第四章桩基础的设计计算3.pptx

除除强强度度验验算算外外，上上述述各各项项均均可可根根据据本本章章前前述述有有关关内内容容初初步步拟拟定定，经经验验算算后后若若不不能能满满足足有有关关要要求求，仍仍须须修修改改设设计计，直至满足为止。直至满足为止。承承台台强强度度验验算算按按极极限限状状态态设设计计，强强度度验验算算的的主主要要验验算算内容有：内容有：承台局部受压；承台局部受压；抗冲切验算；抗冲切验算；底板抗弯强度验算及配筋计算；底板抗弯强度验算及配筋计算；抗剪切强度验算。抗剪切强度验算。桩顶承台混凝土局部受压验算桩顶承台混凝土局部受压验算 基本概念基本概念 对对于于桩桩顶顶直直接接埋埋入入承承台台的的预预制制桩桩，在在很很多多情情况况下下承承台台混混凝凝土土标标号号低低于于桩桩身身混混凝凝土土标标号号，为为确确保保承承台台不不破破坏坏，应应验算桩顶处承台混凝土的局部受压强度。验算桩顶处承台混凝土的局部受压强度。校核方法校核方法0结结构构重重要要度度系系数数（根根据据建建筑筑物物重重要要性性分分为为三三级级，分分别别取：取：1.1、1.0、0.9）；）；Nd局局部部承承压压面面积积上上局局部部压压力力设设计计值值（一一般般取取桩桩的的最最大大轴轴向力）；向力）；混凝土局部承压强度提高系数混凝土局部承压强度提高系数fcd混凝土轴心抗压强度设计值；混凝土轴心抗压强度设计值；Al混凝土局部承压面积（取承台内基桩桩顶横截面面积）；混凝土局部承压面积（取承台内基桩桩顶横截面面积）；Ab局局部部承承压压时时的的计计算算底底面面积积，可可以以参参照照钢钢筋筋混混凝凝土土构构件件进行计算。进行计算。局局部部承承压压不不能能满满足足要要求求时时，应应在在承承台台内内桩桩的的顶顶面面以以上上设设置置12层钢筋网片（层钢筋网片（P.168）。）。埋入承台部分桩顶处桩侧与承台混凝土受压验算埋入承台部分桩顶处桩侧与承台混凝土受压验算承承台台底底板板底底面面处处的的桩桩截截面面上上的的荷荷载载：轴轴向向力力Pi、弯弯矩矩Mi、剪力剪力Qi 桩桩顶顶承承台台混混凝凝土土局局部部受受压压验验算算主主要要是是验验算算在在轴轴向向力力Pi作作用用下下的的混混凝凝土土局局部部承承压压强强度度，在在考考虑虑弯弯矩矩Mi、剪剪力力Qi的的作作用用时时，应应考考虑虑承承台台侧侧面面由由于于弯弯矩矩与与剪剪力力而而产产生生侧侧向向压压力力的的作用下的局部承压强度。作用下的局部承压强度。如如图图示示，假假定定桩桩伸伸入入承承台台长长度度为为l1，则则作作用用于于中中心心处处的的弯矩：弯矩：在在Qi的作用下，的作用下，考考虑虑桩桩截截面面形形状状对对桩桩侧侧应应力力的的影影响响系系数数，圆圆桩桩=1.27；方桩；方桩=1.0。桩侧与承台混凝土受压验算：桩侧与承台混凝土受压验算：fcd桩桩顶顶或或承承台台混混凝凝土土的的抗抗压压强强度度设设计计值值（取取两两者者强强度度等等级低者）级低者）0桥梁结构重要性系数。桥梁结构重要性系数。承台悬出部分验算承台悬出部分验算 承承台台悬悬出出墩墩身身外外，边边桩桩中中心心位位于于墩墩身身底底面面以以外外，且且墩墩台台柱柱边边缘缘至至外外排排桩桩中中心心的的距距离离大大于于承承台台高高度度时时，应应验验算算在在承承台台悬悬出出部部分分的的桩桩对对承承台台的的作作用用，一一般般可可近近似似地地按按承承台台底底板悬出部分为悬臂梁进行计算。板悬出部分为悬臂梁进行计算。