学生公寓楼桩基设计书

一、设计资料：（1）建筑标准层平面示意图（图1）某高校学生公寓楼，上部结构为钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为7度，抗震等级为3级。室内外高差为400mm，0.00相当于黄海高程+6.80m。图1（2）底层柱底荷载：1、标准组合，见图32、准永久组合，见图4。（3）工程地质勘察报告1、 钻孔平面布置示意图，见图5图51、工程地质剖面图 1-1剖面，见图6图6 2-2剖面，简图7图72、岩土工程分析评价（1）场地适宜性评价拟建场地内及其周围，除中细砂层为液化土外，未发现有影响场地稳定性的其他不良地质作用，：本次勘察未发现风化岩内有洞穴、临空面或软弱岩层存在，场地稳定，适宜拟建筑物建设。（2）地基岩土体评价根据钻探揭露，场地土层由素填土粉质粘土淤泥质土粉质粘土淤泥质土中细砂粉质粘土淤泥质土圆砾残积砂质粘性土全风化花岗岩有(11)强风化花岗岩组成。其中：素填土为新近填土，松散。工程地质性能差；淤泥为流塑状，高压缩性，力学强度低，工程地质性能一般；粉质粘土呈可塑状，中压缩性，力学强度和工程地质性能一般；中细砂呈松散-稍密，饱和，局部会产生轻微液化，力学强度和工程地质性能一般；残积土呈可塑、硬塑状，中的-低压缩性，力学强度和工程地质性能一般；全风化花岗岩层力学强度和工程地质性能中等；强风化花岗岩层力学强度高，工程地质性能良好；中风化花岗岩力学强度高，工程地质性能良好，未钻穿。综上所述，场地岩土体种类较多，但土层分布均匀，除中细沙局部会产生轻微液化外，各土层工程地质性能变化不大，场地综合性较好。（3）基础方案选择拟建建筑物18层，单柱最大荷重标准值为10176KN。场地上部土层承载力较低，不具备天然地基的工程条件，应采用桩基。根据场地图的工程特征和当地的施工条件，拟采用钻孔灌注桩基础方案。钻孔灌注桩可选择强风化花岗岩作为桩端持力层。3. 场地特征状况 地下水埋藏和性质：各钻孔混合地下水稳定水位埋深为1.202.30m。区内地下水位年变幅约1.50m。地下水对混凝土结构和钢结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性。抗震设防：拟建场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，拟建建筑抗震设防类别为丙类。场地地震效应：本场地地面下20m深度范围内分布有饱和细砂，初步判别属可液化土层，建议该层的桩周摩阻力乘以折减系数2/3。根据标贯试验结果，依照国标建筑抗震设计规范（GB50011-2001）有关规定，可不考虑震陷问题。建筑场地类别：按建筑抗震设计规范（GB50011-2001）规定，拟建建筑场地类别为类，场地设计特征周期值为0.45s。建筑场地下埋藏有软弱土和液化土，场地应划分为对抗震不利地段。根据场地工程地质条件，拟建的福建工程学院新校区南区学生公寓及食堂C基础形式建议采用桩基础方案。桩型可采用预应力管桩或冲钻孔灌注桩长桩方案，可选择强风化花岗岩作为桩端持力层。地基土层物理-力学性质指标见表1。表1 地基土设计计算指标（表1）序号土层名称重度rkN/m3压缩模量地基承载力特征值fak(kPa)预应力管桩极限承载力标准值(kPa)冲钻孔桩极限承载力标准值(kPa)Es1-2MPa推荐值qsiKqpKqsiKqpK粉质粘土18.14.801204634淤泥质土15.11.93452218粉质粘土18.95.731505236淤泥质土16.72.91502418中细砂18.57.501505238粉质粘土18.36.561705638淤泥质土15.53.53552620圆砾20.012.00280868000682400残积砂质粘性土17.54.43200708500582600全风化花岗岩20.013.00310909000783000强风化岩21.015.00500120100001003500二、设计依据及参考资料1、建筑地基基础设计规范GB5007-20022、建筑桩基技术规范JGJ94-20083、岩土工程勘察规范GB50021-944、建筑抗震设计规范GB50011-20015、钢筋混凝土桩基承台DBJT13-67闽2004G104 6. 基础工程，莫海鸿主编，中国建筑工业出版社。三、确定土层信息假设承台的高度是1.3m，管道埋深0.8m，室内外差0.4m，垫层的厚度0.1m对于勘察钻孔ZK2: 对于勘察钻孔ZK6在桩径相同的条件下，取勘察钻孔ZK2作为该建筑的地下土层信息。