桩基础工程讲义7.ppt

第四章 桩基础,4.1概述 4.2桩的类型4.3桩的竖向承载力4.4桩基础的沉降计算4.5桩的负摩擦问题4.6桩的水平承载力4.7桩的平面布置原则4.8桩承台的设计4.9桩基础设计的一般步骤,4.1 概 述,深基础是埋深较大、以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础，其作用是把所承受的荷载相对集中地传递到地基的深层。与浅基础不同浅基础不能满足承载力和变形要求且不宜采取地基处理措施时，考虑桩基础。深基础包括桩基础、地下连续墙和沉井等。,4.1 概 述,一、桩基础的使用 桩是设置土中的竖直或倾斜的柱型基础构件桩与连接桩顶和承接上部结构的承台组成深基础承台的作用：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，由穿过软弱土层或水的桩传递到深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层中。桩所受的轴向荷载是由桩侧摩阻力和桩端端阻力分担的水平荷载由桩的侧阻力支承桩基础应用广泛，是土质不良地区常用的基础形式高层建筑、桥梁、港口和近海工程中得到广泛应用,4.1 概 述,二、桩基础的类型 低承台桩基高承台桩基垂直桩斜桩,4.1 概 述,三、桩基设计原则桩基是由桩、土和承台共同组成的基础，应考虑桩、土、承台的共同工作桩基设计应按变形控制设计桩基设计应满足的基本条件：注意特殊土对桩基的影响“减沉桩”作用是减少基础沉降量，用桩数少,4.2 桩的类型,一、桩的分类1.端承型桩和摩擦型桩按桩的性状和竖向受力情况分端承型桩和摩擦型桩端承型桩是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩端阻力分担荷载较多的桩桩端一般进入中密以上的砂土、碎石类土层或基岩分：考虑摩阻力的端承桩和不考虑摩阻力的端承桩“嵌岩桩”摩擦型桩是指桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩侧阻力分担荷载较多的桩当桩顶竖向荷载绝大部分由桩侧阻力承受，而桩端阻力很小可以忽略不计时，称为摩擦桩,感觉的基本规律,1）感受性和感觉阈限（1）绝对感受性与绝对阈限（2）差别感受性与差别阈限 韦伯定律：R/R=K（3）感觉阈限在营销中的应用（4）阈下感觉,2）感觉适应感觉的适应：刺激物对感受器持续作用，使感觉器官的敏感性发生变化的现象。3）感觉对比：同一感觉器官在接受不同刺激时会产生感觉的对比现象。,4.2 桩的类型,一、桩的分类2.预制桩和灌注桩预制桩按材料不同，预制桩分：混凝土预制桩、钢桩和木桩混凝土预制桩混凝土预制桩的横截面有方、圆等，边长300500mm现场预制桩和工厂预制桩混凝土预制桩的配筋主要受起吊、运输、吊立和沉桩时的应力控制，用钢量大。预应力混凝土管桩：外径300600mm，分节长度713m,沉桩时桩节处通过焊接端头板接长。,4.2 桩的类型,一、桩的分类2.预制桩和灌注桩预制桩钢桩H型钢桩及下端开口或闭口的钢管桩H型钢桩横截面呈正方形，尺寸200200mm360410mm,翼缘和腹板的厚度926mm钢管桩的直径一般为400300mm，壁厚650mm钢桩优点：钢桩的穿透能力强，自重轻、锤击沉桩效果好，承载力高，起吊、运输、沉桩和接桩方便。缺点：耗钢量大、成本高，抗腐蚀能力差,4.2 桩的类型,预制桩预制桩的沉桩方式有：锤击法、振动法和静压法锤击沉桩法用桩锤将桩击入地基中适用于地基土为松散的碎石土、砂土、粉土及可塑粘性土振动法沉桩用振动锤沉桩适用于可塑状的粘性土和砂土砂土（受振动时抗剪强度降低较大）地基，沉桩效果好静压法沉桩用静力压桩机将预制桩压入地基无噪音、无振动、无冲击力、施工应力小、桩顶不宜破坏和沉桩精度高等。