樁基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書

1、造配筋。2設(shè)計圖紙 設(shè)計圖紙包括以下內(nèi)容：（1）樁基平面布置圖。（2）承臺大樣圖。（3）樁身大樣圖。（4）設(shè)計說明。417參考資料（1）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB 500092006），中國建筑工業(yè)出版社，2007。（2）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 500072002），中國建筑工業(yè)出版社，2002。（3）建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ 942008），中國建筑工業(yè)出版社，2008。（4）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 500102002），中國建筑工業(yè)出版社，2002。（5）趙明華，土力學(xué)與基礎(chǔ)工程（第 2 版），武漢理工大學(xué)出版社，2003。42樁基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書 樁是將建筑物的荷載全部或部分傳遞給地基

2、土或巖層，具有一定剛度和抗彎能力的傳力桿件。樁的性質(zhì)隨樁身材料、制樁方法和樁的截面大小而異，具有很大的適應(yīng)性。樁基礎(chǔ)通常作為荷載較大的建筑物基礎(chǔ)，與其他深基礎(chǔ)相比，其適用范圍最廣，可歸納為以下場合：（1）地基的上層土質(zhì)太差而下層土質(zhì)較好，地基軟硬不均或荷載不均，不能滿足上部 結(jié)構(gòu)對不均勻變形的要求。（2）地基軟弱，不適合采用地基加固措施；或地基土性質(zhì)特殊，例如存在可液化土層、 自重濕陷性黃土、膨脹土及季節(jié)性凍土等。（3）除了存在較大的垂直荷載外，尚有較大的偏心荷載、水平荷載、動力荷載及周期性荷載作用。（4）上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)的不均勻沉降相當(dāng)敏感，或建筑物受到相鄰建筑物、大面積地面 超載的影響。（5

3、）地下水位很高，采用其他深基礎(chǔ)形式施工時排水困難；或位于水中的構(gòu)筑物基礎(chǔ)， 例如橋梁、碼頭和鉆采平臺等。（6）需要長期保存、具有重要歷史意義的建筑物。4，21樁基基本設(shè)計規(guī)定 樁基基本設(shè)計規(guī)定如下。（1）樁基礎(chǔ)應(yīng)按以下兩類極限狀態(tài)設(shè)計：1）承載能力極限狀態(tài)：樁基達到最大承載能力、整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形。2）正常使用極限狀態(tài)：樁基達到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值或達到耐久性要求的某項限值。 根據(jù)建筑規(guī)模、功能特征，對差異變形的適應(yīng)性、場地地基和建筑物體型的復(fù)雜性以及由于樁基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度，將樁基設(shè)計分為表 45 所列的三 個設(shè)計等級。樁基設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)表

4、45 確定設(shè)計等級。1 / 48表 45建筑樁墓設(shè)計等級（2）樁基應(yīng)根據(jù)具體條件分別進行以下承載能力計算和穩(wěn)定性驗算：1）應(yīng)根據(jù)樁基的使用功能和受力特征分別進行樁基的豎向承載力計算和水平承載力計 算。2）對于樁身和承臺結(jié)構(gòu)，應(yīng)進行承載力計算；對于樁側(cè)土不排水、抗剪強度小于 10kPa且長徑比大于 50 的樁，應(yīng)進行樁身壓屈驗算；對于混凝土預(yù)制樁，應(yīng)按吊裝、運輸和錘擊 作用進行樁身承載力驗算；對于鋼管樁，應(yīng)進行局部壓屈驗算。3）當(dāng)樁端平面以下存在軟弱下臥層時，應(yīng)進行軟弱下臥層承載力驗算。4）對位于坡地、岸邊的樁基，應(yīng)進行整體穩(wěn)定性驗算。5）對于抗浮、抗拔樁基，應(yīng)進行基樁和群樁的抗拔承載力計算。6

5、）對于抗震設(shè)防區(qū)的樁基，應(yīng)進行抗震承載力驗算。（3）以下建筑樁基應(yīng)進行沉降計算：1）設(shè)計等級為甲級的非嵌巖樁和非深厚堅硬持力層的建筑樁基。2）設(shè)計等級為乙級的體型復(fù)雜、荷載分布顯著不均勻或樁端平面以下存在軟弱土層的 建筑樁基。3）軟土地基多層建筑減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。（4）對受水平荷載較大或?qū)λ轿灰朴袊?yán)格限制的建筑樁基，應(yīng)計算其水平位移。（5）應(yīng)根據(jù)樁基所處的環(huán)境類別和相應(yīng)的裂縫控制等級，驗算樁和承臺正截面的抗裂 性和裂縫寬度。（6）樁基設(shè)計時，所采用的作用效應(yīng)組合與相應(yīng)的抗力應(yīng)符合以下規(guī)定：1）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

6、。2）計算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時，應(yīng)采用荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合；計算水平 地震作用、風(fēng)荷載作用下的樁基水平位移時，應(yīng)采用水平地震作用、風(fēng)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。3）驗算坡地、岸邊建筑樁基的整體穩(wěn)定性時，應(yīng)采用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合；抗震設(shè)防區(qū)，應(yīng)采用地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。4）在計算樁基結(jié)構(gòu)承載力及確定尺寸和配筋時，應(yīng)采用傳至承臺頂面的荷載效應(yīng)基本 組合。當(dāng)進行承臺和樁身裂縫控制驗算時，應(yīng)分別采用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合和荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久 組合。5）樁基結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級、結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) g 0 應(yīng)按現(xiàn)行有關(guān)建筑 結(jié)構(gòu)規(guī)范的規(guī)定采用，除臨時性建筑外，重要性系數(shù) g 0 不應(yīng)小于 1.

