21、性及为静载荷试验提供参考数据。值得注意的是，水泥土搅拌桩及夯实水泥土桩，其单桩承载力特征值往往受桩身强度控制。因此，按岩土参数算得的单桩承载力特征值一定要与按桩身强度计算的单桩承载力特征值相比较，两者取较小值。 2再进行静载荷试验，正式确定复合地基承载力特征值fspk。3前期进行复合地基承载力特征值定性判断时，复合地基承载力比天然地基承载力的提高幅度可大致按下列考虑：CFG桩复合地基 150夯实水泥土桩复合地基 80灰土挤密桩复合地基 80（250 kPa）水泥土搅拌桩复合地基 50碎石桩复合地基 30五复合地基承载力的修正 修正后的地基承载力特征值 fspa=fspk+1.0m(d-db-0

22、.5)m基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度 d 基础埋置深度 db不参与修正的高度，一般取0.5mfspk复合地基承载力特征值六复合地基的检测1CFG桩复合地基采用静载试验进行单桩复合地基承载力检测，检测数量为总桩数的0.5，且不少于3点。采用低应变检测桩身完整性，抽取数量不少于总桩数的10。2夯实水泥土桩复合地基采用静载试验进行单桩复合地基承载力检测，试验数量为总桩数的0.5，且不少于3点；采用轻型动力触探N10检测桩身质量，以N10某一数值判断，常采用N1030，检测数量不少于总桩数的2。3碎石桩复合地基采用静载试验进行单桩复合地基承载力检测，试验数量为总桩数的0.5，且不

23、少于3点；采用重型圆锥动力触探N63.5检测桩身质量，以N63.5某一数值判断桩身质量，常采用N63.520，检测数量不少于总桩数的2。七复合地基说明要点复合地基说明中应体现下列内容：1形成复合地基的土层名称；2设计要求的复合地基承载力特征值fspk；3桩端持力层名称及入持力层深度；4CFG桩桩顶超灌高度，一般为500 mm；5检验方式及要求，对于单桩复合地基静载试验应注明压板面积，压板面积取一根桩分担的处理地基面积。当桩平面布置为矩形、正三角形、等腰三角形布置时，一根桩分担的处理地基面积分别为： a×b 、 、l1×h a 、b矩形的两个边长 l正三角形边长 l1等腰三角

24、形底边长 h等腰三角形关于底边的高6说明褥垫层材料、厚度及夯填度，注意夯填度为夯实后的厚度与虚铺厚度之比；9强调桩顶人工凿除至褥垫层底面标高处；10执行标准，建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）。八实际工程中复合地基应用简况1河北石钢棒材设备基础及平台柱基钢渣桩复合地基，地基承载力由160 kPa提高到220 kPa，消除了湿陷性。2湖南涟钢棒材设备基础及平台柱基CFS（水泥、粉煤灰、钢渣）桩复合地基，除提高了地基承载力（由100 kPa提高到220 kPa）外，还有效地解决了遍布的溶洞问题。3河北邢钢高线设备基础及平台柱基

25、矿渣桩复合地基，地基承载力由160 kPa提高到220 kPa，还消除了地基土的湿陷性。4天津二轧棒材厂房柱基、设备基础及平台柱基CFG桩复合地基，地基承载力由120 kPa提高到280 kPa（厂房柱基）、250 kPa（设备基础）。 5河南济钢高线厂房柱基、设备基础及平台柱基钢渣桩复合地基，地基承载力由160 kPa提高220 kPa。 6.天津无缝第二套轧管设备基础及平台柱基CFG桩复合地基，地基承载力由100 kPa提高到250 kPa，解决了工期的矛盾，因复合地基可先于平台布置实施。 7河北石钢大棒材厂房柱基、设备基础及平台柱基厂房柱基采用CFG桩复合地基，地基承载力由140 kPa

