桩身和承台的设计与计算

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2.承台的设计内容 承台设计是桩基设计中的重要部分，承台应有足够的强度和刚度，以便把上 部结构的荷载可靠地传给各桩，并将各桩连成整体。 1)承台的平面尺寸和构造要求 1)承台的平面尺寸和构造要求 形状：矩型、三角形、多边形、圆形 最小宽度 ≥50 cm 最小厚度 ≥30 cm 桩外缘距离承台边 ≥15 cm 边桩中心距离承台边 ≥1.0d 桩嵌入承台：大桩 ≥10 cm， 普通桩 ≥5 cm，钢筋伸入承台 30d（d：钢筋直径） 混凝土标号 ≥C20，纵向钢筋混凝土保护层 7cm； 设置混凝土垫层时，保护层不小于4cm； 矩形承台的钢筋双向均匀通长布置。
混凝土强度等级一般不低于C30。桩内纵向钢筋4～8根，直径12～25mm，按 计算确定，含钢率一般为1%左右，最小含钢率不小于0.8%，且不少于4φ12mm。 箍筋选用φ6～8mm，间距不大于200mm，而桩的两端处应加密。将桩尖处所有主 筋弯在一起并焊在一根蕊棒上。 3
桩头直接受到锤击，故在桩顶需放置 φ6@40～70mm方格钢筋网片三层，间距为 50mm，以增强桩头强度。钢筋保护层不小 于35mm。桩内需预埋直径20～25mm的钢筋 吊环，吊点位置通过计算确定。 2.桩身结构设计 1）桩的水平起吊 长度不大的桩，水平起吊时一般采用 二个支点，由于桩内主筋通常都是沿桩长 均匀分布，所以起吊吊点位置应按桩身正 副弯矩相等的原则确定。吊点应位于0.207l 处，这时：
式4-7-2
3）桩的运输 桩运输时，支点宜放在吊点下，如受运 输设备限制时，应按运输过程中桩的实际支 点位置，计算桩身内力。
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4）桩的接头 钢筋混凝土桩的接头应能够传递轴力、弯矩和剪力，接头一般采用: （1）角钢帮焊接头 （2) 钢板对焊接头 （3) 法兰盘接头 （4) 硫磺胶泥浆锚接头。
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二、承台的设计与计算
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2) )承台板厚度的验算 对于板式承台，与钢筋混凝土扩展基础相似，其厚度主要按抗冲切计算 其厚度主要按抗冲切计算，并 其厚度主要按抗冲切计算 并 满足抗剪验算的要求。 。 满足抗剪验算的要求 （1）承台冲切破坏的主要形式 1°由柱边或变台阶处沿≥45°斜面拉裂形成冲切锥体破坏； 冲切锥体取柱边或承台变阶处至相应桩顶内边缘连线所构成的锥体并考虑冲垮 比的影响。 2°在角柱顶部对承台边缘形成≥45°的冲切破坏锥体。
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（2）冲切强度的验算（验算h0） 1°承台板沿柱边的冲切强度验算
Fl≤2[βox(bc+aoy)+β(hc+aox)]βhpfth0 Fl= F-ΣNi
βox=0.84/（λox+0.2） βoy=0.84/（λoy+0.2） 式4-7-3-b 式4-7-3-c 式4-7-3-d
式4-7-3-a
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°。 F——柱根部轴力设计值； ΣNi——冲切破坏锥体范围内各桩的净反力设计值之 和； β0——柱（墙）冲切系数； λ——冲垮比，λ＝a0/h0，a0为柱（墙）边或承台变阶 处到桩边水平距离；当λ＜0.25时，取λ＝0.25；当λ＞1 时，取λ＝1。
桩在制作、运输和打入土中的过程中，受力是比较复杂的。设计时，应 根据设备条件按实际起吊 起吊、 起吊、运输及吊入打桩架 运输 吊入打桩架等的最不利受力情况，进行桩 吊入打桩架 身强度及抗裂的计算。仅介绍钢筋混凝土预制桩的结构设计与计算。 1.钢筋混凝土预制桩的构造要求 桩的截面常采用方形，制作、运输和堆放比较方便。边长一般为20～ 50cm，每节桩长8～12m，较长的桩施工时往往需要接桩。
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4-1 概述 4-2 桩的分类与选用 4-3 竖向荷载下单桩的工作原理 4-4 单桩竖向承载力的确定 4-5 单桩水平承载力的确定 4-6 群桩基础竖向承载力及沉降验算 4-7 桩身和承台的设计与计算 4-8 桩基础的设计
