桩基承台设计讲义讲稿含示意图计算书

（2）对于锥形承台应对变阶处及柱边处（A-A及B-B）两个截面 进行受剪承载力计算，截面有效高度均为ho，截面的计算宽度分 别为：
对A-A
by0
[1 0.5 h20 h0
(1
by2 by1
)]by1
对B-B
bx0
[1 0.5 h20 h0
(1
bx2 bx1
)]bx1
※进行斜截面抗剪计算时应注意以下几点: （1）当柱边（墙边）外有多排桩形成多个剪切斜截面时，需对每 个截面进行验算。 （2）对阶梯形承台需分别在变阶处及柱边进行斜截面受剪计算。 （3）对锥形承台需在承台顶斜面与平面交接位置进行斜截面受剪 计算。 （4）墙（柱）下条形承台梁斜截面受剪，根据《规范》（GB50010 —— 2002）计算。 （5）承台配有箍筋和弯起钢筋时，按下式计算。当只配箍筋不配 弯起筋时，只需在公式中取Asb=0即可。
对于筏形承台，当桩端持力层坚硬均匀、上部结构刚度 较好，且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时，可仅考虑局部 弯曲作用按倒楼盖法计算；当桩端以下有中、高压缩性土、非 均匀土层、上部结构刚度较差或桩间距变化较大时，应按弹性 地基梁板进行计算。
2、受冲切计算
冲切破坏锥体应采用自柱（墙）边或承台变阶处至相应 桩顶边缘连线所构成的锥体，锥体斜面与承台底面之夹角不应 小于45°。
Fl 1 f A1
当进行承台的抗震验算时，应根据现行国家 标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定对承台 顶面的地震作用效应和承台的受弯、受冲切、受剪 承载力进行抗震调整。
4.9.1 桩基础设计原则、设计内容和步骤 （一）桩基础设计原则
桩基础的设计应符合安全、合理合经济的要求。
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。
（二）桩基础设计基本资料
1、建筑本身的资料； 2、建筑场地、建筑环境资料； 3、岩土工程勘察资料； 4、施工条件和桩型条件； 5、供设计比较用的有关桩型及实施的可行性的资料。
（3）倒置弹性地基梁法——考虑的墙梁的共同作用，结果适中。 视墙体为弹性地基，承台梁为桩顶反力作用下的倒置弹性地基梁。
箱形承台和筏形承台的弯矩宜考虑地基土层性质、基桩 分布、承台和上部结构类型和刚度，按地基－桩－承台－上部 结构共同作用原理分析计算。
对于箱形承台，当桩端持力层为基岩、密实的碎石类土 、砂土，且较均匀时，或当上部结构为剪力墙、12层以上框架 、框架－剪力墙体系且箱形承台的整体刚度较大时，箱形承台 顶、底板可仅考虑局部弯曲作用进行计算。
V hsftb0h0
1.75 1
hs
(800 h0
1/ 4
)
承台斜截面受剪计算示意
（1）对于阶梯形承台应分别在变阶处（A1-A1,B1-B1）及柱边 处（A2-A2,B2-B2）进行斜截面受剪承载力计算。
计算变阶处截面（A1-A1,B1-B1）的斜截面受剪承载力时， 其截面有效高度均为h10,截面计算宽度分别为by1和bx1。
2c2 a12
hptg
2
2
ft ho
12
0.56
12 0.2
三桩三角形承台角桩冲切计算示意
3）对于箱形、筏形承台，应计算承台受内部基桩的冲切承载 力：
基桩对筏形承台的冲切和墙对筏形承台的冲切计算示意
（a）受基桩的冲切
（b）受桩群的冲切
3、受剪计算
柱（墙）下桩基承台，应分别对柱（墙）边、变阶处和 桩边联线形成的贯通承台的斜截面的受剪承载力进行验算。当 承台悬挑边有多排基桩形成多个斜截面时，应对每个斜截面的 受剪承载力进行验算。 1 ） 承台斜截面受剪承载力可按下列公式计算：
钢筋：
承台内钢筋 (a)直径: ≥φ12 (b)间距100~200mm
承台梁 4φ12（架力筋φ10）
钢筋保护层 （a）70mm（无垫层） （b）可小些（有垫层）
桩与承台的连接构造应符合下列规定：
1） 桩嵌入承台内的长度对中等直径桩不宜小于 50mm；对大直径桩不宜小于100mm。
