第8章 桩基础(新规范)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,8,章 桩 基 础 设 计,1,、,桩基设计原则,2,、桩及桩基础的分类,3,、单桩竖向荷载的传递机理,4,、单桩竖向承载力的确定,5,、单桩抗拔承载力及单桩水平承载力,6,、桩基础设计,本章内容简介,第,8,章 桩基础设计,1,、桩基设计原则,识记：建筑桩基安全等级的概念。,领会：桩基需进行的计算和验算。,2,、桩的分类,2,、,领会,：端承型桩与摩擦型桩的概念。,1,、识记：桩的各种分类方法。,3,、领会：常用的预制桩与灌注桩的类型及特点。,2,、领会：单桩竖向荷载的传递规律。,3,、单桩竖向荷载的传递,1,、识记：桩侧负摩阻力的概念。产生条件、,分布与确定方法,第,8,章 桩 基 础 设 计,应用：单桩竖向承载力特征值的确定,4,、单桩竖向承载力的确定,识记：按静载荷试验确定单桩竖向极限承载力标准值,的方法。,识记：按土的物理指标与承载力参数之间的经验关系,确定单桩竖向极限承载力标准值的方法。,识记：按土的物理指标与承载力参数之间的经验关系,确定大直径桩（,d800mm,）,单桩竖向极限承载力,标准值的方法。,第,8,章 桩 基 础 设 计,5,、单桩抗拔承载力及单桩水平承载力,识记：单桩抗拔极限承载力取值及计算方法。,领会：影响单桩水平承载力的主要因素。,6,、桩基础设计,识记：桩基础的设计步骤。,领会：计算桩的数量，桩的最小中心距要求，,进行桩基础平面布置。,应用：桩基础验算，桩承台构造要求及设计计算,方法，桩身设计。,第,8,章 桩 基 础 设 计,概 述,8.1,设置于土中的竖直或倾斜的柱型构件，,在竖向荷载作用下，通过桩土之间的,摩擦力（桩侧摩阻力）和桩端土的承,载力（桩端阻力）来承受和传递上部,结构的荷载。,桩的定义,桩基础,由设置于岩土中的桩和与桩顶连接的承台,共同组成的基础或由柱与桩直接连接的单桩,基础。,第,8,章 桩 基 础 设 计,软 土 层,第,8,章 桩 基 础 设 计,8.1.1,桩基础的适用性,1.,承载力高,2.,沉降量小,3.,能承受一定的水平荷载和上拔力，稳定性好,4.,可以提高地基基础的刚度、改变其自振频率,5.,可提高建筑物的抗震能力,6.,便于实现基础工程机械化和工业化,一、桩基础的优点,桩基础的突出优点：,承载力高、变形量小、抗液化、抗拉拔能力强。,第,8,章 桩 基 础 设 计,二、桩基础的适用范围,(1),水上建筑物；,(2),深持力层,高地下水位；,(3),高层建筑或其它重要的建筑物,抗震地基；,(4),对沉降非常敏感的建筑,如精密仪器。,（,5,）地震区，以桩基作为结构,抗震措施时。,第,8,章 桩 基 础 设 计,8.1.2,桩基设计原则,1.,桩基必须是,安全适用,的。,2.,桩基设计必须是,合理,的。,3.,桩基设计必须是,经济,的。,1.,承载能力极限状态 ：对应于桩基达到最大承载力导致整体,失稳或发生不适于继续承载的变形。,2.,正常使用极限状态：,对应于桩基达到建筑物正常使用所规定,的变形限值或达到耐久性要求的某项,限值。,一、桩基设计的基本要求,（一）桩基的极限状态,二、桩基设计原则,第,8,章 桩 基 础 设 计,设计,等级,建筑类型,甲级,（,1,）重要建筑物；,（,2,）,30,层以上或高度超过,100m,的高层建筑；,（,3,）体型复杂,层数相差超过,10,层的高低层,(,含纯地下室,),连体建筑；,（,4,）,20,层以上框架核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑；,（,5,）场地和地基条件复杂的七层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑；,（,6,）对相邻既有工程影响较大的建筑,乙级,甲级、丙级以外的建筑；,丙级,场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以的一般建筑 。