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河南理工大学本科毕业设计（论文) 目录焦作三维国贸中心住宅楼桩基础设计毕业论文 目录 第一章 绪 论1第二章 工程资料5 2.1工程概况5 2.2工程勘察情况5 2.2.1 勘察目的与任务5 2.2.2岩土工程勘察等级确定6 2.2.3勘察工程布置6 2.2.4勘探测试及取土方法简述6 2.2.5勘察工作完成情况7 2.3场地工程地质条件8 2.3.1地形、地貌及地质构造条件8 2.3.2水文地质条件8 2.3.3场地土冻结深度8 2.3.4不良地质作用8 2.3.5地下水腐蚀性评价8 2.3.6 活动断裂影响9 2.4现场岩土工程分析与评价9 2.4.1岩土参数的分析与选用9 2.4.2各层土承载力特征值及压缩性评价10 2.4.3各土层桩基参数13第三章 单桩承台设计14 3.1设计荷载14 3.2桩径与桩长的选择14 3.3单桩承载力计算14 3.3.1单桩竖向极限承载力标准值14 3.3.2基桩竖向承载力特征值15 3.4桩基竖向承载力的验算15 3.5承台设计15 3.5.1.承台内力计算16 3.5.2.承台厚度及受冲切承载力验算16 3.5.3 承台受剪承载力计算18 3.5.4承台受弯承载力计算18 3.5.5.承台构造设计19 3.6 桩身结构设计19 3.6.1.桩身轴向承载力验算19 3.6.2.桩身水平承载力验算20 3.6.3.配筋长度计算22 3.6.4.箍筋计算22 3.7 沉降计算52第四章 两桩承台设计26 4.1设计荷载26 4.2桩径与桩长的选择26 4.3单桩承载力计算26 4.3.1单桩竖向极限承载力标准值26 4.3.2基桩竖向承载力特征值26 4.4桩基竖向承载力的验算27 4.5承台设计28 4.5.1.承台内力计算28 4.5.2.承台厚度及受冲切承载力验算28 4.5.3.承台受剪承载力计算29 4.5.4.承台受弯承载力计算30 4.5.5.承台构造设计31 4.5桩身结构设计31 4.6.1桩身轴向承载力验算31 4.6.2.桩身水平承载力验算31 4.6.3.配筋长度计算33 4.6.4.箍筋计算33第五章 三桩承台设计34 5.1 设计荷载34 5.2桩径与桩长的选择34 5.3单桩承载力计算34 5.3.1单桩竖向极限承载力标准值34 5.3.2基桩竖向承载力特征值34 5.4桩基的验算34 5.5承台设计35 5.5.1.承台内力计算36 5.5.2.承台厚度及受冲切承载力验算36 5.5.3承台受剪承载力计算39 5.5.4承台受弯承载力计算39 5.5.5承台构造设计40 5.6 桩身结构设计41 5.6.1桩身轴向承载力验算41 5.6.2.桩身水平承载力验算41 5.6.3.配筋长度计算43 5.6.4箍筋计算43第六章 四桩承台设计44 6.1设计荷载44 6.2桩径及桩长选择44 6.3 单桩承载力计算44 6.3.1单桩竖向极限承载力标准值44 6.3.2基桩竖向承载力设计值特征值44 6.4桩基验算45 6.5承台设计46 6.5.1.承台内力计算46 6.5.2.承台厚度及受冲切承载力验算46 6.5.3.承台受剪承载力计算48 6.5.4.承台受弯承载力计算48 6.5.5.承台构造设计49 6.6 桩身结构设计50 6.6.1桩身轴向承载力验算50 6.6.2.桩身水平承载力验算50 6.6.3.配筋长度计算52 6.6.4.箍筋计算52 6.7 沉降计算52结论56参考文献57致 谢58 河南理工大学本科毕业设计（论文) 第一章 绪论 第一章 绪 论1.1 桩基发展历史桩基础具有悠久的应用历史。美国考古学家在1981年1月对在太平洋东南沿岸智利的蒙持维尔德附近的森林里发现的一间支承于木桩上的木屋，经过放射性碳60测定，认为共距今至少已有12000年至14000年历史。七、八千年前的新石器时代，人们就在湖上和沼泽地里打下木桩，在上面筑平台建所谓“湖上住所”以防止敌人利猛兽侵袭。