第四章 樁基礎設計計算(3)

1、5承臺的設計計算承臺的設計計算 承臺是一種板式結構，是在成樁后現澆混凝土形成。承臺是一種板式結構，是在成樁后現澆混凝土形成。它的作用是將各基樁聯(lián)結成整體，將上部結構及墩臺的荷它的作用是將各基樁聯(lián)結成整體，將上部結構及墩臺的荷載傳遞給各基樁。載傳遞給各基樁。承臺設計內容主要包括：承臺設計內容主要包括： 確定承臺材料（等級、規(guī)格、標準）；確定承臺材料（等級、規(guī)格、標準）；形狀及平面尺寸（與基樁的布置等有關）；形狀及平面尺寸（與基樁的布置等有關）；承臺高度及底面標高（與土層分布、水文條件、構造要承臺高度及底面標高（與土層分布、水文條件、構造要 求、強度條件等因素有關）；求、強度條件等因素有關）； 強

2、度驗算（滿足承臺的強度、剛度、耐久性要求）；強度驗算（滿足承臺的強度、剛度、耐久性要求）； 符合構造要求（與設計、施工等因素有關）。符合構造要求（與設計、施工等因素有關）。 除強度驗算外，上述各項均可根據本章前述有關內容除強度驗算外，上述各項均可根據本章前述有關內容初步擬定，經驗算后若不能滿足有關要求，仍須修改設計，初步擬定，經驗算后若不能滿足有關要求，仍須修改設計，直至滿足為止。直至滿足為止。 承臺強度驗算按極限狀態(tài)設計，強度驗算的主要驗算承臺強度驗算按極限狀態(tài)設計，強度驗算的主要驗算內容有：內容有： 承臺局部受壓；承臺局部受壓； 抗沖切驗算；抗沖切驗算； 底板抗彎強度驗算及配筋計算；底板抗

3、彎強度驗算及配筋計算； 抗剪切強度驗算?？辜羟袕姸闰炈?。 樁頂承臺混凝土局部受壓驗算樁頂承臺混凝土局部受壓驗算 基本概念基本概念 對于樁頂直接埋入承臺的預制樁，在很多情況下承臺對于樁頂直接埋入承臺的預制樁，在很多情況下承臺混凝土標號低于樁身混凝土標號，為確保承臺不破壞，應混凝土標號低于樁身混凝土標號，為確保承臺不破壞，應驗算樁頂處承臺混凝土的局部受壓強度。驗算樁頂處承臺混凝土的局部受壓強度。 校核方法校核方法0結構重要度系數（根據建筑物重要性分為三級，分結構重要度系數（根據建筑物重要性分為三級，分別?。簞e取：1.1、1.0、0.9）；）；Nd局部承壓面積上局部壓力設計值（一般取樁的最大局部承壓

4、面積上局部壓力設計值（一般取樁的最大軸向力）；軸向力）；lbcdldAAfAN,9 . 00混凝土局部承壓強度提高系數混凝土局部承壓強度提高系數fcd混凝土軸心抗壓強度設計值；混凝土軸心抗壓強度設計值；Al混凝土局部承壓面積（取承臺內基樁樁頂橫截面面混凝土局部承壓面積（取承臺內基樁樁頂橫截面面積）；積）；Ab局部承壓時的計算底面積，可以參照鋼筋混凝土構局部承壓時的計算底面積，可以參照鋼筋混凝土構件進行計算。件進行計算。局部承壓不能滿足要求時，應在承臺內樁的頂面以上設置局部承壓不能滿足要求時，應在承臺內樁的頂面以上設置12層鋼筋網片（層鋼筋網片（P.168）。）。 埋入承臺部分樁頂處樁側與承臺混

5、凝土受壓驗算埋入承臺部分樁頂處樁側與承臺混凝土受壓驗算承臺底板底面處的樁截面上的荷載：軸向力承臺底板底面處的樁截面上的荷載：軸向力Pi、彎矩、彎矩Mi、剪力剪力Qi 樁頂承臺混凝土局部受壓驗算主要是驗算在軸向力樁頂承臺混凝土局部受壓驗算主要是驗算在軸向力Pi作用下的混凝土局部承壓強度，在考慮彎矩作用下的混凝土局部承壓強度，在考慮彎矩Mi、剪力、剪力Qi的的作用時，應考慮承臺側面由于彎矩與剪力而產生側向壓力作用時，應考慮承臺側面由于彎矩與剪力而產生側向壓力的作用下的局部承壓強度。的作用下的局部承壓強度。 如圖示，假定樁伸入承臺長度為如圖示，假定樁伸入承臺長度為l1，則作用于中心處，則作用于中心處

