桩基础课件(xin)-基础工程课件

第五章桩基础Pilefoundation5.1概述5.2桩的类型及施工工艺5.3竖向荷载作用下的桩基础5.4水平荷载作用下的桩基础5.5桩基础设计 当天然地基上采用浅基础，其沉降量过大或地基稳定性不满足设计要求，而又不适合采取地基处理措施时，就要考虑以下部坚硬土层或岩层作为持力层的深基础方案。桩基础是高层建筑、重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础型式。桩基础设计可按下列步骤进行：（1）收集设计资料。（2）选择桩基类型、桩长和截面尺寸，初步确定承台底面高程。（3）确定基桩或复合基桩的承载力。（4）确定桩的数量、间距及平面布置。（5）桩基的受力验算。（6）群桩承载力验算。（7）软弱下卧层验算。（8）地基变形验算。（9）承台设计与计算。上述设计步骤是相互关联的，通常可按顺序逐项进行。当后面的计算出现不能满足设计要求的情况时，应返回前面（1）、（2）、（3）步骤，重新做出选择后再进行设计，直至完全满足设计要求为止。5.1概述第五章桩基础 软土层5.1概述第五章桩基础 地下连续墙diaphragm深基础5.1概述第五章桩基础 1历史－十九世纪以前，木桩(1)7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡(2)3000-4000年前在罗马(3)西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔等都是桩基础的典范2十九世纪开始，材料和动力进步铸铁管桩，1824年波特兰水泥注册专利蒸汽动力3十九世纪末，现场钻孔桩(1897,Raymond)目前，我国桩基最大入土深度已达107m，桩径已超过5m.桩的应用（常用而古老的深基础形式）5.1概述第五章桩基础 5.1概述第五章桩基础 新加坡发展银行,四墩,每墩直径7.3m将荷载传递到下部好土层,承载力高大直径钻孔桩风化砂岩及粉砂岩部分风化及不风化泥岩5.1概述第五章桩基础 新加坡发展银行,四墩7.3m5.1概述第五章桩基础 现场灌注护坡桩造价低5.1概述第五章桩基础 现场灌注护坡桩造价低5.1概述第五章桩基础 2特点优点:将荷载传递到下部好土层,承载力高.沉降量小.抗震性能好,穿过液化层.承受抗拔(抗滑桩)及横向力(如风载荷).与其他深基础比较,施工造价低.缺点:施工环境影响,预制桩施工噪音,钻孔灌注桩的泥浆有地下室时,有一定干扰,深基坑中做桩5.1概述第五章桩基础 3适用条件(1)水上建筑物(2)深持力层,高地下水位(3)抗震地基(4)对沉降非常敏感的建筑,如精密仪器5.1概述第五章桩基础 桩基的分类：单桩基础和群桩基础单桩基础：采用单桩承受和传递上部结构荷载。群桩基础：由2根或2根以上组成的桩基础。基桩：群桩基础中的单桩称为基桩。软土层5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 桩的分类：不同的分类标准(一)按承台承台:将几个桩结合起来传递荷载（二）材料（三）形状（四）承载机理（五）按尺寸（六）施工方法软土层5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 高承台桩承台在地面以上,桥桩,码头,栈桥低承台桩承台在地面以下,承台本身承担部分荷载软土层(一)按承台承台:将几个桩结合起来传递荷载5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 低承台桩5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 高承台桩5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 （二）按材料：木桩、混凝土、钢筋混凝土、钢管（型钢）桩、复合桩钢筋混凝土：普通混凝土、预应力混凝土（离心预制）、高强混凝土5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 （三）按形状按纵断面：楔形桩、树根桩、螺旋桩、多节（分叉）桩、扩底桩、支盘桩、微型桩按横断面：圆形，八边形，十字桩、X形桩5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 桩身5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 横断面5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 （四）按尺寸按断面(直径）的大小：大直径:d>80cm;小直径d<40（25）cm按长度（长径比）L>60m（>3):长桩；L<10m短桩L/（：桩的特征长度）5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 (五)按荷载传递方式（1）竖直荷载：端承桩（嵌岩桩）、摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩Q=Qp+QsTipresistance,Skinfriction（2）嵌岩桩：当桩端嵌入岩层一定深度。5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 (五)按荷载传递方式（1）竖直荷载：端承桩（嵌岩桩）、摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩Q=Qp+Qs端承桩：主要由桩端承受极限荷载,桩不长,桩端土坚硬端承摩擦桩：主要由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩侧阻力分担荷载较大。这类桩的长径比不很大，桩端持力层为坚硬的粘土、粉土和砂类土时，除侧阻力外，还有一定的端阻力。这类桩所占比例比较大。摩擦桩：主要由桩侧壁与土的摩擦力承受极限荷载,桩长,深摩擦端承桩：主要由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩端阻力分担荷载较大。桩侧阻力虽属于次要，但不能忽略。