桩基础的设计与计算

当桩的水平承载力由水平位移控制，且缺少单桩水平静
载试验资料时，可按下列公式估算预制桩、钢桩、桩身配筋 率不小于0.65%的灌注桩的单桩水平承载力特征值：
Rha
0.75 EI
3
x
0a
（3）群桩的承载力及沉降验算
假想的实体深基础，按类似浅基础设计的有关规定进行 验算。 验算内容：持力层、软弱下卧层承载力验算和沉降验算。
使用桩基础的经验以供设计参考。 2.选择持力层，确定桩的类型、断面尺寸
3. 确定桩数及平面布置
（1）桩的根数
F G n Ra
（2）桩的间距与平面布置
桩的间距过大，承台体积增加，造价提高； 间距过小，桩的承载能力不能充分发挥，且给施 工造成难度。
4. 桩基础的内力及变位计算
Fk Gk Qk Ra n
《铁桥地基规范》规定：一般情况下，钻（挖）孔灌注 桩的摩擦桩，中心间距不得小于2.5倍成孔直径；支承或嵌 固在岩层的柱桩（端承桩），中心间距不得小于2.0倍成孔 直径；打入桩的桩尖中心间距不应小于3d（桩径）；震动 下沉于砂土内的桩则不应小于4d；桩尖爆扩桩的桩尖中心 间距应根据施工方法确定。
各类桩的最外一排至承台座板边缘的净距应满足下列要 求：当桩径d≤1m时，不得小于0.5d，且不得小于0.25m； 当桩径d＞ 1m时，不得小于0.3d，且不得小于0.5m （对于 钻孔灌注桩，d为设计桩径；对于矩形截面的桩，d为桩的 短边宽）。
Qik max Fk Gk M xk yi max M yk xi max 1.2 Ra 2 2 n yi xi
5. 桩基础的承载力验算
（1）桩基础的基桩竖向承载力验算
轴心受压：
Fk Gk Qk Ra n
偏心受压：
Qik max
Fk Gk M xk yi max M yk xi max 1.2 Ra 2 2 n yi xi
图3.28 三桩三角形承台角桩冲切验算
承台受冲切承载力时应满足下列要求:
受冲切承载力截 面高度影响系数。 冲切系数。
Fl hp 0 f பைடு நூலகம் u m h0
扣除承台和承台上土重 后，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
Fl F Qi 0.84 0 0.2
状、承台的厚度、承台的配筋；承台的各项力学验
算等（包括局部承压、抗冲切、抗剪切、及抗弯验
算等）。
（1）承台的平面和剖面形状
（2）承台的构造要求
（3）承台与桩的连接
（4）承台的抗冲切验算
若承台有效高度不足，将产生冲切破坏，其破坏方式可
为沿柱（墙）边、承台变阶处和角桩对承台的冲切3种情况
图3.27 四桩以上承台角桩冲切验算
（2）基桩的水平承载力验算
Hk H ik RHa n
《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）.2 当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下列公 式估算桩身配筋率小于0.65%的灌注桩的单桩水平 承载力特征值：
Rha
0.75 m f tW0
M
N Nk 1.25 22 g 1 f A m t n
6. 桩身结构设计
桩身结构设计须考虑整个施工阶段和使用阶段
期间的各种最不利受力状态。
设计内容：构造要求，配筋计算等
（1）钢筋混凝土预制桩 （2）钢筋混凝土灌注桩
7. 承台设计和计算
除单桩基础可不设承台外，一般桩基础均要设 置承台。与浅基础一样，承台底面应埋置在地基土 的冻结深度以下。
承台的设计计算包括确定承台的平面和剖面形
（5）承台斜截面的抗剪切验算

桩基承台的剪切破坏面为荷载作用处与支座间连线所 表示的斜截面。柱下平板式承台破坏面为通过柱边（变阶 处）与桩内边连线形成的斜截面。当柱外有多排桩形成多 个剪切面时，对每个斜截面都应进行受剪承载力计算。 剪切系数。 承台抗剪切验算应满足：

V hsf t b0 h0
桩 基 础
桩基础的设计与计算
桩基础设计原则
必须保证基础的强度与稳定，以及地基的承载
力和变形满足正常的使用要求。贯彻结构安全、技
术可行、经济合理的原则。
.1 铁路桥梁桩基础设计
1. 收集设计资料
包括上部结构形式、荷载、工程地质勘察资料、
材料来源和施工技术设备等情况。
2. 桩基础类型的选择
（1）确定采用低承台桩或高承台桩基
（1）确定桩径
（2）确定桩长 选择持力层和确定桩端进入持力层的深度。 （3）确定桩数
N n
P
（4）桩的平面布置
合理布桩是桩基设计中保证桩基最有效和最经济的重要环节。
承台下布桩应遵循下列基本原则： ① 布桩时应尽量使群桩的形心位置与上部结构荷载的合力作
用点重合。
② 宜尽量缩小承台的平面尺寸，按最小桩中心间距进行桩的 布置。 ③ 尽可能将桩布置在靠近承台的外围部分，以增加桩基的惯 性矩。
受剪切承载力截 面高度影响系数。
V hsf t b0 h0 1.75 1
4. 承台的设计及与桩的连接
承台板的尺寸和钢筋的设置应根据上部结构尺
寸和荷载大小，除满足抗冲切、抗剪切、抗弯曲外，
尚应符合下列规定。
5. 桩基础的内力及变位计算
一般采用“m”法
6. 桩基础的验算
（1）单桩竖向承载力验算
N max G P
（2）单桩的横向承载力验算
一般验算桩在地面或局部冲刷线处的横向位移
x0不大于6mm。
（3）群桩的承载力及沉降验算
7. 桩身结构设计
包括桩身混凝土材料选择和配筋。
（1）灌注桩
钢筋混凝土灌注桩的桩身主筋除满足构造要求外，
一般按使用阶段的桩身内力和抗裂性要求分段配筋。
（2）预制桩
.2 建筑结构桩基础设计
1.收集设计资料
包括上部结构形式、荷载、工程地质勘察资料、
材料来源和施工技术设备等情况，并尽量了解当地
（2）确定桩的承载性状
确定是摩擦桩还是端承桩，满足受力和构造要求。
（3）选择桩的材料与施工方法
选择混凝土桩还是钢桩？
选择预制桩还是灌注桩？ 《公桥规范》5.1.5： 在同一桩基中，除特殊设计之 外，不宜同时采用摩擦桩和端承桩；不宜采用直径 不同、材料不同和桩端深度相差过大的桩。
3. 桩径、桩长的拟定及桩数的确定