《土力学与地基基础 教学课件 ppt 作者 孙维东 主编 第七节 桩基础设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学与地基基础 教学课件 ppt 作者 孙维东 主编 第七节 桩基础设计（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七节 桩基础设计,一、桩基础设计原则、设计内容和步骤,（一）桩基础设计原则,当天然地基不能满足建筑物、构筑物承载力或沉降要求时， 一般可提出桩基础、地基加固方案进行比较。当天然地基承载 能力已基本满足或差不多而地基沉降偏大时，也可考虑在地基 中设置部分桩，成为一种沉降控制桩基础，此时，需按控制 沉降进行桩基础设计。,桩基础的设计应考虑桩基础、承台或筏板、箱基础、上部 结构的共同工作，综合建筑体型的复杂性、场地地质条件、结 构布局及施工工艺要求等进行分析，以期达到发挥最佳效益。 同时，通过分析提高设计水平。,（二）桩基础设计基本资料,1、建筑本身的资料； 2、建筑场地、建筑环境资料； 3、岩土
2、工程勘察资料； 4、施工条件和桩型条件；,（三）桩基础设计基本内容和步骤,1、收集设计基本资料，包括提出勘察要求并实施勘察。 2、持力层选择和桩型选择。 3、确定单桩承载能力。 4、根据上部结构荷载情况，初步确定桩的数量和平面布置， 初步确定承台尺寸与埋置深度。 5、验算作用于单桩的荷载，若不符合要求，需调整平面布置 与承台尺寸再进行验算，直至满足要求。 6、验算群桩承载力和变形，若不符合要求则返回第4步修正设 计，直至满足要求。 7、桩身结构设计和计算。 8、承台设计和计算。 9、绘制桩位、桩身结构和承台结构施工图，编制设计说明。,二、桩型和持力层的选择,（一）桩型选择原则,桩型选择要根据各
3、种桩型的特点，就地质条件、建筑结构特点 及荷载大小、施工条件和环境条件、工期和制桩材料以及技术 经济效果等因素进行综合分析比较后确定。,（二）持力层选择原则,一般要选择承载力高、压缩性低的土层作为桩端持力层。 当地基中存在多层可供选择的持力层时，应综合桩承载力、 桩的布置及桩基础沉降等方面综合确定，预先根据常规和 经验选择几种方案进行技术经济比较。选择时还应考虑成 桩的可能性。,桩端进入持力层的深度一般以尽可能达到 该土层端阻力的临界深度为宜。,三、桩数和布置,2、桩的间距,两种方法,根据桩基础承载力,当承台尺寸难以估计时,1、桩数量,桩的间距是指桩之间的中心距离。,桩距过小将引起桩之间应力的
4、严重重叠，影响桩承载力的充分发挥，因此， 一般规定最小桩间距，见教材表5-15。,3、桩的布置,桩的布置原则,（1）需满足最小中心距的要求。 （2）群桩的形心尽量与最不利荷载中心相一致，弯矩大的 方向所布置群桩截面惯性矩也应相应大。 （3）需考虑方便施工。 （4）需考虑施工引起的桩位偏差所导致的桩受力的变化。 （5）宜考虑上部结构、承台、桩基础与地基土共同作用布桩。,四、桩身结构设计和计算,（一）混凝土预制桩,（2）钢筋,预制桩的最小配筋率不宜小于0.80%，静压沉桩时不宜小于0.4%，主筋直径不宜 小于14，箍筋直径68mm，间距不大于200mm，在桩顶 23d长度内和桩端处 适当加密，并设
5、置钢筋网片。,1、吊装过程桩身结构计算,2、沉桩过程中桩身结构计算,（二）灌注桩,3、桩身配筋,构造配筋的条件：,（桩顶轴向荷载下）,（桩顶水平荷载下）,（1）构造配筋,一级建筑桩基础，应配置桩顶与承台的连接钢筋笼，主筋采用610根1214， 配筋率不小于0.2%，锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身 直径，且不小于承台下软弱土层层底深度。,一般建筑桩基础，根据桩径大小配置48根1012的桩顶与承台连接钢筋，锚入承台 至少30倍直径且伸入桩身长度不小于5d，对沉管灌注桩，配筋长度不应小于承台 软弱土层层底深度，对次要建筑桩基础可以不配构造钢筋。,2、桩身混凝土：,一般：C15；
