《樁基設(shè)計(jì)與計(jì)算》 課件 5 樁基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計(jì)方法

樁基設(shè)計(jì)與計(jì)算第一章緒論1第二章豎向受荷樁基的承載力2第三章豎向受荷樁基的沉降3第四章水平受荷樁基的承載力與位移4第五章樁基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計(jì)方法（一般步驟、高層建筑樁基、橋梁樁基、樁基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)）5第六章復(fù)合疏樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)6第七章抗滑樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算7*第八章樁基施工與檢測(cè)8目錄CONTENTS本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容樁基計(jì)算理論豎向受荷樁基（承載力與沉降）水平向受荷樁基（承載力與位移）樁基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計(jì)非常規(guī)樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)*樁基施工及檢測(cè)靜載荷試驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法靜力計(jì)算法靜力觸探等原位測(cè)試動(dòng)力法極限平衡理論法群樁效率系數(shù)法承載力單樁群樁沉降荷載傳遞法彈性理論法剪切變形傳遞法簡(jiǎn)化計(jì)算方法承載力靜載荷試驗(yàn)法規(guī)范推薦公式內(nèi)力和位移靜力平衡法（極限地基反力法）彈性地基梁法（彈性地基反力法）p-y曲線法（彈塑性地基反力法）彈性理論法實(shí)體深基礎(chǔ)法明德林-蓋德斯法豎向受荷樁基水平向受荷樁基Review樁基計(jì)算理論第五章樁基礎(chǔ)的常規(guī)設(shè)計(jì)方法第一節(jié)概述第二節(jié)樁基設(shè)計(jì)計(jì)算的一般步驟和方法第三節(jié)高層建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)第四節(jié)橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)第五節(jié)樁基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)與計(jì)算第六節(jié)設(shè)計(jì)算例第一節(jié)概述一、常規(guī)設(shè)計(jì)荷載主要由基樁承擔(dān)樁數(shù)根據(jù)基樁容許承載力確定樁距<6d，一般為3～4d且較均勻布樁各基樁的截面和長(zhǎng)度基本相同本章依據(jù)的工程規(guī)范《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD63-2007）《鐵路橋涵地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.5-2005）二、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算方法

（課本第6頁(yè)）極限狀態(tài)設(shè)計(jì)承載力極限狀態(tài)（Ultimatelimitstate/ULS）樁基達(dá)到最大承載能力、整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形樁基達(dá)到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值正常使用極限狀態(tài)（Serviceabilitylimitstate/SLS）承載能力計(jì)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算1、豎向和水平向承載力計(jì)算2、樁身和承載結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算3、軟弱下臥層驗(yàn)算4、坡地、岸邊整體穩(wěn)定性驗(yàn)算5、抗浮、抗拔樁基，基樁和群樁抗拔承載力驗(yàn)算6、抗震設(shè)防區(qū)的抗震承載力驗(yàn)算承載力極限狀態(tài)（Ultimatelimitstate/ULS）樁基沉降計(jì)算1、設(shè)計(jì)甲級(jí)的非嵌巖樁和非深厚堅(jiān)硬持力層的建筑樁基2、設(shè)計(jì)乙級(jí)的體形復(fù)雜、荷載分布顯著不均勻或樁端平面以下存在軟弱下臥層3、軟土地基多層建筑減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)水平受荷樁，計(jì)算水平位移驗(yàn)算樁和承載正截面的抗裂和裂縫寬度正常使用極限狀態(tài)（Serviceabilitylimitstate/SLS）注意荷載取值荷載效應(yīng)抗力確定樁數(shù)和布樁（承載力）標(biāo)準(zhǔn)組合特征值樁基沉降和水平變形準(zhǔn)永久組合地震、風(fēng)載下的水平變形地震、風(fēng)載標(biāo)準(zhǔn)組合坡地附近的樁基整體穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)組合結(jié)構(gòu)承載力、確定尺寸和配筋基本組合承臺(tái)和樁身裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)組合/準(zhǔn)永久組合第二節(jié)樁基設(shè)計(jì)計(jì)算的

一般步驟和方法（1）荷載不超過(guò)地基的承載能力（2）變形小于容許值（3）結(jié)構(gòu)（承臺(tái)和樁身）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度及耐久性1、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求（驗(yàn)算內(nèi)容）2、樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容樁基設(shè)計(jì)樁基類型、截面及樁長(zhǎng)樁數(shù)及平面布置、承臺(tái)底面尺寸樁身結(jié)構(gòu)及承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樁基計(jì)算（驗(yàn)算）承載力驗(yàn)算變形驗(yàn)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算要求及內(nèi)容定值設(shè)計(jì)法概率極限設(shè)計(jì)法七、樁與承臺(tái)的連接八、承臺(tái)與承臺(tái)的連接樁基設(shè)計(jì)計(jì)算的一般步驟和方法一、樁型的選擇和基樁幾何尺寸的確定二、確定單樁承載力特征值三、確定樁數(shù)和平面布置、承臺(tái)底面尺寸五、樁身強(qiáng)度驗(yàn)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)六、承臺(tái)設(shè)計(jì)和驗(yàn)算四、地基驗(yàn)算

承載力驗(yàn)算—基樁、軟弱下臥層承載力沉降驗(yàn)算設(shè)計(jì)確定樁的類型和幾何尺寸確定單樁承載力確定樁數(shù)及樁的平面布置、承臺(tái)底面尺寸

計(jì)算驗(yàn)算地基驗(yàn)算（1）基樁承載力計(jì)算（2）承載力驗(yàn)算（基樁承載力驗(yàn)算、樁基軟弱下臥層驗(yàn)算）（3）沉降驗(yàn)算樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度驗(yàn)算承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度驗(yàn)算（已學(xué)√）（已學(xué)√）（已學(xué)√）一、樁型的選擇和基樁幾何尺寸的確定綜合比較各類樁的特點(diǎn)，選擇經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的樁型結(jié)構(gòu)荷載性質(zhì)地層情況施工工藝設(shè)備、施工隊(duì)伍水平和經(jīng)驗(yàn)等條件環(huán)境影響

（一）樁型的選擇（1）沉樁難易（2）振動(dòng)和噪聲（3）擠土效應(yīng)（4）施工應(yīng)力及造價(jià)（5）質(zhì)量穩(wěn)定性有效樁長(zhǎng)：地基計(jì)算（承載力和沉降計(jì)算）設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)：樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算入土深度有效樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)5～10cm1.3～1.5b（二）基樁幾何尺寸確定包括樁長(zhǎng)、截面尺寸持力層埋深及承臺(tái)底面埋深選擇堅(jiān)實(shí)土層作為持力層樁端全斷面進(jìn)入持力層深度

粘性土、粉土不宜小于2d砂土不宜小于1.5d碎石類土不宜小于1d存在軟弱下臥層，硬持力層埋深不宜小于3d硬持力層較厚、施工條件許可埋深達(dá)到樁端阻力臨界深度嵌巖樁的最佳嵌巖深度h=(3～6)d從結(jié)構(gòu)要求及方便施工來(lái)擬定承臺(tái)埋深結(jié)構(gòu)方面，承臺(tái)底標(biāo)高=承臺(tái)頂標(biāo)高+承臺(tái)厚度厚度驗(yàn)算見(jiàn)承臺(tái)設(shè)計(jì)內(nèi)容樁長(zhǎng)確定根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)和樁型選取截面尺寸主要考慮因素：成樁工藝和建筑物荷載情況樁截面尺寸的確定鉆孔灌注樁：直徑500，800mm鋼筋混凝土預(yù)制樁：邊長(zhǎng)350~500mm高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁：直徑400~500mm（抗震設(shè)防烈度為8度時(shí)禁用）超高層（高度>100m）,采用更大直徑的鉆孔灌注樁和鋼管樁上海環(huán)球金融中心：直徑700mm鋼管樁金茂大廈：直徑914mm鋼管樁上海中心：直徑1m后注漿鉆孔樁上海地區(qū)建筑樁基常見(jiàn)樁型及截面尺寸二、確定單樁承載力特征值Ra

（單樁容許承載力）靜載荷試驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法靜力計(jì)算法其它原位測(cè)試靜力觸探

(√)(√)高應(yīng)變動(dòng)測(cè)等確定單樁承載力方法(√)（一）豎向靜載荷試驗(yàn)單樁s-lgt曲線lgt(min)Q－s曲線陡降型Q－s曲線明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載s－lgt曲線尾部明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值Q－s曲線緩變型取s＝40～60mm對(duì)應(yīng)的荷載單樁極限承載力確定

單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（二）經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法單樁極限承載力特征值——單樁容許承載力承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算方法到達(dá)破壞狀態(tài)前或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大荷載。單樁極限承載力單樁容許承載力（承載力特征值）/承載力設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)時(shí)考慮一定的安全度而取用的承載力值。兩類驗(yàn)算方法荷載、承載力、變形參數(shù)的實(shí)測(cè)值是具有變異性和不確定性的隨機(jī)變量荷載承載力定值標(biāo)準(zhǔn)組合特征值/容許值=標(biāo)準(zhǔn)值/安全系數(shù)概率基本組合設(shè)計(jì)值=標(biāo)準(zhǔn)值/分項(xiàng)系數(shù)三、確定樁數(shù)及其平面布置、

承臺(tái)底面尺寸(一）樁數(shù)確定豎向軸心、偏心荷載作用下樁數(shù)估算G——樁基承臺(tái)和承臺(tái)上土的自重標(biāo)準(zhǔn)值（地下水位以下部分扣除水的浮力）Ra——單樁承載力特征值

μ

——考慮偏心荷載等因素而增加樁數(shù)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，

可取μ=1.0～1.2

未定承臺(tái)尺寸時(shí)，暫不計(jì)G，在樁基驗(yàn)算時(shí)再計(jì)算G

常規(guī)樁距為（3～4）d。具體見(jiàn)規(guī)范（二）樁的中心距（三）樁群的平面布置布置原則1、樁群形心與長(zhǎng)期荷載重心重合

受水平力和力矩較大方向有較大的抵抗矩2、樁箱(筏)基礎(chǔ)，考慮優(yōu)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)受力條件樁箱基礎(chǔ)，宜將樁布置于墻下帶梁的樁筏基礎(chǔ)，宜將樁布置于梁下布置形式行列式(方形或矩形網(wǎng)格)梅花式(三角形網(wǎng)格)（四）承臺(tái)底面尺寸邊樁中心距離承臺(tái)邊緣不小于一倍樁徑（或邊長(zhǎng)）邊樁外邊緣至承臺(tái)邊緣距離應(yīng)不小于150mm由以上初步確定的樁數(shù)、樁距及布置方式，即可確定承臺(tái)的底面尺寸。dd≥150驗(yàn)算內(nèi)容四、地基驗(yàn)算