,（二）建筑桩基设计等级划分,功能重要、荷载大、重心高、风载和地震作用效应大,荷载和刚度分布极为不均，对差异沉降适应能力差,场地、环境条件特殊,第,8,章 桩 基 础 设 计,（三）桩基计算规定,1,、,应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的,竖向承载力,和,水平承载力,计算；,2,、,桩身,（含桩身压曲、钢管桩局部压曲）和,承台,结构,承载力计算；,3,、,软弱下卧层,验算；,4,、坡地、岸边桩基,整体稳定性,验算；,5,、抗浮、抗拔桩基的,抗拔承载力,（基桩和群桩）验算；,6,、抗震设防区,抗震承载力,验算。,第,8,章 桩 基 础 设 计,（四）应计算沉降的桩基,1,、设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层,的建筑桩基 ；,2,、设计等级为乙级的体型复杂、荷载分布显著不均匀,或桩端平面以下存在软弱土层的建筑桩基；,3,、软土地基多层建筑减沉复合疏桩基础。,（五）应计算水平位移的桩基,受水平荷载较大、或对水平位移有严格限制的桩基。,第,8,章 桩 基 础 设 计,三、桩基设计采用的作用效应、抗力,1,、布桩时：,应采用传至承台底面的荷载效应,标准组合,；,抗力为,基桩或复合基桩,承载力特征值。,2,、,计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，采用荷载,效应,基本组合,。当进行承台和桩身裂缝控制验算时，,应分别采用荷载效应,标准组合,和荷载效应,准永久组合,。,第,8,章 桩 基 础 设 计,3,、计算沉降和水平位移时，按荷载效应,准永久组合,。,4,、在验算坡地、岸边建筑桩基的整体稳定性时，按荷载效,应,标准组合,。,桩和桩基的分类,8.2,不同的分类标准,桩,基,的,分,类,单桩,基础,采用一根桩（通常为大直径桩 （基桩） 以承受和传递上部结构荷载的基础。,群桩基础,由两根及以上的基桩组成的桩基础,。,第,8,章 桩 基 础 设 计,1,、按承台与地面的相对位置分类,高承台桩,承台在地面以上,桥桩,码头,栈桥。,低承台桩：,承台在地面以下,承台本身承担,部分荷载,第,8,章 桩 基 础 设 计,2,、按承载性状分类,端承型桩,摩擦型桩,第,8,章 桩 基 础 设 计,3,、按桩的施工方法分类,（,1,）预制桩,在施工前预先制作成型，再用各种机械设备把它沉入地基至设计标高的桩，称为预制桩。,预制桩可以是木桩、钢桩或钢筋混凝土桩等。,（）灌注桩,灌注桩为在建筑工地现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。,依照成孔方法不同，灌注桩可分为钻（冲）孔灌注桩、沉管灌注桩和挖孔灌注桩等几大类。,沉桩方法有锤击法、振动沉桩、静压桩等。,第,8,章 桩 基 础 设 计,振动沉桩,预制桩,1,13m,第,8,章 桩 基 础 设 计,优点：施工过程中无挤土、,无振动、噪音小，,且桩径不受限制。,缺点：泥浆沉淀不易清除，,影响端部承载力的,充分发挥，并造成,较大沉降。, 钻（冲）孔灌注桩：,第,8,章 桩 基 础 设 计,优点：,在钢管内无水环境中沉放钢筋和浇灌混凝土，从而为桩身混凝土的,质量供了保障。,缺点：,a.,拔除套管时，如果提管速度过快会造成缩颈、夹泥，甚至断桩。,b.,沉管过程的挤土效应除产生与预制桩类似的影响外，还可能使混,凝土尚未结硬的邻桩被剪断。,对策：,a.,控制提管速度；,b.,采取“跳打”顺序施工。