6、 水下灌注混凝土： C20； 预制桩尖： C30。,(3)其他情况配筋,0.65%0.20%（当桩身直径为3002000mm）,计算确定配筋率（对受水平荷载特别大的桩、抗拨桩和嵌岩端承桩）,配筋率,钢筋直径,原则：纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，其净距60mm，并尽量减少钢筋接头。,承受水平荷载的桩主筋不宜小于810； 抗压桩和抗拔桩主筋不应少于610；,箍筋,采用68200300mm螺旋箍筋； 受水平荷载较大的桩基础和抗震桩基础，桩顶35d范围内箍筋应适当加密； 当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道1218焊接加劲箍筋。,五、承台设计和计算,（一）承台的正截面抗弯计算,1、独立承台,将
7、承台视作反力作用下的受弯构件进行计算。,（1）多桩矩形承台,计算截面柱边和承台高度变化处。,公式：,2、条形承台,计算模型,柱下条形承台连续梁 墙下条形承台连续梁,（1）均布荷载法计算弯矩最大，结果太保守。,以桩为支座，视墙体传下的 荷载均布于承台梁上。,（2）过梁荷载法计算弯矩最小，结果偏小。,一般连续梁,取hw高度范围全部墙体作均布荷载。,连续梁,取L/3范围内墙体作均布荷载。,连续梁,（3）倒置弹性地基梁法考虑的墙梁的共同作用，结果适中。,视墙体为弹性地基，承台梁为桩顶反力作用下的倒置弹性地基梁。,3、箱形和筏形承台弯矩计算原则,（1）箱形承台和筏形承台的弯矩宜考虑地基土层性质、基桩的几
8、何特征、承台和上部 结构形式与刚度，按地基桩承台上部结构共同作用的原理分析计算。,（2）对于箱形承台，当桩端持力层为基岩、密实的碎石类土、砂土，且较均匀时，或 当上部结构为剪力墙、12层以上框架、框架剪力墙体系且箱形承台的整体刚度 较大时，箱形承台顶、底板可仅考虑局部弯曲作用进行计算。,（3）对于筏形承台，当桩端持力层坚硬均匀、 上部结构刚度较好，且柱荷载及柱间距 的变化不超过20%时，可仅考虑局部弯 曲作用按倒楼盖法计算；当桩端以下有 中、高压缩性土、非均匀土层、上部结 构刚度较差或桩间距变化较大时，应按 弹性地基梁板进行计算。,（二）承台抗冲切计算,1、柱对承台冲切,2、角桩对承台冲切,（
9、三）承台斜截面抗剪计算,验算通过柱边（墙边）和桩边连线 形成的斜截面的抗剪力承载力。,进行斜截面抗剪计算时应注意以下几点 （1）当柱边（墙边）外有多排桩形成多个剪切斜截面 时，需对每个截面进行验算。 （2）对阶梯形承台需分别在变阶处及柱边进行斜截面 受剪计算。 （3）对锥形承台需在承台顶斜面与平面交接位置进行 斜截面受剪计算。 （4）墙（柱）下条形承台梁斜截面受剪，根据规范（GB500102002）计算。 （5）承台配有箍筋和弯起钢筋时，按下式计算。当只配箍筋不配弯起筋时， 只需在公式中取Asb=0即可。,（五）承台的构造要求,（四）承局部受压计算,当承台的混凝土强度等级比柱子或桩的强度等级低
10、时，按建筑桩基础设计规范进行承台的局部受压验算，即,1、承台平面形状,0.5d且不宜小于150mm,500mm,厚度300mm,3.尺寸要求,承台最小埋深600mm,6、桩与承台的连接,桩顶嵌入承台的长度，对大直径桩100mm，对中等直径桩50mm。桩顶主筋伸 入承台内锚固长度为30倍主筋直径，对抗拔桩基础为40倍主筋直径。对预应力 混凝土桩可采用钢筋与桩头钢板焊接连接，钢桩则采用在桩头焊锅型板或钢筋 与承台连接。,7、承台之间的连接,柱下单桩在桩顶两个互相垂直方向上设连系梁，当桩柱截面面积之比较大 （一般大于2），且柱底剪力和弯矩较小时可不设连系梁。两桩基承台，在 其短向设置连系梁，当短向的柱底剪力和弯矩较小时可不设连系梁。有抗 震要求和柱下独立桩基础承台，纵横方向设置连系梁。连续梁顶面与承台 顶位于同一标高。连系梁宽度不应小于250mm，高取承台中心距的1/101/5。 连系梁内上下纵向钢筋直径不应小于12mm且不应少于2根并按受拉要求锚入 承台。,结束,