26、提高到250 kPa；设备基础及平台柱基采用夯实水泥土桩复合地基，地基承载力由140 kPa提高到220 kPa。 8云南玉溪100万t/a钢铁工程中宽带设备基础采用挤密碎石桩复合地基，处理粉质粘土和粉砂，充盈系数1.2，承载力由140 kPa提高到 180 kPa。 9宝钢二炼钢废钢间地坪 采用振动沉管挤密砂桩，解决堆载地坪沉降过大问题，同时砂桩成为排水通道，加速饱和软粘土的固结。 10山东阳谷200万t/a钢铁工程棒材厂房柱基、设备基础及平台柱基 采用挤密碎石桩及CFG桩组合复合地基，挤密碎石桩充盈系数1.4，具有消除砂层的严重液化性和降低CFG桩置换率的双重功效。复合地基静载试验技术委托

27、书的编制复合地基静载试验技术委托书的编制应体现下列内容：一桩型、桩径根据岩土工程勘察报告、上部结构类型及与建设方、施工方的协商意见确定。二处理后的地基承载力特征值fspk及变形模量E0根据计算情况及设计需要初步确定，为试验提供参考值。三试验数量不少于3组，当采用多种布置、多种桩长及不同的承载力特征值时，对应每一种均不少于3组。四绘制桩平面布置图1复合地基桩可采用矩形、正三角形、等腰三角形布置方式，通常是采用等腰三角形布置方式；2用于复合地基试验的桩周围必须布置附属桩，以便使工作状况与工程桩复合地基相符合。五施工控制要求1针对不同的桩型，提出不同的施工控制参数，如CFG桩的充盈系数、水泥土搅拌桩

28、的水泥掺量，夯实水泥土桩、灰土挤密桩、挤密碎石桩的充盈系数，这些参数可与施工方协商确定。2注明桩顶、桩底标高，桩端持力层编号、分类及桩端进入持力层的深度。桩顶标高分为桩顶设计和施工标高，为方便施工，一般给定桩顶施工标高，即由桩顶设计标高加上超灌、超搅、超夯高度。CFG桩超灌500mm，搅拌水泥土桩超搅500mm,夯实水泥土桩、灰土挤密桩超夯300mm，挤密碎石桩超夯（振）300mm。六试验要求1指明复合地基试验的土层编号及分类名称，这将意味着先开挖到该土层才能进行试验；2强调需人工去除的桩头高度，即超灌、超搅、超夯的部分；3注明桩顶褥垫层的材料及夯实要求，根据不同桩型选择；4明确复合地基试验的

29、种类，即单桩、多桩复合地基试验，一般只进行单桩复合地基试验即可。给定压板面积，详见“复合地基的设计”一节。七试验项目单桩复合地基静载试验，单桩竖向抗压极限承载力（指刚性桩），桩间土地基承载力特征值（指挤密桩），桩间土液化性、湿陷性，桩土应力比，为工程桩验收检测提供的方法（如低应变检测、重型动力触探、轻型动力触探、静力触探）。根据桩型及土的性质选定，如湿陷性黄土需进行桩间土湿陷性试验，水泥土桩可采用轻型动力触探检测桩身质量。八需提供的试验成果单桩复合地基承载力特征值及取值依据，单桩复合地基静载试验压力沉降曲线；上述所选试验项目的试验结果及结论。九执行标准建筑地基处理技术规范（JGJ 79-200

30、2）或地方标准。桩基的设计一种类1预制桩 预制方桩（RC）、预应力高强砼管桩（PHC） 2灌注桩 钻孔灌注桩、冲孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、长螺旋超流态压灌桩、沉管灌注桩、挤扩支盘灌注桩、旋挖灌注桩3钢管桩、钢管砼桩二适用条件1根据土质条件、荷载大小及当地施工能力、施工习惯确定；2沿海地区多采用PHC桩，以砂层或强风化岩层作持力层；3地下水位深的华北黄土地区多采用人工挖孔桩，以砂层、砾石层、碎石土作持力层；4荷载较大的基础，如高炉基础、炼钢厂房柱基础、转炉基础等多采用钻孔灌注桩，以适应竖向及水平荷载较大的情况；5以中风化、微风化岩作持力层的桩，一般采用钻孔或冲孔灌注桩；6当无合适的桩端持力层，各