承台的抗冲切承载力验算承台的抗冲切承载力验算 墩、台柱下冲切破坏验算墩、台柱下冲切破坏验算 承台周边桩向上冲切破坏验算承台周边桩向上冲切破坏验算 墩、台柱下冲切破坏验算墩、台柱下冲切破坏验算 沿沿墩墩台台柱柱向向下下冲冲切切的的破破坏坏锥锥体体采采用用自自墩墩台台柱柱边边缘缘至至相相应应桩桩顶顶边边缘缘连连线线构构成成冲冲切切锥锥体体；桩桩顶顶位位于于承承台台顶顶面面以以下下1 1倍倍有效高度有效高度h h0 0处。处。冲切锥体斜面与水平面的夹角冲切锥体斜面与水平面的夹角45；冲切锥体斜面与水平面的夹角冲切锥体斜面与水平面的夹角45时，取时，取45计算。计算。墩墩台台柱柱向向下下冲冲切切承承台台的的冲冲切切承承载载力力验验算算公公式式（矩矩形形承承台）：台）：Fid作作用用在在冲冲切切破破坏坏锥锥体体上上的的冲冲切切力力设设计计值值，可可取取墩墩台台柱柱的的竖竖向向力力设设计计值值（包包括括承承台台破破坏坏锥锥体体的的重重力力）减减去去冲冲切切锥锥体范围内桩的反力设计值；体范围内桩的反力设计值；bx、by墩台柱作用面积的边长；墩台柱作用面积的边长；ax、ay冲冲跨跨，冲冲切切破破坏坏锥锥体体侧侧面面顶顶边边与与底底边边间间的的水水平平距距离离，即墩台柱边缘到桩内边缘的水平距离，即墩台柱边缘到桩内边缘的水平距离，ax、ayh0；x、y冲跨比；冲跨比；当当 取取 与冲跨比与冲跨比x、y对应的冲切承载力系数；对应的冲切承载力系数；ftd混凝土轴心抗拉强度设计值。混凝土轴心抗拉强度设计值。承台周边桩向上冲切破坏验算承台周边桩向上冲切破坏验算 指指墩墩台台柱柱向向下下冲冲切切破破坏坏锥锥体体以以外外的的周周边边桩桩（角角桩桩或或边边桩），向上冲切承台的冲切承载力验算。一般有两种情况：桩），向上冲切承台的冲切承载力验算。一般有两种情况：u 角桩冲切承载力验算角桩冲切承载力验算Fld角桩竖向力设计值；角桩竖向力设计值；bx、by承台边缘至桩内边缘的水平距离；承台边缘至桩内边缘的水平距离；ax、ay冲冲跨跨，桩桩边边缘缘至至相相应应柱柱或或墩墩台台柱柱边边缘缘的的水水平平距距离离，ax、ayh0；x、y冲跨比；冲跨比；当当 取取 与冲跨比与冲跨比x、y对应的冲切承载力系数；对应的冲切承载力系数；v 边桩冲切承载力验算（边桩冲切承载力验算（）Fld边桩竖向力设计值；边桩竖向力设计值；bx承台边缘至桩内边缘的水平距离；承台边缘至桩内边缘的水平距离；bp方桩的边长；方桩的边长；ax冲冲跨跨，桩桩边边缘缘至至相相应应墩墩台台柱柱边边缘缘的的水水平平距距离离，axh0；注意问题注意问题u 计计算算圆圆形形桩桩时时，将将圆圆形形截截面面换换算算成成边边长长为为0.8倍倍桩桩径径的的方方形桩：形桩：b=0.8d；v 对对于于锥锥形形承承台台，沿沿墩墩台台柱柱边边冲冲切切验验算算式式中中的的h0取取沿沿墩墩台台柱边缘垂直截面的承台有效高度；柱边缘垂直截面的承台有效高度；w 对对于于锥锥形形承承台台，角角桩桩、边边桩桩冲冲切切验验算算式式中中的的h0取取承承台台边边缘截面的有效高度。缘截面的有效高度。承台悬臂抗弯验算承台悬臂抗弯验算 按按现现行行公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土桥桥梁梁设设计计规规范范规规定定，当当承承台台下下外外排排桩桩中中心心距距墩墩台台身身边边缘缘距距离离大大于于承承台台高高度度时时，承承台台正正截截面面（两两个个方方向向）的的抗抗弯弯承承载载力力可可作作为为悬悬臂臂梁梁按按一一字字“梁式体系梁式体系”进行验算。进行验算。