樁基設(shè)計要點

1、樁基礎(chǔ)設(shè)計的主要流程一、 基礎(chǔ)選型 樁基設(shè)計資料（參考“巖土勘察報告”巖土物理力學(xué)參數(shù)及原位測試參數(shù)、地下水位情況、抗震設(shè)防區(qū)按設(shè)防烈度提供的液化土層資料；）、確定基礎(chǔ)設(shè)計等級：丙級；PHC管樁（可以參考“巖土勘察報告”）二、樁基設(shè)計1、初定樁尺寸。 初估截面尺寸（可以參考PHC管樁圖集）、樁長（承臺底致樁端長度）以便計算單樁承載力：初步確定承臺底面標(biāo)高，（承臺埋深d 600mm，承臺高可以參考樁基承臺圖集）；選擇持力層和確定樁端進(jìn)入持力層深度 （樁端全斷面進(jìn)入持力層的深度，對于黏性土、粉土不宜小于 2d，砂土不宜小于 1.5d，碎石類土，不宜小于 1d。當(dāng)存在軟弱下臥層時，樁端以下硬持力層厚

2、度不宜小于 3d。）2、確定單樁豎向承載力。 Quk=Qsk+Qpk=uqsik*li+q pk*Ap Ra=Quk/23、確定樁的數(shù)量、間距和布置方式。 初步估算樁根數(shù)時，先不考慮群樁效應(yīng)，按樁數(shù)小于等于3情況初定。 (考慮偏壓)Fk：柱根/樁頂?shù)呢Q向力；Gk：底層墻、基礎(chǔ)梁自重、覆蓋土重、承臺自重布樁：樁的最小中心距應(yīng)滿足規(guī)范要求： 大等于3.5d。獨立柱下樁基承臺的最小寬度不應(yīng)小于 500mm，邊樁中心至承臺邊緣的距離不應(yīng)小于 樁的直徑或邊長，且樁的外邊緣至承臺邊緣的距離不應(yīng)小于 150mm。 4、驗算樁基的承載力： 5、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計： N c*f c*A N相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的單

3、樁豎向力設(shè)計值c*f c*A （可直接查管樁圖集） 6、承臺設(shè)計： 可以查圖集A、承臺在柱荷載作用下樁周邊的抗沖切驗算； B、承臺板在單樁最大凈反力作用處的抗沖切驗算； C、承臺板在樁凈反力作用下的抗剪強度驗算； D、把在各樁凈反力作用下的承臺板，作為受彎構(gòu)件的抗彎強度驗算，并配筋； E、當(dāng)承臺的混凝土強度等級低于柱或樁的混凝土強度等級時，驗算柱下或樁上承臺的局部受壓承載力。 7、繪制樁基施工圖樁基設(shè)計等級：丙級確定樁數(shù)和布樁時，應(yīng)采用傳至承臺底面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合；相應(yīng)的抗力應(yīng)采用基樁或復(fù)合基樁承載力特征值。4.2.3 承臺的鋼筋配置應(yīng)符合下列規(guī)定：1 柱下獨立樁基承臺縱向受力鋼筋應(yīng)通長配置

4、(圖-a)，對四樁以上（含四樁）承臺宜按雙向均勻布置，對三樁的三角形承臺應(yīng)按三向板帶均勻布置，且最里面的三根鋼筋圍成的三角形應(yīng)在柱截面范圍內(nèi)(圖4.2.3-b) 縱向鋼筋錨固長度自邊樁內(nèi)側(cè)（當(dāng)為圓樁時，應(yīng)將其直徑乘以0.8等效為方樁）算起，不應(yīng)小于35dg (dg為鋼筋直徑)；當(dāng)不滿足時應(yīng)將縱向鋼筋向上彎折，此時水平段的長度不應(yīng)小于25dg，彎折段長度不應(yīng)小于10dg。承臺縱向受力鋼筋的直徑不應(yīng)小于12mm，間距不應(yīng)大于200mm。柱下獨立樁基承臺的最小配筋率不應(yīng)小于0.15%。2 柱下獨立兩樁承臺，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50010）中的深受彎構(gòu)件配置縱向受拉鋼筋、水平及豎