5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 端承桩摩擦桩PsPsP5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 （六）按施工方法施工方法—沉桩方法1预制桩Prefabricatedpile挤土桩2现场灌注桩Castinplace非挤土桩直接在所设计的桩位成孔，然后放下钢筋笼，拔出套管。5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 按成桩方法对桩的分类5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 1预制桩2现场灌注桩气锤打入振动沉桩静压桩引孔,部分挤土,大面积地面隆起不引孔,挤土桩成孔方法人工挖孔螺旋钻正反循环—地下水以下泥浆护壁冲击,夯扩,爆破沉管灌注浇注法省,易泥皮,虚土,断桩水上水下其他离心,预应力,工厂,现场5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础(1)桩机就位(2)钻进(3)喷粉、搅拌(4)喷粉、搅拌、提升(5)成桩图2-7粉喷桩施工示意图 灌注桩：直接在所设计桩位成孔，然后在孔内下方钢筋笼（也可以直接插筋或省去钢筋的）再浇灌混凝土而成。其横截面呈圆形，可以做成大直径和扩底桩。保证灌注桩的质量关键在于桩身的成型及混凝土的质量。灌注桩通常分为：沉管灌注桩、钻（冲）孔灌注桩、挖孔桩。5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 沉管灌注桩：利用锤击或振动等方法沉管成孔，然后浇灌混凝土，拔出套管。钻（冲）孔灌注桩：用钻机钻土成孔，然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌混凝土。有的钻机成孔后，可撑开钻头的扩孔刀刃使之旋转切土扩大桩孔，浇灌混凝土后在底端形成扩大桩端，但扩底直径不宜大于3倍桩身直径。根据不同土质，可采用不同的钻、挖工具。常用的有螺旋钻机、冲击钻机、冲抓钻机等。5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 挖孔桩：可以采用人工或机械挖掘成孔，逐段边开挖边支护，达到所需深度后再进行扩孔、安装钢筋笼及灌注混凝土而成。挖孔桩一般内径应>=800mm，开挖直径>=1000mm，护壁厚度>=100mm，分节支护，每节高500～1000mm，可用混凝土预制块或砖砌筑，桩身长度在40m以内。5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 振动沉桩预制桩1－13mPilePoint5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 离心预应力预制钢筋混凝土5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 人工挖孔桩5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 广州市亚洲大酒店人工挖孔桩5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 螺旋钻5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 2.2扩底桩人工挖孔扩孔桩（芝加哥法）5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 UK英国1.0-3.0m0.6-0.9m5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 爆破扩底桩5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础 桩的分类总结挤土桩（打入预制桩）挤土桩：在成桩过程中，造成大量挤土，使桩周围土体受到严重扰动，土的工程性质发生较大改变。主要有打入或静压成桩的实心桩和闭口预制混凝土桩、闭口钢管桩及沉管灌注桩等。部分挤土桩：在成桩过程中，引起部分挤土效应、桩周围土体受到一定程度的扰动。主要有：H型钢桩、开口管桩及长螺旋钻孔、旋挖灌注桩。非挤土桩（现场钻孔）非挤土桩：一般采用人工或机械的方式在桩位开挖桩孔，在孔内灌注混凝土而成的桩，对周围土体基本没有扰动。主要有钻、挖孔灌注桩、旋挖灌注桩等。摩擦桩端承桩Q=Qp+Qs （七)桩的质量检测5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础1开挖检测2抽芯法3声波透射法4动测法 （七)桩的质量检测5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础1开挖检测只限于对所暴露的桩身进行检查。 （七)桩的质量检测5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础1开挖检测2抽芯法检测混凝土桩的桩长、桩身强度、桩底沉渣厚度和持力层岩土形状，可判别桩身的完整性。钻孔取混凝土芯，属于有损检测。 （七)桩的质量检测5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础1开挖检测2抽芯法3声波透射法可检测桩身缺陷程度及位置，判别桩身完整性类别。预先在装中埋入3~4根金属管，利用超声波在不同强度（或不同弹性模量）的混凝土中传播速度的变化来检测桩身质量的。 （七)桩的质量检测5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础1开挖检测2抽芯法3声波透射法4动测法包括锤击激振、机械阻抗、水电效应、共振等小应变动测，PDA（打桩分析仪）等大应变动测及PIT（桩身结构完整性分析仪）等。对于等截面、质地均匀的预制桩测试效果较可靠；而对于灌注桩的动测检验，目前已有相当多的经验，具有一定的可靠性。 （八)桩基设计原则5.2桩的类型及施工工艺第五章桩基础《建筑桩基规范》的相关内容。 一意义意义：单桩工作性能研究是单桩承载力分析的理论基础。通过桩土相互作用分析，了解桩间土的传力途径和单桩承载力的构造及其发展过程，以及单桩的破坏机理等，对正确评价单桩轴向承载力设计值具有一定的指导意义。