基础工程桩基础设计

布置
中心距：3~4d 平面布置：
尽量使桩群承载力合力点与长期荷载重心重合； 桩基受水平力和力矩较大方向即承台的长边，有较大的截面惯性矩； 桩离承台边缘的净距应不小于1/2d; 同一结构单元，应避免采用不同类型的桩。
独立基础
条形基础
烟囱、水塔基础
桩基设计验算
竖向承载力验算 软弱下卧层承载力验算 抗拔承载力及负摩擦力验算 水平承载力验算 沉降验算
桩基础（3）
Pile Foundation (3)
桩基设计内容
（一） （二） （三） （四） （五） （六）
1. 地质勘察，掌握地质资料 2. 选择桩的类型和几何尺寸 3. 确定单桩竖向（和水平向）承载力设计值 4. 确定桩的数量、间距和布桩方式 5. 验算桩基的承载力和沉降 6. 桩身结构设计 7. 承台设计 8. 绘制桩基施工图
实体基础法 扣除桩群侧壁摩阻力法
▪不考虑：动力作用基础， 土体沉降会大于桩的情况。
承台土阻力群桩效应系数：
桩的平面布置
桩数：不考虑群桩效应 轴心受压： n F G
R
偏心受压： n F G
R
n——桩的数量； F——作用于承台顶面竖向力，KN; G—— 承台及其上覆土自重，KN; R——单桩竖向承载力设计值，KN; μ——桩基偏心受压系数，通常取1.1~1.2
竖向承载力验算（地震作用）
轴心荷载： Nek 1.25R 偏心荷载： Nek ,max 1.5R
Nek、Nek,max ——桩顶竖向压力，最大竖向压力设计值；
下卧层承载力验算
sa 6d
sa 6d
z m z faz
sa 6d 整体剪切破坏
z
F G 2(a0 b0 )
(a0 2t tan )(b0 2t
群桩效应 Group effects
群桩效应：单桩间相互影响，使群桩承 载力与单桩承载力之和不同。
群桩效应系数
单一系数评估群桩基础的承载能力
工程应用
群桩分项效应系数法－承载力 实体基础法－沉降
群桩竖向承载力设计值
侧阻群桩效应系数：
群桩中基桩平均极限侧阻力
s 单桩平均极限侧阻力
端阻群桩效应系数：
qsik li
tan )
a0,b0: 桩群外围桩边包络线内矩形面积的长、短边长
sa 6d
t sa de cot / 2
基桩剪切破坏
de: 桩端等代直径
z
4(N u
(de 2t
qsikli )
tan )2
抗拔承载力验算
承受抗拔力：
群桩基础基桩：Nk
Tgk 2
Ggp
单桩：
Nk
TuΒιβλιοθήκη Baidu 2
群桩中基桩平均极限端阻力
p 单桩平均极限端阻力
侧阻端阻群桩综合 效应系数：
群桩中各基桩平均极限承载力
sp
单桩极限承载力
《建筑桩基技术规范》（2008）各系数取1
承台的作用 (Function of pile cap)
▪承台底地基土分担荷载；
▪分担部分随桩群相对于基 土向下位移加大而增加；
▪承台底土反力：桩顶荷载 水平，桩长径比，台底桩 端土质，承台刚度，桩群 的几何特征。
Tuk ,Tgk iqsikuil i
验算桩身的抗拉承载力 验算裂缝宽度或抗裂性
nNk
Tgk Gg Ggp=Gg/n
负摩擦力验算
负摩擦力：
摩擦型基桩：
取桩身计算中性点以上侧阻力为零，即下拉荷载为
零
Nk Ra
端承型基桩：
(Nk QRn ) Ra
下拉荷载 标准值
n
Qgn nQn nu qsnili i 1
桩顶作用效应简化计算
轴心竖向力作用：
Ni
F
G n
偏心竖向力作用：
Ni
F
G n
M x yi yi2
M y xi xi2
水平力作用：
Hi
H n
P188 例4-1 P207 4-41
竖向承载力验算（基本组合）
轴心荷载： 偏心荷载：
Nk R
Nmax 1.2R
N，Nmax——桩顶竖向压力、最大竖向压力；
预制桩、钢桩、桩身配筋率大于0.65％ 的灌注桩：
RH
3EI
vx
xoa
沉降验算
当建筑物对桩基的沉降有特殊要求，或桩端存在有 软弱下卧层，或为摩擦型群桩基础时，应进行沉降 验算。
s e s'
S——桩基最终沉降量； S’——按分层总和法计算的桩基沉降量，但桩基沉降量深度z应按应力比法 确定； Ψ——桩基沉降计算经验系数，非软土地区及桩端有良好持力层的软土地区， ψ=1，桩端无良好持力层的软土地区，若桩长l≤25m, ψ=1.7;l>25m, ψ=(5.9l-20)/(7l-100) Ψe——桩基等效沉降系数，可按《桩基规》有关规定计算。
n Sax Say
d
qn
' n
d 4
N
Q 中 性 点
水平承载力验算
外载合力方向与竖向夹角≤5°，不设斜桩，满 足：
0 Hi RH
RH 基桩的水平承载力设计值，RH＝hRh；
Rh 单桩水平承载力设计值，静载试验或经验公式获得；
h－群桩效应综合系数（水平），《桩基规》。
桩身配筋率小于0.65％的灌注桩：
Gp
式中Nk ——按荷载效应标准组合计算的基桩拔力； Tgk ——群桩呈整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标
准值
Tuk——群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力
标准值
Ggp ——群桩基础所包围体积的桩土总自重除以总
桩数，地下水位以下取浮重度；
GP ——基桩自重，地下水位以下取浮重度
nNk
Tgk Gg Ggp=Gg/n
群桩基础
群桩效应 承台作用 群桩竖向承载力设计值
群桩基础－－摩擦型
v p z1
v p z1 'zi
z-桩侧摩阻 力在土中引起 的附加应力
v
Sa>6d
Sa=（3～4）d
群桩承载力 各单桩承载力之和 不等于各单桩承载力之和
群桩基础－－端承型
▪基础工作与单桩一致 ▪基础承载力为各单桩 承载力之和