CN110889235A - 一种地下桩基建筑工程设计方法 - Google Patents

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郭建勋
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Abstract

本发明涉及一种地下桩基建筑工程设计方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1、前期设计;步骤S2、地基勘察、基础选型;步骤S3、桩尺寸设计;步骤S4、桩基计算;步骤S5、桩基设计;步骤S6、编写桩基计算书、绘制桩基平面布置图、桩基大样设计图、钻孔平面布置图和地质纵剖面及桩底标高设计图;步骤S7桩的制作,桩基打入和接桩。本发明公开的一种地下桩基建筑工程设计方法实用性强,能有效降低人力物力资源成本,提高建设效率,缩短建设周期,通过这种设计方法设计的地下桩基稳定性更好,抗应力能力和承载能力更强,发生变形或失稳的可能性低;没有结构承载力的富余和材料的浪费,工程造价更低,质量更好。

Description

一种地下桩基建筑工程设计方法
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域,具体涉及一种地下桩基建筑工程设计方法。
背景技术
随着国民经济的不断发展,市政工程和建筑施工成为国民基础建设的重要组成部分,其规模和要求也在不断地向高标准高要求方向发展,地下桩基建筑工程则是市政、建筑工程建设的重点对象。设计性能优异,布局合理的地下桩基是地下桩基建筑工程能否稳定、良好前进的重要因素之一。
桩基的设计是为了增强地基对建筑物的承受能力,以打桩方式或以钢筋混凝土浇注方式向地基深处设置的桩基材,特别是沿海经济发达地区,桩基础的应用较为普遍。然而,现有技术中的桩型都是按均质材料进行桩体设计和计算,对于摩擦型桩,通常存在桩体材料所决定的结构承载力与土体所决定的桩的地基承载力不匹配的问题,尤其在软土中为提高桩的地基承载力而加大桩体,造成了桩的结构承载力的富余和材料的浪费;另一方面,现有桩型存在不同的桩身缺陷;除此之外,现有的注浆工艺,采用水泥浆填塞土之间的间隙,可适当提高桩的承载力,却不能有效地增大桩体的计算尺寸。
因此,寻求一种更为合理的地下桩基建筑工程设计方法,对于提高建筑工程质量,降低人力物力资源成本,提高建设效率,缩短建设周期具有非常重要的意义。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种地下桩基建筑工程设计方法,该设计方法合理、简单易行,实用性强,能有效提高建筑工程质量,降低人力物力资源成本,提高建设效率,缩短建设周期,通过这种设计方法设计的地下桩基稳定性更好,抗应力能力和承载能力更强,发生变形或失稳的可能性低;没有结构承载力的富余和材料的浪费,工程造价更低,质量更好。
为达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:一种地下桩基建筑工程设计方法,包括如下步骤:
步骤S1、前期设计:按照该工程施工项目需要进行设计,创建WBS,在地下桩基建筑工程项目施工过程中设计安全保障***,包括整体性施工现场保障性安全与施工过程运行安全;设计施工质量与速度,设计材料、人员、资金配置;
步骤S2、地基勘察、基础选型:勘察地基岩土物理力学性能参数及原位测试参数,地下水位情况、抗震设防烈度,根据JGJ 94—2008《建筑桩基设计规范》确定基础设计等级,桩基材质,初拟桩径、布置桩基平面;
