第五章、樁基礎

1、第五章 樁基礎設計5.1 概述一、樁的應用一、樁的應用1 歷史十九世紀以前歷史十九世紀以前 (1)7000-8000年前湖上居民年前湖上居民,浙江河姆渡。浙江河姆渡。 (2)3000-4000年前在羅馬年前在羅馬 (3)西安灞橋西安灞橋,北京御河橋北京御河橋,隋唐建塔隋唐建塔2十九世紀開始，材料和動力進步。十九世紀開始，材料和動力進步。 鑄鐵管樁，鑄鐵管樁，1824年波特蘭水泥注冊專利年波特蘭水泥注冊專利3 十九世紀末，現(xiàn)場鉆孔樁十九世紀末，現(xiàn)場鉆孔樁 (1897, Raymond)二、樁基技術發(fā)展的特點二、樁基技術發(fā)展的特點 樁基技術的發(fā)展受工業(yè)化的影響巨大樁基技術的發(fā)展受工業(yè)化的影響巨大

2、； 水泥工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、化學工業(yè)等水泥工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、化學工業(yè)等 樁型及施工工藝的推陳出新，在樁基的設計理論和概念、樁的樁型及施工工藝的推陳出新，在樁基的設計理論和概念、樁的效用都產(chǎn)生了許多實質性的變化效用都產(chǎn)生了許多實質性的變化 ； 樁基技術的改良和發(fā)展，樁已不只是單獨地被應用，在許多情樁基技術的改良和發(fā)展，樁已不只是單獨地被應用，在許多情況下，它與其它的基礎形式或工藝聯(lián)合應用；樁的發(fā)展趨勢表況下，它與其它的基礎形式或工藝聯(lián)合應用；樁的發(fā)展趨勢表明，樁身的超高強度、大直徑、超長度、無公害沉樁工藝，以明，樁身的超高強度、大直徑、超長度、無公害沉樁工藝，以及完美的施工控制技術等已經(jīng)成為未來樁基改

3、良和發(fā)展的重要及完美的施工控制技術等已經(jīng)成為未來樁基改良和發(fā)展的重要內(nèi)容。內(nèi)容。 樁基的施工監(jiān)測和檢測形成相當豐富有效的技術。樁基的施工監(jiān)測和檢測形成相當豐富有效的技術。 5.1 5.1 概述概述三、樁基礎特點三、樁基礎特點優(yōu)點將荷載傳遞到下部好土層將荷載傳遞到下部好土層,承承載力高載力高沉降量小沉降量小抗震性能好抗震性能好,穿過液化層穿過液化層承受抗拔承受抗拔(抗滑樁抗滑樁)及橫向力及橫向力(如風載荷如風載荷)1. 與其他深基礎比較與其他深基礎比較,施工造價施工造價低低缺點缺點施工對環(huán)境影響施工對環(huán)境影響預制樁施工噪音預制樁施工噪音, , 鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁的泥漿，的泥漿，有地下室時有地下

4、室時, ,有一定干擾有一定干擾, ,深基深基坑中做樁?？又凶鰳?。5.1 5.1 概述概述軟 土 層5.1 5.1 概述概述石樁和木樁基礎石樁和木樁基礎 西安灞橋（1834年清道光14年）5.1 5.1 概述概述木樁基礎木樁基礎上海河南路橋木樁基礎（1923年）5.1 5.1 概述概述Did you even wonder what a city would look like without soil?5.1 5.1 概述概述5.1 5.1 概述概述新加坡發(fā)展銀行新加坡發(fā)展銀行,四四墩墩, 每墩直徑每墩直徑7.3m將荷載傳遞到下部將荷載傳遞到下部好土層好土層,承載力高承載力高大直徑鉆孔樁大直徑

5、鉆孔樁風化砂巖及粉砂巖風化砂巖及粉砂巖部分風化及部分風化及不風化泥巖不風化泥巖5.1 5.1 概述概述新加坡發(fā)展銀行新加坡發(fā)展銀行,四四墩墩7.3m5.1 5.1 概述概述現(xiàn)現(xiàn)場場灌灌注注護護坡坡樁樁造造價價低低5.1 5.1 概述概述現(xiàn)現(xiàn)場場灌灌注注護護坡坡樁樁造造價價低低5.1 5.1 概述概述四、樁基的適用工程情況四、樁基的適用工程情況 地基上層土的土質太差而下層土的土質較好；或地基土軟硬不地基上層土的土質太差而下層土的土質較好；或地基土軟硬不均；或荷載不均，不能滿足上部結構對不均勻變形限制的要求。均；或荷載不均，不能滿足上部結構對不均勻變形限制的要求。 地基軟弱或地基土性特殊，存在較深

6、厚的軟土、可液化土層、地基軟弱或地基土性特殊，存在較深厚的軟土、可液化土層、自重濕陷性黃土、膨脹土及季節(jié)性凍土等，采用地基改良和加自重濕陷性黃土、膨脹土及季節(jié)性凍土等，采用地基改良和加固措施不合適。固措施不合適。 除承受較大豎向荷載外，尚有較大的偏心荷載、水平荷載、動除承受較大豎向荷載外，尚有較大的偏心荷載、水平荷載、動力或周期性荷載作用。力或周期性荷載作用。 上部結構對基礎的不均勻沉降相當敏感；或建筑物受到大面積上部結構對基礎的不均勻沉降相當敏感；或建筑物受到大面積地面超載的影響。地面超載的影響。 地下水位很高，采用其它基礎型式施工困難；或位于水中的構地下水位很高，采用其它基礎型式施工困難；