我国于1973年至1978年在浙江余姚河姆渡村发掘了新石器时代的文化遗址，出土了占地4万平方米的大量木结构遗存，其中有木桩数百根，研究认为其距今约7000年。自人工挖孔桩在100年前在美国问世以来，灌注桩基础得到了极大的发展，出现很多新桩型，单桩承载力可达数千千牛，最大的灌注校直径可达数米以上，深度已超过100m，88层、420m高的上海环球金茂大厦桩入土深度达到80m以上。预应力管桩、钢管桩、空心混凝土桩、肢盘桩、在桩中心插入型钢或小直径预制混凝土桩的劲性水泥土搅拌桩等新老桩型也在大量采用，桩基设计理论也得到较大的发展，特别是近年来，考虑桩和土共同承担荷载的复合桩基设计理论在多层建筑中得到了较为广泛的应用。这些成果，使传统桩基础的概念得到了进一步发展。必须指出，一些新桩型是在桩基施工机械设备取得突破发展而取得发展的。1.2 采用桩基础的条件通常在下列情况下，可采用桩基础：（1）当建筑物荷载较大，地基软弱，采用天然地基时地基承载力不足或沉降量过大时需采用桩基。（2）即使天然地基承载力满足要求，但因采用天然地基时沉降量过大；或是建筑物较为重要，对沉降要求严格是，需采用桩基。（3）高耸建筑物或构筑物在水平力作用下为防止倾覆，可采用桩基来提高抗倾覆稳定性，此时部分桩将受到上拔力；对限制倾斜有特殊要求是，往往也需要采用桩基。（4）为防止新建筑物地基沉降对邻近建筑物产生相互影响，对新建建筑物可采用桩基，以避免这种危害。（5）设有大吨位的重级工作制吊车的单层工业厂房，吊车载重量大，使用频繁，车间内设备平台多，基础密集，且一般均有地面荷载，因而地基变形大，这时可采用桩基。（6）精密设备基础安装和使用过程中对地基沉降及沉降速率有严格要求；动力机械基础对允许振幅有一定要求。这些设备基础常常需要采用桩基。（7）在地震区，采用桩穿过液化土层并伸入下部密实稳定土层，可消除或减轻液化对建筑物的危害。 （8）浅层土为杂填土或欠固结土时，采用换填或地基处理因难较大或处理后仍不能满足要求，采用桩基是较好的解决方法。（9）已有建筑物加层、纠偏、基础托换时可采用桩基。不属于上述情况时，可根据具体情况，根据“经济合理、技术可靠”的原则，由设计人员经分析比较后确定是否采用校基。1.3 桩的分类 桩可根据桩身材料、施工方法、成桩过程中挤土效应、承载性状及使用功能等进行分类。1.3.1按桩身材料分类 按桩身材料不同，可将桩划分为木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩、其它组合材料桩。 （1）木桩 木桩现已较少使用。在乡村木桥、临时小型构筑物中还少量使用。木桩必须采用坚固耐久的木材，常用杉木、松木、柏木和橡木等。木桩制作客易、打桩简单、价格低，但承载力低。打人地下水位以下的木桩使用寿命很长，一般要求打人地下水位0.5m以下。在干、湿交替环境和地下水位以上时则容易腐烂。 （2）混凝土桩 小型工程中当桩基础基本不承受水平力、上拔力，主要承受竖向桩顶受压荷载时，可采用素混凝土桩，混凝土强度等级一般采用C15、C20和C25。可采用机械钻孔、沉管钻机成孔后灌注混凝土成桩。多按与桩间土形成复合地基进行设计。 （3）钢筋混凝土桩 钢筋泥凝土桩应用较广，可用于承压、抗拔、抗弯(抵抗水平力)等，可采用工厂预制或现场预制后打入(或压入)、现场钻孔灌注混凝土等方法成桩。截面形状有方桩、空心方桩、管桩、三角形桩等，近年来，出现了截面为矩形、T形等的壁板桩，承载力很高。 （4）钢桩 钢桩承载力高，材料强度均匀可靠，但价格高，费钢材，易腐蚀。一般在特殊、重要建筑物中才使用，如宝钢一号高炉，总重50万千牛，地基土为淤泥质土，采用其它基础型式难以满足地基强度与变形的要求，采用了60m长的大直径钢管桩。 （5）组合材料桩近年来，出现了一些新桩型，如在素混凝土中揍人适量粉煤灰形成粉煤灰素混凝土桩(CFG桩)、水泥搅拌桩中插人型钢或预制钢筋混凝土小截面校(加劲水泥搅拌桩)、造价与相同尺寸混凝土桩相比有不同程度降低，承载力相当。