基礎(chǔ)第版教學(xué)作者陳蘭云中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)第

7樁基礎(chǔ)

7.1樁基礎(chǔ)概述

7.2樁的豎向承載力

7.3樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)7.4其他深基礎(chǔ)簡(jiǎn)介普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材主要內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)知道樁基礎(chǔ)的適用范圍及其分類會(huì)進(jìn)行樁基礎(chǔ)承載力的計(jì)算會(huì)進(jìn)行樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)樁基設(shè)計(jì)過程，群樁效應(yīng)難點(diǎn)群樁效應(yīng)，承臺(tái)設(shè)計(jì)中抗沖切驗(yàn)算樁基礎(chǔ)概念樁基礎(chǔ)一般由樁身和位于樁身頂部的承臺(tái)組成，如圖7-1所示。上部結(jié)構(gòu)的荷載通過墻或柱傳給承臺(tái)，再由承臺(tái)傳給樁。

7.1樁基礎(chǔ)概述樁基礎(chǔ)的組成1—上部結(jié)構(gòu)（墻或柱）2—承臺(tái)（承臺(tái)梁）3—樁身4—堅(jiān)硬土層5—軟弱土層

7.1.1樁基礎(chǔ)的適用范圍1)荷載大、對(duì)沉降要求有嚴(yán)格限制的建筑物;2)軟弱地基;3)地基土性不穩(wěn)定，存在液化性、震陷性、濕陷性、凍脹性或侵蝕性等不良土層時(shí);4)承受較大的水平荷載、上拔荷載和力矩荷載的高聳結(jié)構(gòu)物;5)建筑物受到相鄰建筑物或地面堆載影響，采用淺基礎(chǔ)將會(huì)產(chǎn)生過量沉降或傾斜時(shí);6)當(dāng)途經(jīng)江河湖海、峽谷、灘涂等交通設(shè)施的工程結(jié)構(gòu)跨越范圍大，地質(zhì)條件及荷載情況變化也較大時(shí)，可通過靈活調(diào)整樁的類型、長(zhǎng)短、布置等來(lái)適應(yīng)環(huán)境與結(jié)構(gòu)的要求;7)在流動(dòng)水域中的水上結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ);8)需要減振的動(dòng)力設(shè)備基礎(chǔ)。

按承載性狀分類

摩擦型樁端承型樁摩擦樁端承摩擦樁端承樁摩擦端承樁按樁的承載類別分

豎向抗壓樁（抗壓樁）豎向抗拔樁（抗拔樁）水平受荷樁和復(fù)合受荷樁等按樁的斷面尺寸分類

小直徑樁：d≤250mm中等直徑樁:250mm＜d＜800mm大直徑樁:d≥800mm7.1.2樁基礎(chǔ)的類型按施工方法分類

預(yù)制樁灌注樁

按樁對(duì)土體的影響程度分類擠土樁（排土樁）非擠土樁部分?jǐn)D土樁按樁的承臺(tái)高低分類低承臺(tái)樁高承臺(tái)樁1.預(yù)制樁按樁身材料不同，分為鋼筋混凝預(yù)制樁、鋼樁、木樁、組合樁。預(yù)制樁是指借助于各種專用機(jī)械設(shè)備將預(yù)先制作好的具有一定形狀、剛度與構(gòu)造的樁打入、壓入或振入土中的樁型。（1）定義（2）種類

鋼筋混凝土預(yù)制樁具有制作方便，樁身強(qiáng)度高，耐腐蝕性能好，單樁承載能力高的優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格偏高、打樁噪聲大、接樁和截樁困難。鋼筋混凝預(yù)制樁預(yù)應(yīng)力混凝土空心管樁1—預(yù)應(yīng)力鋼筋2—螺旋箍筋3—端頭板4—鋼套箍

