第九章_桩基础设计1
桩基础1
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螺旋钻
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沉管螺旋钻孔灌注桩
粘性土 砂性土
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2．人工挖孔灌注桩
人工挖孔灌注桩简称挖孔桩，是先用人力挖土形成桩孔， 在向下掘进的同时，将孔壁衬砌以保证施工安全，清理完孔 底后，浇灌混凝土。
造价低
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桩基础设计原则
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（二）建筑桩基设计等级划分
设计 等级
建筑类型
（1）重要建筑物； （2）30层以上或高度超过100m的高层建筑； （3）体型复杂,层数相差超过10层的高低层(含纯地下室)连体建筑； （4）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； （5）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； （6）对相邻既有工程影响较大的建筑 甲级、丙级以外的建筑； 场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以的一般建筑 。 功能重要、荷载大、重心高、风载和地震作用效应大
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水下钻孔桩成孔过程中，通常采用具有一定重度和粘 度的泥浆进行护壁，泥浆不断循环，同时完成携土和运土 的任务。两者区别仅在于前者以旋转钻机成孔，后者以冲 击钻机成孔。 这种成孔工艺可穿过任何类型地层，桩长可达100m 。施工过程无挤土、无（少）振动、无（低）噪音，环境 影响较小，在城市建设中获得了越来越广泛的运用。
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桩基础课程设计
3、场地特征状况
地下水埋藏与性质：各钻孔混合地下水稳定水位埋深为1.20~2.30m。区内地下水位年变幅约1.50m。地下水对混凝土结构和钢结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性。
抗震设防：拟建场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，拟建建筑抗震设防类别为丙类。场地地震效应：本场地地面下20m深度范围内分布有⑸饱和细砂，初步判别属可液化土层，建议该层的桩周摩阻力乘以折减系数2/3。根据标贯试验结果，依照国标《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）有关规定，可不考虑震陷问题。
桩基工程课程设计
一、设计资料：
1、荷载及典型地质剖面图
（1）建筑标准层平面示意图（图1）
某高层住宅楼，上部结构为钢筋混凝土框架结构，建筑物高度60米，底层柱子截面 （砼强度等级C60），抗震设防烈度为7度，抗震等级为3级。±0.00相当于黄海高程+7.80m，室内外高差为400mm。
（2）底层柱底荷载：
中风化细粒花岗岩：浅灰、灰白色，矿物成份由石英、长石及少许云母组成，岩体较破碎，风化节理、裂隙较发育，碎块状结构，岩芯呈短柱状，RQD值一般75%～90%,岩石工程性质较好，岩石室内饱和单轴抗压强度87.00～126.20MPa，标准值95.16 MPa，属坚硬岩，岩体基本质量等级为3级。本次勘探有９个钻孔进入该岩层，进入深度1.50～7.92m。
桩基础基础知识
• 2 端承桩 • 1) 端承桩——在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻
力承受。较短的桩，桩端进入微风化或中等风化岩石时， 为典型的端承桩，此时桩侧阻力忽略不计。即桩顶极限荷 载绝大部分由桩端阻力承担，而桩侧阻力可以忽略不计的
桩。这种桩其长径比较小（l/d<10）,桩端设置在密实砂
类、碎石类土层中或位于中等风化微风化及新鲜基岩顶面。
– 深基础包括桩基础、地下连续墙和沉井等。基础是由埋于地基土中的若干根桩通过承台（或盖梁） 将其联成一个整体而形成的一种基础型式。
桩身可以全部或部分埋入地基土中，当桩身外露在地 面上较高时，在桩之间还应加横系梁，以加强各桩之间的 横向联系。若干根桩在平面排列上可成为一排或几排，所 有桩的顶部有承台联成一整体。在承台上再修筑桥墩、桥 台及上部结构。
