桩桩 基基 工工 程程（第（第 六六 讲）讲）第二章第二章 桩基设计计算桩基设计计算24 桩承台设计桩承台设计 承台是桩基础的重要组成部分，承承台是桩基础的重要组成部分，承台应有足够的强度和刚度，以便把上部台应有足够的强度和刚度，以便把上部结构的荷载传递给各桩，并将各桩联结结构的荷载传递给各桩，并将各桩联结成整体。成整体。承台设计包括承台设计包括：确定确定 承台材料、形状、高度、底标高、平面尺寸承台材料、形状、高度、底标高、平面尺寸 强度验算强度验算 需符合构造要求需符合构造要求一、一、承台的构造：承台的构造：1.1.承台的结构尺寸：承台的结构尺寸： 承台最小宽度承台最小宽度500500mmmm； 承台边缘到桩中心距离承台边缘到桩中心距离 桩径或桩边长；桩径或桩边长； 承台厚度不宜承台厚度不宜250250mmmm； 条形承台，梁边缘挑出部分条形承台，梁边缘挑出部分7575mmmm； 条形承台和柱下独立承台的厚度条形承台和柱下独立承台的厚度300300mmmm； 筏形、箱形承台厚度需满足整体刚度、施工筏形、箱形承台厚度需满足整体刚度、施工 条件及防水要求。条件及防水要求。 墙下桩基及基础梁下桩基承台板厚度墙下桩基及基础梁下桩基承台板厚度250250mmmm；承台埋深承台埋深600600mmmm。2.2.承台的材料：承台的材料： 承台混凝土等级承台混凝土等级C15C15 采用采用级钢筋时混凝土等级级钢筋时混凝土等级C20C20； 承台底面钢筋的保护层承台底面钢筋的保护层7070mmmm； 设素混凝土垫层时，保护层厚可适当减少；设素混凝土垫层时，保护层厚可适当减少； 垫层厚度为垫层厚度为100100mm,mm,强度等级为强度等级为C7.5C7.5承台主筋直径承台主筋直径1212mmmm，架立筋架立筋 10 10mmmm，箍筋直箍筋直径径66mm mm 。3.3.桩与承台连接：桩与承台连接： 大直径桩，桩顶主筋入承台的长度大直径桩，桩顶主筋入承台的长度100100mmmm； 小直径桩，桩顶主筋入承台的长度小直径桩，桩顶主筋入承台的长度5050mmmm； 混凝土桩顶主筋应伸入承台内，其锚固长度混凝土桩顶主筋应伸入承台内，其锚固长度 30 30倍主筋直径倍主筋直径；二、桩对承台的局部冲剪验算二、桩对承台的局部冲剪验算 在承台在承台一般较厚的承台座板属于深梁，其应一般较厚的承台座板属于深梁，其应力分析比较复杂，而且分桥的结果与实际情况力分析比较复杂，而且分桥的结果与实际情况相差很远。相差很远。通常认为，通常认为，当桩基础中的所有基桩的桩顶，均位于墩底外缘或当桩基础中的所有基桩的桩顶，均位于墩底外缘或柱底边缘按柱底边缘按45 向下扩散于承台底面处的范围之内时向下扩散于承台底面处的范围之内时(图图a)，可以不作座板内力分析，一般来说承台受力不会破坏。可以不作座板内力分析，一般来说承台受力不会破坏。如果有如果有部分基桩的桩顶位于上述范围之外，则应加厚承台，或改用台部分基桩的桩顶位于上述范围之外，则应加厚承台，或改用台阶式承台阶式承台(图图b)或采用带有斜坡的承台或采用带有斜坡的承台(图图c)、也可采用钢筋混也可采用钢筋混凝土承台。凝土承台。当基桩位于当基桩位于45扩散范围之外时，应验算基桩冲切时承台的强度。扩散范围之外时，应验算基桩冲切时承台的强度。桩对承台冲切时、一般认为形成冲切破坏倒锥体桩对承台冲切时、一般认为形成冲切破坏倒锥体(图图d)。计算时，计算时，近似以冲切锥体半高近似以冲切锥体半高(t/2)处的周长，作为冲切破坏棱柱体的周处的周长，作为冲切破坏棱柱体的周长来验算桩对承台的冲切强度。长来验算桩对承台的冲切强度。 另处还验算墩或柱对承台冲切时承台的强度以及承台另处还验算墩或柱对承台冲切时承台的强度以及承台的弯曲强度的弯曲强度必须指出：必须指出： 上述各项验算都是比较粗糙的。上述各项验算都是比较粗糙的。1. 1. 柱对承台的冲切破坏柱对承台的冲切破坏 柱对承台的冲切破坏，其破坏锥体斜面与柱对承台的冲切破坏，其破坏锥体斜面与承台底面的夹角承台底面的夹角4545，该斜面的上周边位于，该斜面的上周边位于柱与承台交接处或承台的变阶处，下周边位于柱与承台交接处或承台的变阶处，下周边位于相应的桩顶内缘处。相应的桩顶内缘处。 