步骤S3、桩尺寸设计:初估截面尺寸,计算桩基荷载,根据地质资料及桩基荷载确定桩基的结构形式,根据岩土参数及桩基荷载,反算桩长及桩底标高,从而确定桩底标高;选择持力层和确定桩端进入持力层深度;
步骤S4、桩基计算:计算桩基承载力,确定桩基配筋;确定桩的数量、间距和布置方式;
步骤S5、桩基设计:通过计算结果及设计要求,查阅图集,对桩身结构及其承台进行设计;
步骤S6、编写桩基计算书、绘制桩基平面布置图、桩基大样设计图、钻孔平面布置图和地质纵剖面及桩底标高设计图。
步骤S7、桩的制作,桩基打入和接桩。
本发明一个优选的实施例中,步骤S2中所述基础设计等级为丙级,桩基材质为PHC;
优选地,所述选择持力层和确定桩端进入持力层深度的原则为:桩端全断面进入持力层的深度,对于黏性土、粉土不宜小于 2d,砂土不宜小于 1.5d,碎石类土,不宜小于 1d。当存在软弱下卧层时,桩端以下硬持力层厚度不宜小于 3d,其中d为承台埋深。
优选地,所述承台埋深不小于700-800mm。
优选地,步骤S4中所述确定桩的数量时,按如下公式计算桩根数:n≥(Fk+Gk)/Ra×(1.2-1.4)(考虑偏压),其中,Ra为预估单桩竖向承载力特征值,Fk为柱根/柱顶的竖向力,Gk为底层墙、基础梁自重、覆盖土重、承台自重。
优选地,步骤S4中所述布置方式应满足桩的最小中心距≥4d,独立柱下桩基承台的最小宽度不应小于600mm,边桩中心至承台边缘的距离不应小于桩直径或边长,且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于200mm。
优选地,步骤S5中所述承台参考桩基承台图集设计。
优选地,所述桩基的结构形式选自端承桩、摩擦桩中的一种。
优选地,步骤S4中所述计算桩基承载力桩基计算公式进行计算,公式的表达式为:[P]=(c1A+c2Uh)Ra。在该式中[P]表示的是桩基所能承受的最大承载力,Ra 表示桩基底部岩石的极限抗压力强度,h 表示的是桩基深入底部岩石中的深度,U 表示的是桩基进入岩石层内部分的地面周长,而A 表示的是装基底部的截面积,另外的c1 和c2 都表示的是一个相对固定的系数。
优选地,所述确定桩基配筋时,荷载按规范组合系数。
优选地,所述桩的制作时,上下层桩之间、邻桩之间及桩与底模板之间应做好隔离层,上层桩及邻桩的混凝土浇筑,应在下层及邻桩混凝土达到设计强度等级的40%以上进行。钢筋混凝土预制桩的钢筋骨架宜采用焊接连接,主筋接头配置在同一截面内(指30倍钢筋直径区域之内,但不小于500mm)的数量不得超过50%;同一钢筋两个相邻接头间应大于30倍钢筋直径,且不小于500mm;桩顶主筋上部以伸至最上一层钢筋网片之下为宜,应连接成“H”形。
优选地,所述桩基打入时,必须先选择短落距来进行慢慢的敲打,等到桩体进入到土壤中2.5m 左右后,使用全落距进行敲打。若使用落锤进行击打时,落距应控制在1.3m 之内,柴油锤则控制在1.7m 之内。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明提供的地下桩基建筑工程设计方法,设计方法合理、简单易行,实用性强,能有效提高建筑工程质量,降低人力物力资源成本,提高建设效率,缩短建设周期,通过这种设计方法设计的地下桩基稳定性更好,抗应力能力和承载能力更强,发生变形或失稳的可能性低;没有结构承载力的富余和材料的浪费,工程造价更低,质量更好。
具体实施方式
本发明一种地下桩基建筑工程设计方法,包括如下步骤:
步骤S1、前期设计:按照该工程施工项目需要进行设计,创建WBS,在地下桩基建筑工程项目施工过程中设计安全保障***,包括整体性施工现场保障性安全与施工过程运行安全;设计施工质量与速度,设计材料、人员、资金配置;