5.3竖向荷载下单桩的工作性能第五章桩基础 桩的荷载传递机理研究揭示的是桩土之间力的传递与变形协调的规律，因而它是桩的承载力机理和桩—土共同作用分析的重要理论依据。第五章桩基础二桩的荷载传递5.3竖向荷载下单桩的工作性能 (a)轴向受压的桩(b)截面位移(c)摩阻力分布(d)轴力分布桩土体系荷载传递分析第五章桩基础当桩顶荷载达到极限值时：5.3竖向荷载下单桩的工作性能 桩侧阻力与桩端阻力的发挥过程就是桩土体系荷载的传递过程。桩顶受竖向荷载后，桩身压缩而向下位移，桩侧表面受到土的向上摩阻力，桩侧土体产生剪切变形，并使桩身荷载传递到桩周土层中去，从而使桩身荷载与桩身压缩变形随深度递减。随着荷载增加，桩端出现竖向位移和桩端反力。桩端位移加大了桩身各截面的位移，并促使桩侧阻力进一步发挥。一般说来，靠近桩身上部土层的侧阻力先于下部土层发挥，而侧阻力先于端阻力发挥出来。第五章桩基础5.3竖向荷载下单桩的工作性能 任一深度z桩身截面的荷载为：竖向位移为：由微分段dz的竖向平衡可求得为：微分段dz的压缩量为：就是桩土体系荷载传递分析计算的基本微分方程。通过在桩身埋设应力或位移测试元件，即可求得轴力和侧阻力沿桩身的变化曲线。第五章桩基础5.3竖向荷载下单桩的工作性能 桩侧阻力与桩端阻力相对大小与桩径、桩长、桩身的压缩性、桩间距，以及桩侧土体性状、桩端土体性状、成桩方式、荷载水平等因素有关，。根据力的竖向平衡，有：桩的荷载传递的一般规律(自学)第五章桩基础5.3竖向荷载下单桩的工作性能 从桩的承载机理来看，桩土间的相对位移是侧摩阻力发挥的必要条件，但不同类型的土，发挥其最大摩阻力所需位移是不一样的，如粘性土为5～10mm，砂类土为10～20mm等等。大量实验结果表明，发挥侧阻所需相对位移并非定值，桩径大小、施工工艺和土层的分布状况都是影响位移量的主要因素。（1）成桩效应也会影响到侧摩阻力，因为不同的施工工艺都会改变桩周土体内应力应变场的原始分布。如挤土桩对桩周土的挤密和重塑作用，非挤土桩因孔壁侧向应力解除出现的应力松弛等等；这些都会不同程度的提高或降低侧摩阻力的大小，而这种改变又与土的性质、类别，特别是土的灵敏度、密实度和饱和度密切相关。一般来说，饱和土中的成桩效应大于非饱和土的，群桩的大于单桩的。桩的荷载传递的一般规律－－侧阻力分析第五章桩基础5.3竖向荷载下单桩的工作性能 （3）随桩入土深度的增加，作用在桩身的水平有效应力成比例增大。按照土力学理论，桩的侧摩阻力也应逐渐增大；但实验表明，在均质土中，当桩的入土超过一定深度后，桩侧摩阻力不再随深度的增加而变大，而是趋于定值，该深度被称为侧摩阻力的临界深度。（4）对于在饱和粘性土中施工的挤土桩，要考虑时间效应对土阻力的影响。桩在施工过程中对土的扰动会产生超孔隙水压力，它会使桩侧向有效应力降低，导致在桩形成的初期侧摩阻力偏小；随时间的增长，超孔隙水压力逐渐沿径向消散，扰动区土的强度慢慢得到恢复，桩侧摩阻力得到提高。桩的荷载传递的一般规律－－侧阻力分析第五章桩基础5.3竖向荷载下单桩的工作性能 （2）桩材和桩的几何外形也是影响侧阻力大小的因素之一。同样的土，桩土界面的外摩擦角δ会因桩材表面的粗糙程度不同而差别较大.如预制桩和钢桩，侧表面光滑，δ一般为1/3φ～1/2φ（φ为土的内摩擦角），而对不带套管的钻孔灌注桩、木桩，侧表面非常粗糙，δ可取2/3φ～φ。由于桩的总侧阻力与桩的表面积成正比，因此采用较大比表面积（桩的表面积与桩身体积之比）的桩身几何外形可提高桩的承载力。桩的荷载传递的一般规律－－侧阻力分析第五章桩基础5.3竖向荷载下单桩的工作性能 桩端进入持力层的深度也是桩基设计时主要考虑的问题，一般认为，桩端进入持力层越深，端阻力越大；但大量实验表明，超过一定深度后，端阻力基本恒定。关于端阻的尺寸效应问题，一般认为随桩尺寸的增大，桩端阻力的极限值变小。实际上，桩在外部荷载作用下，侧阻和端阻的发挥和分布是较复杂的，二者是相互作用、相互制约的，如因端阻降低的影响，靠近桩端附近的侧阻会有所降低等等。桩的荷载传递的一般规律－－端阻分析第五章桩基础5.3竖向荷载下单桩的工作性能 第五章桩基础桩的荷载传递的一般规律5.3竖向荷载下单桩的工作性能 ⑴桩端土与桩侧土的模量比愈小，桩身轴力沿深度衰减愈快，即传递到桩端的荷载愈小。桩身轴向力桩身轴向力桩端土性对荷载传递的影响超长桩荷载传递特性试验研究与理论分析表明，桩的荷载传递的一般规律如下：第五章桩基础桩的荷载传递的一般规律5.3竖向荷载下单桩的工作性能 ⑵随桩土刚度比（桩身刚度与桩侧土刚度之比）的增大，传递到桩端的荷载增加；但当≥1000后，的变化不明显。桩身轴向力桩身轴向力桩端土性对荷载传递的影响超长桩荷载传递特性第五章桩基础桩的荷载传递的一般规律5.3竖向荷载下单桩的工作性能 ⑶随桩的长径比l/d（l为桩长，d为桩径）增大，传递到桩端的荷载减小，桩身下侧阻发挥值相应降低；当l/d≥40时，在均匀土层中，趋于零；当l/d≥100时，不论桩端土刚度多大，其值小到可忽略不计。工作荷载下的α与L/D的关系第五章桩基础桩的荷载传递的一般规律5.3竖向荷载下单桩的工作性能 （5）.扩大桩端面积，桩端传递荷载的比率增大。(4)下图是桩径1m、嵌入风化泥质砂岩3.7m和新鲜泥质砂岩2.0m的灌注桩的实测荷载传递曲线。可见，即使对于长径比l/d>15～20的嵌岩桩，也属于摩擦型桩，其桩端总阻力也较小。嵌岩灌注桩荷载传递曲线第五章桩基础桩的荷载传递的一般规律5.3竖向荷载下单桩的工作性能 单桩在轴向荷载作用下，其破坏模式主要取决于桩周土的抗剪强度、桩端支承情况、桩尺寸以及桩的类型等条件。可能破坏模式：压曲破坏、整体剪切破坏和刺入破坏。压曲破坏整体剪切破坏刺入破坏第五章桩基础三单桩的破坏模式5.3竖向荷载下单桩的工作性能 压曲破坏整体剪切破坏刺入破坏压曲破坏：沉降量很小，桩端阻为主，桩材控制承载力，穿越软弱土层的小直径桩和嵌岩桩属于此类；整体剪切：沉降量较大，桩端阻为主，桩端桩侧土控制承载力，打入式短桩、钻孔短桩属于此类；刺入破坏：沉降量大，桩侧阻为主，桩顶容许沉降控制承载力，一般情况下的钻孔灌注桩属于此类。第五章桩基础三单桩破坏模式5.3竖向荷载下单桩的工作性能 正摩阻负摩阻当土体相对于桩身向下位移时，土体不仅不能起扩散桩身轴向力的作用，反而会产生下拉的摩阻力，使桩身的轴力增大。如图所示。该下拉的摩阻力称为负摩阻力。负摩阻力的存在，增大了桩身荷载和桩基的沉降。