承承台台抗抗弯弯验验算算截截面面取取承承台台悬悬出出部部分分墩墩身身底底边边缘缘截截面面（前图中（前图中-截面）。截面）。上缘承台混凝土抗压强度验算：上缘承台混凝土抗压强度验算：M1悬悬出出部部分分各各桩桩桩桩顶顶轴轴向向力力（承承台台底底面面处处）Pi对对验验算算截截面的计算弯矩设计值；面的计算弯矩设计值；M2悬悬出出部部分分承承台台自自重重及及上上面面土土重重、水水柱柱重重对对验验算算截截面面的的计算弯矩设计值；计算弯矩设计值；Wh承台验算截面对混凝土受压边缘的换算截面抵抗矩；承台验算截面对混凝土受压边缘的换算截面抵抗矩；fcd混凝土抗压强度设计值；混凝土抗压强度设计值；0桥梁结构的重要性系数。桥梁结构的重要性系数。下缘钢筋抗拉强度验算：下缘钢筋抗拉强度验算：Wg承台验算截面对受拉钢筋重心处的换算截面抵抗矩；承台验算截面对受拉钢筋重心处的换算截面抵抗矩；fsd钢筋抗拉强度设计值；钢筋抗拉强度设计值；承台斜截面验算承台斜截面验算承台斜截面抗剪承载力验算：承台斜截面抗剪承载力验算：Nid承承台台悬悬臂臂下下面面每每排排桩桩的的竖竖向向力力设设计计值值，取取其其中中一一根根最最大值乘以该排桩的根数；大值乘以该排桩的根数；G验验算算截截面面以以外外承承台台悬悬出出部部分分自自重重及及其其上上水水柱柱、土土柱柱重重力设计值；力设计值；fcu，k边长边长150mm混凝土立方体抗压强度标准值（混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）；）；P斜截面内纵向受拉钢筋百分率：斜截面内纵向受拉钢筋百分率：P=100，=As/bh0，P2.5 取取 P=2.5；As承台截面计算宽度内纵向受拉钢筋截面面积。承台截面计算宽度内纵向受拉钢筋截面面积。m剪跨比：剪跨比：当当m0.5时，取时，取m=0.5axi、ayi沿沿x轴轴、y轴轴墩墩台台边边缘缘至至计计算算斜斜截截面面外外侧侧第第i排排桩桩边边缘缘的的距距离离；当当为为圆圆形形截截面面桩桩时时，可可换换算算为为边边长长等等于于0.8倍倍圆桩直径的方形截面桩进行计算；圆桩直径的方形截面桩进行计算；bs承台计算宽度；承台计算宽度；h0承台有效高度。承台有效高度。注意事项：当承台的同方向可作出多个斜截面破坏面时，应分别对每个注意事项：当承台的同方向可作出多个斜截面破坏面时，应分别对每个斜截面进行抗剪承载力计算。斜截面进行抗剪承载力计算。承台配筋计算承台配筋计算 承承台台配配筋筋按按墩墩台台柱柱边边缘缘截截面面为为计计算算截截面面，算算出出该该截截面面的最大弯矩，并按钢筋混凝土单筋截面进行配筋。的最大弯矩，并按钢筋混凝土单筋截面进行配筋。Mxcd、Mycd分别对分别对x、y方向计算方向计算截面所产生的弯矩；截面所产生的弯矩；Nid 计计算算截截面面外外侧侧第第i排排桩桩的的竖竖向向力力设设计计值值，取取该该排排桩桩数数乘以该排桩中最大单桩竖向力设计值；乘以该排桩中最大单桩竖向力设计值；xci、yci第第i排桩中心到计算截面距离。排桩中心到计算截面距离。注意事项：在确定承台的验算截面弯矩后，可根据钢筋混凝注意事项：在确定承台的验算截面弯矩后，可根据钢筋混凝土矩形截面受弯构件进行纵向与横向配筋计算。土矩形截面受弯构件进行纵向与横向配筋计算。承台板按承台板按“撑杆撑杆-系杆系杆”模式计算配筋模式计算配筋 按按现现行行公公路路钢钢筋筋混混凝凝土土桥桥梁梁设设计计规规范范规规定定，当当外外排排桩桩中中心心距距墩墩台台柱柱边边缘缘的的距距离离承承台台高高度度，则则承承台台属属于于短短悬悬臂结构，可按臂结构，可按“撑杆撑杆-系杆系杆”的比拟桁架模式进行配筋计算。