桩基础设计正确，施工得当，则具有承载力高、稳定 性好、沉降量小而均匀，抗震能力强，适应性好，机械化 程度高，生产效率高，耗用材料少、施工简便等特点。在 河水河道中，可避免水下工程，抵抗河流冲刷，简化施工 设备和技术要求，加快施工速度并改善工作条件。
三、桩基础的适用条件
基础类型往往通过多种方案的技术经济比较确定，下列情
• 2）钢桩的形式与规格：
• A 钢桩形式：钢管桩与宽翼工字形（H型）钢桩等 型钢。
• B 钢桩规格：截面外径为400～1000mm，壁厚为9， 12，14，16，18mm。工字形钢截面尺寸为 200mm×200mm，250mm×250mm，300mm×300mm， 350mm×350mm，400mm×400mm，钢桩长度根据需要 定，可用对焊连接。
• C 钢桩的端部形式：钢管桩桩端分敞口和闭口两 种，工字形钢桩分带端板和不带端板两种。
• 3）钢桩的优缺点：钢桩承载力高，材料强度均匀 可靠，作护坡桩可多次使用。费钢材、价格高、 易锈蚀。采用防腐措施，如阴极保护，或在外表 涂防腐层。
桩基础设计
7.2.2 确定桩型和截面尺寸
3．确定桩长、承台底面标高
承台底面标高，即 承台埋置深度。 一般情况下，应使 承台顶面低于室外 地面100mm以上；如 有基础梁、筏板、 箱基等，其厚（高） 度应考虑在内；同 时要考虑季节性冻 土和地下水的影响。
室外地面
＞100mm
桩长
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4.桩截面尺寸
（1）最小桩径
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钻孔桩与冲 孔桩的区别 在于：钻孔 桩以旋转钻 机成孔，冲 孔桩以冲击 钻面成孔。
a)埋设护筒b)安装钻机，钻进c)第一次清孔d）测定孔壁，回淤厚度e)吊放钢筋笼 f)插入导管g)第二次清孔h）灌注水下混凝土，拔出导管i)拔出护筒
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沉管灌注桩
沉管灌注桩的优点：
在钢管内无水环境中沉放钢筋和浇灌混凝土，从而为桩身混凝土的 质量提供了保障。 沉管灌注桩的缺点： 1.拔除套管时，如果提管速度过快会造成缩颈、夹泥，甚至断桩； 2.另外，沉管过程中挤土效应比较明显，可能使混凝土尚未结硬的 邻桩被剪断，施工中必须控制提管速度，并使管产生振动，不让管内出 现负压，提高桩身混凝土的密实度并保持其连续性；采取“跳打”顺序 施工，待混凝土强度足够时再在它的近旁施打相邻桩。
土层液化折减系数P216表10-9
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2.单桩竖向承载力特征值
（1）单桩承载力特征值Ra应按下式计确定：
Ra=Quk/K
式中 Quk—单桩竖向承载力特征值（kN）; K—安全系数，取K=2。 （2）考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值时： 不考虑地震作用时： R=Ra+ηc fak Ac
考虑地震作用时：
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桩基础的功能
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桩基础的功能
新加坡发展银行,四墩, 每墩 直径7.3m，将荷载传递到下 部好土层,承载力高。
岩土工程中的桩基础设计
岩土工程中的桩基础设计在岩土工程中，桩基础设计是一项至关重要的任务。
桩基础是指通过将柱形、锥形或圆形柱体（即桩）沉入地面，使其在土壤或岩石中获得足够的承载力和稳定性，从而分担建筑物承重的一种工程方法。
本文将介绍岩土工程中桩基础设计的基本原则和关键要素。
1. 桩基础的类型和选择桩基础可以分为摩擦桩和端承桩两类。
摩擦桩主要依靠桩身与周围土层的摩擦力传递荷载，适用于土层较松软的情况；端承桩则主要通过桩底承载力传递荷载，适用于较硬的土层或岩石。
在实际设计中，应根据地质勘察的结果、工程要求和经济性考虑选择合适的桩基础类型。
2. 桩基础的设计参数桩基础设计中的关键参数包括荷载、桩身长度和直径、桩端的形状和处理方法等。
荷载是桩基础设计的基础，需根据建筑物的荷载特点和土层的承载能力确定。
桩身的长度和直径需要满足建筑物的荷载要求和地层条件，一般采用的是经验公式或试验方法来确定。
桩端的形状和处理方法主要与地层的性质和承载力有关，在软土地层中常采用扩底、灌注桩等方式来增加桩端的承载力。
3. 桩基础施工过程桩基础的施工过程通常包括桩基础的预制和沉桩两个阶段。
预制阶段是在地面上制造出预制桩，可以采用混凝土浇筑、钢筋混凝土现浇、预制桩等方法进行。
沉桩阶段是将预制好的桩沉入地面，通过打击或振动等方式将桩身沉入到设计深度。
在施工过程中，应注意控制施工质量，包括桩身的垂直度、水平度和尺寸偏差等。