第五章桩基础四桩侧负摩阻力桩侧负摩阻力产生原因：5.3竖向荷载下单桩的工作性能 正摩阻负摩阻引起负摩擦力的条件：桩周围的土体下沉必须大于桩的沉降。第五章桩基础四桩侧负摩阻力－－负摩擦的产生(1)桩周附近地面大面积堆载(2)大面积降低地下水位(3)欠固结土,新填土(4)湿陷性黄土遇水湿陷(5)砂土液化、冻土融解5.3竖向荷载下单桩的工作性能 lnNegative土位移Ss桩位移Sp－+摩阻力轴向力N中性点：正负摩擦力分界的地方。第五章桩基础四桩侧负摩阻力－－负摩擦力的分布,负摩阻力成为荷载的一部分对于下部为岩石的端承桩,可能全桩为负阻力,对于一般桩,因为桩土都有变形,视二者的相对位移量和方向5.3竖向荷载下单桩的工作性能 lnNegative土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N第五章桩基础四桩侧负摩阻力第i层土桩侧平均负摩阻力土的侧压力系数第i层土桩侧平均竖向有效应力桩周负摩阻力系数，查表4-6。5.3竖向荷载下单桩的工作性能 lnNegative土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N中性点处：摩擦力为零，桩对土的相对位移也是零。下拉荷载在中性点处达最大值，即在中性点截面桩身轴力达最大值（Q＋Qn）。第五章桩基础四桩侧负摩阻力5.3竖向荷载下单桩的工作性能 lnNegative土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N中性点的深度(ln)：与桩周土的压缩性和变形条件以及持力层土的刚度等因素有关。准确确定较为困难，一般根据现场试验所得的经验数据近似确定。（P113表4－3）第五章桩基础四桩侧负摩阻力5.3竖向荷载下单桩的工作性能 lnNegative土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N桩周土层的固结随时间而变化，故土层的竖向位移和桩身截面位移都是时间的函数。因此，在桩顶荷载Q的作用下，中性点的位置、摩阻力以及轴力等也都相应地发生变化。第五章桩基础四桩侧负摩阻力5.3竖向荷载下单桩的工作性能 lnNegative土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N单桩截面位移在桩顶荷载作用稳定后，土层固结的程度和速率是影响下拉荷载Qn的主要因素。固结程度高，底面沉降大，中性点往下移；固结速率快，Qn增长快。但其增长需要经过一定的时间才能达到极限值。在该过程中，桩身Qn在作用下，产生压缩，桩端处轴力增加，沉降也相应增加。由此导致土相对于桩的向下位移减少，Qn降低，而逐渐达到稳定状态。第五章桩基础四桩侧负摩阻力5.3竖向荷载下单桩的工作性能 lnNegative土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N在现场进行桩的负摩擦力试验：方法直接可靠，但需要时间过长，常以年计，费用也大。经验公式：影响负摩擦阻力的因素较多，如桩侧桩端土的变形与强度性质、特曾的应力历史、桩侧土发生沉降的原因和范围以及桩的类型与成桩工艺等，理论计算是复杂的，常采用带经验性的近似公式第五章桩基础4桩侧负摩阻力－－负摩擦力的的确定5.3竖向荷载下单桩的工作性能 lnNegative土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N根据大量试验与工程实测结果表明，贝伦(Bjerrum)提出的“有效应力法”叫接近实际，其计算公式为：公式说明P95第五章桩基础四桩侧负摩阻力－－负摩擦力的确定5.3竖向荷载下单桩的工作性能 lnNegative土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N按土的类别的经验公式：软土或中等强度粘土：砂类土：第五章桩基础四桩侧负摩阻力－－负摩擦力的确定5.3竖向荷载下单桩的工作性能 lnNegative土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N单桩桩侧总的负摩阻力（下拉荷载）：第五章桩基础四桩侧负摩阻力－－负摩擦力的确定5.3竖向荷载下单桩的工作性能 qs摩阻力分布u为桩的周长S0Sp各点位移Q轴向力N分布S0Sp第五章桩基础四桩侧负摩阻力－－桩侧摩阻力及其分布5.3竖向荷载下单桩的工作性能 土的极限摩阻力影响因素随着深度增加,砂土中存在临界深度超静孔隙水压力消散,土的触变性打入预制桩,挤土使qs增加(1)挤密(2)残余应力钻孔预制桩,常使qs减少(1)泥皮(2)应力松弛但是也有水泥浆渗入土中使表面粗糙其他施工因素粘性土的摩阻力有时效,第五章桩基础四桩侧负摩阻力－－桩侧摩阻力及其分布5.3竖向荷载下单桩的工作性能 太沙基梅耶霍夫型很小(1)很难达到整体破坏(2)端承力与深度有关(3)存在临界深度第五章桩基础四桩侧负摩阻力－－桩端阻力(1)常作为基础承载力问题(太沙基解)5.3竖向荷载下单桩的工作性能 与施工方法有关桩端充填粉土问题：侧摩阻力的方向？第五章桩基础四桩侧负摩阻力－－桩端阻力土的极限端阻力影响因素与土性有关,存在临界深度5.3竖向荷载下单桩的工作性能 5.4单桩竖向承载力的确定第五章桩基础单桩竖向承载力：指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定性、不产生过大变形时的承载能力。单桩竖向极限承载力：单桩在竖向荷载作用下，到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。无论受压还是受拉，桩丧失承载力一般表现：（1）桩周土岩的阻力不足，桩发生急剧且量大的竖向位移；或者虽然位移不急剧增加，但因位移过大而不适用于继续承载。（2）桩身材料不够，桩身被压破或拉坏。 5.4单桩竖向承载力的确定第五章桩基础1按桩身材料强度2静载荷试验3按抗剪强度指标4按静力触探法经验方法按动力试验法桩的抗拔承载力 第五章桩基础二单桩竖向承载力的确定1按桩身材料强度P109公式说明。荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值，kN。混凝土轴心抗压强度设计值，kPa。基桩成桩工艺系数桩身截面面积纵向主筋截面面积混凝土轴心抗压强度设计值，kPa。