7、0。2 / 486）當(dāng)樁基結(jié)構(gòu)進行抗震驗算時，其承載力調(diào)整系數(shù) YRE 應(yīng)按現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB 500112010）的規(guī)定采用。422資料的收集 樁基礎(chǔ)設(shè)計之前必須充分掌握設(shè)計原始資料，具體情況如下：（1）巖土工程勘察資料：包括工程地質(zhì)報告和圖件，巖土物理力學(xué)性能指標(biāo)及水文地 質(zhì)條件資料，抗震設(shè)防烈度及場地不良地質(zhì)現(xiàn)象資料。（2）建筑場地環(huán)境條件資料：包括建筑場地的平面圖，交通設(shè)施、地下管線和地下構(gòu) 筑物等的分布，相鄰建筑物基礎(chǔ)型式及埋置深度，周圍建筑的防振、防噪聲的要求，泥漿排 泄和棄土條件。（3）建筑物的有關(guān)資料：建筑物的總平面布置圖，安全等級、結(jié)構(gòu)類型、荷重和抗震設(shè)防烈度等。（4

8、）施工機械設(shè)備的進出場及現(xiàn)場運行條件。423擬定設(shè)計方案，選擇樁型和成樁工藝 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型、荷載性質(zhì)、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層土類、地下水位、施工環(huán)境和經(jīng)驗以及樁材供應(yīng)條件等，選擇經(jīng)濟、合理、安全、適用的樁型和成樁工藝（見 表 46）。表 46常用樁型及適用范圍一般來說，對于框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)樁端持力層較堅硬且不太深時，宜選擇大直徑鉆孔或人工 挖孔灌注樁設(shè)計成一柱一樁基礎(chǔ)；對于建筑物同一結(jié)構(gòu)單元，應(yīng)避免采用不同類型的樁，否 則應(yīng)考慮基礎(chǔ)的變形協(xié)調(diào)計算；當(dāng)土中存在預(yù)制樁很難穿越的孤石、廢金屬或殘積層中未風(fēng) 化的巖脈時，不易采用預(yù)制樁。當(dāng)土層分布很不均時，混凝土預(yù)制樁的長度較難掌握；當(dāng)持3

9、 / 48力層層面坡度較大時，預(yù)制樁沉樁時樁身易折斷，宜采用灌注樁。在城市建筑密集區(qū)，預(yù)制 樁和沉管灌注樁的施工可能帶來噪聲，沉樁擠土可能危及臨近建筑物和地下管線的安全，采 用鉆孔灌注樁或人工挖孔灌注樁更為合適。424樁徑與樁長的選擇樁徑與樁長的設(shè)計，應(yīng)綜合考慮荷載的大小、土層性質(zhì)與樁周土阻力狀況、樁基結(jié)構(gòu)特 點、施工設(shè)備與技術(shù)條件等因素后確定，力爭做到既滿足使用要求又經(jīng)濟，最有效地利用和 發(fā)揮地基土和樁身材料的承載性能。設(shè)計時首先擬定尺寸，然后通過基樁計算和驗算，視所 擬定的尺寸是否經(jīng)濟合理再進行最后確定。1樁徑擬定樁的類型選定后，樁徑可根據(jù)各類樁的特點與常用尺寸選擇確定。通常 10 層以下

10、的建 筑可考慮采用直徑 400500mm 左右的灌注樁或邊長 250300mm 的預(yù)制樁；1020 層的建 筑可采用直徑 6001000mm 的灌注樁或邊長 300500mm 的預(yù)制樁；2030 層的建筑可采 用直徑 7001200mm 的鉆（沖、挖）孔灌注樁或邊長 400600mm 的預(yù)制樁；3040 層的 建筑可采用直徑 8001500mm 的大直徑灌注樁；樓層更高的建筑可采用直徑更大的灌注樁。2樁長擬定 確定樁長的關(guān)鍵在于選擇樁端持力層，設(shè)計時，可先根據(jù)地質(zhì)條件選擇適宜的樁端持力層初步確定樁長，并應(yīng)考慮施工的可行性（如鉆孔灌注樁鉆機鉆進的最大深度等）。 一般應(yīng)選擇較硬土層作為樁端持力層。

11、樁端全斷面進入持力層的深度，對于黏性土、粉土，不宜小于 2d（d 為樁身設(shè)計直徑）；對于砂土，不宜小于 15g；對于碎石土，不宜小于d。當(dāng)存在軟弱下臥層時，樁基以下硬持力層厚度不宜小于 3d。 對于嵌巖樁，嵌巖深度應(yīng)綜合荷載、上覆土層、基巖、樁徑和樁長等諸因素確定。嵌入傾斜的完整巖和較完整巖的全斷面深度，不宜小于 04g 且不小于 05m。傾斜度大于 30的中風(fēng)化巖，宜根據(jù)傾斜度及巖石的完整性適當(dāng)加大嵌巖深度。嵌人平整、完整的堅 硬巖和較硬巖的深度，不宜小于 02d 且不應(yīng)小于 02m。在抗震設(shè)防區(qū)，樁進入液化層以下穩(wěn)定土層中的全截面長度除滿足上述要求外，對于碎 石土、礫、粗砂、中砂、密實粉土