的比拟桁架模式进行配筋计算。基本原理基本原理 将将尺尺寸寸较较小小的的墩墩身身，看看成成是是以以集集中中力力的的形形式式作作用用于于承承台台上上，以以拉拉杆杆模模拟拟受受拉拉钢钢筋筋，以以抗抗压压撑撑杆杆模模拟拟主主应应力力轨轨迹迹，将将墩墩身身作作用用的的荷荷载载N，通通过过抗抗压压撑撑杆杆将将推推力力传传到到桩桩上上，而而要要维维持持桩桩顶顶节节点点的的静静力力平平衡衡，则则必必须须有有一一比比拟拟拉拉杆杆来来承承受受水水平力平力 T，而，而 T 由承台底面的受拉钢筋来承受。由承台底面的受拉钢筋来承受。计算方法计算方法根据图示算例：根据图示算例：l承承台台计计算算跨跨径径（桩桩的的中中心心距离）的一半；距离）的一半；h0承承台台顶顶面面至至拟拟设设的的下下层层钢钢筋筋重重心心的的距距离离，即即承承台台的的有有效高度；效高度；承台短悬臂按承台短悬臂按“撑杆撑杆-系杆系杆”模型计算撑杆的抗压承载力模型计算撑杆的抗压承载力：Did撑杆压力设计值：撑杆压力设计值：N1d、N2d分分别别为为承承台台悬悬臂臂下下面面“1”排排桩桩和和“2”排排桩桩内内该该排排桩桩的的根根数数乘乘以以该该排排桩桩中中最最大大单单桩桩竖竖向向力力设设计计值值，在在上上式中校核式中校核Did时，取时，取D1d、D2d中两者较大者。中两者较大者。撑杆的抗压承载力主撑杆的抗压承载力主要与承台的厚度有关要与承台的厚度有关fcd，s撑杆混凝土轴心抗压强度设计值；撑杆混凝土轴心抗压强度设计值；t撑杆计算高度；撑杆计算高度；bs撑杆计算宽度，取承台计算宽度；撑杆计算宽度，取承台计算宽度；b桩桩的的计计算算宽宽度度，方方桩桩取取桩桩边边长长，圆圆桩桩按按0.8d0.8d换换算算成成方方桩；桩；fcu，k边长为边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值；的混凝土立方体抗压强度标准值；Tid与撑杆相应的系杆拉力设计值：与撑杆相应的系杆拉力设计值：As在撑杆计算宽度在撑杆计算宽度bs范围内系杆钢筋截面积；范围内系杆钢筋截面积；s系杆钢筋的顶层钢筋中心至承台底的距离；系杆钢筋的顶层钢筋中心至承台底的距离；d系系杆杆钢钢筋筋直直径径，当当采采用用不不同同直直径径钢钢筋筋时时，d取取加加权权平平均值；均值；i撑杆压力线与系杆拉力线间的夹角：撑杆压力线与系杆拉力线间的夹角：h0承台有效高度；承台有效高度；a撑撑杆杆压压力力线线在在承承台台顶顶面面的的作作用用点点至至墩墩台台边边缘缘的的距距离离，取取a=0.15h0；x1、x2桩中心至墩台边缘的距离。桩中心至墩台边缘的距离。承台短悬臂按承台短悬臂按“撑杆撑杆-系杆系杆”模型计算系杆的抗拉承载力：模型计算系杆的抗拉承载力：Tid系杆拉力设计值，取系杆拉力设计值，取 T1d、T2d 中较大者；中较大者；fsd系杆钢筋抗拉强度设计值。系杆钢筋抗拉强度设计值。注意事项：注意事项：u 在在垂垂直直于于系系杆杆的的承承台台全全宽宽内内，系系杆杆钢钢筋筋布布置置应应符符合合公公路基规路基规、公路钢规公路钢规要求；要求；v 在在系系杆杆计计算算宽宽度度bs内内的的钢钢筋筋截截面面面面积积应应符符合合受受弯弯构构件件受受拉钢筋最小配筋百分率。拉钢筋最小配筋百分率。