分為兩種種：鋼管樁和和H形樁。具有優(yōu)點(diǎn)是：：強(qiáng)度高、、樁身表表面積大大，截面面積小，，在沉樁樁時(shí)貫透透能力強(qiáng)強(qiáng)且擠土土影響小小，在飽飽和軟黏黏土地區(qū)區(qū)可減少少對(duì)領(lǐng)近近建筑物物的影響響，但價(jià)價(jià)格較高高，耐腐腐蝕性較較差。鋼樁依照成孔孔方法不不同，灌灌注樁可可分為泥漿護(hù)壁壁鉆（沖））孔灌注注樁、沉沉管灌注注樁和成成孔灌注注樁等幾大類。2.灌注注樁（1）定定義灌注樁為為在建筑筑工地現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)通過過機(jī)械鉆鉆孔、鋼鋼管擠土土或人力力挖掘等等手段在在地基土土中形成成樁孔，，并在其其內(nèi)放置置鋼筋籠籠、灌注注混凝土土而制成成的樁。。（2）分分類泥漿護(hù)壁壁鉆（沖沖）孔灌灌注樁，，在成孔孔過程中中，為防防止孔壁壁坍塌，，在孔內(nèi)內(nèi)注入制制備泥漿漿或利用用鉆削的的黏土與與水混合合自制泥泥漿保護(hù)護(hù)孔壁。。護(hù)壁泥泥漿與鉆鉆孔的土土削混合合，邊鉆鉆邊排出出泥漿，，同時(shí)進(jìn)進(jìn)行孔內(nèi)內(nèi)補(bǔ)漿或或補(bǔ)水。。當(dāng)鉆孔孔達(dá)到規(guī)規(guī)定深度度后，清清除孔底底泥渣，，然后吊吊放鋼筋筋籠，在在泥漿下下澆筑混混凝土。。泥漿護(hù)壁壁鉆（沖沖）孔灌灌注樁a)埋設(shè)護(hù)筒筒b)安裝鉆機(jī)機(jī)，鉆進(jìn)進(jìn)c)第一次清清孔d）測(cè)定孔壁壁，回淤淤厚度e)吊放鋼筋筋籠f)插入導(dǎo)管管g)第二次清清孔h）灌注水下下混凝土土，拔出出導(dǎo)管i)拔出護(hù)筒筒鉆孔樁與與沖孔樁樁的區(qū)別別在于：：鉆孔樁樁以旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉆機(jī)成成孔，沖沖孔樁以以沖擊鉆鉆面成孔孔。1.拔除套管管時(shí)，如如果提管管速度過過快會(huì)造造成縮頸頸、夾泥泥，甚至至斷樁；；2.另外，沉沉管過程程中擠土土效應(yīng)比比較明顯顯，可能能使混凝凝土尚未未結(jié)硬的的鄰樁被被剪斷，，施工中中必須控控制提管管速度，，并使管管產(chǎn)生振振動(dòng)，不不讓管內(nèi)內(nèi)出現(xiàn)負(fù)負(fù)壓，提提高樁身身混凝土土的密實(shí)實(shí)度并保保持其連連續(xù)性；；采取““跳打””順序施施工，待待混凝土土強(qiáng)度足足夠時(shí)再再在它的的近旁施施打相鄰鄰樁。沉管灌注注樁在鋼管內(nèi)內(nèi)無(wú)水環(huán)環(huán)境中沉沉放鋼筋筋和澆灌灌混凝土土，從而而為樁身身混凝土土的質(zhì)量量提供了了保障。。沉管灌注注樁的優(yōu)點(diǎn)：沉管灌注注樁的缺點(diǎn)：a)樁機(jī)就位位b)沉管c)澆灌混凝凝土d)邊拔管、、邊振動(dòng)動(dòng)、邊澆澆灌混凝凝土e)插入鋼筋筋籠并灌灌滿混凝凝土成樁樁1—振動(dòng)動(dòng)錘2—加加壓減振振彈簧3——加料口口；4——傳管5——活瓣樁樁靴6—上料料斗7—混凝凝土8—鋼鋼筋籠振動(dòng)沉管管灌注樁樁施工程程序是在樁管管內(nèi)增加加一根與與外樁管管長(zhǎng)度基基本相同同的內(nèi)夯夯管以代代替鋼筋筋混凝土土預(yù)制樁樁靴，與與外管同同步打入入設(shè)計(jì)深深度，并并作為傳傳力桿將將錘擊力力傳至樁樁端夯擴(kuò)擴(kuò)成大頭頭形，增增大地基基的密實(shí)實(shí)度，同同時(shí)利用用內(nèi)管和和樁錘的的自重將將外管內(nèi)內(nèi)的現(xiàn)澆澆樁身混混凝土壓壓密成形形，把水水泥漿壓壓入樁側(cè)側(cè)土體并并擠密樁樁側(cè)的土土，使樁樁的承載載力大幅幅度提高高。夯擴(kuò)成孔孔灌注樁樁干作業(yè)成成孔灌注注樁不需需要泥漿漿或套管管護(hù)壁，，直接利利用機(jī)械械或人工工成孔，，下鋼筋筋籠、澆澆筑混凝凝土成樁樁。干作業(yè)成孔灌注注樁1.按樁樁身強(qiáng)度度確定單單樁豎向向抗壓承承載力。。2.按土土的支承承力確定定單樁豎豎向抗壓壓承載力力。靜載荷試試驗(yàn)法《地基規(guī)規(guī)范》經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式式法確定單樁豎向向承載力力的方法法主要有有以下：：按《樁基基規(guī)范》》確定單單樁豎向向極限承承載力7.2樁的豎向向承載力力7.2.1單樁豎向向承載力力確定1.按樁樁身強(qiáng)度度確定單單樁豎向向抗壓承承載力鋼筋混凝凝土樁根根據(jù)樁身身材料強(qiáng)強(qiáng)度確定定單樁豎豎向承載載力設(shè)計(jì)計(jì)值，按按下式計(jì)計(jì)算：《樁基規(guī)范》規(guī)定：計(jì)算混凝土樁身承載力時(shí)，應(yīng)將混凝土的軸心抗壓和彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，分別乘以基樁施工工藝系數(shù)。對(duì)混凝土預(yù)制樁，取=1.0；干作業(yè)非擠土、人工挖孔、擴(kuò)底灌注樁，取=0.9；泥漿或套管護(hù)壁非擠土灌注樁、部分?jǐn)D土灌注樁、擠土灌注樁，取=0.8?！稑痘?guī)規(guī)范》規(guī)規(guī)定，樁樁身強(qiáng)度度應(yīng)滿足足下式：：(1)靜靜載荷試試驗(yàn)法2.按土土的支承承力確定定單樁豎豎向抗壓壓承載力力1）試樁樁數(shù)量同一條件件下的試試樁數(shù)量量不宜少少于總樁樁數(shù)的1%，且且不應(yīng)少少于3根根。2)間歇歇時(shí)間在樁身強(qiáng)強(qiáng)度達(dá)到到設(shè)計(jì)要要求的前前提下，，對(duì)于砂砂類土，，不得少少于10d；對(duì)于粉土土和黏性性土，不不得少于于15d；對(duì)于飽和和軟黏土土，不得得少于25d。3）單樁樁靜載荷荷試驗(yàn)按按《地基基規(guī)范》》附錄Q進(jìn)行。在初步設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，，單樁豎豎向承載載力特征征值Ra可按下式式估算：：由總樁側(cè)側(cè)摩阻力力和總樁樁端阻力力組成，，即：(2)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)公式式法Ra=qpaAp+up∑qsiali當(dāng)樁端嵌入入完整及較較完整的硬硬質(zhì)巖中時(shí)時(shí)，可按下下式估算單單樁豎向承承載力特征值值。Ra=qpaApqpa——樁端巖石承承載力特征征值（kPa）；Ap——樁端橫截面面的面積（（m2），其他符號(hào)同同前。