7、或位于水中的構筑物基礎，如橋梁、碼頭、采油平臺等。筑物基礎，如橋梁、碼頭、采油平臺等。 需要長期保存、具有重要歷史意義的建筑物。需要長期保存、具有重要歷史意義的建筑物。5.1 5.1 概述概述5.2 樁基的基本要求與概率極限狀態(tài)設計一、樁基設計的基本要求樁基形式的合理選擇 地質條件、建筑的體型和結構特點、建筑物功能持力層與樁長的合理選擇 單樁承載力、沉降變形、單方混凝土的承載力、施工技術樁的布置是否合理 均勻布樁、內(nèi)疏外密、外疏內(nèi)密樁基水平承載力是否滿足 風荷載、地震荷載、波浪荷載等施工和使用是否可行 環(huán)境條件、造價、交通、地下生命線工程等5.2 5.2 設計設計二二 樁基極限狀態(tài)樁基極限狀態(tài)

8、 樁基承載能力極限狀態(tài)：樁基承載能力極限狀態(tài)： 樁基達到最大承載能力或整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)樁基達到最大承載能力或整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形；承載的變形； 正常使用極限狀態(tài)：正常使用極限狀態(tài)： 對應于樁基達到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值或對應于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達到耐久性要求的某項限值 5.2 5.2 設計設計5.2 5.2 設計設計建筑樁基設計等級建筑樁基設計等級 （2008版） 設計等級建筑類型甲級（1）重要的建筑（2）30層以上或高度超過100m的高層建筑（3）體型復雜且層數(shù)相差超過10層的高低層(含純地下室)連體建筑（4）20層

9、以上框架核心筒結構及其他對差異沉降有特殊要求的建筑（5）場地和地基條件復雜的7層以上的一般建筑及坡地、岸邊建筑（6）對相鄰既有工程影響較大的建筑乙級除甲級、丙級以外的建筑丙級場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的7層及7層以下的一般建筑三三 、極限狀態(tài)設計樁基內(nèi)容與荷載組合、極限狀態(tài)設計樁基內(nèi)容與荷載組合1、樁基均應進行承載力計算和穩(wěn)定性驗算應根據(jù)樁基的使用功能和受力特征分別進行樁基的應根據(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豎向承載力計算和水平承載力計算承載力計算；應對樁身和承臺結構承載力進行計算；對于樁側土不排水抗剪強度小于應對樁身和承臺結構承載力進行計算；對于樁側土不排

10、水抗剪強度小于10kPa、且長徑比大于、且長徑比大于50的樁應進行的樁應進行樁身壓屈驗算樁身壓屈驗算；對于混凝土預制樁應；對于混凝土預制樁應按吊裝、運輸和錘擊作用進行按吊裝、運輸和錘擊作用進行樁身承載力驗算樁身承載力驗算；對于鋼管樁應進行；對于鋼管樁應進行局部壓局部壓屈驗算屈驗算；當樁端平面以下存在軟弱下臥層時，應進行當樁端平面以下存在軟弱下臥層時，應進行軟弱下臥層承載力驗算軟弱下臥層承載力驗算；對位于坡地、岸邊的樁基應進行對位于坡地、岸邊的樁基應進行整體穩(wěn)定性驗算整體穩(wěn)定性驗算；對于抗浮、抗拔樁基，應進行對于抗浮、抗拔樁基，應進行基樁和群樁的抗拔承載力計算基樁和群樁的抗拔承載力計算；對于抗震

11、設防區(qū)的樁基應進行對于抗震設防區(qū)的樁基應進行抗震承載力驗算抗震承載力驗算。5.2 5.2 設計設計2 2、 樁基的變形驗算：樁基的變形驗算： 樁端持力層為軟弱土的甲、乙級建筑，樁基樁端持力層為軟弱土的甲、乙級建筑，樁基以及樁端持力層為粘性土、粉土或存在軟弱以及樁端持力層為粘性土、粉土或存在軟弱下臥層的甲級建筑樁基，并宜下臥層的甲級建筑樁基，并宜考慮上部結構考慮上部結構與樁基的相互作用與樁基的相互作用； 承受較大水平荷載或對水平變位要求嚴格的承受較大水平荷載或對水平變位要求嚴格的乙級建筑樁基應驗算乙級建筑樁基應驗算水平變位水平變位；按正常使用極限狀態(tài)驗算樁基沉降時采用荷按正常使用極限狀態(tài)驗算樁基

12、沉降時采用荷載的載的長期效應組合長期效應組合。主要是地基土的主固結。主要是地基土的主固結變形和次固結變形存在顯著的時間效應，沉變形和次固結變形存在顯著的時間效應，沉降的產(chǎn)生是同荷載的長期效應相聯(lián)系的。降的產(chǎn)生是同荷載的長期效應相聯(lián)系的。5.2 5.2 設計設計3 3、樁身和承臺抗裂和裂縫寬度驗算：、樁身和承臺抗裂和裂縫寬度驗算： 根據(jù)使用條件要求混凝土不得出現(xiàn)裂縫的樁基應進行根據(jù)使用條件要求混凝土不得出現(xiàn)裂縫的樁基應進行抗裂抗裂驗算；驗算； 對使用上需限制裂縫寬度的樁基應進行對使用上需限制裂縫寬度的樁基應進行裂縫寬度驗算裂縫寬度驗算；驗算樁基的水平變位、抗裂、裂縫寬度時，根據(jù)使用要求驗算樁基的

