樁基礎(chǔ)設(shè)計講義清楚明了

第15周5月31日星期三8.7樁基礎(chǔ)

設(shè)計樁基礎(chǔ)的設(shè)計應(yīng)力求選型恰當(dāng)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用，對樁和承臺有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性；對地基有足夠的承載力和不產(chǎn)生過量的變形，其設(shè)計內(nèi)容和步驟如下：（1）進(jìn)行調(diào)查研究，場地勘察，收集有關(guān)資料；（2）綜合勘察報告、荷載情況、使用要求、上部結(jié)構(gòu)條件等確定樁基持力層；（3）選擇樁材，確定樁的類型、外形尺寸和構(gòu)造；（4）確定單樁豎向（和水平向）承載力設(shè)計值；（5）根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載情況，初步擬定樁的數(shù)量和平面布置形式；（6）根據(jù)樁的平面布置，初步擬定承臺的輪廓尺寸及承臺底的標(biāo)高；（7）驗算作用于單樁上的豎向和橫向荷載；（8）驗算承臺尺寸及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；（9）必要時驗算樁基的整體承載力和沉降量，當(dāng)樁端下有軟弱下臥層時，驗算軟弱下臥層的地基承載力；（10）單樁設(shè)計．繪制樁和承臺的結(jié)構(gòu)及施工祥圖。

No結(jié)構(gòu)與地質(zhì)資料樁型、樁長、樁距確定樁數(shù)n=P/R樁基中單樁承載力驗算軟弱下臥層驗算實體深基礎(chǔ)驗算承臺設(shè)計沉降計算樁基礎(chǔ)的設(shè)計步驟1.收集設(shè)計資料設(shè)計樁基之前必須具備各種資料：建筑物類型及其規(guī)模、建筑場地及環(huán)境條件、巖土工程勘察報告、施工機(jī)具和技術(shù)條件、環(huán)境條件及當(dāng)?shù)貥痘墓こ探?jīng)驗。提出工程地質(zhì)勘察任務(wù)書時，勘察任務(wù)書和勘察報告應(yīng)符合勘察規(guī)范的一般規(guī)定和樁基工程的勘察要求。關(guān)于詳細(xì)勘察階段的勘探點布置，應(yīng)按要求考慮：

勘探深度布置1/3～1/2的勘探孔作為控制性孔，且對安全等級為一級的建筑樁基場地至少應(yīng)有3個控制性孔，安全等級為二級的建筑樁基應(yīng)不少于2個控制性孔?？刂菩钥讘?yīng)穿透樁端平面以下壓縮層厚度，一般性勘探孔應(yīng)深入樁端平面以下3m～5m。嵌巖樁鉆孔應(yīng)深入持力巖層不少于3～5倍樁徑；當(dāng)持力層較薄時，應(yīng)有部分鉆孔鉆穿持力巖層。巖溶地區(qū)應(yīng)查明溶洞、溶溝、溶槽、石筍等的分布情況。在勘察深度范圍內(nèi)的每一地層，均應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)試驗或原位測試，以便提供設(shè)計所需參數(shù)。2.樁的類型、截面和樁長的選擇

樁基設(shè)計首先就要根據(jù)結(jié)構(gòu)類型及層數(shù)、荷載情況、地層條件和施工能力。確定預(yù)制樁或灌注樁的類別、樁的截面尺寸和長度、樁端持力層、確定樁的類型。

樓層；荷載：10層以下建筑物：樁基直徑500mm左右的灌注樁和邊長為400mm預(yù)制樁；10～20層：用直徑800mm～1000mm灌注樁和邊長為450mm～500mm預(yù)制樁；20～30層：用直徑大于1200mm的鉆（沖、挖）孔灌注樁和邊長大等于500mm～550mm的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和大直徑鋼管樁。樓層更高的高層建筑采用的挖孔灌注樁。

當(dāng)土中存在大孤石、廢金屬以及花崗殘積層中未風(fēng)化的石英巖脈時，預(yù)制樁難以穿越；當(dāng)土層分布很不均勻時，混凝土預(yù)制樁的預(yù)制長度較難掌握；在場地土層分布比較均勻的條件下，采用質(zhì)量易于保證的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁比較合理。確定樁長的關(guān)鍵在于選擇樁端持力層。堅實土層最適宜作為樁端持力層。對于10層以下的房屋，如在樁端可達(dá)的深度內(nèi)無堅硬土層時，也可選擇中等強(qiáng)度的土層作為持力層。