6、的彎矩：的彎矩：dlldllMi1111113222132221 maxdlMi2116max 在在Qi的作用下，的作用下，考慮樁截面形狀對樁側應力的影響系數，圓樁考慮樁截面形狀對樁側應力的影響系數，圓樁=1.27；方樁方樁=1.0。 dlQdlQii1221maxmax 樁側與承臺混凝土受壓驗算：樁側與承臺混凝土受壓驗算：fcd樁頂或承臺混凝土的抗壓強度設計值（取兩者強度樁頂或承臺混凝土的抗壓強度設計值（取兩者強度等級低者）等級低者）0橋梁結構重要性系數。橋梁結構重要性系數。 021 cdfmaxmaxmax 承臺懸出部分驗算承臺懸出部分驗算 承臺懸出墩身外，邊樁中心位于墩身底面以外，且承臺

7、懸出墩身外，邊樁中心位于墩身底面以外，且墩墩臺柱邊緣至外排樁中心的距離大于承臺高度臺柱邊緣至外排樁中心的距離大于承臺高度時，應驗算在時，應驗算在承臺懸出部分的樁對承臺的作用，一般可近似地按承臺底承臺懸出部分的樁對承臺的作用，一般可近似地按承臺底板懸出部分為懸臂梁進行計算。板懸出部分為懸臂梁進行計算。 承臺的抗沖切承載力驗算承臺的抗沖切承載力驗算 墩、臺柱下沖切破壞驗算墩、臺柱下沖切破壞驗算 承臺周邊樁向上沖切破壞驗算承臺周邊樁向上沖切破壞驗算 墩、臺柱下沖切破壞驗算墩、臺柱下沖切破壞驗算 沿墩臺柱向下沖切的破壞錐體采用自墩臺柱邊緣至相沿墩臺柱向下沖切的破壞錐體采用自墩臺柱邊緣至相應樁頂邊緣連線

8、構成沖切錐體；樁頂位于承臺頂面以下應樁頂邊緣連線構成沖切錐體；樁頂位于承臺頂面以下1 1倍倍有效高度有效高度h h0 0處。處。 沖切錐體斜面與水平面的夾角沖切錐體斜面與水平面的夾角45； 沖切錐體斜面與水平面的夾角沖切錐體斜面與水平面的夾角45時，取時，取45計算。計算。 墩臺柱向下沖切承臺的沖切承載力驗算公式（矩形承墩臺柱向下沖切承臺的沖切承載力驗算公式（矩形承臺）：臺）： 20212021226000.)()(.yPYxPXxxPYyyPXtdidababhfF 、Fid作用在沖切破壞錐體上的沖切力設計值，可取墩臺作用在沖切破壞錐體上的沖切力設計值，可取墩臺柱的豎向力設計值（包括承臺破壞

9、錐體的重力）減去沖切柱的豎向力設計值（包括承臺破壞錐體的重力）減去沖切錐體范圍內樁的反力設計值；錐體范圍內樁的反力設計值；bx、by墩臺柱作用面積的邊長；墩臺柱作用面積的邊長；ax、ay沖跨，沖切破壞錐體側面頂邊與底邊間的水平距沖跨，沖切破壞錐體側面頂邊與底邊間的水平距離，即墩臺柱邊緣到樁內邊緣的水平距離，離，即墩臺柱邊緣到樁內邊緣的水平距離，ax、ayh0；x、y沖跨比；沖跨比；當當 取取 與沖跨比與沖跨比x、y對應的沖切承載力系數；對應的沖切承載力系數；ftd混凝土軸心抗拉強度設計值?；炷凛S心抗拉強度設計值。00hahayyxx 、002 . 02 . 0hahayx 、002 . 02

10、 . 0hahayx 、PYPX 、 承臺周邊樁向上沖切破壞驗算承臺周邊樁向上沖切破壞驗算 指墩臺柱向下沖切破壞錐體以外的周邊樁（角樁或邊指墩臺柱向下沖切破壞錐體以外的周邊樁（角樁或邊樁），向上沖切承臺的沖切承載力驗算。一般有兩種情況：樁），向上沖切承臺的沖切承載力驗算。一般有兩種情況：u 角樁沖切承載力驗算角樁沖切承載力驗算Fld角樁豎向力設計值；角樁豎向力設計值；bx、by承臺邊緣至樁內邊緣的水平距離；承臺邊緣至樁內邊緣的水平距離；20802080226000.)()(.yPYxPXxxPYyyPXtdldababhfF 、ax、ay沖跨，樁邊緣至相應柱或墩臺柱邊緣的水平距離，沖跨，樁邊緣