,4.2 桩的类型,灌注桩 直接在所设计桩位处成孔，然后在孔内加放钢筋笼再浇灌混 凝土灌注桩适用于各种类型的地基土灌注桩一般只根据使用期间可能出现的内力配筋，用钢量省桩长按实际要求定成孔成桩过程中，应保证桩身的成形和混凝土质量沉管灌注桩桩径300500mm，桩长20m以内可打入硬塑粘土层或中、粗砂层施工设备简单，沉桩进度快，成本低易产生缩颈、断桩、局部夹土、混凝土离析和强度不足,4.2 桩的类型,灌注桩 钻（冲、磨）孔灌注桩回转机具成孔，桩长1030m桩径1200mm以下，不下钢套管，泥浆护壁、清孔，水下浇筑混凝土桩径15003000mm用钢套管，钻进速度快，能力强,4.2 桩的类型,灌注桩 挖孔桩人工挖孔、机械挖孔0.91.0m一段,现浇或喷射混凝土护壁,钢筋笼,灌注混凝土人工挖孔桩桩径8002000mm,最大3500mm。桩端可扩大，扩底端直径与桩身直径比D/d不宜超过3，最大4500mm,4.2 桩的类型,二、桩的成型方式效应成桩时挤土作用，使桩周土的天然结构、应力状态和性质变化桩的承载力1.挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩挤土桩部分挤土桩非挤土桩,4.2 桩的类型,二、桩的成型方式效应2.挤土桩的成桩效应黏性土中挤土桩的成桩效应将使桩侧阻力提高砂土中挤土桩的成桩效应非密实砂土趋于密实，桩承载力提高,4.2 桩的类型,二、桩的成型方式效应3.非挤土桩的成桩效应松弛效应黏性土中非挤土桩的成桩效应桩侧阻力有所降低砂土中非挤土桩的成桩效应桩侧阻力影响较大,4.3 桩的竖向承载力,一、单桩轴向荷载的传递机理 桩顶的竖向荷载如何通过桩-土相互作用传递给地基？单桩如何达到承载力极限状态？1.桩身轴力和截面位移逐级增加单桩桩顶荷载时，桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移，从而使桩侧表面受到土的向上摩阻力。随着荷载增加，桩身压缩和位移随之增大，遂使桩侧摩阻力从桩身上段向下逐次发挥；桩底持力层也因受压引起桩端反力，导致桩端下沉、桩身随之整体下移，这又加大桩身位移和摩阻力的发挥。当沿桩身全长的摩阻力都达到极限值后，桩顶荷载增量就全归桩端阻力承担，直到桩底持力层破坏、无力支承更大的桩顶荷载为止。此时，桩顶所承受的荷载就使桩的极限承载力。单桩轴向荷载的传递过程就是桩侧阻力与桩端阻力的发挥过程。,单桩轴向荷载的传递机理,4.3 桩的竖向承载力,一、单桩轴向荷载的传递机理 2.影响荷载传递的因素 桩的长径比(l/d)对荷载传递有较大的影响，根据l/d的大小，桩分为短桩(l/dl/d10)、长桩(l/d40)和超长桩(l/d100)。桩端土与桩周土的刚度比桩土刚度比（桩侧土）桩端扩底直径与桩身直径比D/d桩的长经比l/d,4.3 桩的竖向承载力,一、单桩轴向荷载的传递机理 3.桩侧摩阻力和桩端阻力,桩侧摩阻力与桩-土界面相对位移的关系曲线,所需桩-土界面相对位移的最大值：粘性土46mm、砂土610mm,4.3 桩的竖向承载力,一、单桩轴向荷载的传递机理 3.桩侧摩阻力和桩端阻力极限摩阻力为：,x与桩侧土的竖向有效应力有关：,附着力,摩擦角,桩侧土的法向应力,Ks为桩侧土的侧压力系数：挤土桩KoKsKp;非挤土桩KaKsKo,4.3 桩的竖向承载力,一、单桩轴向荷载的传递机理 3.