12、和堅硬黏性土尚不應(yīng)小于（23）d，對于其他非巖石土 尚不宜小于（45）d。如果在施工條件容許的深度內(nèi)沒有堅硬土層存在，應(yīng)盡可能選擇壓縮性較低、強度較高的土層作為持力層，要避免使樁底坐落在軟土層上或與軟弱下臥層的距離太近，以免樁基礎(chǔ) 發(fā)生過大的沉降。對于摩擦樁，樁底持力層可能有多種選擇，此時確定樁長與樁數(shù)兩者相互牽連，可通過 試算比較，選擇較合理的樁長。摩擦樁的樁長不應(yīng)擬定太短，一般不應(yīng)小于 4m。此外：為 保證發(fā)揮摩擦樁樁底土層支承力，樁端部應(yīng)盡可能達到該土層的樁端阻力臨界深度。3有效樁長的確定初步確定承臺底面標(biāo)高后才能明確有效樁長，以便計算樁基承載力。當(dāng)作用在樁基礎(chǔ)上 的水平力和彎矩較大時，

13、可適當(dāng)降低承臺底面標(biāo)高。在寒凍地區(qū)，承臺底面應(yīng)位于凍結(jié)線以 下不少于 025m。同時，樁頂應(yīng)嵌入承臺一定長度，對大直徑樁宜不少于 l00mm，對于中 等直徑樁宜不少于 50mm。425單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的確定1按單樁豎向靜載試驗確定 根據(jù)單樁豎向靜載試驗確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的方法見建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范（JGJ 1062003）。采用該方法確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，在同一條件下的試樁4 / 48數(shù)量，不宜少于總數(shù)的 1，并不應(yīng)少于 3 根。工程總樁數(shù)在 50 根以內(nèi)時不應(yīng)少于 2 根。2按靜力觸探法確定 采用雙橋探頭的靜力觸探可以確定混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，對于

14、黏性土、粉土和砂土，可按下式計算：Quk = aqc Ap + uåli bi f si式中Quk單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，kN； qc樁端平面上、下探頭阻力，kPa； a樁端阻力修正系數(shù)，對于黏性土、粉土取 23，對于飽和砂土取 12； Ap樁端面積，m2；u樁身周長，m；li 樁周第 i 層土的厚度，m；f si 第 i 層土的探頭平均側(cè)阻力，kPa；5 / 48bi 第 i 層土樁側(cè)綜合修正系數(shù)，對于黏性土、粉土 bi 1004（ ( f si )-0.55，對于37 / 4837 / 48砂土 bi 505（ ( f si )-0.45 。37 / 483按規(guī)范經(jīng)驗參數(shù)法確定

15、規(guī)范經(jīng)驗參數(shù)法是在大量經(jīng)驗及資料積累的基礎(chǔ)上，針對不同樁型推薦的估算公式。 規(guī)范經(jīng)驗參數(shù)法是初步估計樁基承載力和作為非重要工程設(shè)計依據(jù)的方法。（1）對一般預(yù)制樁及中小直徑（d<800mm）的灌注樁，有Quk = Qsk + Q pk = uå qsik li + q pk Ap式中Qsk 單樁總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kN；Qpk 單樁總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kN；qsik 樁側(cè)第 i 層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，可按建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ 94-2008）表 535-l 取值，kPa；q pk 樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，可按建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ 942008）表 535-2取值，kPa。

16、（2）對大直徑樁（d800mm），有Quk = Qsk + Q pk = uåy si qsik li +y p q pk Ap式中qsik 樁側(cè)第 i 層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，可按建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ 37 / 4894-2008）表 535l 取值，kPa；10 / 48q pk 樁徑為 800mm 的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，對于干作業(yè)挖孔（清底干凈）可采用 深層載荷板試驗確定，當(dāng)不能進行深層載荷板試驗時，可按建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ 942008）表 536-1 取值，kPa；y si ，y p 大直徑灌注樁側(cè)阻力、端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)，按表 4.7 取值。 表 47大直徑灌注樁側(cè)

17、阻力尺寸如、端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)y p426基樁豎向承載力特征值的確定1單樁豎向承載力特征值只。根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ 942008），單樁豎向承載力特征值的計算公式為11 / 48式中K安全系數(shù)，K2。2基樁豎向承栽力特征值 RRa =QukK37 / 48（1）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，即R = Ra（2）對于符合下列條件之一的摩擦型樁基，宜考慮承臺效應(yīng)來確定其復(fù)合基樁豎向承載力特征值：1）上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好、體型簡單的建（構(gòu)）筑物。2）對差異沉降適應(yīng)性較強的

18、排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物。3）軟土地基的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。 考慮承臺效應(yīng)的復(fù)合基樁豎向承載力特征值可按下列公式確定。 不考慮地震作用時：R = Ra + hc fak Ac37 / 48考慮地震作用時：R = Ra +z a1.25hc fak Ac37 / 48ps其中A = (A - nA)/ n37 / 4837 / 48式中hc 承臺效應(yīng)系數(shù)，可按表 48 取值；17 / 48fak 承臺下 12 承臺寬度且不超過 5m 深度范圍內(nèi)各層土的地基承載力特征值按 厚度加權(quán)的平均值；Ac 計算基樁所對應(yīng)的承臺底凈面積；psA 樁身截面面積，mm2；A承臺計算域面積（對于柱下獨立樁基，A 為承臺總

19、面積；對于樁筏基礎(chǔ)，A 為柱、 墻筏板的 12 跨距和懸臂邊 25 倍筏板厚度所圍成的面積；對于樁集中布置于單片墻下的樁筏基礎(chǔ)，取墻兩邊各 12 跨距圍成的面積，按條形承臺計算hc ）；ha 地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)，按表 49 取值。表 48承臺效應(yīng)系數(shù) z a427確定基樁根數(shù)及其平面布置 單樁的承載力設(shè)計值確定后，可根據(jù)建筑物上部荷載確定樁基的根數(shù)，根據(jù)建筑物上部結(jié)構(gòu)進行合理的布樁。1樁的根數(shù)估算 基礎(chǔ)所需樁的根數(shù)，根據(jù)承臺頂面的豎向荷載和基樁豎向承載力特征值進行估算。 在軸心荷載作用下：n ³ Fk + GkRa18 / 48在偏心作用下：式中n 樁的根數(shù)；n ³ m

