桩基计算.doc

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1、桩 基 计 算51桩顶作用效应计算5.1.1 对于一般建筑物和受水平力（包括力矩与水平剪力）较小的高层建筑群桩基础，应按下列公式计算柱、墙、核心筒群桩中基桩或复合基桩的桩顶作用效应：1 竖向力轴心竖向力作用下 (5.1.1-1)偏心竖向力作用下 (5.1.1-2)2 水平力 (5.1.1-3)式中 荷载效应标准组合下，作用于承台顶面的竖向力；桩基承台和承台上土自重标准值，对稳定的地下水位以下部分应扣除水的浮力；荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力；荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，第i基桩或复合基桩的竖向力；、荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群形心的、主轴的

2、力矩；、第、基桩或复合基桩至、轴的距离；荷载效应标准组合下，作用于桩基承台底面的水平力；荷载效应标准组合下，作用于第i基桩或复合基桩的水平力；桩基中的桩数。5.1.2 对于主要承受竖向荷载的抗震设防区低承台桩基，在同时满足下列条件时，桩顶作用效应计算可不考虑地震作用：1 按现行国家标准建筑抗震设计规范（GB 50011）规定可不进行桩基抗震承载力验算的建筑物；2 建筑场地位于建筑抗震的有利地段。5.1.3 属于下列情况之一的桩基，计算各基桩的作用效应、桩身内力和位移时，宜考虑承台（包括地下墙体）与基桩协同工作和土的弹性抗力作用，其计算方法可按本规范附录C进行：1 位于8度和8度以上抗震设防区和

3、其他受较大水平力的高层建筑，当其桩基承台刚度较大或由于上部结构与承台协同作用能增强承台的刚度时；2 受较大水平力及8度和8度以上地震作用的高承台桩基。5.2 桩基竖向承载力计算5.2.1 桩基竖向承载力计算应符合下列要求：1 荷载效应标准组合：轴心竖向力作用下 (5.2.1-1)偏心竖向力作用下除满足上式外，尚应满足下式的要求： (5.2.1-2)2 地震作用效应和荷载效应标准组合：轴心竖向力作用下 (5.2.1-3)偏心竖向力作用下，除满足上式外，尚应满足下式的要求： (5.2.1-4)式中 荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力；荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶

4、最大竖向力；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；基桩或复合基桩竖向承载力特征值。5.2.2 单桩竖向承载力特征值应按下式确定： (5.2.2)式中 单桩竖向极限承载力标准值；K安全系数，取K2。5.2.3 对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。5.2.4 对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台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

5、适应性较强的排架结构和柔性构筑物；3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；4 软土地基的减沉复合疏桩基础。5.2.5 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定：不考虑地震作用时 （5.2.5-1）考虑地震作用时 （5.2.5-2） （5.2.5-3）式中 承台效应系数，可按表5.2.5取值；承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值；计算基桩所对应的承台底净面积；为桩身截面面积；为承台计算域面积。对于柱下独立桩基，为承台总面积；对于桩筏基础，为柱、墙筏板的1/2跨距和悬臂边2.5倍筏板厚度所围成的面积；桩集中布置于单片墙下的桩筏基础

6、，取墙两边各1/2跨距围成的面积，按条基计算；地基抗震承载力调整系数，应按现行国家标准建筑抗震设计规范GB 50011采用。当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时，沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时，不考虑承台效应，取。 表5.2.5 承台效应系数 345660.40.060.080.140.170.220.260.320.380.500.800.40.80.080.100.170.200.260.300.380.440.100.120.200.220.300.340.440.50单排桩条形承台0.150.180.250.300.380.450.500.60注：1 表中为

7、桩中心距与桩径之比；为承台宽度与桩长之比。当计算基桩为非正方形排列时， ，为承台计算域面积，为总桩数。 2 对于桩布置于墙下的箱、筏承台，可按单排桩条基取值。3 对于单排桩条形承台，当承台宽度小于1.5d时，按非条形承台取值。4 对于采用后注浆灌注桩的承台，宜取低值。5 对于饱和黏性土中的挤土桩基、软土地基上的桩基承台，宜取低值的0.8倍。5.3 单桩竖向极限承载力一般规定5.3.1 设计采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规定： 1 设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定； 2 设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质条件相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经