桩侧摩阻力和桩端阻力桩端极限端阻力为：,4.3 桩的竖向承载力,二、单桩竖向承载力的计算取决于：桩身材料的强度和地层的支承力两方面取小值桩身材料的强度计算低桩承台桩基的单桩承载力时，按轴心受压杆件计算（纵向弯曲系数为1）地层的支承力单桩竖向极限承载力由桩侧总极限摩阻力和桩端总极限阻力组成：单桩竖向承载力特征值为：安全系数K取2，分项安全系数一般,4.3 桩的竖向承载力,二、单桩竖向承载力的计算,1.静载荷试验可靠性较高试验装置包括：加荷稳压部分、提供反力部分和观测部分挤土桩在设置后须隔一段时间再开始载荷试验；灌注桩混凝土应达到设计强度。同一条件下，静载荷试验的桩数不宜少于总桩数的1%，且不少于3根,4.3 桩的竖向承载力,二、单桩竖向承载力的计算1.静载荷试验实验记录，各种试验曲线,4.3 桩的竖向承载力,二、单桩竖向承载力的计算2.按土的抗剪强度指标确定单桩净极限承载力为可知：,桩侧总极限摩阻力,桩重量,桩端总极限阻力,4.3 桩的竖向承载力,二、单桩竖向承载力的计算3.确定单桩竖向承载力特征值的经验公式对地基基础设计等级为丙级的建筑，可采用静力触探及标贯试验方法确定。初步设计时，单桩竖向承载力特征值可按下式估算：嵌岩桩：,桩端端阻力特征值,桩侧摩阻力特征值,桩端岩石承载力特征值,4.3 桩的竖向承载力,三、竖向荷载下的群桩效应由两根以上桩组成的桩基础称为群桩基础竖向荷载作用下，由于承台、桩、土相互作用，群桩基础中的一根桩单独受荷时的承载力和沉降形状，往往与相同地质条件和设置方法的独立单桩有显著差别，这种现象称为群桩效应群桩基础承载力一般不等于各根单桩承载力之和群桩效应系数承台底的土反力 由摩擦型桩组成的底承台桩基础，当其承受竖向荷载而沉降时，承台底必产生土反力，从而分担了一部分荷载，使桩基承载力随之提高。,4.3 桩的竖向承载力,三、竖向荷载下的群桩效应1.端承型群桩基础的群桩效应端承型桩基的桩底持力层刚硬，桩端贯入变形较小，由桩身压缩引起的桩顶沉降也不大，因而承台底面土反力（接触应力）很小。这样，桩顶荷载基本上集中通过桩端传给持力层，并近似地按某一压力扩散角（）向下扩散，且在距桩底深度为h=(s-d)/（2tan）之下产生应力重叠，但并不足以引起坚实持力层明显的附加变形。因此，端承型群桩基础中各根单桩的工作性状接近于独立单桩群桩基础承载力等于各根单桩承载力之和，群桩效应系数=1。,4.3 桩的竖向承载力,三、竖向荷载下的群桩效应2.摩擦型群桩基础的群桩效应承台底面脱地的情况（非复合基桩）,摩擦型群桩的沉降大于独立单桩桩数越多，效应越显著群桩效应系数可能大于1，也可能小于1。,4.3 桩的竖向承载力,三、竖向荷载下的群桩效应2.摩擦型群桩基础的群桩效应承台底面脱地的情况（非复合基桩）影响群桩效应的因素：承台刚度的影响 刚性承台下的桩顶荷载分配一般是角桩最大、中心桩最小、边桩居中。桩数越多，差异越大。基土性质的影响 群桩基础在打入或受荷沉降过程中，桩间土会随之增密、桩侧法向应力增大，使桩侧摩阻力提高。桩距s的影响桩距过小(s6d)，以上影响趋于消失。,4.3 桩的竖向承载力,三、竖向荷载下的群桩效应2.摩擦型群桩基础的群桩效应承台底面贴地的情况（复合基桩）包括非复合基桩的各种效应还通过承台底面土反力分担桩基荷载，使承台兼有浅基础的作用，称为复合桩基。它的单桩，因其承载力含有承台底土阻力的贡献，特称复合单桩。承台底分担荷载的作用是随着桩群相对于基土向下位移幅度的加大而增强的。