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桩基础总结

桩基础总结
一、桩基础使用条件
多高层结构,地基承载力较小不能满足天然基础的条件,地质较差,软弱土层或坚硬持力层埋深大,应采用桩基础。

具体的基础选型可根据地勘报告推荐的基础形式,亦可参考公司的设计标准,如下表所示:
推荐桩的形式以及桩的适用条件如下表所示:
二、地勘报告(以龙华地勘为例)
1、地勘报告的土质承载力
桩基础的布置形式需要注意土质的承载力情况,以及土下是否存在孤石等不利条件,桩基础的设计主要查看桩基力学性质指标取值表,如下(龙华地勘例表)
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2、挖孔桩可考虑残积土及以下岩层的侧阻力,桩直径按不考虑护壁厚度计算;
3、预制桩的侧阻力特征值对静压桩取中低值,打入桩取中高值。

2、地勘报告的土质深度情况
具体步骤如下:
1)查看布孔总图首先根据布孔图查看建筑所在位置的孔的编号,例如03地块的布孔位置如图红色标志所示,着重观察这8个点,其中2个为控制孔,6个为一般性孔。

2)查看相关孔洞的柱状图柱状图已标明土底深度、厚度、土底标高的信息,把每个柱状图的信息汇总到Exal表格,如下表所示。

对于建筑面积小,孔洞数量少的工程,则可取全部孔洞的土层包络值作为桩基设计的依据;对于大面积的工程而言,可取局部的孔洞土层包络值作为局部桩基设计的依据。

三、桩基设计
1、桩基承载力输入
单桩承载力特征值与桩侧摩擦阻力、桩端阻力、抗拔承载力和桩身承载力有关。

一般不涉及拔力的桩不考虑抗拔承载力计算。

桩基单桩的承载力可按下式计算:
R a=q pa A p+u p∑q sia l i
桩身承载力:
Q≤A p f cφc
单桩的承载力取上述两个计算结果的最小值,但设计时仍需要留一定的富余量。

实际承载力以试桩结果为准。

下表取龙华项目的桩作为例子计算。

(旋挖桩)
地面绝对标高取52.45m,地下室高度9.6m,取承台顶的绝对标高42.85m。

则土层从42.85m开始算起。

假设柱伸入强风化层5m,桩长计算可得25m。

单桩承载力特征值为5840.4Kpa,可取整为5500Kpa作为单桩的承载力特征值输入。

2、布桩原则
一般原则是竖向承受构件下布置桩+承台,每片剪力墙下的桩根数的计算由下式确定:
每片剪力墙桩根数=该片剪力墙的竖向荷载基本组合轴力最大值/单桩承载力
得到桩数后,布桩时使桩基的承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合。

设计院的做法为:首先通过盈建科软件计算上部荷载基本组合轴力最大值得到桩数,然后导出竖向永久荷载合力作用点图到CAD里面,然后布桩和承台,最后导入到盈建科软件进行计算。

(1)桩承台的布置原则
桩距:摩擦桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍;扩底灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的1.5倍
构造要求:1)承台宽度不应小于500mm;2)边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长;3)桩的外边缘至承台边缘的距离不小于150mm;4)条形承台梁,装的外边缘至承台梁边缘的距离不小于75mm。

A、单桩承台:
1)承台厚度一般情况下≤800mm,同时满足柱、剪力墙纵筋锚固长度和支承地梁所需高度为准;
2)承台钢筋设计成三向闭合箍,若承台与地下室底板相连则垂直方向设计成U型箍;
3)人工挖孔桩单桩承台,当墙长度伸出桩边≤500mm时,垂直方向双向配Φ12@200,水平箍筋ф10@200,当墙长度伸出桩边>500mm且对应剪力墙外伸方向无地梁时,承台需按计算配筋。


4)独立桩基承台的最小配筋率不应小于0.15%。

B、两桩承台:
1)当剪力墙直接支承至桩上时,承台厚度可按单桩承台的设计原则选用,底筋按深受弯构件进行计算,面筋及箍筋均为Φ12@200,箍筋仅配外箍;
2)当剪力墙或柱不直接支承在桩上,除面筋为Φ12@200外,承台厚度及其它配筋按计算确定;
C、三桩及以上承台:
1)三桩及以上承台厚度一般情况下取值如下:
Φ400时 1100~1200mm
Φ500,单桩承载力特征值为2000KN时1300~1400mm
Φ500,单桩承载力特征值为2300KN时1500~1600mm ;
2)核心筒承台厚度由外圈桩按冲切计算确定,配筋一般情况下按构造配置,厚度参考值:管桩1200~1600,人工挖孔桩2000~2500;
3)承台厚度在满足冲切计算的情况下尽量取低值;承台受力筋最小配筋率取
0.15%;
4)核心筒下的桩宜布置在剪力墙下或外侧,避免布置在电梯井中心,以省承台面筋。

3、计算结果判断
桩及承台的计算结果主要有5个控制指标:1)地基承载力验算;2)冲切;3)受剪切;4)局部受压;5)沉降(对于特殊建筑)
1)地基承载力(广东规范)
竖向荷载:N k<R;N kmax<1.1R
竖向荷载与风荷载组合:N k<1.2R;N kmax<1.3R
竖向荷载与地震作用的组合:N k<1.25R;N kmax<1.5R
2)冲切
柱对承台的冲切:F l≤2[a ox(b c+a oy)+a oy(ℎc+a ox)]βℎp f tℎ0
角桩对承台的冲切:基础规范8.5.19
通过盈建科软件判断:R/S-抗冲切承载力/冲切力;大于1满足,小于1不满足3)受剪切
基础规范8.5.21:V≤βℎsβf t b0ℎ0
通过盈建科软件判断:R/S-抗剪承载力/设计剪力;大于1满足,小于1不满足4)局部受压
通过盈建科软件判断:R/S-局部受压承载力/压力剪力;大于1满足,小于1不满足
5)沉降
基础规范8.5.13规定的建筑需要验算沉降。

沉降的变形允许值见基础规范表5.3.4.
4、桩基配筋
根据盈建科配筋计算结果进行配筋,但需要满足以下构造要求
(1)承台
基础规范8.5.17:1)钢筋双向均匀通长布置;2)钢筋直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm;3)对于三桩承台,钢筋应按三向板带均匀布置,且最里面的三根钢筋围成的三角形应在柱截面范围内;4)承台梁主筋满足最小配筋率要求,主筋直径不宜小于12mm,架立筋不宜小于10mm,箍筋不宜小于6mm;5)柱下独立桩基础承台的最小配筋率不应小于0.15%;6)钢筋的锚固长度不应小于35倍钢筋直径,当不满足时应将钢筋向上弯折,此时钢筋水平段的长度不应小于25倍钢筋直径,弯折段的长度不应小于10倍钢筋直径。

(2)桩
桩基规范4.1.1条规定:正截面配筋率0.65%-0.2%(小直径桩取高值);对受荷特别大的桩、抗拔桩和嵌岩端承桩应根据计算确定配筋率。

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