（嵌巖樁））(3)按按《樁基規(guī)規(guī)范》確定定單樁豎向向極限承載載力，單樁樁豎向極限限承載力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值的確確定，按照照以下規(guī)定定。對(duì)一級(jí)建筑樁基應(yīng)應(yīng)采用現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)靜載荷試試驗(yàn)，并結(jié)結(jié)合靜力觸觸探、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)貫入等原原位測(cè)試方方法綜合確確定；對(duì)二級(jí)建筑樁基應(yīng)應(yīng)根據(jù)靜力力觸探、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)貫入、、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)數(shù)等估算，，并參照地地質(zhì)條件相相同的試樁樁資料綜合合確定。當(dāng)當(dāng)缺乏可參參照的試樁樁資料或地地質(zhì)條件復(fù)復(fù)雜時(shí)，應(yīng)應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)靜靜載荷試驗(yàn)驗(yàn)確定；對(duì)對(duì)三級(jí)建筑樁基，，如無(wú)原位位測(cè)試資料料時(shí)，可利利用承載力力經(jīng)驗(yàn)參數(shù)數(shù)估算。采用現(xiàn)場(chǎng)靜靜載荷試驗(yàn)驗(yàn)確定單樁樁豎向極限限承載力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，，在同一條條件下的試試樁數(shù)量不不宜少于總總樁數(shù)的1%，且不不應(yīng)小于3根，工程程總樁數(shù)在在50根以以內(nèi)時(shí)不應(yīng)應(yīng)小于2根根。試驗(yàn)及及單樁豎向向極限承載載力取值按按《樁基規(guī)規(guī)范》附錄錄C方法進(jìn)行。《樁基規(guī)范范》規(guī)定：：當(dāng)單樁豎豎向極限承承載力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值Quk根據(jù)土的物物理指標(biāo)與與承載力參參數(shù)之間的的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系系確定時(shí)，，宜按下式式計(jì)算：Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp大直徑樁(d≥0.8m)單樁豎向極極限承載力力標(biāo)準(zhǔn)值Quk按下式計(jì)算算：嵌巖樁單樁樁豎向極限限承載力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，由由樁周土總總極限側(cè)阻阻力標(biāo)準(zhǔn)值值、嵌巖段段總極限側(cè)側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值和總極極限端阻力力標(biāo)準(zhǔn)值三三部分組成成。當(dāng)根據(jù)據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果確定定單樁豎向向極限承載載力標(biāo)準(zhǔn)值值時(shí)，可按按下式計(jì)算算：Quk=Qsk+Qpk=u∑ψsiqsiklsi+ψpqpkApQuk=Qsk+Qrk+Qpk=u∑ξsiqsikli+uξsfrchr+ξpfrcAp(4)軟軟弱下臥層層驗(yàn)算。當(dāng)當(dāng)樁端平面面以下受力力層范圍內(nèi)內(nèi)存在軟弱弱下臥層時(shí)時(shí)。對(duì)于樁距sa≤6d對(duì)于樁距sa>6d(5)樁樁身負(fù)摩擦擦阻力樁周土相對(duì)對(duì)于樁向下下位移的情情況，這時(shí)時(shí)，樁身受受到的摩擦擦阻力向下下，稱為負(fù)負(fù)摩擦阻力力。引起負(fù)摩阻阻力的原因因：（1）樁周周為欠固結(jié)結(jié)土或新填填土，在自自重作用下下繼續(xù)固結(jié)結(jié)而下沉；；（2）地下下水位下降降引起土的的有效應(yīng)力力增大，而而引起樁周周土大面積積沉降；（3）大面面積堆載使使樁周土壓壓縮變形。。7.2.2單樁軸軸向抗拔力力抗拔樁的設(shè)設(shè)計(jì)，目前前仍套用抗抗壓樁的方方法，即以以樁的抗壓壓側(cè)阻力乘乘一個(gè)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)折減系數(shù)數(shù)后的側(cè)摩摩阻力作為為抗拔承載載力。一般認(rèn)為，，抗拔的側(cè)側(cè)摩阻力小小于抗壓的的側(cè)摩阻力力，而且抗抗拔側(cè)阻力力在受荷后后經(jīng)過一段段時(shí)間會(huì)因因土層松動(dòng)動(dòng)和殘余強(qiáng)強(qiáng)度等因素素有所降低低，所以抗抗拔承載力力更要通過過抗拔荷載載試驗(yàn)來(lái)確確定。我國(guó)國(guó)有些行業(yè)業(yè)如港口、、電網(wǎng)工程程規(guī)范規(guī)定定的抗拔側(cè)側(cè)阻力為抗抗壓側(cè)阻力力的0.6~0.8；有的規(guī)規(guī)定為0.4~0.7，有的的相當(dāng)于0.6(交交通)并將將樁重考慮慮在抗拔容容許承載力力之內(nèi)。影響單樁抗抗拔承載力力的因素主主要有樁的類型型、施工方方法、樁的的長(zhǎng)度、地地基土的類類別、土層層的形成過過程、樁形形成后承受受荷載的歷歷史、荷載載特性(只只受上拔力力或和其他他類型荷載載組合)等等。確定抗拔拔承載力時(shí)時(shí)，要考慮慮上述因素素的影響，，選用計(jì)算算方法與參參數(shù)。具體體計(jì)算可參參照《樁基基規(guī)范》的的有關(guān)規(guī)定定。7.2.3群群樁承承載力力計(jì)算算1．群群樁效效應(yīng)對(duì)端承承型樁樁基，，樁的的承載載力主主要是是樁端端較硬硬土層層的支支承力力。由由于受受壓面面積小小，各各樁間間相互互影響響小，，其工工作性性狀與與獨(dú)立立單樁樁相近近，樁樁基的的承載載力就就是各各單樁樁承載載力之之和。。對(duì)摩擦擦型樁樁基，，由于于樁周周摩擦擦力要要在樁樁周土土中傳傳遞，，并沿沿深度度向下下擴(kuò)散散，樁樁間土土受到到壓縮縮，產(chǎn)產(chǎn)生附附加應(yīng)應(yīng)力。。在樁樁端平平面，，附加加壓力力的分分布直直徑D0（D0=2ltanθ）比樁徑徑d大得多多，當(dāng)當(dāng)樁距距小于于D0時(shí)在樁樁尖處處將發(fā)發(fā)生應(yīng)應(yīng)力疊疊加（（見圖圖7-7））。