（一）計(jì)算基樁承載力

（二）承載力驗(yàn)算

（基樁承載力驗(yàn)算、樁基軟弱下臥層驗(yàn)算）

（三）沉降驗(yàn)算五、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度驗(yàn)算六、承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度驗(yàn)算四、地基驗(yàn)算基樁：群樁基礎(chǔ)中一根樁復(fù)合基樁：考慮承臺(tái)效應(yīng)的基樁fak—承臺(tái)底1/2寬度深度范圍(≤5m）內(nèi)地基土承載力特征值A(chǔ)c—基樁所對(duì)應(yīng)分配的承臺(tái)底與土接觸的凈面積不考慮承臺(tái)作用時(shí)，R=Ra當(dāng)承臺(tái)底面以下是軟土、欠固結(jié)土、濕陷性黃土等(一）基樁承載力特征值R計(jì)算復(fù)合基樁承載力特征值《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》、《建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范》規(guī)定《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》單樁承載力特征值——單樁容許承載力不考慮承臺(tái)效應(yīng)群樁效應(yīng)問(wèn)題由群樁承載力驗(yàn)算來(lái)反映(二）樁基承載力驗(yàn)算1、基樁承載力驗(yàn)算（1）軸心荷載作用下Nk

——荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，基樁所受豎向力

Fk——荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，作用于承臺(tái)頂?shù)呢Q向荷載

Gk——土自重標(biāo)準(zhǔn)值驗(yàn)算要求R——基樁（或復(fù)合基樁）承載力特征值（樁頂作用效應(yīng)驗(yàn)算）（2）偏心荷載作用下Nik——偏心荷載下，任一基樁所受的豎向力Mxk,Myk——荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，承臺(tái)底對(duì)樁群形心X、Y軸力矩

Xi,Yi——第i根基樁到Y(jié)、X軸的距離驗(yàn)算要求當(dāng)Nkmin<0時(shí)，需驗(yàn)算抗拔承載力XiYXMY（3）水平承載力驗(yàn)算驗(yàn)算要求按簡(jiǎn)化方法計(jì)算樁頂反力問(wèn)題：彎矩由軸力提供不考慮樁頂自身的轉(zhuǎn)角和彎矩對(duì)應(yīng)條件：樁頂水平荷載較小，承臺(tái)剛度無(wú)限大（無(wú)共同作用）2、群樁軟弱下臥層承載力驗(yàn)算軟弱下臥層定義樁端以下地基承載力<1/3持力層承載力，樁基沖破硬持力層的沖剪破壞驗(yàn)算原則附加應(yīng)力+土自重應(yīng)力<軟臥層承載力特征值位置：軟臥層頂面基底附加壓力P0P0向下擴(kuò)散：軟弱層頂?shù)母郊討?yīng)力σZ附加應(yīng)力計(jì)算等效實(shí)體深基礎(chǔ)FGGfθA0Az0zLtQsθP0σZ軟弱層頂:附加應(yīng)力+自重應(yīng)力<軟土承載力特征值（深度修正）軟弱下臥層進(jìn)入臨界狀態(tài)前，基樁側(cè)阻平均值已接近極限傳遞至樁端平面的荷載，為扣除實(shí)體基礎(chǔ)外表面總極限側(cè)阻力的3/4，而非1/2總極限側(cè)阻力（1/2為安全系數(shù)）（三）樁基沉降計(jì)算1、等代墩基法——國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》

簡(jiǎn)化計(jì)算方法等代墩基法（實(shí)體深基礎(chǔ)）彈性理論應(yīng)力解法（蓋徳斯公式）適用sa<6d樁基礎(chǔ)（1）樁基礎(chǔ)視為實(shí)體基礎(chǔ)基礎(chǔ)埋深——樁端基礎(chǔ)尺寸——取承臺(tái)底面積基底P0——取承臺(tái)底面P0（2）按淺基礎(chǔ)沉降計(jì)算方法計(jì)算沉降SS′按淺基礎(chǔ)分層總和法計(jì)算的沉降ψ為樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)p0zi-1zizn

z（3）引入樁基等效沉降系數(shù)ψe淺基礎(chǔ)應(yīng)力計(jì)算公式布辛奈斯克解（荷載作用在半無(wú)限體表面）樁基——深基礎(chǔ)，布辛奈斯克解使計(jì)算結(jié)果偏大很多。均質(zhì)土中剛性承臺(tái)群樁的沉降數(shù)值解明特林解（荷載作用在半無(wú)限體內(nèi)部）樁土變形協(xié)調(diào)，略去樁身壓縮應(yīng)用廣義鏈桿法減少樁土系統(tǒng)的未知變量樁端以下土中應(yīng)力計(jì)算仍采用布辛奈斯克解，但引入修正系數(shù)

e（二）彈性理論應(yīng)力解法1、基本原理（1）分層總和法，附加應(yīng)力作用位置——樁端（2）應(yīng)力計(jì)算方法非等代墩基，

各基樁在樁端平面以下土中產(chǎn)生的附加應(yīng)力進(jìn)行疊加應(yīng)力計(jì)算——明德林應(yīng)力解上海地基基礎(chǔ)規(guī)范DGJ-11-2010p0zi-1zizn

z（2）群樁荷載下地基土中豎向附加應(yīng)力的計(jì)算k為樁數(shù)；σZj為第j根樁產(chǎn)生的土中附加應(yīng)力（3）分層總和法計(jì)算樁端平面以下土的壓縮量σZi為群樁荷載在基礎(chǔ)中心點(diǎn)以下i土層中點(diǎn)處的豎向附加應(yīng)力。（4）乘以樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψm計(jì)算步驟（1）單樁荷載下地基土中豎向附加應(yīng)力的計(jì)算n為計(jì)算分層數(shù)；（α樁端荷載分擔(dān)比）五、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度驗(yàn)算（一）材料強(qiáng)度驗(yàn)算單樁抗壓承載力（二）樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Ⅰ、預(yù)制樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）吊運(yùn)（2）沉樁（3）構(gòu)造要求Ⅱ、灌注樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）豎向軸心受壓樁（2）受水平荷載較大的樁、抗拔樁、嵌巖端承樁（一）材料強(qiáng)度驗(yàn)算單樁抗壓承載力軸心受壓鋼筋混凝土樁承載力Φ——穩(wěn)定系數(shù)不考慮壓曲影響時(shí)（如低樁承臺(tái)）取1.0；考慮壓曲影響時(shí)（如高樁承臺(tái)、樁周為可液化土等），取值參照規(guī)范φc——基樁混凝土施工工藝系數(shù)預(yù)制樁、預(yù)應(yīng)力管樁取0.9干作業(yè)非擠土灌注樁取0.85泥漿護(hù)壁和套管護(hù)壁非擠土灌注樁、部分?jǐn)D土灌注樁、擠土灌注樁取0.7～0.8軟土地區(qū)擠土灌注樁取0.6考慮施工和使用階段各種最不利受力狀態(tài)預(yù)制樁，吊運(yùn)和沉樁過(guò)程中的內(nèi)力起到控制作用灌注樁，施工結(jié)束后才成樁，由使用荷載確定（二）樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Ⅰ、預(yù)制樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最不利受力狀況：吊運(yùn)和錘擊沉樁吊運(yùn)過(guò)程：受力狀態(tài)與梁相同起吊和運(yùn)輸：兩支點(diǎn)（樁長(zhǎng)L<18m）或三支點(diǎn)（樁長(zhǎng)L>18m）打樁架下豎起：一點(diǎn)吊立吊點(diǎn)設(shè)置：樁身在自重下正負(fù)彎矩相等（1）吊運(yùn)兩吊點(diǎn)q—樁單位長(zhǎng)度的自重l—為設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)k—?jiǎng)恿ο禂?shù)，吊運(yùn)中可能受到?jīng)_撞和振動(dòng)，一般取k=1.5按吊運(yùn)中引起的內(nèi)力對(duì)樁身配筋進(jìn)行驗(yàn)算樁的配筋起決定作用一吊點(diǎn)（2）沉樁沉樁方法：錘擊法、靜力壓樁法靜力壓樁：不驗(yàn)算沉樁中應(yīng)力<運(yùn)輸和使用階段應(yīng)力錘擊法：樁身結(jié)構(gòu)動(dòng)應(yīng)力計(jì)算沉樁產(chǎn)生應(yīng)力波傳遞，樁身受到錘擊壓、拉應(yīng)力反復(fù)作用一級(jí)建筑樁基，有抗裂要求、腐蝕性土中打入預(yù)制混凝土樁，鋼樁錘擊壓應(yīng)力<樁材的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值錘擊拉應(yīng)力值<樁身材料的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（錘擊壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的計(jì)算見(jiàn)樁基規(guī)范）（3）構(gòu)造要求主筋：沿樁長(zhǎng)均勻分布，

一般設(shè)4根（截面邊長(zhǎng)a<300mm）或8根（a=350～550mm）

直徑14～25mm。截面尺寸：普通，邊長(zhǎng)≥200mm，預(yù)應(yīng)力，邊長(zhǎng)≥350mm

混凝土強(qiáng)度等級(jí)：普通≥C30，預(yù)應(yīng)力≥C40

混凝土保護(hù)層厚度：≥30mm配筋率：普通≥0.8%，靜壓法≥0.6%

箍筋：直徑6～8mm，間距≤200mm《全國(guó)通用建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集——預(yù)制鋼筋混凝土方樁》、《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》配筋均已按樁在吊運(yùn)、運(yùn)輸、就位過(guò)程產(chǎn)生的最大內(nèi)力進(jìn)行強(qiáng)度和抗裂度驗(yàn)算，且已滿足構(gòu)造要求。注意樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70％時(shí)起吊，100％時(shí)運(yùn)輸不能滿足時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況驗(yàn)算配筋Ⅱ、灌注樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主筋主筋水平：≥Φ8@12mm抗壓/抗拔：≥Φ6@12mm，凈距≥60mm配筋率樁身直徑300~2000mm，配筋率0.65%~0.2％配筋長(zhǎng)度端承樁，坡地岸邊樁，抗拔樁：通長(zhǎng)配筋d>600mm摩擦樁，≥2/3樁長(zhǎng)水平荷載，≥4.0/α（α為樁的變形系數(shù)）地震作用：穿過(guò)可液化/軟弱土層，進(jìn)入穩(wěn)定土層長(zhǎng)度（計(jì)算）碎石、礫、粗中砂、密實(shí)粉土、堅(jiān)硬黏土：≥2~3d其它非巖石土：≥4~5d負(fù)摩擦樁：穿過(guò)軟弱土層進(jìn)入穩(wěn)定土層，進(jìn)入深度≥2~3d滿足抗壓強(qiáng)度和計(jì)算要求時(shí)，只需按構(gòu)造要求配筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)：≥C25主筋混凝土保護(hù)層厚度：≥35mm水下灌注混凝土樁保護(hù)層厚度：≥50mm