4. 桩基础的验收和监测桩基础的验收是确保施工质量合格的重要环节。
验收时应注意桩基础的几何尺寸、外观质量、混凝土强度和材料的质量等方面。
此外，在工程的施工和使用过程中，对桩基础的承载性能进行监测也是非常重要的。
可以通过钻孔取样、桩身的锚定力或变形来进行监测，以确保桩基础在使用过程中的安全性。
总结起来，岩土工程中桩基础设计是一项技术含量较高的任务，需要综合考虑土层的性质、建筑物的荷载特点和经济性等因素。
通过合理选择桩基础类型、确定设计参数，并采用科学有效的施工方法和验收监测手段，可以保障桩基础在岩土工程中的可靠性和稳定性。
桩基础课程设计
目录1 .设计资料 (1)1。
1 上部结构资料 (1)1。
2 建筑物场地资料 (1)2 。
选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (1)2.1 选择桩型 (1)2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 (2)3 .确定单桩极限承载力标准值 (3)3.1 确定单桩极限承载力标准值 (3)4 .确定桩数和承台底面尺寸 (4)4。
1 ①-C柱的桩和承台的确定 (4)5 .确定复合基桩竖向承载力设计值 (5)5.1 四桩承台承载力计算（①—C承台) (5)6 .桩顶作用验算 (6)6.1 四桩承台验算（①—C承台) (6)7 。
桩基础沉降验算 (7)7.1 C柱沉降验算 (7)8 .桩身结构设计计算 (9)8。
1 桩身结构设计计算 (9)9 。
承台设计 (10)9。
1 四桩承台设计（C柱） (10)10.参考文献 (13)1．设计资料1.1 上部结构资料拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构,室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm350。
柱截，横向承重，柱网布置如图面尺寸均为mm500mm5001。
2 建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内,地势平坦,建筑物场地位于非地震区，不考虑地震影响。
场地地下水类型为潜水，地下水位离地表2.1米,根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。
建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表续表表3.2 桩的极限侧阻力标准值sk q 和极限端阻力标准值pk q 单位:kPa2。
选择桩型、桩端持力层 、承台埋深2。
1 选择桩型因为框架跨度大而且不均匀,柱底荷载大 ，不宜采用浅基础。
根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件,选择桩基础.因转孔灌注桩泥水排泄不便，为减少对周围环境污染，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,同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。
2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深依据地基土的分布，第②层是灰褐色粉质粘土，第③层是灰色淤泥质的粉质粘土，且比较厚，而第④层是黄褐色粉土夹粉质粘土，所以第④层是较适合的桩端持力层.桩端全断面进入持力层1。
桩基础设计步骤范文
桩基础设计步骤范文桩基础是一种将悬挂结构的荷载通过桩体传导到土层深处的一种基础形式。
桩基础设计是土木工程中的重要环节，其设计步骤包括场地勘察、桩基础类型确定、桩基础荷载计算、桩长和直径确定、桩基础布置和间距确定、桩身计算和承载力计算。
桩基础设计的第一步是进行场地勘察。
这包括对工程所在地的地质情况、地下水位、土层剖面和土层性质等进行详细调查和分析。
通过对地质勘察数据的评价和分析，可以得出土层的稳定性及承载力等参数，作为桩基础设计的依据。
第二步是确定桩基础类型。
常见的桩基础类型包括钢管桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩和木桩等。
根据地质条件、荷载要求和经济性等因素，选择合适的桩基础类型。
第三步是进行桩基础荷载计算。
根据建筑物的荷载特征和要求，计算出桩基础的荷载。
荷载计算分为垂直荷载和水平荷载两部分。
垂直荷载主要包括建筑物自重、活荷载、雪荷载等，水平荷载主要包括风荷载、地震荷载等。
第四步是确定桩长和直径。
根据桩基础的荷载和土层的承载力，计算出桩的设计承载力。
根据桩的设计承载力和土层的承载力特征参数，通过桩长公式和桩直径公式，确定桩的合适长度和直径。
第五步是确定桩基础的布置和间距。