2） 混凝土桩的桩顶纵向主筋应锚入承台内，其锚入 长度不宜小于35倍纵向主筋直径。对于抗拔桩，桩 顶纵向主筋的锚固长度应按现行国家标准《混凝土 结构设计规范》（GB 50010）确定。
M ——通过承台形心至各边边缘正交截面范围内板带的弯矩设计值；
Nmax
——不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下三桩中最大基桩 竖向反力设计值；
sa ——桩中心距；
c ——方柱边长，圆柱时c = 0.8d（d 为圆柱直径）
2）等腰三桩承台
M1
Nmax 3
(sa
0.75
4 2 c1)
M2
N max 3
4.8.2 柱下桩基独立承台 1、受弯计算
（1）柱下多桩矩形承台
配筋不足时，呈梁式破坏（弯曲破坏）。
承台弯矩计算示意 （a）矩形多桩承台； （b）等边三桩承台； （c）等腰三桩承台
两桩条形承台和多桩矩形承台弯矩计算截面取在柱边和 承台变阶处，可按下列公式计算：
M x Ni yi M y Ni xi
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。
1）对于柱下矩形独立承台：
Fl 2 ox (bc aoy ) oy (hc aox ) hp ft h0
Fl F Qi
0x
0.84
0x 0.2
0y
0.84
0 y 0.2
柱对承台的冲切计算示意
Fl ——不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下作用于冲切破坏
锥体上的冲切力设计值；
纵向钢筋锚固长度自边桩内侧（当为圆桩时，应将其 直径乘以0.8等效为方桩）算起，不应小于35dg (dg 为钢筋直径)；当不满足时应将纵向钢筋向上弯折， 此时水平段的长度不应小于25dg，弯折段长度不应 小于10dg。承台纵向受力钢筋的直径不应小于 12mm，间距不应大于200mm。柱下独立桩基承台 的最小配筋率不应小于0.15%。
(sa
0.75
4 2 c2 )
M1 M2 ——分别为通过承台形心至两腰边缘和底边边缘正交截面范围内板 带的弯矩设计值；
sa —— 长向桩中心距； ——短向桩中心距与长向桩中心距之比，当
小于0.5时，应按
变截面的二桩承台设计；
c1 c2 ——分别为垂直于、平行于承台底边的柱截面边长。
柱下条形承台梁的弯矩可按下列规定计算： 1）可按弹性地基梁（地基计算模型应根据地基 土层特性选取）进行分析计算； 2）当桩端持力层深厚坚硬且桩柱轴线不重合时 ，可视桩为不动铰支座，按连续梁计算。
4） 筏形承台板或箱形承台板在计算中当仅考虑局部弯 矩作用时，考虑到整体弯曲的影响，在纵横两个方向 的下层钢筋配筋率不宜小于0.15%；上层钢筋应按计 算配筋率全部连通。当筏板的厚度大于2000mm时， 宜在板厚中间部位设置直径不小于12mm、间距不大 于300mm的双向钢筋网。
5 ）承台底面钢筋的混凝土保护层厚度，当有混凝土垫 层时，不应小于50mm，无垫层时不应小于70mm；此 外尚不应小于桩头嵌入承台内的长度。
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：
Nl 11 2c1
a11 hptg
1
2
ft ho
11
0.56
11 0.2
顶部角桩：
Nl
12
阶梯形承台斜截面受剪计算示意 锥形承台斜截面受剪计算示意
• 计算柱边截面（A2-A2,B2-B2）的斜截面受剪承载力时，其截 面有效高度均为h10+ h20，
• 截面计算宽度分别为：
对A-A
by0
by1
h10 h10
by2 h20
h20
对B-B
bx0
bx1
h10 h10
bx2 h20 h20
对于圆柱及圆桩，计算时应将其截面换算成方柱及方桩。 对于柱下两桩承台，宜计算受弯、受剪承载力，不需要进行受冲切承载力 计算。
2）角桩冲切承载力 （1）四桩以上（含四桩）承台受角桩冲切的承载力可按下列公 式计算：