8、验参数综合确定；其余均应通过单桩静载试验确定； 3 设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。 5.3.2 单桩竖向极限承载力标准值、极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值应按下列规定确定： 1单桩竖向静载试验应按现行行业标准建筑基桩检测技术规范JGJ 106执行； 2 对于大直径端承型桩，也可通过深层平板（平板直径应与孔径一致）载荷试验确定极限端阻力； 3 对于嵌岩桩，可通过直径为0.3m岩基平板载荷试验确定极限端阻力标准值，也可通过直径为0.3m嵌岩短墩载荷试验确定极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值； 4 桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设桩身轴力测试元件由静载试验

9、确定。并通过测试结果建立极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值与土层物理指标、岩石饱和单轴抗压强度以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系，以经验参数法确定单桩竖向极限承载力。 原位测试法5.3.3 当根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时，如无当地经验，可按下式计算： (5.3.3-1) 当时 (5.3.3-2)当时 (5.3.3-3)式中 、分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值； 桩身周长；用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第层土的极限侧阻力；桩周第层土的厚度；桩端阻力修正系数，可按表5.3.3-1取值；桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值（平均值）；桩端面

10、积；桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，如桩端持力层为密实的砂土层，其比贯入阻力平均值超过20MPa时，则需乘以表5.3.3-2中系数C予以折减后，再计算及值；折减系数，按表5.3.3-3选用。图5.3.3 曲线注：1 值应结合土工试验资料，依据土的类别、埋藏深度、排列次序，按图5.3.3折线取值；图5.3.3中，直线(A)（线段gh）适用于地表下6m范围内的土层；折线(B)（oabc）适用于粉土及砂土土层以上（或无粉土及砂土土层地区）的黏性土；折线（c）（线段odef）适用于粉土及砂土土层以下的黏性土；折线(D)（线段oef）适用于

11、粉土、粉砂、细砂及中砂。2 为桩端穿过的中密密实砂土、粉土的比贯入阻力平均值；为砂土、粉土的下卧软土层的比贯入阻力平均值；3 采用的单桥探头，圆锥底面积为15cm2，底部带7cm高滑套，锥角600。4 当桩端穿过粉土、粉砂、细砂及中砂层底面时，折线（D）估算的值需乘以表5.3.3-4中系数 值；表5.3.3-1 桩端阻力修正系数值 桩长(m)l1515l303040系数C5/62/31/2表5.3.3-3 折减系数 7.512.515/62/31/2注：表5.3.3-2、表5.3.3-3可内插取值。表5.3.3-4 系数值 57.5101.000.500.335.3.4 当根据双桥探头静力触探

12、资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时，对于黏性土、粉土和砂土，如无当地经验时可按下式计算： (5.3.4)式中 第层土的探头平均侧阻力(kPa)； 桩端平面上、下探头阻力，取桩端平面以上为桩的直径或边长）范围内按土层厚度的探头阻力加权平均值(kPa)，然后再和桩端平面以下范围内的探头阻力进行平均；桩端阻力修正系数，对于黏性土、粉土取2/3，饱和砂土取1/2；第层土桩侧阻力综合修正系数，黏性土、粉土：；砂土：。注：双桥探头的圆锥底面积为15cm2，锥角600，摩擦套筒高21.85cm，侧面积300cm2。 经验参数法5.3.5 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极

13、限承载力标准值时，宜按下式估算： (5.3.5)式中 桩侧第层土的极限侧阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5-1取值；极限端阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5-2取值。表5.3.51 桩的极限侧阻力标准值 (kPa) 土的名称土的状态混凝土预制桩泥浆护壁钻（冲）孔桩干作业钻孔桩填土223020282028淤泥142012181218淤泥质土223020282028黏性土流塑软塑可塑硬可塑硬塑坚硬IL10.75 IL10.50 IL0.750.25 IL0.500 IL0.25IL0244040555570708686989810521383853536868848496961

14、022138385353666682829494104红黏土0.711332123012300.50.90.75e0.9e0.75264646666688244242626282244242626282粉细砂稍密中密密实10N151530244848666688224646646486224646646486中砂中密密实1530547474955372729453727294粗砂中密密实1530749595116749595116769898120砾砂稍密中密(密实)51570110116138509011613060100112130圆砾、角砾中密、密实N63.510160200135150

15、135150碎石、卵石中密、密实N63.510200300140170150170全风化软质岩30N501001208010080100全风化硬质岩3010160240140200140220强风化硬质岩N63.510220300160240160260注：1 对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土，不计算其侧阻力； 2 为含水比，w为土的天然含水量，wl为土的液限； 3 N为标准贯入击数；N63.5为重型圆锥动力触探击数； 4 全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩系指其母岩分别为frk15MPa 、frk30MPa的岩石。5.3.6 根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关