根据建筑物的布置和荷载分布情况，综合考虑桩的位置、间距和荷载，确定桩基础的布置和间距。
通过合理布置和确定间距，可以将荷载均匀分散到各个桩上，提高整体的承载能力。
第六步是进行桩身计算。
桩身计算主要是计算桩在受荷状态下的内力和变形。
计算桩的内力包括压力、剪力和弯矩等。
根据荷载的大小和作用方式，采用适当的计算方法和理论，计算出桩的内力和变形。
最后一步是进行承载力计算。
根据桩的计算承载力和设计荷载，进行承载力计算。
承载力计算主要包括考虑桩身和桩端的承载力，通过验证桩的承载力是否满足设计要求，确定桩基础的安全性。
桩基础设计的步骤包括场地勘察、桩基础类型确定、桩基础荷载计算、桩长和直径确定、桩基础布置和间距确定、桩身计算和承载力计算。
每个步骤都需要进行详细的分析和计算，以确保桩基础的稳定性和安全性。
9 桩基础
桩，应进行竖向承载力计算，必要时还需计算桩
基沉降，验算软弱下卧层的承载力以及负摩阻力 产生的下拉荷载。
2. 抗拔桩
主要承受竖向上拔荷载的桩，应进行桩身强
度和抗裂计算以及抗拔承载力验算。
3.水平受荷桩
主要承受水平荷载的桩，应进行桩身强度和
抗裂验算以及水平承载力和位移验算。
桩侧摩阻力达到极限值所需的桩土滑移极
限值则与土的类别有关、而与桩径大小无关， 根据试验资料约为4~6mm（对粘性土）或 6~10mm（对砂类土）。
单桩受荷过程中桩端阻力的发挥不仅滞后于 桩侧阻力，而且其充分发挥所需的桩底位移值比 桩侧摩阻力达到极限所需的桩身截面位移值大的 多。根据小型桩试验所得的桩底极限位移值，对 砂类土约为d/12~d/10，对粘性土约为d/10~d/4（d 为桩径）。 因此，对工作状态下的单桩，其桩端阻力的 安全储备一般大于桩侧摩阻力的安全储备。
3.2 桩的类型
桩的分类
按桩的受力性能：端承型桩与摩擦型桩 按施工方法: 预制桩和灌注桩
按桩的设臵（成型方式）效应:
挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩
按承台与地面的相对位臵分类
低承台桩： 承台在地面以下, 承台本身承担 部分荷载
高承台桩 承台在地面以上,
桥桩,码头,栈桥。
按桩的使用功能分类
1.竖向抗压桩
大桥承台施工
(2)灌注桩
1）沉管灌注桩 2）钻(冲，磨)孔灌注桩 3）挖孔灌注桩 4）爆扩孔灌注桩
钢筋混凝土灌注桩 1-主筋；2-箍筋；3-加强箍； 4-护筒
旋转钻进成孔
ZJD300回转钻机
绑扎钢筋笼
钢筋笼
吊放钢筋笼
人工挖孔灌注桩施工
桩基础设计的一般步骤
桩基础设计的一般步骤
桩基础是一种常用的基础形式，适用于土层深厚、承载力差、地基沉降大等情况下的建筑物。
桩基础设计的一般步骤可以分为以下几个方面：
1. 地质勘察和基本参数确定
首先，需要进行地质勘察，了解地层情况、土质特性、地下水位等信息。
在此基础上，确定桩基础的设计参数，包括桩长、直径、承载力、抗拔承载力等。
2. 桩的类型选择
在确定基本设计参数之后，需要根据具体情况选择桩的类型，包括钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、预制桩等。
不同类型的桩具有不同的优缺点和适用范围，需要根据具体情况进行选择。
3. 桩身截面选择与计算
在进行桩身截面的选择与计算时，需要根据桩的类型、地层情况、荷载特点等因素进行综合考虑。
在此基础上，确定桩身的直径、壁厚、截面形式等参数。
4. 桩基础承载力计算
桩基础的承载力计算是桩基础设计中的核心问题。
在进行承载力计算时，需要根据桩长、直径、桩端摩阻力、侧阻力等因素进行综合考虑，并结合现场试验数据进行修正和调整。
5. 抗拔承载力计算
针对需要抵御水平荷载的建筑物，还需要进行抗拔承载力的计算。
在进行抗拔承载力计算时，需要考虑桩的类型、长度、地层特性、侧阻力等因素，选择合适的抗拔承载力计算方法。
6. 桩基础施工方案设计
最后，还需要根据具体情况制定桩基础施工方案，包括桩基础的施工方法、桩机的选择、现场管理等方面。
在施工中，需要严格按照设计要求和质量标准进行操作，确保桩基础的质量和稳定性。
土力学及基础工程-第09章桩基础设计
从施工方法上看，大体上可分为沉管桩和钻、冲、 挖孔灌注桩两大类。
第九章 桩基础设计
1.沉管灌注桩 把一个带有活瓣的钢管或带有预制塞头的的钢管,靠
第九章 桩基础设计
断面形状
矩形
圆形
多边形
Q
Q
Q
国内采 用的多 为等截 面竖直 桩
前苏联 在上个 世纪的 70年代
锥形桩
螺旋桩
第九章 桩基础设计
2.钢桩 常用的有开口或闭口钢管桩以及H型桩，钢管桩的直径 一般为250mm～1200之间，长度从十几米到几十米 3.木桩
桩长常为4～6m，为防止腐烂，桩顶应打入水下至少 0.5m （二）灌注桩
在桩身材料强度达到设计要求的前提下，应满足以 下以下时间要求
砂性土：大于10d；粉土、粘性土大于15d；饱和 软粘土大于25d
