第5-7章 桩基础

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1、第5章桩基础5.7桩基础的设计与计算桩基础设计原则必须保证基础的强度与稳定，以及地基的承载力和变形满足正常的使用要求。贯彻结构安全、技术可行、经济合理的原则。5.7.1铁路桥梁桩基础设计1.收集设计资料包括上部结构形式、荷载、工程地质勘察资料、材料来源和施工技术设备等情况。2.桩基础类型的选择（1）确定采用低承台桩或高承台桩基（2）确定桩的承载性状确定是摩擦桩还是端承桩，满足受力和构造要求。（3）选择桩的材料与施工方法选择混凝土桩还是钢桩？选择预制桩还是灌注桩？《公桥规范》5.1.5：在同一桩基中，除特殊设计之外，不宜同时采用摩擦桩和端承桩；不宜采用直径不同、材料不同

2、和桩端深度相差过大的桩。3.桩径、桩长的拟定及桩数的确定（1）确定桩径（2）确定桩长选择持力层和确定桩端进入持力层的深度。（3）确定桩数（4）桩的平面布置合理布桩是桩基设计中保证桩基最有效和最经济的重要环节。承台下布桩应遵循下列基本原则：①布桩时应尽量使群桩的形心位置与上部结构荷载的合力作用点重合。②宜尽量缩小承台的平面尺寸，按最小桩中心间距进行桩的布置。③尽可能将桩布置在靠近承台的外围部分，以增加桩基的惯性矩。《铁桥地基规范》规定：一般情况下，钻（挖）孔灌注桩的摩擦桩，中心间距不得小于2.5倍成孔直径；支承或嵌固在岩层的柱桩（端承桩），中心间距不得小于2.0倍成孔直

3、径；打入桩的桩尖中心间距不应小于3d（桩径）；震动下沉于砂土内的桩则不应小于4d；桩尖爆扩桩的桩尖中心间距应根据施工方法确定。各类桩的最外一排至承台座板边缘的净距应满足下列要求：当桩径d≤1m时，不得小于0.5d，且不得小于0.25m；当桩径d＞1m时，不得小于0.3d，且不得小于0.5m（对于钻孔灌注桩，d为设计桩径；对于矩形截面的桩，d为桩的短边宽）。4.承台的设计及与桩的连接承台板的尺寸和钢筋的设置应根据上部结构尺寸和荷载大小，除满足抗冲切、抗剪切、抗弯曲外，尚应符合下列规定。5.桩基础的内力及变位计算一般采用“m”法6.桩基础的验算（1）单桩竖向承载力验算（2

4、）单桩的横向承载力验算一般验算桩在地面或局部冲刷线处的横向位移x0不大于6mm。（3）群桩的承载力及沉降验算7.桩身结构设计包括桩身混凝土材料选择和配筋。（1）灌注桩钢筋混凝土灌注桩的桩身主筋除满足构造要求外，一般按使用阶段的桩身内力和抗裂性要求分段配筋。（2）预制桩5.7.2建筑结构桩基础设计1.收集设计资料包括上部结构形式、荷载、工程地质勘察资料、材料来源和施工技术设备等情况，并尽量了解当地使用桩基础的经验以供设计参考。2.选择持力层，确定桩的类型、断面尺寸3.确定桩数及平面布置（1）桩的根数（2）桩的间距与平面布置桩的间距过大，承台体积增加，造价提高；间距过小，

5、桩的承载能力不能充分发挥，且给施工造成难度。4.桩基础的内力及变位计算5.桩基础的承载力验算（1）桩基础的基桩竖向承载力验算轴心受压：偏心受压：（2）基桩的水平承载力验算《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）5.7.2当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下列公式估算桩身配筋率小于0.65%的灌注桩的单桩水平承载力特征值：当桩的水平承载力由水平位移控制，且缺少单桩水平静载试验资料时，可按下列公式估算预制桩、钢桩、桩身配筋率不小于0.65%的灌注桩的单桩水平承载力特征值：（3）群桩的承载力及沉降验算假想的实体深基础，按类似浅基础设计的有关规定进行验算。验算内容：持力层

6、、软弱下卧层承载力验算和沉降验算。6.桩身结构设计桩身结构设计须考虑整个施工阶段和使用阶段期间的各种最不利受力状态。设计内容：构造要求，配筋计算等（1）钢筋混凝土预制桩（2）钢筋混凝土灌注桩7.承台设计和计算除单桩基础可不设承台外，一般桩基础均要设置承台。与浅基础一样，承台底面应埋置在地基土的冻结深度以下。承台的设计计算包括确定承台的平面和剖面形状、承台的厚度、承台的配筋；承台的各项力学验算等（包括局部承压、抗冲切、抗剪切、及抗弯验算等）。（1）承台的平面和剖面形状（2）承台的构造要求（3）承台与桩的连接（4）承台的抗冲切验算若承台有效高度不足，将产生冲切破坏，其破坏

7、方式可为沿柱（墙）边、承台变阶处和角桩对承台的冲切3种情况图3.27四桩以上承台角桩冲切验算图3.28三桩三角形承台角桩冲切验算承台受冲切承载力时应满足下列要求:受冲切承载力截面高度影响系数。冲切系数。扣除承台和承台上土重后，在荷载效应基本组合下作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值（5）承台斜截面的抗剪切验算桩基承台的剪切破坏面为荷载作用处与支座间连线所表示的斜截面。柱下平板式承台破坏面为通过柱边（变阶处）与桩内边连线形成的斜截面。当柱外有多排桩形成多个剪切面时，对每个斜截面都应进行受剪承载力计算。承台抗剪切验算应满足：受剪切承载力截面高度影响系数。剪