崔德山_第五章_桩基础第三节_第七节

（6）扩底端尺寸
扩底端直径D与桩身直径d之比，应依 承载力要求及扩底端侧面和持力层土性 确定，但D/d最大不超过3； 扩底端侧面的斜率应根据实际成孔及 支护条件确定，a/hc一般取1/3-1/2，在 砂土中时取约1/3，在粉土、粘性土中 取约1/2； 扩底端底面一般呈锅底形，矢高hb一 般约为(0.1~0.15)D。
二级建筑桩基：根据桩径大小配置4-8根φ10-12的 桩顶与承台连接钢筋，锚入承台至少30倍主筋直 径且伸入桩身长度不小于5d；
三级建筑桩基：可不配构造钢筋。
桩顶轴向压力、水平力，则应按以下规定配筋： （1）配筋率 当桩径为300-2000mm时，截面配筋率可取 0.65%-0.20%，大桩径取低值，小桩径取高值；
四、桩基形式的选择及桩的布置
（一）桩基形式的选择 桩型与工艺选择应根据建筑结构类型、荷载 性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、 地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制 桩材料供应条件等选择。 选择时可参考《建筑桩基技术规范》附录A
（二）桩的布置 1.桩数
2.桩的中心距
3.桩的排列
4.承台底面尺寸 5.桩的入土深度
Pu a b pu 2(a b) li qsui
(5 37)
Pa Pu / K
第六节 桩身承载力验算
一、桩身轴心受压条件下的压曲验算
据我国国家标准《混凝土结构设计规范》GB
50010-2002）规定：将桩身混凝土的抗压强度与 钢筋的抗压强度分别进行叠加；同时考虑桩的长 细比与压杆稳定问题。桩身轴心受压承载力可由 下式表达：
先假定h0：
0 Fl hp f t um h0
Fl F Qi 0.84 0.2 (5 80a) (5 80b) (5 80c)
0 Fl 2[ 0 x (bc a0 y ) 0 y (hc a0 x )] hp f t h0 (5 81)
(二)摩擦型群桩
基桩主要通过桩侧阻力将桩顶荷载传布到桩周及桩端土 层中，由于应力的扩散作用，各桩传布的应力会产生重叠现 象，群桩桩尖土受的压力比单独工作的单桩大，应力传布范 围比单桩深，应力影响深度及压缩层厚度会成倍增加。
此时，群桩的承载力已不是各单桩承载力之 和，即：nQu≠Pu ；
群桩效应 ：群桩基础受竖向荷载后，由于承台、
三 基桩、复合基桩及群桩基础承载力
(一) 按《建筑桩基技术规范》确定基桩、复合基
桩承载力
1. 对于端承型群桩 、桩数不超过3根的非端承桩 基桩，基桩的竖向承载力设计值按下式计算： Qsk Q pk R (5 20) s p 当根据静载荷试验确定单桩竖向极限承载力 标准值时，基桩的竖向承载力设计值为:
对于大直径桩，桩顶嵌入承台的长度不宜小
于100mm； 对于中等直径，桩顶嵌入承台的长度不宜小 于50mm； 桩顶主筋伸入承台内的锚固长度不宜小于30 倍主筋直径；
5 承台埋深
承台埋深应不小于600mm；
在季节性冻土及膨胀土地区，其埋深及处理措
施应按现行《建筑地基基础设计规范》和《膨胀
土地区建筑技术规范》等有关规定执行。
（二）承台构造
1 承台的构造尺寸 承台最小宽度不应小于500mm； 承台边缘至边桩中心距离不宜小于桩的直径或 边长，且挑出部分不应小于150mm； 条形承台梁边缘挑出部分不小于75mm；
条形承台和柱下独立桩基承台的厚度不应小于
300mm；
2 混凝土
承台混凝土强度等级不应低于C20； 承台底钢筋的混凝土保护层厚度不应小于 70mm； 当设素混凝土垫层时，保护层厚度不应小于 40mm； 素混凝土强度等级宜为C10，厚度宜为100mm
（4）承台周围无液化土、淤泥、淤泥质土。
板式承台的破坏形式
受弯破坏
冲切破坏
剪切破坏
1 承台受弯计算
（1）多桩矩形承台
计算截面取在柱边和承 台高度变化处。
承台正截面弯矩设计值 可按下式计算：
M x N i yi M y N i xi (5 76)
M x、M y — 垂直Y轴和X轴方向计算截面处弯矩 设计值； xi、yi — 垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应 计算截面的距离； N i — 第i桩竖向净反力设计值（ 扣除承台和承台上土自 重）， 当处于不考虑承台效应 的情况时，则为第 i桩竖向总反力 设计值。
（2）柱下三桩承台
三桩三角形承台弯矩设 计值可按下式进行计算：
设计值为：nR
n—桩的根数； R—由(5-22)或(5-23)求得。
3.对于根数≥9根且排数超过2排的摩擦型群 桩基础，其竖向承载力设计值常按下述 方法求解：等代墩基法
等代墩基法
