淺談混凝土灌注樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞：樁基、混混凝土灌注樁樁、預(yù)制樁樁基是高層建筑筑、大型公共共建筑及某些些中型、重型型工業(yè)廠房常常用的地基處處理方法，因因其承載力高高、沉降量小小且沉降較均均勻等特點(diǎn)，尤尤其適用于建建筑在軟弱地地基上的重型型建（構(gòu)）筑筑物。因此，在在沿海以及軟軟土地區(qū)，樁樁基應(yīng)用比較較廣泛。實(shí)際際工程中基礎(chǔ)礎(chǔ)部分往往在在整個(gè)土建投投資中占據(jù)了了很大的比例例，因而選擇擇合理的基礎(chǔ)礎(chǔ)形式，對節(jié)節(jié)約工程造價(jià)價(jià)、降低施工工難度、加快快工程進(jìn)度至至關(guān)重要。樁基有預(yù)制樁和和灌注樁之分分。下面就以以“天津三源電電力科技產(chǎn)業(yè)業(yè)園建設(shè)項(xiàng)目目一期

中壓成套套廠房”為例詳細(xì)介介紹一下混凝凝土灌注樁的的設(shè)計(jì)。工程簡介：“天津三源電力力科技產(chǎn)業(yè)園園建設(shè)項(xiàng)目一一期

中壓成套套廠房”工程天津市市北辰科技產(chǎn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，高高新大道與景景祥路交匯處處。平面尺寸寸為：橫向柱柱距9.000米，共15×9.00==135.000米，縱向向3×24.000+2×18.000=108..00米，柱柱頂高度100.00米，每每跨均設(shè)3tt的電動單梁梁吊車一臺，軌軌頂▽7.2000米。根據(jù)《建筑抗震震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001），廠區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震加速度0.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。場地類別為Ⅲ類。地質(zhì)報(bào)告給出樁樁基設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)：

附附表一層序號地層巖性頂板標(biāo)高（米）層

厚（米）鉆孔灌注樁（標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值）qsik（kPPa）qpk（kPaa）1素填土2.62~1..750.50~2..30021粉質(zhì)粘土1.46~--0.371.90~4..003231粉土-1.14~-3.0883.50~6..504532淤泥質(zhì)粘土-5.65~-7.8552.40~4..502241粉質(zhì)粘土-9.38~-10.7702.00~3..303842粉質(zhì)粘土-12.11~~-13..272.50~3..804251粉質(zhì)粘土-14.89~~-16..482.30~5..504650052-1粉質(zhì)粘土-18.15~~-20..096.00~9..105255052-2粉土-17.79~~-21..115.50~8..5060850注：地質(zhì)報(bào)告建建議32層淤泥質(zhì)質(zhì)粘土可降低低承載力或者者完全作為安安全儲備。工程地質(zhì)局部剖剖面圖：

樁基選型：：根據(jù)勘察結(jié)果，結(jié)結(jié)合擬建建筑筑物的類型及及荷重，該廠廠區(qū)下存在淤淤泥質(zhì)粘土不不宜采用天然然地基，宜采采用混凝土樁樁基進(jìn)行地基基處理。又因因廠區(qū)內(nèi)樁端端持力層511粉質(zhì)粘土層層以上存在331粉土層，該該層側(cè)壁摩阻阻力較大，目目前天津地區(qū)區(qū)沒有與此相相匹配的打樁樁（壓樁）機(jī)機(jī)械，若采用用混凝土預(yù)制制樁則會造成成一定的沉樁樁困難。若采采用52層作為擬擬建建筑物樁樁端持力層，其其巖性在水平平方向上變化化較大，分布布有52-11粉質(zhì)粘土層層及52-22粉土層，采采用預(yù)制樁不不但會造成沉沉樁困難，還還會發(fā)生壓樁樁后樁頂標(biāo)高高變化較大，并并且樁端土層層52-1粉質(zhì)質(zhì)粘土層及552-2粉土土層的樁端阻阻力相差較大大，進(jìn)而單樁樁豎向極限承承載力標(biāo)準(zhǔn)值值相差較大，故故建議擬建建建筑物選用鉆鉆孔灌注樁。根根據(jù)天津地區(qū)區(qū)實(shí)際工程經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，鉆孔灌灌注樁的成孔孔直徑最小為為600mmm。綜上所述，本工工程選用直徑徑為600mmm的鉆孔灌灌注樁，樁端端持力層為551粉質(zhì)粘土土層，且樁端端進(jìn)入51粉質(zhì)粘土土層的深度不不小于兩倍的的樁身直徑。結(jié)構(gòu)計(jì)算：1、單樁豎向極極限承載力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：：根據(jù)《建筑樁基基技術(shù)規(guī)范》公公式

