1、 4.7 4.7 桩的平面布置原则桩的平面布置原则桩的平面布置实例桩的平面布置实例 桩的平面布置实例桩的平面布置实例 4.7 4.7 桩的平面布置原则桩的平面布置原则4.7.1 4.7.1 一般原则一般原则2.2.桩基中各桩受力应比较均匀，桩基中各桩受力应比较均匀，布桩时应尽可能使上部荷载的布桩时应尽可能使上部荷载的中心与群桩的横截面形心重合中心与群桩的横截面形心重合或接近；或接近；1.1.当承台承受偏心作用时，应当承台承受偏心作用时，应增加桩基横截面的惯性矩，对增加桩基横截面的惯性矩，对群桩基础，宜采用外密内疏的群桩基础，宜采用外密内疏的布置方式；布置方式； 3. 桩的中心距桩的中心距桩的间
2、距过大，承台体积增加，造价桩的间距过大，承台体积增加，造价增加，有时基础间的空间不允许；增加，有时基础间的空间不允许； 桩的间距过小，桩的承载能力不能桩的间距过小，桩的承载能力不能充分发挥，且给施工带来较大困难。充分发挥，且给施工带来较大困难。 一般情况下：一般情况下： 具体见表具体见表4-9、4-10规定规定大面积桩群，桩的最小中心距还应适大面积桩群，桩的最小中心距还应适当加大。当加大。dsa)43( 土类与成桩工艺土类与成桩工艺排数不少于排数不少于3 3排且桩数不排且桩数不少于少于9 9根的摩擦型桩基根的摩擦型桩基其他情况其他情况非挤土和部分挤土灌注桩非挤土和部分挤土灌注桩 3.0d3.0
3、d 2.5d2.5d挤挤 土土 灌灌 注注 桩桩 穿越非饱和土穿越非饱和土 3.5d3.5d 3.0d3.0d穿越饱和软土穿越饱和软土 4.0d4.0d 3.5d3.5d挤土预制桩挤土预制桩 3.5d3.5d 3.0d3.0d打入式敞口管桩和打入式敞口管桩和H H型钢柱型钢柱 3.5d3.5d 3.0d3.0d桩的最小中心距桩的最小中心距 表表4-9成桩方法成桩方法 最最 小小 中中 心心 距距 钻、挖孔灌注桩钻、挖孔灌注桩1.5D1.5D或或D+1mD+1m（当（当D2mD2m时）时） 沉管夯扩灌注桩沉管夯扩灌注桩 2.0D2.0D注：注：D-D-扩大端设计直径。扩大端设计直径。灌注桩扩底端
4、最小中心距灌注桩扩底端最小中心距 表表4-10 桩在平面上可布置为：方形（或矩形）、三角形、多边形、桩在平面上可布置为：方形（或矩形）、三角形、多边形、梅花形；条形基础下的桩，可采用单排或双排，也可采用不梅花形；条形基础下的桩，可采用单排或双排，也可采用不等距。等距。 柱下桩基柱下桩基 墙下桩基墙下桩基圆（环）形桩基圆（环）形桩基4.7.2 4.7.2 布桩方法举例布桩方法举例 对横墙下桩基，可在外纵墙之外设一至二根对横墙下桩基，可在外纵墙之外设一至二根“探头探头”桩。桩。在有门洞口的墙下布桩应将桩设置在门洞的两侧。在有门洞口的墙下布桩应将桩设置在门洞的两侧。外纵墙下外纵墙下 探头探头 桩桩
5、探头探头 桩桩架式承台架式承台重墙下重墙下架式承台架式承台桩桩 4.8 4.8 桩基承台设计桩基承台设计类型：类型：柱下独立承台、柱下或墙下条柱下独立承台、柱下或墙下条形承台梁、筏板承台和箱形承台。形承台梁、筏板承台和箱形承台。作用：作用：是将桩联结成一个整体，并把是将桩联结成一个整体，并把建筑物的荷载传到桩上，因而承台应建筑物的荷载传到桩上，因而承台应具有足够的强度、刚度。具有足够的强度、刚度。桩基承台设计内容：桩基承台设计内容：构造；构造；计算：受弯、受冲切、受剪、计算：受弯、受冲切、受剪、局压承载力，局压承载力， 4.8.1 4.8.1 桩基承台构造要求桩基承台构造要求1. 承台的平面尺
6、寸和厚度：承台的平面尺寸和厚度：厚度厚度300，宽度，宽度500500。平面尺寸：承台边缘至边桩中心距离平面尺寸：承台边缘至边桩中心距离不应小于桩的直径或边长，且边缘挑不应小于桩的直径或边长，且边缘挑出部分应出部分应150150，对于条形承台梁，对于条形承台梁应应7575。筏形、箱形承台：筏形、箱形承台：承台板厚度：宜承台板厚度：宜250，且板厚，且板厚与计算取段最小跨度之比不宜小与计算取段最小跨度之比不宜小于于1/20。 2. 混凝土：混凝土：C20。3. 钢筋保护层厚度：台底钢筋钢筋保护层厚度：台底钢筋的混凝土保护层厚度宜的混凝土保护层厚度宜70。当有混凝土垫层时不应小于当有混凝土垫层时不