因因此，，在相相同條條件下下，群群樁的的沉降降量比比單樁樁的大大。群樁下下土體體內(nèi)應(yīng)應(yīng)力疊疊加a)單樁b)群樁影響群群樁承載力力的因素素影響沉沉降量的因因素群樁的的效率系系數(shù)η沉降比比ν群樁極極限承承載力力與各各單樁樁單獨(dú)獨(dú)工作時(shí)時(shí)極限限承載載力之之和的的比值值，可用來(lái)來(lái)評(píng)價(jià)價(jià)群樁樁中單單樁承承載力力發(fā)揮的的程度度。相同荷荷載下下群樁樁的沉沉降量量與單樁樁工作作時(shí)沉沉降量量的比比值，，可反應(yīng)應(yīng)群樁樁的沉沉降特特性。。1）砂砂土η＞l；；2）黏性土土高高承承臺(tái)，，η≤1；；樁距足足夠大大時(shí)，，η≈1；；低承臺(tái)臺(tái)，η＞1；；3）粉土η＞1，，與砂土土相近近。2.群群樁效效應(yīng)的的影響響因素素1）端端承樁樁，中中心距距sd≥3d且n＜9根的摩摩擦樁樁，條條形基基礎(chǔ)下下不超超過兩兩排的的樁基基，豎豎向抗抗壓承承載力力為各各單樁樁豎向向抗壓壓承載載力的的總和和；2）中中心距距sd＜6d，n≥9根的摩摩擦樁樁基，，可視視作一一假想想的實(shí)實(shí)體深深基礎(chǔ)礎(chǔ)，群群樁承承載力力即按按實(shí)體體基礎(chǔ)礎(chǔ)進(jìn)行行地基基強(qiáng)度度設(shè)計(jì)計(jì)或驗(yàn)驗(yàn)算，，并驗(yàn)驗(yàn)算該該樁基基中各各單樁樁所承承受的的外力力（軸軸心受受壓或或偏心心受壓壓）。。當(dāng)建建筑物物對(duì)樁樁基的的沉降降有特特殊要要求時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)作變變形驗(yàn)驗(yàn)算。。群樁的的工作狀狀態(tài)2.樁樁頂作作用效效應(yīng)計(jì)計(jì)算（1））軸心心豎向向力作作用下下（2））偏心心豎向向力作作用下下（3））水平平力作作用下下3.群群樁承承載力力（1））樁基基豎向向承載載力計(jì)計(jì)算一一般規(guī)規(guī)定：：樁基基中復(fù)復(fù)合基基樁或或基樁樁的豎豎向承承載力力計(jì)算算應(yīng)符符合下下述極極限狀狀態(tài)計(jì)計(jì)算表表達(dá)式式。1）按按荷載載效應(yīng)應(yīng)基本本組合合，在在軸心心豎向向荷載載作用用下：：偏心豎豎向荷荷載作作用下下，除除滿足足上式式要求求外，，尚應(yīng)應(yīng)滿足足下式式：2）按按地震震作用用效應(yīng)應(yīng)組合合，軸軸心豎豎向力力作用用下：：偏心豎豎向力力作用用下，，除滿滿足上上式要要求外外，尚尚應(yīng)滿滿足下下式：：（2））樁基基豎向向承載載力設(shè)設(shè)計(jì)值值，按按《樁樁基規(guī)規(guī)范》》的規(guī)規(guī)定，，樁基基豎向向承載載力設(shè)設(shè)計(jì)值值的計(jì)計(jì)算有有以下下幾種種情況況：1）端端承樁樁和樁樁數(shù)n≤3根的摩摩擦樁樁，基基樁的的豎向向承載載力設(shè)設(shè)計(jì)值值R為：當(dāng)根據(jù)據(jù)靜載載荷試試驗(yàn)確確定單單樁豎豎向極極限承承載力力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值時(shí)時(shí)，復(fù)復(fù)合基基樁的的豎向向承載載力設(shè)設(shè)計(jì)值值為：：2）樁數(shù)n>3根的摩摩擦樁樁，宜宜考慮慮樁群群、土土、承承臺(tái)的的相互互作用用效應(yīng)應(yīng)，其其復(fù)合合基樁樁的豎豎向承承載力力設(shè)計(jì)計(jì)值為為：當(dāng)根據(jù)據(jù)靜載載荷試試驗(yàn)確確定單單樁豎豎向極極限承承載力力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值時(shí)時(shí)，復(fù)復(fù)合基基樁的的豎向向承載載力設(shè)設(shè)計(jì)值值為：：注意：：當(dāng)承承臺(tái)底底面以以下存存在可可液化土、、濕陷陷性黃黃土、、高靈靈敏軟軟土、、高靈敏敏欠固固結(jié)土土、新新填土土或承承受經(jīng)常出出現(xiàn)的的動(dòng)力力作用用時(shí)，，不考考慮承臺(tái)效效應(yīng)。。7.3樁樁基基礎(chǔ)的的設(shè)計(jì)計(jì)7.3.1設(shè)計(jì)步步驟調(diào)查研研究，，收集設(shè)設(shè)計(jì)資料選擇樁樁的類型及及其幾何尺尺寸樁的材材料頂?shù)讟?biāo)標(biāo)高持力層層的選選定確定單單樁承載力力設(shè)計(jì)值值確定樁樁的數(shù)量及及平面布布置包括承承臺(tái)的的平面面形狀尺寸寸確定群群樁或單樁樁基礎(chǔ)礎(chǔ)的承載載力必要時(shí)時(shí)驗(yàn)算算群樁樁地基基強(qiáng)度度和變變形（（沉降降量））樁身構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)與與強(qiáng)度計(jì)算算承臺(tái)設(shè)計(jì)繪制樁樁基礎(chǔ)施施工圖包括構(gòu)構(gòu)造和和受彎彎、沖沖切、、剪切切7.3.2確確定樁樁型和和截面面尺寸寸選擇樁樁的類類型，，要根根據(jù)工工程地地質(zhì)狀狀況、、施工工技術(shù)術(shù)條件件、工工期情情況以以及施施工對(duì)對(duì)周圍圍環(huán)境境的影影響等等因素素綜合合考慮慮。用用摩擦擦樁還還是端端承樁樁，用用預(yù)制制樁還還是灌灌注樁樁等，，要根根據(jù)具具體情情況進(jìn)進(jìn)行綜綜合技技術(shù)與與經(jīng)濟(jì)濟(jì)分析析。1．選選擇樁樁型持力層應(yīng)應(yīng)盡可能能選擇堅(jiān)堅(jiān)硬土層層或巖層層。如在在一般樁樁長(zhǎng)深度度內(nèi)沒有有堅(jiān)硬土土層，也也可考慮慮選擇中中等強(qiáng)度度的土層層，如中中密以上上砂層或或中等壓壓縮性的的一般黏黏性土等等?？紤]樁端進(jìn)入入持力層層的深度度。2．選擇擇持力層層樁長(zhǎng)為承承臺(tái)底面面標(biāo)高與與樁端標(biāo)標(biāo)高（不不包括樁樁尖）之之差。在在確定持持力層及及其進(jìn)入入深度后后，就要要擬定承承臺(tái)底面面標(biāo)高，，即承臺(tái)臺(tái)埋置深深度。一般情況況下，應(yīng)應(yīng)使承臺(tái)臺(tái)頂面低低于室外外地面100mm以上；如如有基礎(chǔ)礎(chǔ)梁、筏筏板、箱箱基等，，其厚（（高）度度應(yīng)考慮慮在內(nèi)；；同時(shí)要要考慮季季節(jié)性凍凍土和地地下水的的影響。。3．確定樁長(zhǎng)長(zhǎng)、承臺(tái)臺(tái)底面標(biāo)標(biāo)高4.樁截截面尺寸寸