桩的稳定系数5.4单桩竖向承载力的确定 第五章桩基础二单桩竖向承载力的确定2静载荷试验5.4单桩竖向承载力的确定 锚桩桁架法,2400吨第五章桩基础5.4单桩竖向承载力的确定 桩顶试验中第五章桩基础5.4单桩竖向承载力的确定 第五章桩基础终止条件：当出现下列情况之一时即可终止加载：（1）在某级荷载下，桩顶沉降量为前一级荷载下沉降量的5倍；（2）某级荷载下，桩顶沉降量大于前一级荷载下沉降量的2倍，且经24小时商未达到相对稳定；（3）已经达到设计要求的最大加载量时；（4）当荷载~沉降曲线呈缓变型时。可加载至总沉降量的60~80mm，特殊情况下可按要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。5.4单桩竖向承载力的确定 (2)通过静力载荷试验确定极限承载力Qu◎判断单桩竖向极限承载力Qu(各规范不同)如果有陡降点,取为Qu缓变曲线,取一定沉降s=40mm(40-60mm)24小时未稳定,Sn对应的荷载◎确定平均值(极限承载力标准值),如离散太大,加一折减系数◎特征值R=第五章桩基础5.4单桩竖向承载力的确定 3.抗剪强度指标第五章桩基础国外广泛采用。该类公式在土的抗剪强度指标的取值上考虑理论公式无法概括的某些影响因素，例如：土的类别和排水条件、桩的类型和设置效应等，因此是经验性的。一般表示为：因桩的设置而附加于地基的重力。桩重-与桩同体积的土重。一般近似为0.5.4单桩竖向承载力的确定 4.静力触探、：修正系数qc,fsi：探头的端阻与侧阻Electricstaticcone第五章桩基础5.4单桩竖向承载力的确定圆锥形金属探头将圆锥形的金属探头，以静力方式按一定的速率均匀压入土中。借助探头的传感器，测出探头的侧阻和端阻。静力触探与桩打入土中的过程基本相似，可以近似看成小尺寸打入桩的现场模拟试验。 4.静力触探Electricstaticcone第五章桩基础5.4单桩竖向承载力的确定圆锥形金属探头探头：单桥探头和双桥探头。双桥探头：圆锥面积15cm2.锥角60°，摩擦套筒218.5mm，侧面积30×103mm2对于粘性土、粉土和砂土，如无当地经验时：桩端阻修正系数，对于粘性土、粉土取2/3，饱和砂土取1/2桩侧阻综合修正系数 第五章桩基础5.经验公式5.4单桩竖向承载力的确定一般预制桩及中小直径的灌注桩：d<800mmP114表4-6P116表4-7 第五章桩基础5.经验公式5.4单桩竖向承载力的确定一般预制桩及中小直径的灌注桩：d<800mm大直径灌注桩直径的灌注桩：d≥800mm侧阻力尺寸效应端阻力尺寸效应侧阻尺寸效应主要发生砂、碎石类土中。大直径钻、挖、冲孔灌注桩，在无粘性土中的成孔过程中将会出现孔壁土的松弛效应，从而导致侧阻力降低。孔径越大，降幅越大。 第五章桩基础5.经验公式5.4单桩竖向承载力的确定一般预制桩及中小直径的灌注桩：d<800mm大直径灌注桩直径的灌注桩：d≥800mm嵌岩桩岩石饱和单轴抗压强度标准值。嵌岩段侧阻端阻综合效应系数 5.3竖向载作用下的桩基础第五章桩基础6.按动力试桩法 第五章桩基础7.抗拔承载力抗拔桩：主要承受竖向抗拔荷载。抗拔桩的承载力：浮力,风荷载（1）理论公式（2）现场抗拔试验5.4单桩竖向承载力的确定 第五章桩基础抗拔试验按加载方式分为：（1）慢速维持荷载法（2）等时间间隔法（3）连续上拔法（4）循环加载法5.4单桩竖向承载力的确定 抗拔折减系数I：砂土0.5-0.7,粉,粘土0.7-0.8Gp为桩的自重,水下为浮重第五章桩基础理论公式：单桩基础：群桩基础：群桩外周长。基桩数。5.4单桩竖向承载力的确定 第五章桩基础8单桩承载力特征值（1）静载荷试验（P121相关规定）标准值（2）静力触探当桩端嵌入完整及较完整的硬质岩中，嵌岩桩：5.4单桩竖向承载力的确定 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础1水平荷载作用下单桩的工作特点入土较浅入土较深 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础1水平荷载作用下单桩的工作特点水平承载桩的工作性能是桩—土共同工作的问题。桩在水平荷载的作用下发生变位，迫使桩周土发生相应的变形而产生抗力，从而阻止了桩变形的进一步发展。当水平荷载较低时，这一抗力是由靠近地面的土提供的，而且土的变形主要为弹性的，即桩周土处于弹性压缩阶段。随着水平荷载的加大，表层土将逐渐发生塑性屈服，从而使水平荷载向更深处的土层传递。当变形增大到桩所不能允许的程度或桩周土失去稳定时，桩—土体系便趋于破坏。 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础1水平荷载作用下单桩的工作特点单桩水平承载力远小于竖向承载力。单桩水平承载力取决于桩身强度、刚度、桩周土的性质、桩的入土深度以及桩顶的约束条件等。单桩水平承载力确定：水平静载荷试验、理论计算。 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础2单桩水平荷载试验试验装置（P122）一般采用千斤顶施加水平力，力的作用线应通过工程基桩承台底面标高处，千斤顶与试桩接触处宜设置一球形铰座，以保证作用力能通过桩身轴线。桩的水平位移宜用大量程百分表量测，若需要测定底面以上桩身转角时，在水平力作用线以上500m作用应安装一只或二只百分表。固定百分表的基准桩与试桩的净距不少于一倍试桩桩径。单桩水平静载荷试验示意图 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础2单桩水平荷载试验2.加载方法（P123）一般采用单向多循环加卸载法，每级荷载增量约为预估水平极限承载力的1/10~1/15，根据桩径大小并适当考虑土层硬度，对于直径300~1000mm的桩，每级增量可取2.5~20kN。每级荷载施加后，恒载4min测读水平位移，然后卸载至零，停2min测残余水平位移，或者加载、卸载各10min，如此循环5次，再加下一级荷载，试验不得中途停歇。对于个别承受长期水平荷载的桩也可以采用慢速连续加载法进行，其稳定标准可以参照竖向静载荷试验。单桩水平静载荷试验示意图3.终止条件：当桩身折断或桩顶水平位移超过30~40mm（软土取40mm），或桩侧地表明显裂缝或隆起时，即终止试验。 