7、应小于40， 4. 钢筋配置：钢筋配置：承台的配筋按计算确定，对于矩形承台板，宜双向均匀配置，钢筋直承台的配筋按计算确定，对于矩形承台板，宜双向均匀配置，钢筋直径宜径宜1010，间距应满足，间距应满足100100200200；对于三桩承台，应按三向板带；对于三桩承台，应按三向板带均匀配置，最里面均匀配置，最里面3 3根钢筋相交围成的三角形，应位于柱截面范围以根钢筋相交围成的三角形，应位于柱截面范围以内内 见图见图 。承台梁的纵向主筋应承台梁的纵向主筋应1212，架立筋，架立筋1010，箍筋直径，箍筋直径66。筏形、箱形承台配筋与筏基、箱基相同。筏形、箱形承台配筋与筏基、箱基相同。 5.桩顶与承
8、台的连接构造桩顶与承台的连接构造桩顶嵌入长度：为保证群桩与承台之间连桩顶嵌入长度：为保证群桩与承台之间连接的整体性，桩顶应嵌入承台一定长度，接的整体性，桩顶应嵌入承台一定长度，对大直径桩宜对大直径桩宜100；对中等直径桩宜；对中等直径桩宜50。桩顶主筋锚固长度：混凝土桩的桩顶主筋桩顶主筋锚固长度：混凝土桩的桩顶主筋应伸入承台内，其锚固长度宜应伸入承台内，其锚固长度宜30dg（级）级）, 35dg（、级）级）对于抗拔桩基应对于抗拔桩基应40dg。 6. 承台之间的连接构造承台之间的连接构造单桩桩基承台宜在双向设置联系梁。单桩桩基承台宜在双向设置联系梁。两桩桩基承台：宜在其短向设置联系梁。两桩桩基
9、承台：宜在其短向设置联系梁。有抗震要求的柱下独立承台：宜在双向设置联系梁。有抗震要求的柱下独立承台：宜在双向设置联系梁。联系梁顶面宜与承台顶位于同一标高，梁宽应联系梁顶面宜与承台顶位于同一标高，梁宽应250，梁高可取承台中心距的梁高可取承台中心距的1/101/15。配筋：计算、构造。配筋：计算、构造。 7. 7. 承台埋深：承台埋深：应应600600；在季节性冻土等地区在季节性冻土等地区10001000。保证承台周围填土质量、密实性。保证承台周围填土质量、密实性。d 4.8.2 4.8.2 柱下桩基独立承台柱下桩基独立承台1. 1. 受弯计算受弯计算（1 1）柱下多桩矩形承台）柱下多桩矩形承台
10、其破坏特征呈梁式破坏：其破坏特征呈梁式破坏：挠曲裂缝在平行于柱边两个方向交挠曲裂缝在平行于柱边两个方向交替出现，承台在两个方向交替呈梁替出现，承台在两个方向交替呈梁式承担荷载。最大弯矩产生在平行式承担荷载。最大弯矩产生在平行于柱边两个方向的屈服线处。于柱边两个方向的屈服线处。 iiyiixxNMyNM 多桩矩形承台计算截面取在柱边和承台高度变化处。多桩矩形承台计算截面取在柱边和承台高度变化处。 垂直于垂直于x x、y y轴方向计算截面弯矩设计值；轴方向计算截面弯矩设计值； 垂直垂直y y轴和轴和x x轴方向自桩轴线到相应计算截面的轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离；距离； yxMM 、 iiy
11、x 、 iN 扣除承台和承台上土重设扣除承台和承台上土重设计值后计值后 i i 桩竖向净反力设计值；桩竖向净反力设计值；当当不考虑承台效应时，则为第不考虑承台效应时，则为第 根桩根桩的竖向总反力设计值。的竖向总反力设计值。iiyiixxNMyNM （2 2）柱下三桩三角形承台）柱下三桩三角形承台等边三角形承台破坏形式：等边三角形承台破坏形式：等腰三角形承台破坏形式：等腰三角形承台破坏形式： 柱下三桩三角形承台受弯计算柱下三桩三角形承台受弯计算1)1)等边三桩承台：等边三桩承台：s csNM433max式中：式中：M M由承台形心至承台边缘距离范围内板带的弯距设计值；由承台形心至承台边缘距离范围
12、内板带的弯距设计值； N Nmaxmax扣除承合和其上填土自重后的三桩中相应于荷载效应基本扣除承合和其上填土自重后的三桩中相应于荷载效应基本 组合时的最大单桩竖向力设计值组合时的最大单桩竖向力设计值; ; s s桩距桩距; ; c c方柱边长，圆柱时方柱边长，圆柱时c=0.866d(dc=0.866d(d为圆柱直径为圆柱直径) )。 ssc2c12)2)等边三桩承台：等边三桩承台： 12max1475. 03csNM 式中：式中：M M1 1、M M2 2分别由承台形心至承台两腰和底边距离范围内板带的弯分别由承台形心至承台两腰和底边距离范围内板带的弯距设计值；距设计值； N Nmaxmax扣除
13、承合和其上填土自重后的三桩中相应于荷载效应基本扣除承合和其上填土自重后的三桩中相应于荷载效应基本 组合时的最大单桩竖向力设计值组合时的最大单桩竖向力设计值; ; s s长向桩距长向桩距; ; 短向桩距与长向桩距之比，当短向桩距与长向桩距之比，当小于小于0.50.5时，应按变截面两桩设计；时，应按变截面两桩设计； c c1 1、c c2 2分别垂直于、平行于承台底边的柱截面边长。分别垂直于、平行于承台底边的柱截面边长。 22max2475. 03csNM 柱下三桩三角形承台也可按下式计算柱下三桩三角形承台也可按下式计算计算截面应在柱边按下式计算：计算截面应在柱边按下式计算： yNMxNMyyxx