20、 Fk + GkRa37 / 48Fk 在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用在承臺頂面上的豎向力，kN；Gk 在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，樁基礎(chǔ)承臺和承臺上土自重標(biāo)準(zhǔn)值，對地下水位以下部分扣除水的浮力，kN；Ra 基樁或復(fù)合基樁豎向承載力特征值，kN；m 考慮偏心荷載時各樁受力不均而適當(dāng)增加樁數(shù)的經(jīng)驗系數(shù)，可取 m 1112。 估算的樁數(shù)是否合適，在驗算各樁的受力狀況后才可確定。樁數(shù)的確定還須考慮滿足樁基礎(chǔ)水平承載力要求的問題。一般情況下，樁基水平承載力是由基樁的材料強度所控制，可通過對基樁的結(jié)構(gòu)強度設(shè)計（如鋼筋混凝土樁的配筋設(shè)計與截面強度驗算）來滿足。此外， 樁數(shù)的確定與承臺尺寸、樁長及樁的間距的確定相關(guān)聯(lián)

21、，確定時應(yīng)綜合考慮。2樁間距的確定 群樁中樁間距的確定應(yīng)該根據(jù)土類別、成樁工藝以及排列形式來確定樁的最小中心距。一般情況下，穿越飽和軟土的擠土樁，要求樁中心距最大，部分?jǐn)D土樁或穿越非飽和土的擠 土樁次之，非擠土樁最小；對于大面積的樁群，樁的最小中心距宜適當(dāng)加大。基樁的最小中心距應(yīng)符合表 410 的規(guī)定，當(dāng)施工中采取減小擠土效應(yīng)的可靠拖施時，可根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗適 當(dāng)減小。表 410基樁最小中心距3樁的平面布置 樁數(shù)確定后，可根據(jù)樁基受力情況選用單排樁或多排樁樁基。多排樁的排列形式常采用正方形、三角形和梅花形，樁的常見布置形式如圖 42 所示。 樁基礎(chǔ)中樁的平面布置，除應(yīng)滿足前述的最小中心距等構(gòu)造要求

22、外，布樁時還應(yīng)盡量使20 / 48樁群承載力合力點與豎向永久荷載合力作用點重合。當(dāng)作用于樁基的彎矩較大時，宜盡量將 樁布置在距承臺形心較遠處，采用外密內(nèi)疏的布置方式，以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。在排列基樁時，應(yīng)考慮使樁基受水平力和力矩較大方向 有較大的截面模量。為了增強建筑物短邊方向的整體穩(wěn)定性，可考慮將橫墻下的承臺梁在外 縱墻以外布置兩根探頭樁。在墻體開洞下方不 布樁，特殊情況下必須布樁時應(yīng)先加固洞口處 承臺梁。在梁式承臺或板式承臺下布樁應(yīng)奉著 減小彎矩的原則，盡量在柱和墻下布樁。428樁基承載力驗算樁基的驗算包括正常使用極限狀態(tài)的驗 算和承載能力極限狀態(tài)

23、的驗算。正常使用極限 狀態(tài)的驗算包括樁基豎向和水平向承載力驗 算、樁基的沉降驗算，樁身和承臺的抗裂和裂縫寬度驗算，以及樁端平面以下軟弱下臥層的承 載力驗算。承載能力極限狀態(tài)的驗算包括樁身及 承臺承載力驗算。4281樁頂作用效應(yīng)驗算 樁的平面布置確定后，初步估算承臺尺寸及其上覆地基土自重 ck 后才能計算樁頂作用效應(yīng)。樁頂荷載的計算簡圖如圖 43 所示。 對于一般建筑物和受水平力（包括力矩與水平力）較小的高層建筑群樁基礎(chǔ)，應(yīng)按下列公式 計算柱、墻中基樁或復(fù)合基樁的樁頂作用效應(yīng)。1豎向力 軸心豎向力作用下：N = Fk + Gk kn偏心豎向力作用下；N= Fk + Gk ± M xk

24、yi ± M yk xiikå 2å 2ny1x1式中Fk 在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于承臺頂面的豎向力，kN；Gk 樁基承臺和承臺上土自重標(biāo)準(zhǔn)值，kN，對穩(wěn)定的地下水位以下部分應(yīng)扣除水 的浮力；N k 在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力下，基樁或復(fù)合基樁的平均豎向力，kN；N ik 在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力下，第 i 基樁或復(fù)合基樁的豎向力，kN；21 / 48M xk 、 M yk 在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于承臺底面，繞通過群樁形心的 x、y 主 軸的力矩，kN·m；xi 、 x j 和 yi 、 y j 第 i、j 基樁或復(fù)合基樁至 y 和 x 軸

25、的距離，m。22 / 482水平力水平力可按下式計算：H kH ik =n37 / 48式中Hk在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于承臺底面的水平力，kN；H ik 在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于第 i 基樁或復(fù)合基樁的水平力，kN；n樁基中的樁數(shù)。 注意：上述樁頂作用效應(yīng)的計算結(jié)果，只適用于根據(jù)基樁的承載力特征值計算樁數(shù)；如果用于驗算樁身承載力，樁頂作用的形式不變，但所有的荷載均對應(yīng)于荷載效應(yīng)基奉組合， 計算得到的基樁豎向力均為設(shè)計值。4282樁基豎向承載力驗算 樁基豎向承載力計算應(yīng)符合以下要求。1荷栽效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 在軸心豎向力作用下：N k £ R37 / 48在偏心豎向力作用下：Nk m