步骤S2、地基勘察、基础选型:勘察地基岩土物理力学性能参数及原位测试参数,地下水位情况、抗震设防烈度,根据JGJ 94—2008《建筑桩基设计规范》确定基础设计等级,桩基材质,初拟桩径、布置桩基平面;
步骤S3、桩尺寸设计:初估截面尺寸,计算桩基荷载,根据地质资料及桩基荷载确定桩基的结构形式,根据岩土参数及桩基荷载,反算桩长及桩底标高,从而确定桩底标高;选择持力层和确定桩端进入持力层深度;
步骤S4、桩基计算:计算桩基承载力,确定桩基配筋;确定桩的数量、间距和布置方式;
步骤S5、桩基设计:通过计算结果及设计要求,查阅图集,对桩身结构及其承台进行设计;
步骤S6、编写桩基计算书、绘制桩基平面布置图、桩基大样设计图、钻孔平面布置图和地质纵剖面及桩底标高设计图;
步骤S7、桩的制作,桩基打入和接桩。
本发明一个优选的实施例中,步骤S2中所述基础设计等级为丙级,桩基材质为PHC;所述选择持力层和确定桩端进入持力层深度的原则为:桩端全断面进入持力层的深度,对于黏性土、粉土不宜小于 2d,砂土不宜小于 1.5d,碎石类土,不宜小于 1d。当存在软弱下卧层时,桩端以下硬持力层厚度不宜小于 3d,其中d为承台埋深。所述承台埋深不小于700-800mm。步骤S4中所述确定桩的数量时,按如下公式计算桩根数:n≥(Fk+Gk)/Ra×(1.2-1.4)(考虑偏压),其中,Ra为预估单桩竖向承载力特征值,Fk为柱根/柱顶的竖向力,Gk为底层墙、基础梁自重、覆盖土重、承台自重。
步骤S4中所述布置方式应满足桩的最小中心距≥4d,独立柱下桩基承台的最小宽度不应小于600mm,边桩中心至承台边缘的距离不应小于桩直径或边长,且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于200mm。步骤S5中所述承台参考桩基承台图集设计。所述桩基的结构形式选自端承桩、摩擦桩中的一种。
步骤S4中所述计算桩基承载力桩基计算公式进行计算,公式的表达式为:[P]=(c1A+c2Uh)Ra。在该式中[P]表示的是桩基所能承受的最大承载力,Ra 表示桩基底部岩石的极限抗压力强度,h 表示的是桩基深入底部岩石中的深度,U 表示的是桩基进入岩石层内部分的地面周长,而A 表示的是装基底部的截面积,另外的c1 和c2 都表示的是一个相对固定的系数。所述确定桩基配筋时,荷载按规范组合系数。
所述桩的制作时,上下层桩之间、邻桩之间及桩与底模板之间应做好隔离层,上层桩及邻桩的混凝土浇筑,应在下层及邻桩混凝土达到设计强度等级的40%以上进行。钢筋混凝土预制桩的钢筋骨架宜采用焊接连接,主筋接头配置在同一截面内(指30倍钢筋直径区域之内,但不小于500mm)的数量不得超过50%;同一钢筋两个相邻接头间应大于30 倍钢筋直径,且不小于500mm;桩顶主筋上部以伸至最上一层钢筋网片之下为宜,应连接成“H”形。所述桩基打入时,必须先选择短落距来进行慢慢的敲打,等到桩体进入到土壤中2.5m 左右后,使用全落距进行敲打。若使用落锤进行击打时,落距应控制在1.3m 之内,柴油锤则控制在1.7m 之内。本发明提供的地下桩基建筑工程设计方法,设计方法合理、简单易行,实用性强,能有效提高建筑工程质量,降低人力物力资源成本,提高建设效率,缩短建设周期,通过这种设计方法设计的地下桩基稳定性更好,抗应力能力和承载能力更强,发生变形或失稳的可能性低;没有结构承载力的富余和材料的浪费,工程造价更低,质量更好。
下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
实施例1
实施例1提供一种地下桩基建筑工程设计方法,包括如下步骤:
步骤S1、前期设计:按照该工程施工项目需要进行设计,创建WBS,在地下桩基建筑工程项目施工过程中设计安全保障***,包括整体性施工现场保障性安全与施工过程运行安全;设计施工质量与速度,设计材料、人员、资金配置;