13、水平變位、抗裂、裂縫寬度時，根據(jù)使用要求和裂縫控制等級，分別采用作用效應的和裂縫控制等級，分別采用作用效應的短期效應組合短期效應組合或或短短期效應組合考慮長期荷載期效應組合考慮長期荷載的影響。主要是考慮到樁基的水的影響。主要是考慮到樁基的水平變位、樁身和承臺裂縫在短時間內(nèi)出現(xiàn)。樁基的水平變平變位、樁身和承臺裂縫在短時間內(nèi)出現(xiàn)。樁基的水平變位受樁側土固結變形時效的一定影響，但并不明顯。位受樁側土固結變形時效的一定影響，但并不明顯。 5.2 5.2 設計設計5.3 樁的分類 ( (一一) ) 按樁的使用功能按樁的使用功能（二）按承臺（二）按承臺 承臺承臺: :將幾個樁結合將幾個樁結合起來傳遞荷載起

14、來傳遞荷載（三）按材料（三）按材料（四）按形狀（四）按形狀（五）按尺寸（五）按尺寸（六）按成樁效應（六）按成樁效應（七）按承載性狀（七）按承載性狀（八）按施工方法（八）按施工方法軟土層不同的分類標準不同的分類標準（一）（一） 按樁的使用功能按樁的使用功能 1 1 豎向受壓樁豎向受壓樁（抗壓樁）（抗壓樁） 2 2 豎向抗拔樁豎向抗拔樁（抗拔樁）（抗拔樁） 3 3 水平受荷樁水平受荷樁（主要承受水平荷載）（主要承受水平荷載） 4 4 復合受荷樁復合受荷樁（豎向、水平荷載均較大）（豎向、水平荷載均較大）5.3 5.3 樁的分類樁的分類（二）按承臺 承臺承臺:將幾個樁結合起將幾個樁結合起來傳遞荷載來傳

15、遞荷載高承臺樁高承臺樁 承臺在地承臺在地面以上面以上,橋樁橋樁,碼頭碼頭,棧橋棧橋低承臺樁低承臺樁 承臺在地承臺在地面以下面以下, 承臺本身承擔承臺本身承擔部分荷載部分荷載軟土層5.3 5.3 樁的分類樁的分類低承臺樁低承臺樁5.3 5.3 樁的分類樁的分類高承臺樁高承臺樁5.3 5.3 樁的分類樁的分類（三）（三） 按材料：按材料： 木樁、混凝土、鋼筋木樁、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管（型鋼）混凝土、鋼管（型鋼）樁、復合樁樁、復合樁 鋼筋混凝土：普通混鋼筋混凝土：普通混凝土、預應力混凝土凝土、預應力混凝土（離心預制）、高強（離心預制）、高強混凝土混凝土5.3 5.3 樁的分類樁的分類鋼鋼 樁樁5

16、.3 5.3 樁的分類樁的分類鋼管樁和預應力樁5.3 5.3 樁的分類樁的分類（四） 按形狀按縱斷面：楔形樁、樹根樁、螺旋樁、多節(jié)（分叉）樁、擴底樁、支盤樁、微型樁按橫斷面：圓形，八邊形，十字樁、X形樁5.3 5.3 樁的分類樁的分類樁身樁身5.3 5.3 樁的分類樁的分類橫斷面橫斷面5.3 5.3 樁的分類樁的分類5.3 5.3 樁的分類樁的分類（五）按尺寸 按斷面按斷面(直徑）的大小直徑）的大小： 大直徑大直徑:d=800mm; 中等直徑樁中等直徑樁:250mm d 800mm 小直徑小直徑:d60m:長樁長樁 L 6d 時驗算單樁原理相同時驗算單樁原理相同 2tan2)(4 tDlquN

17、eisikozazzfz F LA0t zG NqsDetDe+2ttan5.85.8群樁的承載力計算群樁的承載力計算3.3.樁基礎中的單樁荷載驗算樁基礎中的單樁荷載驗算中心豎直荷載中心豎直荷載實實際際分分布布假設的分布假設的分布FG GRN 假設每個樁的荷載假設每個樁的荷載nGFN樁定荷載樁定荷載N與單樁承載力設計值與單樁承載力設計值R應滿足應滿足G 承臺以上總自重承臺以上總自重5.85.8群樁的承載力計算群樁的承載力計算偏心豎向荷載偏心豎向荷載荷載線性分布假設荷載線性分布假設 22jiyjixixxMyyMnGFNRN2 . 1max MyMx987216345XYx7y75.85.8群樁

18、的承載力計算群樁的承載力計算偏心豎向力作用偏心豎向力作用RN RN2 . 1max考慮地震作用效應組合下，應滿足考慮地震作用效應組合下，應滿足RNEK25. 1對于偏心豎向力作用，除滿足上式外，尚應滿足對于偏心豎向力作用，除滿足上式外，尚應滿足 RNEK5 . 1max建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-2002規(guī)定，單樁承載力應規(guī)定，單樁承載力應按下列要求進行校核按下列要求進行校核 軸心豎向力作用下，滿足軸心豎向力作用下，滿足akRQ 偏心豎向力作用，除滿足上式外，尚應滿足偏心豎向力作用，除滿足上式外，尚應滿足 aikRQ2 . 1max 軸心豎向力作用下，樁身強度應符合

19、軸心豎向力作用下，樁身強度應符合 ccpfAQ 5.85.8群樁的承載力計算群樁的承載力計算kuaQKR1例題：例題：樁基尺寸和地質樁基尺寸和地質條件如下，作用于地表條件如下，作用于地表出的荷載設計值出的荷載設計值F5828 kN，My 1150 kN.m,二級安全二級安全等級樁等級樁基。試驗算基樁豎向承基。試驗算基樁豎向承載力載力是否滿足是否滿足？5.85.8群樁的承載力計算群樁的承載力計算水平承載力計算水平承載力計算hikRH水平承載力計算水平承載力計算ntmNgMtmhaAfNWfR1)2225. 1 (75. 00 5.6豎向荷載作用下單樁沉降計算單樁受到荷載作用后，其沉降量由下述三個