系杆的抗拉承载力主要与系杆的抗拉承载力主要与承台底面的受拉钢筋有关承台底面的受拉钢筋有关5桩基础设计桩基础设计 收集资料收集资料 上部结构形式与使用要求；上部结构形式与使用要求；结构的设计技术标准；结构的设计技术标准；荷载的性质与大小；荷载的性质与大小；地质与水文资料；地质与水文资料；材料供应与施工条件。材料供应与施工条件。根据上述资料，先初步拟定设计方案（包括基桩类型、桩径、桩数、桩长、根据上述资料，先初步拟定设计方案（包括基桩类型、桩径、桩数、桩长、桩的平面布置等），进行各项验算（包括基桩、承台及桩基础整体的强度、桩的平面布置等），进行各项验算（包括基桩、承台及桩基础整体的强度、稳定、变形等），再进行必要的修改，直至符合设计要求为止，同时考虑稳定、变形等），再进行必要的修改，直至符合设计要求为止，同时考虑一定的经济合理性，最后得到一个比较好的设计方案。一定的经济合理性，最后得到一个比较好的设计方案。桩基础类型的选择桩基础类型的选择 承台底面标高的拟定；承台底面标高的拟定；基桩形式的选择；基桩形式的选择；桩基础形式的选择。桩基础形式的选择。承台底面标高的拟定承台底面标高的拟定 基基本本原原则则承承台台底底面面的的标标高高应应根根据据桩桩的的受受力力情情况况，桩桩的刚度和地形、地质、水流、施工等条件确定。的刚度和地形、地质、水流、施工等条件确定。低低承承台台桩桩基基础础的的特特点点与与适适用用性性稳稳定定性性好好、但但需需要要水水下施工。下施工。u 季节性河流；季节性河流；v 冲刷小的河流；冲刷小的河流；w 岸滩上的墩台；岸滩上的墩台；x 旱地上其他结构物基础。旱地上其他结构物基础。高高承承台台桩桩基基础础的的特特点点与与适适用用性性避避免免水水下下施施工工，但但受受力条件复杂，整体稳定性差。力条件复杂，整体稳定性差。u 常年有流水；常年有流水；v 河流冲刷较深；河流冲刷较深；w 水位较高；水位较高；x 施工排水困难。施工排水困难。其他应考虑的因素其他应考虑的因素u 有冻土时承台底面应位于冻结线有冻土时承台底面应位于冻结线0.25m；v 承承台台位位于于水水下下，在在有有流流冰冰的的河河道道，承承台台底底面面应应位位于于最最低低冰层底面以下冰层底面以下0.25m；w 作作用用在在桩桩基基础础上上的的水水平平力力或或弯弯矩矩较较大大，或或桩桩侧侧土土质质较较差差时应适当降低承台底标高；时应适当降低承台底标高；x 为减少桩身内力，可适当降低承台底标高；为减少桩身内力，可适当降低承台底标高；y 为节省墩台材料用量，可适当提高承台底面标高。为节省墩台材料用量，可适当提高承台底面标高。基桩形式的选择基桩形式的选择 基本依据基本依据地质和受力情况。地质和受力情况。不同桩形的特征：不同桩形的特征：u 端端承承桩桩单单桩桩承承载载力力大大、沉沉降降变变形形小小、桩桩基基础础稳稳定定性性好。好。v 摩擦桩摩擦桩单桩承载力较小、沉降变形大。单桩承载力较小、沉降变形大。w 嵌嵌岩岩桩桩单单桩桩承承载载力力大大、能能承承受受较较大大水水平平荷荷载载、整整体体稳定性较好。稳定性较好。不同桩形的适用性：不同桩形的适用性：u 端承桩端承桩基岩埋深较浅，上部荷载较大；基岩埋深较浅，上部荷载较大；v 摩摩擦擦桩桩基基岩岩埋埋深深较较深深，受受施施工工条条件件限限制制无无法法采采用用柱柱承桩；承桩；w 嵌岩桩嵌岩桩基岩覆盖层较薄、水平荷载较大。基岩覆盖层较薄、水平荷载较大。嵌岩桩的计算嵌岩桩的计算u 计算原则计算原则 嵌嵌入入基基岩岩的的深深度度与与桩桩嵌嵌固固处处的的内内力力及及桩桩周周岩岩石石强强度度有有关关，应应分分别别考考虑虑弯弯矩矩和和轴轴向向力力的的要要求求，由由要要求求较较大大的的来来控控制制设设计深度。