《桩基设计》PPT课件.ppt

4.7.1 桩基础设计步骤与程序 4.7.2 收集资料4.7.3 桩基础类型的选择4.7.4 桩径、桩长的拟定 4.7.5 桩数及其平面布置4.7.6 桩身截面强度计算4.7.7 承台设计,back,4.7桩基础设计,4.7桩基础设计,4.7.1 桩基础设计步骤与程序,(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、上部结构条件等确定桩基持力层；(3)选择桩材，确定桩的类型、外形尺寸和构造；(4)确定单桩承载力设计值；(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)根据桩的平面布置，初步拟订承台的轮廓尺寸及承台底标高；,4.7桩基础设计,4.7.1 桩基础设计步骤与程序,(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；(9)必要时验算校基整体承载力和沉降量，当持力层下有软弱下卧层时，验算软弱下卧层地基承载力；(10)单桩设计，绘制桩和承台的结构及施工详图。,back,4.7桩基础设计,收集资料,详细勘察要求：(1)勘探点间距：端承型桩和嵌岩桩，一般为1224m；摩擦型桩，一般为2030 m；复杂地质条件下，应适当加密勘探点，可以逐桩设点。(2)勘探深度：1/31/2控制孔，一级建筑场地3个，二级建筑2个，控制性孔穿透桩端平面以下压缩层厚度，一般深入桩端平面35m，嵌岩桩深入持力岩层35倍桩径；岩溶地区。勘察范围内的每一地层，进行室内试验或原位测试，以提供设计所需参数。,back,1.承台底面标高的考虑,承台底面的标高应根据桩的受力情况，桩的刚度和地形、地质、水流、施工等条件确定。承台低稳定性较好，水中施工难度较大，用于季节性河流，冲刷小的河流或岸滩上墩台及旱地上其他结构物基础。当承台埋于冻胀土层中时，为了避免由于土的冻胀引起桩基础的损坏，承台底面应位于冻结线以下不少于0.25m。对于常年有流水、冲刷较深，或水位较高，施工排水困难，在受力条件允许时，应尽可能采用高桩承台。,4.7桩基础设计,桩基础类型的选择,2.端承桩和摩擦桩的考虑,端承桩与摩擦桩的选择主要根据地质和受力情况确定。端承桩桩基础承载力大，沉降量小，较为安全可靠，因此当基岩埋深较浅时应考虑采用。若适宜的岩层埋置较深或受到施工条件的限制不宜采用柱桩时，则可采用摩擦桩。同一桩基础中不宜同时采用端承桩和摩擦桩，同时也不宜采用不同材料、不同直径和长度相差过大的桩，以避免桩基产生不均匀沉降或丧失稳定性。,4.7桩基础设计,桩基础类型的选择,当采用端承桩时，除桩底支承在基岩上外，如覆盖层较薄，或水平荷载较大时，还需将桩底端嵌入基岩中一定深度成为嵌岩桩，以增加桩基的稳定性和承载能力。为保证嵌岩桩在横向荷载作用下的稳定性，需嵌入基岩的深度与桩嵌固处的内力及桩周岩石强度有关，应分别考虑弯矩和轴向力要求，由要求较大的来控制设计深度。,4.7桩基础设计,桩基础类型的选择,3.单排桩与多排桩的考虑 主要根据受力情况，并与桩长、桩数的确定密切相关。多排桩稳定性好，抗弯刚度较大，能承受较大的水平荷载，水平位移小，但多排桩的设置将会增大承台的尺寸，增加施工困难，有时还影响航道;单排桩与此相反，能较好地与柱式墩台结构形式配用，可节省圬工，减小作用在桩基的竖向荷载。,4.7桩基础设计,桩基础类型的选择,因此，当桥跨不大、桥高较矮时，或单桩承载力较大，需用桩数不多时常采用单排排架式基础。公路桥梁自采用了具有较大刚度的钻孔灌注桩后，选用盖梁式承台双柱或多柱式单排墩台桩柱基础也较广泛，对较高的桥台，拱桥桥台，制动墩和单向水平推力墩基础则常需用多排桩。在桩基受有较大水平力作用时，无论是单排桩还是多排桩，若能选用斜桩或竖直桩配合斜桩的形式则将明显增加桩基抗水平力的能力和稳定性。,4.7桩基础设计,桩基础类型的选择,back,桩径与桩长的设计，综合考虑荷载的大小、土层性质及桩周土阻力状况、桩基类型与结构特点、桩的长径比、以及施工设备与技术条件等因素。力求做到满足使用要求，造价经济，最有效地利用和发挥地基土和桩身材料的承载性能。设计时常先拟定尺寸，然后通过基桩计算和验算，视所拟定的尺寸是否经济合理，再作最后确定。,4.7桩基础设计,桩径、桩长的拟定,(一)桩径拟定 当桩的类型选定后，桩的横截面(桩径)可根据各类桩的特点与常用尺寸，并考虑上述因素选择确定。(二)桩长拟定 桩长确定的关键选择桩底持力层，桩底持力层对于桩的承载力和沉降有着重要影响，设计时可先根据地质条件选择适宜的桩底持力层初步确定桩长。一般桩底置于岩层或坚实的土层上，承载力大，沉降量小。容许的深度内没有坚实土层存在，应尽可能选择压缩性较低、强度较高的土层，避免桩底坐落在软土层，以免桩基础发生过大的沉降。,4.7桩基础设计,桩径、桩长的拟定,摩擦桩，桩底持力层可有多种选择，此时确定桩长与桩数两者相互牵连，遇此情况，可通过试算比较，选用较合理的桩长。摩擦桩的桩长不应拟定太短，一般不宜小于4m。过短达不到把荷载传递到深层，减小下沉量的目的，增加桩数很多、扩大了承台尺寸。也影响施工的进度。为保证发挥摩擦桩桩底土层支承力，桩底端部应插入桩底持力层一定深度(插入深度与持力层土质、厚度及桩径等因素有关)一般不宜小于lm。,back,4.7桩基础设计,桩径、桩长的拟定,1.桩的根数估算 初步估算，不考虑群桩效应，当桩基为轴向受压时：,4.7桩基础设计,根数及平面布置,偏心时，增加1020，必要时候考虑群桩效应，还须考虑满足桩基础水平承载力要求的问题 此外，桩数的确定与承台尺寸、桩长和桩的间距的确定相关连，确定时应综合考虑。,2.桩的间距 考虑桩与桩侧土的共同作用条件和施工的需要，对桩轴线中心距离应有一定的要求。,4.7桩基础设计,根数及平面布置,3.桩的平面布置,4.7桩基础设计,根数及平面布置,back,4.7桩基础设计,承台设计,承台：柱下独立承台、柱下或墙下条形承台(梁式承台)、筏板承台和箱形承台。1、外形尺寸及其构造要求2、承台受弯内力计算,4.7桩基础设计,承台设计,（1）柱下多桩矩形承台,（2）柱下3桩三角形承台,（3）柱下墙下条形承台梁 弹性地基梁,4.7桩基础设计,承台设计,3、承台厚度及强度计算（1）受冲切破坏 沿柱边冲切破坏，单一桩基冲切破坏,4.7桩基础设计,承台设计,受冲切破坏验算公式,对于矩形承台受柱冲切,4.7桩基础设计,承台设计,角柱对承台的冲切,4.7桩基础设计,承台设计,（2）受剪切计算,（3）局部受压计算,（4）受弯计算,back,