為保證樁頭具有設(shè)計(jì)強(qiáng)度，施工時(shí)應(yīng)超灌50cm以上，

以除掉混凝土澆注面處浮漿層。箍筋Φ6～8@200～300mm，螺旋式受水平荷載較大的樁基和抗震樁基，樁頂5～10d范圍內(nèi)箍筋應(yīng)適當(dāng)加密，間距<100mm；鋼筋籠長(zhǎng)度>4m時(shí)，為加強(qiáng)其剛度，Φ12～18加勁箍筋/2m

六、承臺(tái)設(shè)計(jì)和計(jì)算（一）構(gòu)造要求承臺(tái)最小寬度：≮500mm承臺(tái)邊緣至邊樁中心距離：≮1d,

且樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣的距離≮150mm承臺(tái)厚度：≮300mm承臺(tái)埋深：≮600mm砼：≮C30，鋼筋保護(hù)層≮50mm（二）結(jié)構(gòu)計(jì)算Ⅰ、承臺(tái)厚度的確定（1）沖切驗(yàn)算（沖切錐體）柱/基樁對(duì)承臺(tái)的沖切（2）抗剪驗(yàn)算（斜截面）柱邊（墻邊）和樁邊連線形成斜截面的抗剪承載力Ⅱ、承臺(tái)抗彎驗(yàn)算——配筋計(jì)算樁頂反力下受彎構(gòu)件Ⅲ、承臺(tái)局部受壓計(jì)算

承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)<柱子/樁的強(qiáng)度等級(jí)板式承臺(tái)：沖切驗(yàn)算條形承臺(tái)梁：斜截面剪切驗(yàn)算柱下獨(dú)立承臺(tái)：剪切及沖切驗(yàn)算剪壞基礎(chǔ)高度不夠，產(chǎn)生沖切破壞，柱\樁邊發(fā)生45°斜拉裂縫，形成沖切角錐體剪壞剪切面沿柱邊和樁邊連線處形成斜截面拉壞彎曲應(yīng)力超過(guò)材料的抗彎強(qiáng)度，導(dǎo)致抗彎破壞。剪切七、樁與承臺(tái)的連接的構(gòu)造要求主筋伸入樁頂埋入樁頂嵌入承臺(tái)：中等直徑≥50mm，大直徑≥100mm主筋伸入承臺(tái)：≥35d0(主筋直徑）樁頂設(shè)置鋼筋網(wǎng)以擴(kuò)散應(yīng)力樁身埋入承臺(tái)長(zhǎng)度d<0.6m，L≤2d（樁徑）d=0.6～1.2m，L≤1.2dd>1.2m，L<d八、承臺(tái)之間連接采用聯(lián)系梁設(shè)置條件單樁承臺(tái)：垂直方向兩樁承臺(tái)：短向單排樁條形基礎(chǔ)：垂直梁方向抗震要求獨(dú)立承臺(tái)：兩個(gè)方向設(shè)計(jì)內(nèi)容取柱軸力的1/10為兩端拉壓力，粗略方法確定截面尺寸和配筋構(gòu)造要求頂面標(biāo)高：同承臺(tái)頂面寬度：≥250mm高度：1/10~1/15承臺(tái)中心距，≥400mm上下部縱向鋼筋：>2根，直徑>12mm，按受拉要求錨入承臺(tái)小結(jié)——豎向受荷樁基設(shè)計(jì)的一般步驟一、確定樁的類型和幾何尺寸二、確定單樁承載力三、確定樁數(shù)及樁的平面布置、承臺(tái)底面尺寸四、地基驗(yàn)算

（一）計(jì)算基樁承載力

（二）承載力驗(yàn)算

（基樁承載力驗(yàn)算、樁基軟弱下臥層驗(yàn)算）

（三）沉降驗(yàn)算五、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度驗(yàn)算六、承臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度驗(yàn)算第三節(jié)高層建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、地基－樁筏(箱)基礎(chǔ)－上部結(jié)構(gòu)的共同作用二、樁筏(箱)基礎(chǔ)的計(jì)算方法概述三、常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算步驟1、工作性狀2、共同作用機(jī)理3、可以不考慮共同作用的典型情況1、理論不考慮共同作用（常規(guī)）樁筏共同作用三者共同作用2、實(shí)際應(yīng)用常規(guī)設(shè)計(jì)方法變剛度調(diào)平復(fù)合疏樁基礎(chǔ)高層建筑荷載特點(diǎn)豎向和水平向荷載都比較大對(duì)傾斜敏感上部結(jié)構(gòu)剛度大基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式獨(dú)立承臺(tái)和梁式承臺(tái)/樁筏、樁箱基礎(chǔ)樁筏基礎(chǔ)獨(dú)立樁承臺(tái)基礎(chǔ)1、樁－筏基礎(chǔ)滿堂布樁，通過(guò)整塊混凝土板把柱、墻、筒的集中荷載傳遞給樁。軟土地基上筒體結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)，借助高層結(jié)構(gòu)的巨大剛度來(lái)彌補(bǔ)基礎(chǔ)剛度的不足。若為端承樁基，也可用于框架結(jié)構(gòu)。raft2、樁－箱基礎(chǔ)通過(guò)底板、頂板、外墻和若干縱橫隔墻構(gòu)成的箱型基礎(chǔ)將上部結(jié)構(gòu)荷載分配給樁。剛度很大，調(diào)整各樁受力和沉降在軟弱地基上建造高層建筑時(shí)曾經(jīng)較多采用適合樁基地質(zhì)條件下建造任何結(jié)構(gòu)型式高層建筑的“萬(wàn)能式樁基”造價(jià)最高限制了大跨度地下空間的使用要求一、地基－樁筏（箱）基礎(chǔ)－上部結(jié)構(gòu)共同作用建筑物的受力和變形特點(diǎn)地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)形成整體，傳遞和承擔(dān)荷載三者在接觸部位的受力及變形都是連續(xù)的高層建筑樁筏（箱）基礎(chǔ)，共同作用問(wèn)題特別突出基礎(chǔ)底面積大基礎(chǔ)埋深大上部結(jié)構(gòu)剛度變化大（一）樁筏(箱)基礎(chǔ)工作性狀樁與筏板的荷載分擔(dān)基底土反力分布樁頂反力分布筏(箱)撓曲和底板鋼筋應(yīng)力樁與筏(箱)下土體共同承擔(dān)荷載共同作用階段基底與地基保持接觸，樁筏(箱)共同承擔(dān)荷載基底與地基土脫離，樁承擔(dān)荷載基底與地基再度接觸，樁筏(箱)再度共同承擔(dān)荷載基底與地基土再度脫離，樁承擔(dān)荷載的階段循環(huán)繼續(xù)，直到建筑物沉降穩(wěn)定1、樁與筏板的荷載分擔(dān)國(guó)內(nèi)樁箱和樁筏基礎(chǔ)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)國(guó)外樁箱和樁筏基礎(chǔ)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)*（國(guó)外樁筏基礎(chǔ)一般特指復(fù)合疏樁基礎(chǔ)）影響基底土分擔(dān)荷載的主要因素(a)樁端持力層性質(zhì)，越硬越小(b)基底以下土層的性質(zhì)，越軟越小(c)樁距大小，越密越小(d)沉樁擠土效應(yīng)(e)荷載水平，荷載越小則越小(f)樁土應(yīng)力比，樁越軟則越小筏(箱)底土反力即為板分擔(dān)的荷載2、基底土反力分布豎向荷載下的軟土地基中呈外部大、內(nèi)部小的馬鞍形分布中部與邊緣土反力差異隨樁距增大明顯減小傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法假定

豎向中心荷載下，樁頂反力均勻分布實(shí)際情況

樁筏(箱)基礎(chǔ)沉降均勻

各樁樁頂反力不相等3、樁頂反力分布（角樁荷載Pc、邊樁荷載Pe、內(nèi)部樁荷載Pi、Pav平均荷載）實(shí)測(cè)資料角、邊、內(nèi)角、平均邊、平均內(nèi)、平均施工初期結(jié)構(gòu)剛度不大，Pc≈Pe≈Pi施工進(jìn)展結(jié)構(gòu)剛度不斷增大，差異增加，呈現(xiàn)Pc＞Pe＞Pi施工完畢不等式仍成立，Pc越來(lái)越大，Pi越來(lái)越小分布形式類似于彈性地基上剛性基礎(chǔ)反力分布形式即基礎(chǔ)板下滿堂群樁樁頂反力分布曲線呈馬鞍形分布內(nèi)因筏板和上部結(jié)構(gòu)剛度大小外因群樁效應(yīng)基礎(chǔ)變形使底層墻、柱荷載發(fā)生重新分配樁頂反力分布不均樁頂荷載分布與施工中上部結(jié)構(gòu)剛度形成關(guān)系密切建造初期，底部應(yīng)力隨上部結(jié)構(gòu)層數(shù)增加而增加 ——荷載增加，變形增加一定層數(shù)以后趨于穩(wěn)定，頂部應(yīng)力受壓變?yōu)槭芾?——上部結(jié)構(gòu)剛度對(duì)基礎(chǔ)變形約束4、筏\箱撓曲和底板鋼筋應(yīng)力常規(guī)設(shè)計(jì)（s=3～4d）接近彈性地基上剛性基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)和群樁剛度對(duì)筏\箱基礎(chǔ)剛度有貢獻(xiàn)，但有限筏\箱撓曲底板鋼筋應(yīng)力三棟高層建筑底板鋼筋應(yīng)力實(shí)測(cè)資料應(yīng)力轉(zhuǎn)折層數(shù)約為建筑物總層數(shù)的1/5~1/6（二）三者共同作用機(jī)理上部結(jié)構(gòu)剛度影響上部結(jié)構(gòu)（剛度增加）基礎(chǔ)地基（樁）內(nèi)力次應(yīng)力增加減小反力不均更嚴(yán)重（邊樁>角樁>內(nèi)樁）變形減小基礎(chǔ)剛度影響上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（剛度增加）地基（樁）內(nèi)力次應(yīng)力減小增加反力不均嚴(yán)重（邊樁>角樁>內(nèi)樁）變形減小樁的剛度影響上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)地基（樁）（剛度增加）內(nèi)力次應(yīng)力減小減小變形減小地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)三者相互影響、相互制約。三者作為一個(gè)整體來(lái)考慮，不應(yīng)將三者隔離開(kāi)來(lái)計(jì)算共同作用小結(jié)計(jì)算困難，往往采用不考慮共同作用的簡(jiǎn)化計(jì)算方法注意適用條件，否則計(jì)算結(jié)果誤差大理論上實(shí)際上（三）可以不考慮共同作用的典型情況體系在受力全過(guò)程中不產(chǎn)生整體彎曲和不均勻沉降時(shí)，不需按剛度來(lái)重新調(diào)整三者的接觸應(yīng)力可以不考慮共同作用地基為堅(jiān)硬巖石——不產(chǎn)生壓縮變形