, 沉管灌注桩 ：,第,8,章 桩 基 础 设 计,挖孔桩主要适用于粘性土和地下水位,较低的条件，最忌在含水砂层中施,工，因易引起流砂坍孔，十分危险。, 人工挖孔灌注桩,第,8,章 桩 基 础 设 计,4,、按成桩方法和成桩过程的挤土效应分类,（,1,）非挤土桩：,成桩过程对桩周围的土无挤压作用的桩称为非挤土桩。,主要有：钻（冲）孔桩，挖孔桩。,（,2,）部分挤土桩（少量挤土桩）：,成桩过程对周围土产生部分挤压作用的桩称为部分挤土桩。,主要有：工型或,H,型钢桩，钢板桩，开口钢管桩，开口钢筋混凝土管桩。,（,3,）挤土桩：成桩过程中，桩孔中的土未取出，全部挤压到桩的四周，,这类桩称为挤土桩。,主要有：木桩、钢筋混凝土桩，闭口的钢管桩或钢筋混凝土管桩，,沉管灌注桩。,第,8,章 桩 基 础 设 计,竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩以及复合受荷桩。,5,、按桩的使用功能分类,木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩以及组合材料桩。,6,、按桩身材料分类,7,、按桩径大小分类,小直径桩（,d250mm,）、中等直径桩（,250d800,）和,大直径桩（,d800mm,）等。,第,8,章 桩 基 础 设 计,第,8,章 桩 基 础 设 计,常用桩型及适用范围,成孔方式,桩径,(mm),桩长,(m),适用范围,预制钢筋混凝土桩,捶击,300,500,12,中密以下的松散砂层、粉土层、杂填土。,钢管桩,捶击、钻孔,任意,可进入较硬持力层。,泥浆护壁成孔,冲抓,800,30,碎石类土、砂类土、粉土、粘性土及风化岩。当进入中等风化和微风化岩层时，冲击成孔的速度比回转的快。,冲击,50,回转钻,80,潜水钻,500,800,50,粘性土、淤泥、淤泥质土及砂类土。,干作业,螺旋钻,300,800,30,地下水位以上的粘性土、粉土、砂土及人工填土。,钻孔扩底,300,600,30,地下水位以上的坚硬、硬塑的粘性土及中密以上砂类土。,机动洛阳铲,300,500,20,地下水位以上粘性土、粉土、黄土及人工填土。,沉管成孔,锤击,340,800,30,硬塑粘性土、粉土及砂类土，直径大于等于,600mm,的可达强风化岩。,振动,400,500,24,可塑性土、中细砂。,爆扩成孔,350,12,地下水位以上的粘性土、黄土、碎石土及风化岩。,人工挖孔,100,40,粘性土、粉土、黄土及人工填土。,第,8,章 桩 基 础 设 计,竖向荷载下单桩的工作性能,8.3,要研究桩基础的承载能力，首先必须研究单桩承载力,.,而研究单桩承载力则必须了解单桩工作的环境、性能、单桩承载力的构成和破坏机理，以便正确评价单桩的承载力设计值。,1,、单桩承载力的构成,2,、桩的荷载传递机理,3,、单桩的破坏模式,4,、桩侧负摩阻力,第,8,章 桩 基 础 设 计,8.3.1,单桩承载力的构成,桩侧阻力,桩端阻力,地基土对桩的支承作用,但两者并不是同步发挥的,第,8,章 桩 基 础 设 计,8.3.2,单桩的荷载传递机理,2,）单桩轴向荷载下，桩的受力分析,:,第,8,章 桩 基 础 设 计,8.3.2,单桩的荷载传递机理,3,）单桩轴向荷载下，桩身的截面位移分析,:,第,8,章 桩 基 础 设 计,对,10,根桩长为,27,46m,的大直径灌注桩的荷载传递性能进行试验研究。,(,一,),不同荷载下轴力沿深度的变化,试验表明,:,桩身轴力,Q,沿着深度而逐渐减小；在桩端处,Q,则与桩底土反力,Q,p,相平衡，同时桩端持力层土在桩底土反力,Q,p,作用下产生压缩，使桩身下沉，桩与桩间土的相对位移又使摩阻力进一步发挥。随着桩顶荷载,N,的逐级增加，对于每级荷载，上述过程周而复始地进行，直至变形稳定为止，于是荷载传递过程结束。