1、淺談混凝土灌注樁的結構設計關鍵詞：樁基、混凝土灌注樁、預制樁樁基是高層層建筑、大大型公共共建筑及及某些中中型、重重型工業(yè)業(yè)廠房常常用的地地基處理理方法，因因其承載載力高、沉沉降量小小且沉降降較均勻勻等特點點，尤其其適用于于建筑在在軟弱地地基上的的重型建建（構）筑筑物。因因此，在在沿海以以及軟土土地區(qū)，樁樁基應用用比較廣廣泛。實實際工程程中基礎礎部分往往往在整整個土建建投資中中占據了了很大的的比例，因因而選擇擇合理的的基礎形形式，對對節(jié)約工工程造價價、降低低施工難難度、加加快工程程進度至至關重要要。樁基有預制制樁和灌灌注樁之之分。下下面就以以“天津津三源電電力科技技產業(yè)園園建設項項目一期期中壓成

2、成套廠房房”為例例詳細介介紹一下下混凝土土灌注樁樁的設計計。工程簡介：“天津三源源電力科科技產業(yè)業(yè)園建設設項目一一期中壓成成套廠房房”工程程天津市市北辰科科技產業(yè)業(yè)園區(qū)，高高新大道道與景祥祥路交匯匯處。平平面尺寸寸為：橫橫向柱距距9.000米，共共159.000=1135.00米米，縱向向324.00+218.00=1088.000米，柱柱頂高度度10.00米米，每跨跨均設33t的電動單單梁吊車車一臺，軌軌頂7.2200米米。根據建筑筑抗震設設計規(guī)范范（GGB5000111-20001），廠廠區(qū)抗震震設防烈烈度為77度，設設計地震震加速度度0.115g，設設計地震震分組為為第一組組。場地地類別

3、為為類。地質報告給給出樁基基設計參參數：附表表一層序號地層巖性頂板標高（米米）層厚厚（米）鉆孔灌注樁樁（標準準值）qsik（kPaa）qpk（kkPa）1素填土2.621.7750.502.330021粉質粘土1.46 -00.3771.904.0003231粉土-1.144 -3.0083.506.5504532淤泥質粘土土-5.655 -7.8852.404.5502241粉質粘土-9.388 -10.702.003.3303842粉質粘土-12.111 -133.2772.503.8804251粉質粘土-14.889 -166.4882.305.5504650052-1粉質粘土-18.1

4、15 -200.0996.009.1105255052-2粉土-17.779 -211.1115.508.55060850注：地質報報告建議議32層淤淤泥質粘粘土可降降低承載載力或者者完全作作為安全全儲備。工程地質局局部剖面面圖：樁基基選型：根據勘察結結果，結結合擬建建建筑物物的類型型及荷重重，該廠廠區(qū)下存存在淤泥泥質粘土土不宜采采用天然然地基，宜宜采用混混凝土樁樁基進行行地基處處理。又又因廠區(qū)區(qū)內樁端端持力層層51粉質質粘土層層以上存存在311粉土層層，該層層側壁摩摩阻力較較大，目目前天津津地區(qū)沒沒有與此此相匹配配的打樁樁（壓樁樁）機械械，若采采用混凝凝土預制制樁則會會造成一一定的沉沉樁困難

5、難。若采采用522層作為為擬建建建筑物樁樁端持力力層，其其巖性在在水平方方向上變變化較大大，分布布有522-1粉粉質粘土土層及552-22粉土層層，采用用預制樁樁不但會會造成沉沉樁困難難，還會會發(fā)生壓壓樁后樁樁頂標高高變化較較大，并并且樁端端土層552-11粉質粘粘土層及及52-2粉土土層的樁樁端阻力力相差較較大，進進而單樁樁豎向極極限承載載力標準準值相差差較大，故故建議擬擬建建筑筑物選用用鉆孔灌灌注樁。根根據天津津地區(qū)實實際工程程經驗，鉆鉆孔灌注注樁的成成孔直徑徑最小為為6000mm。綜上所述，本本工程選選用直徑徑為6000mmm的鉆孔孔灌注樁樁，樁端端持力層層為511粉質粘粘土層，且且樁端

6、進進入511粉質粘粘土層的的深度不不小于兩兩倍的樁樁身直徑徑。結構計算：1、單樁豎豎向極限限承載力力標準值值計算：根據建筑筑樁基技技術規(guī)范范公式式 (5.33.5)qsik樁側側第i層土的的極限側側阻力標標準值；qpk極限端端阻力標標準值；li樁身身進入第第i層土的的土層厚厚度；樁截截面周長長；Ap樁樁截面面面積；本工程0.0000對對應于大大沽高程程3.0000（絕對對高程），短短柱頂標標高-0.5500，承承臺底標標高-2.0000，樁樁頂標高高-11.9000（對對應大沽沽高程1.1100）。計計算過程程如下：灌注注樁承載載力計算算附表二二0.000=大大沽33.000樁截面600mm根