不產(chǎn)生整體彎曲變形，不發(fā)生整體彎曲應(yīng)力基礎(chǔ)或者上部結(jié)構(gòu)為理想絕對(duì)剛體建筑物只產(chǎn)生均勻沉降或整體傾斜，不產(chǎn)生整體彎曲變形

整體彎曲應(yīng)力由絕對(duì)剛性體承擔(dān)不論地基狀況，不論上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)剛度

如能調(diào)整荷載（包括基礎(chǔ)板上的外荷及樁頂反力）使基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生整體彎曲變形，不產(chǎn)生整體彎曲應(yīng)力“變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)”二、樁筏（箱）基礎(chǔ)計(jì)算方法概述1、不考慮共同作用2、樁筏共同作用3、三者共同作用（一）理論方法1、不考慮共同作用三者隔離，分別計(jì)算只滿足靜力平衡條件：總荷載與總反力不考慮位移連續(xù)性條件上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接點(diǎn)基礎(chǔ)底面與地基土接觸點(diǎn)隔離上部結(jié)構(gòu)，固定支座代替基礎(chǔ)——支座無(wú)變形，基礎(chǔ)絕對(duì)剛性

計(jì)算內(nèi)容：上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形、支座反力上下樁頂僅受軸力作用彎矩由軸力提供水平力由筏板側(cè)面提供支座反力作用于基礎(chǔ)，計(jì)算樁頂反力上部結(jié)構(gòu)柔性（無(wú)約束），支座反力由樁承擔(dān)基于基礎(chǔ)剛性，按簡(jiǎn)化方法計(jì)算樁頂反力支座反力及樁頂反力作用于基礎(chǔ)板，計(jì)算筏板內(nèi)力和變形

基礎(chǔ)剛度較大，僅考慮局部彎曲，忽略整體彎曲用剛性板條法/倒樓蓋法計(jì)算筏板內(nèi)力倒樓蓋法上部結(jié)構(gòu)剛度較大結(jié)構(gòu)柱為支座，樁頂力為外荷按倒置樓蓋結(jié)構(gòu)計(jì)算筏板的內(nèi)力剛性板條法上部結(jié)構(gòu)剛度較小樁為支座，上部結(jié)構(gòu)柱荷載為外荷將板帶簡(jiǎn)化為以樁作為支座的多跨連續(xù)梁按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法近似計(jì)算板帶的內(nèi)力中未考慮共同作用導(dǎo)致的問(wèn)題上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算值偏小，設(shè)計(jì)偏于危險(xiǎn)特別是底層梁、柱和邊跨梁、柱尤為明顯，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重開(kāi)裂樁頂反力群樁樁頂受力較均勻，與實(shí)測(cè)值不符筏板內(nèi)力忽略了基礎(chǔ)整體彎曲作用剛性板條法：筏板內(nèi)力計(jì)算值偏大倒樓蓋法：承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算值偏小工程應(yīng)用情況簡(jiǎn)化方法有缺點(diǎn)，但簡(jiǎn)單方便，力學(xué)概念相對(duì)清楚，易于使用根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采取措施整個(gè)體系在受力全過(guò)程中不產(chǎn)生整體彎曲和不均勻沉降時(shí)，可以不考慮共同作用，結(jié)果誤差小。弱化共同作用效應(yīng)調(diào)整樁位布置減小基礎(chǔ)板撓曲上部結(jié)構(gòu)的邊跨梁、柱處增加鋼筋增加底板厚度與配筋，以加大基礎(chǔ)剛度（接近剛性板的計(jì)算假定）傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)2、樁筏（箱）共同作用筏板是置于彈性土體地基上的板地基和基礎(chǔ)為整體，與上部結(jié)構(gòu)隔離上部結(jié)構(gòu)為理想柔性體系，對(duì)基礎(chǔ)變形無(wú)約束作用上部結(jié)構(gòu)效果僅以荷載形式作用在基礎(chǔ)上整體彎曲應(yīng)力全部由基礎(chǔ)承擔(dān)基礎(chǔ)底面和地基表面始終貼合（滿足靜力平衡、變形協(xié)調(diào)）基本假設(shè)彈性地基板理論具體步驟隔離上部結(jié)構(gòu)，固定支座

計(jì)算內(nèi)容：上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形、支座反力上中+下支座反力作用下，計(jì)算樁和筏板內(nèi)力基礎(chǔ)：彈性地基板法理論（有限差分法、有限單元法）樁：線性或非線性彈簧反力未考慮上部結(jié)構(gòu)共同作用導(dǎo)致的問(wèn)題筏板的變形與內(nèi)力計(jì)算值偏大為減少基礎(chǔ)的變形與內(nèi)力而不必要地去增加基礎(chǔ)高度或底板厚度與配筋，造成浪費(fèi)上部結(jié)構(gòu)變形與內(nèi)力計(jì)算值偏小夸大了基礎(chǔ)剛度作用，導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏于危險(xiǎn)20世紀(jì)80年代開(kāi)始，伴隨結(jié)構(gòu)分析有限元法發(fā)展逐步開(kāi)展反映施工期間結(jié)構(gòu)逐層增加，荷載與結(jié)構(gòu)剛度實(shí)際變化及對(duì)共同作用的影響3、三者共同作用考慮上部結(jié)構(gòu)、地基、基礎(chǔ)變形協(xié)調(diào)條件的設(shè)計(jì)方法比較真實(shí)地反映建筑物的實(shí)際工作狀態(tài)子結(jié)構(gòu)分析技術(shù)共同作用分析方法三部分各自存在多種計(jì)算模型—如筏-土和樁-土共同作用尚無(wú)較符合實(shí)際的計(jì)算模型應(yīng)用于實(shí)際工程還比較困難是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向難點(diǎn)（二）實(shí)際應(yīng)用中樁筏（箱）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)人員需根據(jù)自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算能力，按照規(guī)范所提供的基本設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法不考慮地基－基礎(chǔ)－上部結(jié)構(gòu)的共同作用變剛度調(diào)平概念設(shè)計(jì)方法以共同作用概念來(lái)調(diào)整布樁控制變形復(fù)合疏樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法在滿足設(shè)計(jì)條件及有地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的情況下，該類設(shè)計(jì)方法也可用于樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。1、傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法不考慮地基－基礎(chǔ)－上部結(jié)構(gòu)的共同作用基于承載力確定樁數(shù)，相同樁長(zhǎng)、樁徑，均勻布樁樁頂內(nèi)力：簡(jiǎn)化方法（軸心荷載下各樁荷載相等）承臺(tái)內(nèi)力：剛性板條法、倒樓蓋法計(jì)算簡(jiǎn)單，便于手算未考慮共同作用，與實(shí)際有偏差基礎(chǔ)不經(jīng)濟(jì)造成材料浪費(fèi)，上部結(jié)構(gòu)偏于危險(xiǎn)優(yōu)缺點(diǎn)均勻布樁2、變剛度調(diào)平減小差異沉降的途徑加大基礎(chǔ)抗彎剛度增加造價(jià)調(diào)整地基或基樁的剛度分布調(diào)節(jié)樁長(zhǎng)、樁位布置和樁徑變剛度調(diào)平建筑樁基規(guī)范規(guī)定考慮樁－土－承臺(tái)－上部結(jié)構(gòu)共同作用對(duì)于承載力和變形的影響，既滿足荷載與抗力的整體平衡，又兼顧荷載與抗力的局部平衡，以優(yōu)化樁型選擇和布樁為重點(diǎn)，力求減小差異變形，降低承臺(tái)內(nèi)力和上部結(jié)構(gòu)次內(nèi)力，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、增強(qiáng)可靠性和耐久性。局部增強(qiáng)（非滿堂布樁）

對(duì)荷載集度高的區(qū)域局部增強(qiáng)處理,

包括采用局部樁基或局部剛性樁復(fù)合地基具體方法2)樁基變剛度（滿堂布置框筒、框剪結(jié)構(gòu)）變樁距、變樁徑、變樁長(zhǎng)(多層持力層)

內(nèi)部樁群增強(qiáng)

荷載集度高、相互作用影響

外圍區(qū)適當(dāng)弱化

復(fù)合樁基設(shè)計(jì)3)主裙連體變剛度增強(qiáng)主體(采用樁基)弱化裙房(采用天然地基、疏短樁基、復(fù)合地基)4)上部結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-地基(樁土)協(xié)同工作分析

基于概念設(shè)計(jì)

進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-地基協(xié)同工作分析計(jì)算

進(jìn)一步優(yōu)化布樁

確定承臺(tái)內(nèi)力與配筋3、復(fù)合疏樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法疏布摩擦型樁基，由樁和樁間土共同承擔(dān)荷載。