四、确定该土层的单桩竖向承载力特征值根据规范五、各柱的根数初确定 归并：四桩承台的柱有：1五桩承台的柱有：2 3 4 7 8六桩承台的柱有：5 6 9六、单桩水平承载力特征值 由公式七、桩基的承载力验算柱1单桩竖向承载力验算（见后面对计算书）柱2单桩竖向承载力验算kN = 1720.1kN 1653.90kN kNkNkN柱3单桩竖向承载力验算kN = 1841.0kN 1773.20kN kNkNkN柱4单桩竖向承载力验算kN = 1947kN 18030kN kNkNkN柱5单桩竖向承载力验算kN = 1680.5kN 1629.10kN kNkNkN柱6单桩竖向承载力验算（见后面对计算书）柱7单桩竖向承载力验算kN = 1772.2kN 1627.40kN kNkNkN柱8单桩竖向承载力验算（见后面对计算书）柱9单桩竖向承载力验算kN = 1710.8kN 1592.20kN kNkNkN柱设计计算书柱的矩形截面边长为600mm800mm，柱的混凝土强度等级C60，相应于荷载效应标准组合时作用于柱底的荷载为：kN，kNm，kNm，kN。kN。承台混凝土强度等级取C30，配置HRB400级钢筋，试设计柱下独立承台桩基础。桩基计算指标序号土层名称层厚(m)压缩模量桩布置冲钻孔桩极限承载力标准值(kPa)Es1-2MPaqsiKqpK粉质粘土0.14.8034淤泥质土4.31.9318粉质粘土2.95.7336中细砂3.97.5038淤泥质土6.03.5320残积砂质粘性土5.14.43582600全风化花岗岩1.113.00783000强风化岩2.815.001003500承台尺寸参数e11(mm)1200e12(mm)1200L11(mm)1200L12(mm)1200A(mm)800H(mm)1300（1）桩型选择和桩长确定采用钻（冲）孔灌注桩，直径为800mm，初选承台埋深d=2.1m。桩顶嵌入承台0.05m，桩底进入强风化花岗岩=1.8m，则总桩长L=0.05+0.1+4.3+2.9+3.9+6.0+5.1+1.1+1.825.3m。（2） 估算桩数和平面布桩初选桩的根数 根，暂取4根。初选承台尺寸桩距m，m，m，故布桩如图所示： (a) 平面 (b) 立面 初选承台埋深d=2.1m，承台高度h为1.3m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为：m=1230mm采用平板式承台，取承台及其上土的平均重度kN/m3。则有kN（3）桩基受力验算单桩竖向承载力验算kN = 1936.36kN 1774.140kNkN单桩水平承载力验算单桩水平承载力特征值 kNkN kN 可以满足要求。（4）桩身结构承载力验算桩身的材料是C30 （5）承台设计桩顶反力计算相应于荷载效应基本组合时，作用于柱底的荷载设计值为：kN kNm kNmKNm kNm kN = 2386.2 2169.2桩顶反力计算桩号(kN)12278-59.149.1226822278-59.1-49.12169.83227859.149.12386.24227859.1-49.12288承台受冲切承载力验算(a)柱边冲切冲切力 kN受冲切承载力截面高度影响系数计算 冲跨比和系数的计算kNkN （满足要求） (b)角桩向上冲切m，kNkN （满足要求）承台受剪切承载力计算剪跨比和以上冲跨比相同。受剪切承载力截面高度影响系数计算：对-斜截面 （介于0.33之间）剪切系数 kNkN （满足要求）对-斜截面 剪切系数 kNkN （满足要求）承台受弯承载力计算kNmmm2选用35 20110，mm2，沿平行x轴方向均匀布置。kNmmm2选用31 20120,mm2，沿平行y轴方向均匀布置。局部受压计算承台混凝土强度等级低于柱和桩的混凝土强度等级，应按混凝土结构设计规范验算柱下和桩上承台的局部受压承载力，柱的混凝土强度等级C60，承台的混凝土强度等级C30，需要局压验算:柱局压验算: 桩局压验算:不需要验算柱对承台局压验算满足桩对承台局压验算满足（6）桩基沉降 柱按有扩散计算 按不扩散计算=0 =0柱设计计算书柱的矩形截面边长为600mm800mm，相应于荷载效应标准组合时作用于柱底的荷载为：kN，kNm，kNm，kN。kN。承台混凝土强度等级取C30，配置HRB400级钢筋，试设计柱下独立承台桩基础。