11、至相應柱或墩臺柱邊緣的水平距離，ax、ayh0；x、y沖跨比；沖跨比；當當 取取 與沖跨比與沖跨比x、y對應的沖切承載力系數；對應的沖切承載力系數；v 邊樁沖切承載力驗算（邊樁沖切承載力驗算（ ）Fld邊樁豎向力設計值；邊樁豎向力設計值；bx承臺邊緣至樁內邊緣的水平距離；承臺邊緣至樁內邊緣的水平距離；00hahayyxx 、002 . 02 . 0hahayx 、002 . 02 . 0hahayx 、PYPX、bhby 02)(.)(.xxpPXtdldabhbhfF2667060000 bp方樁的邊長；方樁的邊長；ax沖跨，樁邊緣至相應墩臺柱邊緣的水平距離，沖跨，樁邊緣至相應墩臺柱邊緣的水

12、平距離，axh0； 注意問題注意問題u 計算圓形樁時，將圓形截面換算成邊長為計算圓形樁時，將圓形截面換算成邊長為0.8倍樁徑的方倍樁徑的方形樁：形樁：b=0.8d；v 對于錐形承臺，沿墩臺柱邊沖切驗算式中的對于錐形承臺，沿墩臺柱邊沖切驗算式中的h0取沿墩臺取沿墩臺柱邊緣垂直截面的承臺有效高度；柱邊緣垂直截面的承臺有效高度；w 對于錐形承臺，角樁、邊樁沖切驗算式中的對于錐形承臺，角樁、邊樁沖切驗算式中的h0取承臺邊取承臺邊緣截面的有效高度。緣截面的有效高度。 承臺懸臂抗彎驗算承臺懸臂抗彎驗算 按現行按現行公路鋼筋混凝土橋梁設計規(guī)范公路鋼筋混凝土橋梁設計規(guī)范規(guī)定，當承規(guī)定，當承臺下外排樁中心距墩臺

13、身邊緣距離大于承臺高度時，承臺臺下外排樁中心距墩臺身邊緣距離大于承臺高度時，承臺正截面（兩個方向）的抗彎承載力可作為懸臂梁按一字正截面（兩個方向）的抗彎承載力可作為懸臂梁按一字“梁式體系梁式體系” 進行驗算。進行驗算。 承臺抗彎驗算截面取承臺懸出部分墩身底邊緣截面承臺抗彎驗算截面取承臺懸出部分墩身底邊緣截面（前圖中（前圖中-截面）。截面）。 上緣承臺混凝土抗壓強度驗算：上緣承臺混凝土抗壓強度驗算：M1懸出部分各樁樁頂軸向力（承臺底面處）懸出部分各樁樁頂軸向力（承臺底面處）Pi對驗算對驗算截面的計算彎矩設計值；截面的計算彎矩設計值；M2懸出部分承臺自重及上面土重、水柱重對驗算截面懸出部分承臺自重

14、及上面土重、水柱重對驗算截面的計算彎矩設計值；的計算彎矩設計值；Wh承臺驗算截面對混凝土受壓邊緣的換算截面抵抗矩；承臺驗算截面對混凝土受壓邊緣的換算截面抵抗矩；fcd混凝土抗壓強度設計值；混凝土抗壓強度設計值；0橋梁結構的重要性系數。橋梁結構的重要性系數。021 /cdhfWMM 下緣鋼筋抗拉強度驗算：下緣鋼筋抗拉強度驗算：Wg承臺驗算截面對受拉鋼筋重心處的換算截面抵抗矩；承臺驗算截面對受拉鋼筋重心處的換算截面抵抗矩；fsd鋼筋抗拉強度設計值；鋼筋抗拉強度設計值；021/sdgfWMM 承臺斜截面驗算承臺斜截面驗算承臺斜截面抗剪承載力驗算：承臺斜截面抗剪承載力驗算：Nid承臺懸臂下面每排樁的豎

15、向力設計值，取其中一根承臺懸臂下面每排樁的豎向力設計值，取其中一根最大值乘以該排樁的根數；最大值乘以該排樁的根數；G驗算截面以外承臺懸出部分自重及其上水柱、土柱重驗算截面以外承臺懸出部分自重及其上水柱、土柱重力設計值；力設計值；fc u，k邊長邊長150mm混凝土立方體抗壓強度標準值混凝土立方體抗壓強度標準值（MPa）；）；0406021090hbmfPGNskcuid).(.)(, P斜截面內縱向受拉鋼筋百分率：斜截面內縱向受拉鋼筋百分率： P=100，=As/bh0，P2.5 取取 P=2.5；As承臺截面計算寬度內縱向受拉鋼筋截面面積。承臺截面計算寬度內縱向受拉鋼筋截面面積。m剪跨比：剪

