桩桩 基基 工工 程程（第（第 四四 讲）讲）桩 基 工 程（第 四 讲）第二章第二章 桩基设计计算桩基设计计算23 桩基础的设计桩基础的设计 第二章 桩基设计计算23 桩基础的设计 桩基础设计的目的主要是：桩基础设计的目的主要是： 根据上部结构的型式及适用要求、荷载根据上部结构的型式及适用要求、荷载的性质及大小，地质及水文资料、施工方法的性质及大小，地质及水文资料、施工方法等条件，确定合适的桩基类型及尺寸，保证等条件，确定合适的桩基类型及尺寸，保证承台、基桩和地基强度、变形及稳定方面，承台、基桩和地基强度、变形及稳定方面，满足安全和使用上的要求，且经济合理。满足安全和使用上的要求，且经济合理。桩基础设计的目的主要是： 根据上部结构的型式 一、调查研究，收集勘察资料一、调查研究，收集勘察资料1.工程地质剖面图、钻孔柱状图；工程地质剖面图、钻孔柱状图；2.土工试验成果；土工试验成果；3.现场试桩资料及建筑物附近地区可供参考的现场试桩资料及建筑物附近地区可供参考的试桩资料；试桩资料；4.地下水位及水分析结论；地下水位及水分析结论；5.如果为冻土地区，应提供地基土冻胀资料如果为冻土地区，应提供地基土冻胀资料。 二、选定桩基类型，桩长和截面尺寸二、选定桩基类型，桩长和截面尺寸1.桩基础的类型选择桩基础的类型选择 根据土层分布，施工条件，打桩设备等，根据土层分布，施工条件，打桩设备等，选择合适的桩型选择合适的桩型 ，确定桩的型状和截面尺寸。，确定桩的型状和截面尺寸。二、选定桩基类型，桩长和截面尺寸1.桩基础的类型选择 . 摩擦型桩与端承型桩基的选择摩擦型桩与端承型桩基的选择 主要根据地质条件和受力情况确定。主要根据地质条件和受力情况确定。端承型桩基：端承型桩基：承载力大，沉降小，较为安全可靠。承载力大，沉降小，较为安全可靠。（当基岩埋深浅时的首选）；（当基岩埋深浅时的首选）；摩擦型桩基：摩擦型桩基：适宜的桩端持力层埋深较大或受到适宜的桩端持力层埋深较大或受到施工条件的限制不宜采用端承桩时，则采用；施工条件的限制不宜采用端承桩时，则采用；. 摩擦型桩与端承型桩基的选择 主要根据地质. 承台底面标高承台底面标高 主要根据桩的受力情况、桩的刚度、主要根据桩的受力情况、桩的刚度、地形、地质、水流、施工等条件确定。地形、地质、水流、施工等条件确定。低承台：低承台：桩身受力条件好，稳定性，但在水中施工桩身受力条件好，稳定性，但在水中施工难度在；难度在；高承台：高承台：桩身内力较大，但避免了水下施工。桩身内力较大，但避免了水下施工。（海岸工程、海洋平台以及常年有流水的桥梁工程（海岸工程、海洋平台以及常年有流水的桥梁工程中多选用高承台）中多选用高承台）. 承台底面标高 主要根据桩的受力情况、桩的2.桩长：桩长： 主要选择桩端持力层：主要选择桩端持力层：坚硬土层和岩层为坚硬土层和岩层为首选，若无此土层可选择中等强度土层，否首选，若无此土层可选择中等强度土层，否则就重新选择桩型。则就重新选择桩型。2.桩长： 主要选择桩端持力层：坚硬土层和岩层为首选，若 桩尖进入持力层深度：桩尖进入持力层深度： 粘性土和粉土进入深度粘性土和粉土进入深度 2d(桩径桩径) 砂土砂土1.5d(桩径桩径)。 桩尖进入持力层深度： 粘性土和粉土进入深应避免同时使用端承桩和摩擦桩应避免同时使用端承桩和摩擦桩 为了减小不匀均沉降为了减小不匀均沉降 ； 同一基础中相邻桩底标高差同一基础中相邻桩底标高差 端承桩不宜超过桩的中心距，磨擦桩不端承桩不宜超过桩的中心距，磨擦桩不宜超过桩长的十分之一。宜超过桩长的十分之一。 应避免同时使用端承桩和摩擦桩 为了减小不匀均3.桩径：桩径： 当桩的类型当桩的类型 选定后，桩径可根据各类桩选定后，桩径可根据各类桩的特点及常用尺寸选择确定。的特点及常用尺寸选择确定。