某承台桩基础的设计及稳定性验算某承台桩基础的设计及稳定性验算.pdf

某承台桩基础的设计及稳定性验算 案例说明 桩基础是最古老的基础型式之一。桩基础由基桩和连接于桩顶的承台共同组 成。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。桩基础以其巨大的承载潜力和抵御复杂荷载 特殊能力以及对各种地质条件的良好适应性，广泛的应用于高层建筑中。 本文采用GEO5 群桩设计模块对某建筑场地承台桩基础进行了分析验算，分 析了承台桩在荷载作用下的承载力及沉降问题， 工程概况 某承台桩桩基础由四根钻孔灌注桩组成，桩身的尺寸为长12.0m，直径1.0m。 混凝土强度等级为C25 。承台的刚度比较大。上部框架传来的荷载如下，荷载作 用在承台中心： 设计荷载：竖向荷载N=5680kN ，水平荷载H =480kN ，弯矩M =310kN·m 。 x y 工作荷载：竖向荷载N=4000kN ，水平荷载H =320kN ，弯矩M =240kN·m 。 x y 建筑场地土层按其成因特征和力学性质自上而下分为两层，物理力学指标见 下表。另外，砂质黏土的饱和重度为20.5kN ·m-3 ，密实度Ic 为0.5 ，含细粒黏土 的饱和重度为19.5kN ·m-3 ，密实度Id 为0.5 。计算桩基础的承载力及沉降。 表1 岩土参数表 重度 内摩擦角 黏聚力 桩侧承载力系数 土层 埋深（m ） γ （kN ·m-3 ） φ （°） c /c 、（kPa ） βp ef ef u 砂质黏土 0~6 18.5 24.5 -/50 0.3 （可塑） 含细粒砂土 6 17.5 29.5 0/- 0.45 （中密） 图1 群桩设计简图 验算操作流程 由于承台刚度较大，本算例采用“GEO5 群桩设计”模块，在群桩设计时， 有两种分析类型：解析法和弹性法。 弹性法：可以计算群桩的变形，同时可以确定单桩内应力的变化。 解析法：只能分析群桩的竖向承载力，因此分析时只考虑竖向荷载，不考虑 弯矩和水平荷载的作用。 本次验算分别采用解析法和弹性法对群桩的稳定性进行验算。 分析设置 在“分析设置”中选择“中国- 国家标准（GB ）”，分析类型选择“解析法”， 岩土材料类型选择 “无粘性土”，验算排水条件下群桩的稳定性。 图2 分析设置 结构 “结构”界面用于输入桩承台的宽度、桩数、桩径以及桩间距。 图3 结构设置 桩身尺寸 “桩身尺寸”界面用于设置桩顶离天然地面的深度，桩顶离设计地面的高度， 承台厚度和桩长。所有桩的桩长都是相同的。 图4 桩身尺寸 材料 3 “材料”界面用于设置材料参数。在界面输入栏中输入结构容重γ=23kN/m , 并选择桩身材料为混凝土。当桩身为混凝土时，需要选择混凝土材料、横向和纵 向钢筋标号以及相应的材料参数。相关参数的设置可以通过点击“目录”，在弹窗 内选择所需的材料，如图5 （a ），也可以点击“自定义”选项，按要求在弹窗内手 动输入混凝土或钢筋的参数，如图 5 （b ）。本次验算选用混凝土等级