Nl 1x (c2 a1y / 2) 1y c1 a1x / 2 hp ft h0
砌体墙下条形承台梁，可按倒置弹性地基梁计算 弯矩和剪力。
（1）均布荷载法——计算弯矩最大，结果太保守。 以桩为支座，视墙体传下的
荷载均布于承台梁上。
一般连续梁
（2）过梁荷载法——计算弯矩最小，结果偏小。
当hw
1 3
L时
取hw高度范围全部墙体作均布荷载。
当hw＞13 L时
取L/3范围内墙体作均布荷载。 连续梁
M x M y —— 分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值； xi yi ——垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离；
Ni ——不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下的第i基桩竖
向反力设计值。
三桩承台的正截面弯距值按下列方法计算：
1）等边三桩承台
M
N max 3
(sa
3 c) 4
≥0.5d且不宜小 于150mm
条基≥75mm
≥500mm
厚度≥300mm 承台最小埋深500mm
混凝土强度≥C20
垫层：100mm厚素混 凝土垫层C7.5
2）高层建筑平板式和梁板式筏形承台的最小厚度不应 小于400mm，墙下布桩的剪力墙结构筏形承台的最 小厚度不应小于200mm。
3）高层建筑箱形承台的构造应符合《高层建筑筏形与 箱形基础技术规范》JGJ6的规定。
2） 柱下独立两桩承台，应按现行国家标准《混凝土 结构设计规范》（GB 50010）中的深受弯构件配置 纵向受拉钢筋、水平及竖向分布钢筋。承台纵向受 力钢筋端部的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的 规定相同。
图4.2.3 承台配筋示意 （a）矩形承台配筋 （b）三桩承台配筋 （c）墙下承台梁配筋图
3） 条形承台梁的纵向主筋应符合现行国家标准《混凝 土结构设计规范》（GB 50010）关于最小配筋率的规 定（图4.2.3-c），主筋直径不应小于12mm，架立筋 直径不应小于10mm，箍筋直径不应小于6mm。承台 梁端部纵向受力钢筋的锚固长度及构造应与柱下多桩 承台的规定相同。
承台混凝土材料及其强度等级应符合结构混凝 土耐久性的要求和抗渗要求。
承台的钢筋配置应符合下列规定：
1） 柱下独立桩基承台纵向受力钢筋应通长配置(图 4.2.3-a)，对四桩以上（含四桩）承台宜按双向均匀 布置，对三桩的三角形承台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4.2.3-b)。
0V
0.7 ftb0h0
1..8 fy Asb sins
Asb —— 同一截面弯起钢筋的截面面积； f y ——弯起钢筋的抗拉强度设计值；
s —— 斜截面上弯起钢筋与承台底面的夹角。
4、 局部受压计算 对于柱下桩基，当承台混凝土强度等级低于
柱或桩的混凝土强度等级时，应验算柱下或桩上 承台的局部受压承载力。
3） 当有抗震设防要求时，对于一、二级抗震等级的柱， 纵向主筋锚固长度应乘以1.15的系数；对于三级抗震 等级的柱，纵向主筋锚固长度应乘以1.05的系数。
承台与承台之间的连接构造应符合下列规定：
1） 一柱一桩时，应在桩顶两个主轴方向上设置联系梁。 当桩与柱的截面直径之比大于2时，可不设联系梁。
2） 两桩桩基的承台，应在其短向设置联系梁。 3） 有抗震设防要求的柱下桩基承台，宜沿两个主轴方
3） 对于大直径灌注桩，当采用一柱一桩时可设置承 台或将桩与柱直接连接。
柱与承台的连接构造应符合下列规定：
1）对于一柱一桩基础，柱与桩直接连接时，柱纵向 主筋锚入桩身内长度不应小于35倍纵向主筋直径。
2） 对于多桩承台，柱纵向主筋应锚入承台不应小于35 倍纵向主筋直径；当承台高度不满足锚固要求时，竖 向锚固长度不应小于20倍纵向主筋直径，并向柱轴线 方向呈90º弯折。