(5.33.5)

qsik——樁樁側(cè)第i層土的極限限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；qpk——極限限端阻力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值；li

——樁樁身進(jìn)入第ii層土的土層層厚度；μ——樁截面周周長；Ap——樁截面面面積；本工程▽±0..000對應(yīng)應(yīng)于大沽高程程▽3.0000（絕對高程程），短柱頂頂標(biāo)高▽-0.5000，承臺底底標(biāo)高▽-2.0000，樁頂標(biāo)標(biāo)高▽-1.9000（對應(yīng)大大沽高程▽1.1000）。計(jì)算過過程如下：

灌注樁承承載力計(jì)算

附表二±▽0.00==大沽▽3.00樁截面Φ600mm根據(jù)《建筑樁基基技術(shù)規(guī)范》55.3節(jié)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)參數(shù)法周長u(m)1.88m樁端面積Ap((m*m)0.28m2孔口編號qsik孔2

孔6土層各層底標(biāo)高liqsik*lii各層底標(biāo)高liqsik*lii樁頂▽1.101.10101.090.010.001.080.020.00232-2.013.1099.20-2.423.50112.003145-5.913.90175.50-6.323.90175.50320-10.014.100.00-9.923.600.004138-12.612.6098.80-12.923.00114.004242-15.412.80117.60-16.223.30138.6051461.201.2055.201.201.2055.20樁長（m）17.7118.52⑤1層樁端qppk500Σqsik*lli546.30Σqsik*lli595.30Qpk=qpkk*Ap(kkN)141.30Qsk=uΣqqsik*lli

(kkN)1029.233QSK=uΣqqsik*lli

(kkN)1121.555單樁豎向極限承承載力標(biāo)準(zhǔn)值值Quk=QQpk+Qssk1170.5331262.855樁長（m）18.52m注：不考慮322層淤泥質(zhì)粘粘土的工程性性，樁側(cè)阻力力取為0。為方便施工，樁樁長統(tǒng)一取為為19.000米，調(diào)整計(jì)計(jì)算過程如下下：

灌注樁樁承載力計(jì)算算

附表三±▽0.00==大沽▽3.00樁截面Φ600mm根據(jù)《建筑樁基基技術(shù)規(guī)范》55.3節(jié)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)參數(shù)法周長u(m)1.88m樁端面積Ap((m*m)0.28m2孔口編號qsik孔2

孔6土層各層底標(biāo)高liqsik*lii各層底標(biāo)高liqsik*lii樁頂▽1.101.10101.090.010.001.080.020.00232-2.013.1099.20-2.423.50112.003145-5.913.90175.50-6.323.90175.50320-10.014.100.00-9.923.600.004138-12.612.6098.80-12.923.00114.004242-15.412.80117.60-16.223.30138.6051462.492.4955.201.681.6855.20樁長（m）19.0019.00⑤1層樁端qppk500Σqsik*lli546.30Σqsik*lli595.30Qpk=qpkk*Ap(kkN)141.30Qsk=uΣqqsik*lli

(kkN)1029.233QSK=uΣqqsik*lli

(kkN)1121.555單樁豎向極限承承載力標(biāo)準(zhǔn)值值Quk=QQpk+Qssk1282.3331304.444樁長（m）19.00m注：不考慮322層淤泥質(zhì)粘粘土的工程性性，樁側(cè)阻力力取為0。從上表計(jì)算結(jié)果果分析，取單單樁豎向極限限承載力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值為12000（kN）。

附附表四單樁豎向極限承承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁豎向極限承承載力特征值單樁豎向極限承承載力設(shè)計(jì)值1200(kNN)

↓1200/2==600(kkN)

↓↓1200/1..65=7227(kN))

↓↓試樁最大壓力標(biāo)準(zhǔn)組合基本組合2、由柱底力計(jì)計(jì)算的基樁凈凈反力上部結(jié)構(gòu)計(jì)算采采用中國建筑筑科學(xué)研究院院編制的PKKPM/鋼結(jié)結(jié)構(gòu)/門式剛架模塊塊進(jìn)行單榀建建模計(jì)算，得得出邊柱（此此處僅以邊柱柱為例說明）的的柱底反力如如下：柱底力標(biāo)準(zhǔn)組合合（彎矩M——kN.mm