5、向分布鋼筋。承臺縱向受力鋼筋端部的錨固長度及構(gòu)造應(yīng)與柱下多樁承臺的規(guī)定相同。5 承臺底面鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度，當(dāng)有混凝土墊層時，不應(yīng)小于50mm，無墊層時不應(yīng)小于70mm；此外尚不應(yīng)小于樁頭嵌入承臺內(nèi)的長度。 樁與承臺的連接構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：n 1 樁嵌入承臺內(nèi)的長度對中等直徑樁不宜小于50mm；對大直徑樁不宜小于100mm。n 2 混凝土樁的樁頂縱向主筋應(yīng)錨入承臺內(nèi)，其錨入長度不宜小于35倍縱向主筋直徑。對于抗拔樁，樁頂縱向主筋的錨固長度應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 50010）確定。n 3 對于大直徑灌注樁，當(dāng)采用一柱一樁時可設(shè)置承臺或?qū)杜c柱直接連接。 柱與承臺的連接構(gòu)造

6、應(yīng)符合下列規(guī)定：n 1 對于一柱一樁基礎(chǔ)，柱與樁直接連接時，柱縱向主筋錨入樁身內(nèi)長度不應(yīng)小于35倍縱向主筋直徑。n 2 對于多樁承臺，柱縱向主筋應(yīng)錨入承臺不應(yīng)小于35倍縱向主筋直徑；當(dāng)承臺高度不滿足錨固要求時，豎向錨固長度不應(yīng)小于20倍縱向主筋直徑，并向柱軸線方向呈90º彎折。 承臺與承臺之間的連接構(gòu)造應(yīng)符合下列規(guī)定：n 1 一柱一樁時，應(yīng)在樁頂兩個主軸方向上設(shè)置聯(lián)系梁。當(dāng)樁與柱的截面直徑之比大于2時，可不設(shè)聯(lián)系梁。n 2 兩樁樁基的承臺，應(yīng)在其短向設(shè)置聯(lián)系梁。n 3 有抗震設(shè)防要求的柱下樁基承臺，宜沿兩個主軸方向設(shè)置聯(lián)系梁。n 4 聯(lián)系梁頂面宜與承臺頂面位于同一標(biāo)高。聯(lián)系梁寬度不宜

7、小于250mm，其高度可取承臺中心距的1/101/15，且不宜小于400mm。n 5 聯(lián)系梁配筋應(yīng)按計算確定，梁上下部配筋不宜小于2根直徑12mm鋼筋；位于同一軸線上的聯(lián)系梁縱筋宜通長配置。 對于主要承受豎向荷載的抗震設(shè)防區(qū)低承臺樁基，在同時滿足下列條件時，樁頂作用效應(yīng)計算可不考慮地震作用：n 1 按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB 50011）規(guī)定可不進(jìn)行樁基抗震承載力驗算的建筑物；n 2 建筑場地位于建筑抗震的有利地段。不超過8層且高度在24m以下的一般民用框架房屋，不進(jìn)行樁基抗震承載力驗算。單樁豎向承載力特征值應(yīng)按下式確定式中 Quk單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值； Ra單樁豎向承載力特征值

8、； K安全系數(shù)， K =2。 對于端承型樁基、樁數(shù)少于4根的摩擦型柱下獨立樁基、或由于地層土性、使用條件等因素不宜考慮承臺效應(yīng)時，基樁豎向承載力特征值應(yīng)取單樁豎向承載力特征值。 當(dāng)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，宜按下式(5.3.5)估算：Qsk、qsik樁側(cè)總的和第 i 層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值時，可按表-1取值；Qpk、qpk極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗時，可按表-2取值。 5.8 樁身受壓承載力計算 受壓樁 鋼筋混凝土軸心受壓樁正截面受壓承載力應(yīng)符合下列規(guī)定： 1 當(dāng)樁頂以下5d范圍的樁身螺旋式箍筋間距不大于100mm，且符合本規(guī)

