专科毕业设计格式

毕 业 设 计（论文）

课题名称 桩基础设计 系 别 土木系 专 业 建筑工程技术 班 级 08级 一班 姓 名 汪洋 学号 108106010047 指导老师 蒋仓兰

江西蓝天学院

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毕业设计（论文）任务书

班级 一班 姓名 汪洋 起止日期 设计题目 桩基础设计 1．毕业设计（论文）任务及要求（包括设计或论文的主要内容、主要

技术指标，并根据题目性质对学生提出具体要求）

系 土木系 专业 建筑工程技术 年级 08级

2．毕业设计（论文）的原始资料及依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境等）

3．主要参考资料、文献

指导教师

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年 月 日 指导教师评语 3

建议成绩： 优 良 中 及格 不及格 指导教师签字 年 月 日 最终评定成绩： 优 良 中 及格 不及格 系主任签字 年 月 日 4

目 录

前言 ......................................................... 1 1 场地工程地质条件 ........................................... 2 1.1 工程概况： ............................................. 2 1.2 勘察工作概况 ........................................... 2 1.3 场地工程地质条件 ....................................... 2 1.3.1 场地地形、地貌特征 .................................. 2 1.3.2 场地内各岩土层的分布及物理力学性质 .................. 2 1.3.3 地下水赋存状态及侵蚀性分析 .......................... 4 2 场地类别和各岩土工程地质条件评价 ........................... 5 2.1 场地类别和场地土类型 ................................... 5 2.2 场地土工程地质条件评价.................................. 5 2.3 各岩土层承载力特征值及设计预估单桩承载力参数 ............ 6 3 基础方案设计计算 ........................................... 6 3.1 风荷载力计算 ........................................... 6 3.2 桩型选择和持力层确定 ................................... 7 3.3 验算单桩承载力 ......................................... 8 3.4 确定桩数及桩布置 ....................................... 8 3.5 桩基中各单桩受力验算 .................................. 10 3.6 承台的抗冲切验算 ...................................... 11 3.7 承台剪切验算 .......................................... 13 3.8 沉降计算。 ............................................ 15 3.9 桩基的配筋计算 ........................................ 18 4. 构造要求及施工要求 ....................................... 20

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4.1 预制桩的施工 .......................................... 20 4.2 混凝土预制桩的接桩 .................................... 21 4.3. 混凝土预制桩的沉桩 ................................... 23 4.3.1 锤击沉桩 ........................................... 23 4.3.2 静力压桩法沉桩 ..................................... 23 4.4 预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施 ................... 24 4.4.1 沉桩对环境的影响 ................................... 24 4.4.2 沉桩对环境影响的分析与评价 ......................... 24 4.4.3 防治与控制措施 ..................................... 25 5 结论与建议 ................................................ 26 结束语 ...................................................... 26 参考文献 .................................................... 27

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前言

桩基础时人类在软弱地基上建造建筑物的一种创造，是最古老、最基本的一种基础类型。在西安半坡村遗址，人们可以看到先人将树杆插在软弱土中以支撑原始形态的建筑物，这可能是人类最早使用木桩的记录。

在本世纪初，在上海建造的如国际饭店、锦江饭店等20层左右的 标志性建筑物时都采用了10多米长的木桩；可是到本世纪末，上海建造的如88层金茂大厦等超高层建筑时，已经采用了80多米长的钢管桩。从木桩到钢管桩，从10多米到80多米，专使了桩基础技术发展的轨迹，标志着在20世纪中，特别是20世纪的后50年，我国桩基础技术的巨大进展。桩基础可以采用不同的材料（木、现场灌注；打入法、压入法），可以支撑在不同的土层中，可以作为各类工程结构物的基础（建筑物的低桩承台、桥梁或码头的高桩承台），因而其受力性状各不相同，承载能力相差悬殊，施工工艺和设备极其多样。

桩基技术极为复杂，发展空间相当广阔，成为地基基础领域中一个非常活跃的、具有很强生命力 分支领域，50年来出现了许多新的桩型、新的工艺、新的设计理论和新的科技成果，成为我国工程建设的有力支柱。

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1 场地工程地质条件 1.1 工程概况：

本论文阐明了xx学院教学大楼工程地质条件和水文地质条件，确定了相关工程地质参数，在此基础上按规范进行工程地质条件详细评估,再进行基础设计。

xx信华集团，受xx学院委托在滨江路建立教学园，其中6号楼高20层

采用框剪结构，建有地下室一层。

1.2 勘察工作概况

通地对场地的踏勘，确定了孔位，并制定本次的施工纲要，完成如下工作量：

(1)施工钻孔135个，累计进尺2791.90m；

(2)采取土样47件，其中原状土样31件，扰动土样16件，由xx市建筑设计院土工实验室测定；

(3)原位测试孔24个，计原位测试130次（标准贯入，重型п）； (4)对135个钻孔进行了简易地下水测定，并在ZK6号孔采取一个全孔水样，由江西省地勘局赣西北中心实验室进行水质简易分析；

