1、目 录1 场地工程地质条件 1.1 工程概况： 1.2 勘察工作概况 2 场地类别和各 岩土工程地质条件评价 2.1 场地类别和各岩土工程地质条件评价 2.2 各岩土层承载力特征值及设计预估单桩承载力参数 3 基础 方案设计计算 3.1 桩型选择和持力层确定并验算单桩承载力 3.2 确定桩数及桩布置 3.3 桩基中各单桩受力验算 3.4 承台的抗冲切验算 3.5 承台的剪切验算 3.6 承台的配筋计算 3.7 桩基的配筋计算 3.8 桩基的设计说明 参考 文献 1 场地工程地质条件 1.1 工程概况：某高层住宅共 28 层，地下室 1 层，做车库和设备层使用。总建筑面积 16600m2，总建筑
2、高度 86.8m2.上部结构为剪力墙体系，基础设计为桩箱基础，箱基买只 3 深度为 5.5m。1.2 勘察工作概况根据地质勘察报告，场地内的岩土层分布及相关的物理力学指标见下附表。地表至 20m 深度的 1、2 层为主要含水层，属地下潜水，埋深一般在地表下 1m 左右，受大气降水及地表水影响明显。地下水无侵蚀性。2 场地类别和各岩土工程地质条件评价21 场地类别和各岩土工程地质条件评价拟建筑场地及其附近无不良地质现象，无活动地质构造断裂带分布，场地稳定性好。地震基本烈度为 7 度，建筑物抗震等级为 2 级。基础设计等级为 1 级。经波速实验测得建筑场地面以下 15m 内土体的平均剪切波速值为
3、155m|s，为中软场地类型，2 类建筑场地。自基岩以上地基土层的卓越周期为 T=0.88s。经现场标准贯入试验及室内颗粒分析，2 层粉土-粉砂属非液化土层。附表：层号 1 2a 2b 2c 2d 3 4 5 6岩土名称 杂填土 粉土粉土-粉砂淤泥质粉土粉土-粉砂粉质粘土 卵石强风化泥质粉砂岩中微风化粉砂岩土层埋深(m) 3.24.3 5.05.7 9.210.912.014.019.020.536.937.537.6383943W(%) 36.2 30.9 28.3 36.7 30.3 29.5 (kN/m3) 18.9 18.8 18.3 18.9 18.9 22.1 23E 0.86 1
4、.02 0.9 0.86IL 1.38 1.7 1.27 0.89IP 1013 59 720Es1-2(MPa) 11.2 15.3 7.3 8.9 5.2c(kPa) 13.7 uc () 10.1cuu(kPa) 21岩土物理力学指标 uu() 7注：斜线左上方数值表示灌注桩的摩擦力，右下方数值表示预制桩的摩阻力。KN(cm/s)2.1810-33.4310-3KH(cm/s) 1.5210-35.2610-3天然强度 (MPa)0.65 0.78干燥强度 c2.76 5.12岩石力学性质软化系数 0.15 0.14qc(MPa) 0.85 4.20 2.85 1.42 5.57 0.9
5、4 12.0fs(kPa) 18.3 39.7 2.16 37.1 55.7 20.9Ps(MPa) 1.00 4.94 3.35 1.67 6.55 1.11 14.12N(击) 9.2 11.0 8.5 13.9 5.7原位测试指标N53.5(击) 44.0 43.0Vs(m/s) 131 146 188 158 201 186 434 470fk(kPa) 80 120 110 80 130 110 500 300 1200qp(kPa) 3500 3000 5000设计建议值qs(kPa) 20/25 10/15 20/30 20/25 45/50 1002.2 各岩土层承载力特征值及
6、设计预估单桩承载力参数通过原位测试及土工试验结果计算，参照规范，各土层承载特征值 fk，钻孔灌注桩、人工挖孔桩桩周极限侧阻力标准值 qsik，桩端极限端阻力标准枝 qpk分别为：表 21 各岩土层承载力特征值及设计预估单桩承载力参数力 学指标土层名称厚度（m）承载力特征指值fk(Kpa)预制桩qsik(Kpa)人工挖孔桩qsik(Kpa)预制桩qpk(Kpa)人工挖孔桩qpk(Kpa)重度(k/m 3)压缩模量 siEaMP1 杂填土 4.0 80 20 20 192 粉土 1.0 120 56 56 400 800 20 853 粉土-粉砂 5.0 110 67 67 900 1800 20