主要靠群桩的整体下沉刚性承台底面土反力呈马鞍型分布，外区反力比内去大,4.4 桩基础的沉降计算,一、单桩沉降计算 单桩沉降计算包括三部分：桩身弹性压缩引起的桩顶沉降桩侧阻力引起的桩周土的附加应力向下扩散，致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降桩端荷载引起桩端土体压缩而产生的桩端沉降目前单桩沉降计算方法有：荷载传递分析法弹性理论法剪切变形传递法有限单元分析法其他简化方法,4.4 桩基础的沉降计算,二、群桩沉降的计算群桩的沉降主要包括：桩间土的压缩变形 桩端平面以下土层的整体压缩变形 规范法：分层总和法（未考虑桩间土的压缩变形）桩基沉降计算经验系数取值：,4.4 桩基础的沉降计算,二、群桩沉降的计算 实体深基础桩底平面处的基底附加应力计算考虑扩散作用时 其中实体基础的自重为：,4.4 桩基础的沉降计算,二、群桩沉降的计算 不考虑扩散作用时,4.5桩的负摩擦问题,桩侧负摩阻力,一般情况下桩受轴向荷载作用后，桩相对于桩侧土体作向下位移，使土对桩产生向上作用的摩阻力，称正摩阻力。但是，当桩周土体因某种原因发生下沉，其沉降速率大于桩的下沉速率时，桩侧土就相对于桩作向下位移，而使土对桩产生向下的摩阻力，即称为负摩阻力。,桩侧负摩阻力,桩的负摩阻力将使桩侧土的部分重力传递给桩。因此，负摩阻力不但不能成为桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外荷载，对入土深度相同的桩来说，若有负摩阻力存在，则桩的外荷载增大，桩的承载力相对降低，桩基沉降加大，这在桩基设计中应引起充分注意。桩侧是否会产生的负摩阻力，主要看桩周土的相对位移发展情况。,桩侧负摩阻力的原因,在桩基附近地面大面积堆载，引起地面沉降，对桩产生负摩阻力；对于桥头路堤高填土的桥台桩基础，地坪大面积堆放重物的车间、仓库建筑桩基，均要特别注意负摩阻力问题。土层中抽取地下水或其它原因，地下水位下降，使土层产生自重固结下沉。,桩侧负摩阻力的原因,桩穿过欠固结土层（如填土）进入硬持力层，土层产生自重固结下沉；桩数很多的密集群桩打桩时，使桩周土中产生很大的超孔隙水压力，打桩停止后桩周土的再固结作用引起下沉；在黄土、冻土中的桩，因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。,桩侧负摩阻力的原因,从上述可见，当桩穿过软弱高压缩性土层而支承在坚硬的持力层上时最易发生桩的负摩阻力问题。要确定桩身负摩阻力的大小，须先确定土层产生负摩阻力的范围和负摩阻力强度的大小。,中性点及其位置的确定,桩身负摩阻力并不一定发生于整个软弱压缩土层中，产生负摩阻力的范围就是桩侧土层对桩产生相对下沉的范围。它与桩侧土层的压缩、桩身弹性压缩变形和桩底下沉直接有关。桩侧土层的压缩决定于地表作用荷载（或土的自重）和土的压缩性质，并随深度逐渐减小；桩在荷载作用下，桩底的下沉在桩身各截面都是定值；桩身压缩变形随深度逐渐减小。图10-8a,中性点及其位置的确定,因此桩侧下沉量有可能在某一深度处与桩身的位移量相等。在此深度以上桩侧土下沉大于桩的位移，桩身受到向下作用的负摩阻力；在此深度以下，桩的位移大于土的下沉，桩身受到向上作用的正摩阻力。正、负摩阻力变换处的位置，即称中性点。因此要计算桩身负摩阻力大小，必须先确定中性点的位置。,影响中性点深度ln的主要因素,桩端持力层的刚度。持力层越硬，中性点ln越深，端承型桩的ln大于摩擦型桩；桩周土层的变形性质和应力历史。桩周土层因素变形越高，欠固结度越大，欠固结土层越厚，中性点深度越大；当负摩阻力系由沉桩后外部条件变化所致，在桩顶荷载作用下的沉降已完成的情况下，则ln较大；堆载强度和面积越大，地下水降幅和面积越大，则ln越大；桩的长径比越大，截面刚度越大，则ln越大；在桩承载过程中，随承受荷载及沉降的增加，ln逐渐减小。