(5)协助江西省防震减灾工程研究所做了4个钻孔的土层剪切波速测试，累计孔深度达100米；

(6)对施工钻孔进行了平面位置及空口标高测定，以建设方提供的规划布置图为依据。

1.3 场地工程地质条件

1.3.1 场地地形、地貌特征

场地位于长江南岸，xx市滨江大道南侧，庾亮北路西侧，场地内地形高差不大于，小于４.５m，属长江中下游冲积二级阶地。场地东侧靠近庾亮北路原为与长江接通的水沟，即原四码头所在地，南侧，西侧地形均较低，现已填平。南东侧有人防工程，从ZK58号深孔资料、临近的22层高的其士大酒店岩土工程勘查及区域地质资料知：该场地无全新活动断裂、地裂缝，覆盖厚度50-70米，基岩为第三系泥岩。除人防工程及其影响因素外，无其它不良地质现象。

1.3.2 场地内各岩土层的分布及物理力学性质 通过钻探揭露知，场地内共有十四层岩土层，分别为（1）填土（Q3ml）、（2）粉质粘土（Q4al）、（3）粉质粘土（Q3al）、（4）圆砾（Q3al）、（5）粘土（Q2al）、（6）细砂（Q1al）、（7）圆砾（Q1al）、（8）粘土（Q1al）、（9）

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砾砂（Q1al）、（10）粉粘土（Q1al）、（11）粉质粘土（Q1al）、（12）强风化泥岩（E）、（13）中风化泥岩（E）、（14）微风化泥岩（E），现自上而下分别叙述如下：

（1）填土：灰黑色、黄褐色，稍湿，有臭味，主要为建筑垃圾及粘性素填土，局部为塘沟淤泥质新近填土，最大厚度达10.50m，一般厚度2.5——5.00m，图纸松散——稍秘状，欠固结，力学性质差。埋深5.0m以下的粘性素提取泥土填筑时间起过10年，承载力特征值建议为70kPa。

（2）粉质粘土：在部分钻孔中出现，灰黑色、褐黄色，软塑状，中等压缩性，粘性偏低，湿，见灰黑色松软锰质结核，从动力触探结果知承载力特征值为150kPa，土工试验计算为176kPa，现综合为150kPa

（3）粉质粘土：个别钻孔缺失该层，黄褐色，红褐色，可塑——硬塑状，中压缩性，厚度大于3.50m，刀切稍有光滑面，粘性较强，土中含少量铁锰质结核和团块状灰白色高岭土，从钻孔及取样观察，场地东侧、南侧、西侧该层强度较低。从动力触探结果知，该承载力特征223kPa，土工试验计算为223kPa，现综合为223kPa

（4）细砂：上部红褐色，底部土黄色，呈中密状，厚度不一，0.6-1.8，成分为卵石、砾石、粘土、中粗砂，卵砾石含量>50％，卵砾石为硅质岩、硅质灰岩，磨圆度较差，成棱角状，上部粘土含量较高，从动力触探结果知，承载力特征为280kPa，土工试验计算为300kPa，现综合为280kPa。

（5）粘土：桔黄色。部分钻孔缺失该层，最大厚度1.6m，硬塑状，低压缩性，粘性较强，土芯呈长柱状，夹薄层粉砂土，钻进速度慢，从动力触探结果知，承载力特征值295kPa，土工试验计算为300kPa，现综合为285kPa

（6）细砂：上部黄褐色，下部灰白色，中密状，稍湿，钻进速度快，岩芯呈短柱状，水泡搅动呈松散状，矿物成分为石英、粘土等，局部分选较好，从动力触探结果知，承载力特征值240Kpa。该层中含⑥——1砾砂透镜体和⑥——2粘土透镜体，砾砂呈中密状，砾石成分为硅质岩和硅质灰岩，粘性强，从动力触探结果知，承载力特征值为295kPa，该层承载力特征值综合为250kPa。

（7）圆砾:土黄色,灰白色,中密状,厚度较大,大于5.0m,成分为卵石,砾石,中砂,粘土,卵砾石含量＞50%,卵砾石为硅质岩,硅质灰岩,磨圆度较好,成次圆状,从动力触探结果得知,特征承载力为360kPa,土工

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试验计算为350kPa,现综合为350kPa

（8）粘土,黄色,浅黄色,厚度小于3.0m,硬塑状,低压缩性,粘性强,土芯呈长柱状,钻进速度慢, 从动力触探结果得知,特征承载力为350kPa,土工试验计算为315kPa,现综合为315kPa

（9）砂励:浅紫色,中密状,钻进时钻具偶有跳动,钻进难度一般,层厚4.60米,从动力触探结果知,承载力特征值为360kPa。

（10）粉砂岩：浅紫色，中密状，见浅黄色团块状砂土，夹薄层状粘土。

（11）粉质粘土：灰白——土黄色，硬塑状，见紫红色细脉及斑点，夹团块状砂土，切面较光滑，底部含砾，砾石成分为石英岩。

（12）强风化泥岩：层厚8.50m，褐红色，结构松散，手抓呈土状，无光泽，无敲击声。

（13）中风化泥岩：层厚6.9m，褐红色，结构较紧密裂隙发育，敲击易碎，裂隙面呈土状。

（14）微风化泥岩：揭穿厚度2.90m，红褐色，机构紧密，具泥质结构，矿物成分为粘土及石英，裂隙不发育，岩芯呈柱状，泥质光泽，敲击有声。

1.3.3 地下水赋存状态及侵蚀性分析

在勘察过程中，对所有钻孔均进行了简易水文地质观测，地下水位埋藏较浅，一般埋深为2——3米，地下水为大气降水及河水补给，地下水主要为赋存于填土层中的上层滞水及圆砾、砾砂、细砂层中的孔隙潜水。