(3).试桩数量
同一条件下的试桩数量不宜少于总桩数的1%，且不 应少于3根；工程总桩数在50根以内时不应少于2根
第九章 桩基础设计
(4).极限承载力实测值 Qu a.陡降型曲线——取曲线发生明显陡降的起始点对应 的荷载值
第九章 桩基础设计
第九章桩基础设计
9.1 概 述 9.2 桩的类型 9.3 单桩竖向承载力的确定 9.4 桩基础设计
第九章 桩基础设计
在什么情况下优先选择桩基础方案？ 从不同的角度桩是如何分类的？ 如何获得单桩极限承载力实测值、极限承载力标 准值、基桩竖向承载力设计值？ 什么叫群桩效应？ 如何进行桩基础的设计？
南京地区建筑地基基础设计规范第九章桩基础设计修订
• 桩基形式：柱下集中布桩的独立承台，沿墙下布桩的条形 承台满堂布桩的筏板承台。
• 同一结构单元宜避免采用导致沉降差异的不同桩型
• 布桩平面系数a=nAp/A是为防止布桩过密对建筑场地以及 周围环境产生不利影响，表9.1.2-3。
.5m
卵砾石
(1.037)
试3(G8) Ф600×52 中粗砂混
m
卵砾石
(1.147)
万和源
24(16) 24(16) 24(16)
4060(12.01)↓ （再加一级就 破坏）
4060(19.84)↓
3831 7200
3845. 7086 6
5878.2 6450
4060(11.62)↓ 4000. 7025 6695.8 9
桩 桩径x桩长 号 (mm×m)
新南京图书馆
J5 Ф500×20.20
G Ф500×20.00 8 G Ф500×21.35 19 J1 Ф500×21.1 1 J1 Ф500×20.50 0 G Ф500×22.25 6 G Ф500×22.25 11 J4 Ф500×22.25
J1 Ф500×21.75
大于30m，单桥静探比贯入阻力加权平均值大于3.2MPa，否则不 予调整，取m＝1.0； • 式（9.2.3-5）采用的Psp实质是对桩端处静力触探比贯入阻力大 于10.0MPa的情况进行折减； • 式（9.2.3-5）来源于《建筑桩基技术规范》JGJG94-94的公式 （5.2.6-1）以及蔡建的经验公式。修正估算公式依据的是南通地 区44根静载试桩与南京地区100根静载试桩，这144根试桩都是在 粉土、砂土场地上，所以公式（9.2.3-5）适用于以粉土、砂土为 主要土层的场地。当局部含有粘性土层时，采用本式得出的计算 结果会偏小，但作为承载力估算，不会有太大影响，且偏于安全； 对于以粘性土为主要土层的预制桩，目前搜集到的资料不够多， 这方面工作还要继续做。 • 修订后的（9.2.3-5）式估算单桩承载力直接采用Ps值，不需查询 qski-Ps曲线，运用方便。
桩基础设计
桩基础设计8.5.1本节包括混凝土预制桩和混凝土灌注桩低桩承台基础。
竖向受压桩按桩身竖向受力情况可分为摩擦型桩和端承型桩。
摩擦型桩的桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受；端承型桩的桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。
8.5.2桩基设计应符合下列规定：1所有桩基均应进行承载力和桩身强度计算。
对预制桩，尚应进行运输、吊装和锤击等过程中的强度和抗裂验算；2桩基础沉降验算应符合本规范第8.5.15条的规定；3桩基础的抗震承载力验算应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定；4桩基宜选用中、低压缩性土层作桩端持力层；5同一结构单元内的桩基，不宜选用压缩性差异较大的土层作桩端持力层，不宜采用部分摩擦桩和部分端承桩；6由于欠固结软土、湿陷性土和场地填土的固结，场地大面积堆载、降低地下水位等原因，引起桩周土的沉降大于桩的沉降时，应考虑桩侧负摩擦力对桩基承载力和沉降的影响；7对位于坡地、岸边的桩基，应进行桩基的整体稳定验算。
桩基应与边坡工程统一规划，同步设计；8岩溶地区的桩基，当岩溶上覆土层的稳定性有保证，且桩端持力层承载力及厚度满足要求，可利用上履土层作为桩端持力层。
当必须采用嵌岩桩时，应对岩溶进行施工勘察；9应考虑桩基施工中挤土效应对桩基及周边环境的影响；在深厚饱和软土中不宜采用大片密集有挤土效应的桩基；10应考虑深基坑开挖中，坑底土回弹隆起对桩身受力及桩承载力的影响；11桩基设计时，应结合地区经验考虑桩、土、承台的共同工作；12在承台及地下室周围的回填中，应满足填土密实度要求。
8.5.3桩和桩基的构造，应符合下列规定：1摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍；扩底灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的1.5倍，当扩底直径大于2m时，桩端净距不宜小于1m。
