桩基础设计指南.doc

桩基础设计
1、桩基设计的基本原则
(1)根据桩基的使用功能和受力特征进行桩基的承载力计算；对桩数超过3根的非端承桩复合桩基，宜考虑由桩群、土、承台相互作用产生的承载力群桩效应。
(2)对桩身及承台承载力进行计算；对于桩身露出地面或桩侧为可液化土、极限承载力小于50kPa(或不排水抗剪强度小于10kPa)土层中的细长桩尚应进行桩身压屈验算；对于混疑土预制桩尚应按施工阶段的吊装、运输和锤击作用进行强度验算。
(3)当桩端平面以下存在软弱下卧层时，应验算软弱下卧层的承载力等。
2、桩基设计的基本资料
(1)工程地质勘察资料：包括土层物理力学性质指标，地下水位，试桩资料或邻近类似桩基工程资料，液化土层资料等。
(2)建筑物情况：包括建筑物平面布置图，结构类型、安全等圾，变形要求和抗震防灾烈度等。
(3)建筑环境条件与施工条件：包括相邻建筑物情况，地下管线与构筑物分布，施工机械设备条件及周围环境对施工的要求等。
3、桩基的一般构造要求
(1)混凝土预制桩
①混凝土预制桩的截面边长不应小于200mm；预应力混凝土预制桩的截面边长不宜小于350mm；预应力混凝土离心管桩的外径不宜小于300mm。
②预制桩的最小配筋率一般不宜小于0.80%，当采用静压法沉桩时，最小配筋率不宜小于0.4%。桩的主筋直径不宜小于14mm。在打人桩桩顶2～3d长度范围内箍筋应加密，并设置钢筋网片。
③预制桩的混凝土强度等级不宜低于C30，采用静压法沉桩时，可适当降低，但不宜低于C20，预应力混凝土桩的混凝土强度等级不宜低于C40，预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30mm。
(2)混凝土灌注桩
①长径比应符合如下规定：对穿越一般粘性土、砂土的端承桩，宜取l／d<60；对穿插越淤泥、自重湿陷性黄土的端承桩，宜取l／d<40。
②一级建筑桩基，应配置桩顶与承台的连接钢筋笼，其主筋采用6～10根φ12～14，配筋率不小于0.2％，并锚入承台30倍主筋直径，伸入桩身长度不小于10倍桩身直径，且不小于承台下软弱土层层底深度；
③二级建筑桩基，根据桩径大小配置4—8根φl0～12的桩顶与承台连接配筋，锚入承台至少30倍主筋直径且伸人桩身长度不小于5d，对于沉管灌注桩，配筋长度不应小于承台软弱土层层底深度。
④三级建筑桩基可不配构造钢筋。
⑤配筋长度：a.端承桩宜沿桩身通长配筋；②受水平荷载的摩擦型桩(包括受地震作用的桩基)，配筋长度宜采用（，m为桩侧土水平抗力系数的比例系数，为桩身计算宽度)；b.对于单桩竖向承载力较高的摩擦端承桩宜沿深度分段变截面配通长或局部长度钢筋；对承受负摩阻力和位于坡地岸边的基桩应通长配筋；c.专用抗拨桩应通长配筋；因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩，按计算配置通长或局部长度的抗拉钢筋。
⑥对于受水平荷载的桩，主筋不宜少于8φ10，对于抗压桩和抗拔桩，主筋不应少于6φ10，纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，其净距不应小于60mm，井尽量减少钢筋接头。
⑦箍筋采用φ6～8，间距200—300mm，且宜采用螺旋式箍筋；受水平荷载较大的桩基和抗震桩基，桩顶3～5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m左右设一道φ12～18焊接加劲箍筋。
⑧混凝土强度等级，不得低于C15，水下灌注混凝土时不得低于C20，混凝土预制桩尖不得低于C30；
⑨主筋的混凝土保护层厚度，不应小于35mm，水下灌注混凝土，不得小于50mm。
4、承台
(1)．承台尺寸要求
承台量小宽度不应小于500mm，承台边缘至边桩中心的距离不宜小于桩的直径(或边长)，且边缘挑出部分不小于150mm。对于条形承台梁边缘挑出部分不应小于75mm。