1.3.2按施工方法分类按施工方法可分为预制桩、灌注桩两大类（1）预制桩 预制桩按材料不同可分为木桩、混凝土和钢筋混凝土桩、钢桩。沉桩方式有锤击或振动打入、静力压入或旋入等。（2）灌注桩灌注桩可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩、爆扩桩等。1.4桩基设计原则与设计依据1.4.1桩基设计原则下面以行业标准建筑桩基技术规范(JGJ942008)为例进行说明。按行业标准建筑桩基技术规范(JGJ942008)，建筑桩基设计与建筑结构设计一样，应采用以概率理论为基础的极限状态设计法，并按极限状态设计表达式计算。桩基的极限状态分为下列两类： (1)承载能力极限状态：对应于桩基受荷达到最大承载能力导致整体失稳或发生不适于继续承载的变形； (2)正常使用极限状态：对应于桩基变形达到为保证建筑物正常使用所规定的限值或桩基达到耐久性要求的某项限值。 依据建筑物因柱基损坏所造成的后果的严重程度不同(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)，设计桩基时应按有关规范确定相应的安全等级。1.4.2选择桩型应考虑的因素一项工程是否采用桩基以及选择何种桩型，是勘察设计的重点。当已决定采用桩基后，对选择桩型应考虑下列因素：工程地质和水文地质条件、工程项目的特点、荷载性质与大小、施工对周围环境的影响、施工场地大小、当地施工队伍施工水平及设备水平、施工安全件、造价与工期等。 任何工程往往都可能有一种以上的桩型可供选择。选择桩型时，通常首先是淘汰那些对本工程由于土质条件对环境的影响、施工场地的限制、当地施工队伍不熟悉等因素而不能选择的桩型，然后再对其余可能采用的桩型按照上述要求，进行技术经济比较，最终选择最优桩型。63河南理工大学本科毕业设计（论文) 第二章 工程资料 第二章 工程资料2.1工程概况 受焦作市骏利置业投资有限公司的委托，焦作市规划建筑设计院承担其拟建的三维国贸中心住宅区（一期)详勘阶段的岩土工程勘察工作。 拟建工程位于焦作市高新区，东临迎宾路，西临玉溪路，北临太极路南临世纪路。本次勘察包括1号楼，2号楼，3号楼，4号楼共4栋住宅楼，所有住宅楼高均为33层，拟定地下室一层，拟采用框剪结构，桩基础，基础尺寸及埋深待定。各建筑物室内外高差为0.30m，拟建建筑物为4#住宅楼，拟建建筑物尺寸为：98.491.2m，地上层数为33层。2.2工程勘察情况2.2.1 勘察目的与任务本次勘察集初勘及详勘一次性进行，目的是为工程设计和施工提供详细的地质资料和岩土工程参数，对基础设计和施工提车建议。主要任务为： 查明工程场地的岩性、时代成因及空间分布特征，提供设计所需的各层土物理力学性质指标，并对基础影响深度内的承载力和变形特征进行评价。 查明工程场地不良地质现象的成因、类型、分布范围及其对场地的稳定性影响，预测其发展趋势，并提出防治措施及有关技术参数。 查明地下水的埋藏条件，含水类型等，评价地下水对基础设计施工的影响及对建筑材料的腐蚀性。 查明场地有无湿陷性及湿陷涂层厚度，确定场地湿陷类型及湿陷等级。 在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度。 判定场地土类型及建筑场地类别，提供有关抗震设计参数，对其地震效应进行评价。 对天然地基的适宜性进行评价。当天然地基不能满足时，论证采用复合地基及桩基的可能性并提出具体方案。 提出影响工程施工的不利地质因素，并对工程设计和施工中应注意的问题提出建议。2.2.2岩土工程勘察等级确定依据岩土工程勘察规范(GB50021-2009)(2009版)第3.3节，结合工程特征及场地地质条件，确定本工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，综合确定其岩土工程勘察等级为乙级；按照建筑地基基础设计规范（GB50007-2011)第3.0.1条确定地基基础设计等级为乙级；按照建筑抗震设计规范（GB50011-2010）第3.3.1条确定本工程为丙类建筑。