桩基设计的概念与方法

单桩承载力，一般取决于土对桩的阻力。

对于端承桩，桩端阻力为主要，侧阻忽略不计；对于摩擦桩，两个阻力都起作用，桩侧阻力为主要支承作用，桩端置于较密实土层中减少沉降。

桩土间的荷载传递：位移、桩周摩擦力、桩身轴力一般都是上大下小，因为只有当上部土层受力达到侧摩阻力的极限时，荷载才继续往下传递。

预应力管桩，挤土桩，故施工时应注意不应对周围的桩产生影响。其桩端持力层一般为：强风化岩层，有时以较厚的全风化岩层、残积土层或粘土层为持力层，无法进入中风化土层。施工方法有：锤击法、静压法（要求场地平整且场地土层承载力不得低于120Kpa，避免因机器使土层塌陷产生

对桩的侧压力导致偏移），停桩标准分别为：贯入度和压桩力为准。常用直径：

D300，D400，D500，D600 。一般为中直径桩（250mm

AB型（6MPa）、B型（8MPa）、C型（10MPa），体现桩身密实度。影响预应力管桩使

用的不良地质现象主要有：孤石（平整场地时无法清理彻底时在表层的，易引起断桩，有地下室时可被开挖）、坚硬夹层（无法穿透，很密实的砂土层）、岩溶（无法穿透，因无风化）、土洞（穿过时引起晃动易开裂）、构造断裂的分布及成因、岩面坡度对桩端稳定的影响（侧力引起开裂）等。不可用情况：1、地下水具有腐蚀性时不可采用；2、当上部土层属于软弱淤泥土层等，下部突然为强风化土层时不可采用（如被挖的山地又回填），因其抗水平能力差，当土层弱时，约束很小，稳定性差，易折断。

人工挖孔灌注桩，桩径D>=1000mm（考虑施工空间），为大直径桩（D>800mm）；桩端持力层为中风化或微风化岩层，如以强风化岩层为持力层则需扩孔，要求孔深范围内无淤泥或流砂层，挖孔期间无地下水。优点——单桩承载力高，可实现单柱单桩简化承台设计。冲孔桩因工艺问题一般不以全风化和强风化岩层为持力层，这两者的土层的承载力较低，很容易因工艺导致土层破坏。一般以中风化岩层为持力层。

勘察资料：

嵌岩桩持力层要达到中风化，采用岩基时应确定岩的完整度、坚硬程度，判定有无洞穴、临空面、破碎岩体或软弱岩层。

查明水文条件，判定水质对建筑材料有无腐蚀性，有腐蚀性时不可采用预应力管桩，因其接头一般为焊接；并有腐蚀性时对混凝土的一些要求，在混凝土规范的耐久性要求和防腐蚀性要求中采取相应的措施。（腐蚀性分两种，一种对钢结构，另外对混凝土）

桩的设计

管桩的选用原则：1、工程地质较复杂的管桩基础工程不宜选用A型管桩（当桩身范围有较厚的淤泥或回填土时，因约束不足在施工过程易断桩）。2、设计等级为甲级的管桩基础工程或，不宜选用A型管桩，不得选用桩身合缝和端头有漏浆的管桩，不得选用300管桩。3、在地下水或地基土对混凝土、钢筋和钢零部件有腐蚀性的环境下应用的管桩基础

工程,应选用AB 型、B 型、C 型（混凝土越密实，水越不容易渗入），不得选用300管桩（有腐蚀性时，保护层厚度不满足40mm 要求），同时应根据不同的腐蚀性等级采用相应的防腐蚀措施。4、管桩用作摩擦桩时，其长径比不宜大于100，用作端承桩时，其长径比不宜大于60。5、接头数量不宜超过3个。

管桩桩端进入持力层的深度：当持力层为强风化岩层时为1.5d ，当比强风化岩层更差的土层时一般为2.0d 。

管桩的单桩承载力特征值：<1>土能提供的承载力特征值，（关于桩基的埋深要满足《地基规范》5.1.4，桩基为楼总高的1/18，《桩基规范》要求承台顶为同一标高（有利于将柱底剪力、弯矩传递至承台），故承台顶标高为最小承台高度控制，而计算单桩承载力的桩长由最厚承台控制《桩基规范》4.2.6，（单桩承载力特征值=极限承载力标准值/2,2为安全系数，详桩基规范5.2.2）。<2>桩身结构竖向抗压承载力设计值，桩身结构混凝土强度允许的竖向承载力设计值，应按下列公式计算，p c c R f A ψ=式中：p R —桩身混凝土强度允许的竖向承载力设计

值；c f —混凝土轴心抗压强度设计值；《广东规程》c ψ—PHC 桩取

0.70，PC 桩取0.75；A —桩圆环截面面积（非全截面）,《桩基规范》

5.8.2预应力管桩c ψ—0.85。设计值需除以1.3后与<1>项特征值进行比

较取小值。

确定桩数时的轴力采用标准组合，涉及到砼构件时一般采用基本组合。k k a F G n R +=

，1k2=0.5+k E F D L F D L F =++++风，风,11k k a F G n R +=，22 1.25k k a

F G n R +=，一般情况下低烈度6度、7度区为N1控制。是否验算地震承载力即是验算N2根据《抗规》4.4.1进行确定。确定桩数时当承载力与轴

力比较接近时，轴力需加上承台与覆土的重量再进行核对。

桩的布置原则：1、控制桩的最小中心距，根据土类和成桩工艺（挤土类型）进行判定。理由：影响侧阻力发挥、避免串孔、塌方、挤土效应。预应力桩一般不应小于3.0d，当无法避免时，可对侧阻力进行折减，有条件时采用3.5d（地基规范8.5.17）。2、排列基桩时，宜使桩群承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合，并使基桩受水平力和力矩较大方向有较大抗弯截面模量（地基规范8.5.3）。3、对于桩箱基础、剪力墙结构桩筏(含平板和梁板式承台)基础，宜将桩布置于墙下。使承台受力更合理，承台设计更经济。如同单柱单桩。4 、对于框架-核心筒结构桩筏基础应按荷载分布考虑相互影响，将桩相对集中布置于核心筒和柱下；外围框架柱宜采用复合桩基，有合适桩端持力层时，桩长宜减小。（所谓符复合桩基是由桩、承台、土三者共同作用，故

会有一定的沉降，因要使土受力）变刚度调平，因核心筒区域受力较大产生较大的变形，外围变形小，故外围桩基刚度大，导致外围桩基反力较大，通过变刚度调平使其变形均匀受力合理，减小承台受力，可不考虑筏板的整体弯矩。

桩距不仅要单个承台中还要在承台间的桩距也满足要求，当承台间桩距不满足要求时的处理方法：首先检查荷载有无放大1、合并承台后找

合力点并中对中；2、旋转承台至满足；3、对侧摩阻力进行折减，当某个桩与其相邻一个的桩的桩距不满足要求时折减系数为0.7—0.8，当与其相邻两个桩的桩距不满足要求时折减系数为0.5-0.6（经验做法）。3的原理是当桩距不足时导致两桩的土体间距不足，当其中一桩下沉时将带动另一桩的向下移动类似反摩擦力。

特殊条件下桩基竖向承载力验算

1、对于桩距不超过6d的群桩基础，桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层承载力1/3的软弱下卧层时，按《桩基规范》5.4.1验算软弱下卧层的承载力。

2、桩身周围土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而