16、系，确定大直径桩单桩极限承载力标准值时，可按下式计算： (5.3.6)式中 桩侧第层土极限侧阻力标准值，如无当地经验值时，可按本规范表5.3.5-1取值，对于扩底桩变截面以上长度范围不计侧阻力；桩径为800mm的极限端阻力标准值，对于干作业挖孔（清底干净）可采用深层载荷板试验确定；当不能进行深层载荷板试验时，可按表5.3.6-1取值；、大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，按表5.3.6-2取值。 桩身周长，当人工挖孔桩桩周护壁为振捣密实的混凝土时，桩身周长可按护壁外直径计算。表5.3.61 干作业挖孔桩（清底干净，D=800mm） 极限端阻力标准值（kPa） 土名称状态黏性土0.25IL0.750

17、IL0.25IL 080018001800240024003000粉土0.75e0.9e0.751000150015002000砂土碎石类土稍密中密密实粉砂500700800110012002000细砂70011001200180020002500中砂100020002200320035005000粗砂120022002500350040005500砾砂140024002600400050007000圆砾、角砾160030003200500060009000卵石、碎石2000300033005000700011000注： 1 当桩进入持力层的深度hb分别为:hbD，D4D时，qpk可相应取低、

18、中、高值。 2 砂土密实度可根据标贯击数判定，N10为松散，10N15为稍密， 1530为密实。3 当桩的长径比时，宜取较低值。4 当对沉降要求不严时，可取高值。表5.3.62 大直径灌注桩侧阻尺寸效应系数、端阻尺寸效应系数 土类型黏性土、粉土砂土、碎石类土表5.3.52 桩的极限端阻力标准值qpk（kPa） 土名称桩型土的状态混凝土预制桩桩长l（m）泥浆护壁钻（冲）孔桩桩长l（m）干作业钻孔桩桩长l（m）l99 l1616305l1010l1515l3030l5l1010l1515l黏性土软塑0.75IL12108506501400120018001300190015025025030030

19、0450300450200400400700700950可塑0.50IL0.758501700140022001900280023003600350450450600600750750800500700800110010001600硬可塑0.25IL0.50150023002300330027003600360044008009009001000100012001200140085011001500170017001900硬塑0IL0.25250038003800550055006000600068001100120012001400140016001600180016001800220024

20、0026002800粉土中密0.75e0.9950170014002100190027002500340030050050065065075075085080012001200140014001600密实e0.7515002600210030002700360036004400650900750950900110011001200120017001400190016002100粉砂稍密10151400220021003000300045003800550060075075090090011001100120090010001700190017001900细砂中密、密实N152500400036

21、005000440060005300700065085090012001200150015001800120016002000240024002700中砂400060005500700065008000750090008501050110015001500190019002100180024002800380036004400粗砂570075007500850085001000095001100015001800210024002400260026002800290036004000460046005200砾砂中密、密实N156000950090001050014002000200032003

22、5005000角砾、圆砾N63.510700010000950011500180022002200360040005500碎石、卵石N63.5108000110001050013000200030003000400045006500全风化软质岩30N50400060001000160012002000全风化硬质岩3010600090001400220016002600强风化硬质岩N63.5107000110001800280020003000注： 1砂土和碎石类土中桩的极限端阻力取值，宜综合考虑土的密实度，桩端进入持力层的深径比hb/d，土愈密实，hb/d愈大，取值愈高； 2预制桩的岩石极限端

23、阻力指桩端支承于中、微风化基岩表面或进入强风化岩、软质岩一定深度条件下极限端阻力。3全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩指其母岩分别为frk15MPa 、frk30MPa的岩石。 钢管桩5.3.7 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定钢管桩单桩竖向极限承载力标准值时，可按下列公式计算： (5.3.7-1) 当5时， (5.3.7-2) 当5时， (5.3.7-3)式中 、分别按本规范表5.3.5-1、5.3.5-2取与混凝土预制桩相同值；桩端土塞效应系数，对于闭口钢管桩，对于敞口钢管桩按式(5.3.7-2)、（5.3.7-3）取值；桩端进入持力层深度；d钢管桩外径。对于带隔板

