06年《桩基工程》演讲稿04.ppt

桩 基 工 程 （第 四 讲） 第二章 桩基设计计算2—3 桩基础的设计  桩基础设计的目的主要是： 根据上部结构的型式及适用要求、荷载的性质及大小，地质及水文资料、施工方法等条件，确定合适的桩基类型及尺寸，保证承台、基桩和地基强度、变形及稳定方面，满足安全和使用上的要求，且经济合理。  一、调查研究，收集勘察资料1.工程地质剖面图、钻孔柱状图；2.土工试验成果；3.现场试桩资料及建筑物附近地区可供参考的试桩资料；4.地下水位及水分析结论；5.如果为冻土地区，应提供地基土冻胀资料。 二、选定桩基类型，桩长和截面尺寸1.桩基础的类型选择 根据土层分布，施工条件，打桩设备等，选择合适的桩型 ，确定桩的型状和截面尺寸。 ①. 摩擦型桩与端承型桩基的选择 ——主要根据地质条件和受力情况确定。端承型桩基：承载力大，沉降小，较为安全可靠。（当基岩埋深浅时的首选）；摩擦型桩基：适宜的桩端持力层埋深较大或受到施工条件的限制不宜采用端承桩时，则采用； ②. 承台底面标高 ——主要根据桩的受力情况、桩的刚度、地形、地质、水流、施工等条件确定。低承台：桩身受力条件好，稳定性，但在水中施工难度在；高承台：桩身内力较大，但避免了水下施工。（海岸工程、海洋平台以及常年有流水的桥梁工程中多选用高承台） 2.桩长：① 主要选择桩端持力层：坚硬土层和岩层为首选，若无此土层可选择中等强度土层，否则就重新选择桩型。 ② 桩尖进入持力层深度： 粘性土和粉土进入深度≥ 2d(桩径) 砂土≥1.5d(桩径)。 ③应避免同时使用端承桩和摩擦桩 ——为了减小不匀均沉降 ； 同一基础中相邻桩底标高差 端承桩不宜超过桩的中心距，磨擦桩不宜超过桩长的十分之一。  3.桩径： 当桩的类型 选定后，桩径可根据各类桩的特点及常用尺寸选择确定。钻(冲)孔桩，桩径d=600～1500mm;沉管桩， 桩径d=350 ～500mm；人工孔桩， 桩径d800mm。 三、确定单桩极限承载力标准值和设计值1、单桩竖向极限承载力标准值①.按桩身材料确定抗压承载力（P12）②.土对桩的支承力确定抗压承载力（P15~17）③.按静载荷试验确定抗压承载力（P19~21） 单桩竖向极限承载力标准值（P15~17） 土对桩的支承力确定抗压承载力只适用于桩径0.8m的小直径桩适用于大直径桩（d≥0.8m）  2、端承桩和桩数不超过3根的摩擦桩竖向极限承载力设计值（P19）这种桩不考虑群桩效应系数。 竖向承载力设计值R可用下式计算  超过3根的摩擦桩，应考虑群桩效应。所以需要乘以群桩效应系数η用下式计算。 γs , γp , γsp, γc—桩各阻力的抗分项系数ηs , ηp , ηsp, ηc —桩各阻力的群桩效应系 数。 式中：Q uk—单桩竖向极限承载力标准值（kN）Q sk—单桩总极限侧阻力标准值（kN）Q pk—单桩总极限端阻力标准值（kN）Q ck—任一复合基桩总极限阻力标准值（kN）A c —承台底地基土净面积（m2） q ck—承台底1/2承台宽度深度范围（≤5m） 内地基极限阻力标准值（kN） 四、确定桩数及平面布置1.桩的根数：①.中心荷载②.偏心荷载μ偏心荷载系数一般为1.1到1.2 2.桩的间距：桩的中心线之间的距离。 ①. 钻(挖)孔灌注桩， 摩擦桩间距≥2.5d； 端承桩间距≥3d； 桩的最大间距≤(5～6)d。 ②.打入桩的间距≥3d，在软土地基适当增加。③.为了避免承台边缘距桩身过近而发生破裂，边桩外侧到承台边缘的距离：对于桩径小于1m的桩 ≥0.5d，且≥0.25m; 对于桩径大于1m的桩 ≥0.3d，且≥0.5m。 3.桩的平面布置见图示： 桩的布置原则： ①. 群桩横截面重心与承台荷载合力作用点相重合或接近。当上部荷载有几组，则尽可能接近最不利的合力作用点。  ②.当作用于承台底面的力矩较大时，应力求增加桩基的惯性矩，从面增强抗弯能力。宜采用外疏内密的布置方式；对于横墙的桩基，则可考虑将横墙下的承台外挑，在外纵墙壁之外布置一两根“探头桩” ③.对于纵横墙壁交接处的桩，往往要承受两面个方向传来的荷载，有可能负