9、范第條規(guī)定時： （5.8.21）2 當(dāng)樁身配筋不符合上述1款規(guī)定時： （5.8.22） 式中 N 荷載效應(yīng)基本組合下的樁頂軸向壓力設(shè)計值； c 基樁成樁工藝系數(shù)，按第條規(guī)定取值； fc混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值； fy縱向主筋抗壓強度設(shè)計值； As縱向主筋截面面積?；鶚冻蓸豆に囅禂?shù)應(yīng)按下列規(guī)定取值： 1 混凝土預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁： c =0.85； 2 干作業(yè)非擠土灌注樁： c =0.90； 3 泥漿護(hù)壁和套管護(hù)壁非擠土灌注樁、部分?jǐn)D土灌注樁、擠土灌注樁： c =0.70.8； 4 軟土地區(qū)擠土灌注樁:c =0.6。 5.9 承臺計算根據(jù)圖集選型拉梁設(shè)計：1.截面尺寸b>=250m

10、m,h>=450mm,(1/101/15)*柱距。2.拉梁上的荷載：a.當(dāng)拉梁需要承受自重及拉梁上部的荷載（如墻體自重），應(yīng)考慮荷載產(chǎn)生的內(nèi)力b.拉梁承擔(dān)的軸心拉力或壓力計算，有兩種方法：（1）以柱底剪力作用于梁端，按軸壓構(gòu)件確定截面尺寸，配筋計算時，則取軸壓絕對值按軸心受拉計算；（2）以柱軸力的1/10作為軸向拉力或壓力的設(shè)計值確定配筋。c.拉梁承擔(dān)柱底彎矩時，作者在做海南洋浦技工學(xué)校實訓(xùn)樓工程時采用設(shè)拉梁層方法減少控制框架結(jié)構(gòu)計算位移角，既滿足了規(guī)范的要求，又做到了經(jīng)濟合理，符合實際。得到了業(yè)主方的認(rèn)可和好評?，F(xiàn)總結(jié)分析如下：多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)首層層高較高，獨立基礎(chǔ)埋深又較深

11、，抗震設(shè)計時樓層的彈性層間位移角常常難以滿足抗震規(guī)范條的要求，當(dāng)不考慮設(shè)置少量剪力墻時，通?？梢圆捎孟铝腥N措施的一種：加大框架結(jié)構(gòu)梁，柱截面尺寸，提高混凝土的強度等級?？梢圆捎枚讨A(chǔ)，使框架柱嵌固在基礎(chǔ)短柱頂面，從而減小框架結(jié)構(gòu)首層層高。（此短柱基礎(chǔ)可以理解為地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范第8.2.6條預(yù)制高杯口短柱基礎(chǔ)的現(xiàn)澆版。）在框架結(jié)構(gòu)±0.000地面以下靠近地面處，設(shè)置拉梁層，將框架結(jié)構(gòu)首層分為兩層。在這三種措施里，第一種措施往往因建筑使用功能的要求等，受到限制，不能任意加大梁，柱截面尺寸，從而增加剛度，而僅僅提高混凝土的強度等級對改善結(jié)構(gòu)整體側(cè)向剛度來說又不是很明顯；所以我們最好在第

12、二種和第三種措施中選擇，很多老前輩建議使用受力明確，構(gòu)造簡單，施工也方便的第二種措施即短柱基礎(chǔ)。其截面尺寸及配筋構(gòu)造要求可參照地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范第8.2.6條的規(guī)定確定。1抗震規(guī)范6.1.11條規(guī)定，框架單獨柱基有下列情況之一時宜沿兩個主軸方向設(shè)置基礎(chǔ)系梁： 一級框架和類場地的二級框架； 各柱基承受的重力荷載代表值差別較大； 基礎(chǔ)埋置較深，或各基礎(chǔ)埋置深度差別較大； 地基主要受力層范圍內(nèi)存在軟弱粘性土層、液化土層和嚴(yán)重不均勻土層； 樁基承臺之間。一般情況，基礎(chǔ)系梁宜設(shè)置在基礎(chǔ)頂面，其梁頂標(biāo)高與基礎(chǔ)頂面標(biāo)高相同，當(dāng)基礎(chǔ)系梁梁底標(biāo)高高于基礎(chǔ)頂面時，應(yīng)