16、跨比： 當當m0.5時，取時，取m=0.5axi、ayi沿沿x軸、軸、y軸墩臺邊緣至計算斜截面外側第軸墩臺邊緣至計算斜截面外側第i排樁排樁邊緣的距離；當為圓形截面樁時，可換算為邊長等于邊緣的距離；當為圓形截面樁時，可換算為邊長等于0.8倍倍圓樁直徑的方形截面樁進行計算；圓樁直徑的方形截面樁進行計算；bs承臺計算寬度；承臺計算寬度；h0承臺有效高度。承臺有效高度。00hamhamyixi 或注意事項：當承臺的同方向可作出多個斜截面破壞面時，應分別對每個注意事項：當承臺的同方向可作出多個斜截面破壞面時，應分別對每個斜截面進行抗剪承載力計算。斜截面進行抗剪承載力計算。 承臺配筋計算承臺配筋計算 承臺

17、配筋按墩臺柱邊緣截面為計算截面，算出該截面承臺配筋按墩臺柱邊緣截面為計算截面，算出該截面的最大彎矩，并按鋼筋混凝土單筋截面進行配筋。的最大彎矩，并按鋼筋混凝土單筋截面進行配筋。Mxcd、Mycd分別對分別對x、y方向計算方向計算截面所產生的彎矩；截面所產生的彎矩；Nid 計算截面外側第計算截面外側第i排樁的豎向力設計值，取該排樁數排樁的豎向力設計值，取該排樁數乘以該排樁中最大單樁豎向力設計值；乘以該排樁中最大單樁豎向力設計值；xci、yci第第i排樁中心到計算截面距離。排樁中心到計算截面距離。ciidxNMyNMycdciidxcd注意事項：在確定承臺的驗算截面彎矩后，可根據鋼筋混凝注意事項：

18、在確定承臺的驗算截面彎矩后，可根據鋼筋混凝土矩形截面受彎構件進行縱向與橫向配筋計算。土矩形截面受彎構件進行縱向與橫向配筋計算。 承臺板按承臺板按“撐桿撐桿-系桿系桿”模式計算配筋模式計算配筋 按現行按現行公路鋼筋混凝土橋梁設計規(guī)范公路鋼筋混凝土橋梁設計規(guī)范規(guī)定，當外規(guī)定，當外排樁中心距墩臺柱邊緣的距離排樁中心距墩臺柱邊緣的距離承臺高度，則承臺屬于短懸承臺高度，則承臺屬于短懸臂結構，可按臂結構，可按“撐桿撐桿-系桿系桿”的比擬桁架模式進行配筋計算。的比擬桁架模式進行配筋計算。 基本原理基本原理 將尺寸較小的墩身，看成是以集中力的形式作用于承將尺寸較小的墩身，看成是以集中力的形式作用于承臺上，以拉

19、桿模擬受拉鋼筋，以抗壓撐桿模擬主應力軌跡，臺上，以拉桿模擬受拉鋼筋，以抗壓撐桿模擬主應力軌跡，將墩身作用的荷載將墩身作用的荷載N，通過抗壓撐桿將推力傳到樁上，而，通過抗壓撐桿將推力傳到樁上，而要維持樁頂節(jié)點的靜力平衡，則必須有一比擬拉桿來承受要維持樁頂節(jié)點的靜力平衡，則必須有一比擬拉桿來承受水平力水平力 T，而，而 T 由承臺底面的受拉鋼筋來承受。由承臺底面的受拉鋼筋來承受。 計算方法計算方法根據圖示算例：根據圖示算例：l承臺計算跨徑（樁的中心承臺計算跨徑（樁的中心距離）的一半；距離）的一半；h0承臺頂面至擬設的下層承臺頂面至擬設的下層鋼筋重心的距離，即承臺的有鋼筋重心的距離，即承臺的有效高度

20、；效高度； 0022/hNlThlNT 承臺短懸臂按承臺短懸臂按“撐桿撐桿-系桿系桿”模型計算撐桿的抗壓承載力模型計算撐桿的抗壓承載力：Did撐桿壓力設計值：撐桿壓力設計值：N1d、N2d分別為承臺懸臂下面分別為承臺懸臂下面“1”排樁和排樁和“2”排樁內排樁內該排樁的根數乘以該排樁中最大單樁豎向力設計值，在上該排樁的根數乘以該排樁中最大單樁豎向力設計值，在上式中校核式中校核Did時，取時，取D1d、D2d中兩者較大者。中兩者較大者。cdsidfbtD0 dshhbtEATfffaiaiissidkcukcuscd60020480304431211 cossincot.,.,222111sin,

