桩基础毕业设计计算书

目录第一章绪论211工程概况212工程地质条件3第二章上部结构荷载计算21荷载效应组合211恒荷载与活荷载212荷载效应组合第三章单桩承载力的确定31桩基持力层，桩型，桩长的确定332单桩竖向承载力的确定第四章桩基础设计41确定桩数布置及承台设计42复合桩基荷载验算43桩身和承台设计44承台冲切验算45沉降验算46结论与建议25参考文献251绪论11建筑工程概况该广场位于XX市碑林区，属湿陷性黄土地区。交通十分便利，该建筑物层数为10层；檐高16米；层高33米。本工程0000为建筑物室内地坪，相对于绝对高程411400M,建筑物重要系数为10、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为20M,地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载,，H50KN；V30KNM40MA柱的截面尺寸为400400MM；承台底面埋深D20M。2、根据地质资料，以黄土粉质粘土为桩尖持力层，钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300300，桩长为100M3、桩身资料混凝土为C30，轴心抗压强度设计值15MPA，弯曲强度设计值为FC165MPA，主筋采用416，强度设计值310MPAFMFY4、承台设计资料混凝土为C30，轴心抗压强度设计值为15MPA，弯曲抗压强度C设计值为15MPA。FM、附1）土层主要物理力学指标；2）桩静载荷试验曲线。附表一直剪试验（快剪）土层代号名称厚度M含水量W天然重度RKN/3孔隙比EPSMPA塑性指数IP液性指数L内摩擦角粘聚力C（KPA）压缩模量ES（KPA）承载力标准值FKKPA12杂填土2018821粉质粘土903821891020341981021124612022粉质粘土4026719607506150602016702203粉沙夹粉质粘土10216201054101204251582260附表二桩静载荷试验曲线12该工程地质条件21地形、地貌的定义场地的地形地貌特征是勘察中最初判别建筑场地复杂程度的重要依据，对建筑物的布局及各种建筑物的型式、规模，以及施工条件也有直接影响，并在很大程度上决定着勘察的工作方法和工作量。地形指的是地表形态的外部特征，如高低起伏、坡度大小和空间分布等。但是，如果研究地形形成的地质原因和年代，及其在漫长的地质历史中不断演化的过程和将来的发展趋势，那么，这种从地质学和地理学观点考察的地表形态就叫地貌。在岩土工程勘察中，常按地形的成因类型，形态类型等进行地貌单元的划分。由于每种地貌单元都有其形成和演化的历史过程，反映出不同的特征和性质，所以。在建筑场址选择，地基处理以及勘察工作的的安排时，都要考虑地貌条件。22地下水的埋藏条件地下水按其埋藏条件，可分为上层滞水、潜水和承压水三种类型（1）上层滞水是指埋藏在地表浅处，局部隔水透镜体的上部，且具有自由水面的地下水。它的分布范围有限，其来源主要是由大气降水补给。因此，他的动态变化气候、隔水透镜体厚度及分布范围等因素有关。上层滞水地带只有在融雪或大量降水后才能聚集较多的水，因而只能被作为季节性或临时性的水源。（2）潜水埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上的具有自由水面的地下水为称潜水。潜水一般埋藏在第四纪沉积层及基岩的风化层中。（3）承压水承压水是指充满于两个连续的稳定隔水层之间的含水层中的地下水。它承受一定的静水压力。在地面打井至承压水层时，水便在井中上升甚至喷出地表，形成所谓的自流井。由于承压水的上面存在隔水顶板它的埋藏区与地表补给区不一致。因此。承压水的动态变化，受局部气候因素影响不明显。23地下水的腐蚀性地下水含有多种化学成分，当某些成分含量过多时，会腐蚀混凝土、石料及金属。管道而造成危害。下面仅介绍地下水对混凝土的腐蚀作用。地下水中含有硫酸根离子含量过多时，将于水泥硬化生成氢氧化钙起作用，生成石膏结晶。石膏再与混凝土中的铝酸四钙起作用，生成铝和钙的复硫酸盐。这一化合物的体积比化合前膨胀25倍，能破坏混凝土结构。氢离子浓度PH7的酸性地下水对混凝土中的氢氧化钙及碳酸钙起溶解破坏作用。地下水中的游离的二氧化碳可与混凝土中的氢氧化钙化合生成一层碳酸钙硬壳，对混凝土起保护作用。但二氧化碳含量过多时，又会与碳酸钙化合，生成碳酸氢该而溶于水。这种过多的、能与碳酸钙作用的那一部分游离的二氧化碳称为腐蚀性二氧化碳。