场地周边无大型化工厂，根据区域性水文地质资料及ZK6号孔的全孔水样水质简易分析结果知，地下水对 无结晶类和分解类腐蚀。

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2 场地类别和各岩土工程地质条件评价 2.1 场地类别和场地土类型

该场地委托江西省防震减灾工程研究所进行了孔内土层剪切波速度测试,测试的钻孔为ZK4,ZK18,ZK31,ZK39,各个孔的测试深为25米,ZK4,ZK18等效剪切波速Vse为2m／s,综合评价该场地土类型属中硬土,场地类别属于п类建筑场地 2.2 场地土工程地质条件评价 （1）填土(Q4al) 该土层为建筑垃圾及粘性素填土，厚度为2—10.5米，欠固结，力学性质差，埋深5.0米以下的粘性素填土建议承载力特征值为70kPa，在9号楼可以在该层采用灰土桩复合地基作为基础持力层。

（2）粉质粘土（Q4al）

软塑状，中等压缩性，场地中分布不均匀，承载力特征值为150kPa，且埋藏较深，不选作基础持力层。

（3）粉质粘土（Q3al）

硬塑状，中压缩性，厚度大于2.50米，承载力特征值为223kPa，可选作2、3、5、7号楼的基础持力层。

（4）细砂（Q3al）

中密状，厚度0.6-1.8米，承载力特征值为280kPa，可选作1、4、8号楼的基础持力层。

（5）粘土（Q2al）

硬塑状，低压缩性，承载力特征值为295kPa，个别孔缺失，埋藏深，不选作该场地建筑物的基础持力层。

（6）细砂（Q2al）

该层厚度较大，承载力特征值仅为240kPa，埋藏深，不选作该场地建筑物的基础持力层。

（7）圆砾（Q1al）

该层呈中密状，厚度大于5米，场地内分布稳定，承载力特征值为350kPa，是6、10号高层建筑良好的基础持力层。 （8）粘土（Q1al）

该土层呈硬塑状，低压缩性，厚度大于2米，承载力特征值为315 kPa，可作为该场地高层建筑物基础持力层的下卧层。

（9）砾砂（Q1al）

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该土层呈中密状，厚度达4.60米，承载力特征值为360kPa，可作为该建筑物基础持力层的下卧层。

综上所述，该工程为二级工程，场地为二级场地，地基属二级地基，岩土工程勘察登记为二级。

2.3 各岩土层承载力特征值及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2—1各岩土层承载力特征值及设计预估单桩承载力参数

力 学 承载力 预制桩 指厚度特征指qsik(Kpa标 （m） 值) 土层 fk(Kpa) 名称 1填土 4.6 70 20 2粉质 0.5 150 56 粘土 3粉质 2.8 223 67 粘土 4细砂 1.0 280 58 5粘土 0.9 295 58 6细砂 4.0 240 67 7圆砾 8.6 350 110 8粘土 2.3 315 67 9砾砂 7.8 360 120 人工挖 人工 重度 孔桩预制桩挖孔桩γqsik(Kpaqpk(Kpa) qpk(Kpa) (k/m3) ) 20 56 67 58 58 67 110 67 120 400 900 1800 900 1100 2400 1400 1800 800 1800 3200 1800 1200 3500 2200 3000 19 20 20 27 20 20 27 20 25 压缩模量 EsiMPa 85 93 139 78 139 180 78 167 3 基础方案设计计算

该教学大楼长74.6m宽60.5m。采用框架结构,每层高3.0m，共20层，故场地类型为C类。

3.1 风荷载力计算

1 楼高:H=20×3.0=60m

2 柱子最大承担上部荷载面积s=6.9×4.2=28.98

3 单根柱子承担在房屋自重产生的荷载为P=28.98×20×18=10432.8ＫＮ

4 风引起的荷载计算

wkzsz0

k——风荷载标准值

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z——Z高度处风振系数

s——风荷载体型系数 z——风荷载高度变化系数 0——基本风压kNm2

根据建筑规范查得xxw0=0.35 z1.35 z1 迎风面:s0.8 背风面:s0.5 则由此产生的荷载为:

wk=1×(0.8+0.5) ×1.35×0.35=0.614 KN/m2

由标准值转为设计值:

1.4wk=1.4×0.614=0.860 KN

则风荷载产生的剪力为:

V=wkH*L=0.860×60×6.9=356KN

风荷载产生的力矩:

M1122LH0.8606.96010681.2KNm wk22由于该排有四个柱子且惯性矩(I)都相等故 每根柱子承担的剪力:

11V=356KN 44每根柱子承担的力矩:

11M10681.22670.3KNm 443.2 桩型选择和持力层确定

表3-1各地层的厚度和主要力学参数 序土厚号 名 度 填土 粉质2 粘土 细3 砂 粘4 土 1

承载力特征值fk(kPa) 70 预制桩qsik(kPa) 20 人工挎孔桩qsik(kPa) 20 预制桩qpk(kPa) 人工挎孔重度压缩模量桩(kNm3) EsiMPa qpk(kPa) 19 4.6 2.8 223 67 67 900 1800 20 93 1.0 0.9 270 285 58 67 58 67 7