31、层土物理力学性能均较好时，可考虑采用挤扩支盘灌注桩；7钢管桩用量较小，除非甲方认可时方可使用；8超流态压灌桩施工速度快，不需泥浆护壁，应用日益广泛。因其钢筋笼在浇灌完砼后放置，故而纵筋不能通长配置，因而端承桩、抗拔桩，抗震设防烈度8度的桩，需穿越淤泥土层、淤泥质土层、液化土层及重要基础的桩不可采用；9在淤泥地区慎用PHC桩，除非采取桩周淤泥固化措施；10预制桩需穿越N15的砂土层或N63.510的碎石土层时，需经各方共同讨论后，可行时方可采用；11PHC桩需考虑桩端能否形成桩塞，如不能形成桩塞应采用闭口桩尖。一般认为桩较短时（30 m），桩端为粉、细砂且存在承压水时不能形成桩塞，具体工程中尚需

32、根据试桩情况决定；12当遇到钢渣层时，可考虑采用冲孔灌注桩，若采用预制桩应考虑引孔的方法；13主要地区桩型采用情况大致如下：地区 桩型地区桩型上海、宁波、萧山、常熟、茂名 PHC桩济钢、双钢钻孔扩底灌注桩天津、营口、唐山、曹妃甸 PHC桩本钢、太钢预制方桩安钢、天铁、石钢、萍钢、水钢、玉钢、衡钢、湘钢、三钢人工挖孔灌注桩南钢、韶钢、邯钢、大钢钻孔灌注桩14应用过的特殊桩型宝钢：钢管桩、钢管砼桩。特殊情况除外，已被PHC桩取代河南济钢炼钢，营口五矿炼铁、炼钢、连铸：挤扩支盘灌注桩烟台东海冷轧附属厂房，迁安中宽带主厂房：长螺旋压灌桩15未应用过的较流行的桩型旋挖灌注桩，台班费高，施工周期短三主要基

33、础所需单桩抗压承载力特征值（根据工程经验，以布桩数较合理为前提给出，仅供参考）基础类别单桩承载力特征值 Ra (kN)基础类别单桩承载力特征值 Ra (kN)高炉、热风炉基础20003000烟囱、水塔、空分塔基础20002500矿槽柱基15002500循环水泵房、主电室柱基6001000炼钢、连铸柱基20003000空压站、机修间柱基500800棒线、冷轧、钢管、中宽带、热连轧柱基10001500炼钢、连铸、厚板设备基础20003000宽厚板、中厚板柱基20002500棒线、冷轧、钢管、中宽带、热连轧设备基础10002000四单桩承载力特征值的计算1单桩竖向抗压承载力1）单桩按岩土条件决定的承

34、载力特征值通常按岩土工程勘察报告提供的侧阻力及端阻力特征值进行计算，计算中将杂填土、自重湿陷性黄土、液化土及淤泥、淤泥质土的侧阻力去除。2）计算单桩承载力特征值所采用的钻孔数量不应过少，工程规模小时不少于3个孔；工程规模较大时，地基不均匀时，应增加所取钻孔数量，不少于6个孔。钻孔应分散采用，以全面评价单桩承载力情况。3）当工程桩施工前进行过单桩竖向抗压静载荷试验时，应以试桩结果为准。4）按计算或静载试验确定的单桩竖向抗压承载力特征值尚应满足桩身强度要求。 灌注桩应满足 RaApfccp Ap桩截面积 fc 砼轴心抗压强度设计值 c工作条件系数，0.60.7，水下灌注桩或长桩时用低值p综合荷载分