群桩基础承载力由两部分组 成，即群桩“墩”底平面处地基 极限承载力及墩侧各土层范围内 极限侧阻力。群桩基础极限承载 力按下式求解：
R Quk
sp
(5 21)
2 桩数超过3根的非端承桩基（复合桩基），宜考虑 群桩效应，其复合基桩竖向承载力设计值按下式计 算： Q pk Q Q
R s
s
sk
p
p
c
c
ck
(5 22)
当根据静载荷试验确定单桩竖向极限承载力标准 值时，复合基桩的竖向承载力设计值为:
R sp Quk
sp
c
Qck
c
(5 23)
（二）群桩基础竖向承载力的确定
1.对于端承型、根数≤3根的摩擦型群桩基
础，其竖向承载力设计值为：nR n—桩的根数； R—由(5-20)或(5-21)求得。
2.对于根数为4、5、6、7、8根或桩不超过
两排的摩擦型群桩基础，其竖向承载力
桩、土的相互作用使各基桩侧阻力、桩端阻力、 沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，群桩承 载力往往不等于各单桩承载力之和。
群桩效应只是摩擦型群桩才具有的特征。
二 群桩承台土反力和承台分担荷载的作用
桩基础受荷载时，承台除了将上部结构的荷载 传递给基桩外，低桩承台在承台底地基土反力的支 撑下承担一部分荷载。
求及桩的间距要求初步确定承台底面尺寸。
5.桩的入土深度
一般应选择较硬土层作为桩端持力层； 桩端全断面进入持力层的深度： -对于粘性土、粉土不宜小于2d；
-砂土不宜小于1.5d；
-碎石类土不宜小于1d；
-当存在软弱下卧层时，桩基以下硬持力层厚度不 宜小于4d。
五、桩基础计算
（一）桩顶作用效应计算
（2）配筋长度
桩径大于600mm的钻孔灌注桩，构造钢筋的长
度不宜小于桩长的2/3；
对于端承桩，宜沿桩身通长配筋；
对于竖向承载力较高的摩擦端承桩，可沿深度
分段变截面配通长筋(一般情况下沿深度降低配
筋率，即实行分段配筋）。
（3）主筋
在满足配筋率要求的同时，对于抗压桩，主筋 不宜少于6φ10； 纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，其净距不应 小于60mm，并尽量减少钢筋接头（在0.5m长度 范围内接头必须错开，且接头数量不得大于主筋 根数的50%。
0 N c fc A
0：建筑桩基重要性系数 ；
(5 66)
N：相当于荷载效应基本 组合时的单桩竖向力设 计值。
c : 基桩施工工艺系数；
f c : 混凝土轴心抗压强度设 计值； A : 桩身截面面积。
一级建筑桩基：应配置桩顶与承台的连接钢筋笼， 其主筋采用6-10根φ12-14，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地深度；
桩群中各桩的相互影响较小，应力重叠只发生在 持力层深部，因持力层坚硬，由应力重叠产生的 附加变形并不明显。
各桩的工作性状与单独工作时的单桩相似， 在桩端持力层下无软弱下卧层时，端承型群桩的 承载力可近似地取各单桩承载力之和 :
nQu≈Pu Pu /nQu=η ≈1
(5-17) (5-18)
η——群桩效应系数
第三节 竖向荷载下的群桩基础承载力及沉降计 算 群桩基础：由两根以上基桩组成的桩基础
基桩：群桩基础中的单桩
复合基桩：承台底地基土也承担荷载的基桩
复合桩基：由桩和承台底地基土共同承担荷载
的桩基础。
一、群桩的工作性状
(一)端承型群桩
上部结构荷载大部或全部由桩身 直接传递到桩端，通过桩侧摩阻 力传递到土层中的应力不大； 桩端持力层较刚硬，压缩性低， 桩基沉降量小，承台底土反力小；
2.地震作用效应计算
对于主要承受竖向荷载的抗震设防区低承台 桩基，当同时满足下列条件时，桩顶作用效应计 算可不考虑地震作用： （1）按《建筑抗震设计规范》规定可不进行天 然地基和基础抗震承载力计算的建筑物； （2）不位于斜坡地带或地震可能导致滑移、地 裂地段的建筑物； （3）桩端及桩身周围无液化土层；
N 0.9 ( c f c A f y As )
（5 63）
第七节 桩基结构设计 一、资料准备
（一）岩土工程勘察资料
（二）场地、环境及施工技术条件的有关资料
（三）建筑物的有关资料
三 桩基构造要求
（一）桩的构造
1.灌注桩 对于桩顶轴向压力符合下式要求的灌注桩，可 不配抗压钢筋而按构造要求配筋。
(2)角桩对承台的冲切计算
四桩（含四桩）以上承台受角桩冲切的承载力按下 列公式计算：
a1x 0 N l [1x (C2 ) 1 y (C1 )] hp f t h0 2 2 a1 y (5 82)
（二）基桩承载力验算
（三）承台计算
（一）桩顶作用效应计算
一般建筑物、受水平力较小、桩径相同的群桩基础
1.基桩桩顶荷载效应计算
（1）竖向力
轴心竖向力作用下
F G N n (5 69a )