13、避免在基礎(chǔ)系梁與基礎(chǔ)之間形成短柱；當(dāng)基礎(chǔ)系梁距基礎(chǔ)頂面較遠(yuǎn)時，基礎(chǔ)系梁應(yīng)按拉梁層（無樓板的框架樓層）進(jìn)行設(shè)計，并參與結(jié)構(gòu)整體計算。2設(shè)置拉梁的目的是為了獨立柱基之間的整體性，有效調(diào)整柱基不均勻沉降和減小首層柱的高度。因此，拉梁應(yīng)有一定的剛度，拉梁的截面的高度取（1/151/20）L，寬度取（1/251/35）L，其中L為柱間距。拉梁位置除樁基承臺外宜在靠近首層地面?？蚣塥毩⒅牡鼗昂奢d及抗震等級無上述情況時，不一定非要設(shè)基礎(chǔ)系梁或（拉梁）不可；尤其當(dāng)柱距較大時，例如單跨廠房，體育館，影劇院，餐廳，及大型站房等，因為這時拉梁的截面高度小，跨度大起不了應(yīng)有的整體性作用。3注意多層鋼筋混凝土框架

14、結(jié)構(gòu)設(shè)置拉梁層的問題。4當(dāng)同時存在抗震規(guī)范第6.1.11條并且又難以滿足抗震規(guī)范5.5.1條的彈性層間位移角限值時，就要求我們采用設(shè)置拉梁層了，這時設(shè)計中應(yīng)注意以下幾個問題：拉梁內(nèi)力的手算（不參加建模,整體計算）計算可選以下倆種方法之一：1）取相連柱軸力F較大者的1/10作為拉梁的軸心受拉或軸心受壓的壓力進(jìn)行承載力計算。拉梁截面配筋應(yīng)上下相同，各不小于214，箍筋不少于6200;拉梁截面可取上述第2條規(guī)定的較小值（承托較重隔墻者除外）。2）以拉梁平衡柱下端彎矩，柱基按中心受壓考慮。拉梁的正彎矩鋼筋全部拉通，支座負(fù)彎矩鋼筋應(yīng)有1/2拉通。此時梁的高度宜取上述第2條規(guī)定的較高值。此時梁的構(gòu)造應(yīng)滿足

15、抗震要求。當(dāng)拉梁承托隔墻或其他豎向荷載時，則應(yīng)將豎向荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力與上述倆種方法之一計算所得之內(nèi)力進(jìn)行組合。拉梁層作為一樓層參與整體計算，豎向荷載同2款，但應(yīng)按1款取軸心拉力與整體所得內(nèi)力組合確定拉梁配筋，一，二，三級框架結(jié)構(gòu)的底層柱底截面彎矩設(shè)計值增大系數(shù)應(yīng)用在首層，不應(yīng)在拉梁以下的底層，否則不安全。拉梁層的拉梁應(yīng)按框架梁設(shè)計，抗震設(shè)計時，拉梁應(yīng)按相應(yīng)抗震等級的框架梁設(shè)置箍筋加密區(qū)。拉梁層無樓板，在PMCAD交互式建模時，應(yīng)定義樓面房間開洞或定義零厚度樓板；結(jié)構(gòu)整體計算時再定義彈性樓板（彈性膜）并采用總剛算法分析。有填充墻等荷載的拉梁，應(yīng)如實輸入作用在拉梁上的線荷載或其他荷載，如樓梯立柱的

16、集中荷載等。設(shè)有拉梁層的框架結(jié)構(gòu)，多了一個拉梁層，宜計算兩次：第一次，將框架柱嵌固在基礎(chǔ)頂面進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計算；第二次，假定拉梁層為地下室，即定義一層地下室后進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計算；用SATWE軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)第二次整體計算時，總體信息中“回填土對地下室約束相對剛度比”可填1，以近似考慮地基土一定程度上的約束；框架梁柱配筋取倆次整體計算結(jié)果的較大值。首層樓面以下基礎(chǔ)頂面以上的框架柱，宜取拉梁層以上及以下框架柱縱向受力鋼筋的較大值通長配筋；抗震設(shè)計時，拉梁以下的框架柱宜全高加密箍筋。作者在做海南洋浦技工學(xué)校實訓(xùn)樓工程時采用第三種措施，按設(shè)拉梁層為地下室，結(jié)構(gòu)計算位移比結(jié)果如下：=工況1=X方向地震力作用下的