26、ax £ 1.2R37 / 48式中Nk在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力作用下，基樁或復(fù)合基樁的平均豎向力，kN；N k max 在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合偏心豎向力下，樁頂最大豎向力，kN；R基樁或復(fù)合基樁豎向承載力特征值。2地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 在軸心豎向力作用下：N Ek £ 1.25R在偏心豎向力作用下，除滿足上式外，尚應(yīng)滿足下式的要求：N Ek max £ 1.5R式中NEk 在地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，基樁或復(fù)合基樁的平均豎向力，kN；N Ek max 在地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，基樁或復(fù)合基樁的最大豎向力，kN。對于主要承受豎向荷載的抗

27、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37 / 48應(yīng)計算可不考慮地震作用：（1）按現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB 500112010）的規(guī)定可不進行抗震承載力驗算 的建筑物。（2）建筑場地位于建筑抗震的有利地段。4283樁身豎向承載力驗算 樁身應(yīng)進行承載力驗算。鋼筋混凝土軸心受壓樁正截面受壓承載力應(yīng)符合以下規(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 時：c c psy SN £ y f A+ 0.9 f ' A¢（2）當(dāng)樁身配筋不符合上述條款時：N £ y c f c Aps式中N荷載效應(yīng)基本組合下的樁頂軸向壓力設(shè)

28、計值，kN；fc混凝土的軸心抗壓強度設(shè)計值，kPa；f y¢ 縱向鋼筋的抗壓強度設(shè)計值，kPa；psA 樁身的截面面積，m2；sA¢ 縱向鋼筋的橫截面積，m2；y c 施工工藝系數(shù)，對于混凝土預(yù)制樁y c 0.85，對于干作業(yè)非擠土灌注樁y c 0.90，對于泥漿護壁和套管護壁非擠土灌注樁、部分?jǐn)D土灌注樁和擠土灌注樁杠y c 0.70.8， 對于軟土地區(qū)擠土灌注樁y c 0.6。4284樁基水平承載力驗算忽略樁身、承臺和地下墻體側(cè)面與土體之間的黏著力和摩擦力，對樁水平的抗力作用采 用以下驗算方法：H ik £ Rh式中H ik 在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于基樁 i

29、 樁頂處的水平力，kN；Rh 單樁基礎(chǔ)或群樁中基樁的水平承載力特征值，kN，對于單樁基礎(chǔ)可取單樁的水平承載力特征值 Rha 。 單樁的水平承載力特征值 Rha 按以下規(guī)定確定：（1）對于受水平荷載較大的設(shè)計等級為甲級、乙級的建筑樁基，單樁的水平承載力特27 / 48征值應(yīng)通過單樁水平靜載試驗確定。（2）對于鋼筋混凝土預(yù)制樁、鋼樁和樁身全截面配筋率不小于 065的灌注樁，可根28 / 48據(jù)靜載荷試驗結(jié)果取地面處為 10mm（對于水平位移敏感的建筑物取水平位移 6mm）所對應(yīng) 的荷載的 75為單樁水平承載力特征值。對于樁身配筋率小于 065的灌注樁，可取單樁 水平靜載試驗的臨界荷載的 75作為單

30、樁水平承載力特征值。（3）當(dāng)缺少單樁水平靜載試驗資料時，可按下式估算樁身配筋率小于 065的灌注樁的單樁水平承載力特征值：29 / 48ç÷R= 0.75ag mftW0(1.25 + 22r)æ1 ±z N N k ö37 / 48havgg f A37 / 48對圓形截面：Mèm t n ø37 / 480W = pd d 2 + 2(aE -1)r032gd 2 37 / 4837 / 482A = pdn41 + (aE - 1)r 37 / 4837 / 48對方形截面：gW = b d 2 + 2(aE - 1)

31、r060gb 2 37 / 48ngA = b 2 + 1 + (aE -1)r 式中 a 樁的水平變形系數(shù)，1m，計算方法見后，Rha 單樁水平承載力特征值，kN，“+”、“一”根據(jù)樁頂豎向力性質(zhì)確定， 壓力取“+”，拉力取“一”；g m 樁橫截面模量塑性系數(shù)，對于圓形截面 g m 2，對于矩形截面 g m 175；ft 樁身混凝土抗拉強度設(shè)計值，kPa；W0 樁身換算截面受拉邊緣的截面模量；vM 樁身最大彎矩系數(shù)，當(dāng)單樁基礎(chǔ)和單排樁縱向軸線與水平力方向相垂直時，按樁頂鉸接考慮，可按表 411 取值；r g 樁身配筋率；nA 樁身換算截面積，m2；z N 樁頂豎向力影響系數(shù)，壓力取 05，拉

32、力取 10；37 / 48N k 在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下樁頂?shù)呢Q向力，kN；d樁直徑；d0扣除保護層厚度的樁直徑；39 / 48b正方形截面邊長；b0扣除保護層厚度的樁界面寬度；aE 鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值。 當(dāng)樁的水平承載力由水平位移控制，且缺少單樁水平靜載試驗資料時，可按下式估算預(yù)制樁、鋼樁和樁身配筋率不小于 o65的灌注樁的單樁水平承載力特征值：40 / 483R= 0.75 aEI c37 / 48vha0 ax對鋼筋混凝土樁：EI = 0.85Ec I 0對圓形截面：I 0 = W0 d / 2對矩形截面：I 0 = W0b0 / 2式中EI 樁身抗彎剛度；Ec 混凝土的彈

