桩基础设计计算书

1 桩基础设计计算书桩基础设计计算书 1 研究地质勘察报告 1 1 地形 拟建建筑场地地势平坦 局部堆有建筑垃圾 1 2 工程地质条件 自上而下土层一次如下 号土层 素填土 层厚约为 1 5m 稍湿 松散 承载力特征值 aak KPf95 号土层 淤泥质土 层厚 5 5m 流塑 承载力特征值 aak KPf65 号土层 粉砂 层厚 3 2m 稍密 承载力特征值 aak KPf110 号土层 粉质粘土 层厚 5 8m 湿 可塑 承载力特征值 aak KPf165 号土层 粉砂层 钻孔未穿透 中密 密实 承载力特征值 aak KPf280 1 3 岩土设计参数 岩土设计参数如表 1 和表 2 所示 表表 1 1 地基承载力岩土物理力学参数地基承载力岩土物理力学参数 土层编号图的名称孔隙比 e 含水量 W 液性指数标准贯入 锤击数 N 压缩模量 Es MPa 素填土 5 0 淤泥质土 1 0462 41 08 2 5 粉砂 0 8127 6 147 5 粉质粘土 0 7931 20 74 8 8 粉砂层 0 58 3112 6 2 表表 2 桩的极限侧阻力标准值桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值和极限端阻力标准值单位单位 KPa sk q pk q 土层编号土层编号桩的侧 阻力 sk q 桩的端 阻力 pk q 土层编号土层编号桩的侧 阻力 sk q 桩的端 阻力 pk q 素填土 22 粉质粘土 58900 淤泥质土 20 粉砂土 752000 粉砂 52 1 4 水文地质条件 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性 地下水位深度 位于地表下 4 5m 1 5 场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为 7 度 场地内无可液化沙土 粉土 1 6 上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土结构 长 30m 宽 9 6m 室外地坪标高同自然地 面 室内外高差 450mm 柱截面尺寸均为 400mm 400mm 横向承重 柱网布 置如图所示 2 选择桩型 桩端持力层 承台埋深 根据地质勘查资料 确定第 层粉砂层为桩端持力层 采用钢筋混凝 土预制桩 桩截面为方桩 400mm 400mm 桩长为 15 7m 桩顶嵌入承台 70mm 桩端进持力层 1 2m 承台埋深为 1 5m 3 3 确定单桩竖向承载力 3 1 确定单桩竖向承载力标准值 Q 根据静载力触探法公式 ppkisikpkskuk AqlquQQQ 4 0 4 20 5 5 52 3 2 58 5 8 75 1 2 2000 0 4 0 4 1444 48 KN 3 2 确定单桩竖向承载力设计值 Ra Ra 722 24 KN K Quk 2 48 1444 式中安全系数 K 2 4 确定桩数 n 布置及承台尺寸 4 1桩数 n 4 最大轴力标准值 KNFk2280 初步估算桩数 由于柱子是偏心受压 考虑一定的系数 按规范取 1 1 1 2 先不考虑承台质量 因偏心荷载 桩数初定为 5 3 24 722 2280 1 1 a R F n 取 n 4 4 2柱的中心距 按规范 桩的最小中心距为 3 4d s 1 2m 1 6m 综合考虑后 s 1 4m 柱的布置按矩形式排列 4 3承台尺寸确定 根据构造要求 a 1 4 0 4 2 2 2m b 1 4 0 4 2 2 2m 暂时设计埋深为 1 5m 承台厚 0 9m 桩顶深入承台 50mm 承台下不做垫层 故 钢筋保护层取 70mm 则承台有效高度为 mmmh43043 0 07 0 5 0 0 承台采用混凝土 C30 钢筋选用 2 43 1 mmNft 2 3 14mmNfc HRB335 级 2 300mmNfy 5 计算桩顶荷载 经过将设计任务书所给数据进行分析可知 最不利弯矩组合值比最不利轴 力组合值要大 因此 按照最不利荷载弯矩组合值进行设计 取承台及上覆土的平均重度 2 20mmKN G 5 1 桩顶平均竖向力 承台及上覆土重 KNGk 2 1455 12 22 220 桩顶平均竖向力 KN n GF Q kk k 3 606 2 2 1452280 2 max min max 7 04 7 0 5 0158230 3 606 i kk k k k x xhHM QQ knRkn a 69 8662 166 716 0495 94kn 5 2单桩水平设计值 5 Kn n H H K k 5 39 4 158 1 其值远小于按估算的单桩水平承载力特征值 满足要求 a X Ha EI R 0 3 相应于荷载效应基本组合是作用于柱底的荷载设计值为 KnHH KnMM KnFF K k k 3 21315835 1 35 1 51 31023035 1 35 1 3078228035 1 35 1 扣除承台和其填土自重的桩顶竖向力设计值Kn 5 769 4 3078 n F N 22 max min max 7 