土力学与基础工程 教学课件 作者 代国忠 第8章桩基础(5).ppt

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1、8.8桩基础设计与应用实例8.8.1桩基础设计内容与步骤1)收集设计资料，包括建筑物类型、规模、使用要求、结构体系及荷载情况。建筑场地的岩土工程勘察报告等；2)选择桩型，并确定桩的断面形状及尺寸、桩端持力层及桩长等基本参数和承台埋深；3)确定单桩承载力、包括竖向抗压、抗拔及水平承载力等；4)确定群桩桩数及布桩、并按布桩及场地条件确定承台类型及尺寸；5)桩基承载力及变形验算，包括竖向及水平承载力、沉降或水平位移等．对有软弱下卧层的桩基．尚需验算软弱下卧层的承载力；6)桩基中各桩受力验算与桩身结构设计，包括各桩桩顶荷载分析、内力分析以及桩身结构构造设计等；7)承台结构

2、设计，包括承台的抗弯、抗剪、抗冲切及抗裂等强度设计及结构构造等。桩基础设计需满足上述两种极限状态的要求，如在上述设计步骤中出现不满足这些要求，应修改设计参数甚至方案，直至满足各项要求为止。1.桩基础设计主要内容与步骤2．基本设计资料建筑物类型及其规模、岩土工程勘察报告、施工机具和技术条件、环境条件及当地桩基工程经验。勘察任务书和勘察报告应符合勘察规范的一般规定和桩基工程的专门勘察要求。在勘探深度范围内的每一地层，均应进行室内试验或原位测试，以提供设计所需的参数。3．桩型、桩长和截面尺寸的选择1）根据结构类型及层数、荷载情况、地层条件和施工能力，选择桩型（预制桩或灌

3、注桩）、桩的截面尺寸和长度、桩端持力层。2）由桩端持力层深度可初步确定桩长，为提高桩承载力和减小沉降，桩端全断面必须进入持力层一定深度。3）在确定桩的类型和桩端持力层后，可相应决定桩的断面尺寸，并初步确定承台底面标高。4．桩数及桩位布置1）桩的根数桩基偏心受压时，先按轴心受压初估桩数，然后按偏心荷载大小将桩数增加10％～20％；最终要依据桩基总承载力与变形、单桩受力以及承台结构强度等要求确定桩数。2）桩的中心距桩的间距（中心距）一般采用3～4倍桩径。3）桩在平面上的布置桩在平面内可以布置成方形（或矩形）网格或三角形网格（梅花式）的形式，条形基础下的桩，可采用单排或

4、双排布置，也可采用不等距排列。为了使桩基中各桩受力比较均匀，群桩横截面的重心应与荷载合力的作用点重合或接近。当作用在承台底面的弯矩较大时，应增加桩基横截面的惯性矩。对柱下单独桩基和整片式桩基，宜采用外密内疏的布置方式；对横墙下桩基，可在外纵墙之外布设一至二根“探头”桩。8.8.2桩基础设计举例【解】（1）选择桩型、桩材及桩长（2）确定单桩竖向承载力特征值R（3）确定桩的数量和平面布置例8-2桩的布置图计算基桩对应的承台底净面积：不考虑地震作用，群桩中基桩的竖向承载力特征值为：（4）桩顶作用效应计算（5）群桩基础承载力验算按假想群桩实体基础（长方锥台形），桩所穿过土

5、层内摩擦角的加权平均值为：偏心荷载时假想实体基础底面压力：（6）群桩沉降计算（7）桩身水平内力（弯曲抗压强度）计算1）计算桩的变形系数2）求单位力作用于桩身顶面处，桩顶所产生的变位3）求桩顶发生单位变位时，在桩顶引起的内力②发生单位水平位移时，水平力③发生单位水平位移时，弯矩④发生单位转角时，弯矩4）求承台发生单位变位时，所有桩顶、承台和侧墙引起的反力之和承台底与地基土的接触惯性矩：5）求承台变位①竖向位移②水平位移③转角6）求任一基桩桩顶内力①轴向力②水平力③弯矩7）求桩身最大弯矩及其位置8）单桩水平承载力特征值验算9）桩身配筋验算（8）承台设计1）受弯计算桩基

6、承台的弯矩计算值为：2）受冲切计算作用在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为：经判定，柱对承台的冲切承载力满足要求。关于角桩对承台的冲切经计算是满足设计要求的，此处从略。3）受剪切计算斜截面受剪承载力设计值为：本例题采用等厚度承台，各种冲切和剪切承载力均满足要求，且有较大余地，故承台亦可设计成锥形或阶梯形，但需经冲切和剪切的验算。本章小结：1．桩的分类及其适用性：桩基础主要按其承载性状、成桩方式和桩径大小进行分类。进行桩基础设计时首先要确定是摩擦型桩还是端承型桩。桩基承载一般以竖向受压承载为主，兼承水平荷载，亦有承受上拔荷载的桩。2．桩基竖向承载力

7、计算：正确理解桩基竖向承载力概念。学会用静载试验、静力触探、土对桩的支承力等方法来计算单桩或基桩的竖向承载力特征值。了解特殊条件下桩基竖向承载力验算方法，如桩基软弱下卧层承载力、桩侧负摩阻力和桩基抗拔承载力等验算。3．桩基沉降计算：掌握竖向荷载作用下单桩和群桩的沉降计算方法。对于群桩基础，根据桩中心距大小可分别按假想实体基础法和按明德林（Mindlin）应力公式法计算沉降量。了解软土地区减沉复合疏桩基础沉降的计算方法。4.桩水平承载力：桩的水平承载力一般通过现场载荷试验确定，亦可按理论方法计算，特别要牢记m法单桩水平承载力的计算方法。群桩基础的复合基桩水平承载力设

8、计值还应考