第四章桩基础
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第四章桩基础 23
一、设计资料的收集
进行桩基设计前应进行调查研究： (1) 建筑物上部结构的类型、尺寸、构造和使用
要求，以及上部结构的荷载； (2) 符合国家现行规范规定的工程地质勘探报告
和现场勘察资料； (3) 当地建筑材料的供应及施工条件； (4) 施工场地及周围环境（包括交通、进出场条
件、有无对振动敏感的建筑物、有无噪音限制） 等。
（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
第四章桩基础 10
1）等边三角形承台
• 取图中二种破坏模式所 确定的弯矩平均值作为 设计值：
M--由承台形心至承台边缘距离范围内板带的弯矩设计值; 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(图4-32d); c--方柱边长,圆柱时c=0.866d(d为第圆四柱章桩直基径础)。
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• 利用极限平衡原理可导得二个方向的承台正截面 弯矩计算公式。
• 计算截面应取在柱边和承台高 度变化处，并按下式计算：
Mx Niyi My Nixi
第四章桩基础 8
根据计算的柱边截面和截面高度变化处的弯矩，分别 计算同一方向各截面的配筋量后，取各向的最大值按双向 均布配置：
第四章桩基础 9
3、承台的配筋 （1）矩形承台其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; （2）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
第四章桩基础 3
（3）承台梁的主筋：主筋 直径不宜小于12mm,架 立筋不宜小于10mm,箍筋直径不宜小于6mm
等级时，尚应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力： 当进行承台的抗震验算时，应根据现行<建筑抗震设计规 范＞的规定对承台的受弯、受剪切承载力进抗震调整。
第四章桩基础 21
4．9 桩基础设计的一般步骤
桩基基础设计原则： • 桩基设计应符合安全、合理和经济的要求。 • 对桩和承台来说，应有足够的强度、刚度和耐久性； • 对地基桩端持力层来说，要有足够的承载力和不产生过
• 当桩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，另一种是角 桩对承台的冲切。
第四章桩基础 13
(1)柱对承台冲切的承载力
按下式计算
第四章桩基础 14
(2)角桩对承台的冲切
• 1)多桩矩形承台受角桩冲切的承 载力应按下式计算：
第四章桩基础 15
2）三桩三角形承台受角桩冲切 的承载力可按下列公式计算
• 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 计算：
第四章桩基础 19
2)对于锥形承台应对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 度按下式计算：
第四章桩基础 20
4．局部受压计算 当承台的混凝土强度等级低于柱或桩的混凝土强度
第四章桩基础 24
二、选定桩型，确定单桩竖向及水平承载力
• 1．桩的类型、截面和桩长的选择
桩型的选择应根据上部结构荷载的大小及性质、工程地质条 件、施工条件等进行综合考虑: （1） 土层中存在大孤石、金属残渣及未风化岩脉时，可采用 灌注桩； （2） 坚硬土层埋得很深，宜采用摩擦桩； 摩擦桩的桩长与 桩基的承载力和沉降量有关，在确定桩长时，应综合考虑 桩基的承载力和沉降量。 桩的实际长度包括桩尖及嵌入承台的长度。
量的变形。 • 考虑到桩基相应于地基破坏的极限 承载力甚高，因此，
大多数桩基的首要问题在于控制沉降量，即桩基设计应 按桩基变形控制设计；
第四章桩基础 22
桩基础设计的一般步骤
• 一、收集资料 • 二、选定桩型，确定承载力（竖向和水平
向） • 三、桩的平面布置及承载力验算 • 四、桩身结构设计 • 五、承台设计
第四章桩基础 1
一、 构 造 要 求
1、承台的宽度不应小于500mm。边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。对于条形承台梁，桩的外边缘 至承台梁边缘的距离不小于75mm。
2、承台的最小厚度不应小于300mm，其最小埋深500mm
第四章桩基础 2
11
2)等腰三桩承台 承台弯矩按下式计算：
•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; •a--短向桩距与长向桩距之比,当a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。
第四章桩基础 12
2．受冲切计算
4．8 桩承台的设计
• 承台的作用是将各桩联成一整体，把上部结构传来的荷载 转换、调整、分配于各桩。
• 承台分类：柱下独立承台、柱下或墙下条形承台(粱式承 台)，以及筏板承台和箱形承台等。
• 承台内力计算：
• 承台设计内容：选择承台的材料及其强度等级、几何 形状及其尺寸、进行承台结构承载力计算，并使其构 造满 足一定的要求。
底部角桩 顶部角桩
对圆柱和圆桩，计算时可将圆形截面换算成正方形截面。
第四章桩基础 16
3、受剪切计算
• 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Leabharlann Baidu成的斜截面 进行受剪计算.