35、项系数，一般取1.25，以吊车荷载为主时，取1.3 预制方桩应满足 RaApfccp c取0.75，其他同灌注桩 PHC桩 PHC桩在全国通用及地方的标准设计图集中均给出桩身竖向抗压承载力设计值Rp，单桩竖向抗压承载力特征值Ra应满足：RaRpp p综合荷载分项系数，一般取1.25，以吊车荷载为主时取1.3 桩身竖向抗压承载力设计值Rp可按下列公式计算： Rp0.69fcAp-0.34pcAp5）常用桩型按桩身强度控制的单桩抗压承载力特征值Ra桩型桩规格以永久荷载为主，荷载分项系数1.25 (kN)以可变荷载为主，荷载分项系数1.30 (kN)PHC桩根据宝钢管桩图集提出，地方图集提供的桩身抗

36、压承载力设计值略有差别，可忽略。AB 600 11032003050AB 500 10023502250AB 400 8014501400AB 400 9016001550灌注桩工作条件系数c取0.6括号内数值属干作业桩（如人工挖孔桩），且长度30m，工作条件系数c取0.7d=600C251600 (1850)1550 (1800)C301900 (2250)1850 (2150)d=800C252850 (3300)2750 (3200)C303400 (4000)3300 (3850)d=1000C254450 (5200)4300 (5000)C305350（6250）5150 (600

37、0)d=1200C256450 (7500)6200 (7200)C307750 (9050)7450 (8700)预制方桩(按04G361C组桩，砼强度等级C40)400×40018001750450×45023002200500×50028502750 注：设备基础、框架结构房屋及水池可视为以永久荷载为主，有吊车的厂房、高耸构筑物及活荷载大的平台可视为以可变荷载为主2单桩水平承载力 按单桩水平静载试验时1）按桩顶位移限值确定单桩水平承载力特征值RHa取允许水平位移对应的荷载值。2）按桩身强度确定单桩水平承载力特征值RHa取水平临界荷载值Hcr。3）按桩身抗裂确

38、定（不允许开裂）单桩水平承载力特征值RHa取水平临界荷载值Hcr的0.8倍。 按计算确定时1）按桩顶位移限值确定以m法在给定的桩顶位移下计算出桩的水平力，单桩水平承载力特征值RHa即为此水平力，地基土水平抗力系数的比例系数m根据规范或岩土工程勘察报告选取。2）按桩身强度、抗裂确定按桩身配筋反算出承载力弯矩设计值M，将M除以1.4得出弯矩标准值Mk，以m法迭代出对应于Mk的水平力，此水平力即为按桩身强度控制的单桩水平承载力特征值。按受弯构件裂缝宽度0.2 mm，反算出弯矩值，再以此弯矩值迭代出相应的水平力，此水平力即为按抗裂控制的单桩水平承载力特征值。对于PHC桩，图集中已给出抗裂弯矩，可利用此

39、弯矩，以m法迭代出对应于抗裂弯矩的水平力，以此水平力作为桩身强度控制的单桩水平承载力特征值。若不允许桩身开裂，将抗裂弯矩乘以0.8，再迭代出对应于此弯矩的水平力，此时该水平力作为桩身抗裂控制的单桩水平承载力特征值。我们所遇到的工程，按下列原则确定采用何种单桩水平承载力特征值：大型厂房（如炼钢、宽厚板、中厚板）柱基桩、高耸构筑物（如、高炉、烟囱、水塔、空分塔）基础桩按桩顶允许水平位移6 mm确定单桩水平承载力特征值。中型厂房（如棒线材、冷轧、钢管、热连轧、中宽带）柱基桩按桩顶允许水平位移10 mm确定单桩水平承载力特征值。设备基础、水池桩及附属设施厂房柱基桩，按桩身强度确定单桩水平承载力特征值。