钻钻(冲冲)孔桩，桩径孔桩，桩径d=6001500mm;沉管桩，沉管桩， 桩径桩径d=350 500mm；人工孔桩，人工孔桩， 桩径桩径d800mm。3.桩径： 当桩的类型 选定后，桩径可根据各类三、确定单桩极限承载力标准值和设计值三、确定单桩极限承载力标准值和设计值1、单桩竖向极限承载力标准值、单桩竖向极限承载力标准值.按桩身材料确定抗压承载力（按桩身材料确定抗压承载力（P12）.土对桩的支承力确定抗压承载力土对桩的支承力确定抗压承载力（P1517）.按静载荷试验确定抗压承载力（按静载荷试验确定抗压承载力（P1921）三、确定单桩极限承载力标准值和设计值1、单桩竖向极限承载力单桩竖向极限承载力标准值（单桩竖向极限承载力标准值（P1517） 土对桩的支承力确定抗压承载力土对桩的支承力确定抗压承载力只适用于桩径只适用于桩径33根的非端承桩复合桩基，应考虑桩群、根的非端承桩复合桩基，应考虑桩群、土、承台的相互作用效应，由土、承台的相互作用效应，由P41P41式（式（2-452-45）计算：）计算：注：查注：查P19P19表表2-122-12知知s s= = p p= = spsp= 1.65= 1.65，C C=1.70=1.70。 （4）确定基桩竖向承载力设计值R： 预估桩数 n 因承台下软粘土，不考虑承台效应，即因承台下软粘土，不考虑承台效应，即c c=0=0， s s、p p取取P19P19表表2-332-33中中B Bc c/l0.2/l0.2一栏的对应值。因一栏的对应值。因为桩数为桩数n n未知，桩距未知，桩距S Sa a也未知，先按也未知，先按S Sa a/d=3/d=3查表，待确查表，待确定桩数及桩距后，再验算基桩的承载力设计值是否满定桩数及桩距后，再验算基桩的承载力设计值是否满足要求。足要求。 s s = 0.8 = 0.8 p p = 1.64 = 1.64 spsp = 0.93 = 0.93 因承台下软粘土，不考虑承台效应，即c=0， s（5）桩数）桩数n、桩距、桩距Sa及平面布置及平面布置 : 承台及其以上土的平均重量承台及其以上土的平均重量G为：为：桩数桩数 n 为：（公式：为：（公式：2-33，2-32） -偏心受力不均增加经验系数偏心受力不均增加经验系数1.1至至1.2,取取 n=9根根（5）桩数n、桩距Sa及平面布置 : 承台及其以上土的平 （5）桩数）桩数n、桩距、桩距Sa及平面布置及平面布置 : 承台及其以上土的平均重量为：承台及其以上土的平均重量为：桩数桩数 n 为：（公式：为：（公式：2-33，2-32） 取取 n=8根根 （5）桩数n、桩距Sa及平面布置 : （5）桩在承台底面上的布置：）桩在承台底面上的布置：桩的最小中心距：桩的最小中心距： 桩位的布置桩位的布置见图：见图： （6）群桩中单桩的受力验算：）群桩中单桩的受力验算：.单桩所受的平均竖向力为：单桩所受的平均竖向力为：（6）群桩中单桩的受力验算：.群桩中单桩所受的最大、最小竖向力为：群桩中单桩所受的最大、最小竖向力为：.群桩中单桩所受的最大、最小竖向力为：习题：计算题习题：计算题 某工程地质土第一层土厚某工程地质土第一层土厚2m, w=30.6%,ww=30.6%,wL L=35%,=35%,w wp p=18%=18%；第二层土厚第二层土厚7m,e=0.8,e=0.8, w=24.5%,w=24.5%,w wL L=25%,w=25%,wp p=16.5%=16.5%；第三层为中密的中砂，厚第三层为中密的中砂，厚5m。如果承台埋深取。如果承台埋深取1m，采用桩长，采用桩长9m( 不包不包括桩尖长度），载面边长括桩尖长度），载面边长300mm方形钢筋混凝方形钢筋混凝土预制桩，试求单桩的竖向承载力设计值。土预制桩，试求单桩的竖向承载力设计值。习题：计算题 某工程地质土第一层土厚2m, w=30.6