第四章桩基础 17
斜截面受剪承载力可按下列 公式计算：
第四章桩基础 18
阶梯形承台变阶处及锥形承台的 计算宽度b0按以下方法确定：
第四章桩基础 4
• 4、承台混凝土强度等级不应低于C20，纵向钢筋 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.
第四章桩基础 5
• 5、桩顶嵌入承台的长度： （1）大直径桩嵌入长度应≥100mm； （2）中等直径的桩嵌入长度应≥50mm。
• 6、桩顶纵筋 伸入承台内的 锚固长度应大 于纵筋直径的 30倍，对于抗 拔桩为40倍。
第四章桩基础 6
二、柱下桩基独立承台
柱下桩基独立承台的计算：受弯计算、受冲切计算、受剪切 计算、局部受压计算 1、受弯计算
(1)柱下多桩矩形承台
• 柱下多桩矩形承台在配筋不足 情况下将产生弯曲破坏，其破 坏特征呈梁式破坏。
• 梁式破坏，指挠曲裂缝在平行 于柱边两个方向交替出现。承 台在两个方向交替呈粱式承担 荷载，最大弯矩产生在平行于 柱边两个方向的屈服线处第四。章桩基础
一、设计资料的收集
进行桩基设计前应进行调查研究： (1) 建筑物上部结构的类型、尺寸、构造和使用
要求，以及上部结构的荷载； (2) 符合国家现行规范规定的工程地质勘探报告
和现场勘察资料； (3) 当地建筑材料的供应及施工条件； (4) 施工场地及周围环境（包括交通、进出场条
件、有无对振动敏感的建筑物、有无噪音限制） 等。
（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
第四章桩基础 10
1）等边三角形承台
• 取图中二种破坏模式所 确定的弯矩平均值作为 设计值：
M--由承台形心至承台边缘距离范围内板带的弯矩设计值; 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(图4-32d); c--方柱边长,圆柱时c=0.866d(d为第圆四柱章桩直基径础)。
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• 利用极限平衡原理可导得二个方向的承台正截面 弯矩计算公式。
• 计算截面应取在柱边和承台高 度变化处，并按下式计算：
Mx Niyi My Nixi
第四章桩基础 8
根据计算的柱边截面和截面高度变化处的弯矩，分别 计算同一方向各截面的配筋量后，取各向的最大值按双向 均布配置：
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3、承台的配筋 （1）矩形承台其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; （2）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
第四章桩基础 3
（3）承台梁的主筋：主筋 直径不宜小于12mm,架 立筋不宜小于10mm,箍筋直径不宜小于6mm
等级时，尚应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力： 当进行承台的抗震验算时，应根据现行<建筑抗震设计规 范＞的规定对承台的受弯、受剪切承载力进抗震调整。
第四章桩基础 21
4．9 桩基础设计的一般步骤
桩基基础设计原则： • 桩基设计应符合安全、合理和经济的要求。 • 对桩和承台来说，应有足够的强度、刚度和耐久性； • 对地基桩端持力层来说，要有足够的承载力和不产生过
• 当桩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，另一种是角 桩对承台的冲切。
第四章桩基础 13
(1)柱对承台冲切的承载力
按下式计算
第四章桩基础 14
(2)角桩对承台的冲切
• 1)多桩矩形承台受角桩冲切的承 载力应按下式计算：
第四章桩基础 15
2）三桩三角形承台受角桩冲切 的承载力可按下列公式计算