7、據建筑筑樁基技技術規(guī)范范5.3節(jié)經經驗參數數法周長u(mm)1.88m樁端面積AAp(mm*m)0.28m2孔口編號qsik孔2孔6土層各層底標高liqsik*li各層底標高liqsik*li樁頂1.101.10101.090.010.001.080.020.00232-2.0113.1099.200-2.4223.50112.0003145-5.9113.90175.550-6.3223.90175.550320-10.0014.100.00-9.9223.600.004138-12.6612.6098.800-12.9923.00114.0004242-15.4412.80117.660-

8、16.2223.30138.66051461.201.2055.2001.201.2055.200樁長（m）17.71118.5221層樁端端qpkk500qsikk*lii546.330qsikk*lii595.330Qpk=qqpk*Ap(kN)141.330Qsk=uuqsiik*lli (kNN)1029.23QSK=uuqsiik*lli (kNN)1121.55單樁豎向極極限承載載力標準準值Quuk=Qpkk+Qssk1170.531262.85樁長（m）18.522m注：不考慮慮32層淤淤泥質粘粘土的工工程性，樁樁側阻力力取為00。為方便施工工，樁長長統(tǒng)一取取為199.000米，

9、調調整計算算過程如如下：灌灌注樁承承載力計計算附表三三0.000=大大沽33.000樁截面600mm根據建筑筑樁基技技術規(guī)范范5.3節(jié)經經驗參數數法周長u(mm)1.88m樁端面積AAp(mm*m)0.28m2孔口編號qsik孔2孔6土層各層底標高liqsik*li各層底標高liqsik*li樁頂1.101.10101.090.010.001.080.020.00232-2.0113.1099.200-2.4223.50112.0003145-5.9113.90175.550-6.3223.90175.550320-10.0014.100.00-9.9223.600.004138-12.661

10、2.6098.800-12.9923.00114.0004242-15.4412.80117.660-16.2223.30138.66051462.492.4955.2001.681.6855.200樁長（m）19.00019.0001層樁端端qpkk500qsikk*lii546.330qsikk*lii595.330Qpk=qqpk*Ap(kN)141.330Qsk=uuqsiik*lli (kNN)1029.23QSK=uuqsiik*lli (kNN)1121.55單樁豎向極極限承載載力標準準值Quuk=Qpkk+Qssk1282.331304.44樁長（m）19.000m注：不考慮慮

11、32層淤淤泥質粘粘土的工工程性，樁樁側阻力力取為00。從上表計算算結果分分析，取取單樁豎豎向極限限承載力力標準值值為12200（kN）。附表四四單樁豎向極極限承載力標準值值單樁豎向極極限承載力特征值值單樁豎向極極限承載力設計值值1200(kN)1200/2=6600(kN)1200/1.665=7727(kN)試樁最大壓壓力標準組合基本組合2、由柱底底力計算算的基樁凈凈反力上部結構計計算采用用中國建建筑科學學研究院院編制的的PKPPM/鋼鋼結構/門式剛剛架模塊塊進行單單榀建模計計算，得得出邊柱柱（此處處僅以邊邊柱為例例說明）的的柱底反反力如下下：柱底力標準準組合（彎彎矩MkNN.m軸力力NkN

12、N剪力力VkNN）附表五1MmaxMmax=1322.044N= 776.001V =334.5592MminMmin= -1198.79N=1911.766V = -533.9113NmaxM= -1167.90Nmax=2388.699V = -488.5004NminM = 1127.75Nmin= 755.466V =334.2265VmaxM =1132.04N=76.01Vmax= 334.5596VminM =-1198.79N =1991.776Vmin=-533.911注：軸力N壓壓為正，彎彎矩MM順時時針為正正，剪力力V順時針針為正。按建筑樁樁基技術術規(guī)范，樁距取3d（d為

13、樁身直徑），邊距取d。承臺底標高為-2.000，樁身混凝土強度為C30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2；主受力鋼筋為HRB335，箍筋為HPB235。承臺自重為為：（00.62+11.8）1.222.0（基基底標高高）220=1144.00(kN),含基礎礎自重的的柱底力力標準組組合（彎彎矩MkNN.m軸力力NkNN剪力力VkNN）附表六六1MmaxMmax=1322.044F= 776.001+1144.00=2200.011V =334.5592MminMmin= -1198.79F=1911.766+1444.000=3335.76V = -533.9113FmaxM

14、= -1677.900Fmax=2388.699+1444.000=3382.69V = -488.5004FminM = 1277.755Fmin= 775.446+1144.00=2199.466V =334.2265VmaxM =1132.04F=76.01+1444.000=2220.001Vmax= 334.5596VminM =-1988.799F =1191.76+1444.000=3335.776Vmin=-533.911注：軸力N壓壓為正，彎彎矩MM順時時針為正正，剪力力V順時針針為正。計算簡圖：Mmaax組合合下：作用在承臺臺底部的的彎矩：繞Y軸彎矩矩：MM0y=MyVH