在滿足設(shè)計(jì)條件及有地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的情況下，該類設(shè)計(jì)方法也可用于高層建筑樁筏（箱）基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。三、樁筏基礎(chǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算不考慮共同作用水平荷載較小，簡(jiǎn)化公式水平荷載較大，“m”法計(jì)算計(jì)算樁頂反力承臺(tái)內(nèi)力剛性板條法/倒樓蓋法設(shè)計(jì)按承載力要求計(jì)算樁數(shù)采用相同樁長(zhǎng)、樁徑和比較均勻地布樁或布置在梁柱下驗(yàn)算承載力、變形（一）埋深滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求（抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性的要求）有利于減少建筑物地基變形量和整體傾斜值，發(fā)揮地基土的承載力?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)規(guī)定埋深天然地基/箱基或筏基：>1/15建筑物高度樁/箱或樁/筏基礎(chǔ)：（不計(jì)樁長(zhǎng)）>1/18～1/20建筑物高度巖石地基上/高層建筑基礎(chǔ)：滿足抗滑要求為防止建筑物滑移，樁筏基礎(chǔ)設(shè)置一層地下室是必要的。樁數(shù)確定基樁承載力特征值根據(jù)上部結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值，計(jì)算擬定樁數(shù)（二）樁數(shù)確定及樁基布置樁基布置一般要求樁數(shù)量較少宜布置在墻下、梁板式筏形基礎(chǔ)梁下或平板式筏形基礎(chǔ)柱下減少基礎(chǔ)底板局部彎曲和內(nèi)力滿堂布樁樁的中心距一般不小于3倍樁徑樁群承載力合力點(diǎn)與長(zhǎng)期荷載重心重合受水平力和力矩較大方向有較大截面模量樁頂反力角樁和邊樁樁頂反力較大，布樁時(shí)適當(dāng)提高邊、角區(qū)域中布樁密度對(duì)于均化樁頂反力有其合理處，進(jìn)一步導(dǎo)致樁頂反力向邊、角區(qū)域集中，對(duì)底板受力不利基礎(chǔ)底板滿堂均勻布樁的樁筏(箱)基礎(chǔ)底板產(chǎn)生下凹盆形的整體彎曲特別在上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)或大跨度筒中筒結(jié)構(gòu)時(shí)，基礎(chǔ)底板的整體彎曲將更加嚴(yán)重變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)思想底板下邊緣弱、中間強(qiáng)墻柱下及筏板梁（肋）下強(qiáng)、跨中板下弱的布樁原則改善基礎(chǔ)板的受力狀態(tài)，獲得整體最優(yōu)的設(shè)計(jì)效果傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)方法的布樁區(qū)別傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法——主要考慮的是減少承臺(tái)局部彎曲變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)——主要考慮的是減少承臺(tái)整體彎曲（三）樁筏(箱)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)驗(yàn)算樁頂反力（不合理）地基承載力豎向承載力水平承載力樁基沉降樁身強(qiáng)度承臺(tái)底板結(jié)構(gòu)驗(yàn)算抗剪切、抗沖切、局部受壓豎向承載力、水平承載力驗(yàn)算水平力較小，簡(jiǎn)化方法1、樁基承載力驗(yàn)算（1）計(jì)算：基樁樁頂反力水平力較大按“m”法計(jì)算基樁樁頂力。具體見(jiàn)上一章。

R——基樁的豎向承載力Rh——基樁的水平承載力（2）基樁豎向承載力驗(yàn)算（3）基樁水平承載力驗(yàn)算2、樁基沉降驗(yàn)算（1）實(shí)體深基礎(chǔ)法（等代墩基法）（2）Geddes應(yīng)力疊加—分層總和法（3）簡(jiǎn)易理論法（4）半理論半經(jīng)驗(yàn)公式方法水平荷載較小，基樁樁頂反力簡(jiǎn)化計(jì)算公式水平荷載較大，根據(jù)承臺(tái)底面處的荷載，“m”法計(jì)算3、樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算（1）基樁內(nèi)力計(jì)算(2）樁身抗壓及抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算（見(jiàn)下節(jié)橋梁樁基）4、承臺(tái)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算（1）承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算（2）承臺(tái)抗彎、抗剪切、抗沖切及局部受壓驗(yàn)算（見(jiàn)上節(jié)）考慮共同作用彈性地基板承臺(tái)整體彎曲較小，不考慮共同作用倒樓蓋法剛性板條法筏板：平板式、梁板式根據(jù)土質(zhì)、布樁情況、上部結(jié)構(gòu)體系、柱距、

荷載大小以及施工等條件選定（四）筏板構(gòu)造要求強(qiáng)度等級(jí)：≥C30墊層：≥C30,厚度>70mm（1）混凝土（2）筏板厚度平板式厚度：≥500mm，≥1/14板跨（3）筏板平面尺寸布樁、上部結(jié)構(gòu)以及地基分擔(dān)荷載的要求等因素確定底板邊緣至外排樁樁中心的距離≥樁的直徑或邊長(zhǎng)邊緣挑出部分寬度≥150mm計(jì)算滿足局部彎矩考慮到整體彎曲的構(gòu)造要求上層鋼筋：按計(jì)算配筋率全部連通下層配筋率：≥0.15%（縱橫兩個(gè)方向）底部支座鋼筋：1/4，1/3貫通全跨當(dāng)筏板厚度：>2000mm板厚中間部位：設(shè)置雙向鋼筋網(wǎng)鋼筋網(wǎng)：直徑≥12mm、間距≤300mm底板下部鋼筋保護(hù)層厚度有墊層：≥50mm無(wú)墊層：≥70mm>樁頭嵌入底板長(zhǎng)度（4）筏板鋼筋

四、高層建筑樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及實(shí)測(cè)資料樁筏基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：基礎(chǔ)板厚度的確定從厚到薄，觀念上的轉(zhuǎn)變。對(duì)應(yīng)共同作用理念的發(fā)展。早期，10cm/層（經(jīng)驗(yàn)）28層大樓，2.5m

近期，5cm/層金茂大廈88層，4m上海環(huán)球金融中心101層，4.5m上海中心121層，6m第四節(jié)橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、橋梁墩臺(tái)樁基礎(chǔ)上的荷載二、樁的屈曲問(wèn)題及強(qiáng)度驗(yàn)算三、橋梁樁基設(shè)計(jì)及驗(yàn)算內(nèi)容一、橋梁墩臺(tái)所受荷載及其組合（一）荷載概述恒載（永久荷載）活載（可變荷載）偶然荷載1、恒載長(zhǎng)期作用的荷載1）結(jié)構(gòu)自重橋跨自重、墩臺(tái)自重、基礎(chǔ)上覆土重等2）浮力3）土壓力（作用在橋臺(tái)背面）橋梁荷載復(fù)雜多樣2、活載經(jīng)常作用，作用位置可移動(dòng)或大小可變化的荷載按對(duì)結(jié)構(gòu)物的影響程度：基本活載、其他活載（1）基本可變荷載

（基本活載）1）汽車或列車活載2）車輛沖擊力3）離心力4）汽車或列車荷載引起的側(cè)向土壓力5）人群（2）其他可變荷載（其他活載）1）車輛制動(dòng)力或牽引力2）風(fēng)力3）列車橫向搖擺力4）流水壓力5）冰壓力6）溫度影響力3、偶然荷載1）船只或漂流物的撞擊力2）汽車撞擊力3）地震力荷載特性及概率，考慮各種不利荷載組合每一驗(yàn)算項(xiàng)目，不利荷載組合都不同該項(xiàng)驗(yàn)算能否通過(guò)，取最不利條件驗(yàn)算地基強(qiáng)度，ΣNi大，ΣMi大的組合驗(yàn)算滑移穩(wěn)定，ΣNi小，ΣHi大的組合橋梁荷載的荷載組合（二）《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》永久作用

結(jié)構(gòu)重力、預(yù)加力、土的重力、土側(cè)壓力、混凝土收縮徐變、水的浮力可變作用

汽車荷載、汽車沖擊力、汽車離心力、汽車引起的土側(cè)壓力、人群荷載、汽車制動(dòng)力、風(fēng)荷載、流水壓力、冰壓力、溫度作用、支座摩阻力偶然作用地震作用、船舶或漂流物的撞擊作用、汽車撞擊作用作用分類作用和荷載的區(qū)別荷載：直接施加于結(jié)構(gòu)上的外力結(jié)構(gòu)自重，人群、車輛狹義作用：

不以外力形式施加，與結(jié)構(gòu)本身的特性、結(jié)構(gòu)所處環(huán)境有關(guān)地震、基礎(chǔ)變位、混凝土收縮、徐變、溫度變化廣義作用：所有引起結(jié)構(gòu)反應(yīng)的原因狹義作用+荷載作用效應(yīng)組合的定義及組合原則作用特性橋梁結(jié)構(gòu)特性施工方法橋位所處的環(huán)境確定出橋梁各種作用后，根據(jù)決定各種作用的取舍以及同時(shí)作用的可能性作用效應(yīng)組合原則結(jié)構(gòu)上同時(shí)出現(xiàn)的作用，才進(jìn)行組合。進(jìn)行不同受力方向驗(yàn)算，取不同方向的最不利組合?？勺兒奢d產(chǎn)生有利影響，不參與組合。施工階段應(yīng)按計(jì)算需要及結(jié)構(gòu)所處條件，施工人員和機(jī)具作為臨時(shí)荷載多個(gè)偶然荷載不同時(shí)參與組合混凝土收縮、徐變、溫度效應(yīng)組合基礎(chǔ)變位作用鋼筋混凝土承載力能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)，不考慮視具體情況而定拱橋結(jié)構(gòu)考慮考慮承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)基本組合偶然組合標(biāo)準(zhǔn)組合頻遇組合準(zhǔn)永久組合永久荷載√√標(biāo)準(zhǔn)值？？可變荷載√√標(biāo)準(zhǔn)值/組合值頻遇值/準(zhǔn)永久值準(zhǔn)永久值偶然荷載√1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值組合值頻遇值準(zhǔn)永久值永久荷載√可變荷載√√√√偶然荷載√荷載代表值：驗(yàn)算極限狀態(tài)所采用的荷載量值荷載組合：保證結(jié)構(gòu)可靠性，對(duì)同時(shí)出現(xiàn)各種荷載設(shè)計(jì)值規(guī)定《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的術(shù)語(yǔ)公路橋涵的作用效應(yīng)組合公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)基本組合偶然組合短期組合長(zhǎng)期組合永久荷載設(shè)計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值可變荷載設(shè)計(jì)值某種代表值頻遇值準(zhǔn)永久值偶然荷載1個(gè)，標(biāo)準(zhǔn)值，1.0）樁基設(shè)計(jì)承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)基本組合偶然組合短期組合偶然組合長(zhǎng)期組合樁結(jié)構(gòu)承載力√√樁基承載力√√樁基沉降

√（三）《鐵路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》中主力：恒載+基本活載附加力：其他可變荷載二、樁的屈曲問(wèn)題及強(qiáng)度驗(yàn)算屈曲破壞細(xì)長(zhǎng)軸心、偏心受壓構(gòu)件軸向荷載達(dá)一定數(shù)值時(shí)，強(qiáng)度未發(fā)生破壞之前，縱向彎曲使構(gòu)件喪失穩(wěn)定，導(dǎo)致破壞基樁屈曲分析復(fù)雜樁周土體約束,土的力學(xué)特性非常復(fù)雜軸向壓力下樁身抗壓曲強(qiáng)度驗(yàn)算偏心壓力下樁身抗彎拉強(qiáng)度驗(yàn)算實(shí)用中考慮基樁屈曲影響的樁身截面強(qiáng)度驗(yàn)算鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的正截面受壓承載力計(jì)算（一）軸向壓力下樁身抗壓曲強(qiáng)度驗(yàn)算樁身截面強(qiáng)度驗(yàn)算，考慮縱向撓曲影響條件：《橋規(guī)》規(guī)定，軸向受壓構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比>7