,第,8,章 桩 基 础 设 计,设桩身轴力为,Q,，,桩身轴力是桩顶荷载,N,与深度,Z,的函数,桩身轴力沿深度,分布的实测资料,第,8,章 桩 基 础 设 计,由于桩身压缩量的累积，上部桩身的位移总是大于下部，,因此上部的摩阻力总是先于下部发挥出来；桩侧摩阻力达到,极限之后就保持不变；随着荷载的增加，下部桩侧摩阻力被,逐渐调动出来，直至整个桩身的摩阻力全部达到极限，继续,增加的荷载就完全由桩端持力层土承受；当桩底荷载达到桩端,持力层土的极限承载力时，桩便发生急剧的、不停滞的下沉,而破坏。,桩侧发挥极限摩阻力所需要的位移很小，粘性土为,1,3 mm,，无粘性土为,5,7mm,；除两根支承于岩石的桩外，其余各桩的桩端持力层分别为卵石、砾石、粗砂或残积粉质粘土。在设计工作荷载作用下，端承力都小于桩顶荷载的,10,。,第,8,章 桩 基 础 设 计,单桩荷载传递的基本规律,基础的功能在于把荷载传递给地基土。作为桩基主要传力,构件的桩是一种细长的杆件，它与土的界面主要为侧表面，,底面只占桩与土的接触总面积的很小部分（ 一般低于,1%,），,这就意味着,桩侧界面是桩向土传递荷载的重要的，甚至是主要,的途径。,竖向荷载施加于桩顶时，桩身的上部首先受到压缩而发生,相对于土的向下位移，于是桩周土在桩侧界面上产生向上的,摩阻力；,荷载沿桩身向下传递的过程就是不断克服这种摩阻力,并通过它向土中扩散的过程 。,但是当侧摩阻力增加到一定程度,的时候，就不再增长,。其余的荷载由桩端端阻力继续承担。,第,8,章 桩 基 础 设 计,（二）不同桩长条件下，端阻力所占比例分析图,第,8,章 桩 基 础 设 计,桩的长径比,L/d,是影响荷载传递的主要因素之一，随着,长径比,L/d,增大，桩端土的性质对承载力的影响减小，,当长径比,L/d,接近,100,时，桩端土性质的影响几乎等于零。,发现这一现象的重要意义在于纠正了“桩越长，承载力,越高”的片面认识。希望通过加大桩长，将桩端支承在,很深的硬土层上以获得高的端阻力的方法是很不经济的，,增加了工程造价但并不能提高很多的承载力。,第,8,章 桩 基 础 设 计,桩侧摩阻力和桩端阻力的分布规律及影响因素,1.,桩的侧阻随深度呈线性增大,。,2.,桩侧极限摩阻力与所在的深度、土的类别和性质、成桩方法等多种因素有关,。,3.,随着桩顶荷载的逐级增加，桩截面的轴力、位移和桩侧摩阻力不断变化。,4.,桩端阻力,的发挥不仅滞后于桩侧阻力，而且其,充分发挥所需的桩底位移值比桩侧摩阻力到达极限所需的桩身截面位移值大得多,。,5.,桩长,对荷载的传递也有着重要的影响。,第,8,章 桩 基 础 设 计,8.3.3,单桩的破坏模式,一、单桩的破坏模式影响因素,桩周土的抗剪强度,桩端支承情况,桩的尺寸,桩的类型,第,8,章 桩 基 础 设 计,二、常见的单桩破坏模式,轴向荷载下基桩的破坏模式,屈曲破坏,整体剪切破坏,刺入破坏,第,8,章 桩 基 础 设 计,（一）屈曲破坏,当桩底支承在坚硬的土层或岩层上，桩周土层极为软弱，桩身无约束或侧向抵抗力。桩在轴向荷载作用下，如同一细长压杆出现纵向挠曲破坏，,荷载沉降,(Q-S),关系曲线为,“,急剧破坏,”,的陡降型，其沉降量很小，具有明确的破坏荷载,。,桩的承载力取决于桩身的材料强度,。如,穿越深厚淤泥质土层中的小直径端承桩或嵌岩桩，细长的木桩,等多属于此种破坏。,第,8,章 桩 基 础 设 计,当具有足够强度的桩穿过抗剪强度较低的土层，达到强度较高的土层，且桩的长度不大时，桩在轴向荷载作用下，由于桩底上部土层不能阻止滑动土楔的形成，桩底土体形成滑动面而出现整体剪切破坏。此时桩的沉降量较小，桩侧摩阻力难以充分发挥，主要荷载由桩端阻力承受，,荷载沉降,(Q-S),关系曲线也为陡降型,，呈现明确的破坏荷载。