在确定桩距时尚应考虑施工工艺中挤土等效应对邻近桩的影响；2扩底灌注桩的扩底直径，不应大于桩身直径的3倍；3桩底进入持力层的深度，根据地质条件、荷载及施工工艺确定，宜为桩身直径的1倍～3倍。
桩基础课程设计
桩基础课程设计1. 引言桩基础是建筑工程中常用的基础形式之一，它能够分散建筑物的重量并传递到稳定的土层中。
本文将讨论桩基础的设计过程。
我们将从桩基础的类型、设计要求、计算方法和施工步骤等方面进行探讨。
2. 桩基础类型桩基础可分为以下几种类型： - 摩擦桩：通过桩与周围土壤的摩擦力来传递荷载。
- 立桩：通过桩与土壤的承载力来传递荷载。
- 预应力桩：在施工过程中施加预应力，以增加桩体的抗弯能力。
- 钢管桩：由钢管组成的桩，具有较高的强度和抗侧向力能力。
3. 桩基础设计要求在进行桩基础设计时，需要考虑以下几个方面的要求： - 承载力要求：根据建筑物的重量和荷载要求，确定桩的承载力。
- 稳定性要求：确保桩在承受荷载时不会发生倾覆和滑移。
- 抗浮托要求：应对桩基础可能遭受的浮托力进行抗浮托设计。
- 碰撞考虑：考虑桩基础在施工过程中可能发生的与其他结构或设备的碰撞情况。
4. 桩的计算方法4.1. 摩擦桩计算方法：摩擦桩的承载力主要由桩侧面土壤的摩擦力和桩端阻力共同承担。
根据土的性质和桩的几何形状计算桩的总承载力。
4.2. 立桩计算方法：立桩的承载力主要由桩端的承载力来传递。
根据桩端土壤的性质和桩的几何形状计算桩的总承载力。
4.3. 预应力桩计算方法：预应力桩的抗弯能力是通过施加预应力来提高桩体的承载能力。
预应力桩的设计中需要考虑桩的长度和预应力的大小。
4.4. 钢管桩计算方法：钢管桩的设计需要考虑桩的截面形状和钢管的材料强度。
通过计算桩的承载力和桩体的变形来确定钢管桩的设计参数。
5. 桩基础施工步骤5.1. 桩基础设计阶段：根据建筑物的荷载要求和土壤的性质，确定桩基础的类型和设计参数。
5.2. 桩基础施工准备：准备施工现场，测量和标记桩位，并进行土壤勘探。
5.3. 桩基础施工过程：按照设计要求进行桩的打桩、拔桩或钻孔设桩的工艺。
5.4. 桩基础质量控制：进行桩基础的质量监测，包括钢筋的布置情况、混凝土的振捣和强度的检测等。
桩基础的设计
当天然地基不能满足建筑物、构筑物承载力或沉降要求时， 一般可提出桩基础、地基加固方案进行比较。当天然地基承载 能力已基本满足或差不多而地基沉降偏大时，也可考虑在地基 中设置部分桩，成为一种沉降控制桩基础，此时，需按控制 沉降进行桩基础设计。
对桩和承台来说，应有足够的强度、刚度合耐久性。
1x = 0.56 1x + 0.2
1y = 0.56 1y + 0.2
（a）锥形承台； (b)阶形承台 四桩以上（含四桩）承台角桩冲切计算示意
（2）三桩三角形承台可按下列公式计算受角桩冲切的承载力 ：
底部角桩：
( ) N l
11
2c1 + a11
hp tg
1
2
f tho
0.56
11 = 11 + 0.2
向设置联系梁。
4） 联系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高。联系梁 宽度不宜小于250mm，其高度可取承台中心距的 1/10~1/15，且不宜小于400mm。
5） 联系梁配筋应按计算确定，梁上下部配筋不宜小 于2根直径12mm钢筋；位于同一轴线上的联系梁纵 筋宜通长配置。
承台和地下室外墙与基坑侧壁间隙应灌 注素混凝土，或采用灰土、级配砂石、压实 性较好的素土分层夯实，其压实系数不宜小 于0.94。
5、验算作用于单桩的荷载，若不符合要求，需调整平面布置与承台 尺寸再进行验算，直至满足要求。
6、验算群桩承载力和变形，若不符合要求则返回第4步修正设计，直 至满足要求。
7、桩身结构设计和计算。 8、承台设计和计算。 9、绘制桩位、桩身结构和承台结构施工图，编制设计说明。
2 桩型和持力层的选择
一、桩型、截面和桩长选择原则
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第九章 桩基础设计
第一节 概 述
承台
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{
低承台桩 高承台桩
工业与民用建筑基础
桥梁墩基
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一,桩基础的适用范围 1,特点: 特点: ① 承载力高 ② 稳定性好 ③ 减少建筑物的沉降与不均匀沉降 ④ 抗震性能好 ⑤ 便于机械化施工 ⑥ 适应性强 2,适用范围 地基上层土的土质太差而下层土的土质较好; ① 地基上层土的土质太差而下层土的土质较好;或地基土 软硬不均;或荷载不均, 软硬不均;或荷载不均,不能满足上部结构对不均匀变 形限制的要求. 形限制的要求. 可考虑选择桩基础,以下部坚实土层或岩层作为持力层. 可考虑选择桩基础,以下部坚实土层或岩层作为持力层.