2.2.3勘察工程布置 勘察工作布置 依据岩土工程勘察规范(GB50021-2009)(2009版)，结合建筑物特征，勘探点位置沿建筑物角点及周边布置，个别住宅楼为网格布置。本次勘察共布置勘探孔78孔。 勘探点间距：根据岩土工程勘察规范（50021-2009）第4.1.15条及4.9.2条，确定高层建筑物孔间距12-25米。 勘探点深度：勘探孔深度的确定根据岩土工程勘察规范(GB50021-2009)(2009版)第4.1.18条、第4.1.19条，主要考虑满足天然地基及复合地基评价的要求，确定本工程的11层住宅楼控制性勘探孔深30.0米，一般性勘探孔深25.0米。2.2.4勘探测试及取土方法简述为准确测定有关岩土参数及相关勘察评价指标，以针对性、实用性为原则，综合采用钻探、标贯、室内试验等多种勘察手段开展本次勘察工作。 钻探采用DPP-100型车装钻机进行施工，目的是查明地层结构及分布规律，回转钻进，粘性土岩芯采取率不低于90%，并观察记录各土层宏观特征，通过对不同深度的土体采样分析试验，确定地基土承载力及其物理力学性质指标。 标准贯入试验标准贯入试验采用42钻杆，63.5Kg标准重锤，自由落体法进行试验，主要用于确定地基土承载力等。 室内试验根据本工程存在岩土工程问题有针对性地进行室内试验。通过室内试验，确定地基土的有关物理力学性质指标，为岩土工程综合评价提供依据：一般物理性质指标实验：测定土的一般物理性质指标，用来判定土的物理性质。中压固结试验：用来判定土的压缩性，测定各层土不同压力下的孔隙比、压缩模量、压缩系数等变形参数。三轴压缩试验（不固结不排水剪）：用来判定土的抗剪强度，测定各层土的粘聚力、内摩擦角等参数。颗粒分析试验：用来进行砂土及粉土的定名，测定砂土、粉土颗粒组成及粉土的颗粒含量。在选择地基处理方案前应完成下列工作 搜集详细的岩土工程勘察资料 上部结构及基础设计资料等 根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题 确定地基处理的目的处理范围和处理后要求达到的各项技术经济指标等 结合工程情况了解当地地基处理经验和施工条件对于有特殊要求的工程尚应了解其他地区相似场地上同类工程的地基处理经验和使用情况等 调查邻近建筑 地下工程和有关管线等情况 了解建筑场地的环境情况2.2.5勘察工作完成情况 本次所完成的实际工作量见表：2-1 表2-1 完成工作量一览表项目数量项目数量测量定孔（个）78一般物理指标（件）428总进尺（mm）2126.50中压固结试验（件）400原位测试标贯空数（个）20三轴压缩试验（件）49点次303筛分试验112钻探取土钻孔数（个）26西颗粒分析试验8取原状样（件）408 本次勘察高程采用85年国家高程系统，以场地东侧水准点为基准点，其标高为93.33m。2.3场地工程地质条件2.3.3地形、地貌及地质构造条件拟建工程场地位于焦作市高新区迎宾路西侧，场地地势开阔平坦，自北向南稍有倾斜。场地地貌属于太行山南侧山前冲洪积洼地。场地构造位位于太行山隆起与华北坳陷平原的交换部位，区域构造多为东北向的高角度正断面，无全新活动断层通过。2.3.2水文地质条件地下水类型、埋深及变幅场地地下水类型为潜水，地下水位埋深3.9-4.3m，季节性变化幅度1.0m左右，含水层岩性为粉质粘土、粉土及粉细砂夹层，以接受大气降水及径流补给为主，主要消耗于地表蒸发、人工抽水和径流排泄。水质分析结果根据本次勘察所取场地钻孔水样，按岩土工程勘察规范(GB50021-2009)(2009版)第12.1.3条试验方法分析试验，其结果详见水质分析报告。2.3.3场地土冻结深度根据中国季节性冻土标准深图，焦作市的最大冻结深度为0.31m，基础设计和施工时可不考虑冻土的影响。2.3.4不良地质作用勘察范围内未发现暗滨、暗塘、洞穴、滑坡、泥石流等不良地质作用。