1800 900 3200 1800 27 20 139 93

细4.0 砂 圆6 8.6 粒 5 220 320 58 110 58 110 1100 2400 1200 3500 20 27 139 180 选择6号圆砾为持力层，为消除负摩阻力影响承台制于2号粉质粘土上，桩径为600×600桩，预制桩进入持力层深度为5d=3.0m，桩长11.7m。

3.3 验算单桩承载力

确定单桩竖向极限承载力标准值Quk

QukQskQpkuqLiqpkApsik

Qsk——单桩极限摩阻力标准值（kN） Qpk——单桩极限端阻力标准值（kN） u ——桩的横断面周长（m） Ap——桩的横断面底面积（m2） Li——桩周各层土的厚度（m）

qsik——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（kPa） qpk ——桩底土的单位极限端阻力标准值（kPa）

u4d40.62.4(m)Apd20.60.60.36(m2)Quk2.42.8671.0580.9674.058311024000.362059.982923.9(kN)

3.4 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为：

RQsksQpkP

查表得：sp=1.62

RR——单桩竖向极限承载力设计值，kN Qsk——单桩总极限侧阻力力标准值，kN Qpk——单桩总极限端阻力力标准值，kN s——桩侧阻力分项抗力系数 p——桩端阻力分项抗力系数

2059.981271.5533.31804.8kN 1.621.62按轴力P和R估算桩数n1为：

8

n1P10432.85.78 R1804.8由于n1＞3，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sa3d30.61.8m，取边桩中心至承台边缘距离为1d=0.6m，布置如图３-３，则承台底面尺寸为：3.0m×4.8m。下面按桩数=6，求单桩竖向承载力设计值R：

RQQsskpsppkQccck

其中：QckqckAcn

qck2fk

eAcieAc cccAcAci——侧阻群桩效应系数 ——端阻群桩效应系数 p——承台土阻力阻群桩效应系数 cci——承台内区土阻力群桩效应系数 ce——承台外区土阻力群桩效应系数 c——承台土阻力分项抗力系数

Qck——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），

1，地基qck——承台底承台宽度的深度范围内（l5m）

2土极限抗力标准值，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）；

。 Ac——承台底地基土净面积（m2）Aci——承台内区的净面积 Ace——承台外区的净面积 fk——承载力特征值，kPa

查表得：sp1.62 c1.65

s1.07 p1.65 ci0.11 ce0.63

s 9

qck2260520kPa

Qck52014.41069.8kN 6i2Aci4.80.630.610.08m2AcAcAc14.410.084.3me

4.3210.080.110.266 14.414.42059.981069.8R1.071.260.266

1.621.621.65c0.63下面验算取n6是否合适 承台重：

G3.04.8201.7612kN PG10432.8612n5.0

R2205故取6根桩可以，确定承台底面尺寸及桩的排列如图1-1

图3-1 桩的布置及承台尺寸

3.5 桩基中各单桩受力验算

单桩所受的平均竖向作用力为：

NPG10432.86121840.7R2205.0kN n6 10

桩基中单桩最大受力Nmax为：

NmaxPGMyxi nnxj2j1My——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

xi——第i桩至y轴的距离，m

Nmax1840.72670.31.71.82232.61.2R26kN

41.82桩基中单桩最小力Nnin为：

NninPGMyxin1840.7391.9=1448.8kN0 nxi2j1以上二项都满足要求 由于水平力TkN。

则与竖向的合力与铅锤线夹角tan0.0095，故可以不验算单桩竖向承载力。

T0.0085 P10432.83.6 承台的抗冲切验算

取承台1.7m，钢筋混凝土保护层厚度100mm，构造见图３—２，选用混凝土为C30其ft1430kNm2。

（1）柱对承台的冲切验算

根据公式： 0F1ftumh0；F1FQi；0.72； 0.2式中：0——建筑桩基重要性系数，取0=1.1；

，即等F1——作用于冲切破坏上的冲切力设计值（kN）

于作用于桩的竖向荷载设计值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；

； ft——混凝土抗拉强度设计值（kN）

um——冲切破坏锥体

h0处的周长（m）； 2； h0——承台冲切破坏锥体的有效高度（m）

——冲切系数；

——冲跨比，

a0，a0为冲跨，即柱边或承台变阶处h011

到桩边的水平距离，按圆桩的有效宽度进行计算。当a00.2h0时，取a0=0.2h0；当a0h0时，取a0=h0。

hoh10017001001600mm1.6m

F1FQi10432.8010432.8kNum8001000120030006000mm6.0m，

a0=1000mm，

则：a010000.720.72==0.625，==0.87

0.20.6250.2h01600所以:ftumh00.8714306.01.611943.4kN0F110432.84kN 满足要求。 （2）角桩冲切验算

对于四桩承台，受角桩冲切的承台应满足下式：

0N11xc2a1ya1xcfth0； 1y1221x0.48；

1x0.21x0.48；

1y0.2式中：N1——作用于角桩顶的竖向力设计值（kN）；

1x,1y ——角桩的冲切系数；

a1x,1y ——角桩冲跨比，其值满足0.2～1.0，1x=1x，

ha1y； 1y=h，此处c1,c2——从角桩内边缘至承台外边缘的距离（m）

应取桩的有效宽度；

c1,c2a1x,a1y——从承台底角桩内边缘引一450冲切线与承

台顶面相交点，至角桩内边缘的水平距离；当柱或承台边阶处位于该450线以内时，取由柱边或变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线。