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础2单桩水平荷载试验4.水平承载力确定 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础2单桩水平荷载试验4.水平承载力确定00.503.004.506.009.0010.5012.0013.5015.0016.5018.0019.50123456 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础2单桩水平荷载试验4.水平承载力确定 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础2单桩水平荷载试验4.水平承载力确定 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础2单桩水平荷载试验4.水平承载力确定最大弯矩点的钢筋应力 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础2单桩水平荷载试验4.水平承载力确定 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础2单桩水平荷载试验水平承载力确定 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础2单桩水平荷载试验单桩水平承载力设计值（1）当水平承载力按桩身强度控制时，取水平临界荷载统计值为水平承载力特征值；（2）当桩受长期水平荷载且不允许桩身开裂时，取水平临界荷载的0.8倍作为单桩水平承载力的特征值；（3）对于钢筋混凝土预制桩、钢桩和桩身全截面配筋率不小于0.65%的灌注桩，也可根据水平静载荷试验结果，取地面处水平位移为10mm（对于水平荷载敏感的建筑物取6mm）所对应荷载的75%作为单桩水平承载力特征值；（4）对于桩身截面配筋率小于0.65%的灌注桩，可根据水平静载荷试验临界荷载的75%作为单桩水平承载力特征值； 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础3水平受荷桩的理论分析当桩入土深度较深，桩的刚度较小时，桩的工作状态如同一个埋在弹性介质里的弹性杆件，采用文克尔地基模型，建立微分方程求解。桩的计算宽度，m；按表4-12计算。水平位移水平抗力系数（水平基床系数或地基系数），kN/m3桩侧土作用在桩上的抗力kN/m2 5.5桩的水平承载力确定第五章桩基础3水平受荷桩的理论分析当桩入土深度较深，桩的刚度较小时，桩的工作状态如同一个埋在弹性介质里的弹性杆件，采用文克尔地基模型，建立微分方程求解。截面宽度b或直径d/m圆桩方桩 第五章桩基础常数法m法k法C法桩的位移5.5桩的水平承载力确定直线或抛物线 第五章桩基础桩基础中的桩，一般作为理想埋入地基中的弹性地基梁来进行分析，根据其在土中的受力状况由结构力学理论导出梁（桩）挠曲线基本微分方程：水平抗力作用于桩身上的轴力指数，小于等于1水平位移在水平荷载及弯矩作用下与桩周地基土相互作用，故桩的变形及内力取决于桩身所受的外荷载的类型及大小、桩周土性质及抗力以及桩顶的约束条件等因素。桩周土的抗力与土体所处的状态、水平位移有关，一般可表示为：桩的计算宽度水平抗力系数5.5桩的水平承载力确定 第五章桩基础求解上述常微分方程的方法很多，主要有：（1）极限地基反力法；（2）弹性地基反力法；（3）弹塑性地基反力法（也称复合地基反力法）。5.5桩的水平承载力确定 第五章桩基础忽略轴力影响水平变形系数，m-15.5桩的水平承载力确定 第五章桩基础位移：5.5桩的水平承载力确定转角：弯矩：剪力：水平抗力：表4-13常数表（P127） 第五章桩基础5.5桩的水平承载力确定zxx挠曲线弯矩剪力水平抗力 第五章桩基础5.5桩的水平承载力确定 第五章桩基础5.5桩的水平承载力确定按m法计算时，比例系数m宜通过载荷试验确定。如无试验资料时可参考表4-14（P129）确定。另外，如果桩侧有几层土组成时，应求出主要影响深度范围内的m值的加权平均值，作为整个深度的m值。主要影响深度：3层土时： 第五章桩基础5.5桩的水平承载力确定 第五章桩基础桩顶水平位移5.5桩的水平承载力确定桩顶水平位移是控制水平承载力的主要因素，由表4-13查换算深度z=0时的系数，就可以求出桩顶水平位移。桩的长短的不同，其水平受力下的工作形状也不同。在桩基分析中，一般以实际桩长l和水平变形系数的乘积l（称换算长度）来区分桩的长短：刚性桩的桩顶水平位移计算可根据桩的换算长度l和桩端支承条件，由表4-15查相关系数获得。 第五章桩基础桩顶水平位移5.5桩的水平承载力确定刚性桩的桩顶水平位移计算可根据桩的换算长度l和桩端支承条件，由表4-15查相关系数获得。0.51.01.52.03.0≥4.0 第五章桩基础5.5桩的水平承载力确定桩身最大弯矩查表4-16最大弯矩的深度：查表4-16适用于长桩： 第五章桩基础5.5桩的水平承载力确定桩身最大弯矩0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.21.4 第五章桩基础群桩的工作特点承台下土对荷载的分担作用复合基桩的竖向承载力特征值桩顶作用效应简化计算基桩竖向承载力验算基桩软弱下卧层验算基桩竖向抗拔承载力验算基桩水平承载力验算基桩副摩阻力验算桩基沉降验算5.6群桩基础 第五章桩基础一群桩的工作特点1.群桩效应2.端承型群桩基础3.摩擦型群桩基础5.6群桩基础对于群桩基础，作用于承台上的荷载实际上是由桩和地基土共同承担的，由于承台、桩、地基土的相互作用情况不同，使桩端、桩侧阻力和地基土的阻力因桩基类型不同而不同。 5.6群桩基础第五章桩基础三群桩承载力确定1.群桩效应的概念群桩效应：群桩在竖向荷载作用下，由于承台、桩、土之间的相互影响和共同作用，群桩的工作状态趋于复杂，群桩中任一根桩即基桩的工作性状不同于孤立的桩，群桩承载力将不等于各单桩承载力之和，群桩沉降也明显大于单桩，这种现象称为群桩效应。群桩效应系数：群桩竖向极限承载力与群桩中所有单桩竖向极限承载力总和之比：群桩效应系数桩数单桩极限承载力群桩极限承载力 第五章桩基础三群桩承载力确定1.群桩效应的概念沉降比：指在每根单桩承担相同荷载的条件下，群桩沉降量与单桩沉降量之比：沉降比单桩沉降量群桩沉降量群桩效应系数越小，沉降比越大，则表示群桩效应越强，也就意味着群桩承载力越低，沉降越大。