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1、第一章 绪论1.1桩基础概念桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基础应用广泛。1.2 桩基分类1.2.1桩按材料分类 桩按材料分类：可划分为钢桩、钢筋混凝土方桩、钢筋混凝土或预应力混凝土管桩、钢管混凝土管桩。1.2.2桩按承台位置分类 按承台位置的不同，桩基础可分为高桩承台基础和低桩承台基础。高桩承台的承台底面位于地面（或冲刷线）以上，其桩身外露部分称为桩的自由长度。低桩承台的承台底面位于地面（或冲刷线）以下。高桩承台可减少墩台的圬工
2、数量，避免或减少水下作业，施工较为方便。然而由于承台和基桩外露部分无侧边土层来共同承受水平外力，对基桩受力较为不利，稳定性较差。1.2.3桩按地质条件分类 根据地质条件的不同，桩的传力方式有两种。 柱桩：将桩尖通过软弱的覆盖层后再嵌入坚实的岩面，荷载由桩尖直接传到基岩中，桩象柱子一样受力。柱桩承载力较大，安全可靠，基础沉降也小，但若岩层埋置很深，就需采用摩擦桩。 摩擦桩：当基岩埋藏很深，桩尖不可能达到时，荷载是通过位于覆盖层中的桩的桩壁与土壤间的摩阻力和桩的端部的支承力共同来承受的。1.3桩基础特点 1、桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，具有很高的竖
3、向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载（包括偏心荷载）。 2、桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。 3、凭借巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。 4、桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、
4、预应力钢筋混凝土桩、钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等，其适用条件和要求在建筑桩基技术规范中均有规定。第二章 桩基础地质条件概述2.1地形 拟建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾2.2工程地质条件 第一层土：素填土，层厚1.5m，稍湿，松散，承载力特征值f=95kPa 第二层土：淤泥质土，层厚3.3m，流塑，承载力特征值fak=65kPa 第三层土：粉砂，层厚6.6m，稍密，承载力特征值fak=110kPa 第四层土：粉质黏土，层厚4.2m，湿，可塑，承载力特征值fak=165kPa 第五层土：粉砂层，钻孔未穿孔，中密-密实，承载力特征值fak=280kPa2.3岩土设计参数表2-1 地
5、基岩土物理参数土层编号土的名称含水率W（）液性指数标注灌入锤击数（次）压缩模量（MPa）孔隙比e1素填土52淤泥质土62.41.083.81.043粉砂27.6147.50.814粉质粘土31.20.749.20.795粉砂层3116.80.58表2-2 桩的极限侧阻力标准值qsk和极限端阻力标准值qpk 单位：kPa土层编号土的名称桩的侧阻力qsk桩的端阻力qpk1素填土222淤泥质土283粉砂454粉质粘土609005粉砂层7524002.4水文地质条件 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性 地下水位深度：位于地表下3.5m2.5场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化砂土
6、、粉土2.6上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，长30m，宽9.6m。室外地坪标高同自然地面，室内外差450mm。柱截面尺寸为400mm400mm，横向承重，柱网布置如图2-1图2-1网布置图2.7上部结构荷载 上部荷载（柱底荷载效应标准组合值和柱底荷载效应基本组合值）如表2-3、2-4表2-3 柱底荷载效应标准组合值题号FK（kN）MK(kNm)VK（kN）A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴4204022802460242223221145158148表2-4 柱底荷载效应基本组合值题号F（kN）M（N*m）V（kN）A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴42650365031
7、202532282441931751882.8材料 混凝土材料强度等级为C25-C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。第三章 灌注桩设计3.1灌注桩基设计设计方案 室外地坪标高为-0.45m，自然地坪标高同室外地坪标高。由建筑桩基设计规范“场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层或7层以下的一般建筑”之设计等级为丙级可知该建筑桩基应按丙级设计，不再进行沉降计算，拟采用直径为450mm的混凝土沉管灌注桩。 选用第五层土粉砂层为持力层，由建筑桩基设计规范可知，桩尖深入持力层的长度不宜小于1.5（1.5d=0.675m），这里取0.75m，设计桩长15.2m，承台高0.95m，承台底面埋置深度
8、-1.6m，桩顶伸入承台50mm，桩顶标高-1.55m，桩底标高为-16.75m，桩长为15.2m。3.2单桩承载力计算查建筑桩基设计规范得表3-1: 表3-1 土侧（端）阻标准值及其深度土层编号侧（端）阻标准值qsk（kNm）入土深度l（m）1220.352283.33426.64684.25649000.753.2.1单桩竖向极限承载力标准值计算 单桩竖向极限承载力标准值计算： （3-1） （3-2） （3-3） 3.2.2基桩竖向荷载承载力设计值计算 承台底部地基土较为松软的填土，压缩性大，因此不需考虑承台土效应，即，则 （3-4） 根据上部荷载初步估计桩数为： （3-5） 初步设计桩数
9、为4根。3.3桩基验算 根据建筑桩基设计规范，当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取效应的标准组合值 由于装机所处场地的抗震设防烈度为7度，且场地内无可液化砂土、粉土问题，因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。 根据初步设计桩数采用正方形承台，由建筑桩基设计规范桩间距为设计为3d，桩中心距承台边缘为d，则承台初步设计为2250mm2250mm，如图3-1图3-1 承台平面布置3.3.1承台初步验算 承台初步设计为2250mm2250mm，如图3-1 承台及其上填土的总重为 （3-6） 计算时取荷载标准组合，则 （3-7） 故而如此设计不合理3.3.2承台最终验算 增加桩数至5根，继续构造承台
10、，此时设计为2800mm2800mm 承台及其上填土的总重为 （3-8） 计算时取荷载标准组合，则 （3-9） （3-10） （3-11） 满足设计要求，故此次设计是合理的。3.4承台设计根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2.8m2.8m如图3-2，初步设计承台厚0.95m，承台混凝土选用C25，ft=1.27N/mm2,fc=11.9N/mm2；承台钢筋选用HRB335级，fy=300N/mm2。图3-2 承台平面布置3.4.1承台内力计算 承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合值，则基桩净反设计值为： （3-12） （3-13） （3-14）3.4.2承台厚度及受冲切承载力验算 承台保护
11、层厚度60mm，则h0=950-60=890mm 由于基桩为圆形桩。计算时应将截面换算成方桩，则换算方桩截面边宽为：1、柱对承台冲切 由建筑桩基设计规范承台受桩冲切的承载力应满足： （3-15） 柱边至最近桩边水平距离： 冲垮比： （3-16） 冲切系数： （3-17） 承台受冲切承载力截面高度影响系数： 则有 （3-18） （3-19） 故厚度为0.95的承台能够满足柱对承台的冲切要求2、角桩冲切的验算 承台受角桩冲切的承载力应满足： （3-20） 角桩内侧边缘至承台外边缘距离：c1 =c2 =630mm 柱边与桩内边缘连线水平距离： 角桩冲垮比： （3-21）(在0.25-1.0之间) 角桩冲切系数： （3-22） 则有 （3-23） 故厚度为0.95m的承台能够满足角桩对承台的冲切要求3.5承台受剪承载力计算 承台剪切破坏发生在柱边与桩边连线所形成的斜截面处 （3-24） 受剪面承载力截面高度影响系数： （3-25） 计算截面剪跨比： （3-26）(在0.25-3.0之间) 剪切系数： （3-27） （3-28） （3-29） 故满足抗剪切要求3.6承台受弯承载力计算 取基桩净反力最大值： （3-30） 由建筑桩基设计规范“承台纵向受力钢筋的直径不应小于12mm，间距不应大于200mm，柱