7、 934 淤泥质粉土 3.0 80 58 58 1800 3200 27 1395 粉土-粉砂 7.0 130 58 58 900 1800 20 786 粉质粘土 6.0 110 67 67 1100 1200 20 1397 卵石 7.0 500 110 110 2400 3500 27 1808 强风化泥质粉砂岩1.0 300 67 67 1400 2200 20 789 中微风化粉砂岩 4.0 1200 120 120 1800 3000 25 167说明： 7 号卵石为持力层，为消除负摩阻力影响承台制于 3 号粉土粉砂上，桩径为 500 桩，预制桩进入持力层深度为 5d=2.5m，桩
8、长 16.5m3.1 桩型选择和持力层确定 并验算单桩承载力确定单桩竖向极限承载力标准值 ukQukspipkskLqA单桩极限摩阻力标准值（kN）skQ单桩极限端阻力标准值（kN）p桩的横断面周长（m）u桩的横断面底面积（ ）pA2m桩周各层土的厚度（m）iL桩周第 i 层土的单位极限摩 阻力标准值（ ）sikq akP桩底土的单位极限端阻力标准值（ ）pkq 2223.1405.7()/40.().7.86.89674.0582.101.pukdmAQkN3.2 确定桩数及桩布置确定单桩竖向极限承载力设计值 R,并确定桩数 N 及其布置。假设先不考虑群桩效应,估算单桩竖向承载力设计值 R
9、为：pkskPRQR单桩竖向极限承载力设计值，kN单桩总极限侧阻力力标准值，kNskQ单桩总极限端阻力力标准值，kNp桩侧阻力分项抗力系数s桩端阻力分项抗力系数p查表得： =1.65sp1276.548073.290.164RkN由上部荷载设计值：:;5;.7:45180;421;95;ANkMkmVBCk由此可知：3376.: 5;8.0PNk设计第一种：按轴力 P 和 R 估算桩数 n1为： 3765.410PR由于 n13，应考虑群桩效应和承台的效应确定 R。姑且先取桩数 n=4 根，桩的布置按矩形排列，桩距 ，取边桩30.51asdm中心至承台边缘距离为 1d=0.5m，布置见附图，则
10、承台底面尺寸为：2.5m2.5m。下面按桩数 n1=4，求单桩竖向承载力设计值 R： pkskckQ其中： ckcAnqQ2kfiecccA侧阻群桩效应系数s端阻群桩效应系数p承台土阻力阻群桩效应系数c承台内区土阻力群桩效应系数i承台外区土阻力群桩效应系数ec承台土阻力分项抗力系数桩基中相应于每一根桩的承台底地基土极限抗力标准值（kN） ，ckQ承 台 底 1/2 承 台 宽 度 的 深 度 范 围 内 （ ） ， 地 基 土 极 限 抗 力 标 准q ml5值 ， 可 按 地 基 规 范 中 相 应 的 地 基 土 承 载 力 标 准 值 乘 以 2 取 值 ， （ ） ；kN承 台 底 地
11、 基 土 净 面 积 （ ） 。cA2承 台 内 区 的 净 面 积i承 台 外 区 的 净 面 积ec承 载 力 特 征 值 ，kf akP查 表 得 ： 1.65sp.7c2026p.ic 0.3ec 46ckaqkP22.5.Am169.8754ckQkNn22.500iceicAm.4.63.197625c27806.851.0.146.0aR kP下 面 验 算 取 是 否 合 适4n承 台 重 ：2.501.72.5GkN36814.PnR故 取 4 根 桩 可 以 ， 确 定 承 台 底 面 尺 寸 及 桩 的 排 列 见 附 图设计：按轴力 P 和 R 估算桩数 n2为： 15
12、763.410PR由于 n13，应考虑群桩效应和承台的效应确定 R。姑且先取桩数 n=6 根，桩的布置按矩形排列，桩距 ，取边桩30.51asdm中心至承台边缘距离为 1d=0.5m，布置如附图 ，则承台底面尺寸为：2.5m4.0m。下面按桩数 n1=6，求单桩竖向承载力设计值 R： pkskckQ其中： ckcAnqQ2kfiecccA查 表 得 ： 1.65sp.70c2026p.ic.3ec46ckaqkP22.501.Am1743.6ckQkNn22.50.5.0iceicAm3.7616c25480743.1021.0. aR kP下 面 验 算 取 是 否 合 适6n承 台 重 ：