作法：引入縱向彎曲系數(shù)φ（≤1）鋼筋混凝土樁壓曲穩(wěn)定性驗(yàn)算公式φ：根據(jù)樁的長(zhǎng)細(xì)比l0/d查表.*與材料力學(xué)空間桿件不同，樁側(cè)受土抗力作用，l0需另行確定*用”m”法計(jì)算橫向荷載時(shí)，可按下表計(jì)算l0

（二）偏心受壓下樁身截面強(qiáng)度驗(yàn)算1、初始偏心距e02、偏心距增大系數(shù)η以鋼筋混凝土圓形截面樁（直徑為d）為例樁頂水平力和彎矩作用引起樁的撓度對(duì)縱向力偏心距的影響橋涵規(guī)范

荷載偏心率對(duì)截面曲率的影響系數(shù)構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比對(duì)截面曲率的影響系數(shù)3、截面強(qiáng)度驗(yàn)算公式JTG3362—2018《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》

當(dāng)截面內(nèi)縱向普通鋼筋數(shù)量不少于8根時(shí)當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C30~C50、縱向鋼筋配筋率在0.5%~4%之間時(shí)

三、橋梁樁基設(shè)計(jì)及驗(yàn)算內(nèi)容設(shè)計(jì)步驟同前收集設(shè)計(jì)資料（荷載、地質(zhì)、水文、施工技術(shù)等）擬定設(shè)計(jì)方案（樁基類型、樁徑、樁長(zhǎng)、樁數(shù)及布置）進(jìn)行驗(yàn)算作修改，多次反復(fù)試算，得出較佳設(shè)計(jì)方案（一）樁基類型的選擇高承臺(tái)還是低承臺(tái)柱樁還是摩擦樁單排樁還是多排樁打入樁還是鉆孔灌注樁（二）樁徑、樁長(zhǎng)的擬定樁的特點(diǎn)及常用尺寸考慮工程地質(zhì)情況施工條件確定1、樁徑擬定2、樁長(zhǎng)擬定樁底持力層：樁的承載力和沉降有著重要影響由樁底持力層初步確定樁長(zhǎng)，還應(yīng)考慮施工的可能性（如鉆進(jìn)的最大深度等）。施工條件容許的深度內(nèi)沒(méi)有堅(jiān)實(shí)土層存在，應(yīng)盡可能選擇壓縮性較低、強(qiáng)度較高的土層作為持力層避免把樁底座落在軟土層上或離軟弱下臥層的距離太近，以免樁基礎(chǔ)發(fā)生過(guò)大的沉降。橫截面尺寸摩擦樁有時(shí)樁底持力層可能有多種選擇，樁長(zhǎng)與樁數(shù)相互牽連試算比較，選用合理樁長(zhǎng)樁長(zhǎng)不應(yīng)擬定太短，達(dá)不到把荷載傳遞到深層或減小基礎(chǔ)下沉量的目的，且必然增加樁數(shù)、擴(kuò)大承臺(tái)尺寸，不經(jīng)濟(jì)不合理。入士深度應(yīng)大于承臺(tái)寬度的2—3倍以上，也不宜小于4m。為保證發(fā)揮樁底土層支承力，樁底端部應(yīng)插入樁底持力層一定深度（插入深度與持力層土質(zhì)、厚度及樁徑等因素有關(guān)）一般不宜小于1m。（三）單樁容許承載力的確定有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，以實(shí)測(cè)值為準(zhǔn)無(wú)實(shí)測(cè)資料或初步設(shè)計(jì)時(shí)，可計(jì)算承載力容許值1、摩擦樁單樁軸向受壓承載力容許值計(jì)算1）鉆（挖）孔灌注樁2）沉樁的承載力容許值經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法靜力觸探法2、支承在基巖上或嵌入基巖的樁單樁軸向受壓承載力容許值計(jì)算3、摩擦樁單樁軸向受拉承載力容許值計(jì)算（四）確定樁數(shù)及其在平面的布置假定荷載全部由樁承受，不考慮承臺(tái)底面的作用。1、樁數(shù)的估算N：承臺(tái)底面豎向荷載Ra：?jiǎn)螛冻休d力容許值μ——荷載偏心，各樁受力不均而適當(dāng)增加樁數(shù)，1.2~1.6估算樁數(shù)是否合適，待驗(yàn)算各樁受力狀況后驗(yàn)算確定。2、樁的平面布置滿足最小樁距等構(gòu)造要求考慮基樁布置對(duì)樁基受力有利——各樁受力均勻，充分發(fā)揮每根樁的承載能力布置盡可能使樁群橫截面重心與荷載合力作用點(diǎn)重合或接近橋墩基樁對(duì)稱布置橋臺(tái)多排樁樁基礎(chǔ)視受力情況在縱橋向可采用非對(duì)稱布置彎矩較大時(shí)，盡量將樁布置在離承臺(tái)形心較遠(yuǎn)處，采用外密內(nèi)疏的布置方式，以增大對(duì)承臺(tái)形心或合力作用點(diǎn)的慣性矩，提高樁基的抗彎能力。常規(guī)布樁角樁、邊樁樁頂反力較大，布樁時(shí)適當(dāng)提高邊、角區(qū)域中的布樁密度，對(duì)于均化樁頂反力有其合理的一面，但進(jìn)一步導(dǎo)致樁頂反力向邊、角區(qū)域集中，對(duì)底板受力不利。滿堂均勻布樁的樁筏(箱)基礎(chǔ)，底板往往產(chǎn)生下凹整體彎曲，上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)或大跨度筒中筒結(jié)構(gòu)時(shí)，底板整體彎曲更嚴(yán)重。共同作用應(yīng)整體考慮樁筏(箱)基礎(chǔ)的工作狀態(tài)采用底板下邊緣弱、中間強(qiáng)墻柱下及筏板梁（肋）下強(qiáng)、跨中板下弱的布樁原則以改善基礎(chǔ)板的受力狀態(tài)，獲得整體最優(yōu)設(shè)計(jì)效果比較：樁筏基礎(chǔ)的布樁變剛度調(diào)平（五）橋梁樁基構(gòu)造要求1、樁徑鉆孔樁設(shè)計(jì)直徑：≥0.8m挖孔樁直徑或最小邊寬度：≥1.2m鋼筋混凝土管樁直徑：0.4～1.2m，管壁最小厚度≥80mm。2、樁的布置和中距群樁可采用對(duì)稱形、梅花形或環(huán)形等布置形式樁的中心距根據(jù)成樁工藝和樁的類型按表確定邊樁外側(cè)與承臺(tái)邊緣的距離應(yīng)滿足表要求承臺(tái)厚度宜為樁徑的1.0~2.0倍，且≥1.5m混凝土的強(qiáng)度等級(jí)≥C25。3、承臺(tái)構(gòu)造當(dāng)樁頂直接埋入承臺(tái)連接時(shí)，應(yīng)在每根樁頂面上設(shè)1~2層鋼筋網(wǎng)。當(dāng)樁頂主筋伸入承臺(tái)時(shí)，承臺(tái)在樁身混凝土頂端平面內(nèi)應(yīng)設(shè)一層鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)應(yīng)通過(guò)樁頂且不截?cái)?。每米?nèi)（按每一方向）設(shè)鋼筋網(wǎng)1200~1500mm2，鋼筋直徑12~16mm。承臺(tái)的頂面和側(cè)面應(yīng)設(shè)置表層鋼筋網(wǎng)，每個(gè)面在兩個(gè)方向的鋼筋面積≥400mm2/m,鋼筋間距不≤400mm。*建筑樁基承臺(tái)厚度要求是≥0.3m（六）樁基礎(chǔ)的計(jì)算與驗(yàn)算1、樁基內(nèi)力和位移計(jì)算2、單樁承載力驗(yàn)算

