灌注桩基础设计1.doc

第一章 绪论 1.1桩基础概念 桩基础由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基础应用广泛。 桩按材料 桩按材料可划分为钢桩、钢筋混凝土方桩、钢筋混凝土或预应力混凝土管桩、钢管混凝土管桩。 桩按 按承台位置的不同，桩基础可分为高桩承台基础和低桩承台基础。高桩承台的承台底面位于地面（或冲刷线）以上，其桩身外露部分称为桩的自由长度。低桩承台的承台底面位于地面（或冲刷线）以下。高桩承台可减少墩台的圬工数量，避免或减少水下作业，施工较为方便。然而由于承台和基桩外露部分无侧边土层来共同承受水平外力，对基桩受力较为不利，稳定性较差。桩按地质条件根据地质条件的不同，桩的传力方式有两种。 柱桩：将桩尖通过软弱的覆盖层后再嵌入坚实的岩面，荷载由桩尖直接传到基岩中，桩象柱子一样受力。柱桩承载力较大，安全可靠，基础沉降也小，但若岩层埋置很深，就需采用摩擦桩。 摩擦桩：当基岩埋藏很深，桩尖不可能达到时，荷载是通过位于覆盖层中的桩的桩壁与土壤间的摩阻力和桩的端部的支承力共同来承受的。 桩支承于坚硬的（基岩、密实的卵砾石层）或较硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载（包括偏心荷载）。 　　 桩基具有很大的竖向单桩刚度（端承桩）或群刚度（摩擦桩），在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。 　　凭借巨大的单桩侧向刚度（大直径桩）或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。 　　 桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等，其适用条件和要求在《建筑桩基技术规范》中均有规定。 土的 名称 含水率W（％） 液性指数 标注灌入锤击数Ｎ（次） 压缩模量（MPa） 孔隙比e 1 素填土 —— —— —— 5 —— 2 淤泥质土 62.4 1.08 —— 3.8 1.04 3 粉砂 27.6 —— 14 7.5 0.81 4 粉质粘土 31.2 0.74 —— 9.2 0.79 5 粉砂层 —— —— 31 16.8 0.58 表2-2 桩的极限侧阻力标准值qsk和极限端阻力标准值qpk 单位：kPa 土层编号 土的 名称 桩的侧阻力qsk 桩的端阻力qpk 1 素填土 22 —— 2 淤泥质土 28 —— 3 粉砂 45 —— 4 粉质粘土 60 900 5 粉砂层 75 2400 2.4水文地质条件 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性 地下水位深度：位于地表下3.5m 2.5场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化砂土、粉土 2.6上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，长30m，宽9.6m。室外地坪标高同自然地面，室内外差450mm。柱截面尺寸为400mm×400mm，横向承重，柱网布置如图2-1 图2-1网布置图 2.7上部结构荷载 上部荷载（柱底荷载效应标准组合值和柱底荷载效应基本组合值）如表2-3、2-4 表2-3 柱底荷载效应标准组合值 题 号 FK（kN）　 MK(kN×m)　 VK（kN）　　 A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 4 2040 2280 2460 242 223 221 145 158 148 表2-4 柱底荷载效应基本组合值 题 号 F（kN）　 M（N*m）　 V（kN）　　 A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 A轴 B轴 C轴 4 2650 3650 3120 253 228 244 193 175 188 2.8材料 混凝土材料强度等级为C25-C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。 第三章 灌注桩设计 3.1灌注桩基设计设计方案 室外地坪标高为-0.45m，自然地坪标高同室外地坪标高。由《建筑桩基设计规范》“场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层或7层以下的一般建筑”之设计等级为丙级可知该建筑桩基应按丙级设计，不再进行沉降计算，拟采用直径为450mm的混凝土沉管灌注桩。 选用第五层土粉砂层为持力层，由《建筑桩基设计规范》可知，桩尖深入持力层的长度不宜小于1.5（1.5d=0.6