在评价地下水是否有腐蚀性时，尚应结合场地的地质条件和物理风化条件综合考虑，勘查规范订有详细的评定标准和宜采用的抗腐蚀性水泥品种及其他防护措施。第2章上部结构荷载计算211、恒荷载与活荷载（1）屋面楼面恒荷载屋面V型轻钢龙骨吊顶02KN/M2水泥花砖地面（包括水泥粗砂打底）06KN/M2150MM厚钢筋混凝土楼板25015375KN/M2油毡防水层（八层作法）04KN/M220MM厚水泥砂浆找平层2000204KN/M2150MM厚水泥石保温层5015075KN/M261KN/M2楼面瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）055KN/M220MM厚水泥砂浆找平层20002040KN/M2150MM厚钢筋混凝土楼板25015375KN/M2V型轻钢龙骨吊顶02KN/M249KN/M2（2）屋面楼面活荷载屋面20KN/M2（上人屋面）；05KN/M2（不上人屋面）楼面20KN/M2212、荷载效应组合一、主楼部分1、第10层屋面（电梯间和楼梯间高出的部分）横荷载611157015KN/M2活荷载05KN/M2荷载面积14480M2基本组合（135701507140QIKCNIIGKSS15N准永久组合（70150405）NIQIKQGK114480831168KN2、9层屋面（上人屋面）横荷载611157015KN/M2活荷载20KN/M2基本组合13570150714201QIKCNIIGKSS1143KN/M2准永久组合701504207815KN/M2NIQIKQGKSS13、1到9层楼面横荷载491155635KN/M2活荷载20KN/M2基本组合1355635071420QIKCNIIGKSS19567KN/M2准永久组合563504206435KN/M2NIQIKQGKSS1第三章、单桩承载力确定31确定桩基持力层，桩型，桩长的确定根据勘察设计所提供的资料，分析表明，在柱下荷载作用下，天然地基基础难以满足设计要求，故考虑选用桩基础。由地基勘查资料，确定选用第四土层黄褐色粉质粘土为桩端持力层。根据工程请况承台埋深21M，预选钢筋混凝土预制桩断面尺寸为450450。桩长211M。32单桩竖向承载力的确定1、根据地质条件选择持力层，确定桩的断面尺寸和长度。根据地质条件以第四层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层，采用截面为450450MM的预置钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层10M；镶入承台01M，桩长211M。承台底部埋深21M。2、确定单桩竖向承载力标准值QUK可根据经验公式估算QUKQSKQPKQSIKLIQPKAP单桩极限摩阻力标准值（KN）SKQ单桩极限端阻力标准值（KN）P桩的横断面周长（M）U桩的横断面底面积（）PA2M桩周各层土的厚度（M）IL桩周第I层土的单位极限摩阻力标准值（）SIKQAKP桩底土的单位极限端阻力标准值（）PA桩周长45041800MM18M桩横截面积AP04502025桩侧土极限摩擦力标准值QSIK查表得用经验参数法粉质粘土层LI095，取QSK35KPA淤泥质粉质粘土QSK29KPA粉质粘土070，取QSK55KPA桩端土极限承载力标准值QPK,查表得QPK2200KPA用经验参数法求得QUK118358029120105522000202516749KN用静力触探法求得QUK21836804312010111178450202520084KN3、确定单桩竖向承载力设计值R，并且确定桩数N和桩的布置先不考虑群桩效应，估算单桩竖向承载力设计值R为RQSK/RSQPK/RPR单桩竖向极限承载力设计值，KN单桩总极限侧阻力力标准值，KNSKQ单桩总极限端阻力力标准值，KNP桩侧阻力分项抗力系数S桩端阻力分项抗力系数P用经验参数法时查表RSRP165R1QSK/RSQPK/RP12294/1654455/165101509KN用静力触探法时查表RSRP160R2QSK/RSQPK/RP1647/1603614/160125525KNRZMINR1,R2101509KN第四章桩基础设计41确定桩数布桩及承台设计初步假定承台的尺寸为23M上部结构传来垂直荷载320VKN承台和土自重4G取根1115FNR12N桩距取34039SDM0S根据设计资料，以轴线为例。