33、性模量；I 0 樁身換算截面慣性矩；c 0 a 樁頂容許水平位移，m；vx 樁頂水平位移系數(shù)，按表 4.11 取值。表 4.11 樁頂（身）最大彎矩系數(shù) vM 和樁頂水平位移系數(shù) vx37 / 48樁的水平變形系數(shù) a(1/ m)可按下式計算：43 / 48a = 5mb0EI37 / 4837 / 48對于圓形樁：當(dāng)直徑 d £ 1m 時，有當(dāng)直徑 d > 1m 時，有b0 = 0.9(1.5d + 0.5)b0 = 0.9(d + 1)37 / 4837 / 48對于方形樁：當(dāng)邊寬 b £ 1m 時，有當(dāng)邊寬 b > 1m 時，有b0 = 1.5b + 0.

34、5b0 = b + 137 / 48式中m 平抗力系數(shù)的比例系數(shù)，宜通過單樁水平靜載試驗確定，當(dāng)無靜載試驗資料時，可按表 4.12 取值；b0 樁身的計算寬度，m；EI 樁身抗彎剛度，計算方法同前，表 412樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù) m 值37 / 4850 / 48429樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計4291灌注樁 灌注樁樁身可按構(gòu)造配筋，具體要求如下。1配筋率當(dāng)樁徑為 3002000mm 時，正截面配筋率取 065002（大直徑取低值，小直 徑取高值）。對于受荷載特別大的樁、抗拔樁和嵌巖端承樁應(yīng)根據(jù)計算確定配筋率，并不小 于上述規(guī)定值。2配筋長度（1）端承型樁以及位于坡地、岸邊的基樁應(yīng)沿樁身等截面或變截

35、面通長配筋。（2）摩擦型灌注樁配筋長度不應(yīng)小于 23 樁長；當(dāng)受水平荷載時，配筋長度尚不宜小 于 40 a （ a 為樁的水平變形系數(shù)）。（3）對于受地震作用的基樁，樁身配筋長度應(yīng)穿過可液化土層和軟弱土層，進入穩(wěn)定土層的深度不應(yīng)小于（23）d（d 為樁身設(shè)計直徑）。（4）抗拔樁及因地震作用、凍脹或膨脹力作用而受拔力的樁，應(yīng)在等截面或變截面通 長配筋。3配筋要求對于受水平荷載的樁，主筋不應(yīng)小于 8 中 12；對于抗壓樁，主筋不少于 6 中 10；縱向 鋼筋應(yīng)沿樁身周邊均勻布置，其凈距不應(yīng)小于 60mm。4箍筋配置箍筋采用螺旋式，直徑不宜小于 6mm，間距宜為 200300mm；受水平荷載較大的樁

36、基 和抗震樁基，以及考慮主筋作用計算樁身受壓承載力時，樁頂以下 5d 范圍內(nèi)箍筋應(yīng)適當(dāng)加密，間距不應(yīng)大于 100mm；當(dāng)鋼筋籠長度超過 4m 時，為加強其剛度，應(yīng)每隔 2m 左右設(shè)一道直徑不小于 12mm 的焊接加勁箍筋。5混凝土材料要求樁身混凝土強度等級一般不得低于 C25，混凝土預(yù)制樁尖的混凝土強度等級不得低于C30，為保證樁頭具有設(shè)計強度，施工時應(yīng)超灌 50cm 以上，以除掉混凝土澆注面處浮漿層。6混凝土保擴層灌注樁主筋的混凝土保護層厚度不小于 35mm，水下灌注樁的混凝土保護層厚度不小于50mm。4292混凝土預(yù)制樁 樁基設(shè)計時，樁身結(jié)構(gòu)強度需滿足整個施工階段和使用階段期間的各種最不利

37、受力狀態(tài)。在許多場合下，對于預(yù)制混凝土樁，在吊運和沉樁過程中所產(chǎn)生的內(nèi)力往往在樁身結(jié)構(gòu) 計算中起到控制作用。因此，預(yù)制樁結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足其在吊裝和打樁工程中所受到的最大荷載。1混凝土預(yù)制樁構(gòu)造要求混凝土預(yù)制樁的截面邊長不應(yīng)小于 200mm；預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制樁的截面邊長不宜小于350mm。 預(yù)制樁的樁身配筋應(yīng)按吊裝、打樁及樁在建筑物中受力等條件計算確定。預(yù)制樁的最小配筋率不宜小于 080，一般可為 1左右，當(dāng)采用靜壓法沉樁時，其最小配筋率不宜小 于 06。主筋直徑不宜小于 14mm，箍筋直徑可取 68mm，間距不大于 200mm，在打人樁頂（45）d 長度范圍內(nèi)和樁尖處箍筋應(yīng)適當(dāng)加密，并設(shè)置鋼筋網(wǎng)

38、片。當(dāng)采用打入法沉樁 時，直接受到錘擊的樁頂應(yīng)放置三層鋼筋網(wǎng)。樁尖在沉入土層以及使用期中要克服土的阻力，51 / 48因此應(yīng)將所有主筋焊在一根圓鋼上，或在樁尖處用鋼板加強。圖 44 為混凝土預(yù)制樁構(gòu)造 示意圖。預(yù)制樁的混凝土強度等級不宜低于 C30，預(yù)應(yīng)力混凝土樁的混凝土強度等級不宜低于C40，預(yù)制樁縱向鋼筋的混凝土保護層厚度不宜小于 30mm。2預(yù)制樁樁身結(jié)構(gòu)強度驗算 預(yù)制樁除了考慮上述構(gòu)造要求外，還要考慮起吊、運輸和錘擊過程中的強度驗算。 樁在起吊和運輸過程中的受力狀態(tài)與梁相同，一般按兩支點（樁長 L<18m 時）或三支點（樁長 L18m 時）起吊和運輸；在打樁架下豎起時，按一支點吊