24、的半敞口钢管桩，应以等效直径代替d确定；其中为桩端隔板分割数（图5.3.7）。图5.3.7 隔板分割 混凝土空心桩5.3.8 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定敞口预应力混凝土空心桩单桩竖向极限承载力标准值时，可按下列公式计算： (5.3.8-1) 当30MPa，介于二者之间可内插取值。 为桩身嵌岩深度，当岩面倾斜时，以坡下方嵌岩深度为准；当为非表列值时，可内差取值。 后注浆灌注桩5.3.10 后注浆灌注桩的单桩极限承载力，应通过静载试验确定。在符合本规范第6.7节后注浆技术实施规定的条件下，其后注浆单桩极限承载力标准值可按下式估算： (5.3.10) 式中 后注浆非竖向增强段的

25、总极限侧阻力标准值；后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值；后注浆总极限端阻力标准值；桩身周长；后注浆非竖向增强段第层土厚度；后注浆竖向增强段内第层土厚度：对于泥浆护壁成孔灌注桩，当为单一桩端后注浆时，竖向增强段为桩端以上12m；当为桩端、桩侧复式注浆时，竖向增强段为桩端以上12m及各桩侧注浆断面以上12m，重叠部分应扣除；对于干作业灌注桩，竖向增强段为桩端以上、桩侧注浆断面上下各6m；、分别为后注浆竖向增强段第土层初始极限侧阻力标准值、非竖向增强段第土层初始极限侧阻力标准值、初始极限端阻力标准值；根据本规范第5.3.5条确定；、分别为后注浆侧阻力、端阻力增强系数，无当地经验时，可按表5.3.1

26、0取值。对于桩径大于800mm的桩，应按本规范表5.3.6-2进行侧阻和端阻尺寸效应修正。表5.3.10 后注浆侧阻力增强系数、端阻力增强系数土层名称淤泥淤泥质土黏性土粉土粉砂细砂中砂粗砂砾砂砾石卵石全风化岩强风化岩 1.21.31.41.81.62.01.72.12.02.52.43.01.41.82.22.52.42.82.63.03.03.53.24.02.02.4 注：干作业钻、挖孔桩，按表列值乘以小于1.0的折减系数。当桩端持力层为黏性土或粉土时，折减系数取0.6；为砂土或碎石土时，取0.8。5.3.11 后注浆钢导管注浆后可替代等截面、等强度的纵向主筋。 液化效应5.3.12 对于

27、桩身周围有液化土层的低承台桩基，当承台底面上下分别有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土或非软弱土层时，可将液化土层极限侧阻力乘以土层液化折减系数计算单桩极限承载力标准值。土层液化折减系数可按表5.3.12确定。表5.3.12 土层液化折减系数 自地面算起的液化土层深度dL(m)N0.6dL1010dL2001/30.6N0.8dL101/310dL202/30.8N1.0dL1010dL202/31.0注： N为饱和土标贯击数实测值；为液化判别标贯击数临界值；为土层液化指数； 对于挤土桩当桩距小于4d，且桩的排数不少于5排、总桩数不少于25根时，土层液化系数可取 2/31；桩间土标贯击数达

28、到时，取。当承台底非液化土层厚度小于1m时，土层液化折减系数按表5.3.12中降低一档取值。5.4 特殊条件下桩基竖向承载力验算软弱下卧层验算5.4.1 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1/3的软弱下卧层时，可按下列公式验算软弱下卧层的承载力（图5.4.1）: （5.4.1-1） （5.4.1-2）式中 作用于软弱下卧层顶面的附加应力；软弱层顶面以上各土层重度(地下水位以下取浮重度)的厚度加权平均值；硬持力层厚度；软弱下卧层经深度z修正的地基承载力特征值；、桩群外缘矩形底面的长、短边边长；桩周第层土的极限侧阻力标准值，无当地经验时，可根据成桩工艺按本规范表5.3.5-1取值；桩端硬持力层压力扩散角，按表5.4.1取值。表5.4.1 桩端硬持力层压力扩散角 135104060100200120230250300注： 、为硬持力层、软弱下卧层的压缩模量； 当时，取0，必要时，宜通过试验确定；当0.25Bot1时，取=1。3 中性点深度应按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算确定，也可参照表5.4.4-2确定。表5.4.4-2 中性点深度 持力层性质黏性土、粉土中密以上砂砾石、卵石基岩中性点深度比0.50.60.70.80.91.0注： 1 、分别为自桩顶算起的中性点深度和桩周软弱土层下限深度；2 桩穿过自重湿陷性黄土层时