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本本本本 章章章章 内内内内 容容容容
4-7桩身和承台的设计与计算
一、桩身结构设计与计算
3) )承台板抗弯验算（ 承台板抗弯验算（底板配筋验算） 底板配筋验算） （1）多桩矩形承台 根据承台模型试验资料，柱下多桩矩形承台在配筋不足情况下将产生弯 曲破坏。
计算截面取在柱边和承台高度变化处（杯口外侧或台阶边缘）：
Mx = ΣNiyi My = ΣNixi
式4-7-8-a 式4-7-8-b
式4-7-10 式4-7-11
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M A = M B = M AB = 0.0214ql 2
式4-7-1
式中：l——水平起吊时的桩长，m； q——桩的重量（应考虑动力 系数），kN/m。q＝1.5G
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2）桩的吊立 长度不大的桩，吊立入打桩架龙口时，采用一个吊点，根据同 样的道理，可以求得，吊点位于0.293l处，这时：
源自文库
M C = M CD = 0.0429ql 2
1.承台的作用和承台的类型 1)承台的作用 1)承台的作用 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。 2)承台的类型 2)承台的类型 根据上部结构类型和布桩要求，桩基承台可分为： （1）独立承台 柱下一般选用独立承台。 （2）条形承台 墙下一般选用条形承台。 （3）环形承台 一般可划归条形承台。 （4）井格形承台 （5）整片式承台 1°平板整片式承台 2°梁板整片式承台 3°箱形整片式承台
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2°角柱对承台的冲切计算 a.多桩矩形承台受角桩冲切的承载力应按下式计算
N
l
a a ≤ β 1 x c 2 + 1 y + β 1 y c 1 + 1 x β hp f t h0 2 2
式4-7-4
b.三桩三角形承台受角桩冲切的承载力可按下列公式计算 底部角桩
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（2）三桩承台 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： 1°等边三角形三桩承台
取上图两种破坏模式所确定的弯矩平均值作为设计值。
M= N max 3 (S − c) 3 4
式4-7-9
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2°等腰三角形三桩承台
M1 = M2 =
N max 0.75 (S − c1 ) 3 4 − a2 N max 0.75 (as − c2 ) 3 4 − a2
基 础 工 程 程 础 工 基
FoundationEngineering Engineering Foundation 第 4 章桩 桩 基础的设计 第 4 章 基础的设计
主讲教师： ： 王勇智 主讲教师 主讲教师： ： 王勇智 主讲教师 26010703 授课班级： 26010703 授课班级： 2010 年 11 月 30 日 2010 年 11 月 30 日
剪切面为柱（墙）边与桩内边缘连线形成的斜截面，应分别对于柱（墙） 边和桩边、变阶处和桩边连线形成的斜截面进行受剪计算。当柱（墙）边有多 排桩形成多个斜截面，也应对每个斜截面进行验算。计算公式如下：
V≤βhsβftb0h0
β=1.75/(λ+1.0)
式4-7-7-a 式4-7-7-b
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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；
N l ≤ β 11 (2c1 + a11 ) tan
θ1
2
β hp f t h0
式4-7-5
顶部角桩
N l ≤ β 12 (2c 2 + a12 ) tan
θ2
2
β hp f t h0
式4-7-6
式中 Nl——扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应 于荷载效应基本组合时的竖向力设计值；
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（3）承台斜截面的抗剪验算（验算h0） 对于柱下桩基础独立承台，应验算承台斜截面的受剪承载力。