N1Nmax2232.6kN

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a1x700mm a1y0 c1c20.9m h01600mm，

a1x7000.438 h1600a00 1x=1xh16000.480.75 取：1y0.2 1x0.4380.20.481y1.2

0.20.21x=

a1y所以：1xc22a1xc1y12fth0 0.70.750.91.20.914301.6 24976.4kN0N12185.1kN满足要求

所以承台不发生冲切破坏。 3.7 承台剪切验算

对于柱下正方形承台，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，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：

0VxV0x

式中：Vx——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反力设计值总和（kN）；

Vy——垂直于y方向斜截面的最大剪力值，可取抗剪计

算截面一侧的桩顶净反力设计值总和（kN）；

V0x——垂直于x方向的斜截面抗剪承载力设计值（kN） V0y——垂直于y方向的斜截面抗剪承载力设计值（kN）

V0x=fcbyh0，

0VyV0y

V0y=fcbxh0，

——剪切系数，当1.43.0时，0.2； 1.5当0.31.4时，0.12； 0.3 13

——计算截面剪跨比，Vx=

aax，yy。当0.3时，h0h0取=0.3，

当3，取=3；

； fc——混凝土轴心抗压强度设计值（kPa）； h0——承台计算截面的有效高度（m）

。 bx，by——承台计算截面处的计算高度（m）

对 于Ⅰ-Ⅰ截面抗剪验算：

byBc2.4 0=1.0 Vx2Nmax22232.64465.2kN

1xa1x10000.625 h016000.20.13

0.6250.3V0xfcbyh00.131430002.41.67138.6kN0Vx4465.2kN

于Ⅱ-Ⅱ截面抗剪验算

Ⅱ-Ⅱ截面左侧共3根单桩其反力为：

N12232.6kN，N21840.7kN，N31448.9kN；

Vx=N1N2N32232.61840.71448.95222.2kN

1ya1yh02000.1250.3 1600取1y=0.3

0.20.2 bxLc4.8m

0.30.3V0xfcbyh00.21430004.81.6219.8kN0Vy

满足要求

图3-2 桩基的平面及剖面图

14

3.8 沉降计算。

桩基的最终沉降量表达式为：

SeS =eP0j'jimnzijijzi1ji1jEsi

式中：S——桩基的最终沉降量（mm）；

S'——按分层总和法计算经验系数（mm）；

S'——按分层总和法计算经验系数，当无地区经验时，

可参考：非软土地区和软土地区桩端有良好持力层时，=1；软土地区，且桩端无良好持力层时，当l≤25m，=1.7；当

l25m，=

5.9l20；

7l100S'l——桩长（m）；

e——桩基等效系数

e——桩基等效系数。定义为：群桩基础按明德林解计

算沉降量Sm与按布氏解计算沉降量SB之比，可按下式简化计

算：

15

ec0nb1，nbc1(nb1)c2nBc， Lc式中：c0，c1，c2——反映群桩不同距径比承台的长宽比

SdL，长径比，及

ddLc等因素的系数，可查《基础工程》的附录Ⅳ表。BcLc，Bc，n分别为矩形承台的长、宽及桩数。

nb——矩形布桩时的短边布桩数，当布桩不规则时可按nBc，近似，当nb计算值小于1时，取nb=1 Lcm—— 角点法计算点对应的矩形荷载分块数

nbP0j——角点法计算点对应的第j块矩形底面长期效应组

合的附加力，kN

n——桩基沉降计算深度范围内所划分的土层数

；Esi——等效作用底面以下第I层土的压缩模量（MPa）

采用地基土自重压力至自重压力加附加应力作用时的压缩模量

zij,zi1j——桩端平面第j块何在计算点至第i层土，第i1层土底面的距离（m）

第i1ij,i1j——桩端平面第j块荷载计算点至第I层土，

层土底面深度范围内平均附加应力系数，可按规范附录G采用矩 形基础中心点沉降

SeS =4eP0'inziizi1i1 Esizi2ziz2z，i1i1 bBcbBc式中：i，i1——根据矩形长宽比及深度比

ab查附录G地基沉降计算深度zn，按应力比法确定，且zn处的附加应力z与土的自重应力c应该符合下式要求：

z0.2c

sl11.7L4.819.5 a3 由于：c1.6 d0.6dBc3.0查表得：C0=0.113 C1=1.510 C2=6.434

e0.113210.239

1.510216.434计算各层土的自重应力：

16

siihi

si——第i层土底的自重应力，kPa

i——第i层土的重度，在地下水位以下用浮重度i

——第i层土的厚度，m s11h1194.687.4kPa

h287.4102.8115.4kPa s2s12h3115.4171132.4kPa s3s23h4132.4100.9141.4kPs4s34a h5141.4104181.4kPs5s45a h6181.4173.0232.4kPs6s56a

hi

各层地基附加应力计算：

pnp1h1；pFG；ziKsipn Apn——基底附加应力，kPa

zi——第i层土底附加应力，kPa

它是Ksi——竖直均布压力矩形基础角点下的附加应力系数，m，n函数，其中m，n，a是矩形的长边，b是矩形的短边，而z是从基础底面起算的深度。

p10432.8612766.9kPa

14.4abzbpn=766.987.4679.5kPa

3-2 各层土的自重应力与附加应力成果表

17

深度位置 1 2 3 4 5 6 zim 0 2.8 3.8 4.7 8.7 11.7 zib a bz4kspn ks 自重应力kPa 0.2500 0.0916 0.0580 0.0283 0.00 0.0047 766.9 279.2 177.9 86.8 27.3 14.4 skPa 87.4 115.4 132.4 141.4 184.1 232.4 0 2.33 3.17 3.92 7.25 9.75 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 5号位置细砂底的自重应力的0.2倍与附加应力相当

