桩基础设计步骤与程序

4.7.2收集资料
详细勘察要求： (1)勘探点间距：端承型桩和嵌岩桩，一般为12～ 24m；摩擦型桩，一般为20~30 m；复杂地质条件下 ，应适当加密勘探点，可以逐桩设点。 (2)勘探深度：1/3~1/2控制孔，一级建筑场地3个 ，二级建筑2个， 控制性孔穿透桩端平面以下压缩层 厚度，一般深入桩端平面3～5m，嵌岩桩深入持力岩 层3～5倍桩径；岩溶地区。 勘察范围内的每一地层，进行室内试验或原位测 试，以提供设计所需参数。
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4.7桩基础设计
4.7.5根数及平面布置
2. 桩的间距 考虑桩与桩侧土的共同作用条件和施工的 需要，对桩轴线中心距离应有一定的要求。
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4.7桩基础设计
4.7.5根数及平面布置
3.桩的平面布置
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4.7桩基础设计
4.7.7承台设计
承台：柱下独立承台、柱下或墙下条形承台(梁 式承台)、筏板承台和箱形承台。 1、外形尺寸及其构造要求 2、承台受弯内力计算
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4.7桩基础设计
4.7.3桩基础类型的选择
因此，当桥跨不大、桥高较矮时，或单桩承载 力较大，需用桩数不多时常采用单排排架式基础。 公路桥梁自采用了具有较大刚度的钻孔灌注 桩后，选用盖梁式承台双柱或多柱式单排墩台桩柱 基础也较广泛，对较高的桥台，拱桥桥台，制动墩 和单向水平推力墩基础则常需用多排桩。 在桩基受有较大水平力作用时，无论是单排 桩还是多排桩，若能选用斜桩或竖直桩配合斜桩的 形式则将明显增加桩基抗水平力的能力和稳定性。
4.7桩基础设计
4.7.1 桩基础设计步骤与程序 4.7.2 收集资料 4.7.3 桩基础类型的选择 4.7.4 桩径、桩长的拟定 4.7.5 桩数及其平面布置 4.7.6 桩身截面强度计算 4.7.7 承台设计
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4.7桩基础设计
4.7.1 桩基础设计步骤与程序
(1)进行调查研究，场地勘察，收集有关资料； (2)综合勘察报告、荷载情况、使用要求、上部结构 条件等确定桩基持力层； (3)选择桩材，确定桩的类型、外形尺寸和构造； (4)确定单桩承载力设计值； (5)根据上部结构荷载情况，初步拟定桩的数量和平 面布置； (6)根据桩的平面布置，初步拟订承台的轮廓尺寸及 承台底标高；
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4.7桩基础设计
4.7.4桩径、桩长的拟定
摩擦桩，桩底持力层可有多种选择，此时确定桩 长与桩数两者相互牵连，遇此情况，可通过试算比较 ，选用较合理的桩长。 摩擦桩的桩长不应拟定太短，一般不宜小于4m 。过短达不到把荷载传递到深层，减小下沉量的目的 ，增加桩数很多、扩大了承台尺寸。也影响施工的进 度。 为保证发挥摩擦桩桩底土层支承力，桩底端部应 插入桩底持力层一定深度(插入深度与持力层土质、厚 度及桩径等因素有关)一般不宜小于lm。
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4.7桩基础设计
4.7.7承台设计
（1）柱下多桩矩形承台
Mx
N
i
yi
M
y