13、 2.5401.7340.GkN62.PR故 取 6 根 桩 可 以 ， 确 定 承 台 底 面 尺 寸 及 桩 的 排 列 见 附 图设计：按轴力 P 和 R 估算桩数 n3为： 4528.016PR由于 n33，应考虑群桩效应和承台的效应确定 R。姑且先取桩数 n=4 根，桩的布置按矩形排列，桩距 ，取边桩30.51asdm中心至承台边缘距离为 1d=0.5m，布置如图 1-1，则承台底面尺寸为：2.5m2.5m。下面按桩数 n1=4，求单桩竖向承载力设计值 R： pkskckQ其中： ckcAnqQ2kfiecccA查 表 得 ： 1.65sp.70c2026p.ic.3ec46ckaq
14、kP22.5.Am169.8754ckQkNn22.500iceicAm.4.63.197625c1276.548069.875.0.2146.1.60aR kP下 面 验 算 取 是 否 合 适4n承 台 重 ： 7.GkN452803516.PR故 取 4 根 桩 可 以 ， 确 定 承 台 底 面 尺 寸 及 桩 的 排 列 如 图 1-33.3 基中各单桩受力验算对于第一种:单 桩 所 受 的 平 均 竖 向 作 用 力 为 ：3765.21.94.516.PGNRkNn桩 基 中 单 桩 最 大 受 力 为 ：maxax21yinjMxP作 用 于 承 台 底 面 的 外 力 对 通
15、 过 群 桩 形 心 的 y 轴 的 力 矩 设 计 值yM第 桩至 y 轴的距离，mixima 22135.641.70594. 132169.inijPGN kNRkN 桩基中单桩最小力 为：niNmx 22135.641.70594. 94.0yii ijMxPGkN以上二项都满足要求由于水平力 。6.4TkN则与竖向的合力与铅锤线夹角 26.4tan0.735TP，故可以不验算单桩竖向承载力。tan0.7tan5对于第二种:单 桩 所 受 的 平 均 竖 向 作 用 力 为 ：5763.4017.2514.03PGNRkNn桩 基 中 单 桩 最 大 受 力 为 ：maxax21yin
16、jMxP作 用 于 承 台 底 面 的 外 力 对 通 过 群 桩 形 心 的 y 轴 的 力 矩 设 计 值yM第 桩至 y 轴的距离，mixima 22130.51.757. 108.3.21693.4inijPGN kNRkN 桩基中单桩最小力 为：niNmx 22135.641.70507. 6.470yii ijMxPG kN 以上二项都满足要求由于水平力 。0.TkN则与竖向的合力与铅锤线夹角 20.1tan.35576TP=0.0875，故可以不验算单桩竖向承载力。tan.35tan对于第三种:单 桩 所 受 的 平 均 竖 向 作 用 力 为 ：4528.01.85.146.5
17、PGNRkNn桩 基 中 单 桩 最 大 受 力 为 ：maxax21yinjMxP作 用 于 承 台 底 面 的 外 力 对 通 过 群 桩 形 心 的 y 轴 的 力 矩 设 计 值yM第 桩至 y 轴的距离，mixima 2214.195.7085. 1462169.inijPGN kNRkN 桩基中单桩最小力 为：nimx 2214.195.706. 185.0yii nijMxPGN kN以上二项都满足要求由于水平力 。9.5Tk则与竖向的合力与铅锤线夹角 29.5tan0.7836TP，故可以不验算单桩竖向承载力。tan0.78tan3.4 台的抗冲切验算对于第一种：取承台 1.7