20、部分組成：單樁受到荷載作用后，其沉降量由下述三個部分組成：樁本身的彈性壓縮量；樁本身的彈性壓縮量；由于樁側摩阻力向下傳遞，引起樁端下土體壓縮所產(chǎn)生的由于樁側摩阻力向下傳遞，引起樁端下土體壓縮所產(chǎn)生的樁端沉降；樁端沉降；由于樁端荷載引起樁端下土體壓縮所產(chǎn)生的樁端沉降。由于樁端荷載引起樁端下土體壓縮所產(chǎn)生的樁端沉降。5.65.6豎向荷載作用下單樁沉降計算豎向荷載作用下單樁沉降計算單樁沉降的影響因素單樁沉降的影響因素 單樁沉降組成不僅同樁的長度、樁與土的相對壓縮單樁沉降組成不僅同樁的長度、樁與土的相對壓縮性、土層剖面及性質有關，還與荷載水平、荷載持續(xù)時性、土層剖面及性質有關，還與荷載水平、荷載持續(xù)時

21、間有關。間有關。單樁沉降計算方法單樁沉降計算方法 1 荷載傳遞分析法；荷載傳遞分析法； 2 彈性理論法；彈性理論法； 3 剪切變形傳遞法；剪切變形傳遞法； 4 有限單元分析法；有限單元分析法； 5 簡化分析法。簡化分析法。5.65.6豎向荷載作用下單樁沉降計算豎向荷載作用下單樁沉降計算單樁沉降的經(jīng)驗統(tǒng)計關系單樁沉降的經(jīng)驗統(tǒng)計關系 Frank(1985)總結了單樁的工程實踐經(jīng)驗，統(tǒng)計出在特定地質條件和設計荷載下單樁沉降S的典型數(shù)值與樁徑d的經(jīng)驗關系： 對于打入樁： 平均： S0.9%d 變化范圍： S(0.8%1.2%)d 對于鉆孔樁： 平均： S0.6%d 變化范圍： S(0.3%1.0%)d

22、 5.65.6豎向荷載作用下單樁沉降計算豎向荷載作用下單樁沉降計算常規(guī)樁沉降計算的經(jīng)驗方法常規(guī)樁沉降計算的經(jīng)驗方法5.65.6豎向荷載作用下單樁沉降計算豎向荷載作用下單樁沉降計算einisiziszEs1)1 (,12ijsjijpjmjjjziIIlQpscjjeAElQse地基土不分擔荷載地基土不分擔荷載( (明德林解明德林解) )地基土分擔荷載地基土分擔荷載(布辛奈斯克解布辛奈斯克解) einisizciziszEs1ukckkizcip15.65.6豎向荷載作用下單樁沉降計算豎向荷載作用下單樁沉降計算5.65.6豎向荷載作用下單樁沉降計算豎向荷載作用下單樁沉降計算5.9 5.9 群樁沉

23、降計算群樁沉降計算 樁基一般只按承載能力進行計算，樁基一般只按承載能力進行計算，但當樁端持力層為軟弱土，或建筑物但當樁端持力層為軟弱土，或建筑物重要性大，對樁基沉降的要求高時，重要性大，對樁基沉降的要求高時，尚應對樁基進行沉降驗算。尚應對樁基進行沉降驗算。 目前在工程中應用較廣泛的樁基目前在工程中應用較廣泛的樁基沉降計算方法，仍是把群樁作為假想沉降計算方法，仍是把群樁作為假想的實體深基礎。計算出作用在樁端平的實體深基礎。計算出作用在樁端平面處的壓力面處的壓力p后即可按土力學課中所后即可按土力學課中所述的分層總和法計算樁端下土的壓縮述的分層總和法計算樁端下土的壓縮層厚度內(nèi)的變形值，即作為樁基的沉

24、層厚度內(nèi)的變形值，即作為樁基的沉降量，其計算步驟與淺基礎的沉降計降量，其計算步驟與淺基礎的沉降計算相同算相同。常規(guī)樁沉降計算的經(jīng)驗方法常規(guī)樁沉降計算的經(jīng)驗方法5.65.6豎向荷載作用下單樁沉降計算豎向荷載作用下單樁沉降計算樁中心距不大于樁中心距不大于6倍樁徑的樁基倍樁徑的樁基nisijijiijijmjeeEzzpssj11110規(guī)范附錄D選用常規(guī)樁沉降計算的經(jīng)驗方法常規(guī)樁沉降計算的經(jīng)驗方法5.65.6豎向荷載作用下單樁沉降計算豎向荷載作用下單樁沉降計算 常規(guī)樁沉降計算的經(jīng)驗方法常規(guī)樁沉降計算的經(jīng)驗方法5.65.6豎向荷載作用下單樁沉降計算豎向荷載作用下單樁沉降計算樁基沉降計算深度應按應力比法

25、確定cz2 . 0jmjjzpa01樁基等效沉降系數(shù) 可按下列公式簡化計算：e21011CnCnCbb ccbLBnn/矩形布樁時的短邊布樁數(shù)附加應力系數(shù)規(guī)范附錄D選用規(guī)范附錄E確定常規(guī)樁沉降計算的經(jīng)驗方法常規(guī)樁沉降計算的經(jīng)驗方法5.65.6豎向荷載作用下單樁沉降計算豎向荷載作用下單樁沉降計算樁基沉降計算深度應按應力比法確定cz2 . 0jmjjzpa01樁基等效沉降系數(shù) 可按下列公式簡化計算：e21011CnCnCbb ccbLBnn/矩形布樁時的短邊布樁數(shù)附加應力系數(shù)規(guī)范附錄D選用規(guī)范附錄E確定樁基礎設計步驟：樁基礎設計步驟： 1.選擇樁的持力層、樁的類型和幾何尺寸，初擬承選擇樁的持力層、