0.2s50.2184.136.2kPa

z=27.3kPa

故沉降计算截止到5号细砂

查规范附录G得，当2，3，4，5位置上的2=0.176，30.1506，

40.13125=0.0825

s4eP0inziizi1i1 Esi2.80.17603.80.15062.80.1760 s410.239766.9931394.70.13123.80.15068.70.08254.70.1312 78139=5.1mm

即：s=5.1mm小于规范容许值

3.9 桩基的配筋计算

混凝土采用C15，钢筋用HRB335

Nu0.9fcfyAs

Nu——轴向压力承载力设计值；

0.9——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lb8~34时：

18

 =1.1770.012l b当lb35~50时：

0.870.012lb

《混凝土设计规范》中，对于细长比lb较大的构件，考虑到荷载

初始偏心和长期荷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lb比小于20发构件，考虑到过去使用经验，的值略微抬高一些。“规范”采用的值见表6-1

fc——混凝土的轴心抗压强度设计值 A——构件截面面积

fy——纵向钢筋的抗压强度设计值； As——全部纵向钢筋的截面面积

当纵向钢筋配筋大于3%时，式中A应改用AA

l11.7m

l19.5 b查表得=0.75 （1）求纵筋As：

已知矩形混凝土上截面面积：

A=600×600=360000mm2

1N12232.61034=2385mm2 AsfcA7.23610fy0.93000.90.75（2）计算配筋：

A23850.0066=0.66% A360000故选用8根二级钢筋 As2513 配筋图如下。

19

图3—3 桩基的配筋图

4. 构造要求及施工要求 4.1 预制桩的施工

(1)预制桩的制作程序 现场布置→场地整平与处理→场地地坪混凝土浇筑→支模→绑轧钢机，安装吊环→浇筑混凝土→养护至30%强度拆模，再支上层模，涂刷隔离层→重叠生产浇筑第二层桩混凝土→养护至100%→起吊、运输、堆放→沉桩

(2)桩的制作 钢筋混凝土可在工厂或施工现场预制。工厂预制利用成组拉模生产，用不小于桩截面高度的槽钢安装在一起组成。现场预制桩宜采用木模或钢模板，支在坚实、平整的混凝土地坪上，用间隔的重叠方法产生，重叠层数不宜超过四层。

混凝土空心管壮采用成套钢管胎模在工厂用离心法产生。 预制桩的偏差应符合表4—1的规定

表4—1预制桩制作允许偏差

(3)钢筋的设置 桩内设纵向钢筋或预应力钢筋（丝）和横向钢筋，一承受刚在运输、起吊和成桩过程中产生的弯曲应力和冲击应力。钢

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筋骨架的主筋连接宜用对焊或电弧焊，对于受拉钢筋，同一截面内的主筋接头数量不得超过50%；相邻两跟主筋接头截面的距离不应大于35倍主直径，并不小于50mm。预制桩钢筋骨架的施工偏差应付和表4—2的规定

表4—2预制桩钢筋骨架的允许偏差

项次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 项目 主筋间距 桩尖中心线 箍筋间距或螺旋筋的螺距 吊环沿纵轴线方向 吊环垂直于纵线方向 吊环露出桩表面的高度 主筋距桩顶距离 桩顶箍筋网片位置 多节桩锚固箍筋长度（胶泥接桩用） 多节桩锚固箍筋位置（胶泥接桩用） 允许偏差（mm） 5 10 20 20 20 10 10 10 10 5 10 11 多节桩预埋铁件位置 4.2 混凝土预制桩的接桩

桩的接桩方法有焊接、法兰接及硫磺胶泥锚接三种。前面两种可用于各种土类，硫磺鸟你锚接适用于软土层，且对一级建筑桩或承受力的桩宜慎重。

焊接接桩时，钢板宜用低碳钢，焊条宜用E43；法兰接桩时，钢板和螺栓宜用低碳钢；硫磺胶泥锚接时，硫磺胶泥配合比应通过试验确定，其屋里力学性能应符合表7-11的规定。

表4—3 硫磺胶泥的主要屋里力学性能指标

热变形：60℃内强度无明显变化；120℃变液态；140～145℃密 度最大且和易性最好；170℃开始沸腾；超过180℃开始焦化，且 遇明火即燃烧 物理性能 密度：2.28～2.32g/cm3 吸水率：0.12％～0.24％ 弹性没两：5*105kPa 耐酸性：常温下能耐烟酸、硫酸、、40％一下的铬算、中等浓度乳酸和醋酸 抗拉强度：4*103kPa 抗压强度：4*104kPa 力学性能 握裹强度：与螺纹钢筋为1.1*104kPa；与螺纹孔混凝土为4*103 kPa 疲劳强度：对照混凝土的试验方法，但疲劳应力比之P为0.3821 时，疲劳修正系数γ>0.8