3.樁的數(shù)量和布置樁的根數(shù)初步估算樁的根數(shù)時，先不考慮群樁效應(yīng)，確定單樁承載力設(shè)計值R后，可估算樁的數(shù)目。樁基為軸心受壓時，樁數(shù)n應(yīng)滿足下式要求：

F——作用在承臺上的軸向壓力設(shè)計值；

G——承臺及其上方填土的重力；R——單樁署向承載力設(shè)計值。偏心受受壓時時，對對于偏偏心距距固定定的樁樁基，，如果果樁的的布置置使得得群樁橫橫截面面的重重心與荷載合合力作作用點點重合合，則仍仍可按按上式式估算算樁數(shù)數(shù)，否否則，，樁的的根數(shù)數(shù)應(yīng)按按上式式確定定的增增加10%～20%。對樁數(shù)數(shù)超過過3根根的非非端承承樁基基礎(chǔ)，，應(yīng)按按8.5式式求得得樁基基承載載力設(shè)設(shè)計值值后重重新估估算樁數(shù)，如有有必要要，還還要通通過樁樁基軟軟弱下下臥層層承載載力和和樁基基沉降降驗算算才能能最終終確定定。達(dá)到基基巖面面或堅堅實土土層的的端承承型樁樁。主主要按按最后后貫入入度控制，，要求求各樁樁的貫貫入度度比較較接近近。大大直徑徑的鉆鉆孔樁樁則以以取出的巖巖屑為為主、、結(jié)合合鉆進(jìn)進(jìn)速度度等來來確定定施工工樁長長。在確定定樁的的類型型和幾幾何尺尺寸后后，應(yīng)應(yīng)初步步確定定承臺臺底面面標(biāo)高高，以以便計計算單單樁承承載力力。承臺底底面的的標(biāo)高高根據(jù)據(jù)樁的的受力力情況況，樁的剛剛度和和地形形、地質(zhì)、、水流流、施施工等條件件確定定。承承臺低低時穩(wěn)穩(wěn)定性性好，，但在在水中施工工難度度較大大，因因此可可用于于季節(jié)節(jié)性河河流，，沖刷刷小的的河流流或岸灘上上的墩墩臺及及旱地地上的的其他他結(jié)構(gòu)構(gòu)物基基礎(chǔ)。。承受水水平荷荷載的的樁基基，在在確定定樁數(shù)數(shù)時，，還應(yīng)應(yīng)滿足足對樁樁的水平承承載力力的要要求。。此時時，可可取各各單樁樁水平平承載載力之之和作作為樁基的的水平平承載載力設(shè)設(shè)計值值。安全樁的間間距太太大會會增加加承臺臺的體體積和和用料料，太太小則則使樁樁基（摩擦擦型））的沉沉降量量增加加，給給施工工造成成困難難。樁樁的最最小間間距應(yīng)符合合表8.20的規(guī)定定。對于大大面積積群樁樁，尤尤其是是擠土土樁，，樁的的最小小中心心距宜宜按表表列值適當(dāng)加加大。樁在平平面內(nèi)內(nèi)可以以布置置成梅花形形、方方形網(wǎng)網(wǎng)格或或三角角形網(wǎng)網(wǎng)格的形式式，也也可采采用不等距距排列列。樁基中中各樁樁受力力比較較均勻勻，群群樁橫橫截面面的重重心應(yīng)應(yīng)與荷荷載合合力的作作用點點重合或或接近近。樁的平平面布布置上部結(jié)結(jié)構(gòu)的的荷載載有幾幾種不不同的的組合合時，，承臺臺底面面上的的荷載載合力力作用用點將將發(fā)生生變化化，此此時，，可使使群樁樁橫截截面重重心位位于合合力作作用點點變化化范圍圍之內(nèi)內(nèi)，并并盡量量接近近最為不不利的的合力力作用用點位位置。在有門門洞的的墻下下布樁樁時，，應(yīng)將將樁設(shè)設(shè)置在在門洞洞的兩兩側(cè)。。梁式式或板板式承承臺下下的群群樁布布樁時時應(yīng)注注意使使梁、、板中中的彎彎矩盡盡量減減小，，即多多布設(shè)設(shè)在柱柱、墻墻下以以減小小梁和和板中中的樁樁數(shù)。。鋼筋混混凝土土預(yù)制制樁（1））鋼筋筋混凝凝土預(yù)預(yù)制樁樁的混混凝土土強(qiáng)度度應(yīng)不不低于于C30。（2））配筋率率ρmin一般為為1%左右右，一一般按按截面面的形形狀和和大小小采用用4～8根直直徑12mm～15mm的鋼筋筋（邊邊長30mm以下者者用4根））。箍箍筋直徑徑采用用6mm～8mm，，間距不不大于于200mm，，在樁尖尖和樁樁頂處處密。。（3））主筋筋的保保護(hù)層層一般般取35mm，，在樁身身混凝凝土強(qiáng)強(qiáng)度達(dá)達(dá)到設(shè)設(shè)計強(qiáng)強(qiáng)度后后———方可起起吊、、搬運運。為方便便吊裝裝、運運輸，，預(yù)制制樁身身時需需設(shè)置置吊環(huán)環(huán)，支點應(yīng)設(shè)在在設(shè)計計的吊點處處。4.樁樁身身截面面強(qiáng)度度計算算（4））預(yù)制制樁的的截面面通常常為圓圓形、、方形形的實實心截截面、、圓柱柱體體的空空心截截面。。（5））根據(jù)據(jù)施工工和運運輸條條件考考慮樁樁身的的分節(jié)節(jié)，一一般樁樁長超超過25m～30m時需要要接樁樁，樁樁的接接頭不不宜超超過兩兩個。。