桩基础设计全过程

第四章基础方案评价与设计

第一节岩土参数统计

4.1.1各土层的主要物理力学性质分层统计

各土层物理力学性质见表4-1

4.1.2各土层承载力特征值、压缩模量（变形模量）综合成果

承载力特征值、压缩（变形）模量等见表4-2

表4-2 承载力特征值、压缩（变形）模量分层统计成果表

4.1.3桩基设计参数

桩基设计参数见表4-3

表4-3 桩基设计参数

第三节桩基础设计

4.3.1设计资料

住宅楼高98.8m ，33层，整体为一矩形，长40m 宽10m ，占地面积400m 2，每层荷重按16.0kN/m 2考虑，则建筑总载荷F=211200kN 。结构形式为剪力墙结构，剪力墙厚0.3m ，长10m ，共8面。

基础形式为钻孔灌注桩，采用旋挖成桩工艺，泥浆护壁。 承台埋深1.5m 。 土层情况为：

0~1.5粉质粘土，厚度1.5m ； 1.5~7.2m 粘土，厚度5.7m ；

7.2~11.2m 残积粘性土，厚度4m ； 11.2~19.7m 强风化泥岩，厚度8.5m ； 19.7m~中风化泥岩。

各土层物理力学性质指标见本章第一节。 4.3.2桩基持力层及桩长确定

根据工程地质情况，选择第⑥层中风化泥岩为持力层，桩径d=1m ，承台埋深1.5m ，桩进入持力层4.0m ，深入承台0.2m ，则桩长

48.54 5.7 1.5 1.522.2m I =++++-=

4.3.3单桩承载力的确定

一、单桩竖向极限承载力的确定

根据上述条件，桩身周长 3.142m u =，桩端面积20.785m p A =

根据规范，有经验参数法公式：

uk sk pk sik i pk p Q Q u q Q l A q =+=+∑ （4.1）

式中 uk Q —单桩极限承载力标准值；

sk Q 、pk Q —分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值；

u —桩身周长；

sik q —桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值； i l —桩周第i 层土的厚度； pk q —极限端阻力标准值；

p A —桩端面积。

则（取值于表4-3）

()3.1421704688.545449 5.722000.785uk Q =⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯

7122.76kN =

二、单桩竖向承载力特征值的确定 根据规范

1

a uk R K

Q =

（4.2） 式中 a R —单桩竖向承载力特征值；

K —安全系数。

取安全系数K =2，则单桩竖向承载力特征值

7122.76/21

2

a uk R Q ==

3561.38kN =

4.3.4总桩数、布桩及承台尺寸的确定

一、总桩数n

因承台尺寸未知，所以先初步确定桩数，待布桩完成并确定承台尺寸后再验算桩数是否满足条件

a

n F

R =

（4.3） 式中 n —总桩数；

F —建筑总载荷。

2112003561.38n =59.3=

考虑到承台重量等因素，取 64n =

二、桩距s a

根据规范规定，两桩中心距不宜小于桩身直径的3倍，因而取：

3 3.0m a d s ==

而边桩的中心到承台边缘距离不能小于桩的直径，同时边桩的外边缘到承台边缘的距离不能小于150mm ，故取边距为500mm 。

三、承台及桩的布置

1.根据建筑物上部结构及载荷要求，布置8个承台，承台均分载荷

26400kN 8

k F

F =

= 式中 k F —承台受建筑物载荷。

每个承台布桩8根。

详见附图A 承台布置平面图。 2.承台厚度

桩基的承台厚度应该满足柱（墙）对承台的冲切承载力与基桩对承台的冲切承载力要求。冲切破坏锥体采用自柱（墙）边或者承台变阶处到相应桩顶边缘连线所构成的锥体，锥体斜面与承台底面的夹角不应小于45°。根据此规定及上文确定的桩距与边距初步确定承台形状尺寸为：

长11.0m ，宽5.0m ，高1.0m 。 承台结构详见附图B 承台结构图。 4.3.5桩基承载力验算

一、承台及上覆土重 承台混凝土采用C35，取其重量为25kN/m 3，暂不考虑钢筋质量，则承台及上覆土重：

()()25115 1.00.3100.51880.5kN d d G Ah γγ=+-⨯⨯+⨯⨯=

式中 G —承台及上覆土重；

d γ—上覆土重度，取318kN/m A —承台占地面积；

h —开挖深度。

二、桩基承载力验算

若不考虑承台效应，根据上述条件可知复合桩基竖向承载力特征值为：

3561.38kN 2

uk a Q

R ==

而基桩载荷设计值

3535.08

6kN k a G N F R +==<

式中 N —基桩载荷设计值。

符合要求。

桩基不受水平载荷。 4.3.6桩基沉降验算

建筑桩基沉降变形的计算值不应大于其允许值。因承台受力均匀，验算其中点处沉降是否符合要求即可：

1

101'4n

i i i i c e i si

z z s s p E ααψψψψ--=-==∑

（4.4）

()012

1

1b e b n C C n C ψ-=+

-+ （4.5）

b n = （4.6）

式中 s —桩基最终沉降量（mm ） ψ—桩基沉降计算经验系数，没有当地可靠经验时按《建筑桩基技术规范》第5.5.11条确定；

e ψ—桩基等效沉降系数，可按式（4.5）得出；

's —采用Boussinesq 解，按实体深基础分层总与法计算出的桩基沉降量（mm ）

； 0p —在载荷效应准永久组合下承台底的平均附加压力；

n —桩基的沉降计算深度范围内划分的土层数量； i z —桩端平面的载荷作用面到第i 层土底面距离；

i a —桩端平面载荷计算点到第i 层土底面深度范围内的平均附加应力系数，按照

《建筑桩基技术规范》附录D 选用；

si E —等效作用面以下第i 层土的压缩模量（MPa ），采用地基土在自重压力到自重压力加附加压力作用时的压缩模量；

b n —矩形布桩时短边布桩数，布桩不规则时按式（4.6）确定，n b ＞1；n b =1时，可