为保证硫磺胶泥锚接桩质量，施工时应做到： （1）锚筋应刷清并调直；

（2）锚筋孔内应有完好螺纹。无积水、杂物和油污； （3）接桩时，接点的平面和锚筋孔内应灌满胶泥； （4）灌注时间不得超过两分钟；

（5）灌注后的停歇时间应符合表7-12的规定； （6）胶泥识块没班不得少于一组。

表4-4 硫磺胶泥灌注后的停歇时间

1 400×400 450×450 500×500 0～10℃ 10～20℃ 20～30℃ 30～40℃ 40～50℃ 打桩 压桩 打桩 压桩 打桩 压桩 打桩 压桩 打桩 压桩 6 4 8 5 10 7 13 9 17 12 2 10 6 12 7 14 9 17 11 21 14 3 13 / 12 / 18 / 21 / 24 / 22

毕业设计（论文） 结束语

4.3. 混凝土预制桩的沉桩 4.3.1 锤击沉桩

桩锤的选用应考虑地质条件，桩型，布桩的密集程度，单桩竖向承载力及施工条件等因素

桩打入时应符合下列规定

（1）桩帽与送桩帽与桩周围的间隙应为5~10mm；

（2）锤与桩帽，桩帽与桩之间应加设弹性衬垫，如硬木，麻袋，草垫等；

（3）桩锤，桩帽或送桩应和桩身在同一中心线上； （4）桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%；

（5）按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为—50~+50mm （6）斜桩倾斜度的偏差，不得大于倾斜角（指桩纵向中心线与铅垂线的夹角）正切值的15%

钢筋混凝土预制桩锤击沉桩期的安全问题

钢筋混凝土预制桩在沉期间应满足强度和抗裂度要求，特别对于高承台的预制桩，由于桩的自由度较大，还应考虑桩的压曲稳定性问题。在实际工作中，沉桩时的桩的断裂问题时有发生，有时还特别严重产生断裂现象的主要原因是下沉过程中进入密实砂层时，锤击次数过多，锤击能量过大所致。

为了防止沉桩时的断裂，，需要研究锤击沉桩时桩身的锤击应力，桩身配筋时，应使桩身强度足以抵抗锤击时的锤击应力。

4.3.2 静力压桩法沉桩

静力压桩法是以设备本身自重（包括配重）作用力，液压驱动，用静压力将桩压入地基土中的一种沉重工艺。这种施工工艺具有无震动、无噪音、无污染、无冲力和施工应力小的特点。有利于沉桩振动 对邻近建筑物和精密设备的影响，避免对桩头的冲击损失，降低用钢量。在沉桩过程中还可以测定沉桩阻力，为设计和施工提供参数，预估和验证单桩极限承载力，检验桩的工程质量。

近年来，由于大吨位压桩机的出现，提高了静力压桩法施工的适用范围，能将长桩压入砂层，可适用于对单桩极限承载力设计要求超过5000kN的超高层建筑。例如在上海地区，曾使用800t压桩机，将0.50m×0.50m×38.5m的预制方桩压进中密砂层（此曾的静力触探比贯入阻力为12.5Mpa）2.4m，至设计标高时的压桩阻力为4778kN～5868kN，静荷载试验测定的单桩极限承载力为6750kN。

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毕业设计（论文） 结束语

4.4 预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施

预制桩属于挤图桩，沉桩时土体中产生很高的空隙水压力，土体发生侧向挤出和向上隆起，使周围建筑物和市政管线产生变形，严重时发生开裂、倾斜等事故，在预制桩事故时应采取合理的施工方式和必要的防治措施，同时必须进行周围建筑物和市政管线的变形监测，以控制施工速度和改进施工方法。

4.4.1 沉桩对环境的影响

预制桩对环境产生不利的影响，这种不利影响主要是指： （1）沉桩的挤土效用使土体产生隆起和水平向的挤压，引起相邻建筑物和市政设施的不均匀变形以致损坏；挤土效应所引起的环境影响以混凝土预制方桩和闭口钢桩和混凝土管桩次之；锤击沉桩和静压沉桩都有挤土的不良效应；

（2）锤击沉桩时的震动波对环境也有不良影响，使邻近建筑物产生剧烈的振动，门窗晃动，给居民以不安全的恐惧感；对精密设备和精密仪器会影响工作精度，甚至损坏设备；振动主要是由锤击沉桩引起的，静压沉桩就没有剧烈的振动影响；