14、 当计算弯矩截面不与主筋方向正交时，须对主当计算弯矩截面不与主筋方向正交时，须对主筋方向角进行换算。筋方向角进行换算。 补充：柱下或墙下条形承台梁补充：柱下或墙下条形承台梁柱下条形承台柱下条形承台的正截面弯矩设计值一般可按弹性地的正截面弯矩设计值一般可按弹性地基梁进行分析，基梁进行分析，地基的计算模型应根据地基土层的特地基的计算模型应根据地基土层的特性选取。性选取。当桩端持力层较硬且桩轴线不重合时，可视当桩端持力层较硬且桩轴线不重合时，可视桩为不动支座，按连续梁计算。桩为不动支座，按连续梁计算。墙下条形承台梁墙下条形承台梁可按倒置的弹性地基梁计算弯矩和可按倒置的弹性地基梁计算弯矩和剪力。剪力。
15、 受弯承载力计算受弯承载力计算根据承台内力根据承台内力M，按混凝土结构设计规范设计。，按混凝土结构设计规范设计。近似计算：近似计算：09 . 0hfMAys 2. 2. 受冲切计算受冲切计算破坏特征：破坏特征：若承台高度不足，或承台变阶处的高度不足，将会产生冲切破坏。若承台高度不足，或承台变阶处的高度不足，将会产生冲切破坏。 其破坏方式分为其破坏方式分为沿柱边的冲切和角桩对承台的冲切沿柱边的冲切和角桩对承台的冲切（为柱冲切（为柱冲切破坏锥体以外角桩对承台冲切作用）。破坏锥体以外角桩对承台冲切作用）。 （1 1）柱对承台冲切的承载力）柱对承台冲切的承载力 柱边冲切破坏锥体斜面与承台柱边冲切破坏锥
16、体斜面与承台底面的夹角大于或等于底面的夹角大于或等于45450 0，该斜，该斜面的上周边位于柱与承台交接处或面的上周边位于柱与承台交接处或变阶处，下周位于相应的桩顶内边变阶处，下周位于相应的桩顶内边缘处。缘处。 F F F F（1 1）柱对承台冲切的承载力）柱对承台冲切的承载力 000002hfahabFthpxcyycxl ilNFF2 . 084. 000 xx 000haxx 2 . 084. 000 yy 000hayy F FF FL L扣除承台及其上填土自重，作用扣除承台及其上填土自重，作用于冲切破坏锥体上相应于荷载效应基于冲切破坏锥体上相应于荷载效应基本组合的冲切力设计值，冲切破
17、坏锥本组合的冲切力设计值，冲切破坏锥体应采用自柱边或承台变阶处直相应体应采用自柱边或承台变阶处直相应桩顶边缘连线构成的锥体，锥体与承桩顶边缘连线构成的锥体，锥体与承台底面的夹角不小于台底面的夹角不小于45450 0；N Ni i冲切破坏锥体范围内各基桩的净反力（不计承台和承冲切破坏锥体范围内各基桩的净反力（不计承台和承台上土的自重）设计值之和。台上土的自重）设计值之和。F F柱根部轴力设计值；柱根部轴力设计值； ilNFF 000002hfahabFthpxcyycxl hphp-受冲切承载力截面高度影响系数，当受冲切承载力截面高度影响系数，当h800h800 时，时，hphp取取1.01.0
18、；当；当h2000h2000时，时，hphp取取0.90.9；其间按线性内插；其间按线性内插法取用。法取用。 000002hfahabFthpxcyycxl f ft t-承台混凝土抗拉强度设计值；承台混凝土抗拉强度设计值； h0-承台冲切破坏锥体的有效高度；承台冲切破坏锥体的有效高度；0 x、0y- 冲切系数；冲切系数； 冲跨比，冲跨比，=a0/h0 （a0为冲跨为冲跨,即柱边即柱边或承台变阶处到桩边的水平距离；当或承台变阶处到桩边的水平距离；当 a00.2h0时时,取取a0 =0.2h0；当；当a0 h0时，取时，取 a0 =h0。满足满足0.21.0。F F 000002hfahabFt
19、hpxcyycxl 2 . 084. 000 xx 000haxx 2 . 084. 000 yy 000hayy （2）角桩对承台的冲切）角桩对承台的冲切1）多桩矩形承台角桩的冲切承载力）多桩矩形承台角桩的冲切承载力0111121max)2()2(hfacacNthpxyyx 桩桩顶顶最最大大反反力力设设计计值值； maxN 2maxminmaxiiyxyMnFN 2maxminmaxiixyxMnFN 角角桩桩冲冲切切系系数数、 yx11 2 . 056. 011 xx 011haxx 2 . 056. 011 yy 011hayy 1x 、1y为角桩冲跨比取值范围为角桩冲跨比取值范围0.