26、樁的類型和幾何尺寸，初擬承臺底面標高；臺底面標高； 2.確定單樁或基樁承載力設計值確定單樁或基樁承載力設計值R； 3.確定樁的數(shù)量及其平面布置；確定樁的數(shù)量及其平面布置； 4.驗算樁基承載力和沉降量；驗算樁基承載力和沉降量； 5. 必要時，驗算樁基水平承載力和變形；必要時，驗算樁基水平承載力和變形； 6.樁身結構設計；樁身結構設計； 7.承臺設計與計算；承臺設計與計算； 8.繪制樁基施工圖。繪制樁基施工圖。5.11 5.11 樁基礎結構設計樁基礎結構設計樁樁基基礎礎設設計計步步驟驟No結構與地質資料結構與地質資料樁型、樁長、樁距樁型、樁長、樁距 確定樁數(shù)確定樁數(shù)n=F/R 樁基中單樁承載力驗算

27、樁基中單樁承載力驗算 軟弱下臥層驗算軟弱下臥層驗算 承臺設計承臺設計 沉降計算沉降計算5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計一一 選擇樁的持力層、樁的類型選擇樁的持力層、樁的類型根據(jù)結構類型、荷載、地層條件、施工能力及環(huán)境條件、經(jīng)濟比較等因素，根據(jù)結構類型、荷載、地層條件、施工能力及環(huán)境條件、經(jīng)濟比較等因素，選擇樁的類型、截面尺寸和長度，并確定樁基持力層選擇樁的類型、截面尺寸和長度，并確定樁基持力層1 1 樁長主要取決于樁端持力層的選擇：樁長主要取決于樁端持力層的選擇： 樁端宜進入堅硬土層或巖層，采用端承型樁或嵌巖樁；樁端宜進入堅硬土層或巖層，采用端承型樁或嵌巖樁； 當堅硬土層的埋深很深時，

28、則宜采用摩擦型樁，樁端應盡量達到低壓當堅硬土層的埋深很深時，則宜采用摩擦型樁，樁端應盡量達到低壓縮性、中等強度的土層上?？s性、中等強度的土層上。 2 2 樁型選擇樁型選擇一般建筑物層數(shù)一般建筑物層數(shù) 10層，可采用層，可采用d=500mm灌注樁，灌注樁，b=400mm預制樁；預制樁；層數(shù)層數(shù)1020層，可采用層，可采用d=8001000mm灌注樁，灌注樁，b=450500mm預制樁；預制樁；2030層，可采用層，可采用d=10001200mm鉆、挖孔灌注樁，鉆、挖孔灌注樁，b 500mm預制樁；預制樁；3040層，可采用層，可采用d 1200mm鉆、挖孔灌注樁，鉆、挖孔灌注樁，b=500550

29、mm預應力管樁；預應力管樁； 40層，可采用層，可采用d 5000mm挖孔灌注樁，挖孔灌注樁，5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計一一 、 選擇樁的持力層、樁的類型選擇樁的持力層、樁的類型2 2 樁型選擇樁型選擇5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計 樁型與成樁工藝應根據(jù)建筑結構類型、荷載性質、樁的使用樁型與成樁工藝應根據(jù)建筑結構類型、荷載性質、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層、地下水位、施工設備、施工功能、穿越土層、樁端持力層、地下水位、施工設備、施工環(huán)境、施工經(jīng)驗、制樁材料供應條件等，按安全適用、經(jīng)濟環(huán)境、施工經(jīng)驗、制樁材料供應條件等，按安全適用、經(jīng)濟合理的原則選擇。選擇時可按本規(guī)

30、范附錄合理的原則選擇。選擇時可按本規(guī)范附錄A進行。進行。1、對于框架核心筒等荷載分布很不均勻的樁筏基礎，宜選擇、對于框架核心筒等荷載分布很不均勻的樁筏基礎，宜選擇基樁尺寸和承載力可調性較大的樁型和工藝?；鶚冻叽绾统休d力可調性較大的樁型和工藝。2、擠土沉管灌注樁用于淤泥和淤泥質土層時，應局限于多層住、擠土沉管灌注樁用于淤泥和淤泥質土層時，應局限于多層住宅樁基。宅樁基。3、設防烈度為、設防烈度為8度及以上地區(qū)，不宜采用預應力混凝土管樁和度及以上地區(qū)，不宜采用預應力混凝土管樁和預應力混凝土空心方樁。預應力混凝土空心方樁。3 3 樁端持力層樁端持力層樁端進入持力層的深度樁端進入持力層的深度:對粘性土、

31、粉土，不宜小于對粘性土、粉土，不宜小于2 2d d; ;對砂土，不宜小于對砂土，不宜小于1.51.5d d; ;對碎石類土，不宜小于對碎石類土，不宜小于1.01.0d d; ;當存在軟弱下臥層時，樁端以下硬持力層厚度不宜小于當存在軟弱下臥層時，樁端以下硬持力層厚度不宜小于3 3d d; ;嵌巖灌注樁的周邊嵌入微風化或中等風化巖體的最小深度不嵌巖灌注樁的周邊嵌入微風化或中等風化巖體的最小深度不宜小于宜小于0.4d0.4d且不小于且不小于0.5m 0.5m ，傾斜度大于傾斜度大于30%30%的中風化巖，宜根的中風化巖，宜根據(jù)傾斜度及巖石完整性適當加大嵌巖深度；對于嵌入平整、據(jù)傾斜度及巖石完整性適當