2.3.5地下水腐蚀性评价按照岩土工程勘察规范(GB50021-2009)(2009版)规范附录G，本地区干燥指数K大于1.5，属于干旱区，本场地地层属含水量20%的弱透水层，因此拟建场地环境类型为类。根据本场地水质分析报告，按环境类型地下水对混凝土结构无腐蚀性；按地层渗透性地下水对混凝土结构无腐蚀性；在长期浸水情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，干湿交替情况下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具较弱腐蚀性；地下水对钢结构具弱腐蚀性。2.3.6 活动断裂影响经分析场地的附近不存在深大断裂构造，场区内无活动断层通过。2.4现场岩土工程分析与评价2.4.1岩土参数的分析与选用在野外钻探、原位测试、室内试验等勘察工作的基础上，结合临近场地经验，按照可靠性和适用性的基本要求，分别给出两种设计状态的岩土工程参数。表2-3正常使用极限计算所需的岩土参数； 表2-3 正常使用极限状态计算所需的岩土参数层号岩土名称含水量W(%)比重GS重度孔隙比e饱和度Sr液限塑限液性指数塑性指数杂填土21.4 2.4919.80.64291.731.617.60.2713.9粉质粘土22.8 2.7220.10.66593.332.017.90.3614.11粘土24.02.7420.00.70193.637.719.90.2317.8粉质粘土25.12.7120.00.70597.229.116.80.7012.11粉土25.02.7020.20.67398.526.317.60.868.62粘土35.82.7418.70.99897.243.321.80.6621.3粉质粘土22.32.7220.40.63495.830.717.40.3713.31粉土22.22.7020.00.65092.125.816.10.649.72粘土24.92.7420.00.70995.939.920.70.2319.2粉质粘土23.22.7220.40.64697.231.317.60.4213.71粉土23.82.7020.10.66796.527.518.30.639.22粘土23.72.7420.20.68596.138.720.20.1918.4粉质粘土25.82.7220.00.71397.730.017.20.6912.81粉土23.22.7020.20.64796.625.616.80.738.82粘土31.32.7419.20.88097.440.620.90.5319.7粉质粘土23.52.7120.30.65397.429.417.00.5312.61粉土20.82.7020.80.57397.324.915.80.569.02粘土20.82.7020.80.57397.324.915.80.569.03粉细砂28.12.7419.60.79097.038.420.00.4418.3粉质粘土22.92.7220.30.64396.930.017.10.4712.91粉土20.62.7020.90.56098.424.715.20.569.42粘土28.12.7419.90.761100.039.620.00.4019.1承载能力极限状态计算所需的岩土参数（、），见表2-4。