1、轴A柱NMAX4239,MMAX193KNM，VMAX75KNM柱的截面尺寸为600600MM；按照轴力P和R粗估桩数N1为N1P/R4239/101509418,由于没有考虑弯矩M,基础及承台上土重,以及承台底土分担荷载作用桩数,N11N1465根由于N13，应按考虑群桩效应和承台效应确定单桩竖向承载力设计值R先取桩数N5根，桩的布置按梅花式排列，桩距SA34D3404513518M,取边桩中心至承台边缘距离为1D045M2、轴D柱NMAX4159,MMAX324KNM，VMAX79KNM柱的截面尺寸为600600MM；按照轴力P和R粗估桩数N1为N1P/R4159/101509410,由于没有考虑弯矩M,基础及承台上土重,以及承台底土分担荷载作用桩数,N11N14515根由于N13，应按考虑群桩效应和承台效应确定单桩竖向承载力设计值R先取桩数N5根，桩的布置按梅花式排列，桩距SA34D3404513518M,取边桩中心至承台边缘距离为1D045M。五桩承台布置图如下、轴B、C柱（因为柱距近，故设置复合桩基）NMAX8782KN,MMAX593KNM，VMAX165KNM柱的截面尺寸为600900MM；按照轴力P和R粗估桩数N1为N1P/R8782/1015098。7,由于没有考虑弯矩M,基础及承台上土重,以及承台底土分担荷载作用桩数,N11N195710根由于N13，应按考虑群桩效应和承台效应确定单桩竖向承载力设计值R先取桩数N10根，桩的布置排列见图5，桩距SA34D3404513518M,取边桩中心至承台边缘距离为1D045M。承台布置如下图42复合桩基荷载验算根据上面承台布置，按下式计算复合桩基。PKSKCKQR其中CCKAQN2FIECCCA侧阻群桩效应系数S端阻群桩效应系数P承台土阻力阻群桩效应系数C承台内区土阻力群桩效应系数I承台外区土阻力群桩效应系数EC承台土阻力分项抗力系数桩基中相应于每一根桩的承台底地基土极限抗CKQ力标准值（KN），承台底承台宽度的深度范围内（），地基CKQ21ML5土极限抗力标准值，可按地基规范中相应的地基土承载力标准值乘以2取值，（）；KN承台底地基土净面积（）。CA2承台内区的净面积I承台外区的净面积EC承载力特征值，KFAKP、5桩承台1A柱PKSKCKQR22295047CAM9I222541EC由及，查表816/9/1038CBL/35/04ASD；查表8170,6SP1CIEC得4924060837IECCCA1258CCKQQKNN查表预制桩6,10SPC12945185086023069751PKSKCKQRKN（1）按中心荷载计算20423910918506975FGNKNKN（2）按偏心荷载计算MAXMAXIN02950312836872105071423914514XIKNRKNMYFNN满足要求2）柱单桩承载力与A柱相同，但外荷载小于A柱，且承台设计与A柱相同，因此，D柱单桩受力验算也符合要求。2、联合承台PKSKCKQR22652310459CAM8167I22835EC由及，查表816/23/10CBL/140/3ASD；查表817,6SPCIEC得916753750040264219IECCCA12956CCKAQQKNN查表89预制桩,170SPC32945160860240457PKSKCKRKN3、桩基验算（3）按中心荷载计算0543812036510941064BCFGNKNKN（4）按偏心荷载计算MAXMAXMAXIN0222221061276875413818543862791104109403077YBCXIIKNRKNMFYN满足要求43、桩身和承台设计混凝土为C30，轴心抗压强度设计值143MPA，抗拉强度FC设计值为143MPA，主筋采用416，强度设计值FT310MPA。其余按结构图集预制钢筋混凝土方桩要求。FY承台设计选C30混凝土，轴心抗压强度设计值为1MPA，轴心抗拉强度设计值为143MPA。CFT、五柱承台柱（1）柱对承台的冲切验算根据公式；010HUFFMTIQF1207式中建筑桩基重要性系数，取11；0作用于冲切破坏上的冲切力设计值（），即1KN等于作用于桩的竖向荷载设计值F减去冲切破坏锥体范围内各基桩底的净反力设计值之和；混凝土抗拉强度设计值（）；TFK冲切破坏锥体处的周长（）；MU20HM0H承台冲切破坏锥体的有效高度（）；冲切系数；冲跨比，为冲跨，即柱边或承台变阶0HA处到桩边的水平距离，按圆桩的有效宽度进行计算。当时，取02；当时，取。002HAA00AH14391285IFNKN07HM/4/0769OXYOXA04521A/2/0720819OXYOX6CBHM013981FKN032289064750860475140752OXCOYCOXTBAHAFK满足要求。