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浙 江 (一)按承载性状分类 建 设 1,摩擦型桩: 摩擦型桩: 职 业 纯摩擦桩 技 在竖向极限荷载作用下, 在竖向极限荷载作用下,桩顶 术 荷载的绝大部分由桩侧阻力承受, 学 荷载的绝大部分由桩侧阻力承受, 院 桩端阻力小到可以忽略不计
二,桩基础的类型
桩侧阻力
的桩. 的桩.
3,挤土桩
挤土灌注桩(如沉管灌注桩),实心的预制桩 挤土灌注桩(如沉管灌注桩),实心的预制桩 ),
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(五)按桩径大小分类
1,小桩:桩径d ≤ 250mm; 2,中等直径桩:250mm< 桩径d < 800mm; 3,大直径桩:桩径d ≥ 800mm .
浙 江 四,桩及桩基础的构造要求 建 设 桩的中心距s 1,桩的中心距s: 职 业 摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3 摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍;扩底 技 灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的1.5 1.5倍 灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的1.5倍,当扩底直 术 学 径大于2m 2m时 桩端净距不宜小于1m 1m. 径大于2m时,桩端净距不宜小于1m. 院
③挖孔灌注桩: 指工人到井底挖土护壁成孔的灌注桩.
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浙 江 实心预应力方桩 建 设 敞口式预应力管桩 职 业 2,钢桩 技 主要有钢管桩和H型钢桩 主要有钢管桩和H 术 等. 学 钢桩的抗弯, 院 钢桩的抗弯,抗压强度均
(2)预制桩
较高,施工方便, 较高,施工方便,但造价 易腐蚀. 高,易腐蚀.
l i —— 第i层岩土的厚度.
2,桩身材料验算
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桩轴心受压时
Q ≤ A P f cψ
c
式中 Q —— 相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值; Ap —— 桩身横截面积; fc —— 混凝土轴心抗压强度设计值;按《混凝土结构设计规 范》取值; ψ c —— 工作条件系数,预制桩取0.75,灌注桩取0.6 ～0.7 (水下灌注桩或长桩时用低值).
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除承受较大竖向荷载外,尚有较大的偏心荷载, ③ 除承受较大竖向荷载外,尚有较大的偏心荷载,水平荷 动力或周期性荷载作用. 载,动力或周期性荷载作用. ④ 上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感;或建筑物受到 上部结构对基础的不均匀沉降相当敏感; 大面积地面超载的影响. 大面积地面超载的影响. 地下水位很高,采用其它基础型式施工困难; ⑤ 地下水位很高,采用其它基础型式施工困难;或位于水 中的构筑物基础,如桥梁,码头,采油平台等. 中的构筑物基础,如桥梁,码头,采油平台等. ⑥ 需要长期保存,具有重要历史意义的建筑物. 需要长期保存,具有重要历史意义的建筑物.
端承摩擦桩出现的状况: 端承摩擦桩出现的状况:
当桩为长桩, 当:
纯端承桩 在竖向极限荷载作用下, 在竖向极限荷载作用下,桩顶荷载的绝大部分由桩 端阻力承受,桩侧阻力小到可以忽略不计的桩. 端阻力承受,桩侧阻力小到可以忽略不计的桩. 摩擦端承桩 指桩顶荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担, 指桩顶荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担, 但主要由桩端阻力承受的桩. 但主要由桩端阻力承受的桩.
∑
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= 3.14×0.5×(9×2 + 22×2 + 24×5 +8×3 + 25×1) = 3627KN . Ra = Qsa + Q pa = 362.7 + 157
= 519.7 KN
端承摩擦桩
3.14 × 5002 × 9.6 × 0.6 4 = 1130.4 KN > Q = 800 KN 符合 AP f cψ c =
4,布置桩位时宜使桩基承载力合力点与竖向永久荷载合 浙 力作用点重合. 力作用点重合.
江 混凝土强度等级: 建 5,混凝土强度等级: 设 预制桩的混凝土强度等级不应低于C30;灌注桩不应低于C20; 预制桩的混凝土强度等级不应低于C30 灌注桩不应低于C20 C30; C20; 职 预应力桩不应低于C40 C40. 业 预应力桩不应低于C40. 技 桩的主筋应经计算确定. 术 6,桩的主筋应经计算确定.打入式预制桩的最小配筋率不 学 宜小于0.8%;静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6%;灌注 宜小于0.8% 静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6% 0.8%; 0.6%; 院
(4)桩径大于600mm的钻孔灌注桩,构造钢筋的长度不宜小 桩径大于600mm的钻孔灌注桩, 600mm的钻孔灌注桩 浙 于桩长的2/3 2/3. 于桩长的2/3.