表2-4 承载能力极限状态设计所需的、值层号21121212Cuk（）5.64.33.54.04.16.85.34.23.64.53.94.24.15.34.03.7uk（kpa）30.615.221.721.922.443.421.531.324.423.632.433.534.728.729.635.92.4.2各层土承载力特征值及压缩性评价各层土承载力特征值按建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）规范第5.2.3条规定，依据室内土工试验，原位测试等资料，结合临近场地经验，经综合分析后提供各层土的承载力特征值见表2-5表2-5 各层土承载力特征值一览表层号岩性承载力特征值fak（kPa）物性指标确定标贯指标确定建议值 杂填土120130120粉质粘土1201201201粘土110110110粉质粘土1301301301粉土1101701102粘土180190180粉质粘土1801601801粉土1801801802粘土200200200粉质粘土2102002001粉土2001802002粘土180190180粉质粘土2002002001粉土1802001802粘土240210210粉质粘土2001702001粉土2001902102粘土1901801903粉细砂220210210粉质粘土2201802201粉土2102002102粘土230190230各层土压缩性指标评价经过对室内试验结果综合分析，确定各层土100-200kPa压力段的压缩模量值，见表2-6 表2-6 各层土压缩模量及压缩性评价一览表层号岩性压缩系数（1/MPa）压缩模量ES（MPa）压缩性评价 杂填土0.2308.02中压缩性粉质粘土0.3979.39中压缩性1粘土0.3025.88中压缩性粉质粘土0.16511.13中压缩性1粉土0.3585.68中压缩性2粘土0.2337.80中压缩性，个别低压缩性粉质粘土0.2058.52中压缩性1粉土0.18810.68中压缩性2粘土0.2048.19中压缩性，个别低压缩性粉质粘土0.14612.93中压缩性，个别低压缩性1粉土0.18211.07中压缩性，个别低压缩性2粘土0.2497.29中压缩性粉质粘土0.13813.36中压缩性，个别低压缩性1粉土0.3136.11中压缩性2粘土15.8低压缩性粉质粘土0.2397.77中压缩性1粉土0.15810.37中压缩性，个别低压缩性2粘土0.2787.03中压缩性3粉细砂12.6中压缩性粉质粘土0.2227.69中压缩性1粉土0.1808.69中压缩性2粘土0.2108.57中压缩性据此判定，场地各层土均为中、低压缩性土。2.4.3各土层桩基参数各层土钻孔灌注桩桩基参数钻孔灌注桩参数系根据建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）表5.2.8-1及表5.2.8-2确定。其结果见钻孔灌注桩桩基参数表2-7表2-7 钻孔灌注桩桩基参数层号岩性土层厚度极限侧摩阻力（kPa）极限端阻力（kPa）杂填土2.167粉质粘土1.9721粘土1.880粉质粘土2.1511粉土1.7512粘土2.655粉质粘土2.7721粉土2.4722粘土2.180粉质粘土3.7707301粉土2.9707302粘土2.882780粉质粘土3.3565001粉土2.8708002粘土3.365530粉质粘土3.2625301粉土3.5669002粘土3.665820 河南理工大学本科毕业设计（论文) 第三章 单桩承台设计 第三章 单桩承台设计3.1设计荷载 桩底荷载效应标准值和柱底荷载效应基本值如下所示 （1）桩底荷载效应标准组合值如下。 Fk=1600kN；Mk=327kNm；Vk=501kN。 （2）柱底荷载效应基本组合值如下。F=1700kN；M =360kNm；V =542kN。3.2桩径与桩长的选择 建筑物基础设计方案采用灌注桩基础，具体设计方案如下：受混凝土强度和压桩设备能力的限制，根据场地地层条件， 结合周围建筑经验，可选择第7-1层粉土土为桩端持力层。