20、2-1.0； a a1x1x、a a1y1y角桩内边缘引角桩内边缘引45450 0线与冲切顶面线与冲切顶面相交点至相交点至角桩内边缘角桩内边缘的距离；的距离；当柱底面或当柱底面或变阶出边线位于该变阶出边线位于该450线以内时，则取柱边线以内时，则取柱边或变阶处边与桩内边缘的水平距离或变阶处边与桩内边缘的水平距离 c c1 1、c c2 2角桩内边缘至承台外边缘角桩内边缘至承台外边缘水平距水平距离。离。h0-承台外边缘的有效高度；承台外边缘的有效高度； 2）三桩三角形承台角桩的冲切承载力）三桩三角形承台角桩的冲切承载力底部角桩：底部角桩：顶部角桩：顶部角桩：01111112tan)2(hfacN
21、thpl 2 . 056. 01111 02122122tan)2(hfacNthpl 2 . 056. 01212 角角桩桩冲冲切切系系数数、 1211 11 、11为角桩冲跨比：为角桩冲跨比： a a1111、a a1212角桩内边缘引角桩内边缘引45450 0线与冲切顶面相交点线与冲切顶面相交点至至角桩内边缘角桩内边缘的水平距离；的水平距离；当柱底面处边线位于当柱底面处边线位于该该450线以内时，则取柱边与桩内边缘的水平距离。线以内时，则取柱边与桩内边缘的水平距离。 c c1 1、c c2 2角桩内边缘至承台外边缘角桩内边缘至承台外边缘水平距离。水平距离。01111ha 01212ha
22、以上计算中：对于圆柱及圆桩，计算时应将截面以上计算中：对于圆柱及圆桩，计算时应将截面换算成方柱或方桩，取换算柱或桩截面边宽换算成方柱或方桩，取换算柱或桩截面边宽 ：dbp8 . 0 3.3.受剪切计算受剪切计算破坏特征：破坏特征：柱与桩边连线所柱与桩边连线所形成的斜截面（图）形成的斜截面（图）。当柱。当柱（变阶处）外有多排桩形成（变阶处）外有多排桩形成多个剪切斜截面时，对每一多个剪切斜截面时，对每一个斜截面都要进行受剪承载个斜截面都要进行受剪承载力计算。力计算。 00hbfVths 0 . 175. 1 斜截面受剪承载力计算公式：斜截面受剪承载力计算公式：hshs受剪切承载力截面高度影响系数受
23、剪切承载力截面高度影响系数, , hshs= =（800/h0800/h0）1/41/4，当当h h0 0小于小于800mm800mm时，时， h h0 0取取800mm800mm， 当当h h0 0大于大于2000mm2000mm时，时，h h0 0取取2000mm2000mmV V扣除承台及其上填土自重后相应于荷载效应基本组合扣除承台及其上填土自重后相应于荷载效应基本组合时斜截面的最大剪力设计值；时斜截面的最大剪力设计值； b b0 0承台计算截面处的计算宽度。承台计算截面处的计算宽度。剪切系数；剪切系数；计算截面的剪跨比，计算截面的剪跨比， x x=a=ax x/h/h0 0， y y=
24、a=ay y/h/h0 0。此处。此处a ax x、a ay y为柱边或承台变阶处至为柱边或承台变阶处至x x、y y方向计算一排桩的桩边的水平方向计算一排桩的桩边的水平距离，当距离，当0.30.3时，取时，取=0.3=0.3；当；当3 3时取时取=3=3。00hbfVths 0 . 175. 1 h h0 0计算宽度处的承台有效高度计算宽度处的承台有效高度 阶梯形承台变阶处、锥形承台的计算宽度阶梯形承台变阶处、锥形承台的计算宽度b b0 0、有效高度有效高度h h0 0的确定：的确定：1 1）对于阶梯形承台应分别）对于阶梯形承台应分别在变阶处（在变阶处（A1-A1A1-A1，B1-B1B1-
25、B1）及柱边处（及柱边处（A2-A2A2-A2，B2-B2B2-B2）进行斜截面受剪计算（图）。进行斜截面受剪计算（图）。 010hh 10yybb A1-A1A1-A1截面：截面：10 xxbb B1-B1B1-B1截面：截面：变阶处（变阶处（A1-A1A1-A1，B1-B1B1-B1）斜截面受剪计算）斜截面受剪计算: : 计算柱边截面（计算柱边截面（A2-A2A2-A2，B2-B2B2-B2）进行斜截面受剪计算。此时：进行斜截面受剪计算。此时：02010hhh 02010220110hhhbhbbyyy A2-A2A2-A2截面：截面：B2-B2B2-B2截面：截面：02010220110