40、对于受长期水平荷载作用的桩（如拱结构桩、桥台桩）按桩身抗裂确定单桩水平承载力特征值。 PHC桩按不允许开裂、其他桩按裂缝宽度0.2 mm确定单桩水平承载力特征值。桩在水平荷载作用下的计算假定为竖直的弹性地基梁，以有限元软件进行计算。按目前通用的m法（即水平抗力系数kx与深度成正比），将桩侧土假定为弹性支座，这种支座仅承受压力。弹性支座抗压刚度系数Ki=b0×m×hi×hi （kN/m） b0桩计算宽度（m），按下列取值： 圆形 d1m b0=0.9(1.5d+0.5) 截面桩 d1m b0=0.9(d+1) 矩形 b1m b0=1.5b+0.5 截面桩 b1m b

41、0=b+1 m地基土水平抗力系数的比例系数（kN/m4），按建筑桩基技术规范或岩土工程勘查报告查取，当统一技术规定中提供时（如宝钢）则按统一技术规定取值 hi弹性支座距地面深度（m） hi第i个支座上、下两支座间距离的1/2（m） H Mmax Ki 计算模型 弯矩图桩身抗弯刚度EI=0.85EcI（Ec砼弹性模量，I桩截面惯性矩）需要指出的是，在设计中，对基坑回填应作夯实要求（回填材料及压实系数），便可利用承台侧面土的被动土压力来抵抗上部结构水平力，土的抗力取被动土压力的13。除去土的抗力，剩余部分以桩来承担。3单桩竖向抗拔承载力 按岩土条件确定的单桩抗拔承载力特征值 RUa=upiqsia

42、liup桩截面周长 i抗拔承载力系数，砂土取0.5；粘土、粉土取0.6 qsia桩侧土抗压侧阻力特征值 按桩静载试验 RUaUu/2 （Uu单桩竖向抗拔极限承载力）按上述确定的单桩抗拔承载力特征值尚应满足桩身强度或桩身抗裂的要求。一般按桩身抗裂要求确定，但当桩用作试桩的锚桩时可按桩身强度要求确定。 灌注桩、普通预制砼方桩 按强度 RUaAsfy1.4 按抗裂 灌注桩：按轴心受拉、裂缝宽度0.2 mm对应的标准组合轴向力确定 预制方桩：按预制方桩图集04G361查取，采用N0.2（裂缝宽度0.2 mm对应的轴向力） 预应力高强砼管桩（PHC） 按强度 按抗裂 RUaApfpy1.4 RUapcA

43、p×0.8 fpy预应力钢筋抗拉强度设计值 pc砼有效预压应力 Ap桩截面圆环面积4.单桩按桩身抗裂控制的最大拔力最大拔力与荷载效应的标准组合值对应，即永久荷载、可变荷载、吊车荷载、风荷载作用下的标准效应组合。桩型规格按桩身抗裂的最大拔力(kN)备注PHC桩AB 600 110600按砼有效预压应力pc计算B 600 110900AB 500 100500B 500 100700AB 400 80(90)300B 400 80(90)400预制方桩按04G361C组桩，C40ZH-40300裂缝宽度按0.2mm计算ZH-45400ZH-50500灌注桩钢筋按HRB 335裂缝宽度按0

44、.2mm砼强度等级C25、C30600C25C307162000.50%7183000.63%7203000.78%800C25(C30)9183000.46%9205000.56%922600(700)0.68%1000C25(C30)11206000.44%11226000.53%1125900（1200）0.69%5.单桩按桩身强度控制的最大拔力桩型规格对应标准组合值拔力(kN)对应基本组合值拔力 (kN)备注PHC桩预应力筋按fpy=1000MPa计算，拔力荷载分项系数按1.4各地图集主筋根数略有差别，注意核对AB 600 110800110013D10.7B 600 11011001

45、60018D10.7AB 500 10060080010D10.7B 500 100900130015D10.7AB 400 80(90)4006007D10.7B 400 80(90)5008009D10.7预制方桩按04G361C组桩ZH-40400600按HRB335计算ZH-45500700ZH-50600900灌注桩C25、C30钢筋按HRB 3356007163004000.50%7183005000.63%7204006000.78%8009184006000.46%9206008000.56%92270010000.68%1000112070010000.44%11228001