按承台下布桩评价，桩径取400mm圆桩，桩端进入持力土层1.6m，设计桩长44m，灌注桩尖长0.8m，桩顶伸入承台100mm3.3单桩承载力计算3.3.1单桩竖向极限承载力标准值 单桩竖向极限承载力标准值按下式计算： （3-1） 单桩极限摩阻力标准值，kN； 单桩极限端阻力标准值，kN； 桩的横断面周长，m； 桩的横断面底面积，m2； 桩周各层土的厚度，m； 桩周第i层土的单位极限摩侧阻力标准值kPa； Qsk=3.140.4（671.6+721.9+801.8+512.1+511.7+552.6+722.7+722.4+802.1+703.7+702.9+822.8+563.3+702.8+653.3+623.2+663.5）=3417.70kN Qpk= 3.140.42900=176.63kN Quk=3417.70+176.63=3591.33kN3.3.2基桩竖向承载力特征值 承台底部地基为较松软的填土，压缩性大，因此本工程不考虑承台土效应，即取=0，则有 R=Ra=1795.67kN （3-2） 根据上部荷载初步估计桩数为 n=0.89 （3-3） 则设计桩数为1根3.4桩基竖向承载力的验算 根据建设桩基技术规范（JGJ942008），当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应的标准组合值。由于桩基所处的抗震设防烈度为7度，且场地无可液化砂土、粉土问题，因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。 图3-1单桩承台平面布置图根据桩数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台（见图3-1）取承台边长为2.0m2.0m的矩形布桩，桩心距承台边缘均为1000mm。承台及其上填土的总重量为： Gk=2.02.01.820=144kN 1844kNR(=2224.38kN) （3-4） 满足设计要求，故初步设计是合理的3.5承台设计 根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2m2m，预估承台厚0.9m（见图 32 ），承台混凝土选用C40，ft=1.71N/mm2，fc =19.1N/mm2；承台钢筋选用HRB335级钢筋，fy=300N/mm2 图3-2单桩承台内力计算简图3.5.1.承台内力计算 承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合设计值，则基桩净反力设值为 N/max= = 1700+0=1700kN （3-5） N/min= = =1700-0=1700kN （3-6） （3-7） 3.5.2.承台厚度及受冲切承载力验算 为了防止承台产生冲切破坏，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚度0.9m，承台底保护层厚100mm，则h0=0.90.1=0.8m。分别对柱边冲切和角桩冲切进行计算，以验算承台厚度的合理性。由于基桩时圆形桩，计算时应将截面换算为方桩，则换算方桩截面边长为 bp=0.8d=0.8400=320mm 图3-3 柱对承台冲切计算示意图 柱对承台的冲切。承台受桩冲切的承载力应满足下式： （3-8） 式中 不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值，kN； 承台受冲切承载力截面高度影响系数，当h800mm时取1.0，当h 2000mm时取0.9，其间按线性内插法取值； 承台混凝土抗拉强度设计值，kPa； 承台冲切破坏锥体的有效高度，m； x、y方向柱的冲切系数； 冲跨比，其值均应满足 0.251.0 的要求； x、y方向柱边至最近桩边的水平距离，m； x、y方向的柱截面的边长，m； 不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合作用下柱（墙）底的 竖向荷载设计值，kN； 不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下冲切破坏锥各基桩 或复合基桩的反力设计值之和 由于 Fl=FNi=17000=1700kN m 则冲跨比为 由于承台为正方形，故 冲切系数为0x=1.68 