18、m，钢筋混凝土保护层厚度 100mm，构造见图 14，选用混凝土为 其30C。取柱的截面尺寸为：420mm600mm21430tfkNm（1）柱对承台的冲切验算根 据 公 式 ： ； ； ；010hufFmt1iFN2.07式 中 ： 建 筑 桩 基 重 要 性 系 数 ， 取 =1.1；0作 用 于 冲 切 破 坏 上 的 冲 切 力 设 计 值 （ ） ， 即 等 于 作 用 于 桩 的 竖 向1 k荷 载 设 计 值 F 减 去 冲 切 破 坏 锥 体 范 围 内 各 基 桩 底 的 净 反 力 设 计 值 之 和 ；承 台 混 凝 土 抗 拉 强 度 设 计 值 （ ） ；tf N冲
19、切 破 坏 锥 体 有 效 高 度 中 线 处 的 周 长 （ ） ；mu20hm0h承 台 冲 切 破 坏 锥 体 的 有 效 高 度 （ ） ；冲 切 系 数 ；冲 跨 比 ， ， 为 冲 跨 ， 即 柱 边 或 承 台 变 阶 处 到 桩 边 的 水 平0/ah0距 离 ， 按 圆 桩 的 有 效 宽 度 进 行 计 算 。 当 时 ， 取 =0.20 ； 当02.hah时 ， 取 = 。0ha0F作 用 于 柱 （ 墙 ） 底 的 竖 向 荷 载 设 计 值 ；冲 剪 破 坏 椎 体 范 围 内 各 基 桩 的 净 反 力 (不 计 承 台 和 承 台 上 自 重 )iN设 计 值 之
20、 和 。对 于 圆 桩 ： 计 算 时 应 将 截 面 换 算 成 方 桩 ， 取 换 算 柱 或 者 柱 截 面 边 宽=0.8d。pb可求得冲垮比 与 冲 剪 系 数柱的截面尺寸为：600mm420mm 107016.ohm13765.0.5iFNkN 00 02= .1.72.0.56+341.720745+20.(.4.3)1.(.6.25)1430.6oxxoyyoxcyocoxtahhbahafmmkPam017896753kNFkNk满足要求四 桩 承 台 需 进 行 角 桩 冲 切 验 算对于六台：取承台 1.7m，钢筋混凝土保护层厚度 100mm，构造见图 14，选用混凝土为
21、 其30C。21430tfkNm（1）柱对承台的冲切验算根 据 公 式 ： ； ； ；010hufFmt1iFN2.0776.oh m153.5i k 000= .62.70.87.5+34216.70745+20.8(.42.3)1.(.61.)4301.6oxxoyyoxcyocoxtahhbahafmmkPam01155735kNFkNk满足要求非四桩承台，无需进行角 桩 冲 切 验 算 ， 所 以 承 台 不 发 生 冲 切 破 坏 。对于第二种：取承台 1.7m，钢筋混凝土保护层厚度 100mm，构造见图，选用混凝土为 其30C。21430tfkNm（1）柱对承台的冲切验算根 据 公
22、 式 ： ； ； ；010hufFmt1iFN2.0776.oh m14528.i k 00025= .6.72.0.1+3456.720.1.74+20.(.4.3).5(.6.25)1430.6oxxoyyoxcyocoxtahhbahafmmkPam017896284kNFkNk满足要求第三种是四桩承台，需进行角 桩 冲 切 验 算 。（ 2） 角 桩 冲 切 验 算对 于 两 种 四 桩 台 分 析 ：对 于 四 桩 承 台 ， 受 角 桩 冲 切 的 承 台 应 满 足 下 式 ：； 011210 2hfacacNtxyyx ； .481x；2.01yx式 中 ： 作 用 于 角 桩
23、 顶 的 竖 向 力 设 计 值 （ ） ；1NkN角 桩 的 冲 切 系 数 ；yx1,角 桩 冲 跨 比 ， 其 值 满 足 0.2 1.0， = ， = ； xha1y1从 角 桩 内 边 缘 至 承 台 外 边 缘 的 距 离 （ ） ， 此 处 应 取 桩 的 有 效 宽21,c m度 ；从 承 台 底 角 桩 内 边 缘 引 一 冲 切 线 与 承 台 顶 面 相 交 点 ，21,yxa1, 045至 角 桩 内 边 缘 的 水 平 距 离 ； 当 柱 或 承 台 边 阶 处 位 于 该 线 以 内 时 ， 取 由 柱 边 或变 阶 处 与 桩 内 边 缘 连 线 为 冲 切 锥