32、加大嵌巖深度；對于嵌入平整、完整的堅硬巖和較硬巖的深度不宜小于完整的堅硬巖和較硬巖的深度不宜小于0.2d0.2d，且不應小于，且不應小于0.2m0.2m。 4 4 承臺埋深承臺埋深 承臺埋深的選擇主要從結構要求和方便施工的角度承臺埋深的選擇主要從結構要求和方便施工的角度來考慮，且不小于來考慮，且不小于600mm。 5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計確定單樁或基樁承載力設計值（略）確定單樁或基樁承載力設計值（略） 1 確定樁數(shù)確定樁數(shù)樁基為軸心受壓時，樁數(shù)樁基為軸心受壓時，樁數(shù) n F/R;偏心受壓時偏心受壓時 ,將上式確定的樁數(shù)增加將上式確定的樁數(shù)增加10%20%。所選的樁數(shù)是否合適，待

33、驗算各樁受力決定。所選的樁數(shù)是否合適，待驗算各樁受力決定。 2 樁間距樁間距樁的最小中心距樁的最小中心距( 建筑樁基技術規(guī)范建筑樁基技術規(guī)范JGJ94-2008),一般一般34d二二 、 確定樁的數(shù)量及其平面布置確定樁的數(shù)量及其平面布置5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計3 樁平面布置樁平面布置 平面內(nèi)布置成方形或矩形、三角形和梅花形平面內(nèi)布置成方形或矩形、三角形和梅花形 5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計驗算樁基承載力和沉降量（略）驗算樁基承載力和沉降量（略）鋼筋混凝土預制樁鋼筋混凝土預制樁 4.1.4 混凝土預制樁的截面邊長不應小于混凝土預制樁的截面邊長不應小于200mm；預應力

34、混凝土預制實心樁的截；預應力混凝土預制實心樁的截面邊長不宜小于面邊長不宜小于350mm。4.1.5 預制樁的混凝土強度等級不宜低于預制樁的混凝土強度等級不宜低于C30；預應力混凝土實心樁的混凝土強；預應力混凝土實心樁的混凝土強度等級不應低于度等級不應低于C40；預制樁縱向鋼筋的混凝土保護層厚度不宜小于；預制樁縱向鋼筋的混凝土保護層厚度不宜小于30mm。4.1.6 預制樁的樁身配筋應按吊運、打樁及樁在使用中的受力等條件計算確定。預制樁的樁身配筋應按吊運、打樁及樁在使用中的受力等條件計算確定。采用錘擊法沉樁時，預制樁的最小配筋率不宜小于采用錘擊法沉樁時，預制樁的最小配筋率不宜小于0.8。靜壓法沉樁

35、時，最小。靜壓法沉樁時，最小配筋率不宜小于配筋率不宜小于0.6，主筋直徑不宜小于，主筋直徑不宜小于14，打入樁樁頂以下，打入樁樁頂以下45倍樁身直倍樁身直徑長度范圍內(nèi)箍筋應加密，并設置鋼筋網(wǎng)片。徑長度范圍內(nèi)箍筋應加密，并設置鋼筋網(wǎng)片。4.1.7 預制樁的分節(jié)長度應根據(jù)施工條件及運輸條件確定；每根樁的接頭數(shù)量不預制樁的分節(jié)長度應根據(jù)施工條件及運輸條件確定；每根樁的接頭數(shù)量不宜超過宜超過3個。個。4.1.8 預制樁的樁尖可將主筋合攏焊在樁尖輔助鋼筋上，對于持力層為密實砂和預制樁的樁尖可將主筋合攏焊在樁尖輔助鋼筋上，對于持力層為密實砂和碎石類土時，宜在樁尖處包以鋼鈑樁靴，加強樁尖。碎石類土時，宜在樁

36、尖處包以鋼鈑樁靴，加強樁尖。其它樁型參考規(guī)范其它樁型參考規(guī)范三三 、樁身結構設計、樁身結構設計5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計 預制樁的吊點位置和彎矩圖預制樁的吊點位置和彎矩圖 5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計四、承臺的設計與計算四、承臺的設計與計算 除單樁基礎可不設承臺外，一般樁除單樁基礎可不設承臺外，一般樁基礎均要設置承臺?；A均要設置承臺。承臺的作用是把樁承臺的作用是把樁聯(lián)結成一個整體聯(lián)結成一個整體，并把建筑物的荷載傳，并把建筑物的荷載傳到樁上。因而承臺應有足夠的強度和剛到樁上。因而承臺應有足夠的強度和剛度。常用的度。常用的低樁承臺埋深應不小于低樁承臺埋深應不小于600m

37、m600mm，承臺的設計主要是確定承臺，承臺的設計主要是確定承臺的平面尺寸和形狀；承臺的厚度及與樁的平面尺寸和形狀；承臺的厚度及與樁的聯(lián)結；承臺的配筋等。的聯(lián)結；承臺的配筋等。 ( (一一) ) 承臺的外形尺寸和構造要求承臺的外形尺寸和構造要求 承臺的平面尺寸一般是由上部結構承臺的平面尺寸一般是由上部結構和樁的數(shù)量及布置形式?jīng)Q定，和樁的數(shù)量及布置形式?jīng)Q定，若是墻下若是墻下樁基，承臺作成條形梁式承臺樁基，承臺作成條形梁式承臺；如果是；如果是柱下樁基，則宜采用板式承臺柱下樁基，則宜采用板式承臺( (矩形或矩形或三角形三角形) )。承臺的剖面形狀可作成錐形、。承臺的剖面形狀可作成錐形、臺階形或平板形