地基承載力

結(jié)構(gòu)承載力-屈曲3、群樁承載力驗(yàn)算4、墩臺(tái)頂水平位移5、樁基沉降驗(yàn)算6、承臺(tái)強(qiáng)度的驗(yàn)算（六）樁基礎(chǔ)的計(jì)算與驗(yàn)算1、樁基內(nèi)力和位移計(jì)算“m”法計(jì)算，驗(yàn)算：樁橫向位移≤0.6cm（地面或局部沖刷線處）。2、單樁承載力驗(yàn)算1）土阻力驗(yàn)算單樁軸向容許承載力2）樁身材料強(qiáng)度驗(yàn)算偏心受壓構(gòu)件：抗壓屈穩(wěn)定、截面強(qiáng)度、最大裂縫寬度。具體見(jiàn)前述或《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62-2004)Nimax：最不利荷載組合算得的基樁最大軸力G為基樁自重（在透水層中應(yīng)考慮浮力）端承樁，樁底壓力分布面積小，各樁壓力疊加作用小，可不考慮群樁效應(yīng)承載力=所有單樁承載力之和沉降量=單柱的沉降量摩擦樁，樁上外力通過(guò)樁側(cè)土摩擦力傳遞到樁底下土層，在樁底處（以及樁底附近）應(yīng)力疊加，考慮群樁效應(yīng)承載力<各單樁承載力之和沉降>單樁3、群樁承載力驗(yàn)算驗(yàn)算條件：實(shí)體基礎(chǔ)基底（樁端平面）總壓力<持力層承載力樁基：圖中acde范圍內(nèi)的實(shí)體基礎(chǔ)基底（樁端平面）總壓力p計(jì)算低樁承臺(tái)低樁承臺(tái)高樁承臺(tái)（1）軸心受壓（2）偏心受壓，應(yīng)滿足下列條件當(dāng)樁的斜度時(shí)：建筑樁基計(jì)算基樁承載力反映群樁承載力（群樁效應(yīng)）進(jìn)行樁基軟弱下臥層驗(yàn)算橋梁樁基計(jì)算實(shí)體深基礎(chǔ)下土的承載力反映群樁承載力（群樁效應(yīng)）建筑樁基與橋梁樁基在計(jì)算群樁承載力時(shí)的區(qū)別計(jì)算承臺(tái)底面轉(zhuǎn)角和水平位移，求得墩臺(tái)頂?shù)乃轿灰?，該位移?lt;《橋規(guī)》規(guī)定的容許值l0——樁頂（承臺(tái)底面）至墩頂?shù)木嚯xx0——樁頂（承臺(tái)底面）的水平位移Φ0l0——樁頂（承臺(tái)底面）處轉(zhuǎn)角Φ0所引起的在墩頂?shù)奈灰苮H——墩臺(tái)身在水平力H作用下產(chǎn)生的水平位移xm——墩臺(tái)身在M作用下產(chǎn)生的水平位移高承臺(tái)情況的墩頂位移H、M還包括墩身上的風(fēng)力等。4、墩臺(tái)頂水平位移（1）需驗(yàn)算樁基沉降量情況地基為非巖石地基且上部結(jié)構(gòu)為靜不定相鄰墩臺(tái)下的地基土，顯著不同或相鄰跨度差別懸殊跨線橋下的凈高需預(yù)先考慮沉降量地基土為濕陷性黃土或軟土確定地基土承載力，已考慮了地基變形滿足地基強(qiáng)度要求滿足了基礎(chǔ)沉降要求5、樁基沉降驗(yàn)算（2）樁基沉降量的計(jì)算方法端承樁或樁距>6D，總沉降量=單樁沉降量（可取單樁靜載試驗(yàn)沉降量）摩擦樁總沉降量：實(shí)體基礎(chǔ)分層總和法計(jì)算計(jì)算墩臺(tái)基礎(chǔ)沉降：只按恒載考慮公路橋涵地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中群樁沉降計(jì)算還要求計(jì)入樁身壓縮量1）樁對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算基樁處于墩臺(tái)邊緣以剛性角向外擴(kuò)散的范圍內(nèi)時(shí)，不需驗(yàn)算樁對(duì)承臺(tái)的沖切。樁頂?shù)匠信_(tái)頂面的厚度6、承臺(tái)強(qiáng)度的驗(yàn)算2）承臺(tái)的抗剪驗(yàn)算Xiyi承臺(tái)應(yīng)有足夠的厚度，防止沿墩身底面邊緣（Ⅰ、Ⅱ）截面處產(chǎn)生的剪切破壞。X、Y兩方向截面的計(jì)算剪力分別為截面外側(cè)的樁頂力之和。3）承臺(tái)的抗彎驗(yàn)算承臺(tái)最大彎矩在墩底邊緣截面（Ⅰ、Ⅱ）處，按單向受彎計(jì)算——注意在設(shè)計(jì)、計(jì)算及構(gòu)造要求方面的不同比較建筑樁基與橋梁樁基單樁承載力驗(yàn)算考慮樁的自重群樁承載力的驗(yàn)算方法不需沉降驗(yàn)算的情況沉降計(jì)算不計(jì)及活載考慮樁身壓縮量墩臺(tái)水平位移驗(yàn)算承臺(tái)最小厚度要求等荷載及其不利組合高承臺(tái)較多布樁方式單樁承載力的計(jì)算方法不考慮承臺(tái)效應(yīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)算蘇通大橋主橋塔、主跨、斜拉索300.4米1088米577米南北兩座主塔橋墩下鉆孔灌注樁131根直徑達(dá)2.5m~2.8m最深入土長(zhǎng)度為120m(一般114m~117m)鋼筋混凝土承臺(tái)長(zhǎng)100多米、寬近50米面積相當(dāng)于足球場(chǎng)大小體積：6萬(wàn)立方米*總結(jié)豎向與水平向受荷的樁基礎(chǔ)計(jì)算內(nèi)容2、基樁豎向承載力驗(yàn)算3、基樁水平承載力驗(yàn)算1、基樁樁頂荷載、樁身內(nèi)力及位移計(jì)算豎向受荷豎向+水平向受荷水平力較小低承臺(tái)樁基簡(jiǎn)化計(jì)算高承臺(tái)樁基水平力較大低承臺(tái)樁基計(jì)算水平位移樁身內(nèi)力4、沉降驗(yàn)算5、水平位移驗(yàn)算 1）基樁在地面或局部沖刷線處的水平位移x0≤6mm 2)承臺(tái)或墩臺(tái)頂?shù)乃轿灰?、樁身強(qiáng)度驗(yàn)算

軸心受壓N（注意高承臺(tái)樁時(shí)的壓曲穩(wěn)定）

偏心受壓N/M/H7、樁身配筋灌注樁——按樁身計(jì)算彎矩MZ配置預(yù)制樁——一般由吊運(yùn)內(nèi)力控制8、承臺(tái)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算滿足m法表格要求。第五節(jié)樁基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)與計(jì)算一、概述（一）地基基礎(chǔ)的地震作用地振動(dòng)通過(guò)地基和基礎(chǔ)傳至上部結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生地震作用使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生慣性力，附加于靜荷載之上導(dǎo)致總應(yīng)力超過(guò)結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度而破壞地震作用下地基的失效，成為結(jié)構(gòu)破壞或損壞的原因如強(qiáng)度降低或過(guò)大的殘余變形等（1）選擇合適場(chǎng)地，降低震害危險(xiǎn)（2）必要時(shí)進(jìn)行地基加固，保證地基的抗震穩(wěn)定性，特別注意避免液化、震陷等地基失效現(xiàn)象的危害（3）合理設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)，驗(yàn)算地基抗震承載力和滿足基礎(chǔ)的抗震構(gòu)造要求（4）正確評(píng)價(jià)場(chǎng)地土動(dòng)力特性，考慮地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的共同作用，使上部結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算更符合實(shí)際情況不利場(chǎng)地：高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)陡坡、河岸和邊坡邊緣等不穩(wěn)定場(chǎng)地，以及平面分布上成因、巖性不均勻的場(chǎng)地如古河道、暗浜、斷裂帶等。不利地基：液化地基（失去強(qiáng)度）、軟粘土地基（觸變致強(qiáng)度降低）、不均勻地基。（二）抗震設(shè)計(jì)中對(duì)地基基礎(chǔ)的要求1、豎向荷載為主的低承臺(tái)樁基礎(chǔ)較少在地震中發(fā)生破壞（不僅樁自身的震害很小，對(duì)上部結(jié)構(gòu)也有較好的抗震效果）上部結(jié)構(gòu)和樁周土層的動(dòng)力作用有時(shí)會(huì)造成樁身結(jié)構(gòu)損傷，導(dǎo)致建筑物的沉降、傾斜、開(kāi)裂或水平位移。2、水平荷載和水平地震作用為主的高承臺(tái)樁基，震害程度相對(duì)比較嚴(yán)重。樁基礎(chǔ)抗震性能較好（三）樁基礎(chǔ)的抗震性能及地震作用震害調(diào)查：房屋樁基礎(chǔ)（低承臺(tái)）震害（1）上部結(jié)構(gòu)水平向慣性力過(guò)大引起連接處破壞或者淺部樁身的剪壓、剪彎破壞（2）土層的地震反應(yīng)，

軟硬土層界面處出現(xiàn)較大的剪切變形（3）樁周摩阻力急劇下降（可液化土層或飽和軟弱土層）（4）樁基土體發(fā)生流動(dòng)

地震中的土坡滑動(dòng)、擋土墻位移或堆載失穩(wěn)、液化樁身側(cè)向擠壓、彎折、錯(cuò)位或損傷

由于樁基整體作用，樁身結(jié)構(gòu)震害不直接造成建筑物倒塌，但影響建筑物的正常使用及壽命。（四）不需要進(jìn)行樁基抗震承載力驗(yàn)算的情況樁基礎(chǔ)失效導(dǎo)致的破壞<上部結(jié)構(gòu)慣性力的破壞承受水平荷載為主的高承臺(tái)樁基需進(jìn)行抗震驗(yàn)算。承受豎向荷載為主的低承臺(tái)樁基建筑物高度較小，地基土不是特別差一般不需要進(jìn)行樁基抗震承載力驗(yàn)算。樁基抗震驗(yàn)算/上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算可不進(jìn)行樁基抗震承載力驗(yàn)算地基基礎(chǔ)承受豎向荷載為主的低承臺(tái)樁基地面下無(wú)液化土層樁周無(wú)淤泥質(zhì)土地基承載力特征值≤100kPa的填土建筑

1、6~8度下列建筑 1)一般單層廠房、單層空曠房屋 2)一般民用框架房屋≤8層，高度<24m 3)多層框架廠房、多層混凝土抗震墻房屋基礎(chǔ)荷載與2)項(xiàng)相當(dāng)?shù)?、砌體房屋3、規(guī)范規(guī)定可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》如砌體結(jié)構(gòu)，抗震性能較差，由上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算控制。破壞：失效地基<上部結(jié)構(gòu)慣性力失效地基定義：飽和松砂軟弱粘性土成因、巖性狀態(tài)嚴(yán)重不均勻的土層樁基可以不驗(yàn)算抗震一般，天然地基具有較好的抗震性能，抗震性能，樁基>天然地基*說(shuō)明：上部結(jié)構(gòu)、樁和土體的運(yùn)動(dòng)割裂開(kāi)來(lái)考慮上部結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)，樁基不運(yùn)動(dòng)樁基運(yùn)動(dòng)時(shí)，樁周土不運(yùn)動(dòng)震害調(diào)查實(shí)例發(fā)現(xiàn)：不合理三者共同作用的方法合理常規(guī)的樁基抗震計(jì)算方法（五）樁基抗震設(shè)計(jì)的基本方法以靜代動(dòng)驗(yàn)算最大慣性力=重力×影響系數(shù)（考慮地震作用）樁基抗震性能較好，樁基與土共同作用及動(dòng)力問(wèn)題相當(dāng)復(fù)雜。樁基抗震設(shè)計(jì)計(jì)算，目前無(wú)成熟完善的理論，以概念設(shè)計(jì)為主。常規(guī)做法經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)(主)+以靜代動(dòng)驗(yàn)算(輔)+構(gòu)造措施地震作用時(shí)上部結(jié)構(gòu)傳至承臺(tái)底面的

豎向偏心力和水平荷載單樁抗震承載力的確定基樁的豎向及水平向承載力驗(yàn)算樁身截面的抗震驗(yàn)算樁基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)計(jì)算重點(diǎn)二、作用于承臺(tái)底面的總荷載擬靜力法，地震作用如同靜力近似考慮地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用的方法