5.6群桩基础 岩石土压力扩散深度>6d第五章桩基础1.群桩效应的概念5.6群桩基础 应力叠加桩底应力增加,使承载力不足;总的沉降增加第五章桩基础1.群桩效应的概念5.6群桩基础 第五章桩基础1.群桩效应的概念群桩的破坏模式群桩破坏模式是决定群桩的极限承载力计算方法繁荣主要依据。不同的破坏模式对应的承载力计算方法和数值会有所不同，有时甚至得出差别很大的计算结果。破坏模式分为：桩土整体破坏模式和单独破坏模式。整体破坏模式：指桩、土形成整体，如向实体深基础那样承受和传递荷载并产生变形，侧阻力的破坏面发生于群桩外围。单独破坏模式：指各桩的桩土界面处产生较大的相对位移，各桩在桩土界面剪切破坏产生滑移破坏。5.6群桩基础 对于砂土sp1.0,粘性土sp1.0第五章桩基础1.群桩效应的概念5.6群桩基础 第五章桩基础1.群桩效应的概念由端承桩组成的群桩：通过承台分配到各桩桩顶的荷载，其大部或全部由桩身直接传递到桩端。因而通过承台土反力、桩侧阻力传递到土层中的应力较小，桩群中各桩之间以及承台、桩、土之间的相互影响较小，其工作性状与独立单桩相近。5.6群桩基础 第五章桩基础1.群桩效应的概念由摩擦桩组成的群桩，桩顶荷载主要通过桩侧摩阻力传递到桩周和桩端土层中，在桩端平面处产生应力重叠。承台土反力也传递到承台以下一定范围内的土层中，从而使桩侧阻力和桩端阻力受到干扰。就一般情况而言，在常规桩距（3~4d）下，粘性土中的群桩，随着桩数的增加，群桩效应系数明显下降，且，同时沉降比迅速增大，由2增加到10以上。砂土中的挤土桩，有可能，而沉降比处理端承桩等于1外，均大于1；同时底承台土反力分担上部荷载可使群桩承载力增加。5.6群桩基础 第五章桩基础1.群桩效应的概念预制桩沉桩：砂土,非饱和土和一般粘性土,填土有挤密作用,使承载力增加。饱和粘土,超静孔压积累,地面上浮,先入桩上浮,土层扰动,使承载力降低。应力叠加：桩底应力增加,使承载力不足;总的沉降增加桩之间互相调节：个别桩承载力低总体上可互补;个别桩受荷,其他桩帮助传递荷载承台可部分承受荷载5.6群桩基础 第五章桩基础2.承台下土对荷载的分担作用5.6群桩基础台底反力承台底分区图 第五章桩基础2.承台下土对荷载的分担作用5.6群桩基础在下列情况下不考虑承台的荷载分担效应：（1）承受经常出现的动力作用，如铁路桥梁基础；（2）承台下存在肯产生负摩擦力的土层；如失陷性黄土、欠固结土、新填土、高灵敏软土以及可液化土，或由于降水地基土固结而与承台脱开；（3）在饱和软土沉入密集桩群，引起超孔隙水压力和土体隆起。随着时间的推移，桩间土固结下沉而与承台脱离等。 第五章桩基础3.复合基桩竖向承载力特征值通过对群桩工作特点进行分析：对于端承桩和桩中心距>6d的摩擦桩群桩，群桩的竖向承载力等于各单桩承载力之和，沉降量也与独立单桩基本一致，仅需验算单桩竖向承载力和沉降即可；而对于桩的中心距<6d的摩擦桩群桩，除了验算单桩的承载力外，还须验算群桩承载力和沉降。5.6群桩基础 第五章桩基础3.复合基桩竖向承载力特征值5.6群桩基础《建筑桩基规范》规定：对于端承桩、桩数少于4根的摩擦型基桩，或由于地层土性、使用条件等因素不易考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值取单桩承载力的特征值，即R=Ra；对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承载效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值：（1）上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物；（2）对差异沉降适应性较强的排架结构或柔性构筑物。 第五章桩基础3.复合基桩竖向承载力特征值承台土的地基承载力特征值。计算基桩所对应的承台底净面积单桩竖向承载力特征值：单桩竖向极限承载力标准值安全系数，取2不考虑地震作用：考虑地震作用：地基抗震承载力调整系数5.6群桩基础考虑承台效应： 第五章桩基础计算基桩所对应的承台底净面积承台计算域面积桩身截面面积5.6群桩基础 第五章桩基础5.6群桩基础承台效应系数 XYMyMx第五章桩基础4.桩顶作用效应验算－－三根桩的荷载计算5.6群桩基础 MyMx987216345XYx7y7第五章桩基础4.桩顶作用效应验算－－－偏心竖向荷载荷载线性分布假设：5.6群桩基础 第五章桩基础4.桩顶作用效应验算地震作用效应：对于主要承受竖向荷载的抗震设防区低承台桩基，当同满足下列条件时，计算桩顶作用效应时可不考虑地震作用：（1）按《抗震规范》规定可不进行天然地基和基础抗震承载力计算的建筑物；（2）不位于斜坡地带和地震可能导致滑移、地裂地段的建筑物；（3）桩端及桩身周围无可液化土层；（4）承台周围无可液化土、淤泥、淤泥质土。对于8度和8度以上抗震设防区的高大建筑物低承台桩基，在计算各基桩的作用效应和桩身内力时，可考虑承台（包括地下墙体）与基础的共同作用和土的弹性抗力作用。5.6群桩基础 第五章桩基础5.基桩竖向承载力验算地震作用效应和荷载效应标准组合：5.6群桩基础地震震害调查表明：不论桩周土类别如何，基桩竖向承载力均可提高25%，故：地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩或复合基桩的平均竖向力地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩或复合基桩的最大竖向力 第五章桩基础6.软弱下卧层验算对于桩距不超过6d的群桩基础，桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层承载力的1/3时，尚需对软弱下卧层进行验算：FkltzGk5.6群桩基础 第五章桩基础6.软弱下卧层验算对于桩距超过6d的群桩基础，且Fkltz5.6群桩基础桩端等代直径 第五章桩基础7.桩基竖向抗拔承载力验算承受拔力的桩基，应同时验算群桩基础呈整体破坏时基桩的抗拔承载力：5.6群桩基础群桩基础所包围体积的桩土总自重除以总桩数（地下水位以下用有效重度）。基桩自重，地下水位以上取有效重度，对于扩底桩应按规范确定桩、土柱体周长后计算桩、土自重。 第五章桩基础8.