桩基础装的平面布置原则

>3d s
0.87s
s s
s
sss s
(a) ss
w
ss s ss
(b)
ss s
>a w
>a
>3d
>3d
(c)
图4-29 桩的常用布置形式
(a)柱下桩基；(b)墙下桩基；(c)圆（环）形桩基
4.8 桩的承台设计
承台的作用：
将各桩连成一个整体，把上部结构传下来的荷载转换、 调整、分配于各桩。
承台类型：
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
a
s
Y
c yNii
h0
h0
Nixi Y
X
X
X
Y
(a)
(b)
图4-31 矩形承台 (a)四桩承台破坏模式；(b)承台弯矩计算示意
a
Mx＝∑Niyi My＝∑Nixi
式中 Mx、My——分别为垂直于y轴和x轴方向计算截面处的弯矩设 计值； xi、yi——垂直于y轴和x轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离； Ni——扣除承台和其上填土自重后相应于荷载效应基本组合时的第
对圆柱和圆桩，计算时可将圆形截面按等周长原则换算成正方形截 面，即取方形截面边长b=0.8d（d为圆形截面直径）。
3. 承台受剪切计算 桩基承台的抗剪计算，在小剪跨比的条件下具有深梁的特征。 柱下桩基独立承台应分别对柱边和桩边、变截面和桩边联线形成的斜
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。 （如右图）
by0
by1h01by2 h02 h01h02
对B2-B2
bx0
bx1h01bx2 h02 h01h02
阶梯形承台受剪截面宽度计算图
２）锥形承台受剪截面宽度计算
应对A-A、B-B两个截面进行受剪承
载力计算，其截面有效高度均为h 0 ，
截面计算宽度分别按下列公式计算：
对A-A
by0
i 桩竖向力设计值。
(2)柱下三桩三角形承台
柱下三桩承台分等边和等腰两种形式，其受弯破坏模式有所不同， 后者呈明显的梁式破坏特征。
s ηs c
s s a c1
a
1
2
(a)
(b)
αs
(c)
s
s a c1
c2
αs (d)
(e)
图4-32 三桩三角形承台
(a)、(b)、(c)承台破坏模式；(d)、(e)承台弯矩计算示意
βhp——受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp 取1.0， 当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；
ft——承台混凝土轴心抗拉强度设计值； h0——冲切破坏锥体的有效高度；
β0x、β0y——冲切系数； λ0x、λ0y——冲跨比，λ0x＝a0x／h0、λ0y＝a0y／h0，a0x、a0y为柱边或变阶处至 桩边的水平距离；当a0x（a0y）<0.2 h0时，a0x（a0y）＝ 0.2 h0；当a0x（a0y）>h0时， a0x（a0y）＝h0；
Ｆ——柱根部轴力设计值； ∑Ni——冲切破坏锥体范围内各桩的净反力设计值 之和。
(2)角桩对承台的冲切
1)多柱矩形承台受角桩冲切的承载力按下式计算：
N l 1x c2a 2 1y 1y c1a 2 1x hp fth 0
承台混凝土强度等级不应低于C20，承台底面钢筋的混凝 土保护层厚度不应小于70mm，当有混凝土垫层时，不应小 于40mm。
承台的配筋，对于矩形承台，钢筋应按双向均匀通长布
置，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。
承台的最小宽度不应小于500mm，边 ≥d
≥150
桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直
径或边长，且桩的外边缘至承台边缘的距
离不小于150mm。对于墙下条形承台，
桩的外边缘至承台边缘的距离不小于
75mm。
≥500
为满足承台的基本刚度、柱与承台的链接等构造需要， 条形承台和柱下独立桩基承台的最小厚度为300mm。
(1)柱对承台的冲切的承载力，按下式计算：
Fl F Ni
0x
0.84
0x 0.2
0y

0.84
0y 0.2
式中 Fl——扣除承台及其上填土自重，作用在冲切破坏锥体上相应于荷载效应基 本组合的冲切力设计值，冲切破坏锥体应采用自柱边或承台变阶处至相应桩顶边 缘连线构成的锥体，锥体与承台底面的夹角不小于45°；
a1x、a1y——从承台底角桩内边缘引45°冲切线与承台顶面或承台变阶处相交点至角桩 内边缘的水平距离； h0——承台外边缘的有效高度。
2)三桩三角形承台受角桩冲切的承载力按下式计算：
底部角桩
N l11 2c1a 11 ta2 1 nhfpth0
11