24、体 的 锥 线 。对 第 一 种 ： 1max23.1NkN对 第 三 种 ： 46，1250xam1340ya120.7c0hm=x5.6h=y1340.211.8.056x41.2.y所 以 ： 11210xxytaaccfh01.7.7.3486143.622kN对 两 种 四 桩 台 均 满 足 要 求所 以 承 台 两 种 四 桩 台 均 不 发 生 冲 切 破 坏 。3.5 承台剪切验算对两种四桩台分析： 对 于 柱 下 正 方 形 独 立 承 台 ， 只 需 要 对 柱 的 一 个 轴 进 行 验 算 承 台 的 斜 截 面 抗 剪 承 载 力即 可 。 桩 基 规 范 规 定
25、， 剪 切 破 裂 面 为 通 过 柱 边 和 桩 边 连 接 线 形 成 的 斜 截 面 ， 抗 剪 验 算应 满 足 ： 0xVy式 中 ： 垂 直 于 x 方 向 斜 截 面 的 最 大 剪 力 值 ， 可 取 抗 剪 计 算 截 面 一 侧 的 桩 顶 净xV反 力 设 计 值 总 和 （ ） ；kN垂 直 于 y 方 向 斜 截 面 的 最 大 剪 力 值 ， 可 取 抗 剪 计 算 截 面 一 侧 的 桩 顶y净 反 力 设 计 值 总 和 （ ） ；垂 直 于 x 方 向 的 斜 截 面 抗 剪 承 载 力 设 计 值 （ ）xV0 kN垂 直 于 y 方 向 的 斜 截 面 抗
26、 剪 承 载 力 设 计 值 （ ）y= ，xV00hbfyc= ，yx剪 切 系 数 ， 当 时 ， ；.34.15.12当 时 ， ；4.13.0.02计 算 截 面 剪 跨 比 ， = ， 。 当 时 ， 取 =0.3，xV0ha0y3.当 ， 取 =3；混 凝 土 轴 心 抗 压 强 度 设 计 值 （ ） ；cf kP承 台 计 算 截 面 的 有 效 高 度 （ ） ；0hm， 承 台 计 算 截 面 处 的 计 算 高 度 （ ） 。xby对 于 - 截 面 抗 剪 验 算 ：=1.02.5ycbB对 第 一 种 ： max3246.xVNkN对 第 三 种 ： .91025.1
27、6xh3对 第 一 种 :00 0.214.5614.246.xcy xVfbhkNVkN 对 第 三 种 ：00 0.3093.xcy xf于 - 截 面 抗 剪 验 算=1.02.5xcbL对 第 一 种 ： max2123.46.yVNkN对 第 三 种 ： 9104.2150.36yh3对 两 种 四 桩 台 ： 00 02145614.xcx yVfbkNV所 以 两 种 均 满 足 要 求对 第 二 种 分 析 ：对 于 - 截 面 抗 剪 验 算 ：=1.02.5ycbBmax836xVNkN10.25xh13600 0.1342.5746256.xcy xVfbhkNVkN 于
28、 - 截 面 抗 剪 验 算 - 截 面 左 侧 共 3 根 单 桩 其 反 总 力 为 ：=xV13028.4.09Nk10.15.36yah取 =0.3 =1.01y.2.34.xcbLm00 02136834.xcx yVf kNV第 三 种 满 足 要 求3.6 的配筋计算混凝土采用 ，钢筋用 II 级钢筋15C2/30mNfy对第一种的分析：承台 I-I 截面处最大弯矩 mkNM.123)5.0.(12max 260 0.139.2. mhfMAys 每米宽度范围的配筋 ，选245.As 22714,07140sAm整个承台宽度范围内用筋 根，取 20 根7.承台 - 截面处最大距
29、kNyN.35)(32max260 .0139.5.hfMAys 每米宽度范围的配筋 ，选27.2As22814,317sAm整个承台宽度范围内用筋 根，取 20 根。850所以整个承台 7A 双向布置，即 （双向布置）详细见图纸14对第二种的分析：承台 I-I 截面处最大弯矩 mkNyNM.7520).01(3.282max 60 .591039.75.hfAys 每米宽度范围的配筋 ，选27.48.As22618,575sm整个承台宽度范围内用筋 根，取 24 根6.0承台 - 截面处最大距 mkNyNM.0123)5.34.0(18max 260 .1039.2.hfAys每米宽度范围的