38、。臺階形或平板形。5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計 承臺構造要求承臺構造要求 承臺厚度承臺厚度不應小于不應小于300mm; 承臺寬度承臺寬度不宜小于不宜小于500mm，承臺邊緣距邊樁中心的距離不應小于樁的直徑，承臺邊緣距邊樁中心的距離不應小于樁的直徑或樁的邊長，且邊緣挑出部分或樁的邊長，且邊緣挑出部分不應小于不應小于150mm。 對條形承臺梁邊緣挑出部分對條形承臺梁邊緣挑出部分不應小于不應小于75mm。 為保證群樁與承臺之間連接的整體性，樁頂嵌入承臺的長度，對大直徑樁為保證群樁與承臺之間連接的整體性，樁頂嵌入承臺的長度，對大直徑樁不宜小于不宜小于100mm；對普通樁；對普通樁不宜小于不

39、宜小于50mm。 混凝土樁的樁頂主筋應伸入承臺內(nèi)，其錨固長度不宜小于混凝土樁的樁頂主筋應伸入承臺內(nèi)，其錨固長度不宜小于30倍主筋直徑。倍主筋直徑。 承臺的混凝土標號承臺的混凝土標號不宜低于不宜低于C15。承臺的配筋按計算確定，對于矩形承臺。承臺的配筋按計算確定，對于矩形承臺板，配筋宜按雙向均勻布置，鋼筋直徑板，配筋宜按雙向均勻布置，鋼筋直徑不宜小于不宜小于 10，間距，間距不應大于不應大于200mm或或小于小于100mm。 對于三樁承臺，應按三向板帶均勻配置最里面對于三樁承臺，應按三向板帶均勻配置最里面3根鋼筋相交圍成的三角形，根鋼筋相交圍成的三角形，應位于柱截面范圍以內(nèi)。承臺底鋼筋的保護層厚

40、度應位于柱截面范圍以內(nèi)。承臺底鋼筋的保護層厚度不宜小于不宜小于70mm。5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計 (二二) 承臺板厚度及強度計算承臺板厚度及強度計算1、受沖切計算、受沖切計算沖切破壞錐體應采用自柱墻邊和承臺變沖切破壞錐體應采用自柱墻邊和承臺變階處至相應樁頂邊緣連線所構成的截錐階處至相應樁頂邊緣連線所構成的截錐體，錐體斜面與承臺底面之夾角不小于體，錐體斜面與承臺底面之夾角不小于45。承臺的沖切破壞主要有兩種形式：承臺的沖切破壞主要有兩種形式： 柱邊或變臺階處沿柱邊或變臺階處沿45斜面拉裂形成斜面拉裂形成沖切錐體破壞沖切錐體破壞；1.承臺板沿柱邊的沖切強度驗算承臺板沿柱邊的沖切強度

41、驗算5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計00hfuFtmhplilQFF2 .084.00lF不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合下作用于沖切破壞錐體上的沖切力設計值； tf 承臺混凝土抗拉強度設計值； hp承臺受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當 h800mm 時，hp 取 1.0, h2000mm 時，hp 取 0.9, 其間按線性內(nèi)插法取值； mu 承臺沖切破壞錐體一半有效高度處的周長； 0h承臺沖切破壞錐體的有效高度； 0柱（墻）沖切系數(shù)； 沖跨比，00/ha，0a為柱 （墻） 邊或承臺變階處到樁邊水平距離； 當1.0 時,取=1.0； F不計

42、承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下柱（墻）底的豎向荷載設計值； iQ不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合下沖切破壞錐體內(nèi)各基樁或復合基樁的反力設計值之和。 5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計0)()(2hfahabFthpoxcoyoycoxlx0、y0 由公式（5.9.7-3）求得，000/haxx，000/hayy；x0、y0 均應滿足 0.251.0 的要求； ch、cb 分別為x、y方向的柱截面的邊長； oxa、oya分別為x、y方向柱邊離最近樁邊的水平距離。 5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計10111111)()(2hfahabFthpxyyxlx1、y1 由公

43、式 5.9.7-3 求得，1011/haxx，1011/hayy；x1、y1 均應滿足 0.251.0 的要求； 1h、1b 分別為x、y方向承臺上階的邊長； xa1、ya1分別為x、y方向承臺上階邊離最近樁邊的水平距離。 在角樁頂部對承臺邊緣形成在角樁頂部對承臺邊緣形成45的沖切破壞錐體。的沖切破壞錐體。5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計01111212/)2/(hfacacNthpxyyxl2 . 056. 011xx2 . 056. 011yylN不計承臺及其上土重，在荷載效應基本組合作用下角樁（含復合基樁）反力設計值； yx11,角樁沖切系數(shù)； xa1、ya1 從承臺底角樁頂內(nèi)邊

44、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；當柱（墻）邊或承臺變階處位于該 45線以內(nèi)時，則取由柱（墻）邊或承臺變階處與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線（圖5.9.8-1） ； 0h承臺外邊緣的有效高度； x1、y1角樁沖跨比，011haxx，011hayy，其值均應滿足 0.251.0 三樁三角形承臺受角樁沖切的承載力計算三樁三角形承臺受角樁沖切的承載力計算 底部角樁底部角樁 頂部角樁頂部角樁 5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計othplhftgacN221111112.056.01111othplhftgacN222122122.056.0121211、12 角樁沖跨比，01

45、111/ha,01212/ha，其值均應滿足 0.251.0 的要求； 11a、12a從承臺底角樁頂內(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； 當柱 （墻） 邊或承臺變階處位于該 45線以內(nèi)時， 則取由柱 （墻）邊或承臺變階處與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線。 箱形、筏形承臺沖切的承載力計算箱形、筏形承臺沖切的承載力計算 基樁的沖切基樁的沖切 群樁的沖切群樁的沖切 5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計008 . 2hfhbNthppl00002hfababNthpxxoyyyxlix0、y0由公式 5.9.7-3 求得， 其中000/haxx，000/hayy，x0、y0均