26、hhhbhbbxxx 2 2）对于锥形承台应对）对于锥形承台应对A-AA-A及及B-BB-B两个截面进行受剪承载力计算。两个截面进行受剪承载力计算。此时此时截面有效高度均为：截面有效高度均为：h h0 011201015 . 01yyyybbbhhb A-AA-A截面：截面：B-BB-B截面：截面：11201015 . 01xxxxbbbhhb 4. 4. 局部受压计算局部受压计算当承台的混凝土强度等级低于柱或桩的混凝土强度等当承台的混凝土强度等级低于柱或桩的混凝土强度等级时尚应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力。级时尚应验算柱下或桩上承台的局部受压承载力。 4.9 4.9 桩基础设计的一般步
27、骤桩基础设计的一般步骤进行调查研究，场地勘察，收集资料；进行调查研究，场地勘察，收集资料；综合勘察报告、荷载情况、使用要求、上部结构条综合勘察报告、荷载情况、使用要求、上部结构条件等确定桩基持力层；件等确定桩基持力层；选择桩材，确定桩的类型、外形尺寸和构造；选择桩材，确定桩的类型、外形尺寸和构造；确定单桩承载力；确定单桩承载力；根据上部结构荷载情况，初步拟定桩的数量和平面根据上部结构荷载情况，初步拟定桩的数量和平面布置；布置；根据桩的平面布置，初步拟定承台的轮廓尺寸及承根据桩的平面布置，初步拟定承台的轮廓尺寸及承台底标高；台底标高； 验算作用与单桩上的竖向和横向荷载；验算作用与单桩上的竖向和横
28、向荷载；验算承台尺寸和结构强度；验算承台尺寸和结构强度；必要时验算桩基的整体承载力和沉降量，当桩必要时验算桩基的整体承载力和沉降量，当桩端下有软弱下卧层时，验算软弱下卧层的地基承端下有软弱下卧层时，验算软弱下卧层的地基承载力；载力；单桩设计、绘制桩和承台的结构及施工详图。单桩设计、绘制桩和承台的结构及施工详图。 4.9.1 4.9.1 必要的资必要的资料准备料准备建筑物类型及规模建筑物类型及规模; ;岩土工程勘查报告岩土工程勘查报告; ;施工机具和技术条件施工机具和技术条件; ;环境条件环境条件; ;检测条件检测条件; ;及当地桩基工程经验等。及当地桩基工程经验等。 桩基的详细勘察除满足现行勘
29、察规范要求外，还应满足以下几桩基的详细勘察除满足现行勘察规范要求外，还应满足以下几点：点：（1）勘探间距：）勘探间距：一般为一般为1224m，若相邻两勘探点揭露出的层面坡度大于，若相邻两勘探点揭露出的层面坡度大于10%，应适当加密勘探点；摩擦型桩，点距一般为应适当加密勘探点；摩擦型桩，点距一般为2030m。 （2）勘探深度：）勘探深度：控制性孔数量：一般布置控制性孔数量：一般布置1/31/2的勘探孔作为控制性孔，的勘探孔作为控制性孔，且一级建筑桩基场地至少有且一级建筑桩基场地至少有3个，二级建筑桩基场地应不少个，二级建筑桩基场地应不少于于2个。个。深度：控制孔应穿透桩端平面以下压缩层厚度，一般
30、勘探深度：控制孔应穿透桩端平面以下压缩层厚度，一般勘探孔应深入桩端平面以下孔应深入桩端平面以下35m；嵌岩桩钻孔应深入持力岩层；嵌岩桩钻孔应深入持力岩层不小于不小于35倍桩径；当持力岩层较薄时，部分钻孔应钻透持倍桩径；当持力岩层较薄时，部分钻孔应钻透持力岩层。力岩层。在勘察深度地区范围内的每一地层，应进行室内试验或原在勘察深度地区范围内的每一地层，应进行室内试验或原位测试。位测试。 4.9.2 4.9.2 选定桩型，确定单桩竖选定桩型，确定单桩竖向及水平承载力向及水平承载力1、桩型、截面和桩长的选择。、桩型、截面和桩长的选择。桩型：上部结构的型式、荷载、地质条件、环境条件及当地桩型：上部结构的
31、型式、荷载、地质条件、环境条件及当地的施工条件和经验。的施工条件和经验。 从楼层数和荷载大小来看（如为工业厂房可将荷载折算为相从楼层数和荷载大小来看（如为工业厂房可将荷载折算为相应的楼层数）：应的楼层数）： 1010层以下的，可考虑采用直径层以下的，可考虑采用直径500500左右的灌注桩和边长为左右的灌注桩和边长为400400的预制桩；的预制桩；10102020层的可采用直径层的可采用直径80080010001000的灌注桩的灌注桩和边长为和边长为450450500500的预制桩；的预制桩；20203030层的可用直径层的可用直径1000100012001200的钻（冲、挖）孔灌注桩和边长大于
32、等于的钻（冲、挖）孔灌注桩和边长大于等于500500的预制的预制桩；桩；30304040层的可用直径大于层的可用直径大于12001200的钻（冲、挖）孔灌注的钻（冲、挖）孔灌注桩和边长为桩和边长为500500550550的预应力管桩和大直径钢管桩；楼层的预应力管桩和大直径钢管桩；楼层更多的高层建筑所采用的挖孔灌注桩直径可达更多的高层建筑所采用的挖孔灌注桩直径可达5m5m。 截面尺寸：实心方桩边长为截面尺寸：实心方桩边长为300500 L=2530m（现场（现场预制）预制）L12m（工厂预制）（工厂预制） 地质条件地质条件: : 一般当土中存在大孤石、废金属以及花岗岩残积层中未风化的一般当土中存