桩的承载力主要取决于桩端土的支承力。,一般打入式短桩、钻扩短桩,等均属于此种破坏。,（二）整体剪切破坏,第,8,章 桩 基 础 设 计,（三）刺入破坏,当桩的入土深度较大或桩周土层抗剪强度较均匀时，桩在轴向荷载作用下将出现刺入破坏。此时桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承受，桩端阻力极微，桩的沉降量较大。一般当桩周土质较软弱时，,荷载沉降,(Q-S),关系曲线为,“,渐进破坏,”,的缓变型,，无明显拐点，极限荷载难以判断，桩的承载力主要由上部结构所能承受的极限沉降,s,u,确定；当桩周土的抗剪强度较高时，,荷载沉降,(Q-S),关系曲线可能为陡降型，有明显拐点，桩的承载力主要取决于桩周土的强度。,一般情况下的,钻孔灌注桩,多属于此种情况。,第,8,章 桩 基 础 设 计,8.3.4,桩的负摩阻力,桩土之间相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向，当桩周土层相对于,桩侧向下位移时，桩侧摩阻力方向向下，称为,负摩阻力,。,正摩阻,负摩阻,引起桩侧负摩阻力的条件是：,桩侧土体下沉必须大于桩的下沉,。,第,8,章 桩 基 础 设 计,1,、负摩阻力发生的条件,桩穿过欠压密的软粘土或新填土，而支承于坚硬土,层（硬粘性土、中密以上砂土、 卵石层或岩层）时；,2),在桩周地面有大面积堆载或超填土时；,3),由于抽取地下水或桩周地下水位下降，使桩周土下沉时：,4),挤土桩群施工结束后，孔隙水消散，隆起的或扰动的土体逐渐固结下沉时；,5),自重湿陷性黄土浸水下沉或冻土融化下沉时。,第,8,章 桩 基 础 设 计,2,、桩侧负摩阻力的分布规律,对于下部为岩石的端承桩,可能全桩为负阻力；,对于一般桩,因为桩土都有变形,视二者的相对位移量和方向而变。,桩周土与桩截面沉降相等，两者无相对位移发生，其摩阻力为零，这种摩阻力为零的点称为,中性点,l,n,Negative,土位移,S,s,桩位移,S,p,-,+,摩阻力,轴向力,N,中性点,第,8,章 桩 基 础 设 计,中性点的确定,中性点深度,l,n,，,在初期随沉降增加有一定变化。其规律是：随沉降增加而上移，与高压缩性土层厚度,l,o,之比,l,n,/,l,o,随持力层的强度和刚度增大而增大。,l,n,/,l,o,经验值列于表,5.4.4-2,。,第,8,章 桩 基 础 设 计,第,i,层土负摩阻力,桩周土湿陷、自重固结：,地面大面积超载：,式中：,土的,有效应力；,j,，,i,分别为,第,j,层土、第,i,层土重度（地下水位以下取浮重度）；,j,、,i,第,j,层土、第,i,层土的厚度；,n,负摩阻力系数，可按表,4-3,取值；,当计算值 大于正摩阻力,q,si,时，取,q,si,值。,第,8,章 桩 基 础 设 计,考虑群桩效应的基桩下拉荷载的确定,式中：,负摩阻力群桩效应系数；,中性点以上桩周土,厚度加权平均负摩阻力标准值,m,中性点以上桩周土厚度加权平均重度,；,当计算值,n,大于,1,时，取,1,。,第,8,章 桩 基 础 设 计,考虑桩周土负摩阻力的单桩承载力验算,（,1,）摩擦型桩：取中性点以上侧阻力为零，计算,Ra,：,（,2,）,端承型桩：计入中性点以上负摩阻力引起基桩,的下拉荷载 ：,（,3,）当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时，尚应将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降 。,Ra,将中性点以上侧阻力取零计算的单桩承载力特征值。,第,8,章 桩 基 础 设 计,3.,减少桩侧负摩阻力影响的措施,1.,在桩的中性点以上部分涂以薄层涂料，以降低负摩阻力，,常用沥青涂层，价格便宜，效果比较好。