,影响中性点深度ln的主要因素,除了上述主要因素，它还与桩与桩侧土的相对位移、桩顶荷载施加时间与发生负摩阻力时间，以及桩的类型与沉桩工艺等因素有关。要精确地计算出中性点位置是比较困难的，目前可按表4-6的经验值确定。,负摩阻力的计算,一般认为，桩土间的粘着力和桩的负摩阻力强度取决于土的抗剪强度。单桩负摩阻力标准值的计算公式为：,见表47,砂类土的负摩阻力标准值为 N为砂土标贯击数,负摩阻力的计算,求得负摩阻力分布强度后，将其乘以产生负摩阻力深度范围内桩身侧表面积，则为作用于桩身总的负摩阻力（下拉荷载）：,消减与避免负摩阻力的技术措施,（1）桩侧涂层法在可能产生负摩阻力范围的桩段，采用在桩侧涂沥青或其它化合物的办法来降低土与桩身的摩擦，从而消减负摩阻力。（2）预钻孔法在桩位采用预钻孔，然后将桩插入，在桩周围灌入膨润土混合浆，达到消减负摩阻力。（3）双重套管法即在桩外侧设置套管，用套管来承受负摩阻力。,消减与避免负摩阻力的技术措施,（4）设置消减负摩阻桩群法即在群桩外围设置一排桩，用以承受负摩阻力，从而达到消减负摩阻力。（5）地基处理法对于松散填土，欠固结土，如采用预固结法、强夯法等使土层密实、充分固结；对于湿陷性黄土采用浸水、强夯等方法消除湿陷，从而达到消减预避免负摩阻力的产生。,消减与避免负摩阻力的技术措施,（4）设置消减负摩阻桩群法即在群桩外围设置一排桩，用以承受负摩阻力，从而达到消减负摩阻力。（5）地基处理法对于松散填土，欠固结土，如采用预固结法、强夯法等使土层密实、充分固结；对于湿陷性黄土采用浸水、强夯等方法消除湿陷，从而达到消减预避免负摩阻力的产生。,消减与避免负摩阻力的技术措施,（6）其它方法在饱和软土地区，可选择非挤土桩。对挤土型桩，可适当增加桩距，选择合理的打桩流程，控制沉桩速率及打桩根数，打桩后休止一段时间后再施工基础及上部结构；对于周边有大面积抽吸地下水或降水情况时，在桩群周围采取回灌等方法来达到消减或避免负摩阻力的产生。,4.6桩的水平承载力,桩的水平承载力与位移,建筑工程中的桩基础大多以承受竖向荷载为主，但在风荷载、地震荷载、机械制动荷载或土压力、水压力等作用下，也将承受一定的水平荷载。尤其是桥梁工程中的桩基，除了满足桩基竖向承载力要求之外，还必须对桩基的水平承载力进行验算。,水平荷载下基础的受力特性,在水平荷载和弯矩作用下，桩身产生挠曲变形，并挤压桩侧土体，土体则对桩侧产生水平抗力，而桩周土体水平抗力的大小则控制着竖直桩的水平承载力，其大小和分布与桩的变形、土质条件以及桩的入土深度等因素有关。在出现破坏以前，桩身的水平位移与土的变形是协调的，相应地桩身产生内力。随着位移和内力的增大，对于低配筋率的灌注桩，通常桩身首先出现裂缝，然后断裂破坏；对于抗弯性能好的混凝土预制桩，桩身虽不会断裂，但桩侧土体会明显开裂和隆起，桩的水平位移将超出建筑物的容许变形值，使桩处于破坏状态。,水平荷载下基础的受力特性,影响桩的水平承载力的因素很多：桩的断面尺寸刚度入土深度间距桩顶嵌固深度土质条件和上部结构的水平位移容许值等。实践证明，桩的水平承载力比竖向承载力要低很多。,水平荷载下基础的受力特性,桩的刚度与入土深度不同，其受力及破坏特性也不同。刚性桩入土较浅，桩周土体水平抗力较低，水平荷载作用下整个桩身易被推倒或发生倾斜，故桩的水平承载力主要由桩的水平位移和倾斜控制。,H0,水平荷载下基础的受力特性,桩的入土深度愈大，土的受抗力也就愈大。柔性桩为细长的杆件，在水平荷载作用下，将形成一段嵌固的地基梁。如果水平荷载过大，桩身土中某处将产生较大的弯矩值而出现桩材屈服。因此，桩的水平承载力将由桩身水平位移及最大弯矩所控制。,H0,桩的水平承载力一般用现场载荷试验确定，也可按理论方法估算。