33、在大孤石、废金属以及花岗岩残积层中未风化的石英脉时，预制桩难以穿透；当土层分布很不均匀时，混凝土石英脉时，预制桩难以穿透；当土层分布很不均匀时，混凝土预制桩的预制长度难以控制；在场地土层比较均匀的条件下，预制桩的预制长度难以控制；在场地土层比较均匀的条件下，采用质量易于保证的预应力高强混凝土管桩比较合理。采用质量易于保证的预应力高强混凝土管桩比较合理。 经济角度：经济角度：沉管灌注桩最为经济，后为钻孔灌注撞、冲孔灌注桩、人沉管灌注桩最为经济，后为钻孔灌注撞、冲孔灌注桩、人工挖孔桩、混凝土预制方桩、普通预应力管桩、预应力高工挖孔桩、混凝土预制方桩、普通预应力管桩、预应力高强混凝土管桩、钢管桩强混
34、凝土管桩、钢管桩周边环境周边环境:城市环境：不允许打桩时，选用振动比较小的桩，如：钻城市环境：不允许打桩时，选用振动比较小的桩，如：钻孔灌注桩、人工挖孔桩、冲孔灌注桩、静力压桩等。孔灌注桩、人工挖孔桩、冲孔灌注桩、静力压桩等。 建筑物的重要程度。建筑物的重要程度。 桩长：桩长：1 1）桩的长度主要取决于桩端持力层的选择。桩端最好）桩的长度主要取决于桩端持力层的选择。桩端最好选择在进入坚硬土层或岩层，采用嵌岩桩或端承桩；选择在进入坚硬土层或岩层，采用嵌岩桩或端承桩；当坚硬土层埋藏很深时，宜采用摩擦桩基，桩端应尽当坚硬土层埋藏很深时，宜采用摩擦桩基，桩端应尽量达到低压缩性、中等强度的土层上。量达到
35、低压缩性、中等强度的土层上。2）桩端进入持力层的深度（）桩端进入持力层的深度（13d）：）：粘性土、粉土粘性土、粉土2d2d，砂类土，砂类土1.5d,1.5d,碎石类土碎石类土1d,1d,当存在软弱下卧当存在软弱下卧层时层时, ,桩端以下硬持力层厚度桩端以下硬持力层厚度4d,4d,嵌岩桩进入微风化嵌岩桩进入微风化或中等风化的岩体的最小深度或中等风化的岩体的最小深度0.5m.0.5m. 3)当硬持力层较厚且施工条件允许时，桩端进入持力层当硬持力层较厚且施工条件允许时，桩端进入持力层的深度尽可能达到桩端阻力的临界深度的深度尽可能达到桩端阻力的临界深度,以提高桩端阻力以提高桩端阻力.临界深度临界深度
36、:砂、碎石类土临界深度砂、碎石类土临界深度=（310）d （d为桩径）为桩径）粘性土、粉土临界深度粘性土、粉土临界深度=（26）d嵌岩灌注桩桩端以下三倍桩径范围内应无软弱夹层、断裂破嵌岩灌注桩桩端以下三倍桩径范围内应无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布；并应在桩底应力扩散范围内无岩体临空面。碎带和洞穴分布；并应在桩底应力扩散范围内无岩体临空面。 4 4）同一建筑物避免同时采用不同类型的桩（如用摩擦桩和端承）同一建筑物避免同时采用不同类型的桩（如用摩擦桩和端承桩，但用沉降缝分开除外）。桩，但用沉降缝分开除外）。5 5）同一基础相邻桩的标高差，对于非嵌岩端承桩不宜超过相邻）同一基础相邻桩的标高差，对于
37、非嵌岩端承桩不宜超过相邻桩的中心距，对于摩擦型桩，在相同土层中不宜超过桩长的桩的中心距，对于摩擦型桩，在相同土层中不宜超过桩长的1/101/10。6 6）桩长、桩型初步确定后，即可定出桩的截面面积，并初步确）桩长、桩型初步确定后，即可定出桩的截面面积，并初步确定承台的底面标高。定承台的底面标高。7 7）一般建筑物层数多、荷载大，宜采用大直径的桩。尤其是大）一般建筑物层数多、荷载大，宜采用大直径的桩。尤其是大直径的人工挖孔桩。目前国内最大人工挖孔桩的直径为直径的人工挖孔桩。目前国内最大人工挖孔桩的直径为5m5m。 确定桩型、桩长后，可初步确定桩的截面尺寸。确定桩型、桩长后，可初步确定桩的截面尺寸
38、。承台承台埋深：满足结构和施工要求。埋深：满足结构和施工要求。 确定单桩竖向及水平确定单桩竖向及水平承载力。承载力。2. 2. 确定单桩竖向及水平承载力确定单桩竖向及水平承载力 4.9.3 4.9.3 桩的平面布置及承载力验算桩的平面布置及承载力验算1. 1. 桩的根数和布置桩的根数和布置（1 1） 桩的根数桩的根数中心荷载作用（轴心受压）：中心荷载作用（轴心受压）：aKKRGFn 式中：式中：FkFk-相应于荷载效应标准组相应于荷载效应标准组合时，作用在桩基承台顶面的竖向力；合时，作用在桩基承台顶面的竖向力；Gk-Gk-桩基承台及其上填土的自重标桩基承台及其上填土的自重标准值。准值。xFK+