17、樓層最大位移              X方向最大值層間位移角:1/567.按拉梁層不作為地下室，結(jié)構(gòu)嵌固于基礎(chǔ)頂時，位移比結(jié)果如下：=工況1=X方向地震力作用下的樓層最大位移     X方向最大值層間位移角:1/458.因為其未考慮回填土約束，還有就是風(fēng)荷載及地震力的失真，由此得出結(jié)論：此位移比結(jié)果是失真的，僅供梁柱配筋使用。設(shè)有拉梁層的框架結(jié)構(gòu)，之所以要進(jìn)行倆次整體計算，其原因是：其一,僅將框架柱嵌固在基礎(chǔ)頂面處進(jìn)行結(jié)構(gòu)整

18、體計算,可以使拉梁層頂面以下.基礎(chǔ)頂面以上框架柱的配筋較為合理，但可能會使拉梁層頂面以上框架柱的配筋不合理,特別是抗震設(shè)計時,一,二,三級抗震等級的框架結(jié)構(gòu),其底層柱底的彎矩增大系數(shù),在這時增大的是基礎(chǔ)頂面處的拉梁層柱下端截面的彎矩(抗震規(guī)范第6.2.3條),而不是增大拉梁層頂面處的結(jié)構(gòu)底層柱下端截面的彎矩,因而可能會使結(jié)構(gòu)的底層柱的配筋偏少。（注：底層指無地下室的基礎(chǔ)以上或地下室以上的首層。）抗震規(guī)范第6.2.3條規(guī)定如下：一、二、三級框架結(jié)構(gòu)的底層，柱下端截面組合的彎矩設(shè)計值，應(yīng)分別乘以增大系數(shù)1.5、1.25和1.15。底層柱縱向鋼筋宜按上下端的不利情況配置。（相應(yīng)第6.2.3條文說明：

19、框架結(jié)構(gòu)的底層柱底過早出現(xiàn)塑性屈服，將影響整個結(jié)構(gòu)的變形能力。底層柱下端乘以彎矩增大系數(shù)是為了避免框架結(jié)構(gòu)柱腳過早屈服。對框架-抗震墻結(jié)構(gòu)的框架，其主要抗側(cè)力構(gòu)件為抗震墻，對其框架部分的底層柱底，可不作要求。混凝土規(guī)范第11.4.3條規(guī)定如下：考慮地震作用組合的框架結(jié)構(gòu)底層柱下端截面和框支柱的頂層柱上端和底層柱下端截面的彎矩設(shè)計值，對一、二、三級抗震等級應(yīng)按考慮地震作用組合的彎矩設(shè)計值分別乘以系數(shù)1.5、1.25和1.15確定。底層柱縱向鋼筋宜按柱上、下端的不利情況配置。）其二，僅假定拉梁層為地下室，將框架柱嵌固在地下室頂面，即拉梁層頂面處進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體計算，這時結(jié)構(gòu)的底層柱下端截面彎矩增大系數(shù)

20、是增大拉梁層頂面處結(jié)構(gòu)的底層柱下端截面的彎矩，因而可以使拉梁層頂面以上結(jié)構(gòu)底層框架柱的配筋合理，但拉梁層頂面以下，基礎(chǔ)頂面以上框架柱的配筋，及拉梁層拉梁的配筋和結(jié)構(gòu)底層頂部框架梁的配筋就未必合理。所以，設(shè)置拉梁層的框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行倆次結(jié)構(gòu)整體計算。配筋取倆者中的較大值拉梁的設(shè)計設(shè)置，計算還會影響到地基基礎(chǔ)，工程師應(yīng)根據(jù)具體情況，具體分析。根據(jù)拉梁的位置不同，地基基礎(chǔ)是否考慮上部的結(jié)構(gòu)的彎矩，也是拉梁甚至基礎(chǔ)設(shè)計重要的一環(huán)。1 設(shè)置在單獨柱基礎(chǔ)頂部的拉梁當(dāng)系梁受彎承載力滿足以下條件時Mb>Mcua（6.1.7）式中Mcua系梁上部柱按實配鋼筋面積和材料強度標(biāo)準(zhǔn)值確定的柱受彎承載力

21、。如下圖（6.1.7）A所示，地基可不考慮上部上部結(jié)構(gòu)的彎矩作用。MbL>Mcua                                           

22、60;                                                 

23、60;                               A 當(dāng)系梁受彎承載力不滿足（）式時，地基應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)的受彎作用。