21、sinddddNDND 撐桿的抗壓承載力主撐桿的抗壓承載力主要與承臺的厚度有關要與承臺的厚度有關fcd，s撐桿混凝土軸心抗壓強度設計值；撐桿混凝土軸心抗壓強度設計值；t撐桿計算高度；撐桿計算高度；bs撐桿計算寬度，取承臺計算寬度；撐桿計算寬度，取承臺計算寬度；b樁的計算寬度，方樁取樁邊長，圓樁按樁的計算寬度，方樁取樁邊長，圓樁按0.8d0.8d換算成方換算成方樁；樁；fcu，k邊長為邊長為150mm的混凝土立方體抗壓強度標準值；的混凝土立方體抗壓強度標準值；Tid與撐桿相應的系桿拉力設計值：與撐桿相應的系桿拉力設計值：As在撐桿計算寬度在撐桿計算寬度bs范圍內系桿鋼筋截面積；范圍內系桿鋼筋截面

22、積；222111 tan,tanddddNTNTs系桿鋼筋的頂層鋼筋中心至承臺底的距離；系桿鋼筋的頂層鋼筋中心至承臺底的距離；d系桿鋼筋直徑，當采用不同直徑鋼筋時，系桿鋼筋直徑，當采用不同直徑鋼筋時，d取加權平取加權平均值；均值；i撐桿壓力線與系桿拉力線間的夾角：撐桿壓力線與系桿拉力線間的夾角：h0承臺有效高度；承臺有效高度；a撐桿壓力線在承臺頂面的作用點至墩臺邊緣的距離，撐桿壓力線在承臺頂面的作用點至墩臺邊緣的距離，取取a=0.15h0；x1、x2樁中心至墩臺邊緣的距離。樁中心至墩臺邊緣的距離。 202101xahxaharctan,arctan 承臺短懸臂按承臺短懸臂按“撐桿撐桿-系桿系桿

23、”模型計算系桿的抗拉承載力：模型計算系桿的抗拉承載力：Tid系桿拉力設計值，取系桿拉力設計值，取 T1d、T2d 中較大者；中較大者；fsd系桿鋼筋抗拉強度設計值。系桿鋼筋抗拉強度設計值。 注意事項：注意事項：u 在垂直于系桿的承臺全寬內，系桿鋼筋布置應符合在垂直于系桿的承臺全寬內，系桿鋼筋布置應符合公公路基規(guī)路基規(guī)、公路鋼規(guī)公路鋼規(guī)要求；要求；v 在系桿計算寬度在系桿計算寬度bs內的鋼筋截面面積應符合受彎構件受內的鋼筋截面面積應符合受彎構件受拉鋼筋最小配筋百分率。拉鋼筋最小配筋百分率。ssdidAfT 0系桿的抗拉承載力主要與系桿的抗拉承載力主要與承臺底面的受拉鋼筋有關承臺底面的受拉鋼筋有關

24、5樁基礎設計樁基礎設計 收集資料收集資料 上部結構形式與使用要求；上部結構形式與使用要求； 結構的設計技術標準；結構的設計技術標準； 荷載的性質與大小；荷載的性質與大??； 地質與水文資料；地質與水文資料； 材料供應與施工條件。材料供應與施工條件。根據上述資料，先初步擬定設計方案（包括基樁類型、樁徑、樁數、樁長、根據上述資料，先初步擬定設計方案（包括基樁類型、樁徑、樁數、樁長、樁的平面布置等），進行各項驗算（包括基樁、承臺及樁基礎整體的強度、樁的平面布置等），進行各項驗算（包括基樁、承臺及樁基礎整體的強度、穩(wěn)定、變形等），再進行必要的修改，直至符合設計要求為止，同時考慮穩(wěn)定、變形等），再進行必要

25、的修改，直至符合設計要求為止，同時考慮一定的經濟合理性，最后得到一個比較好的設計方案。一定的經濟合理性，最后得到一個比較好的設計方案。 樁基礎類型的選擇樁基礎類型的選擇 承臺底面標高的擬定；承臺底面標高的擬定； 基樁形式的選擇；基樁形式的選擇； 樁基礎形式的選擇。樁基礎形式的選擇。 承臺底面標高的擬定承臺底面標高的擬定 基本原則基本原則承臺底面的標高應根據樁的受力情況，樁承臺底面的標高應根據樁的受力情況，樁的剛度和地形、地質、水流、施工等條件確定。的剛度和地形、地質、水流、施工等條件確定。 低承臺樁基礎的特點與適用性低承臺樁基礎的特點與適用性穩(wěn)定性好、但需要水穩(wěn)定性好、但需要水下施工。下施工。