軸力N——kN

剪力V——kN）附表五1MmaxMmax=1332.04N=

76..01V

=34..592MminMmin=--198.779N=191.776V

=-553.913NmaxM=-1677.90Nmax=2338.69V

=-448.504NminM=1277.75Nmin=775.46V

=34..265VmaxM

=1322.04N=76.011Vmax=

34.5996VminM=-1988.79N=191..76Vmin=-553.91注：軸力

N

壓為正，彎彎矩

M

順時(shí)針針為正，剪力力

V

順時(shí)針針為正。按《建筑樁基技技術(shù)規(guī)范》，樁樁距取3d（d為樁身直徑徑），邊距取取d。承臺底標(biāo)標(biāo)高為▽-2.0000，樁身混混凝土強(qiáng)度為為C30，fc=14.33N/mm22，ft=1.433N/mm22；主受力鋼鋼筋為HRBB335—，箍筋為HPPB235——。承臺自重為：（0.6×2+1.8）×1.2×2.0（基底標(biāo)高）×20=144.00(kN),含基礎(chǔ)自重的柱底力標(biāo)準(zhǔn)組合（彎矩M——kN.m

軸力N——kN

剪力V——kN）

附表六1MmaxMmax=1332.04F=

76..01+1444.00==220.001V

=34..592MminMmin=--198.779F=191.776+1444.00=3335.766V

=-553.913FmaxM=

-1667.90Fmax=2338.69++144.000=3822.69V

=-448.504FminM

=1227.75Fmin=

75.466+144..00=2119.46V

=34..265VmaxM

=1322.04F=76.011+144..00=2220.01Vmax=

34.5996VminM

=-1998.79F

=1911.76+1144.000=335..76Vmin=-553.91注：軸力

N

壓為正，彎彎矩

M

順時(shí)針針為正，剪力力

V

順時(shí)針針為正。計(jì)算簡圖：★

Mmax組組合下：作用在承臺底部部的彎矩：繞Y軸彎矩：

M0y

=My＋V·H=1132.044＋34.599×1.50=183..93(kNN·m)基樁凈反力設(shè)計(jì)計(jì)值：計(jì)算公式：《建建筑樁基技術(shù)術(shù)規(guī)范》（JJGJ94－－2008）

（5.1.11－2）N1

=F//n＋M0y·y1/∑yi2=220..01/2＋＋183.993×0.90//(2×0.92)

=2112.19(kN)↓N2

=F//n－M0y·x2/∑yi2=220..01/2－－183.993×0.90//(2×0.92)

=7..83(kkN)↓★

Mmin組組合下：作用在承臺底部部的彎矩：繞Y軸彎矩：MM0y

=My＋V·H

=－198..79＋(－－53.911)×1.50

=－279..66(kNN·m)基樁凈反力設(shè)計(jì)計(jì)值：計(jì)算公式：《建建筑樁基技術(shù)術(shù)規(guī)范》（JJGJ94－－2008）

（5.1..1－2）N1=F/nn＋M0y·y1/∑yi2=335..76/2＋＋(-2799.66)××0.90//(2×0.92)=12.551(kNN)↓N2

=F//n－M0y·x2/∑yi2=335..76/2－－(-2799.66)××0.90//(2×0.92)=323..25(kkN)↓★

Fmax組組合下：作用在承臺底部部的彎矩：繞Y軸彎矩：MM0y

=My＋V·H

=－167..90＋(－－48.500)×1.50

=－240..65(kNN·m)基樁凈反力設(shè)計(jì)計(jì)值：計(jì)算公式：《建建筑樁基技術(shù)術(shù)規(guī)范》（JJGJ94－－2008）

（5.1.11－2）N1=F/nn＋M0y·y1/∑yi2=382..69/2＋＋(-2400.65)××0.90//(2×0.92)=57.666(kNN)↓N2

=F//n－M0y·x2/∑yi2=382..69/2－－(-2400.65)××0.90//(2×0.92)=325..04(kkN)↓★

Fmin組組合下：作用在承臺底部部的彎矩：繞Y軸彎矩：

M0y

=My＋V·H

=1277.75＋334.26××1.50

=179..14(kNN·m)基樁凈反力設(shè)計(jì)計(jì)值：計(jì)算公式：《建建筑樁基技術(shù)術(shù)規(guī)范》（JJGJ94－－2008）