04 7 0 5 0 3 213 5 310 5 769 i x xHhM NN KN KN 48 918 52 620 6 承台受冲切承载力验算 6 1 柱边冲切 冲切力 KNNFF il 307803078 受冲切承载力截面高度影响系数992 0 800900 8002000 9 01 1 hp 冲垮比的计算与系数 5 1 2 036 0 84 0 2 0 84 0 0 1 36 0 83 0 3 0 0 00 0 0 00 x yx x yx h a 00000 2hfahab thpxcyycx 2 0 93 0 4 1 5 0 93 0 4 1 5 1 0 1430 0 83 4945 11KN 满足要求KNFl3078 6 2 角桩向上冲切 yyyyxxxx aaaamCC 0101010121 6 0 1 2 036 0 56 0 2 0 56 0 1 11 x yx 6 0 1 11 1 21 22 hf a c a c thp x y y x 1 0 6 0 3 2 6 1 0 6 0 3 2 1 0 1430 0 83 1780 35KN 满足要求KNN 4 764 max 7 承台受剪承载力计算 按式计算 剪跨比与冲切比相同 受剪切承载 0 1 75 1 00 和hbfV ths 力截面高度影响系数计算 hs 99 0 830 800800 4 1 4 1 0 h hs 对 I I 斜截面 介于 0 3 3 之间 36 0 0 xx 剪切系数29 1 0 136 0 75 1 0 1 75 1 0 99 1 29 1430 2 2 0 83 00h bft hs 3334 74 2KNN96 183648 9182 max 因承台为正方形 故 II II 斜截面与 I I 截面受剪切承载力一样 8 局部受压验算 根据 混凝土结构规范 中 7 8 局部受压承载力计算 的公式 Fl 1 35 c lfcAln 式中 Fl 局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值 fc 混凝土轴心抗压强度设计值 c 混凝土强度影响系数 l 混凝土局部受压时的强度提高系数 l b l A A Al 混凝土局部受压面积 Aln 混凝土局部受压净面积 对后张法构 件 应在混凝土局部受压面积中扣除孔道 凹槽部分的面积 7 Ab 局部受压的计算底面积 8 1 方柱对承台的局部压力算 3 400 0400 0 3400 0 3400 0 l b l A A 满足 KNFKNAf lclc 3078 4 92664 04 01430030 135 1 35 1 ln 要求 8 2 角桩对承台的局部压力验算 3 400 0400 0 3400 0 3400 0 l b l A A kNNkNAfc lc 48 918 4 9266400 0 400 0 1430030 135 1 35 1 maxln 满足要求 9 桩身结构设计计算 由于选用预制桩 因此 选择混凝土为 C30 钢筋选用 kPfc14300 HRB335 级 2 300mmNfy 9 1 桩身结构主筋计算 由 混凝土结构设计规范 7 3 正截面受压承载力计算 知 9 0 syc AfAfN 式中 N 轴向压力设计值 钢筋混凝土构件的稳定系数 fc 混凝土轴心抗压强度设计值 A 构件截面面积 A s 全部纵向钢筋的截面面积 并且按照 建筑地基基础规范 进行构造取值为 静压预制桩的最小配筋 率不宜小于 0 6 得 9 0 max syc AfAfN 0 30052 09 0 4 04 01430052 0 9 048 918 s A 因此 可以按照构造配筋 即 采用最小配筋率 0 6 8 2 960400400006 0 mmmmmmAs 选用 418 2 1 1019mmAs 9 2 桩身混凝土承载力验算 KNkNkPmmfA ccp 4 918171675 0143004 04 0 满足要求 9 3 桩身结构设计图 见后面图纸 10 承台受弯承载力计算 10 1 x 轴受到弯矩作用 由 可得 mKNmKNyNM iix 5 7695 05 7692 2 6 0 7 3433 8303009 0 105 769 9 0 mm hf M A y x s 选用 1418 沿着平行 y 轴布置 2 3560mmAs 10 2 y 轴受到弯矩作用 由 mKNmKNxNM iiy 5 7695 0 5 7692 可得 选 2 6 0 7 3433 8303009 0 105 769 9 0 mm hf M A y y s 用 1418 沿着平行 x 轴布置 2 3560mm s A 10 3 承台的配筋图 见后面的图纸 9 11 参考文献 1 中华人民共和国国家标准 建筑桩基础技术规范 JGJ94 94 北京 中国建筑工业出版社 2002 2 中华人民共和国国家标准 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 北京 中国建筑工业出版社 2011 3 中华人民共和国国家标准 混凝土结构设计规范 GB20010 2010 北京 中国建筑工业出版