,2.,对钢桩再,加,一层厚度为,3mm,的,塑料薄膜,(,兼作防锈蚀用,),；,3.,对现场灌注桩也可在,桩与土之间灌注斑脱土浆,等方法，来消除或降低负摩阻力的影响。,基桩竖向承载力的确定,8.4,基桩竖向承载力设计值,R,：设计用承载力值。,单桩竖向承载力特征值,Ra,：,按,地基规范,，,单桩竖向承载力应为比例界限荷载,，即表示正常使用极限状态计算时采用的单桩承载力值，以发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值，即单桩承载力特征值。,单桩的竖向承载力主要取决于两方面,：,一是桩身的材料强度；,二是地基土对桩的支承能力,。,第,8,章 桩 基 础 设 计,桩身应进行承载力验算，对于钢筋混凝土轴心受压桩正截面受压,承载力应符合下列规定：,（,1,）当桩顶以下,5d,范围的桩身螺旋式箍筋间距不大于,100mm,时：,（,2,）当桩身配筋不符合上述条款时：,1,、按材料强度确定,式中,施工工艺系数，混凝土预制桩,0.85,；干作业非挤土灌注桩,0.90,；泥浆护壁和套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩,0.70.8,；软土地区挤土灌注桩,0.6,。,复合桩基：,由,基桩和承台下地基土,共同承担荷载的桩基础。,复合基桩：,单桩及其对应面积的承台底地基土,组成的复合承载基桩。,桩基：,由设置于岩土中的,桩和与桩顶联结的承台,共同组成,的基础或由柱与桩直接联结的单桩基础。,复合桩基中基桩的承载力含有承台底的土阻力，,故称为复合基桩。,软,土层,第,8,章 桩 基 础 设 计,基桩：,桩基础中的,单桩,。,二、按地基土对桩的支承能力确定,基桩竖向承载力特征值,R,：,不考虑承台效应：,基桩,考虑承台效应：,复合基桩,端承型桩基、桩数少于,4,根的摩擦型桩基、土性特殊、使用条件等因素不宜考虑承台效应时：,对符合下列条件的摩檫性桩基，宜考虑承台效应：,1,、上部结构整体刚度较好、体型简单的建（够）筑物；,2,、对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物；,3,、软土地基的减沉复合疏桩基础。,第,8,章 桩 基 础 设 计,考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值,R,：,承台效应系数,f,ak,地基承载力特征值；,计算基桩所对应的承台底净面积,承台平面,承台效应系数,c,承台平面,第,8,章 桩 基 础 设 计,1,、单桩竖向承载力特征值：,单桩竖向极限承载力标准值,安全系数，,K,=2,。,单桩竖向极限承载力标准值 ：,单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的,最大荷载,。,第,8,章 桩 基 础 设 计,第,8,章 桩 基 础 设 计,2,、单桩竖向极限承载力,根据,建筑桩基技术规范,JGJ942008,第,5.3.1,条规定：,1,、设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定；,2,、设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质条件,相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定；,其余均应通过单桩静载试验确定；,3,、设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。