（5.1.11－2）N1=F/nn＋M0y·y1/∑yi2=219..46/2＋＋179.114×0.90//(2×0.92)=209..25(kkN)↓N2

=F//n－M0y·x2/∑yi2=219..46/2－－179.114×0.90//(2×0.92)=10.221(kNN)↓由附表六分析得得知，最大（最最小）剪力不不起控制作用用。綜合以上上計(jì)算結(jié)果，可可以得到：NNmax=3225.04((kN)↓，Nmin=7.83(kN)↓，可以看出出基樁均為受受壓樁，且基基樁樁身的混混凝土抗壓強(qiáng)強(qiáng)度fc·Ap=14.33×3.14×6002/4=40041.188(kN)>>>Nmaax=3255.04((kN)，故故可按《建筑筑樁基技術(shù)規(guī)規(guī)范》（JGGJ94-22008）第第4.1.11條規(guī)定“1、當(dāng)樁身直直徑為3000~20000mm時(shí)，正正截面配筋率率可取0.665%～0.2%（小小直徑樁取高高值）；對受受荷載特別大大的樁、抗拔拔樁和嵌巖樁樁端承樁應(yīng)根根據(jù)計(jì)算確定定配筋率，并并不小于上述述規(guī)定值。4、箍筋應(yīng)采用用螺旋式，直直徑不應(yīng)小于于6mm，間距距宜為2000~300mmm；受水平平地震作用的的樁基以及考考慮主筋作用用計(jì)算樁身受受壓承載力時(shí)時(shí)，樁頂以下下5d范圍內(nèi)的的箍筋應(yīng)加密密，間距不應(yīng)應(yīng)大于1000mm；當(dāng)鋼鋼筋籠長度超超過4m時(shí)，應(yīng)每每隔2m設(shè)一道直直徑不小于112mm的焊焊接加強(qiáng)箍筋筋”。根據(jù)以上上原則，本工工程樁身配筋筋均可按構(gòu)造造要求設(shè)置，具具體配筋如下下：最小配筋筋面積As==Ap·0.2%==3.14××6002/4×0.2%==565.22mm2。實(shí)際配筋筋812（As=9005mm22），配筋長長度為2/33的樁長，箍箍筋為8@200，樁頂以下下5d范圍內(nèi)箍箍筋加密為8@100，且在樁身身的配筋范圍圍內(nèi)，每隔22m設(shè)一道14的焊接加勁勁鋼筋。混凝凝土保護(hù)層厚厚度為50mmm。結(jié)束語1、從附表三可可以看出，孔孔2中側(cè)壁阻阻力占樁身總總阻力的10029.233/12882.33==80%，孔6中側(cè)壁阻力力占樁身總阻阻力的11221.55/13044.44=886%，由此此可見，基樁樁的側(cè)壁阻力力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于端端阻力，故本本工程的基樁樁為“端承摩擦型型混凝土灌注注樁”。2、從基樁凈反反力的計(jì)算結(jié)結(jié)果可以看出出，基樁凈反反力Nminn=7.833(kN)>>0，可見本本工程的基樁樁全部為受壓壓樁，且樁身身的混凝土強(qiáng)強(qiáng)度已滿足設(shè)設(shè)計(jì)要求，故故樁身的主筋筋僅需按《建建筑樁基技術(shù)術(shù)規(guī)范》（JJGJ94--2008）中中要求的構(gòu)造造配筋即可。若若樁身混凝土土強(qiáng)度不能滿滿足抗壓要求求，則樁身的的配筋需根據(jù)據(jù)計(jì)算確定。讀讀到這里有些些讀者會問“若出現(xiàn)抗拔拔樁，即Nmmin<0時(shí)時(shí)，如何處理理？”這里作者簡單談?wù)勔徽効拱螛稑兜脑O(shè)計(jì)問題題：★

單樁豎豎向極限承載載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)計(jì)算。抗拔樁樁的單樁豎向向極限承載力力不計(jì)樁端的的端阻力，以以本工程為例例，Quk==Qsk=mmin(10029.233、11211.55)==1029..23（kNN），設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)取Quk==1000..00（kNN）進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)。各項(xiàng)數(shù)據(jù)據(jù)如下表：