N
i xi
（2）柱下3桩三角形承台
Mx Nyy M
y
Nxx
（3）柱下墙下条形承台梁 弹性地基梁
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4.7桩基础设计
4.7.7承台设计
3、承台厚度及强度计算 （1）受冲切破坏 沿柱边冲切破坏， 单一桩基冲切破坏
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4.7桩基础设计
4.7.3桩基础类型的选择
当采用端承桩时，除桩底支承在基岩上外， 如覆盖层较薄，或水平荷载较大时，还需将桩底 端嵌入基岩中一定深度成为嵌岩桩，以增加桩基 的稳定性和承载能力。 为保证嵌岩桩在横向荷载作用下的稳定性， 需嵌入基岩的深度与桩嵌固处的内力及桩周岩石 强度有关，应分别考虑弯矩和轴向力要求，由要 求较大的来控制设计深度。
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4.7桩基础设计
4.7.1 桩基础设计步骤与程序
(7)验算作用于单桩上的竖向和横向荷载； (8)验算承台尺寸及结构强度； (9)必要时验算校基整体承载力和沉降量，当持力层 下有软弱下卧层时，验算软弱下卧层地基承载力； (10)单桩设计，绘制桩和承台的结构及施工详图。
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4.7桩基础设计
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4.7桩基础设计
4.7.5根数及平面布置
1.桩的根数估算 初步估算，不考虑群桩效应，当桩基为轴向 受压时：
n F G R
偏心时，增加10～20％，必要时候考虑群桩效 应，还须考虑满足桩基础水平承载力要求的问题
此外，桩数的确定与承台尺寸、桩长和桩的间 距的确定相关连，确定时应综合考虑。
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4.7桩基础设计
4.7.4桩径、桩长的拟定
(一)桩径拟定 当桩的类型选定后，桩的横截面(桩径)可根据各类 桩的特点与常用尺寸，并考虑上述因素选择确定。 (二)桩长拟定 桩长确定的关键选择桩底持力层，桩底持力层对 于桩的承载力和沉降有着重要影响，设计时可先根据 地质条件选择适宜的桩底持力层初步确定桩长。 一般桩底置于岩层或坚实的土层上，承载力大， 沉降量小。容许的深度内没有坚实土层存在，应尽可 能选择压缩性较低、强度较高的土层，避免桩底坐落 在软土层，以免桩基础发生过大的沉降。
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4.7桩基础设计
4.7.3桩基础类型的选择
2.端承桩和摩擦桩的考虑 端承桩与摩擦桩的选择主要根据地质和受力 情况确定。 端承桩桩基础承载力大，沉降量小，较为安 全可靠，因此当基岩埋深较浅时应考虑采用。 若适宜的岩层埋置较深或受到施工条件的限 制不宜采用柱桩时，则可采用摩擦桩。 同一桩基础中不宜同时采用端承桩和摩擦桩 ，同时也不宜采用不同材料、不同直径和长度相 差过大的桩，以避免桩基产生不均匀沉降或丧失 稳定性。
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4.7桩基础设计
4.7.4桩径、桩长的拟定
桩径与桩长的设计，综合考虑荷载的大小、 土层性质及桩周土阻力状况、桩基类型与结构特 点、桩的长径比、以及施工设备与技术条件等因 素。 力求做到满足使用要求，造价经济，最有效 地利用和发挥地基土和桩身材料的承载性能。 设计时常先拟定尺寸，然后通过基桩计算和 验算，视所拟定的尺寸是否经济合理，再作最后 确定。
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4.7桩基础设计
4.7.3桩基础类型的选择
3.单排桩与多排桩的考虑 主要根据受力情况，并与桩长、桩数的确 定密切相关。 多排桩稳定性好，抗弯刚度较大，能承受较 大的水平荷载，水平位移小，但多排桩的设置 将会增大承台的尺寸，增加施工困难，有时还 影响航道; 单排桩与此相反，能较好地与柱式墩台结构 形式配用，可节省圬工，减小作用在桩基的竖 向荷载。
F F
45o
h0
45o
h0
aiy
c2
c1
aix
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4.7桩基础设计
4.7.7承台设计
受冲切破坏验算公式
0 F1 f t u m h0
F1 F

N
i
0 . 72
0 .2
a 0 / h0 , a 0－冲跨， （0 . 2～1） 对于矩形承台受柱冲切
0 F1 2[ ox ( bc a oy ) oy ( hc a ox )] f t h0
1 .5
0 . 12
0 . 3 来自百度文库 1 . 4时， ＝
0 .3
剪跨比， x＝ a x / h0， y＝ a y / h0
（3）局部受压计算 （4）受弯计算
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4.7桩基础设计
4.7.7承台设计
角柱对承台的冲切
N i [ ox ( c 2 a1 y 2 ) oy ( c1 a1 x 2 )] f t h0
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4.7桩基础设计
4.7.7承台设计
（2）受剪切计算
0V f c b0 h0
1 . 4 3 . 0时， ＝ 0 .2
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4.7桩基础设计
4.7.3桩基础类型的选择
1.承台底面标高的考虑 承台底面的标高应根据桩的受力情况，桩的 刚度和地形、地质、水流、施工等条件确定。 承台低稳定性较好，水中施工难度较大，用于 季节性河流，冲刷小的河流或岸滩上墩台及旱地 上其他结构物基础。 当承台埋于冻胀土层中时，为了避免由于土的 冻胀引起桩基础的损坏，承台底面应位于冻结线 以下不少于0.25m。 对于常年有流水、冲刷较深，或水位较高，施 工排水困难，在受力条件允许时，应尽可能采用 高桩承台。