,第,8,章 桩 基 础 设 计,（一）按静载荷试验确定,单桩竖向极限承载力标准值,获得单桩承载力最可靠的方法,次梁,锚筋,锚桩,主梁,千斤顶,百分表,基准柱,（,1,）静载荷试验装置及其方法：,第,8,章 桩 基 础 设 计,锚桩桁架法,2400,吨,第,8,章 桩 基 础 设 计, 根据沉降随荷载的变化特征确定：, 根据沉降量确定,：,对于陡降型,Qs,曲线，可取曲线,发生明显陡降的起始点所对应的荷,载为,；,（,2,）,按试验结果,确定单桩竖向极限承载力 ：,对于缓变型,Qs,曲线，一般可取,s=40,60mm,对应的荷载值为,对于大直径桩可取,所对应的荷载值。,第,8,章 桩 基 础 设 计,试桩数,n3,，且极差,Qu,0.3Q,um,，取,Q,u,=,Q,um,；,在同一条件下的试桩数量，不宜少于总数的,1,，并不应少于,3,根。,工程总桩数在,50,根以内时不应少于,2,根。,试桩数,n3,，,Qu,=,Qumin,单桩竖向承载力特征值,Ra,的确定：,第,8,章 桩 基 础 设 计,（二）按经验公式法确定,（,1,）对直径,d 2m,）,1.5D,或,D,1.5m,（当,D,2m,）,沉管夯扩、钻孔挤扩桩,非饱和土,2.2D,且,4.0d,2.0D,且,3.5d,饱和黏性土,2.5D,且,4.5D,2.2D,且,4.0D,表,3.3.3,d,：圆桩设计直径或方桩涉及边长；,D,：扩大端设计直径,第,8,章 桩 基 础 设 计,3.,桩的平面布置,在确定桩数、桩距和边距后，根据布桩的原则，选用合理的排列方式，尺寸。,（,1,）布置原则,:,力求使桩基中各桩受力比较均匀，作用在板式承台上荷载的合力作用点，应与群桩承载力合力点重合或接近；,宜使桩基在承受水平和弯矩较大方向有较大的抵抗矩，以增强桩基的抗弯能力。,第,8,章 桩 基 础 设 计,在框架结构的柱下,通常在承台下设置若干根桩，构成,独立承台的桩基础或一柱一桩基础,；,当荷载较大时，在框架柱列之间常联以基础梁，沿梁的,轴线方向布置排桩，构成梁式的承台桩基础；,桩在平面内可布置成方形、矩形、三角形和梅花形等。,第,8,章 桩 基 础 设 计,五、桩基承载力验算,桩顶荷载简图,1.,桩顶荷载,效应,计算,（,1,）轴心竖向力作用下,:,（,2),偏心竖向力作用下,:,（,3),水平力作用下,:,M,为作用于承台底面，绕,x,、,y,轴的力矩；,x,，,y,为基桩至,x,、,y,轴的距离。,第,8,章 桩 基 础 设 计,2.,桩基竖向承载力验算,（,1,）轴心竖向力作用下,:,荷载效应标准组合,:,（,2,）偏心竖向力作用下,:,（,3,）水平力作用下,:,基桩或复合基桩竖向,承载力特征值,基桩水平承载力特征值,第,8,章 桩 基 础 设 计,1,、灌注桩构造,五,.,基桩构造,配筋率：,0.65,0.20,受水平荷载桩，不小于,8,12,抗压桩和抗拔桩，不小于,610,配筋长度,1,）端承型桩和位于坡地岸边的基桩应沿桩身等截面或,变截面通长配筋；,2,）桩径大于,600mm,的摩擦型桩配筋长度不应小于,2/3,桩,长；受水平荷载时，配筋长度尚不宜小于,4.0/,；,3,）抗震桩基：主筋应穿过液化土层和软弱土层进入稳,定土层；,4,）抗拔基桩：等截面或变截面通长配筋。,第,8,章 桩 基 础 设 计,箍筋：采用螺旋筋，,6,200,300mm,；当受水平荷载,的桩，桩顶以下,5d,范围内的箍筋应加密，且间距,不应大于,100mm,。,桩身混凝土及保护层：,桩身混凝土强度等级不小于,C25,；,灌注桩主筋的混凝土保护层不小于,35mm,，水下工程不得,小于,50mm,。,2,、预制桩构造,（,1,）最小截面尺寸：,预制桩的截面边长不应小于,200mm,；预应力桩截面边长不应小于,350mm,。,（,2,）混凝土强度等级与保护层厚度,非预应力桩不应小于,C30,，预应力桩不小于,C40,，保护层厚度不宜小于,30mm,。