• 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 计算：
第四章桩基础 19
2)对于锥形承台应对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 度按下式计算：
第四章桩基础 20
4．局部受压计算 当承台的混凝土强度等级低于柱或桩的混凝土强度
第四章桩基础 24
二、选定桩型，确定单桩竖向及水平承载力
• 1．桩的类型、截面和桩长的选择
桩型的选择应根据上部结构荷载的大小及性质、工程地质条 件、施工条件等进行综合考虑: （1） 土层中存在大孤石、金属残渣及未风化岩脉时，可采用 灌注桩； （2） 坚硬土层埋得很深，宜采用摩擦桩； 摩擦桩的桩长与 桩基的承载力和沉降量有关，在确定桩长时，应综合考虑 桩基的承载力和沉降量。 桩的实际长度包括桩尖及嵌入承台的长度。
量的变形。 • 考虑到桩基相应于地基破坏的极限 承载力甚高，因此，
大多数桩基的首要问题在于控制沉降量，即桩基设计应 按桩基变形控制设计；
第四章桩基础 22
桩基础设计的一般步骤
• 一、收集资料 • 二、选定桩型，确定承载力（竖向和水平
向） • 三、桩的平面布置及承载力验算 • 四、桩身结构设计 • 五、承台设计
第四章桩基础 1
一、 构 造 要 求
1、承台的宽度不应小于500mm。边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。对于条形承台梁，桩的外边缘 至承台梁边缘的距离不小于75mm。
2、承台的最小厚度不应小于300mm，其最小埋深500mm
第四章桩基础 2
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2)等腰三桩承台 承台弯矩按下式计算：
•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; •a--短向桩距与长向桩距之比,当a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。
第四章桩基础 12
2．受冲切计算
4．8 桩承台的设计
• 承台的作用是将各桩联成一整体，把上部结构传来的荷载 转换、调整、分配于各桩。
• 承台分类：柱下独立承台、柱下或墙下条形承台(粱式承 台)，以及筏板承台和箱形承台等。
• 承台内力计算：
• 承台设计内容：选择承台的材料及其强度等级、几何 形状及其尺寸、进行承台结构承载力计算，并使其构 造满 足一定的要求。
底部角桩 顶部角桩
对圆柱和圆桩，计算时可将圆形截面换算成正方形截面。
第四章桩基础 16
3、受剪切计算
• 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Leabharlann Baidu成的斜截面 进行受剪计算.
第四章桩基础 17
斜截面受剪承载力可按下列 公式计算：
第四章桩基础 18
阶梯形承台变阶处及锥形承台的 计算宽度b0按以下方法确定：
第四章桩基础 4
• 4、承台混凝土强度等级不应低于C20，纵向钢筋 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.
第四章桩基础 5
• 5、桩顶嵌入承台的长度： （1）大直径桩嵌入长度应≥100mm； （2）中等直径的桩嵌入长度应≥50mm。
• 6、桩顶纵筋 伸入承台内的 锚固长度应大 于纵筋直径的 30倍，对于抗 拔桩为40倍。
第四章桩基础 6
二、柱下桩基独立承台
柱下桩基独立承台的计算：受弯计算、受冲切计算、受剪切 计算、局部受压计算 1、受弯计算
(1)柱下多桩矩形承台
• 柱下多桩矩形承台在配筋不足 情况下将产生弯曲破坏，其破 坏特征呈梁式破坏。
• 梁式破坏，指挠曲裂缝在平行 于柱边两个方向交替出现。承 台在两个方向交替呈粱式承担 荷载，最大弯矩产生在平行于 柱边两个方向的屈服线处第四。章桩基础