26、u 季節(jié)性河流；季節(jié)性河流；v 沖刷小的河流；沖刷小的河流；w 岸灘上的墩臺；岸灘上的墩臺；x 旱地上其他結構物基礎。旱地上其他結構物基礎。 高承臺樁基礎的特點與適用性高承臺樁基礎的特點與適用性避免水下施工，但受避免水下施工，但受力條件復雜，整體穩(wěn)定性差。力條件復雜，整體穩(wěn)定性差。u 常年有流水；常年有流水；v 河流沖刷較深；河流沖刷較深；w 水位較高；水位較高；x 施工排水困難。施工排水困難。 其他應考慮的因素其他應考慮的因素u 有凍土時承臺底面應位于凍結線有凍土時承臺底面應位于凍結線0.25m；v 承臺位于水下，在有流冰的河道，承臺底面應位于最低承臺位于水下，在有流冰的河道，承臺底面應位于

27、最低冰層底面以下冰層底面以下0.25m；w 作用在樁基礎上的水平力或彎矩較大，或樁側土質較差作用在樁基礎上的水平力或彎矩較大，或樁側土質較差時應適當降低承臺底標高；時應適當降低承臺底標高；x 為減少樁身內力，可適當降低承臺底標高；為減少樁身內力，可適當降低承臺底標高；y 為節(jié)省墩臺材料用量，可適當提高承臺底面標高。為節(jié)省墩臺材料用量，可適當提高承臺底面標高。 基樁形式的選擇基樁形式的選擇 基本依據基本依據地質和受力情況。地質和受力情況。 不同樁形的特征：不同樁形的特征：u 端承樁端承樁單樁承載力大、沉降變形小、樁基礎穩(wěn)定性單樁承載力大、沉降變形小、樁基礎穩(wěn)定性好。好。v 摩擦樁摩擦樁單樁承載力

28、較小、沉降變形大。單樁承載力較小、沉降變形大。w 嵌巖樁嵌巖樁單樁承載力大、能承受較大水平荷載、整體單樁承載力大、能承受較大水平荷載、整體穩(wěn)定性較好。穩(wěn)定性較好。 不同樁形的適用性：不同樁形的適用性：u 端承樁端承樁基巖埋深較淺，上部荷載較大；基巖埋深較淺，上部荷載較大；v 摩擦樁摩擦樁基巖埋深較深，受施工條件限制無法采用柱基巖埋深較深，受施工條件限制無法采用柱承樁；承樁；w 嵌巖樁嵌巖樁基巖覆蓋層較薄、水平荷載較大?；鶐r覆蓋層較薄、水平荷載較大。 嵌巖樁的計算嵌巖樁的計算u 計算原則計算原則 嵌入基巖的深度與樁嵌固處的內力及樁周巖石強度有關，嵌入基巖的深度與樁嵌固處的內力及樁周巖石強度有關，

29、應分別考慮彎矩和軸向力的要求，由要求較大的來控制設應分別考慮彎矩和軸向力的要求，由要求較大的來控制設計深度。計深度。v 計算假定計算假定忽略嵌固處水平剪力的影響，樁在巖層表面處彎矩忽略嵌固處水平剪力的影響，樁在巖層表面處彎矩MB作作用下，繞嵌入深度用下，繞嵌入深度h的的1/2處轉動；處轉動；不計樁底與巖石間的摩擦力（偏于安全）；不計樁底與巖石間的摩擦力（偏于安全）；不考慮樁底抵抗彎矩，不考慮樁底抵抗彎矩，MB由樁側巖層產生的水平抗力平由樁側巖層產生的水平抗力平衡；衡；樁側為圓柱狀曲面，四周受力不均勻，假定最大應力為樁側為圓柱狀曲面，四周受力不均勻，假定最大應力為平均應力的平均應力的1.27倍。

30、倍。w 驗算方法驗算方法 根據以上假定，由靜力平衡條件（根據以上假定，由靜力平衡條件（M=0），可得到：），可得到：（其中，一側總作用荷載（其中，一側總作用荷載 = ，距轉動中心力臂，距轉動中心力臂= ，考慮兩側總力矩，所以再乘以，考慮兩側總力矩，所以再乘以2） 271632227121.maxmaxdMhhhdMHH 227121hd .max 3h 為保證樁在巖層中嵌固牢靠，對樁周巖層產生的最大為保證樁在巖層中嵌固牢靠，對樁周巖層產生的最大側向壓應力側向壓應力max巖石的側向容許抗力巖石的側向容許抗力 ，由此，由此得到圓形截面柱樁嵌入巖層的最小深度：得到圓形截面柱樁嵌入巖層的最小深度：K安