39、GK承台承台底面底面 偏心荷载作用（偏心受压），如果群桩重心与荷载合偏心荷载作用（偏心受压），如果群桩重心与荷载合力点重合，桩数按上式计算，否则，按上式计算适当力点重合，桩数按上式计算，否则，按上式计算适当增加（增加（10%10%20%20%）。）。aKKRGFn yMxKxFK+GKMyKHK承台承台底面底面xixmaxyiymax （）（） 桩在平面上的布置：遵循桩在平面上的布置：遵循.7.7的原则，若布桩的原则，若布桩不合理宜重新选择桩型及几何尺寸。不合理宜重新选择桩型及几何尺寸。 柱下桩基柱下桩基 墙下桩基墙下桩基 2. 2. 桩基承载力验算桩基承载力验算* * * *（1 1） 桩顶
40、作用效应计算桩顶作用效应计算中心荷载作用（轴心受压）：中心荷载作用（轴心受压）：nGFQKKK 式中：式中：FkFk-相应于荷载效应标准组相应于荷载效应标准组合时，作用在桩基承台顶面的竖向力；合时，作用在桩基承台顶面的竖向力；Gk-Gk-桩基承台及其上填土的自重标桩基承台及其上填土的自重标准值。准值。xFK+GK承台承台底面底面 xyxixmaxymaxyiyMxKxFK+GKMyKHK承台承台底面底面xixmaxyiymax偏心竖向力作用下：偏心竖向力作用下： 22iiyKiixKKKiKxxMyyMnGFQnHHKiK 水平力作用下：水平力作用下：* * * * 桩顶作用效应均按荷载作桩顶
41、作用效应均按荷载作用效应标准组合计算。用效应标准组合计算。 当基桩承受较大水平力，或为高承台桩基时，桩顶作用当基桩承受较大水平力，或为高承台桩基时，桩顶作用效应的计算应考虑承台与基桩协同工作和土的弹性抗力。对烟效应的计算应考虑承台与基桩协同工作和土的弹性抗力。对烟囱、水塔、电视塔等高耸结构物桩基则常采用圆形或环形刚性囱、水塔、电视塔等高耸结构物桩基则常采用圆形或环形刚性承台，当基桩宜布置在直径不等的同心圆圆周上，且同一圆周承台，当基桩宜布置在直径不等的同心圆圆周上，且同一圆周上的桩距相等时，仍可按上式计算。上的桩距相等时，仍可按上式计算。 （2 2） 单桩承载力验算单桩承载力验算* * * *
42、中心荷载作用（轴心受压）桩基：中心荷载作用（轴心受压）桩基：aKRQ 偏心荷载作用（偏心受压）桩基：偏心荷载作用（偏心受压）桩基：aKRQ aKRQ2 . 1max HaiKRH 水平力作用下：水平力作用下： 偏心荷载作用（偏心受压）桩基：偏心荷载作用（偏心受压）桩基：aKRQ aKRQ2 . 1max xyxixmaxymaxyiyMxKxFK+GKMyKHK承台承台底面底面xixmaxyiymaxnGFQKKK 2max2maxmaxiyKixKKKKxxMyyMnGFQ此桩受压力最大此桩受压力最大 考虑地震作用效应的桩基单桩承载力验算考虑地震作用效应的桩基单桩承载力验算中心荷载作用（轴心
43、受压）桩基：中心荷载作用（轴心受压）桩基：aKRQ25. 1 偏心荷载作用（偏心受压）桩基：偏心荷载作用（偏心受压）桩基：aKRQ25. 1 aKRQ5 . 1max 地震震害调查表明，不论桩周土类别如何，基桩竖向承地震震害调查表明，不论桩周土类别如何，基桩竖向承载力均可提高载力均可提高25%25%。 对于主要承受竖向荷载的抗震设防区低承台桩基，当同时对于主要承受竖向荷载的抗震设防区低承台桩基，当同时满足下列条件时，计算桩顶作用效应时可不考虑地震作用：满足下列条件时，计算桩顶作用效应时可不考虑地震作用： （1 1）按）按建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范规定可不进行天然地基和基础抗震承载规定可不
44、进行天然地基和基础抗震承载力计算的建筑物；力计算的建筑物； （2 2）不位于斜坡地带和地震可能导致滑移、地裂地段的建筑物；）不位于斜坡地带和地震可能导致滑移、地裂地段的建筑物； （3 3）桩端及桩身周围无可液化土层；）桩端及桩身周围无可液化土层； （4 4）承台周围无可液化土、淤泥、淤泥质土。）承台周围无可液化土、淤泥、淤泥质土。 对位于对位于8 8度和度和8 8度以上抗震设防区的高大建筑物低承台桩基，在计算各度以上抗震设防区的高大建筑物低承台桩基，在计算各基桩的作用效应和桩身内力时，可考虑承台（包括地下墙体）与基桩的共基桩的作用效应和桩身内力时，可考虑承台（包括地下墙体）与基桩的共同工作和土