混凝土土灌注注樁灌注樁樁的混混凝土土強(qiáng)度度一般般不得得低于于C15，水下澆澆筑灌灌注樁樁的混混凝土土強(qiáng)度度不得得低于于C20。素混凝凝土樁樁宜采采用的的坍落落度為為60mm～80mm，，當(dāng)樁身身配有有鋼筋筋時，，坍落落度可可適當(dāng)當(dāng)加至至80mm～100mm，，水下澆澆筑混混凝土土的坍坍落度度宜采采用180mm～220mm。。為保證證鋼筋筋骨架架有一一定的的剛性性，其其主筋筋不宜宜過細(xì)細(xì)過少少，通通常鋼鋼筋直直徑不不小于于12mm，，配筋率率不小小于0.2%。。（1））樁身身受彎彎則不不宜小小于0.4%，，主筋筋錨入入承臺臺的長長度應(yīng)應(yīng)大于于鋼筋筋直徑徑的30倍倍；（2））主筋筋的保保護(hù)層層厚度度應(yīng)≥≥35mm，，水下澆澆筑時時，主主筋的的保護(hù)護(hù)層厚厚度應(yīng)應(yīng)≥50mm；；（3））箍筋一一般采采用螺螺旋式式箍筋筋，直直徑應(yīng)應(yīng)≥6mm，，間距為為200～～300mm。。預(yù)制樁樁在吊吊運和和吊立立時由由自重重產(chǎn)生生的彎彎矩與與吊點點的數(shù)量和和位置置有關(guān)關(guān)。長20m以下的的樁一一般采采用雙吊點點；在打打樁架架龍門門吊立立時，，采用用單吊點點。吊點位位置:按吊吊點間間的正正彎矩矩和吊吊點處處的負(fù)負(fù)彎矩矩相等等的條條件取取定，，相相應(yīng)應(yīng)的吊吊點位位置和和截面面最大大彎矩矩的計計算公公式如如圖示示。Q—樁單位位長度度的重重力；；K—考慮在在吊運運過程程中樁樁可可能受受到的的沖撞撞和振振動而而取的的動力力系數(shù)數(shù)，一一般般為1.5。樁樁在運運輸或或堆放放時的的支點點應(yīng)放放在起起吊點點處。。計算表表明：：普通混混凝土土樁的的配筋筋常由由起吊吊和吊吊立的的強(qiáng)度度計算算控制制。樁端全全截面面進(jìn)入入持力力層的的深度度：對對于粘粘性土土、粉粉土進(jìn)進(jìn)入的深度不不宜小于2倍樁徑；；對砂類土土不宜小于于1.5倍倍樁徑，對碎石類土土，不宜少少于1倍樁樁徑。當(dāng)存存在軟弱下下臥層時，，樁基以下硬持持力層厚度度不宜小于于4d，當(dāng)硬持力層層較厚且施施工條件許可時，，樁端全截截面進(jìn)入持持力層深度度宜達(dá)到樁樁端阻力的的臨界深度。嵌巖樁或端端承樁樁底底下3倍樁樁徑范圍內(nèi)內(nèi)應(yīng)無軟弱弱夾層、斷斷裂帶、洞穴穴和空隙分分布。這對對于荷載很很大的柱下下單樁（大大直徑灌注樁））是至關(guān)重重要的。巖巖層表面往往往起伏不不平，且常常有隱伏的溝槽槽。尤其有有可溶性的的碳酸巖類類分布區(qū)，，溶槽石牙牙密布，此時樁樁端可能坐坐落在巖面面隆起的斜斜面上而導(dǎo)導(dǎo)致滑動。。1.收集設(shè)設(shè)計資料設(shè)計樁基之之前必須具具備各種資資料：建筑筑物類型及及其規(guī)模、、建筑場地地及環(huán)境條條件、巖土土工程勘察察報告、施施工機(jī)具和和技術(shù)條件件、環(huán)境條條件及當(dāng)?shù)氐貥痘こ坛探?jīng)驗。在提出工程程地質(zhì)勘察察任務(wù)書時時，必須說說明擬議中中的樁基方方案?？辈觳烊蝿?wù)書和和勘察報告告應(yīng)符合勘勘察規(guī)范的的一般規(guī)定定和樁基工工程的勘察察要求。其其中關(guān)于詳詳細(xì)勘察階階段的勘探探點布置，，應(yīng)按下列列要求考慮慮：5.承臺臺設(shè)計承臺是樁基基礎(chǔ)的一個個重要組成成部分。其其作用是將各基樁樁聯(lián)結(jié)成一一個整體，，并將上部部結(jié)構(gòu)的荷荷載傳遞給給各樁。承臺的設(shè)計計內(nèi)容有：：確定平面尺寸、、厚度、與與樁的連接接及配筋等。一般先先按要求：：初步擬定定各項內(nèi)容容的尺寸和和數(shù)量，經(jīng)經(jīng)各項驗算算后確定，，或經(jīng)修改改直到滿足足要求。樁基承臺可可分為柱下獨立承承臺，柱下下或墻下條條形承臺，以及筏板承臺和和箱形承臺臺。承臺設(shè)計包包括的材料料及強(qiáng)度等等級、幾何何形狀及其其尺寸確定定、承臺結(jié)結(jié)構(gòu)承載力力計算等內(nèi)內(nèi)容。并使使其構(gòu)造滿滿足一定的的要求。柱下獨立承承臺樁基基礎(chǔ)墻下承臺樁樁基礎(chǔ)柱下條形承承臺樁基礎(chǔ)礎(chǔ)井格承臺樁樁基礎(chǔ)筏板承臺樁基礎(chǔ)環(huán)形承臺樁基礎(chǔ)箱形承臺樁基礎(chǔ)樁端持力層層要求求樁端進(jìn)入入持力層一一定深度，，樁端下持力層留有有一定厚度度承臺埋深要要求：(1)高承承臺:由建建筑物決定定,如橋(過船),碼頭,沖刷深度度(2)低承承臺,確定定基礎(chǔ)埋深深60cm建筑物要求求地質(zhì)水文凍脹粘土2d砂土1.5d碎石1.0d

