桩基岩土参数选择及计算实例分析

桩基岩土参数选择及计算实例分析

李椋京

福建信息职业技术学院建筑工程系，福建 福州 350003

摘要：本文通过桩基础设计实例分析，分析了单桩承载力计算，岩土物理参数选择，群桩

承台的竖向力桩承载力计算，桩型选择分析、桩基础工程设计是如何进行的。

关键词：群桩基础 岩土物理参数 桩周土极限侧阻力 配筋计算

中图分类号： 文献标识码：A

1 前言^[1]

在桩基础工程设计时缺乏应有的桩基岩土参数选实例,福建省福州市地区有许多成功的桩基岩土参数选案例，通过收集资料，总结了福州市地区桩基岩土参数选择经验，为福州地区的工程勘察、岩土设计提供方法。

2 桩长取值方案探讨^[2]

2.1实例基础单柱承载力

以福州某工程为例，该工程为灌注桩，设计承载力值为2600kN。

2.2该工程在工程地质勘察中的地层组合^[3]

场地主要地层的工程特性评价如下：

①杂填土：松散～稍密，湿，含块条石，填充物以砂性土为主，密实度及均匀性差，厚度小，承载力低，工程性质较差。

②淤泥：液性指数平均值IL=1.34，流塑，压缩系数a1-2 =1.320，高压缩性土。厚度较小，承载力低，工程性质极差。

③粘土：液性指数IL=0.32，可塑。压缩系数a1-2=0.389，中压缩性土，厚度较大，承载力尚可，工程性质较好。

④坡积粉质粘土：液性指数为0.05～0.58，平均值IL=0.23，硬塑为主，局部可塑。压缩系数a1-2=0.349，中压缩性土。本层均有揭示，厚度较大，承载力尚可，工程性质较好。

⑤残积砂质粘性土：液性指数为0.12～0.62，平均值IL=0.43，可塑为主，局部可塑。压缩系数平均值压缩系数a1-2=0.421，属于中压缩性土。均有分布，厚度较大，浸水易软化、崩解，有一定承载力，工程性能中等。

⑥全风化花岗岩：硬塑，湿，层厚变化大，均匀性差，工程性能中等。

⑦砂土状强风化花岗岩：较硬，分布不均匀，层厚变化大，有一定承载力，工程性能较好。

⑧碎块状强风化花岗岩：该层揭示厚度较小。承载力高，工程性质好。

⑨微风化花岗岩：本层上部较破碎，下部岩芯较完整。埋深大，未见洞穴、临空面及软弱岩层，工程力学性质好，是良好的桩基持力层。

综上所述，场地内地基复杂程度为中等，地层水平及垂直方向均匀性较差，地基的稳定性较好。

2.3地基基础设计计算参数^[3]

根据现场钻探、原位测试及室内土工试验结果，结合有关工程经验，得到场地地基土有关参数如表1。

表1 地基基础设计计算参数表

表2 冲孔灌注桩单桩轴向受压承载力容许值估算表

2.3单桩承载力计算依据^[4]

1.单桩承载力计算由(1)《建筑桩基技术规范》JGJ94－2008[2]:

(1)

2.单桩承载力计算由《福建省标准建筑地基基础勘察设计规范》 (DBJ13-07-2006)[3]:

(2)

其中 ─单桩许用側阻力标准值，KN；

─单桩许用桩端阻力标准值，KN；

u ─桩身周长，m；

─桩横截面面积， ；

─桩側第i层极限阻力标准值，KPa；

─极限阻力桩端阻力标准值，KPa；

─桩周承载力系数；

─桩端承载力系数；

─第i层厚度；

─桩周、桩端承载力安全系数；

以上计算单桩承载力设计依据。

2.4单桩承载力计算结果

表3 冲孔灌注桩单桩轴向受压承载力容许值估算表

3 桩基承台设计及计算依据^[4]

3.1桩基承台下桩数计算

由单柱承载情况，单柱为轴心受压由故：

(3)

3.2桩距设计^[4]

依据建筑桩基技术规范 (JGJ94－2008)桩距最小值2.5d。

3.3群桩竖向承载力计算

桩承载力计算依据^[2]《建筑桩基础技术规范》，桩竖向极限承载力验算应满足下面 (4)的公式：

群桩极限承载力；

(4)

其中 R─群桩最大极限承载力；

Qsk─单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk─单桩总极限端阻力标准值:

Qck─相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:

qck─承台底1/2承台宽度深度范围(≤5m)内地基土极限阻力标准值；

─分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；

─承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：

─分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；

4 桩基承台设计依据^[5]

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)^[6]受弯构件承载力计算。

式中 ──系数，当混凝土强度不超过C50时， 取为1.0,当混凝土强度等级为C80时， 取为0.94,期间按线性内插法确定；

fc──混凝土抗压强度设计值；

h0──承台的计算高度。

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300MPa。

4.2矩形承台截面抗剪切计算^[6]

依据《建筑桩技术规范》^[4](JGJ94－2008)。桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=1412kN考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面 公式(9)：

(9)

其中 ──建筑桩基重要性系数，取1.0；

──剪切系数, =0.20；

──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70MPa；

──承台计算截面处的计算宽度， =4000mm；

──承台计算截面处的计算高度，h₀=1250mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00MPa；

S──箍筋的间距，S=200mm。

5 结语

桩基承台设计为岩土工程施工技术、工程地质勘察专业的专业课程设计所要求，对桩基承台设计的教学要求不能只仅在理论上，本文为参照福州某桥梁桩基工程设计实例数据编写，为基础工程施工技术专业的教学及对工程实际的岩土数据取值与安全系数关系有借鉴意义。

参考文献：

[1]岩土工程勘察规范 (GB50021-2001)[M].北京；中国建筑工业出版社，2009.

[2]建筑桩基技术规范 (JGJ94－2008)[M].北京；中国建筑工业出版社，2008.

[3]建筑地基基础勘察设计规范 (DBJ13-07-2006)[M].福州；福建科学技术出版社,2007

[4]建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008）[s].北京：中国建筑工业出版社1995年.

[5]混凝土设计规范 (GB50010-2010)[M].北京；中国建筑工业出版社，2011.

[6]建筑地基基础设计规范 (GB50007-2011)[M].北京；中国建筑工业出版社，2012.

作者简介:福建信息职业技术学院建筑工程系 李椋京（1963.7.18)，男，汉族，福建莆田人，副教授，硕士，研究方向：岩土工程方向

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