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8,桩顶嵌入承台内的长 度不宜小于50mm 50mm. 度不宜小于50mm.主筋伸 入承台内的锚固长度不宜 小于钢筋直径( 级钢) 小于钢筋直径(Ⅰ级钢) 30倍和钢筋直径(Ⅱ级 倍和钢筋直径(Ⅱ 的30倍和钢筋直径(Ⅱ级 钢和Ⅲ级钢) 35倍 钢和Ⅲ级钢)的35倍. 对于大直径灌注桩, 对于大直径灌注桩, 当采用一柱一桩时, 当采用一柱一桩时, 可设置承台或将桩和 柱直接连接. 柱直接连接. 桩和柱的连结可按《规范》 桩和柱的连结可按《规范》高杯口基础的要求选择截面尺寸 和配筋,桩纵筋插入桩身的长度应满足锚固长度的要求. 和配筋,桩纵筋插入桩身的长度应满足锚固长度的要求. 9,在承台及地下室周围的回填中,应满足填土密实性的要求. 在承台及地下室周围的回填中,应满足填土密实性的要求.
第二节
桩的承载力
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R a = q pa A p + u p ∑ q sia l i
式中 Ra —— 单桩竖向承载力特征值; q pa q sia —— 桩端端阻力,桩侧阻力特征值,由当地静载荷试验结 果统计分析算得; Ap —— 桩底端横截面面积; —— 桩身周边长度; up
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浙 江 建 1,混凝土桩 设 职 (1)灌注桩 业 技 ①沉管灌注桩 : 术 学 指采用钢管挤土成孔的灌注桩. 院
(三)按桩身材料分类
其施工程序一般为:沉管,放笼,灌注,拔管. 其施工程序一般为:沉管,放笼,灌注,拔管.
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浙江省沉管灌注桩有三种:桩管外径325mm,377mm,426mm. 浙江省沉管灌注桩有三种:桩管外径325mm,377mm,426mm. 325mm
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② 地基软弱或地基土性特殊,如存在较深厚的软土,可液 地基软弱或地基土性特殊,如存在较深厚的软土, 浙 化的土层,自重湿陷性黄土,膨胀土及季节性冻土等, 化的土层,自重湿陷性黄土,膨胀土及季节性冻土等, 江 建 采用地基改良和加固措施不合适. 采用地基改良和加固措施不合适.
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端承摩擦桩 指桩顶荷载由桩侧阻力和桩 端阻力共同承担, 端阻力共同承担,但大部分由桩 侧阻力承受的桩. 侧阻力承受的桩.
桩端阻力
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纯摩擦桩出现的状况: 纯摩擦桩出现的状况:
当桩为长桩,地基土比较软弱, 当桩为长桩,地基土比较软弱,没有坚硬的持力层时
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纯端承桩出现的状况: 纯端承桩出现的状况:
当桩为短桩, 当桩为短桩,持力层很坚硬的时候
摩擦端承桩出现的状况: 摩擦端承桩出现的状况:
当桩一般, 当桩一般,但持力层较坚硬的时候 (二)按使用功能分类 1,竖向抗压桩:主要承受竖向荷载的桩; 竖向抗压桩:主要承受竖向荷载的桩; 2,竖向抗拔桩:主要承受向上拔荷载的桩; 竖向抗拔桩:主要承受向上拔荷载的桩; 3,水平受荷桩:主要承受水平方向上荷载的桩; 水平受荷桩:主要承受水平方向上荷载的桩; 4,复合受荷桩:承受竖向,水平向荷载均较大的桩. 复合受荷桩:承受竖向,水平向荷载均较大的桩.
三,桩的施工工艺: 桩的施工工艺:
在确定桩距时尚应考虑施工工艺中挤土等效应对邻近 桩的影响. 桩的影响.
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2,扩底灌注桩的扩底直径,不应大于桩身直径的3倍. 扩底灌注桩的扩底直径,不应大于桩身直径的3 3,进入持力层的深度:根据地质条件,荷载及施工工艺 进入持力层的深度:根据地质条件, 确定,宜为桩身直径的1 确定,宜为桩身直径的1～3倍.
桩最小配筋率不宜小于0.2%～0.65%(小直径桩取大值). 桩最小配筋率不宜小于0.2%～0.65%(小直径桩取大值). 0.2%
7,配筋长度: 配筋长度:
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(1)受水平荷载和弯矩较大的桩,配筋长度应通过计算确定. 受水平荷载和弯矩较大的桩,配筋长度应通过计算确定. 桩基承台下存在淤泥,淤泥质土或液化土层时, (2)桩基承台下存在淤泥,淤泥质土或液化土层时,配筋长 度应穿过淤泥,淤泥质土层或液化土层. 度应穿过淤泥,淤泥质土层或液化土层. (3)坡地岸边的桩,8度及8度以上地震区的桩,抗拔桩,嵌 坡地岸边的桩, 度及8度以上地震区的桩,抗拔桩, 岩端承桩应通长配筋. 岩端承桩应通长配筋.