39、立。吊點的設(shè)置應(yīng)使樁身 在自重下產(chǎn)生的正負彎矩相等，如圖 4.5 所示。樁身配筋時應(yīng)按起吊過程中樁身最大彎矩計算，主筋一般通常配筋，當(dāng)考慮起吊和運輸過程中受到?jīng)_擊和振動時，將樁身重力乘以 13的動力系數(shù)。一般普通混凝土的樁身配筋由起吊和吊力的強度來控制。52 / 48樁身配筋驗算可按下列公式計算：x =f y Asa1 f c b£ xb h037 / 48M = aç÷0f bxæ h - x ö54 / 48èu1 c2 ø37 / 48并要求：M 1 £ M u37 / 4837 / 48式中x 混凝土受壓區(qū)

40、高度，m；M 2 £ M u37 / 48As 樁身受彎一側(cè)縱向鋼筋截面面積，m2；a1 等效矩形應(yīng)力圖的系數(shù)，混凝土強度等級不超過 C50 時，取 a1 10；b 樁邊寬，m；h0 樁截面有效高度，m；37 / 48xb 界限相對受壓區(qū)高度，m，對 I 級鋼 xb o614，對 II 級鋼 xb055；37 / 48M u 樁身截面極限承載力，kN·mf y 鋼筋抗拉強度設(shè)計值，kPa；f c 混凝土軸心受壓強度設(shè)計值，kPa。4210承臺的設(shè)計計算 承臺的作用是將樁連成一個整體，并將建筑物的荷載傳到樁上，因此承臺應(yīng)具有足夠的強度和剛度。承臺設(shè)計包括承臺的尺寸和構(gòu)造設(shè)計、

41、承臺的內(nèi)力計算以及承臺厚度及強度計 算。42101承臺的構(gòu)造要求1承臺的尺寸和配筋構(gòu)造要求 承臺的平面尺寸一般由上部結(jié)構(gòu)、樁數(shù)及布樁形式?jīng)Q定，通常墻下條形基礎(chǔ)做 成承臺梁，柱下樁基宜采用板式承臺（矩形和三角形），剖面可做成錐形、臺階形或平板形。 柱下獨立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。對于墻下條形承臺梁，樁的外邊緣至承臺梁邊緣的距離不應(yīng)小于 75mm，承臺的最小厚度不應(yīng)小于300mm。柱下獨立樁基承臺鋼筋應(yīng)通長配置見圖 4.6（a），對四樁以上（含四樁）承臺宜按37 / 48雙62 /

42、 48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)見圖 46（6）。柱下獨立樁基承臺的最小配筋率不應(yīng)小于 015。 承臺混凝土強度等級不應(yīng)低于 C25。承臺底面鋼筋的混凝土保護層厚度，當(dāng)有混凝土墊 層時，不應(yīng)小于 50mm當(dāng)無混凝土墊層時，不應(yīng)小于 70mm。此外，混凝土保護層厚度尚不應(yīng)小于樁頭嵌入承臺內(nèi)的長度?；炷翂|層的厚度宜為 100mm，混凝土強度等級宜為 C10。2樁與承臺的連接構(gòu)造樁嵌入承臺內(nèi)的長度，對于中等直徑樁，不宜小于 50mm；對于大直徑樁，不宜小于100mm?；炷翗兜臉俄斨鹘顟?yīng)伸人承臺內(nèi)，其錨固長度不宜小于 35

43、倍縱向主筋直徑。 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。3柱與承臺的連接構(gòu)造 對于一柱一樁基礎(chǔ)，當(dāng)柱與樁直接連接時，柱縱向主筋錨人樁身內(nèi)長度不應(yīng)小于 35 倍縱向主筋直徑。對于多樁承臺，柱縱向主筋應(yīng)錨人承臺不小于 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 90°彎折。當(dāng)有抗震設(shè)防要求時，對于一、二級抗震等級的柱，縱向主筋錨固長度應(yīng)乘以系數(shù) 115；對于三級抗震等級的柱，縱向主筋錨固長度應(yīng)乘以系數(shù) 1.15。4承臺與承臺之間連接構(gòu)造 當(dāng)為一柱一樁時，應(yīng)在樁頂兩個主軸方向上設(shè)置連系梁。當(dāng)樁

44、與柱的截面直徑之比大于2 時，可不設(shè)連系梁。兩樁樁基的承臺，應(yīng)在其短向設(shè)置連系粱。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)置連系梁。連系粱頂面宜與承臺頂面位于同一標(biāo)高。連系粱寬度不宜小于 250mm，其高度可取承臺中心距的 110115，且不宜小于 400mm。 連系粱配筋應(yīng)按計算確定，梁上下部配筋不宜小于 2 根直徑 12mm 的鋼筋；位于同一軸線上的相鄰跨連系梁縱筋應(yīng)連通。42102承臺的計算1承臺的抗彎計算 柱下獨立樁基承臺（四樁及三樁承臺）在配筋不足的情況下將產(chǎn)生彎曲破壞，其破壞特征呈梁式破壞。破壞時的屈服線如圖 4，7 所示，最大彎矩產(chǎn)生于屈服線處。根據(jù)極限平衡原理，承臺彎