柱（墙）下桩基承台受冲切承载力由下式计算：柱（墙）下桩基承台受冲切承载力由下式计算：其中：其中：Fl一作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值一作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值;ft一承台混凝土抗拉强度设计值；一承台混凝土抗拉强度设计值；um一冲切破坏锥体一半有效高度处的周长；一冲切破坏锥体一半有效高度处的周长；h0一承台冲切破坏锥体的有效高度一承台冲切破坏锥体的有效高度;一冲切系数；一冲切系数；一冲跨比，一冲跨比， a0/h0， a0为冲跨，即柱为冲跨，即柱(墙墙)边或承台变阶处边或承台变阶处 到桩边的水平距离；到桩边的水平距离； 当当 a00.2h0时，取时，取a00.20h0， 当当 a0ho时，取时，取a0ho ， 满足满足0.21.0；F一作用于柱一作用于柱(墙墙)底的竖向荷裁设计值；底的竖向荷裁设计值；Qi一冲切破坏锥体范围内各基桩的净反力一冲切破坏锥体范围内各基桩的净反力(不计承不计承台和承台上土自重台和承台上土自重)设计值之；设计值之；0桩基重要性系数；桩基重要性系数； 对于圆柱及圆桩，计算时应将裁面换算成方柱及对于圆柱及圆桩，计算时应将裁面换算成方柱及方桩，即取换算柱截面边宽方桩，即取换算柱截面边宽 bc0.8dc，换换算桩截面边宽算桩截面边宽 bp0.8d。 对于拄下矩形独立承台受桂冲切的承载力可按下对于拄下矩形独立承台受桂冲切的承载力可按下列公式计算（列公式计算（P49）计算简便：计算简便： 式中：式中：0x、0y一为一为x,y方向冲切系数；方向冲切系数； hc 、 bc一柱截面长短边尺寸；一柱截面长短边尺寸； a0x 、 a0y 一自柱长边一自柱长边,短边到短边到最近桩边的水平距离最近桩边的水平距离; 2角桩对承台的冲切角桩对承台的冲切 对位于柱对位于柱(墙墙)冲切破坏锥体以外的基桩，应验算桩冲切破坏锥体以外的基桩，应验算桩对承台的冲切破坏。对承台的冲切破坏。 四桩四桩(含四桩含四桩)以上承台受角桩冲切的承以上承台受角桩冲切的承载力按下列公式验算载力按下列公式验算Fl一作用于角桩桩顶的竖向压力设计值一作用于角桩桩顶的竖向压力设计值0x、0y一角桩冲切系数；一角桩冲切系数； 一角桩冲跨比，其值满足一角桩冲跨比，其值满足0.21.0； cl、c2一从角桩内边缘至承台外边缘的距离；一从角桩内边缘至承台外边缘的距离；a1x、a2x一从承台底角桩内边缘引一从承台底角桩内边缘引45冲切线与承台冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘的水平距离；当柱或承台变顶面相交点至角桩内边缘的水平距离；当柱或承台变阶处位于该阶处位于该45。线以内时，则取由柱边或变阶处与桩。线以内时，则取由柱边或变阶处与桩内边缘内边缘 h0一承台外边缘的有效高度。一承台外边缘的有效高度。对于三桩三角形承台可按下列公式验算受角桩冲对于三桩三角形承台可按下列公式验算受角桩冲切的承裁力切的承裁力(见图见图)11 、12 一角桩冲跨比一角桩冲跨比 a11、a12一从承台底角桩内边缘向相邻承台边引一从承台底角桩内边缘向相邻承台边引45 冲切线冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘的水平距离；当柱位于该与承台顶面相交点至角桩内边缘的水平距离；当柱位于该45 线以内时，则取柱边与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线线以内时，则取柱边与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线(见见图图)。P503 桩基承台斜截面的受剪承载力计算：桩基承台斜截面的受剪承载力计算： 剪切破坏面为通过柱边剪切破坏面为通过柱边(墙边墙边)和桩边连线形成的斜和桩边连线形成的斜截面截面(图）图） 注：注：1). 阶梯形承台应分别在变阶处阶梯形承台应分别在变阶处(A1一一A1，B1B1) 及柱边处及柱边处(A2A2，B2一一B2)进行斜截面受剪进行斜截面受剪 计算图计算图P51(2-22).2). 计算变阶处截面计算变阶处截面A1一一A1，B1一一B1的斜截面受的斜截面受 剪承载力时，其截面有效高度均为剪承载力时，其截面有效高度均为h01，截面截面 计算宽度分别为计算宽度分别为by1和和bx2。3). 计算柱边截面计算柱边截面A2一一A2和和B2一一B2处的斜截面受处的斜截面受剪承载力时，其截面有效高度均为剪承载力时，其截面有效高度均为h01+h02， 4).对于锥形承台应对对于锥形承台应对AA及及B一且两个截面进行一且两个截面进行受剪承载力计算受剪承载力计算.P52(图图223)截面有效高度均为截面有效高度均为h0，截面的计算宽度分别为：截面的计算宽度分别为：