计深度。v 计算假定计算假定忽忽略略嵌嵌固固处处水水平平剪剪力力的的影影响响，桩桩在在岩岩层层表表面面处处弯弯矩矩MB作作用下，绕嵌入深度用下，绕嵌入深度h的的1/2处转动；处转动；不计桩底与岩石间的摩擦力（偏于安全）；不计桩底与岩石间的摩擦力（偏于安全）；不不考考虑虑桩桩底底抵抵抗抗弯弯矩矩，MB由由桩桩侧侧岩岩层层产产生生的的水水平平抗抗力力平平衡；衡；桩桩侧侧为为圆圆柱柱状状曲曲面面，四四周周受受力力不不均均匀匀，假假定定最最大大应应力力为为平均应力的平均应力的1.27倍。倍。w 验算方法验算方法 根据以上假定，由静力平衡条件（根据以上假定，由静力平衡条件（M=0），可得到：），可得到：（其其中中，一一侧侧总总作作用用荷荷载载 =，距距转转动动中中心心力力臂臂=，考虑两侧总力矩，所以再乘以，考虑两侧总力矩，所以再乘以2）为为保保证证桩桩在在岩岩层层中中嵌嵌固固牢牢靠靠，对对桩桩周周岩岩层层产产生生的的最最大大侧侧向向压压应应力力max岩岩石石的的侧侧向向容容许许抗抗力力 ，由由此此得到圆形截面柱桩嵌入岩层的最小深度：得到圆形截面柱桩嵌入岩层的最小深度：K安全系数，安全系数，K=2；h柱桩嵌入岩层的最小深度；柱桩嵌入岩层的最小深度；d嵌岩桩嵌岩部分的设计直径；嵌岩桩嵌岩部分的设计直径；MH在岩层顶面处的桩身弯矩；在岩层顶面处的桩身弯矩；岩岩石石垂垂直直极极限限抗抗压压强强度度换换算算为为水水平平极极限限抗抗压压强强度度的的折折减减系系数数，=0.51.0，岩岩层层侧侧面面节节理理发发达达的的取取小小值值，节节理理不不发达的取大值；发达的取大值；RC天然湿度的岩石单轴抗压强度。天然湿度的岩石单轴抗压强度。x 注意问题注意问题考考虑虑桩桩底底轴轴向向力力计计算算嵌嵌岩岩深深度度时时，可可按按嵌嵌岩岩桩桩单单桩桩承承载载力公式计算；力公式计算；为保证嵌固稳定，计算的嵌固深度不包括风化层；为保证嵌固稳定，计算的嵌固深度不包括风化层；嵌入岩层的最小深度嵌入岩层的最小深度0.5m。桩基础形式的选择桩基础形式的选择 主要影响因素主要影响因素受力条件、桩数、桩长等。受力条件、桩数、桩长等。单单排排桩桩的的特特点点与与适适用用性性能能较较好好地地与与柱柱式式墩墩台台结结构构形形式式配配合合，节节省省工工程程量量，减减小小竖竖向向荷荷载载。但但整整体体稳稳定定性性较较差差、抗弯刚度小、水平承载力低，水平位移大。抗弯刚度小、水平承载力低，水平位移大。桥跨不大；桥跨不大；桥高较矮；桥高较矮；单桩承载力较大，桩数较少。单桩承载力较大，桩数较少。多多排排桩桩的的特特点点与与适适用用性性整整体体稳稳定定性性好好、抗抗弯弯刚刚度度大大、水水平平承承载载力力大大、水水平平位位移移小小，但但要要求求承承台台尺尺寸寸大大，施施工工困困难。难。较高的桥台；较高的桥台；拱桥桥台；拱桥桥台；制动墩；制动墩；单向水平推力墩。单向水平推力墩。桩径、桩长的拟定桩径、桩长的拟定 主主要要考考虑虑因因素素荷荷载载大大小小、土土层层分分布布与与性性质质、桩桩周周土土阻阻力力状状况况、桩桩基基类类型型与与结结构构特特点点、桩桩的的长长细细比比、施施工工设设备备与条件等，结合考虑经济合理性。与条件等，结合考虑经济合理性。桩桩径径的的拟拟定定当当桩桩的的类类型型选选定定后后，桩桩的的截截面面尺尺寸寸可可根根据各类桩的特点与常用尺寸，并考虑上述因素选定。据各类桩的特点与常用尺寸，并考虑上述因素选定。桩桩长长的的拟拟定定与与持持力力层层的的选选定定有有密密切切的的关关系系。