,单桩水平静载荷试验,试验装置试验加载方式终止加载条件试验成果,水平荷载、时间及水平位移的关系曲线水平荷载与水平位移梯度关系曲线水平荷载与最大弯矩点钢筋应力关系曲线,水平受荷桩的内力及位移分析,我国目前采用线性弹性地基反力法（基床系数法）计算横向受荷桩的承载力和变位。该法的基本原理是：假定桩侧土为Winkler离散线性弹簧，不考虑桩土之间的粘结着力的摩擦力，假定土的抗拉强度为零，即弹簧只受压不承受拉力。由此可得桩的水平抗力x和桩的水平位移x为x=kh x,式中：kh地基水平抗力系数，kh=k zn,地基水平抗力系数，kh=k zn根据对n的假定不同，又可分为多种方法。,水平受荷桩的内力及位移分析,实测资料表明，桩的水平位移较大时，“m”法计算结果较接近实际，这种方法在工程实践中有者广泛的应用。下面仅介绍“m”法。,1、计算参数,桩的截面计算宽度b1,单桩在水平荷载作用下所引起的桩周土的抗力不仅分布于荷载平面内，而且受桩截面形状的影响。计算时简化为平面受力，故取桩的截面计算宽度b1为：,水平受荷桩的内力及位移分析,1、计算参数,桩的截面计算宽度b1,式中：kf桩的形状系数，方形截面桩kf=1.0，圆形截面桩kf=0.9；d桩的直径，方形截面时为桩的边长b。,水平受荷桩的内力及位移分析,1、计算参数,桩身抗弯刚度EI,对于钢筋混凝土桩，EI=0.85EcI0。其中，Ec为混凝土的弹性模量；I0为桩身换算截面惯性矩。,水平受荷桩的内力及位移分析,1、计算参数,地基水平抗力系数的比例系数m,静载试验法：根据静载荷试验确定的水平临界荷载及其对应的水平位移，按理论计算m值。这一方法可得到地面以下2(d+1)深度内各层土的综合值。如无试验资料时，地基水平抗力系数的比例系数m值可参考表10-4选取。,水平受荷桩的内力及位移分析,2、单桩挠曲微分方程及解答,设单桩在桩顶竖向荷载N0，水平荷载H0，弯矩M0和地基水平抗力p(z)=b1x作用下产生挠曲，其弹性挠曲微分方程为：,通常，竖向荷载N0的影响很小可忽略不计，并将x=kh x代入，可得桩的挠曲微分方程为,通常，竖向荷载N0的影响很小可忽略不计，并将x=kh x代入，可得桩的挠曲微分方程为,其中,桩的水平变形系数,解这个微分方程，即可得到沿桩身深度z处的内力及位移：p.172，式（4-18）同时亦可求出桩身的最大弯矩值及其位置。对钢筋混凝土桩，需按此进行配筋计算。,4.7桩的平面布置原则,一、一般原则桩的平面布置可采用对称式、梅花式、行列式和环状排列。可采用不等距排列外密内疏群桩横截面的重心应与竖向永久荷载合力作用点重合或接近使桩基中各桩受力均匀布置桩位时，桩的间距（中心距）一般采用34桩径。,桩的最小中心距,灌注桩扩底端最小中心距,4.7桩的平面布置原则,二、布桩方法举例,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。承台分为柱下独立承台、柱下或墙下条形承台、筏板承台和箱形承台等承台应进行受弯、受冲切、受剪切和局部承压承载力计算。承台设计内容：选择承台材料及强度等级几何形状及尺寸结构承载力验算构造要求,4.8 桩承台的设计,一、构造要求 承台的最小宽度不应小于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（墙下条形承台为75mm）柱下独立承台和条形承台承台最小厚度为300mm，最小埋深500mm筏板、箱形承台板的厚度应满足整体刚度、施工条件及防水要求。