桩基计算指标序号土层名称层厚(m)压缩模量桩布置冲钻孔桩极限承载力标准值(kPa)Es1-2MPaqsiKqpK粉质粘土0.14.8034淤泥质土4.31.9318粉质粘土2.95.7336中细砂3.97.5038淤泥质土6.03.5320残积砂质粘性土5.14.43582600全风化花岗岩1.113.00783000强风化岩2.815.001003500承台尺寸参数e11(mm)2400e12(mm)2400L11(mm)1200L12(mm)1200A(mm)800H(mm)1300（1）桩型选择和桩长确定采用钻（冲）孔灌注桩，直径为800mm，初选承台埋深d=2.1m。桩顶嵌入承台0.05m，桩底进入强风化花岗岩=1.8m，则总桩长L=0.05+4.2+2.9+3. 9 +6.0+5.1+1.1+1.825.3m。 （2）估算桩数和平面布桩初选桩的根数 根，暂取6根。初选承台尺寸桩距m，m，m，故布桩如图所示： (a) 平面 (b) 立面 初选承台埋深d=2.1m，承台高度h为1.3m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为：m=1230mm采用平板式承台，取承台及其上土的平均重度kN/m3。则有kN（3）桩基受力验算单桩竖向承载力验算kN = 1906kN 1844.40kNkN单桩水平承载力验算单桩水平承载力特征值 kN在承台的抗弯刚度远大于基桩的条件下，柱底水平力均分至承台下各桩，则有 kN kN 可以满足要求。（4）桩身结构承载力验算桩身的材料是C30 （5）承台设计桩顶反力计算相应于荷载效应基本组合时，作用于柱底的荷载设计值为：kNkNmkNmkNm kNm kN = 2332 2248.3桩顶反力计算桩号(kN)1-2248.320-2261.93-2275.54-2304.5502318.162332承台受冲切承载力验算（图8-30）(a)柱边冲切冲切力 kN受冲切承载力截面高度影响系数计算 冲跨比和系数的计算kNkN （满足要求）对-斜截面 剪切系数 kNkN （满足要求）由于柱边冲切不满足要求，故应增加承台高度，重新计算，承台厚度mm时。受冲切承载力截面高度影响系数计算 冲跨比和系数的计算kNkN承台受弯承载力计算(稿纸计算1300mm不够，承台提高200mm)按公式计算kNmmm2选用33 28120,mm2，沿平行y轴方向均匀布置。kNmmm2选用36 22180，mm2，沿平行x轴方向均匀布置。 局部受压计算承台混凝土强度等级低于柱和桩的混凝土强度等级，应按混凝土结构设计规范验算柱下和桩上承台的局部受压承载力，柱的混凝土强度等级C60，承台的混凝土强度等级C30，需要局压验算:柱局压验算: 桩局压验算:不需要验算 柱对承台局压验算满足 桩对承台局压验算满足（6）桩基沉降柱按有扩散计算 按不扩散计算柱设计计算书柱的矩形截面边长为600mm800mm，相应于荷载效应标准组合时作用于柱底的荷载为：kN，kNm，kNm，kN。kN。承台混凝土强度等级取C30，配置HRB400级钢筋，试设计柱下独立承台桩基础。桩基计算指标序号土层名称层厚(m)压缩模量桩布置冲钻孔桩极限承载力标准值(kPa)Es1-2MPaqsiKqpK粉质粘土0.14.8034淤泥质土4.31.9318粉质粘土2.95.7336中细砂3.97.5038淤泥质土6.03.5320残积砂质粘性土5.14.43582600全风化花岗岩1.113.00783000强风化岩2.815.001003500承台尺寸参数e11(mm)2200e12(mm)2200L11(mm)1200L12(mm)1200A(mm)800H(mm)1300（1）桩型选择和桩长确定采用钻（冲）孔灌注桩，直径为800mm，初选承台埋深d=2.1m。桩顶嵌入承台0.05m，桩底进入强风化花岗岩=1.8m，则总桩长L=0.05+0.1+4.3+2.9+3. 9 +6.0+5.1+1.1+1.825.3m。 （2）估算桩数和平面布桩初选桩的根数 根，暂取5根。初选承台尺寸桩距m，m，m，故布桩如图所示： (a) 平面 (b) 立面 初选承台埋深d=2.1m，承台高度h为1.3m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为：m=1230mm采用平板式承台，取承台及其上土的平均重度kN/m3。则有kN（3）桩基受力验算单桩竖向承载力验算kN = 1908.8kN 1848.80kNkN单桩水平承载力验算单桩水平承载力特