可可按按地地质质条条件件初初步步拟拟定定持持力力层层并并确确定定桩桩长长，并并通通过过承承载载力力、变变形形、稳定性验算对所选桩长进行校核。稳定性验算对所选桩长进行校核。拟定桩长的基本原则拟定桩长的基本原则 持力层选择持力层选择 岩基或坚硬土层；岩基或坚硬土层；压缩性低或强度较高的土；压缩性低或强度较高的土；避免选择软土层或距离软土层太近的土层作为持力层。避免选择软土层或距离软土层太近的土层作为持力层。摩擦桩的桩长不宜太短，一般摩擦桩长摩擦桩的桩长不宜太短，一般摩擦桩长4m；摩擦桩底端应进入持力层一定深度，一般摩擦桩底端应进入持力层一定深度，一般1m。桩的根数估算及平面布置桩的根数估算及平面布置 桩的根数估算桩的根数估算 桩长可定桩长可定 在在已已定定持持力力层层情情况况下下，桩桩长长已已经经拟拟定定，可可根根据据土土层层分分布布及土质条件确定单桩承载力及土质条件确定单桩承载力Ra，由下式估算桩数：，由下式估算桩数：N作用在承台底面上的竖向荷载；作用在承台底面上的竖向荷载；考考虑虑偏偏心心荷荷载载时时各各桩桩受受力力不不等等而而增增加加桩桩数数的的经经验验系系数数，一般取一般取=1.11.2。桩长不可定桩长不可定 各各土土层层情情况况比比较较接接近近，无无明明显显持持力力层层。可可先先拟拟定定桩桩数数、桩桩的的布布置置、承承台台尺尺寸寸等等，然然后后计计算算基基桩桩所所受受荷荷载载，再再根根据据单桩轴向容许承载力反算桩长。单桩轴向容许承载力反算桩长。u 中心荷载：中心荷载：v 单向偏心荷载：单向偏心荷载：w 双向偏心荷载：双向偏心荷载：验验算算时时，令令，其其中中 Pimax 为为基基桩桩最最大大竖竖向向力力，K 为为荷荷载载组合系数，由此反算出所需桩长。组合系数，由此反算出所需桩长。桩的间距桩的间距考虑桩与桩侧土的共同作用条件及施工，对桩距的规定：考虑桩与桩侧土的共同作用条件及施工，对桩距的规定：钻（挖）孔灌注桩：钻（挖）孔灌注桩：摩擦桩的中心距摩擦桩的中心距2.52.5倍成孔直径；倍成孔直径；支承或嵌固在岩层的柱桩的中心距支承或嵌固在岩层的柱桩的中心距2.02.0倍成孔直径；倍成孔直径；矩形为边长，桩的最大中心距一般不超过矩形为边长，桩的最大中心距一般不超过56倍桩径。倍桩径。打入桩的中心距打入桩的中心距3.0倍桩径，在软土地基可适当增大。倍桩径，在软土地基可适当增大。斜桩：斜桩：桩底处桩的中心距桩底处桩的中心距3.03.0倍桩径；倍桩径；承台底面处桩的中心距承台底面处桩的中心距1.51.5倍桩径；倍桩径；振动沉桩进入砂土，桩底处桩的中心距振动沉桩进入砂土，桩底处桩的中心距4.0倍桩径。倍桩径。管柱：管柱：摩擦桩的中心距一般取摩擦桩的中心距一般取23倍管柱外径；倍管柱外径；柱桩的中心距一般取柱桩的中心距一般取2倍管柱外径；倍管柱外径；边桩外侧距承台边缘的距离：边桩外侧距承台边缘的距离：0.5倍桩径且不小于倍桩径且不小于0.25m（桩径（桩径1.0m）；）；0.3倍桩径且不小于倍桩径且不小于0.5m（桩径（桩径1.0m）；）；盖梁不受以上限制。盖梁不受以上限制。桩的平面布置桩的平面布置 多排桩可布置成行列式、梅花式等形式；多排桩可布置成行列式、梅花式等形式；为为使使各各桩桩受受力力均均匀匀，充充分分发发挥挥桩桩的的承承载载力力，尽尽可可能能使使桩桩群形心与荷载合力作用点重合；群形心与荷载合力作用点重合；水水平平力力或或弯弯矩矩较较大大时时，宜宜将将桩桩布布置置在在离离承承台台形形心心较较远远处处，采采用用外外密密内内疏疏的的布布置置方方式式，增增大大基基桩桩对对承承台台形形心心或或合合力力作作用点的惯性矩，提高桩基的抗弯能力。