0OXCOYCOXTFFH（2）角桩冲切验算对于四桩承台，受角桩冲切的承台应满足下式；0112102HFACACNTXYYX；0481X；21YX式中作用于角桩顶的竖向力设计值（）；1NKN角桩的冲切系数；YX,角桩冲跨比，其值满足10210，；XHAY1从角桩内边缘至承台外边缘的距离（），此21,CM处应取桩的有效宽度；从承台底角桩内边缘引一冲切线与承21,YXA1,045台顶面相交点，至角桩内边缘的水平距离；当柱或承台边阶处位于该线以内时，取由柱边或变阶处与桩内边缘连线为冲045切锥体的锥线。1239/872NKN1104569XXYAH1180546272XYX2103/05467045/7/2107945XYYXTCACAFHKN满足要求。121110XYYXTNFD柱和A柱受力近似，故可以不验算承台抗冲切。、联合承台（1）单独考虑每个柱对承台得冲切B柱1380IFNKN08HM1/475/094OXA1047528016OXAH11272/0OXOX20/OX028,OXOXA故取22/6OXOX0/75/809OYAH0175016OYAH7/2OYOY6CBM0132FKN112037758064506175860484OXYCXOXCOYCOXTABFK满足要011220OXCOYCOXXCOYCOXTHAHAF求。C柱24IFK0HM3/5/0865OXA305228016OXAH33772/0681OXOX40/1OX4049,OXOXA故取442/1OXOX0/5/809OYAH0752016OYAH772/18OYOY6,CCBM0214FKN334408475809520617589019OXCOYCOXXCOYCOXTAHABAHAFK满足要0233440OXCOYCOXXCOYCOXTBFH求。（2）考虑B、C柱共同作用对承台的冲切作用850872IFNKN08HM1/475/094OXA104528016OXAH11272/9OXOX20/OX028,OXOXA故取22/6OXOX0/175/80219OYAH017528016OYAH7/OYOY6,3CCBM0FKN11220397585046175837504OXCYXXCOYCOXTABFK满足要011220OXCOYCOXXCOYCOXTHAHAF求。（1）角柱对承台得冲切作用冲切力MAX861009GFNKNN柱1475X175YM1C24C098XAH107521Y1480659X101422Y1211103/0546075/246547/2108127XYYXTCACAFHKN满足要求11110XYYXTFF柱29XAM2YAM1450C450C20168XH207529YA204803541562X2169Y2221203/0354075/46592/1408174XYYXTCACAFHKN满足要求0222120/XYYXTFCACAFH44承台冲切验算1）、柱边冲切冲切力320154320LIKNN受冲切承载力截面高度影响系数的计算HP109892HP冲夸比与系数的计算052011XA0846X025021YH084198Y00002164251986529150873CYCXXYHPTLKNKFBAF满足要求3、角桩向上冲切12101010,100,XXYYMAA10560722X113Y21101MAX20745004592153YXXYHPTKNKNFCC满足要求。4、承台抗剪验算斜截面受剪承载力可按下面公式计算，0HSTVFB1750114408096HS截面处承台抗剪验算边上一排桩净反力最大值，按3根桩进行计算。MAX3142KNQ剪力AX396承台抗剪时的截面尺寸近似的定为平均宽度,19BM01H175147020965034CHSTKNVFVB可以截面处承台抗剪验算边排桩单桩净反力平均值，按4根桩计算。27IKNQ剪切力46108承台抗剪时的截面尺寸平均宽度，3BM01H斜截面上受压区混凝土的抗剪强度为17514702096502631480CHSTKNVFV可以5、承台弯矩计算及配筋计算1）、承台弯矩计算多桩承台的弯矩可在长，宽两个方向分别按单向受弯计算截面，按3根桩计算142097536IKNMM截面，按4根桩计算26705340IKNMM2）、承台配筋计算取。