（1）最小樁徑，鋼筋混凝土方樁邊長(zhǎng)應(yīng)不小于250mm；干作業(yè)鉆孔樁和振動(dòng)沉管灌注樁應(yīng)不小于300mm；泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)或沖擊鉆孔樁應(yīng)不小于500mm；人工挖孔樁應(yīng)不小于800mm；鋼管樁應(yīng)不小于400mm。（2）摩擦樁宜采用細(xì)長(zhǎng)樁，以獲得較大比表面（樁側(cè)表面積與體積之比）。（3）端承樁的持力層強(qiáng)度低于樁材強(qiáng)度而地基土層又適宜時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用擴(kuò)底灌注樁。（4）樁徑的確定，還要考慮單樁承載力的需求和布樁的構(gòu)造要求。一般情況下，同一建筑的樁基采用相同樁徑，但當(dāng)荷載分布不均勻時(shí)，可根據(jù)荷載和地基土條件采用不同直徑的樁，尤其是采用灌注樁時(shí)。（5）當(dāng)高承臺(tái)樁基露出地面較高，或樁側(cè)土為淤泥或自重濕陷性黃土?xí)r，為保證樁身不產(chǎn)生壓屈失穩(wěn)，端承樁的長(zhǎng)徑比應(yīng)取l/d≤40；按施工垂直度偏差也需控制長(zhǎng)徑比，對(duì)一般黏性土、砂土、端承樁的長(zhǎng)徑比應(yīng)取l/d≤60；對(duì)摩擦樁則不限制。