45、矩可進行如下計算。63 / 48（1）柱下多樁矩形承臺見圖 47（a）。彎矩的計算截面應(yīng)取在柱邊和承臺高度變化 處，并按下列公式計算：M x = å N i yiM y = å N i xi式中Mx、My垂直 c、y 軸方向計算截面處的彎矩設(shè)計值，kN·m；xi 、 yi 垂直 c、y 軸方向自樁軸線至相應(yīng)計算截面的距離，m；Ni 在荷載效應(yīng)基本組合下，扣除承臺和承臺上土自重設(shè)計值后 i 樁豎向凈反力設(shè)計值，當(dāng)不考慮承臺效應(yīng)時則為樁豎向總反力設(shè)計值，kN。（2）柱下三樁三角形承臺見圖 47（6）。彎矩計算截面應(yīng)取在柱邊，并按下列公 式計算：M x = N x xM

46、 y = N x y2拄下樁基獨立承臺的沖切計算當(dāng)樁基承臺的有效高度不足時；承臺將產(chǎn)生沖切破壞。承臺的沖切破壞主要有兩種方式： 一種方式是由柱邊緣或承臺變階處沿大于或等于 45°斜面拉裂形成沖切錐體破壞；另一種方式是角樁頂部對于承臺邊緣形成大于或等于 45°向上沖切半錐體破壞，如圖 4.8 所示。（1）柱對承臺的沖切承載力可按下式進行計算（見圖 48）：64 / 48F £ 2b(b + a)+ b(h + a)bf h37 / 48l0 xc0 y0 yc0 xhp t 066 / 48其中Fl = F - å N i37 / 48b 0 x =l0

47、x + 0.268 / 4837 / 48b 0 y =0.84l0 y + 0.237 / 4837 / 48l0 x =a0 xh037 / 4837 / 48l0 y =a0 yh037 / 48式中Fl 不計承臺及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下作用于沖切破壞錐體上的沖切力設(shè)計值，kN；b hp 承臺受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng) h 800mm 時 b hp 取 10，當(dāng) h 2000mm 時 b hp 取 09，其間按線性內(nèi)插法取值；ft 承臺混凝土抗拉強度設(shè)計值，kPa；h0 承臺沖切破壞錐體的有效高度，m；b 0 x 、 b 0 y x、y 方向柱的沖切系數(shù)；l0 x 、 l0

48、 y 沖跨比，其值均應(yīng)滿足 0.251.0 的要求；a0 x 、 a0 y x、y 方向柱邊至最近樁邊的水平距離，m；hc 、 bc x、y 方向的柱截面的邊長，m；F不計承臺及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下柱（墻）底的豎向荷載設(shè) 計值，kN；å N i 不計承臺及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下沖切破壞錐體內(nèi)各基樁或復(fù)合 基樁的反力設(shè)計值之和，kN。（2）階形承臺受上階的沖切承載力可按下式進行計算（見圖 48）：37 / 48F £ 2b(b + a)+ b(h + a)bf h37 / 48l1x 11 y1 y11xhpt 1037 / 4837 / 48其中b1x

49、 =0.8437 / 48l1x + 0.280 / 48b1 y =l1xl1 y + 0.2= a1xh1081 / 48a1 yl =1 yh10式中b1x 、 b1 y x、y 方向上變階處的沖切系數(shù)；l1x 、 l1 y 沖跨比，其值均應(yīng)滿足 02510 的要求；h1 、 b1 x、y 方向承臺上階的邊長，m；a1x 、 a1 y x、y 方向承臺上階邊至最近樁邊的水平距離，m；h10 承臺變階處沖切破壞錐體的有效高度，m。在以上計算中，對于圓柱及圓樁，計算時應(yīng)將截面換算成方柱或方樁，即換算柱截面 邊長 bc = 0.8d c 。（ d c 為圓柱直徑），換算樁截面邊長 bp = 0

50、.8d （d 為圓樁直徑）。（3）角樁對承臺的沖切承載力計算。在偏心荷載作用下，某一角樁會承受最大豎向力， 而當(dāng)角樁向上沖切時，抗沖切的錐面只有一半（見圖 49），亦即對于四棱臺只有兩個沖切 面，因此角樁的沖切是最危險的。1）四樁（含四樁）以上承臺受角樁的沖切式計算（見圖 49）：37 / 48éæ£ç+a1 y ö÷ +æa1x ÷ù37 / 48Ntêb1x c237 / 48ëèb1 y c1ç+2 øèú b hp ft h0&

51、#246;2 øû85 / 48其中b1x =l1x + 0.286 / 4837 / 48b1 y =0.56l1 y + 0.237 / 48a1xl =1xh10a1 yl =1 yh10式中Nl 不計承臺及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合作用下角樁反力設(shè)計值，kN；b1x 、 b1 y 角樁沖切系數(shù)；l1x 、 l1 y 角樁沖跨比，其值均應(yīng)滿足 0.251.0 的要求；c1 、 c2 從角樁內(nèi)側(cè)邊緣至承臺外邊緣的距離；a1x 、 a1 y 從承臺底角樁內(nèi)邊緣引 45°沖切線與承臺頂面相交點至角樁內(nèi)邊緣的水平距離，m，當(dāng)柱或承臺變階處位于該 45°線以內(nèi)時，則取由柱邊或變階處與 樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線（見圖 49）；h0 承臺外邊緣的有效高度。2）三樁三角形承臺受角樁的沖切承載 力計算（見圖 4.10）：對底部角樁：37 / 48Nl £ b11 (2c1 + a11 )b hp其中tan q12f