4d當(dāng)承臺埋于于凍脹土層層中時，為為了避免由由于土的凍凍脹引起樁樁基的損壞壞，承臺底底面應(yīng)位于于冰凍線以以下不少于0.25m；對于常年有有流水、沖沖刷較深，，或水位較較高，施工工排水困難難，在受力力條件允許許時應(yīng)盡可可能采用高承臺。承臺如在水水中、在有有流冰的河河道，承臺臺底面應(yīng)位位于最低低冰層底面面以下不少于0.25m；在有其它漂漂流物或通通航的河道道，承臺也也應(yīng)適當(dāng)放放低，以保保證基樁不不會直接受受到撞擊擊，否則應(yīng)應(yīng)設(shè)置防撞裝裝置。5.1承臺臺的尺寸和和結(jié)構(gòu)形狀：方,矩型,三三角形,多多邊形,圓圓形最小寬度500mm最小厚度300mm樁外緣距離離承臺邊150mm邊樁中心距距離承臺邊1.0d樁嵌入承臺大樁橫向荷荷載100mm,小樁50mm,鋼筋伸入承臺30d⑹混凝土標(biāo)號號C15,保護(hù)層70mm1.0d15cm10cm5.2承承臺的內(nèi)力力計算——取計算截截面柱下多樁矩矩形承臺彎彎矩的計算算截面：柱邊和承臺臺高度變化化處，并按下式計計算：Mx、My——垂直X軸和