,第,8,章 桩 基 础 设 计,（,3,）预制桩的桩身配筋,预制桩的桩身配筋应按吊运、打桩及桩在使用中的受力等条件计算确定。,采用锤击法沉桩时，预制桩的最小配筋率不小于,0.8,；,采用静压法沉桩时，不小于,0.6,。,主筋的直径不宜小于,14mm,，打入桩桩顶,4,5d,长度范围内，箍筋应加密，并设置钢筋网片。,（,4,）预制桩的分节长度根据施工、运输条件确定，接头不宜多于,3,个。,第,8,章 桩 基 础 设 计,第,8,章 桩 基 础 设 计,第,8,章 桩 基 础 设 计,六、桩基承台设计,桩基承台的设计包括,确定承台的材料、底面标高、平面形状及尺寸、剖面形状及尺寸,以及进行受弯、受剪、受冲切和局部受压承载力计算，并应符合构造要求,。,第,8,章 桩 基 础 设 计,1.,承台构造,承台尺寸,承台最小宽度不应小于,2,倍桩的直径或边长,500mm,。承台边缘至边桩的中心距不小于桩的直径或边长，边缘挑出部分,150mm,。承台厚度应,300mm,。,钢筋,受力筋应通长配置。矩形承台宜按双向均匀布置。承台梁的受力筋直径不宜小于,12mm,，架立筋不应小于,10mm,，箍筋不应小于,6mm,，钢筋保护层厚度不小于,70mm,，当有混凝土垫层时,50mm,。,桩顶伸入,承台要求,桩顶应嵌入承台一定长度，对大直径桩宜,100mm,，对中等直径桩宜,50mm,。混凝土桩的桩顶主筋应伸入承台内，其锚固长度,宜,35,倍钢筋直径，对于抗拔桩基应,40,倍钢筋直径。,连系梁,两桩桩基的承台，宜在其短向设置连系梁。连系梁顶面宜与承台,顶位于同一标高，梁宽应,200mm,，梁高可取承台中心距的,1/10,1/15,，并配置不小于,2,12,的钢筋。,混凝土,强度等级,C25,第,8,章 桩 基 础 设 计,第,8,章 桩 基 础 设 计,2.,承台的内力计算,桩基承台的受力十分复杂，作为上部结构墙、柱和下部,桩群之间的力的转换结构，,承台可能因承受弯矩作用而破坏，,亦可能因承受冲切或剪切作用而破坏。因此，承台计算包括,受弯计算、受冲剪计算和受剪计算三种验算。当承台的混凝土,强度等级低于柱子的强度等级时，还要验算承台的局部受压,承载力。,根据,受弯计算的结果,进行,承台的钢筋配置,；根据,受冲切和,受剪计算,确定,承台的厚度,。,第,8,章 桩 基 础 设 计,1,）承台的破坏形态,四桩矩形承台,模型试验研究表明，柱下桩基承台在配筋不足的情况下将产生弯曲破坏，其破坏特征呈梁式破坏。,第,8,章 桩 基 础 设 计,2,）承台的强度和厚度的计算,承台的强度计算包括受弯、受冲切、受剪切及局部承压计算；,承台厚度计算由冲切及剪切条件确定，一般可先按冲切计算，再按剪切复核。,第,8,章 桩 基 础 设 计, 承台的受弯计算,柱下多桩矩形承台,第,8,章 桩 基 础 设 计,柱下三桩等边三角形承台,N,N,1,柱下三桩等腰三角形承台,公式见规范,P72,。,第,8,章 桩 基 础 设 计, 承台的受冲切计算,承台的受冲切计算类似于独立柱基的受冲切计算。,若承台有效高度不足，将产生冲切破坏。其破坏方式可分为沿,柱,(,墙,),边的冲切,和单一,基桩,对承台的冲切两类。柱边冲切破坏锥体斜面与承台底面的夹角大于或等于,45,，该斜面的上周边位于柱与承台交接处或承台变阶处，下周边位于相应的桩顶内边缘处。,第,8,章 桩 基 础 设 计,中心荷载作用下桩基承台的抗冲切计算,高度影响系数,冲切系数,冲垮比,应满足,0.251.0,的要求,第,8,章 桩 基 础 设 计,对于柱下矩形独立承台,，,受柱冲切时：,第,8,章 桩 基 础 设 计,角桩冲切验算,对于柱下矩形独立承台,，,受角桩冲切时：,第,8,章 桩 基 础 设 计,受,剪切计算,剪跨比,应满足,0.253.0,的要求,