用点的惯性矩，提高桩基的抗弯能力。基基桩桩的的布布置置应应使使承承台台受受力力比比较较有有利利，尽尽量量使使墩墩柱柱轴轴线线与与基桩轴线重合；基桩轴线重合；盖盖梁梁式式承承台台的的桩桩柱柱布布置置应应使使盖盖梁梁发发生生的的正正负负弯弯矩矩接接近近或或相等。相等。桩基础设计方案的检验桩基础设计方案的检验 对对拟拟定定设设计计方方案案进进行行检检验验，以以确确定定设设计计方方案案的的合合理理性性、安安全全性性、可可靠靠性性、经经济济性性。检检验验的的主主要要内内容容包包括括强强度度、变变形、稳定性等。形、稳定性等。检验的基本原则检验的基本原则 验验算算基基础础及及其其组组成成部部件件（基基桩桩与与承承台台）在在与与验验算算项项目目相相应应的的最最不不利利荷荷载载组组合合作作用用下下，产产生生的的内内力力与与位位移移是是否否满满足设计与使用要求。足设计与使用要求。检验的主要内容检验的主要内容 单根基桩的检验单根基桩的检验u 单桩轴向承载力检验单桩轴向承载力检验按地基土的支承力确定和验算单桩轴向承载力；按地基土的支承力确定和验算单桩轴向承载力；按桩身材料强度确定和检验单桩承载力；按桩身材料强度确定和检验单桩承载力；v 单桩横向承载力检验单桩横向承载力检验在在水水平平力力和和弯弯矩矩作作用用下下，按按载载荷荷试试验验或或计计算算的的方方法法检检验验单桩横轴向承载力；单桩横轴向承载力；对于预制桩，验算施工过程中起吊、运输时的桩身强度。对于预制桩，验算施工过程中起吊、运输时的桩身强度。w 单桩水平位移检验单桩水平位移检验采采用用规规范范提提供供的的“m”值值时时，应应验验算算地地面面处处桩桩身身的的水水平位移不超过平位移不超过6mm，水平位移过大时应将，水平位移过大时应将“m”值适当降低；值适当降低；规规范范规规定定需需作作墩墩台台顶顶水水平平位位移移验验算算，在在荷荷载载作作用用下下墩墩台台顶顶水水平平位位移移不不超超过过容容许许值值 ，其其中中L为桥孔跨径（为桥孔跨径（m）。）。x 弹性桩单桩桩侧土的水平抗力强度检验弹性桩单桩桩侧土的水平抗力强度检验规规范范无无规规定定，但但为为桩桩侧侧土土是是否否处处于于弹弹性性状状态态并并符符合合弹弹性性地地基基梁梁假假定定，可可检检验验桩桩侧侧土土产产生生的的最最大大土土抗抗力力是是否否超超过过容许值。容许值。群桩基础承载力和沉降量的检验群桩基础承载力和沉降量的检验 摩摩擦擦型型群群桩桩基基础础基基桩桩中中心心距距6倍倍桩桩径径时时，需需检检验验群群桩桩基基础础的的承承载载力力，包包括括桩桩底底持持力力层层承承载载力力和和软软弱弱下下卧卧层层承承载载力验算，必要时验算群桩基础的沉降量。力验算，必要时验算群桩基础的沉降量。承台强度的检验承台强度的检验 承承台台作作为为钢钢筋筋混混凝凝土土构构件件，一一般般应应进进行行局局部部受受压压、抗抗冲冲切切、抗抗剪剪切切、抗抗弯弯强强度度验验算算及及配配筋筋计计算算，必必要要时时还还要要进进行裂缝开展宽度验算。行裂缝开展宽度验算。桩基础设计计算的步骤与程序桩基础设计计算的步骤与程序 桩桩基基础础的的设设计计是是一一个个综综合合论论证证、比比较较、验验算算的的过过程程，一一般般应应选选择择几几个个不不同同的的方方案案进进行行设设计计并并修修改改，最最终终选选择择一一个方案实施施工，具体的设计计算步骤见个方案实施施工，具体的设计计算步骤见P.154图图4-37。