7.3.3確確定樁的的數(shù)量和和平面布布置1．確定定樁數(shù)量量當(dāng)樁的類類型、基基本尺寸寸和單樁樁承載力力設(shè)計(jì)值值確定后后，可根根據(jù)上部部結(jié)構(gòu)情情況，按按下式初初步確定定樁數(shù)2．樁的的平面布布置樁基中各各樁的中中心距主主要取決決于群樁樁效應(yīng)（（包括擠擠土樁的的擠土效效應(yīng)）和和承臺(tái)分分擔(dān)荷載載的作用用及承臺(tái)臺(tái)材料等等?！兜氐鼗?guī)范范》規(guī)定定，樁的的中心距距不宜小小于3倍倍樁身直直徑；若若為擴(kuò)底底灌注樁樁，不宜宜小于1.5倍倍擴(kuò)底直直徑；樁樁的最小小中心距距見表7-11。若設(shè)計(jì)為為大面積積擠土群群樁，宜宜按表中中數(shù)值適適當(dāng)加大大樁距。。擴(kuò)底灌注注樁除應(yīng)應(yīng)符合表表7-11的要要求外，，還應(yīng)滿滿足如下下規(guī)定：：對(duì)鉆、、挖孔灌灌注樁，，樁距sa≥1.5D或D+1m（（當(dāng)D>2m時(shí)）；對(duì)對(duì)沉管擴(kuò)擴(kuò)底灌注注樁，樁樁距sa≥2D（D為擴(kuò)大端端設(shè)計(jì)直直徑）。。進(jìn)行樁位位布置，，應(yīng)盡可可能使上上部荷載載的中心心和群樁樁橫截面面的形心心重合。。應(yīng)力求求各樁受受力相近近，宜將將樁布置置在承臺(tái)臺(tái)外圍，，而各樁樁應(yīng)距離離垂直于于偏心荷荷載或水水平力與與彎矩較較大方向向的橫截截面軸線線大些，，以便使使群樁截截面對(duì)該該軸具有有較大的的慣性矩矩。樁的排列列可采用用行列式式或梅花花式兩種種，如圖圖7-8所示。。樁的排列列形式a)梅花式b)行列式承臺(tái)的平平面形狀狀取決于于樁的數(shù)數(shù)量，如如圖7-9所示示。箱基基和帶梁梁筏基以以及墻下下條形基基礎(chǔ)的樁樁，宜沿沿著墻或或梁布置置成單排排或雙排排，以減減小底板板厚度或或承臺(tái)梁梁寬度。。此外，，為了使使樁受力力合理，，在墻的的轉(zhuǎn)角及及交叉處處應(yīng)布樁樁，窗門門洞口下下不宜布布置樁。。承臺(tái)臺(tái)的的平平面面形形狀狀7.3.4樁樁身身設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)1.混混凝凝土土強(qiáng)強(qiáng)度度等等級(jí)級(jí)fc預(yù)制制樁樁fc≥C30；；灌注注樁樁fc≥C20；；預(yù)應(yīng)應(yīng)力力樁樁fc≥C40。。2.樁身身配配筋筋樁樁的的主主筋筋應(yīng)應(yīng)經(jīng)經(jīng)計(jì)計(jì)算算確確定定。。打打入入式式預(yù)預(yù)制制樁樁的的最最小小配配筋筋率宜宜ρ≥0.8%；；靜靜壓壓預(yù)預(yù)制制樁樁宜宜ρ≥0.6%；；灌灌注注樁樁宜宜ρ≥0.2%~0.65%（小小直直徑徑樁樁取取大大值值））。。3.配配筋筋長(zhǎng)長(zhǎng)度度1））受受水水平平荷荷載載和和彎彎矩矩較較大大的的樁樁，，配配筋筋長(zhǎng)長(zhǎng)度度應(yīng)應(yīng)通通過過計(jì)計(jì)算算確確定定。。2））樁樁基基承承臺(tái)臺(tái)下下存存在在淤淤泥泥、、淤淤泥泥質(zhì)質(zhì)土土或或液液化化土土層層時(shí)時(shí)，，配配筋筋長(zhǎng)長(zhǎng)度度應(yīng)應(yīng)穿穿過過淤淤泥泥、、淤淤泥泥質(zhì)質(zhì)土土層層或或液液化化土土層層。。3））坡坡地地岸岸邊邊的的樁樁、、8度度及及8度度以以上上地地震震區(qū)區(qū)的的樁樁、、抗抗拔拔樁樁、、嵌嵌巖巖端端承承樁樁應(yīng)應(yīng)通通長(zhǎng)長(zhǎng)配配筋筋。。4））樁樁徑徑大大于于600mm的鉆鉆孔孔灌灌注注樁樁，，構(gòu)構(gòu)造造鋼鋼筋筋的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度不不宜宜小小于于樁樁長(zhǎng)長(zhǎng)的的2/3。。4.樁樁頂頂構(gòu)構(gòu)造造樁頂頂嵌嵌入入承承臺(tái)臺(tái)內(nèi)內(nèi)的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度不不宜宜小小于于50mm。。主筋筋伸伸人人承承臺(tái)臺(tái)內(nèi)內(nèi)的的錨錨固固長(zhǎng)長(zhǎng)度度不不宜宜小小于于30d（I級(jí)鋼鋼））或或35d（ⅡⅡ級(jí)鋼鋼和和ⅢⅢ級(jí)級(jí)鋼鋼））。。對(duì)對(duì)于于大大直直徑徑灌灌注注樁樁，，當(dāng)當(dāng)采采用用一一柱柱一一樁樁時(shí)時(shí)，，可可設(shè)設(shè)置置承承臺(tái)臺(tái)或或?qū)稑逗秃椭敝苯咏舆B連接接，，柱柱縱縱筋筋插插入入樁樁身身的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度應(yīng)應(yīng)滿滿足足錨錨固固長(zhǎng)長(zhǎng)度度的的要要求求。。7.3.5承承臺(tái)臺(tái)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)1.承臺(tái)構(gòu)構(gòu)造承承臺(tái)構(gòu)造應(yīng)應(yīng)滿足以下下要求（1）承臺(tái)臺(tái)的寬度不不應(yīng)小于500mm，厚度不應(yīng)小小于300mm。（2）邊樁中心至至承臺(tái)邊緣緣的距離不不宜小于樁樁的直徑d或邊長(zhǎng)b，且樁的外邊邊緣至承臺(tái)臺(tái)邊緣的距距離不小于于150mm。對(duì)于條形承承臺(tái)梁，樁樁的外邊緣緣至承臺(tái)梁梁邊緣的距距離不小于于75mm。（3）承臺(tái)配筋按按計(jì)算確定定。