条形或独立承台的厚度应在300mm以上；在墙或基础梁下布桩的箱、筏形承台厚度不宜小于250 mm，且扳厚与计算区段最小跨度之比不宜小于1／20。
承台埋深应不小于600mm，且应满足冻胀等要求．在满足要求前提下，承台宜尽量浅埋，且在地下水位以上。
(2)．承台混凝土要求
承台混凝土强度不宜小于C15，采用I级钢筋时混凝土强度不宜小于C20。底面钢筋的混凝土保护层厚不宜小于70mm。设素混凝土垫层时，保护层厚可适当减小：垫层厚度宜为100mm，强度等级宜为C7.5。
(3)．承台构造配筋要求
承台梁纵向主筋直径不宜小于φ12，架立筋不宜小于φ10，箍筋不宜小于φ6。矩形承台板按双向均匀配筋，钢筋直径不宜小于φ10，间距100～200mm。三桩承台按三向板带均匀配筋，且最里的三根钢筋围成的三角形应在柱截面范围内。
筏形承台按φ10～12，间距110～200mm配筋。当仅考虑局部弯曲作用按倒楼盖法计算内力时，考虑到整体弯距的影响，纵横两方向的支座钢筋应有1／2～1／3且配筋率不小于0.15％，贯通全跨布置；跨中按计算配筋率全部连通。
对箱形承台顶、底板．当仅按局部弯曲作用计算内力及配筋时，纵横两方向支座钢筋应有l／2—1／3且配筋率分别不小于0.15％，其中0.10％贯通全跨配置，跨中钢筋按实际配筋率全部连通。
(4).桩与承台的连接
桩顶嵌入承台长度，对大直径桩不宜小于lOOmm，对中等直径桩不宜小于50mm。桩顶主筋伸人承台内的锚固长度为30倍主筋直径，对抗拔桩基为40倍主筋直径。对预应力混凝土桩可采用钢筋与桩头钢板焊接连接，钢桩则采用在桩头加焊锅型板或钢筋与承台连接。
5、桩基的设计与计算
(1).桩的类型与成桩工艺选择
桩型与成桩工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层的性质、桩端持力层土类、地下水位、施工设备，施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等，选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。选择时可参考JGJ4-94《建筑桩基技术规范》附录A。
(2).桩基持力层的选择
一般应选择压缩性低而承载力高的较硬土层作为桩基持力层。当地基中存在多层可供选择的桩基持力层时，应根据桩基承载力、桩位布置和桩基沉降的要求并结合有关经济指标综合评价确定。
桩端全断面进入持力层的深度，对于粘性、粉土不宜小于2d。当存在软弱下卧层时，桩基以下硬持力层厚度不宜小于4d。当持力层较厚且施工条件许可时，桩端全断面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度。砂与碎石类土的临界深度为(3～10)d，随其密度提高而增大；粉土、粘土的指数的临界深度为(2～6)d，随土的孔隙比和液性指数的减小而增大。
(3).桩截面的选择
桩的截面主要根据上部荷载等情况选定，一般情况下可根据上部结构荷载大小、楼层敷、现场施工条件及经济指标等初步确定桩径或桩的边长，然后验算其截面的桩压强度。常用的桩截面与楼层数的经验数值关系下如表所示。

(4).单桩竖向承载力设计值的确定
单桩竖向承载力设计值A应根据桩基的设计等级分别采用不同的方法。对三级建筑桩基可采用经验参数估算法，对二级建筑桩基可采用静力触探与经验参数估算法并参照相邻试桩资料综合确定：对一级建筑桩基应采用现场载荷试验并结合静力触探等原位测试方法综合确定。
(5).桩数的初步确定与桩的平面布置
(6).桩的受力验算
(7).群桩承载力验算：持力层承载力验算和软弱下卧层验算
(8).群桩沉降验算
(9).桩身结构强度验算
(10).承台设计及验算：受弯验算、冲切验算、斜截面抗剪验算、承台局部受压验算
根据规范JGJ4-94《建筑桩基技术规范》和GN50007-2002《建筑地基基础设计规范》进行。

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