1、 一 引言 桩基础是一种重要的基础型式，在房屋建筑、桥梁、海洋等工程中都有广泛的应用。 但桩基础的设计和计算过程比较复杂，手工计算十分麻烦、且很难得到满意的结果。目前， 有关桩基础设计与分析的软件非常少见。 本研究根据现有桩基础设计与分析理论，以 VisualB+6.0 为开发平台，研制了能够设计与分析单桩或群桩基础的程序。程序设计主要 包括界面设计与计算程序两个方面。界面除了起交换数据作用外，更重要是直观、方便， 能够有效地减少设计中的错误。计算程序分别采用静力触探法、经验公式法、按土的抗剪 强度指标法计算单桩竖向承载力，能够简单分析单桩和群桩的桩基础受力与变形。 随着计算机的普遍应用，国内
2、外工程师加快了桩基础设计分析软件的开发和设计，国 内外桩基础设计软件成果如下：国外桩基础程序设计起步较早，现在发展成熟的常见的软 件有 FAD3DPG，AllPile，mPile 等国内桩基础程序设计起步较晚，当经过几年的发展桩基 础设计程序日趋完善，国内有代表性的软件有：湖南大学桩基础辅助设计软件 PFCAD； 浙江大学某设计院以 Visual C+6.0 为平台开发设计横向承载桩基础分析软件；华侨 大学开发的 PFOD 系统；同济大学启明星桩基础设计计算软件 Pile 2009 等 桩基础是目前在高层建筑，桥梁港口设计中应用极为广泛的一种基础形式，本设计的 目的是为了使设计人员从枯燥的计算
3、中解脱出来，并能够有效的减少人为设计错误 2 二 桩基础设计计算 2.1 桩基础设计一般步骤： 桩基础的设计应力求选型适当、经济合理、安全适用，对桩和承台有足够的强度、刚 度和耐久性；对地基（主要是桩端持力层）有足够的承载力和不产生过量变形，其设计内 容如下图所示： 场地勘察 提出勘察报告 确定桩基持力层 确定桩型、外形尺寸和构造 确定单桩承载力 确定桩数和布桩 拟定承台尺寸和埋深 根据荷载条件验算 作用于桩上的力 验算承台的结构强度 验 算 桩 基 整体强度 计 算 桩 基 沉降量 验 算 下 卧 层强度 最后确定承 台的 尺寸、配筋构造 单桩设计 绘制桩、承台施工图 结 束 无 必 要 验
4、 算 整 体 强 度 变 形 ， 且 无 软 弱 下 卧 层 Y Y Y Y Y Y Y N N N 3 图 2.1 桩基础设计框图 即： (1) 进行调查研究，场地勘察，收集有关资料； (2) 综合勘察报告、荷载情况、使用要求、上部结构条件等确定桩基持力层； (3) 选择桩材，确定桩的类型、外型尺寸和构造； (4) 确定单桩承载力特征值； (5) 根据上部结构荷载情况，初步拟定桩的数量和平面布置； (6) 根据桩的平面布置；初步拟定承台的轮廓尺寸及承台底标高； (7) 验算作用于单桩上的竖向和横向荷载； (8) 验算承台尺寸及结构强度； (9) 必要时验算桩基整体承载力及沉降量，当持力层下有
5、软弱下卧层时，验算软弱下卧 层的地基承载力； (10) 单桩设计，绘制桩和承台的结构及施工详图。 根据计算过程编制程序 2.2 确定桩型、构造 2.2.1 桩的分类 按承载性状分为：摩擦性状和端承型桩; 按使用功能分类：竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩和复合受荷桩； 按桩 身材料分类：混凝土桩、钢桩和组合材料桩； 按成桩方法分类：非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。 按桩径大小分类：小桩、中等直径桩和大直径桩。 小桩：指桩径 d250mm 的桩。 中等直径桩：指 250mm34. 0 18.0 35.5 1.02 0.87 22 （13.4） 22.1 （13.0） 4.9 4.2 桩基持力层、桩
6、型、承台埋深的选择 16 由于柱荷载较大，从土层分布情况看，浅部第 2 层土较好，但厚度较薄，具有明显的 暗滨切割，3、4、5 土层较差，基础形式必须选用桩基础，第 6 层土是桩基础的理想持力 层。桩尖进入持力层的深度为 1m，工程桩入土深度为 21m，考虑到明滨深度及承台厚度 承台埋深确定为 2m，故桩基的有效桩长为 19m。由于建设场地在郊区，周围环境不要求 限制振动、噪声，因此，应优先采用施工速度快、施工质量容易保证的打入桩，桩的截面 尺寸选用 450450，并在每个柱子下设一独立承台桩基础。 4.3 确定单桩承载力 采用静力触探法估算 （）东区计算结果： 计算单桩承载力标准值计算参数 方型桩 请选择桩型于工艺：预制桩、钢管桩 静力触探法 桩径（边长） （m) 0.45 桩穿越土层数 3 桩穿越第 i层土的厚度 li(m) 均值(KPa) 土层情况 5.1 2270 粘性土 8.9 620 粘性土 4 570 粉土 结果列表： 桩径 0.45 单桩竖向极限承载