承台混凝土强度等级不应低于C20，纵向钢筋的保护层厚度不小于70mm（40mm）,4.8 桩承台的设计,一、构造要求承台配筋：矩形承台：双向通长筋，直径10，间距200mm 三桩承台：三向布置 承台梁：主筋12，架立筋10，箍筋 6桩与承台的连接：桩顶嵌入承台长度 大直径桩100，中等直径桩50桩顶主筋深入承台内 30d（级）、35d（、级）、40d（抗拔桩）承台之间的连接：单桩承台：两个垂直方向 两桩承台：短向设置 抗震要求：两个方向设置 联系梁：宽250，高1/101/15柱距,4.8 桩承台的设计,二、柱下桩基独立承台 1.受弯计算（1）柱下多桩矩形承台,4.8 桩承台的设计,二、柱下桩基独立承台 1.受弯计算（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，其受弯破坏模式不同：,4.8 桩承台的设计,二、柱下桩基独立承台 1.受弯计算（2）柱下三桩三角形承台等边三桩承台弯矩设计值：其中：Nmax、s、c,4.8 桩承台的设计,二、柱下桩基独立承台 1.受弯计算（2）柱下三桩三角形承台等腰三桩承台弯矩按下式计算：,4.8 桩承台的设计,二、柱下桩基独立承台 2.受冲切计算一种是柱对承台的冲切 一种是角桩对承台的冲切（1）柱对承台冲切计算：,4.8 桩承台的设计,二、柱下桩基独立承台 2.受冲切计算（2）角桩对承台冲切计算多桩矩形承台,4.8 桩承台的设计,二、柱下桩基独立承台 2.受冲切计算（2）角桩对承台冲切计算三角形承台底部角桩顶部角桩,4.8 桩承台的设计,二、柱下桩基独立承台 3.受剪切计算对柱边和桩边、变截面和桩边形成的的斜截面：4.局部受压计算,4.9 桩基础设计的一般步骤,一、必要的资料准备 建筑类型 及规模、岩土工程勘察报告、施工设备及技术条件、环境条件、检测条件、当地桩基工程经验等二、选定桩型，确定单桩竖向及水平承载力 1.桩的类型、截面和桩长的选择根据结构类型及层数、荷载情况、地层条件和施工能力等，合理选择。同一结构单元宜避免采用不同类型的桩桩的截面尺寸选择应考虑的主要因素是成桩工艺和结构的荷载情况。桩的设计长度，主要取决于桩端持力层的选择。桩端进入坚实土层的深度，应根据地质条件、荷载及施工工艺确定，一般宜为13倍桩径。2.确定单桩竖向及水平承载力,4.9 桩基础设计的一般步骤,三、桩的平面布置及承载力验算 1.桩的根数和布置桩的根数按下式计算单桩承载力特征值Ra：估算桩数n为：偏心荷载作用时，一般增加桩数10%20%。,4.9 桩基础设计的一般步骤,三、桩的平面布置及承载力验算 桩在平面上的布置桩的布置应合理，按桩的平面布置原则还应注意：布桩在门洞两侧柱下、墙下布桩墙下应尽量采用单排桩基,4.9 桩基础设计的一般步骤,三、桩的平面布置及承载力验算 2.桩基承载力验算桩顶荷载计算,4.9 桩基础设计的一般步骤,三、桩的平面布置及承载力验算 2.桩基承载力验算单桩承载力验算轴心荷载作用下应满足：偏心荷载作用下还应满足：抗震设防区应满足：,4.9 桩基础设计的一般步骤,三、桩的平面布置及承载力验算 2.桩基承载力验算桩基软弱下卧层承载力验算桩基沉降验算桩基负摩阻力验算,4.9 桩基础设计的一般步骤,四、桩身结构验算 桩轴心受压：桩主筋按计算打入和预制桩，最小配筋率0.8%静压式预制桩，最小配筋率0.6%灌注桩，最小配筋率0.2%0.65%,4.9 桩基础设计的一般步骤,四、桩身结构验算桩主筋的配筋长度：之后，设计承台，绘制桩基础施工图,4.9 桩基础设计的一般步骤,五、桩的质量检验 桩基础应进行施工监督、现场记录和质量检测，桩的质量监测方法包括：1.开挖检查 暴露桩身 2.抽芯法 钻孔混凝土芯样 3.声波检测法 超声波埋入金属管 4.动测发 震动波,