0.56
11 0.2
顶部角桩
桩顶嵌入承台内的长度对于大直径桩，不宜小于100mm； 对于中等直径桩不宜小于50mm.混凝土桩的桩顶主筋应伸入 承台内，其锚固长度不宜小于钢筋直径（HPB235级钢筋） 的30倍和钢筋直径（HRB335级钢筋和HRB400级钢筋）的35 倍,对于抗拔桩基不应小于钢筋直径的40倍。
承台之间的连接，对于单桩承台，宜在两个互相垂直的方 向上设置联系梁；对于两桩承台，宜在其短向设置联系梁； 有抗震要求的柱下独立承台，宜在两个主轴方向设置联系梁。 联系梁顶面宜与承台位于同一标高。
设计； ——分别垂直于、平行于承台底边的柱截面边长。
2.承台受冲切计算
(1)柱对承台的冲切
当柱基承台的有效高度不足时，承台将产生冲切破坏。承台冲切破坏的方 式，一种是柱对承台的冲切，另一种式角桩对成天的冲切。冲切破坏锥体斜截 面与承台底面的夹角大于或等于45 °，柱边冲切破坏锥体的顶面在柱与承台交 界处或承台变截处，底面在桩顶平面处；而角桩冲切破坏锥体的顶面在角桩内 边缘处，底面在承台上方。
4.7 桩的平面布置原则
4.7.1一般原则
1.平面布置形式
对称式 梅花式 行列式 环状排列
不等距排列（为使桩基在其承受最大弯矩的方向上 有较大的抵抗矩）
外密内疏（对柱下桩基和整片式的桩基）
2. 桩的间距
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，且给施工造成困难。
β——剪切系数；
λ——计算截面的剪跨比，λx＝ax/ h0，λy＝ay/ h0。此处，ax、ay 为柱边 或承台变阶处至x、y方向计算一排桩的桩边的水平距 离，当λ<0.3时， 取 λ＝0.3；当λ>3时，取λ＝3；
b0——承台计算截面处的计算宽度； h0——计算宽度处的承台有效高度。
１）阶 s
0.75
42
c1
M2 N3 maxs
0.75
42
c2
式中 M1、M2——分别为由承台形心到承台两腰和底边的 距离范围内板带的弯矩设计值；
s——长向桩距； α——短向桩距与长向桩距之比，当α小于0.5 时，应按变截面的二桩承台
柱下独立承台（板式承台）、柱下或墙下条形承台 （梁式承台）、筏形承台、箱形承台等。
各种承台均按国家现行的《混凝土结构设计规范》进行 受弯、受冲切、受剪切和局部承压承载力设计。
承台设计包括选择承台的材料及其强度等级、几何形状 以及尺寸、进行承台结构承载力计算，并使其构造满足一定 的要求。
4.8.1 构造要求
1)等边三桩承台
由承台形心至承台边缘距离范围内板带的弯矩设计值M按下式计算：
M N3maxs 43c
式中 Nmax——扣除承台和其上填土自重 后的三桩中相应于荷载效应基本组 合时的最大单桩竖向力设计值； s——桩距； c——方柱边长，圆柱时c＝0.866d （d为圆柱直径）。
2)等腰三桩承台
斜截面受剪承载力可按下式计算：
Vhsftb0h0
1.75 1.0
式中 V——扣除承台及其上填土自重后相应于荷载效应基本组合时斜 截面的最大剪力设计值；
βhs——受剪切承载力截面高度影响系数，βhs＝（800／h0）1/4，当 h0小于800mm时，h0取800mm，当h0大于2000mm时，h0取2000mm；
桩的最小中心距应符合表4-9的规定。在确定桩的间距 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，桩的最小中心间距应按表列 值适当加大。
另外，扩底灌注桩除应符合表4-9的要求，尚应满足表 4-10的规定。表4-9、表4-10如下：
4.7.2 布桩方法列举
s s s
其截面对有于效阶高梯度形均承为台h 01计，算截变面阶计处算A宽1-度A1、与B无1-阶B1梯的矩斜形截承面台受取剪值承一载样力，时分，
别为 b v 1和 b x 1 。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 h01 h02 ，截面计算宽度分别按下列公式计算
对A2-A2
Ab
式中
A
Fl——局部荷载设计值；
l
β——局部受压时的强度提高系数；
Al——混凝土局部受压面积； Ab——局部受压时的计算底面积
end
N l12 2 c 2 a 12 ta2 2 nhfp th 0
12

0.56
12 0.2
式中 λ11、λ12——角桩冲跨比，λ11＝a11／h0、 λ12＝a12／h0；
a11、a12——从承台底角桩内边缘向相邻承台边引45°冲切线与承台顶面相交 点至角桩内边缘的水平距离；当柱位于该45°线以内时，则取柱边与桩内边 缘连线为冲切锥体的锥线。