46、應滿足 0.251.0 的要求； lN、liN不計承臺和其上土重，在荷載效應基本組合下，基樁或復合基樁的凈反力設計值、沖切錐體內(nèi)各基樁或復合基樁反力設計值之和。 （二）承臺斜截面的抗剪驗算（二）承臺斜截面的抗剪驗算 對于柱下矩形獨立承臺，在驗算承臺斜截面的抗剪承載力時，應分別對于柱下矩形獨立承臺，在驗算承臺斜截面的抗剪承載力時，應分別對柱的縱、橫兩個方向進行計算。對柱的縱、橫兩個方向進行計算。樁基規(guī)范樁基規(guī)范規(guī)定，剪切破壞面為通過規(guī)定，剪切破壞面為通過柱邊和樁邊連線形成的斜截面。柱邊和樁邊連線形成的斜截面。5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計00hbfVths175. 14/1)800(h

47、ohs (三三) 承臺的抗彎計算承臺的抗彎計算 當承臺板厚度比較小，而配筋量又不足時，承臺在柱荷載作用下，常先發(fā)生當承臺板厚度比較小，而配筋量又不足時，承臺在柱荷載作用下，常先發(fā)生彎曲破壞。彎曲破壞。 防止彎曲破壞，在承臺板底部要配有足夠數(shù)量的鋼筋。大量模型試防止彎曲破壞，在承臺板底部要配有足夠數(shù)量的鋼筋。大量模型試驗表明，柱下獨立樁基承臺呈驗表明，柱下獨立樁基承臺呈“梁式破壞梁式破壞”，其撓曲裂縫在平行于柱邊兩個方向，其撓曲裂縫在平行于柱邊兩個方向交替出現(xiàn)，交替出現(xiàn)，最大彎矩產(chǎn)生平行于柱邊兩個方向的屈服線處最大彎矩產(chǎn)生平行于柱邊兩個方向的屈服線處。 5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計

48、對于對于矩形承臺矩形承臺，彎矩計算截面取在柱邊和承臺高度變化處，彎矩計算截面取在柱邊和承臺高度變化處,計計算公式為：算公式為： iiyiixxNMyNM5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計 對于對于三樁承臺三樁承臺，其受彎破壞模式也呈梁式破壞，屈服線也，其受彎破壞模式也呈梁式破壞，屈服線也位于柱邊處二個正交方向上。彎矩設計值按下式計算：位于柱邊處二個正交方向上。彎矩設計值按下式計算： 5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計)43(3maxcsNMaM通過承臺形心至各邊邊緣正交截面范圍內(nèi)板帶的彎矩設計值； maxN不計承臺及其上土重， 在荷載效應基本組合下三樁中最大基樁或復合基樁豎向反力設

49、計值； as樁中心距； c方柱邊長，圓柱時 c=0.8d(d為圓柱直徑)。 等邊三樁承臺等邊三樁承臺 對于對于三樁承臺三樁承臺，其受彎破壞模式也呈梁式破壞，屈服線也，其受彎破壞模式也呈梁式破壞，屈服線也位于柱邊處二個正交方向上。彎矩設計值按下式計算：位于柱邊處二個正交方向上。彎矩設計值按下式計算： 5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計等腰三樁承臺等腰三樁承臺)475. 0(312max1csNMa)475. 0(322max2csNMa1M、2M分別為通過承臺形心至兩腰邊緣和底邊邊緣正交截面范圍內(nèi)板帶的彎矩設計值； as 長向樁中心距； 短向樁中心距與長向樁中心距之比， 當小于 0.5 時

50、， 應按變截面的二樁承臺設計； 1c、2c分別為垂直于、平行于承臺底邊的柱截面邊長。 局部受壓計算局部受壓計算 對于柱下樁基，當承臺混凝土強度等級低于柱或樁的混凝對于柱下樁基，當承臺混凝土強度等級低于柱或樁的混凝土強度等級時，應驗算柱下或樁上承臺的局部受壓承載力。土強度等級時，應驗算柱下或樁上承臺的局部受壓承載力。 抗震驗算抗震驗算 當進行承臺的抗震驗算時，應根據(jù)現(xiàn)行國家標準當進行承臺的抗震驗算時，應根據(jù)現(xiàn)行國家標準建筑抗建筑抗震設計規(guī)范震設計規(guī)范GB 50011的規(guī)定對承臺頂面的地震作用效應和承的規(guī)定對承臺頂面的地震作用效應和承臺的受彎、受沖切、受剪承載力進行抗震調整。臺的受彎、受沖切、受剪

51、承載力進行抗震調整。 5.11 5.11 樁基礎設計樁基礎設計例題例題【例 7-1】某預制樁截面尺寸為mmmm450450，樁長 16m,依次穿越：厚度mh41、液性指數(shù)75. 0LI的粘土層；厚度mh52、孔隙比805. 0e的粉土層和厚度mh43、中密的粉細砂層，進入密實的中砂層 3m，假定承臺埋深 1.5m。試確定該預制樁的極限承載力標準值。 【解 】由表 5-5a 查得樁的極限側阻力標準值sikq為 粘土層：kPaqsik50 粉土層：kPaqsik6442，取kPaqsik54 粉細砂層：kPaqsik6342，取kPaqsik54 中砂層：kPaqsik9574，取kPaqsik85 樁的入土深度為mh5 .145 . 116,查表 5-7b 得，預制樁修正系數(shù)為 1.0。 由表 5-7 查得樁的極限端阻力標準值sikq為 kPaqpk63005100，取kPaqpk6000 故單樁豎向極限承載力標準值為 kNAqlquQQQPpkisikpkskuk8 .277312158 .1558600045. 045. 0) 3850 . 4540 . 5545 . 250(45. 04 例題例題【例