46、2000.53%1125110016000.69%五单桩桩顶力计算及单桩承载力验算桩顶竖向力及水平力计算时，上部结构的内力均采用荷载效应的标准组合值。当提供的是荷载效应的基本组合值时，应将其除以综合荷载分项系数，一般取1.25，吊车荷载作用为主时取1.3。1桩顶力计算轴心竖向力作用下 Qk=(Fk+Gk) n偏心竖向力作用下Qikmax=Qk+(Mxkymaxyi2)+ Mykxmaxxi2)Qikmin=Qk-(Mxkymaxyi2)- Mykxmaxxi2)水平力作用下 Hik=Hkn2单桩承载力验算轴心竖向力作用下QkRa偏心竖向力作用下Qikmax1.2Ra 一般控制桩不出现拔力，即Q

47、ikmin0。但有时拔力不可避免，如抗浮桩或布桩受到空间限制而抵抗矩较小时，此时应控制拔力不大于桩抗拔承载力特征值UikRUa水平力作用下HikRHa六桩的检测桩施工完后应进行检测，包括单桩竖向抗压承载力及桩身完整性检测，检测方式及数量详见“工程桩的检验”一节。七静力压桩在实际工程中，常常因噪音、振动等问题而采用静力压桩。静力压桩的终压力与桩的极限承载力是何种关系，规范及手册中一般未予论述。参考静力压入桩的研究与应用（张明义著）将一些研究成果摘录如下，以供设计人员参考。静压桩终压力是指桩尖进入持力层终止压桩时出现的最终静压力；桩的极限承载力是是指沉桩结束后，桩端、桩侧土体经强度恢复，桩能承受的

48、最大荷载。两者的概念、定义不同，但却密切相关。桩的极限承载力Qu与终压力Pu之间建立如下关系： QuK×Pu K为综合系数，K2/压桩系数，压桩系数Pu /Ra上式有两个作用，一是根据桩极限承载力确定沉桩终压力，二是有了终压力估算桩的极限承载力。据有关资料分析，不同地区的K值如下：广东地区，K一般在1.01.6之间；武汉地区，K一般在1.42.0之间；上海地区，K一般在1.82.4之间。 此类经验数据可作为处理现场问题的参考，不能作为设计依据。例如在天津钢铁公司中厚板工程中，采用静力压桩，PHC AB 500 100的桩，桩端进入细砂层，桩极限承载力Qu4400kN，沉桩终压力控制为

49、5800kN，因桩进入细砂层较困难，许多桩未沉至设计标高。但以上述经验数据判断其极限承载力定能达到设计要求，可以不按标高控制，以免损坏桩或压桩机。八桩基设计说明 钻孔灌注桩应体现下列内容： 1砼强度等级，钢筋种类，竖筋砼保护层厚度（50 mm）。2桩顶设计标高及超灌高度（一般为500 mm）。3若桩端持力层为遇水软化或崩解的风化岩，应强调清孔后及时放置钢筋笼并灌注砼。若桩端可能存在溶洞，应明确一桩一孔进行施工勘察，俗称“打超前钻”。 4桩端持力层的土层编号、名称，桩端进入持力层的深度。 5设计要求的单桩极限承载力Qu，若实际桩顶压力远未达到桩的承载力，则按实际需要指定Qu值，人工挖孔桩常遇到此

50、类情况。 6桩承载力及桩身质量检测方式（静载试验、动力检测）及数量，详见“工程桩的检验”一节。 7执行标准，建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）、建筑桩基技术规范（JGJ 94-94）、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）、建筑基桩检测技术规范（JGJ106-2003）。针对工程所在地，尚应执行有关地方标准，如上海市标准·地基基础设计规范（DGJ08-11-1999）、建筑基桩检测技术规程（DGJ08-218-2003）等。 预应力高强砼管桩应体现下列内容：1PHC桩的型号及所用通用图集号，若所在地区有地方PHC桩通用图集，应选用地方通用图集。PHC桩编号中应体现型号（A、AB、B）、外径、壁厚、桩尖型号、与承台连接型号等。2