15、= 1332.00434.591.550 =1833.933(kNNm)基樁凈反力力設計值值：計算公式：建筑筑樁基技技術規(guī)范范（JJGJ99420008）（5.11.12）N1= F/nnM0yyy1/yi2=2220.001/221833.9330.990/(200.922)= 2122.199 (kkN)N2= F/nnM0yxx2/yi2=2220.001/221833.9330.990/(200.922)= 7.883 (kN)Mmiin組合合下：作用在承臺臺底部的的彎矩：繞Y軸彎矩矩：M0y=MyVH=1988.799(53.91)1.550=2779.666(kkNm)基樁凈反力力

16、設計值值：計算公式：建筑筑樁基技技術規(guī)范范（JJGJ99420008） （5.1.112）N1= FF/nM0yyy1/yi2=3335.776/22(-2799.666)00.900/(220.92)=122.511 (kkN)N2= F/nnM0yxx2/yi2=3335.776/22(-2799.666)00.900/(220.92)=3223.225 (kN)Fmaax組合合下：作用在承臺臺底部的的彎矩：繞Y軸彎矩矩：M0y=MyVH=1677.900(48.50)1.550=2440.665(kkNm)基樁凈反力力設計值值：計算公式：建筑筑樁基技技術規(guī)范范（JJGJ99420008）

17、 （5.1.12）N1= FF/nM0yyy1/yi2=3882.669/22(-2400.655)00.900/(220.92)=577.666 (kkN)N2= F/nnM0yxx2/yi2=3882.669/22(-2400.655)00.900/(220.92)=3225.004 (kN)Fmiin組合合下：作用在承臺臺底部的的彎矩：繞Y軸彎矩矩：MM0y=MyVH=1127.7534.261.550=1799.144(kNm)基樁凈反力力設計值值：計算公式：建筑筑樁基技技術規(guī)范范（JJGJ99420008） （5.11.12）N1= FF/nM0yyy1/yi2=2119.446/2

18、21779.11400.900/(220.92)=2009.225 (kN)N2= F/nnM0yxx2/yi2=2119.446/221779.11400.900/(220.92)=100.211 (kkN)由附表六分分析得知知，最大大（最小?。┘袅αΣ黄鹂乜刂谱饔糜?。綜合合以上計計算結果果，可以以得到：Nmaxx=3225.004(kkN)，Nminn=7.883 (kN)，可以以看出基基樁均為為受壓樁樁，且基基樁樁身身的混凝凝土抗壓壓強度ffcAp=144.33.11460002/4=40441.118(kkN) NNmaxx=3225.004 (kN)，故可可按建建筑樁基基技術規(guī)規(guī)范（

19、JGJ94-2008）第4.1.1條規(guī)定“1、當樁身直徑為3002000mm時，正截面配筋率可取0.65%0.2%（小直徑樁取高值）；對受荷載特別大的樁、抗拔樁和嵌巖樁端承樁應根據計算確定配筋率，并不小于上述規(guī)定值。4、箍筋應應采用螺螺旋式，直直徑不應應小于66mm，間間距宜為為20003000mmm；受水水平地震震作用的的樁基以以及考慮慮主筋作作用計算算樁身受受壓承載載力時，樁頂以下5d范圍內的箍筋應加密，間距不應大于100mm；當鋼筋籠長度超過4m時，應每隔2m設一道直徑不小于12mm的焊接加強箍筋”。根據以上原則，本工程樁身配筋均可按構造要求設置，具體配筋如下：最小配筋面積As=Ap0.

20、2%=3.146002/40.2%=565.2mm2。實際配筋812（As=905 mm2），配筋長度為2/3的樁長，箍筋為8200，樁頂以下5d范圍內箍筋加密為8100，且在樁身的配筋范圍內，每隔2m設一道14的焊接加勁鋼筋?；炷帘Ｗo層厚度為50mm。結束語1、從附表表三可以以看出，孔孔2中側側壁阻力力占樁身身總阻力力的10029.23 /12282.33=80%，孔6中側壁壁阻力占占樁身總總阻力的的11221.555 /13004.444=886%，由由此可見見，基樁樁的側壁壁阻力遠遠遠大于于端阻力力，故本本工程的的基樁為為“端承承摩擦型型混凝土土灌注樁樁”。2、從基樁樁凈反力力的計算算

21、結果可可以看出出，基樁樁凈反力力Nmiin=77.833(kNN)00，可見見本工程程的基樁樁全部為為受壓樁樁，且樁樁身的混混凝土強強度已滿滿足設計計要求，故故樁身的的主筋僅僅需按建建筑樁基基技術規(guī)規(guī)范（JGJ94-2008）中要求的構造配筋即可。若樁身混凝土強度不能滿足抗壓要求，則樁身的配筋需根據計算確定。讀到這里有些讀者會問“若出現抗拔樁，即Nmin0時，如何處理？”這里作者簡簡單談一一談抗拔拔樁的設設計問題題：單單樁豎向向極限承承載力標標準值計計算?？箍拱螛兜牡膯螛敦Q豎向極限限承載力力不計樁樁端的端端阻力，以以本工程程為例，Quk=Qsk=min(1029.23、1121.55)=1029.23（kN），設計時取Quk=100