45、的弹性抗力作用。同工作和土的弹性抗力作用。 （3 3） 桩基软弱下卧层承载力验算桩基软弱下卧层承载力验算 当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时，应进当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时，应进行下卧层的承载力验算。根据该下卧层发生强度破坏的可能行下卧层的承载力验算。根据该下卧层发生强度破坏的可能性，分为整体冲剪破坏和基桩冲剪破坏。性，分为整体冲剪破坏和基桩冲剪破坏。 桩基软弱下卧层承载力验算桩基软弱下卧层承载力验算（a）整体冲剪破坏；）整体冲剪破坏； （b）基桩冲剪破坏）基桩冲剪破坏 G GfkfkFK+GKFK+GKa0atSa-dzzczczq qsiasia 式中：式中：z z
46、-相应于荷载效应标准组合时，软弱下相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值卧层顶面处的附加应力值（KPaKPa） czcz -软弱下卧层顶面处土的自重应力值软弱下卧层顶面处土的自重应力值（KPaKPa） f fazaz -软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值载力特征值（KPaKPa）azczzf 的计算：的计算：z 对桩距对桩距Sa6d6d及及桩距桩距Sa6d、且硬持力层厚度、且硬持力层厚度t1/2（sa-d）cot的群桩基础的群桩基础一般可作整体冲剪破一般可作整体冲剪破坏考虑，计算公式：坏考虑，计算公式： tan2tan220000
47、tbtalqbaGFisiaKkz azczzf 对桩距对桩距S Sa a6d6d、且硬持力层厚度、且硬持力层厚度 的群桩的群桩基础，以及单桩基础，应作基桩冲剪破坏考虑，有下列公式：基础，以及单桩基础，应作基桩冲剪破坏考虑，有下列公式： )cota at ts sed1 1 （2 22)tan2()(4 tdlquQeisiaKz 式中：式中：de 桩端等代直径，桩端等代直径，圆 形 桩圆 形 桩 d e = d ； 方 形 桩 为； 方 形 桩 为 : de=1.13b（b为为桩的边长）；按桩的边长）；按表表2-7确定地基压力扩散角确定地基压力扩散角时，时，取取b=de。azczzf q q
48、siasia 地基基础设计等级为甲级建筑物的桩基。地基基础设计等级为甲级建筑物的桩基。 体型复杂或桩端以下存在软弱土层的设计等级体型复杂或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级建筑物桩基。为乙级建筑物桩基。 对沉降有严格要求的建筑物桩基。对沉降有严格要求的建筑物桩基。 摩擦型桩基。摩擦型桩基。（4 4）桩基础沉降验算）桩基础沉降验算需要进行沉降计算需要进行沉降计算 ：桩基础沉降的计算范围桩基础沉降的计算范围 嵌岩桩、设计等级丙级建筑物桩基，对沉降嵌岩桩、设计等级丙级建筑物桩基，对沉降无特殊要求的无特殊要求的条形基础下不超过两排桩的桩基。条形基础下不超过两排桩的桩基。吊车工作制级别吊车工作制级别A
49、5级级A5以下的单层工业厂房桩以下的单层工业厂房桩基（桩端下为密实土层）。基（桩端下为密实土层）。不需要沉降计算的情况：不需要沉降计算的情况： 计算方法：单向压缩分层总和法：计算方法：单向压缩分层总和法： mjniisjijijpjEhs11, 地基内的应力分布宜采用各向地基内的应力分布宜采用各向同性均质线性变形体理论按实体同性均质线性变形体理论按实体深基础（深基础（s6ds6d）或其他方法）或其他方法( (包括包括明德林应力公式方法明德林应力公式方法) )计算：计算： （5）桩基负摩阻力验算）桩基负摩阻力验算群桩中任一基桩的下拉荷载：群桩中任一基桩的下拉荷载： 4dqdssFQnnayaxn
50、1nnng 其中：其中：nininipnlu 桩基负摩阻力验算：桩基负摩阻力验算：对于摩擦型基桩：对于摩擦型基桩：中性点以上侧阻为零，按下式验算：中性点以上侧阻为零，按下式验算： 当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时，尚应将当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时，尚应将负摩阻力引起的下拉荷载负摩阻力引起的下拉荷载 计人附加荷载验算桩基沉降。计人附加荷载验算桩基沉降。ngQaiKRQ 对于端承型基桩：对于端承型基桩：angikRQQ 计算计算Ra时，中性点以上侧阻为零。时，中性点以上侧阻为零。aiKRQ （6）桩基竖向抗拔承载力验算（桩基规）桩基竖向抗拔承载力验算（桩基规） gk0gpsk