（3）锤击沉桩时的噪音对环境的污染相当严重，波及范围相当广，对居民生活造成不良的影响。

4.4.2 沉桩对环境影响的分析与评价

（1）群桩施工的影响访问 根据实测资料，单桩沉桩时，引起地面隆起和邻近桩上抬的影响范围如表7-21所示。

（2）桩顶上抬量因相邻桩的沉桩而引起桩的上抬量是施工质量控制的一个装要指标，但目前尚无理论计算的方法。根据实测资料，可以用叠加的方法进行近似估算，其步骤如下：

a．施工时观察沉桩引起相邻桩的上抬量，得到邻桩上抬量与施工桩距离的关系

b．按桩长和桩直径确定单桩的影响半径

c．由桩位图确定对计算桩影响区内的桩数及其与计算桩的距离 d．根据步骤a得到的上抬量与距离的关系确定计算桩引起各桩的上抬量

e．影响区内尚未施工的各桩上抬量之和极为计算桩在施工结束时可能的上抬量。

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毕业设计（论文） 结束语

表4—5 沉桩影响半径与桩长的关系

工程名称 设计院综合楼 白鹤二村 白鹤一村 机械学校 科技大厦 影响半径R/m 10.5 14.0 14.0 15.0 12.0 桩长L/m 13.7 18.0 18.0 25.0 18.5 R/L 0.77 0.78 0.78 0.60 0.65 表4—6给出了对某些工程估算上抬量与实测上抬量的比较，由于施工时影响桩顶上抬量的因素很多，所提出的估算方法能达到这种精度还是相当满意的。

表4-6 上抬量估算值与实测值的比较

工程名称 设计院综合楼 白鹤二村 机械学院 科技学院 估算上抬量/mm 317 136 339 237 实测上抬量/mm 244 129 301 242 相对误差（％） 29.9 5.4 12.6 2.1 （3）地面上抬量 沉桩时，周围土体上抬，从而引起相邻建筑物和施政管线的不静压变形，研究地面上抬量与施工速度的关系，有助于控制施工。避免发生工程事故。施工速度即一天的沉桩数量，沉桩的数量愈多，土体的体积变化愈大，地面上抬量也愈大；施工桩位距控制点的距离愈近，地面上抬量也愈大；

根据实测数据可以绘制如图7-1所示的散点图，纵坐标为地面上抬量，横坐标为V/L，V为沉桩的体积，L为沉桩区中心与控制点之间的距离。如已知沉桩区中心与控制点的距离和允许上抬量，从图可以求得每天允许的沉桩数量。

4.4.3 防治与控制措施

（1）制定合理的沉桩施工组织计划 合理安排沉桩顺序，控制沉桩速度是降低挤土效应、防止出现事故的主要措施。沉桩顺序应背离保护对象由近向远处沉桩，在场地空旷的条件下，宜采取先后四周、由里及外的顺序沉桩。每天的沉桩数量不宜过多，使挤土引起的空隙水压力能有足够的时间消散，可以有效地减少挤土效应。

（2）布置监测系统 在沉桩影响范围内，应布置对被影响建筑物的监测。上海市地基设计规范规定了表7-23所示的沉桩影响范围。

（3）采取防护措施 为了防止沉桩时不利影响，可采取下列防护

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毕业设计（论文） 结束语

措施。

a 设置竖向排水通道

b在桩位或沉桩区外取土，在桩外取土是预钻孔措施，以减少排土量，减少挤土效应；在钻孔区外的目的是消除从沉桩区传向被保护建筑物的挤土压力；c地下管道附近设置防挤沟或隔振沟。

5 结论与建议

（1）本文对拟建场地工程地质条件进行了分析、评价，论证了基础方案，选择出最合理基础型式——桩基础，并对预制桩和钻预制桩两种桩基础比较后钻孔灌注桩，选择，并进行了设计。

（2）场地所在的xx市区的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.10g，抗震设计地震分组属第一组。场地土类型为软弱土，建筑场地类别属Ⅲ类。场地的卓越周期为0.38秒。场地属轻微 液化场地，建筑场地属抗震不利地段。

（3）场地地下水的类型主要由第①层杂填土孔隙潜水、第④层粉砂夹淤泥、第⑦～⑨层承压水和基岩风化裂隙水组成。上部潜水主要受大气降水和涨潮时地表水的补给，下部承压水与闽江水有密切水力联系。

（4）场地地下水对混凝土结构无腐蚀，对钢结构具弱腐蚀；浅部孔隙潜水对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀、承压水对其无腐蚀。

（5）拟建建筑物的基础所采用的预制桩钻孔灌注桩直径选用800mm，采用一柱六桩型式。

桩基的沉降5.1mm

（6）预制桩桩施工方法选用钻孔静力压入方法。基桩承载力应通过桩的静载荷试验确定。

（7）为确保建筑物的正常施工和安全使用，建议从建筑物基础施工至竣工使用后的一定时间内，设置适当数量的观测点进行长期观测工作。

结束语

此次的毕业设计，是一次全面复习专业理论知识的过程。通过此次的毕业实习和论文的写作，使我对所学的岩土工程知识有了一个更为全面的认识，特别是通过对地基基础进行设计，使我对基础设计所使用的方法、设计步骤及施工中可能遇到的问题有了进一步的了解，弥补了所学基础设计知识的不足；同时，在论文的写作过

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毕业设计（论文） 结束语

程中，查阅了一些相关的勘察和基础设计方面的规范，为以后的工作打下了基础。

这次毕业论文的顺利完成，与xx老师的悉心指导是分不开的，在此表示非常感谢，并感谢在毕业论文完成期间得到老师和同学的帮助，感谢xx而校友在实习中和搜集资料时给予的帮助。

由于个人所学知识有限，文中有些差错再所难免，还望老师和同学们指出。谢谢！

参考文献

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，中国建筑工业出版社，1994·JGJ94-94）2 建筑桩基技术规范（

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