30、配筋 ，选235.8As22814,31sA整个承台宽度范围内用筋 根，取 20 根2所以整个承台第二种横向布置 24 18，纵向布置 20 14.详细见图纸对第三种分析：承台 I-I 截面处最大弯矩 mkNyNM.6124)5.0.(61242max 60 0.8139.4.hfAys 每米宽度范围的配筋 ，选2154.2086mAs22814,3154sAm整个承台宽度范围内用筋 根，取 20 根承台 - 截面处最大距 kNyNM.06)50(6ax260 .35791039.54.hfAys 每米宽度范围的配筋 ，选2.4.2mAs 22618,57143sAm整个承台宽度范围内用筋 根
31、，取 15 根65所以整个承台 7C 横向布置 20 14，纵向布置 15 18，详见附图3.7 的配筋计算混凝土采用 ，钢筋用15C35HRB0.9ucysNfA轴向压力承载力设计值；uN0.9可靠度调整系数钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数根据试验结果及数理统计可得下列经验公式：当 时：834lb=1.1770.12lb当 时：50l .87l混凝土设计规范中，对于细长比 较大的构件，考虑到荷载初始偏心和长期荷lb载作用下对构件的不利影响较大， 的取值比按经验公式所得到的 值还要降低一些，以保证安全。对于细长比 比小于 20 发构件，考虑到过去使用经验， 的值略微抬高一些。lb“规范”采用的
32、 值见表 6-1混凝土的轴心抗压强度设计值cfA构件截面面积纵向钢筋的抗压强度设计值；yf全部纵向钢筋的截面面积s当纵向钢筋配筋大于 %时，式中 A 应改用31.2lm.4ld查表得 =0.6对第一种：（1）求纵筋 ：sA已知矩形混凝土上截面面积：A=200000 2m=21333411.07.100.93096scyNAfAf2m（2）计算配筋 ：=1.07%0.8%2130.7A故选用 8 根二级钢筋 配筋图见附图5s对第二种：（1）求纵筋 ：sA已知矩形混凝土上截面面积：A=200000 2m=1546341108.17.010.9396scyNAfAf2m（2）计算配筋 ：=0.77%
33、0.6%1540.72A故选用 8 根 16 钢筋 配筋图见附图68sm对第三种：（1）求纵筋 ：sA已知矩形混凝土上截面面积：A=200000 2m=17193411056.7.010.939scyNAfAf2m（2）计算配筋 ：=0.86%0.8%170.862A故选用 8 根 16 钢筋 配筋图见附图。68sm参考文献岩 土 工 程 勘 察 规 范 （ GB50021-94） ， 中 国 建 筑 工 业 出 版 社 ， 1994 年 :1建 筑 桩 基 技 术 规 范 （ JGJ94-94） ， 中 国 建 筑 工 业 出 版 社 ， 1994 年 ：2卢廷浩. 土力学.河海大学出版社，
34、2002：3华 南 理 工 大 学 ， 东 南 大 学 ， 浙 江 大 学 ， 湖 南 大 学 主 编 地 基 及 基 础 中 国 建 筑4工 业 出 版 社 ， 1998 年 ：段 新 胜 .顾 湘 编 著 桩 基 工 程 中 国 地 质 大 学 出 版 社 ， 1998 年 ；5袁聚云 李镜培，陈光敬编著 土木工程专业毕业设计指南岩土工程分册 中6国水利水电出版社，1999 年；林天健 熊厚金 王利群编著 桩基础设计指南 中国建筑工业出版社，1999 年；7陈 仲 颐 叶 书 麟 编 著 基 础 工 程 学 中 国 建 筑 工 业 出 版 社 ， 1990 年 ；8周 景 星 王 洪 瑾 虞 石 民 李 广 信 编 著 基 础 工 程 清 华 大 学 出 版 社 ， 1996 年 ：9高 大 钊 桩 基 础 的 设 计 方 法 与 施 工 技 术 机 械 工 业 出 版 社 ：10