31、全系數，安全系數，K= =2；h柱樁嵌入巖層的最小深度；柱樁嵌入巖層的最小深度；d嵌巖樁嵌巖部分的設計直徑；嵌巖樁嵌巖部分的設計直徑；MH在巖層頂面處的樁身彎矩；在巖層頂面處的樁身彎矩；cRK 1dRMhcH 066. 0巖石垂直極限抗壓強度換算為水平極限抗壓強度的折巖石垂直極限抗壓強度換算為水平極限抗壓強度的折減系數，減系數，=0.51.0，巖層側面節(jié)理發(fā)達的取小值，節(jié)理不，巖層側面節(jié)理發(fā)達的取小值，節(jié)理不發(fā)達的取大值；發(fā)達的取大值；RC天然濕度的巖石單軸抗壓強度。天然濕度的巖石單軸抗壓強度。x 注意問題注意問題考慮樁底軸向力計算嵌巖深度時，可按嵌巖樁單樁承載考慮樁底軸向力計算嵌巖深度時，可

32、按嵌巖樁單樁承載力公式計算；力公式計算；為保證嵌固穩(wěn)定，計算的嵌固深度不包括風化層；為保證嵌固穩(wěn)定，計算的嵌固深度不包括風化層；嵌入巖層的最小深度嵌入巖層的最小深度0.5m。 樁基礎形式的選擇樁基礎形式的選擇 主要影響因素主要影響因素受力條件、樁數、樁長等。受力條件、樁數、樁長等。 單排樁的特點與適用性單排樁的特點與適用性能較好地與柱式墩臺結構形能較好地與柱式墩臺結構形式配合，節(jié)省工程量，減小豎向荷載。但整體穩(wěn)定性較差、式配合，節(jié)省工程量，減小豎向荷載。但整體穩(wěn)定性較差、抗彎剛度小、水平承載力低，水平位移大?？箯潉偠刃?、水平承載力低，水平位移大。 橋跨不大；橋跨不大； 橋高較矮；橋高較矮； 單

33、樁承載力較大，樁數較少。單樁承載力較大，樁數較少。 多排樁的特點與適用性多排樁的特點與適用性整體穩(wěn)定性好、抗彎剛度大、整體穩(wěn)定性好、抗彎剛度大、水平承載力大、水平位移小，但要求承臺尺寸大，施工困水平承載力大、水平位移小，但要求承臺尺寸大，施工困難。難。 較高的橋臺；較高的橋臺； 拱橋橋臺；拱橋橋臺； 制動墩；制動墩； 單向水平推力墩。單向水平推力墩。 樁徑、樁長的擬定樁徑、樁長的擬定 主要考慮因素主要考慮因素荷載大小、土層分布與性質、樁周土荷載大小、土層分布與性質、樁周土阻力狀況、樁基類型與結構特點、樁的長細比、施工設備阻力狀況、樁基類型與結構特點、樁的長細比、施工設備與條件等，結合考慮經濟合

34、理性。與條件等，結合考慮經濟合理性。 樁徑的擬定樁徑的擬定當樁的類型選定后，樁的截面尺寸可根當樁的類型選定后，樁的截面尺寸可根據各類樁的特點與常用尺寸，并考慮上述因素選定。據各類樁的特點與常用尺寸，并考慮上述因素選定。 樁長的擬定樁長的擬定與與持力層持力層的選定有密切的關系。可按地的選定有密切的關系?？砂吹刭|條件初步擬定持力層并確定樁長，并通過承載力、變形、質條件初步擬定持力層并確定樁長，并通過承載力、變形、穩(wěn)定性驗算對所選樁長進行校核。穩(wěn)定性驗算對所選樁長進行校核。 擬定樁長的基本原則擬定樁長的基本原則 持力層選擇持力層選擇 巖基或堅硬土層；巖基或堅硬土層； 壓縮性低或強度較高的土；壓縮性低

35、或強度較高的土； 避免選擇軟土層或距離軟土層太近的土層作為持力層。避免選擇軟土層或距離軟土層太近的土層作為持力層。 摩擦樁的樁長不宜太短，一般摩擦樁長摩擦樁的樁長不宜太短，一般摩擦樁長4m； 摩擦樁底端應進入持力層一定深度，一般摩擦樁底端應進入持力層一定深度，一般1m。 樁的根數估算及平面布置樁的根數估算及平面布置 樁的根數估算樁的根數估算 樁長可定樁長可定 在已定持力層情況下，樁長已經擬定，可根據土層分布在已定持力層情況下，樁長已經擬定，可根據土層分布及土質條件確定單樁承載力及土質條件確定單樁承載力Ra，由下式估算樁數：，由下式估算樁數：N作用在承臺底面上的豎向荷載；作用在承臺底面上的豎向荷