步骤S2、地基勘察、基础选型:勘察地基岩土物理力学性能参数及原位测试参数,地下水位情况、抗震设防烈度,根据JGJ 94—2008《建筑桩基设计规范》确定基础设计等级,桩基材质,初拟桩径、布置桩基平面;
步骤S3、桩尺寸设计:初估截面尺寸,计算桩基荷载,根据地质资料及桩基荷载确定桩基的结构形式,根据岩土参数及桩基荷载,反算桩长及桩底标高,从而确定桩底标高;选择持力层和确定桩端进入持力层深度;
步骤S4、桩基计算:计算桩基承载力,确定桩基配筋;确定桩的数量、间距和布置方式;
步骤S5、桩基设计:通过计算结果及设计要求,查阅图集,对桩身结构及其承台进行设计;
步骤S6、编写桩基计算书、绘制桩基平面布置图、桩基大样设计图、钻孔平面布置图和地质纵剖面及桩底标高设计图。
步骤S7、桩的制作,桩基打入和接桩。
步骤S2中所述基础设计等级为丙级,桩基材质为PHC;
所述选择持力层和确定桩端进入持力层深度的原则为:桩端全断面进入持力层的深度,对于黏性土、粉土不宜小于 2d,砂土不宜小于 1.5d,碎石类土,不宜小于 1d。当存在软弱下卧层时,桩端以下硬持力层厚度不宜小于 3d,其中d为承台埋深。
所述承台埋深不小于750mm。
步骤S4中所述确定桩的数量时,按如下公式计算桩根数:n≥(Fk+Gk)/Ra×(1.2-1.4)(考虑偏压),其中,Ra为预估单桩竖向承载力特征值,Fk为柱根/柱顶的竖向力,Gk为底层墙、基础梁自重、覆盖土重、承台自重。
步骤S4中所述布置方式应满足桩的最小中心距≥4d,独立柱下桩基承台的最小宽度不应小于600mm,边桩中心至承台边缘的距离不应小于桩直径或边长,且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于200mm。
步骤S5中所述承台参考桩基承台图集设计。
所述桩基的结构形式为端承桩。
步骤S4中所述计算桩基承载力桩基计算公式进行计算,公式的表达式为:[P]=(c1A+c2Uh)Ra。在该式中[P]表示的是桩基所能承受的最大承载力,Ra 表示桩基底部岩石的极限抗压力强度,h 表示的是桩基深入底部岩石中的深度,U 表示的是桩基进入岩石层内部分的地面周长,而A 表示的是装基底部的截面积,另外的c1 和c2 都表示的是一个相对固定的系数。
所述确定桩基配筋时,荷载按规范组合系数。
所述桩的制作时,上下层桩之间、邻桩之间及桩与底模板之间应做好隔离层,上层桩及邻桩的混凝土浇筑,应在下层及邻桩混凝土达到设计强度等级的40%以上进行。钢筋混凝土预制桩的钢筋骨架宜采用焊接连接,主筋接头配置在同一截面内(指30倍钢筋直径区域之内,但不小于500mm)的数量不得超过50%;同一钢筋两个相邻接头间应大于30 倍钢筋直径,且不小于500mm;桩顶主筋上部以伸至最上一层钢筋网片之下为宜,应连接成“H”形。
所述桩基打入时,必须先选择短落距来进行慢慢的敲打,等到桩体进入到土壤中2.5m 左右后,使用全落距进行敲打。若使用落锤进行击打时,落距应控制在1.3m 之内,柴油锤则控制在1.7m 之内。
实施例2
实施例2提供一种地下桩基建筑工程设计方法,与实施例1基本相同,不同的是所述桩基的结构形式为摩擦桩。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地下桩基建筑工程设计方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1、前期设计:按照该工程施工项目需要进行设计,创建WBS,在地下桩基建筑工程项目施工过程中设计安全保障***,包括整体性施工现场保障性安全与施工过程运行安全;设计施工质量与速度,设计材料、人员、资金配置;