假定上部結(jié)構(gòu)：嵌固于基礎(chǔ)塊體的多質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)基礎(chǔ)和地基：作水平向或豎向運(yùn)動(dòng)的剛性底盤計(jì)算上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)：底部剪力法、振型分解法和時(shí)程分析法振型分解反應(yīng)譜法假定建筑結(jié)構(gòu)是線彈性的多自由度體系利用振型分解和振型正交性原理求解n個(gè)自由度彈性體系的地震反應(yīng)求解n個(gè)獨(dú)立的等效單自由度彈性體系的最大地震反應(yīng)求得每一個(gè)振型的作用效應(yīng)（彎矩、剪力、軸力、變形）按一定法則將每個(gè)振型效應(yīng)組合成總的地震效應(yīng)進(jìn)行截面抗震驗(yàn)算時(shí)程分析法對(duì)結(jié)構(gòu)物的運(yùn)動(dòng)微分方程直接進(jìn)行逐步積分求解的一種動(dòng)力分析方法?？捎糜诜蔷€性分析底部剪力反應(yīng)譜法1.1求出等效單質(zhì)點(diǎn)的地震作用（底部剪力）α1——水平地震影響系數(shù)Geq——結(jié)構(gòu)等效總重力荷載地震影響6度（0.05g）7度（0.1g/0.15g）8度(0.2g/0.3g)9度(0.4g)多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震0.280.50（0.72）0.90（1.20）1.40水平地震影響系數(shù)最大值1、水平地震作用計(jì)算結(jié)構(gòu)周期T=0.243sT=0.5sT=1sT=2s加速度反應(yīng)譜建立地震加速度時(shí)程結(jié)構(gòu)反應(yīng)加速度時(shí)程輸入不同的地震波、不同的結(jié)構(gòu)周期得到最大結(jié)構(gòu)加速度與結(jié)構(gòu)周期的曲線時(shí)程分析1.2將底部剪力分配到各個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移反應(yīng)以第一振型為主，為一直線高度≤40米、以剪切變形為主質(zhì)量和剛度沿高度分布較均勻的結(jié)構(gòu)根據(jù)各質(zhì)點(diǎn)的重力和高度分配

引入頂部附加水平地震作用考慮第一振型引起的誤差修正1.2將底部剪力分配到各個(gè)質(zhì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)上部質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用底部剪力法<振型分解法基本周期長(zhǎng)、高層建筑時(shí)，誤差較大高振型對(duì)結(jié)構(gòu)的影響主要在結(jié)構(gòu)上部MEK:承臺(tái)底面的力矩結(jié)構(gòu)頂部水平地震作用1.2將底部剪力分配到各個(gè)質(zhì)點(diǎn)MEK1.3按靜力法計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形HM2、豎向地震作用計(jì)算1）高聳結(jié)構(gòu)及高層建筑2）平板型網(wǎng)架屋蓋和跨度>24m的屋架FEVK取其重力荷載代表值與豎向地震作用系數(shù)（見(jiàn)表)的乘積。3）長(zhǎng)懸臂及其它大跨度結(jié)構(gòu)8度和9度FEVK:重力荷載代表值的10％和20％。8度和9度時(shí)的大跨度結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)、煙囪和類似高聳結(jié)構(gòu)9度時(shí)的高層建筑3、地震作用效應(yīng)組合重力風(fēng)荷載水平地震豎向地震標(biāo)準(zhǔn)值γ

分項(xiàng)系數(shù)Ψ

組合值系數(shù)取值上部結(jié)構(gòu)自重承臺(tái)（基礎(chǔ)）自重及其上土重基本組合1.21.01.31.4（組合值系數(shù)0.2）標(biāo)準(zhǔn)組合1.01.01.01.0（組合值系數(shù)0.2）4、樁基抗震驗(yàn)算規(guī)范不同取值不同地震作用效應(yīng)組合承載力建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范上海地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范上海地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范樁基承載力驗(yàn)算標(biāo)準(zhǔn)基本（分項(xiàng)系數(shù)1.0）特征值（放大1.25）設(shè)計(jì)值結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算基本基本設(shè)計(jì)值/抗震系數(shù)設(shè)計(jì)值僅取1/3朗肯被動(dòng)土壓力承臺(tái)底部（1）扣除底面水平摩阻力（2）豎向分擔(dān)10-20%4、近似考慮承臺(tái)－樁－土的共同作用不考慮承臺(tái)的抵抗假設(shè)結(jié)構(gòu)(包括承臺(tái)或地下室)地震作用的計(jì)算結(jié)果，全部傳至樁頂近似考慮承臺(tái)、樁、土的共同作用最保守的做法三、水平荷載下的樁基計(jì)算——得到樁頂反力（一）m法基本公式彈性樁：樁頂與土面齊平，樁頂自由，樁頂荷載H0、M0撓度轉(zhuǎn)角彎矩剪力Ay、By、Aφ、Bφ、Am、Bm、AQ、BQ為無(wú)量綱系數(shù)，均為αh和αz的函數(shù)，可查表格。（二）m法的具體應(yīng)用1、樁身內(nèi)力計(jì)算（樁頂彈性嵌固）建筑樁基樁頂與低承臺(tái)或地下室底板相連，樁頂不能轉(zhuǎn)動(dòng)，為彈性嵌固（φ0=0,y0≠0）樁身截面位移和內(nèi)力計(jì)算由β系數(shù)表可知，彈性嵌固時(shí)，樁身最大內(nèi)力及撓度在樁頂。承臺(tái)底面總荷載為N、M、H（地震作用效應(yīng)組合值）各樁樁頂力簡(jiǎn)化計(jì)算方法2、樁頂內(nèi)力的計(jì)算四、基樁抗震承載力的確定（一）非液化土中低承臺(tái)樁基1、單樁抗震承載力特征值，提高25%1.25考慮因素地基土在有限次循環(huán)動(dòng)力作用下強(qiáng)度較靜強(qiáng)度提高在地震作用下結(jié)構(gòu)可靠度容許有一定程度降低豎向

水平向

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》當(dāng)承臺(tái)周圍回填土夯實(shí)至干密度≥《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)填土的要求①考慮②不考慮承臺(tái)效果①②③（二）存在液化土層低承臺(tái)樁基1、承臺(tái)埋深較淺，不計(jì)入承臺(tái)周圍土的抗力或剛性地坪對(duì)水平地震作用的分擔(dān)作用?！督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011－2010）建議：分兩階段進(jìn)行抗震驗(yàn)算，并按最不利情況設(shè)計(jì)。2≥1.5m≥1m非液化土非軟弱土內(nèi)容主震余震樁承受的地震作用全部10%水平地震影響系數(shù)最大值樁抗震承載力提高25%提高25%土層效應(yīng)液化土層樁周摩阻力×折減系數(shù)樁水平抗力×折減系數(shù)液化土層樁周摩阻力：扣除非液化土樁周摩阻力：承臺(tái)下2m深度范圍內(nèi)扣除3、打入式預(yù)制樁及其它擠土樁有利影響打樁對(duì)土的加密作用、樁身對(duì)液化土變形限制平均樁距：2.5～4d，樁數(shù)：≥5×5，計(jì)入該有利影響打樁后樁間土達(dá)到不液化要求(標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)值、靜探試驗(yàn)貫入阻力)單樁承載力可不折減樁尖持力層作強(qiáng)度校核時(shí)，擠密的液化土在樁群外側(cè)應(yīng)力擴(kuò)散角=0樁間土的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)：

五、樁基抗震設(shè)計(jì)驗(yàn)算的一般方法（一）基樁抗震承載力驗(yàn)算1、單樁樁頂荷載計(jì)算

考慮地震作用組合的樁基單樁承載力驗(yàn)算2、單樁抗震承載力的確定承載力驗(yàn)算2、樁身截面承載力驗(yàn)算樁身最大內(nèi)力計(jì)算(嵌固)截面應(yīng)力驗(yàn)算在軸力N、剪力Q和彎矩M作用下樁身正截面：偏心受壓構(gòu)件斜截面承載：受彎構(gòu)件注意：樁身的抗彎危險(xiǎn)截面除樁頂外，還有軟硬土層交界處，但計(jì)算困難，只能采用構(gòu)造鋼筋加強(qiáng)界面附近的樁身。六、樁周存在液化土層的樁基抗震設(shè)計(jì)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011－2010）建議的做法如下：12-34打入樁是否折減？≥1.5m≥1m非液化土非軟弱土5、理論分析和震害調(diào)查都表明，液化與非液化土層界面附近，樁身彎剪應(yīng)力集中容易引起破壞，m法分析遠(yuǎn)不能反映這方面問(wèn)題。必須采取有效的構(gòu)造措施來(lái)提高土層界面附近樁身的抗彎剪能力6、液化土和震陷軟土中樁的配筋范圍樁頂至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求的深度其縱向鋼筋應(yīng)與樁頂部相同箍筋應(yīng)加粗和加密將土力學(xué)、力學(xué)、巖土性質(zhì)的基本概念、地下水的滲流概念、各種施工工藝的特點(diǎn)、各種結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)、樁土與結(jié)構(gòu)的共同作用、樁基實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等綜合應(yīng)用到樁基設(shè)計(jì)計(jì)算的各環(huán)節(jié)中。包括以下部分：利用基本概念1）確定擬設(shè)計(jì)樁基的關(guān)鍵控制點(diǎn)

2）進(jìn)行樁的設(shè)計(jì)和布置

3）對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，進(jìn)一步優(yōu)化樁基方案4）解決樁基工程中的一些疑難問(wèn)題建立在基本概念和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的概念設(shè)計(jì)，可以避免發(fā)生難以補(bǔ)救的原則性錯(cuò)誤，有利于經(jīng)濟(jì)合理和安全適用。樁基概念設(shè)計(jì)抗震概念設(shè)計(jì)的重要性由于地震是隨機(jī)的，具有不確定性和復(fù)雜性，單靠“數(shù)值設(shè)計(jì)”很難有效地控制結(jié)構(gòu)的抗震性能。結(jié)構(gòu)的抗震性能取決于良好的“概念設(shè)計(jì)”。主要是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過(guò)程。七、樁基抗震構(gòu)造措施樁基在地震作用下工作狀態(tài)的許多影響因素還難以在設(shè)計(jì)計(jì)算中完善地加以考慮，構(gòu)造要求是重要的安全措施。1、樁身強(qiáng)度方面控制最小配筋率限制最小箍筋直徑加強(qiáng)樁頂一定范圍的樁身強(qiáng)度

灌注樁：樁頂10d長(zhǎng)度范圍內(nèi)：必須配置縱向鋼筋，設(shè)計(jì)直徑300～600mm，縱向配筋率：≥0.40％~0.65％。樁頂0.6~1.2m長(zhǎng)度范圍內(nèi)，箍筋≥Φ6~8mm（樁徑>

500mm，Φ10mm），間距≤80～100mm，采用螺旋箍筋或焊接箍筋。鋼筋混凝土預(yù)制樁：縱向配筋率：≥l％～1.2％，樁頂1.6m長(zhǎng)度范圍內(nèi)箍筋≥Φ6~8mm，間距≤100mm。接頭采用鋼板焊接或法蘭盤