桩基水平承载力验算承受拔力的桩基，应同时验算群桩基础呈整体破坏时基桩的抗拔承载力：5.6群桩基础群桩效应综合系数，其值与桩径、桩距、桩数、土的水平抗力系数、桩顶位移等因素有关。见规范取值。 第五章桩基础9.桩基负摩阻力验算5.6群桩基础下拉荷载标准值负摩阻力的群桩效应系数单桩下拉荷载中性点以上桩的平均负摩阻力标准值中性点以上桩周土平均有效重度 第五章桩基础9.桩基负摩阻力验算5.6群桩基础对于单桩基础，n=1;对于群桩基础，计算的n>1,取n=1。 第五章桩基础9.桩基负摩阻力验算5.6群桩基础当考虑桩侧负摩阻力。验算基桩竖向承载力时，对于摩擦型桩取桩身计算中性点以上侧阻力为零，基桩承载力验算：对于端承除满足上式外，尚需验算：： 第五章桩基础例题：4-1（P109）：已知柱子传来的标准组合荷载：地质剖面图如下图所示。钢筋混凝土预制桩断面：40×40cm。工程桩5根，承台平面尺寸：3.0×3.0m，桩入土深度15m，承台埋深2m、要求进行单桩承载力验算。12342m2m12m1m4004001100110030003000400400110011005.6群桩基础 第五章桩基础10桩基沉降计算对于桩中心距不大于6倍桩径的桩基,其最终沉降量计算可采用等效作用分层总和法。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加压力近似取承台底平均附加压力。等效作用面以下的应力分布采用各向同性均质直线变形体理论。计算模式如图7.4.1所示，桩基任一点最终沉降量可用角点法按下式计算：5.6群桩基础 第五章桩基础10桩基沉降计算单桩、单排桩、疏桩基础（1）基桩引起的附加应力根据考虑桩径影响的明德林解答按下列公式计算：5.6群桩基础 第五章桩基础10桩基沉降计算单桩、单排桩、疏桩基础承台底地基土不分担荷载的桩基：5.6群桩基础 第五章桩基础10桩基沉降计算单桩、单排桩、疏桩基础承台底地基土分担荷载的复合桩基：5.6群桩基础 第五章桩基础10桩基沉降计算单桩、单排桩、疏桩基础减沉复合疏桩基础中点沉降可按下列公式计算：：5.6群桩基础 5.7桩基础设计一.桩型的选择二.基桩几何尺寸确定三.桩数确定及平面布置四.桩身结构强度验算五.承台设计和计算桩基础设计应力求选型恰当、经济合理、安全适用，对桩和承台有足够的强度、刚度和耐久性；对地基（主要是桩端持力层）有足够的承载力和不产生过量的变形，其主要内容和步骤： 5.7桩基础设计桩基础设计应力求选型恰当、经济合理、安全适用，对桩和承台有足够的强度、刚度和耐久性；对地基（主要是桩端持力层）有足够的承载力和不产生过量的变形，其主要内容和步骤： 5.7桩基础设计（1）进行调查研究，场地勘察，收集有关资料；（2）综合勘察报告、荷载情况、使用要求、上部结构等条件确定桩基持力层；（3）选择桩型，确定桩的类型、外形尺寸和构造；（4）确定单桩承载力特征值；（5）根据上部结构荷载情况，初步拟定桩的数量和平面布置；（6）根据平面布置，初步拟订承台的轮廓尺寸及承台底标高；（7）验算作用于单桩上的竖向和横向荷载；（8）验算承台尺寸及结构强度；（8）必要时验算桩基整体承载力和沉降量，当持力层下有软弱下卧层时，验算软弱下卧层的地基承载力；（10）单桩设计，绘制桩和承台的结构及施工详图。 5.7桩基础设计－－一、收集资料设计桩基之前必须充分掌握设计原始资料，包括建筑类型、荷载、工程地质勘察资料、材料来源及施工技术设备等情况，并尽量了解当地使用桩基的经验。 5.7桩基础设计－－二基桩几何尺寸确定综合考虑各种有关因素：1同一结构单元避免采用不同桩长的桩2选择较硬土层作为桩端持力层3桩端全截面进入持力层的深度4同一建筑物应尽量采用相同桩径的桩基5考虑经济因素 5.7桩基础设计－－二基桩几何尺寸确定综合考虑各种有关因素：3桩端全截面进入持力层的深度粘土、粉土不宜小于2d砂土不宜小于1.5d碎石类土不宜小于1.0d当存在软弱下卧层时，桩端下硬持力层厚度不宜小于3d嵌岩桩最佳嵌岩深度： 5.7桩基础设计－－二基桩几何尺寸确定综合考虑各种有关因素：4同一建筑物尽量采用相同桩径的桩基。一般情况下，同一建筑物尽量采用相同桩径的桩基，但当建筑物基础平面范围内的荷载分布很不均匀时，可以根据荷载和地质条件采用不同直径的桩。各类桩型由于工程实践惯用以及施工设备限制等原因，均有常用的直径，设计时要适当顾及。5考虑经济条件当所选定桩型为端承桩而坚硬持力层埋藏不太深时，应尽可能考虑大直径（扩底）单桩；对于摩擦桩，则宜采用细长桩，以取得桩侧较大的表面积，但要满足抗压能力要求。 5.7桩基础设计－－三桩数确定及平面布置1桩数确定桩基承台及承台上土自重作用于桩基承台顶面的竖向荷载经验系数取1.1~1.2 5.7桩基础设计－－三桩数确定及平面布置2桩的中心矩土类与成桩工艺排数不少于3排，桩数不少于9根的摩擦型桩基其他情况非挤土灌注桩3.0d2.5d部分挤土灌注桩3.5d3.0d挤土桩穿越非饱和土、饱和非粘性土4.0d3.5d穿越饱和粘性土4.5d4.0d沉管夯扩、钻孔挤扩桩穿越非饱和土、饱和非粘性土2.2D且4.0d2.0D且3.5d穿越饱和粘性土2.5D且4.5d2.2D且4.0d钻、挖孔扩底灌注桩2D或D+2.0m(当D>2m)1.5D或D+1.5m(当D>2m)表桩的最小中心距 5.7桩基础设计－－三桩数确定及平面布置3桩径表楼层数与桩截面(mm)的经验数值关系楼层数桩型≤1010~2020~3030~40预制桩300~400450~550450~550800(钢管桩)灌注桩500600~800650~1000800~1200当桩的种类和几何尺寸确定之后，应初步确定承台底面高程，其他确定原则同浅基础设计相同。 5.7桩基础设计－－三桩数确定及平面布置4桩位布置桩在平面内可布置成方形（或矩形）、三角形和梅花形，条形基础下的桩，可采用单排或双排，也可采用不等距布置。横墙下“探头”桩的布置墙下桩基柱下桩基 5.7桩基础设计－－三桩数确定及平面布置4桩位布置排列基桩时，宜使桩群形心与长期荷载重心重合，并使桩基受水平力和力矩较大方向有较大的抵抗矩。群桩的布置还应考虑优化基础结构的受力条件。尽量使桩接近力的作用点，这样就可以避免在各根桩之间由很厚的承台来传递荷载。对于桩箱基础，宜将桩布置于墙下；对于带梁（肋）桩筏基础，宜将桩布置于梁（肋）下；对于大直径桩宜采用一柱一桩。 5.7桩基础设计－－四桩身结构强度验算预制桩的混凝土强度等级宜≥C30，采用静压法沉桩时，可适当降低，但不易