由于承台为正方形，故 20x（bc+）+0y（hc+aox）hpfth0 =21.68（0.4+0.2）+1.68（0.4+0.2）217100.8 =11031.55kNFl(=3400kN) 故厚度为0.9m的承台能够满足柱对承台的冲切要求3.5.3 承台受剪承载力计算 Vhs ft b （3-9）式中 V 不计承台及其上土自重，在荷载效应基本组合下，斜截面的 最大剪力设计值； ft 混凝土轴心抗拉强度设计值； b承台计算截面处的计算宽度； 承台计算截面处的有效高度； 承台剪切系数； 承台剪切破坏发生在柱边与桩边连线所形成的斜截面处，对于-截面， = （介于0.253之间） 剪切系数为 =1.35 受剪切承载力高度影响系数为 hs= -截面剪力为 V=2N/max=21700=3400kN 则 hs ft b h0=1.01.351.7110320.8 =3693.60kNV(=3400.00kN） 故满足抗剪切要求。3.5.4承台受弯承载力计算 图3-4 承台斜截面受剪计算示意图 承台计算截面弯矩如下。对于-截面，取桩基净反力最大值N/max=1600.00kN进行计算，则=0.4mMx=kN.m （3-10）As1=2962.96mm2 （3-11） 承台长边选用200100，则钢筋根数为 取1120200，实配钢筋As=6767.73mm2。 由于此承台为单桩正方形布置，故另一方向的配筋相同。3.5.5.承台构造设计 混凝土桩顶伸入承台长度为60mm。两承台间设置连系梁，梁顶面标高-1.0m，与承台顶齐平，根据构造要求，梁宽600mm，梁高850mm，梁内主筋上下共1624通长配筋，上层8根，下层8根，箍筋采用8200。承台底做 100mm厚C10素混凝土垫层，垫层挑出承台边缘100mm。3.6 桩身结构设计灌注桩的桩身混凝土强度等级选用C35，钢筋选用HRB335级。3.6.1.桩身轴向承载力验算 根据建筑基础技术规范（JGJ94-2008）第5.8.2条的规定，桩顶轴向压力应符合以下规定： Nmaxfc Aps （3-12） 式中： 桩身稳定系数 基桩成桩工艺系数， fc 混凝土轴心抗压强度设计值； Aps桩身截面面积 计算桩身轴心抗压强度时，一般不考虑压屈影响，故取稳定系数=1；对于灌注桩，桩基施工工艺系数c=0.80，C30级混凝土，fc=16.7N/mm2，则 cfcAps=10.8016.71063.140.42 =1895.54kNNmax(=1872.8kN) 故桩身轴向承载力满足要求3.6.2.桩身水平承载力验算由设计资料的柱底传至承台顶面的水平荷载标准值为201kN，每根基桩受水平荷载为 Hik=501kN （3-13）桩身按构造要求配筋，桩身配512纵向钢筋，As=565.20mm2，则桩身配筋率为 （3-14）满足0.2%0.65%之间的要求。 对于配筋率小于0.65%的灌注桩，单桩水平承载力特征值按下式计算： （3-15） 式中： 桩的水平变形系数 Rha 单桩水平承载力特征值， 号根据桩顶竖向力性质确定， 压力取“+”，拉力取“-” m 桩截面模量塑性系数，圆形截面 m=2，矩形截面 m =1.75； ft 桩身混凝土抗拉强度设计值； 桩身换算截面受拉边缘的截面模量，圆形截面为： 其中 d 为桩直径， 为扣 除保护层厚度的桩直径； 为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值； 桩身最大弯距系数，当单桩基础和单排桩基纵向轴线与水平 力方向相垂直时，按桩顶铰接考虑； 桩身配筋率； An桩身换算截面积，圆形截面为： N桩顶竖向力影响系数，竖向压力取 0.5；竖向拉力取 1.0； 桩身为圆形截面，故 =2， N=0.5 由于 （3-16） 根据灌注桩周主要土层的类别，查表，取桩侧土水平抗力系数的比例系数m=25MN/m4圆形桩桩身的计算宽度为 m （3-17） 根据 （3-18） （3-19） （3-20） 对C30级混凝土