1,KH长向配筋62031890ISYAF选配16202214SM短向配筋62013490ISYFH选配1420215387SA构造要求承台配筋图45、沉降计算桩基的最终沉降量表达式为SE10MNIJIJIJEJSZPE式中桩基的最终沉降量（）；S按分层总和法计算经验系数（）；按分层总和法计算经验系数，当无地区经验时，可参考非软土地区和软土地区桩端有良好持力层时，1；软土地区，且桩端无良好持力层时，当25，17；当LML25，；M10729L桩长（）；SM桩基等效系数E桩基等效系数。定义为群桩基础按明德林解计算沉降量与按布氏解计算沉降量之比，可按下式简化计算MBS，210CNCBECBLN式中，反映群桩不同距径比，长径比，及0C12DSDL承台的长宽比等因素的系数，可查基础工程的附录CBL表。，分别为矩形承台的长、宽及桩数。CN矩形布桩时的短边布桩数，当布桩不规则时可按B，近似，当计算值小于1时，取1CBLNBBN角点法计算点对应的矩形荷载分块数M角点法计算点对应的第J块矩形底面长期效应组0JP合的附加力，KN桩基沉降计算深度范围内所划分的土层数N等效作用底面以下第I层土的压缩模量（）；SIEAMP采用地基土自重压力至自重压力加附加应力作用时的压缩模量桩端平面第J块何在计算点至第层土，第1,IJJZI层土底面的距离（M）I桩端平面第J块荷载计算点至第I层土，第1,IJJ层土底面深度范围内平均附加应力系数，可按规范附录G采I用矩形基础中心点沉降SE104NIIESZPE式中，根据矩形长宽比及深度比，I1IAB2IICZBB12IICZBB计算各层土的自重应力SIIH第层土底的自重应力，SIIAKP第层土的重度，在地下水位以下用浮重度I第层土的厚度，HII各层地基附加应力计算；1NPHFGPAZISINKP基底附加应力，NPAKP第层土底附加应力，ZII竖直均布压力矩形基础角点下的附加应力系数，它SIK是M，N函数，其中，是矩形的长边，是矩形的MBZNAB短边，而是从基础底面起算的深度。Z451、五桩承台A柱由于弯矩较小，故可按轴心受压计算。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加应力近似取承台5底平均附加压力。（1）基底接触压力3261021479NGPKPAA（2）基底附加应力0187503184128091472319MPDKA（3）确定地基手压层深度2504LN29504LN296015NZBBM故分两层，第一层43M3178/KN15SEMPA第二层1715M29286S（2）计算基础中心下地基中的附加应力地层深度ML/BZ/BCCCPKPA029/2910025100210797143/29/2200401701305437694397478869761601516015/29/2415002530101201090043621333（3）计算压缩模量107801782431752456ISSIAEMPA（4）软土地区且桩端无良好持力层时，当桩长L25M时,取17；查附表H/30/21/4567/29/10ACSDLLB013857CC/9/BCNBL桩基等效沉降系数01224103870116957BCNC（5）计算A桩基沉降量2101470127935765436546838IICSZASPEMD柱由于弯矩较小，故可按轴心受压计算。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加应力近似取承台底平均附加压力。（1）基底接触压力31920124035NGPKPAA（2）基底附加应力0187503184127809140323235MPDKA（3）确定地基手压层深度04LN29504LN296015NZBBM故分两层，第一层43M3178/KN15SEMPA第二层1715M2286（4）计算基础中心下地基中的附加应力地层深度ML/BZ/BCCC029/291002510043143/29/229700447017880136905476601516015/29/24150025301012010900436（4）计算压缩模量078017843175224156ISSIAEMPA（5）软土地区且桩端无良好持力层时，当桩长L25M时,取17；查附表H/30/21/467/29/10ACSDLLB013857CC/59/BCNBL桩基等效沉降系数01224103870116957BCN（6）计算A桩基沉降量210147012345357654366898IICSZASPEM452、联合承台B、C桩基可认为是承受沿7轴线方向的偏心。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加应力近似取承台底平均附加压力。2568418BCNKKN