矩形承承臺(tái)應(yīng)按雙雙向均勻通通長(zhǎng)布置受受力鋼筋，，鋼筋直徑徑不宜小于于Ф10mm，間距應(yīng)滿足足100~200mm；對(duì)于三樁承承臺(tái)，鋼筋筋應(yīng)按三向向板帶均勻勻布置，且且最里面的的三根鋼筋筋圍成的三三角形應(yīng)在在柱截面范范圍內(nèi)。承承臺(tái)梁的主主筋除滿足足計(jì)算要求求外尚應(yīng)符符合國(guó)家現(xiàn)現(xiàn)行《混凝凝土結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》》（GB50010-2002）關(guān)于最小配配筋率的規(guī)規(guī)定，主筋筋直徑不宜宜小于12mm，架立筋不宜宜小于10mm，箍筋直徑不不小于6mm。（4）承臺(tái)混凝土土強(qiáng)度等級(jí)級(jí)不應(yīng)小于于C20，縱筋保護(hù)層層厚度不應(yīng)應(yīng)小于70mm，有墊層時(shí)，，應(yīng)不小于于40mm。1）單樁承承臺(tái)，宜在在兩個(gè)互相相垂直的方方向上設(shè)置置聯(lián)系梁；；2）兩樁承承臺(tái)，宜在在其短向設(shè)設(shè)置聯(lián)系梁梁；3）有抗震震要求的柱柱下獨(dú)立承承臺(tái)，宜在在兩個(gè)主軸軸方向設(shè)置置聯(lián)系梁；；4）聯(lián)系梁梁頂面宜與與承臺(tái)位于于同一標(biāo)高高。聯(lián)系梁梁的寬度不不應(yīng)小于250mm，梁的高度可可取承臺(tái)中中心距的1/10~1/15；5）聯(lián)系梁梁的主筋應(yīng)應(yīng)按計(jì)算要要求確定。。聯(lián)系梁內(nèi)內(nèi)上下縱筋筋不應(yīng)小于于2Φ12mm，，并應(yīng)按受拉拉要求錨入入承臺(tái)。（5）承臺(tái)之間的的連接應(yīng)滿滿足以下要要求。承臺(tái)厚度的的確定除了了滿足構(gòu)造造要求外，，倘應(yīng)滿足足柱邊和樁樁邊的抗沖切強(qiáng)度度和抗剪強(qiáng)度。Fl=F-ΣNi2．承臺(tái)厚厚（高）度度（1）柱對(duì)對(duì)承臺(tái)的沖沖切，可按按下列公式式計(jì)算（如如圖7-10所示））柱對(duì)承臺(tái)沖沖切計(jì)算示示意（2）角樁樁對(duì)承臺(tái)的的沖切1）多樁矩形承承臺(tái)受角樁樁沖切的承承載力應(yīng)按下式計(jì)計(jì)算：矩形承臺(tái)角角樁沖切計(jì)計(jì)算示意2）三樁三角形形承臺(tái)受角角樁沖切的的承載力可可按下列公公式計(jì)算底部角樁：Nl≤β11(2c1+a11)tan(θ1/2)βhpfth0頂部角樁：Nl≤β12(2c2+a12)tan(θ2/2)βhpfth0對(duì)圓柱及圓圓樁，計(jì)算算時(shí)可將圓圓形截面換換算成正方方形截面。。三角形承臺(tái)臺(tái)（3）受剪剪計(jì)算V≤βhsβftb0h0當(dāng)柱邊外有有多排樁形形成多個(gè)剪剪切斜截面面時(shí)，尚應(yīng)應(yīng)對(duì)每個(gè)斜斜截面進(jìn)行行驗(yàn)算。斜斜截面受剪剪承載力可可按下列公公式計(jì)算：：承臺(tái)斜截面面受剪計(jì)算算示意3.承臺(tái)配配筋計(jì)算（1）多樁矩形承承臺(tái)計(jì)算截面取取在柱邊和和承臺(tái)高度度變化處（（杯口外側(cè)側(cè)或臺(tái)階邊邊緣，如圖圖）Mx=∑NiyiMy=∑Nixi承臺(tái)彎矩計(jì)計(jì)算示意（2）等邊邊三樁承臺(tái)臺(tái)（見圖7-14b）承臺(tái)彎矩計(jì)計(jì)算示意（3）等腰腰三樁承臺(tái)臺(tái)（見圖7-14c）承臺(tái)彎矩計(jì)計(jì)算示意序號(hào)地層名稱深度/m厚度/m重度γ/(kN/m3)天然含水量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)。%）天然孔隙比e液性指數(shù)IL1雜填土0～11.016.22粉土1～54.018.8300.60.63淤泥質(zhì)黏土5～1813.016.9361.11.24黏土18～246.018.425.50.70.36【例7-1】某樁基工程程，已知知上部結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載為：：豎向荷載載設(shè)計(jì)值F=3000kN，彎矩設(shè)計(jì)值值M=400kN·m，水平力H=90kN。工程地質(zhì)資資料參表7-12。。已知地下下水位在-3.000m處，經(jīng)試樁樁的單樁垂垂直靜載荷荷試驗(yàn)得單單樁豎向極極限承載力力標(biāo)準(zhǔn)值為為1300kN。試設(shè)計(jì)該樁樁基礎(chǔ)（承承臺(tái)的厚度度和配筋不不計(jì)算）。。序號(hào)地層名稱黏聚力c/kPa內(nèi)摩擦角φ壓縮模量Es/MPa樁側(cè)阻力特征值qsi/kPa樁端阻力特征值qp/kPa承載力特征值fk/kPa1雜填土2粉土4158.2361103淤泥質(zhì)黏土584.4121044黏土151610.042920285根據(jù)試樁初初步選擇Ф500mm鉆孔灌注樁樁，用C20混凝土水下下灌注，鋼鋼筋采用I級(jí)。經(jīng)查表表得fc=10N/mm2，fcm=11N/mm2，ft=1.1N/mm2；鋼筋fy==210N/mm2。初步選擇第第4層(黏黏土層)為為持力層，，假定樁端端進(jìn)入持力力層l.5m。。初步選擇承承臺(tái)底面埋埋深1.5m，則最小樁長(zhǎng)長(zhǎng)為(18+1.5-1.5)m=18m。