36、載；考慮偏心荷載時各樁受力不等而增加樁數的經驗系數，考慮偏心荷載時各樁受力不等而增加樁數的經驗系數，一般取一般取=1.11.2。aRNn 樁長不可定樁長不可定 各土層情況比較接近，無明顯持力層?？上葦M定樁數、各土層情況比較接近，無明顯持力層?？上葦M定樁數、樁的布置、承臺尺寸等，然后計算基樁所受荷載，再根據樁的布置、承臺尺寸等，然后計算基樁所受荷載，再根據單樁軸向容許承載力反算樁長。單樁軸向容許承載力反算樁長。u 中心荷載：中心荷載：v 單向偏心荷載：單向偏心荷載：w 雙向偏心荷載：雙向偏心荷載： 驗算時，令，其中驗算時，令，其中 Pimax 為基樁最大豎向力，為基樁最大豎向力，K 為荷載為荷載

37、組合系數，由此反算出所需樁長。組合系數，由此反算出所需樁長。 nNPi2iiyixxMnNP22iixiiyiyyMxxMnNP 樁的間距樁的間距考慮樁與樁側土的共同作用條件及施工，對樁距的規(guī)定：考慮樁與樁側土的共同作用條件及施工，對樁距的規(guī)定： 鉆（挖）孔灌注樁：鉆（挖）孔灌注樁： 摩擦樁的中心距摩擦樁的中心距2.52.5倍成孔直徑；倍成孔直徑； 支承或嵌固在巖層的柱樁的中心距支承或嵌固在巖層的柱樁的中心距2.02.0倍成孔直徑；倍成孔直徑； 矩形為邊長，樁的最大中心距一般不超過矩形為邊長，樁的最大中心距一般不超過56倍樁徑。倍樁徑。 打入樁的中心距打入樁的中心距3.0倍樁徑，在軟土地基可適

38、當增大。倍樁徑，在軟土地基可適當增大。 斜樁：斜樁： 樁底處樁的中心距樁底處樁的中心距3.03.0倍樁徑；倍樁徑； 承臺底面處樁的中心距承臺底面處樁的中心距1.51.5倍樁徑；倍樁徑； 振動沉樁進入砂土，樁底處樁的中心距振動沉樁進入砂土，樁底處樁的中心距4.0倍樁徑。倍樁徑。 管柱：管柱： 摩擦樁的中心距一般取摩擦樁的中心距一般取23倍管柱外徑；倍管柱外徑； 柱樁的中心距一般取柱樁的中心距一般取2倍管柱外徑；倍管柱外徑； 邊樁外側距承臺邊緣的距離：邊樁外側距承臺邊緣的距離： 0.5倍樁徑且不小于倍樁徑且不小于0.25m（樁徑（樁徑1.0m）；）； 0.3倍樁徑且不小于倍樁徑且不小于0.5m（樁

39、徑（樁徑1.0m）；）； 蓋梁不受以上限制。蓋梁不受以上限制。 樁的平面布置樁的平面布置 多排樁可布置成行列式、梅花式等形式；多排樁可布置成行列式、梅花式等形式； 為使各樁受力均勻，充分發(fā)揮樁的承載力，盡可能使樁為使各樁受力均勻，充分發(fā)揮樁的承載力，盡可能使樁群形心與荷載合力作用點重合；群形心與荷載合力作用點重合； 水平力或彎矩較大時，宜將樁布置在離承臺形心較遠處，水平力或彎矩較大時，宜將樁布置在離承臺形心較遠處，采用外密內疏的布置方式，增大基樁對承臺形心或合力作采用外密內疏的布置方式，增大基樁對承臺形心或合力作用點的慣性矩，提高樁基的抗彎能力。用點的慣性矩，提高樁基的抗彎能力。 基樁的布置應使承臺受力比較有利，盡量使墩柱軸線與基樁的布置應使承臺受力比較有利，盡量使墩柱軸線與基樁軸線重合；基樁軸線重合； 蓋梁式承臺的樁柱布置應使蓋梁發(fā)生的正負彎矩接近或蓋梁式承臺的樁柱布置應使蓋梁發(fā)生的正負彎矩接近或相等。相等。 樁基礎設計方案的檢驗樁基礎設計方案的檢驗 對擬定設計方案進行檢驗，