步骤S2、地基勘察、基础选型:勘察地基岩土物理力学性能参数及原位测试参数,地下水位情况、抗震设防烈度,根据JGJ 94—2008《建筑桩基设计规范》确定基础设计等级,桩基材质,初拟桩径、布置桩基平面;
步骤S3、桩尺寸设计:初估截面尺寸,计算桩基荷载,根据地质资料及桩基荷载确定桩基的结构形式,根据岩土参数及桩基荷载,反算桩长及桩底标高,从而确定桩底标高;选择持力层和确定桩端进入持力层深度;
步骤S4、桩基计算:计算桩基承载力,确定桩基配筋;确定桩的数量、间距和布置方式;
步骤S5、桩基设计:通过计算结果及设计要求,查阅图集,对桩身结构及其承台进行设计;
步骤S6、编写桩基计算书、绘制桩基平面布置图、桩基大样设计图、钻孔平面布置图和地质纵剖面及桩底标高设计图;
步骤S7、桩的制作,桩基打入和接桩。
2.根据权利要求1所述地下桩基建筑工程设计方法,其特征在于,步骤S2中所述基础设计等级为丙级,桩基材质为PHC。
3.根据权利要求1所述地下桩基建筑工程设计方法,其特征在于,所述选择持力层和确定桩端进入持力层深度的原则为:桩端全断面进入持力层的深度,对于黏性土、粉土不宜小于 2d,砂土不宜小于1.5d,碎石类土,不宜小于1d;当存在软弱下卧层时,桩端以下硬持力层厚度不宜小于3d,其中d为承台埋深;所述承台埋深不小于700-800mm。
4.根据权利要求1所述地下桩基建筑工程设计方法,其特征在于,步骤S4中所述确定桩的数量时,按如下公式计算桩根数:n≥(Fk+Gk)/Ra×(1.2-1.4)(考虑偏压),其中,Ra为预估单桩竖向承载力特征值,Fk为柱根/柱顶的竖向力,Gk为底层墙、基础梁自重、覆盖土重、承台自重。
5.根据权利要求1所述地下桩基建筑工程设计方法,其特征在于,步骤S4中所述布置方式应满足桩的最小中心距≥4d,独立柱下桩基承台的最小宽度不应小于600mm,边桩中心至承台边缘的距离不应小于桩直径或边长,且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于200mm。
6.根据权利要求1所述地下桩基建筑工程设计方法,其特征在于,步骤S5中所述承台参考桩基承台图集设计。
7.根据权利要求1所述地下桩基建筑工程设计方法,其特征在于,所述桩基的结构形式选自端承桩、摩擦桩中的一种。
8.根据权利要求1所述地下桩基建筑工程设计方法,其特征在于,步骤S4中所述计算桩基承载力桩基计算公式进行计算,公式的表达式为:[P]=(c1A+c2Uh)Ra;在该式中[P]表示的是桩基所能承受的最大承载力,Ra 表示桩基底部岩石的极限抗压力强度,h 表示的是桩基深入底部岩石中的深度,U 表示的是桩基进入岩石层内部分的地面周长,而A 表示的是装基底部的截面积,另外的c1 和c2 都表示的是一个相对固定的系数。
9.根据权利要求1所述地下桩基建筑工程设计方法,其特征在于,所述桩的制作时,上下层桩之间、邻桩之间及桩与底模板之间应做好隔离层,上层桩及邻桩的混凝土浇筑,应在下层及邻桩混凝土达到设计强度等级的40%以上进行;钢筋混凝土预制桩的钢筋骨架宜采用焊接连接,主筋接头配置在同一截面内(指30倍钢筋直径区域之内,但不小于500mm)的数量不得超过50%;同一钢筋两个相邻接头间应大于30 倍钢筋直径,且不小于500mm;桩顶主筋上部以伸至最上一层钢筋网片之下为宜,应连接成“H”形。
10.根据权利要求1所述地下桩基建筑工程设计方法,其特征在于,所述桩基打入时,必须先选择短落距来进行慢慢的敲打,等到桩体进入到土壤中2.5m左右后,使用全落距进行敲打;若使用落锤进行击打时,落距应控制在1.3m 之内,柴油锤则控制在1.7m 之内。
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