【解答】（1）選擇擇樁型、確確定樁長(zhǎng)（2）確定定單樁豎向向承載力特特征值1）根據(jù)樁身材料強(qiáng)強(qiáng)度確定單樁豎豎向承載力力特征值取φ=1，fc按0.8折折減，配筋筋率初步按按0.5％％計(jì)算，所所以Ra=φ（fcA+As）=(0.8×10×5002×π/4+210××0.005××5002×π/4)N=1776(kN)3）按經(jīng)驗(yàn)公式式估算2）根據(jù)據(jù)單樁豎向向靜載荷荷試驗(yàn)，單樁豎豎向承載載力特征征值為Ra=Quk=1300/2kN=650kNRa=qpaAp+up∑qsiali=[920×0.52×π/4+π×0.5（36×3.5+12×13+42×1.5））]kN=722.2kN以上三項(xiàng)項(xiàng)計(jì)算中中，取最最小值，，由此確確定單樁樁豎向承承載力特特征值為為Ra=650kN取n=6根，樁距距s=3.5d=3.5×0.5m=1.75m承臺(tái)平面面布置如如圖7-15所所示。（3）確定樁的的數(shù)量和和平面布布置初步假定定承臺(tái)底底面積為為4.5×3.0m2，承臺(tái)和土土自重G=4.5×3.0××1.5×20kN=405kN則樁數(shù)初初步確定定為承臺(tái)平面面及樁位位布置圖圖查表7-10得得ηcn=0.12，ηcw=0.69；查表7-8得γc=1.60。計(jì)算承臺(tái)臺(tái)底地基基土凈面面積和內(nèi)內(nèi)、外區(qū)區(qū)凈面積積，即Ac=（4.5×3.0））m2-6×0.52×π/4m2=13.5m2-1.18m2=12.32m2Acw=2×0.25×（3+4））m2=3.50m2Acn=12.30m2-3.5m2=8.8m2按靜載試驗(yàn)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)參數(shù)數(shù)確定考慮慮承臺(tái)效應(yīng)應(yīng)的基樁豎向承載載力設(shè)計(jì)計(jì)值。承臺(tái)底地地基土極極限阻力力標(biāo)準(zhǔn)值值為地基基土承載載力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值的2倍，即即qck=2fk=2×110kPa=220kPa。。另外，根根據(jù)表7-8和和7-9可以查查到ηsp=0.95（插入值））、γsp=1.62，任一基樁樁承載力力設(shè)計(jì)值值為==842.8kN＞600kN，可以取用用該值。。根據(jù)公式式7-23有（4）群群樁中單單樁所受受外力的的驗(yàn)算偏心荷載載作用下下，最邊邊緣樁受受力安全全。滿足要求求。取γ0=1.0，則軸心荷荷載下的的作用力力為Nmin=567.5kN-57.1kN=510.4kN＞0-57.1kN=510.4kN＞0【例7-2】樁身和承承臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)：條件件同例7-1，，要求設(shè)設(shè)計(jì)樁身身和承臺(tái)臺(tái)，畫出出樁身和和承臺(tái)的的結(jié)構(gòu)施施工圖。?！窘獯稹扛鶕?jù)例7-1的的選擇，，樁身采采用Ф500mm鉆孔灌注注樁，混混凝土采采用C20等級(jí)，鋼鋼筋采用用I級(jí)鋼。由由于該樁樁基礎(chǔ)承承受的彎彎矩和水水平荷載載不大，，樁身鋼鋼筋可根根據(jù)構(gòu)造造配置。。（1）樁樁身設(shè)計(jì)計(jì)根據(jù)《地地基規(guī)范范》的有有關(guān)規(guī)定定，最小小配筋率率為0.65%，As=0.65%A=0.65%××π×2502mm2=1276mm2。選用10Ф14，As=10××153.9mm2=1539mm2。滿足要求求。由于第3層土為為淤泥質(zhì)質(zhì)黏土，，深度達(dá)達(dá)13m，所以，樁樁身鋼筋筋通長(zhǎng)設(shè)設(shè)置。箍箍筋采用用Ф6@200。（2）承承臺(tái)厚度度設(shè)計(jì)如圖7-17所所示，由由于aox=1200mm，承臺(tái)的有有效計(jì)算算高度h0應(yīng)≥1200mm。加上鋼筋筋保護(hù)層層的最小小厚度70mm，承臺(tái)的高高度h應(yīng)≥1270mm。這里取h=1400mm，則h0=1330mm。下面分別別根據(jù)柱和角樁對(duì)承臺(tái)的的抗沖切切以及柱柱邊對(duì)承承臺(tái)的抗抗剪切對(duì)對(duì)承臺(tái)厚厚度進(jìn)行行驗(yàn)算。。柱對(duì)承臺(tái)臺(tái)的沖切切計(jì)算圖圖λoy=aoy/h0=550mm/1330mm=0.414同理，βoy=1.3161）柱對(duì)承臺(tái)臺(tái)的抗沖切計(jì)計(jì)算對(duì)照?qǐng)D7-11，按公式式7-25進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)算式中左邊Fl=F-ΣNi=4000kN-0=4000kN式中右邊各項(xiàng)計(jì)算如下aox=1200，，aoy=550滿足0.2h0≤aox（aoy）≤h0λox=aox/h0=1200mm/1330mm=0.902βhp=1-(1400-800)(1.0-0.9)/(2000-800)=0.95左邊＜右邊，，滿足要求。。按公式（7-29）進(jìn)行行驗(yàn)算如圖7-17所示，上式式中左邊2）角樁對(duì)承承臺(tái)的抗沖切切計(jì)算式中右邊滿足要求。式中右邊各項(xiàng)項(xiàng)計(jì)算如下由于從角樁內(nèi)內(nèi)緣引45°°線至承臺(tái)頂頂面，其交線已經(jīng)超超過柱邊，所所以取a1x=1200mm,a1y=550mmc1=c2=750mmλ1x=a1x/h0=1200/1330=0.902λ1y=a1y/h0=550/1330=0.4143）柱邊對(duì)承承臺(tái)的抗剪切切計(jì)算如圖7-17所示，由于于該承臺(tái)為矩矩形承臺(tái)，且且沒有變階，，兩個(gè)方向的的柱邊以外分分別只有一排排樁，所以