计算过程 12基础

第8章 高强预应力管桩基础设计 12 基础设计12.1 工程地质资料：根据广州市城市规划勘测设计研究院提供的广州某豪华公寓岩土工程勘察报告的工程地质资料如下：第一层：人工填土，平均厚度2.0m，2028第二层：粘土（软塑0.75IL=0.851.0），平均厚度2.6m，第三层：中砂（松散），平均厚度1.4m，第四层：粘土（可塑0.25 IL=0.600.75），平均厚度2.1m，第五层：中砂（中密），平均厚度1.8m，第六层：粉质粘土（可塑0.25 IL=0.420.50），平均厚度0.6m，第七层：粘土（硬塑0 IL=0.18150mm,满足要求。取承台的长边和短边为：承台埋深取1.8m，承台高0.8m，桩顶伸入承台85mm，钢筋保护层厚度取50mm，则承台有效高度为：承台大样及桩布置见图10-1。10-1 承台大样及桩布置图3) 计算桩顶荷载设计值。计算桩顶荷载设计值取承台及其上土的平均重度，则桩顶竖向荷载特征值为:满足要求。基桩水平力因此无须验算考虑群桩效应的基桩水平承载力设计值。4) 承台受冲切承载力计算。a.柱边对承台的冲切柱对承台的冲切按下式计算 （8-3）式中：扣除承台及其上填土自重，作用在冲切破坏锥体上相应于荷载效应基本组合的冲切力设计值； 冲切破坏锥体的有效高度； 受冲切承载力截面高度影响系数； 、冲切系数； 、柱边或变阶处至桩边的水平距离； 、柱的尺寸。现将圆桩换算成方桩：由基础设计规范得冲跨比和冲切系数柱边冲切满足要求。b.角桩向上冲切，从角桩内边缘至承台外边缘距离角桩对承台的冲切按下式计算 式中：扣除承台及其上填土自重后角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值； 承台外边缘的有效高度； 受冲切承载力截面高度影响系数； 、角桩冲切系数； 、从承台底角桩内边缘引冲切线与承台顶或承台变阶处相交点至角桩内边缘的水平距离； 、从角桩内边缘至承台外边缘的距离。扣除承台及其上填土自重，作用在冲切破坏锥体上相应于荷载效应基本组合的冲切力设计值；角桩冲切满足要求。5) 承台受剪承载力计算承台斜截面受剪计算按下式计算 式中：扣除承台及其上填土自重后角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时斜截面最大剪力设计值； 承台计算截面处的计算宽度； 计算宽度处承台的有效高度； 剪切系数； 受剪切承载力截面高度影响系数。剪跨比与以上冲垮比相同，故对斜截面截面，验算同上相同，满足要求。6) 承台局部受压计算承台采用的混凝土等级是C30，预制管桩的混凝土等级是C80，承台和柱的强度等级一样，不用验算柱下承台局部受压；承台比桩的强度小，需要验算桩上承台的局部受压。承台局部受压承载力按下式计算 （8-6）式中：局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值； 混凝土强度影响系数； 混凝土局部受压时的强度提高系数； 混凝土局部受压净面积。承台局部受压满足要求。7) 承台受弯承载力计算考虑承台效应i桩为竖向总反力设计值。采用 18，n=4172.04/254.5+1=17根 s=（L-70）/n=125mm,取120mm，则选 18120，承台配筋图如图12-2。12.4W3下的桩基础设计地质资料参照12.1节，12.4.1 初选桩长和桩径：上部结构传来的荷载设计值，通过PKPM的SATWE软件计算分析可知手计同机计的结果差别不大，手计比较大，所以X方向的采用手计，Y方向的由于没进行手计，采用机计的结果，同时计算时没加上基础梁传来的荷载，设计值应加上基础梁传来的：图12-2A/F柱下承台配筋大样图、，、。采用预应力PHC混凝土管桩基础，桩径取500mm，壁厚100mm，桩长取20m，桩身材料C80混凝土。承台材料C30混凝土，配置HRB335级钢筋。管桩单桩竖向承载力的确定：管桩桩身竖向承载力设计值同A柱下的设计相同单桩竖向承载力标准值（与A柱设计相同）为了简化计算，并且桩端部支撑在岩层上故视为嵌岩桩,不考虑群桩效应单桩单位竖向承载力设计值为（考虑桩主要为端承桩，所以确定不考虑群桩效应）：12.4.2 确定桩数和承台尺寸a) 初选桩数及布桩(根)由于受偏心荷载作用，故取b) 初选承台尺寸，查桩基规范，桩距如下： 取x方向取1500mm；Y方向取1800mm.根据桩构造要求得：承台边缘到边桩中心为一个桩直径500mm，边缘挑出500-200=300mm150mm,满足要求。取承台的长边和短边为：承台埋深取2.0m，承台高1.0m，桩顶伸入承台85mm，钢筋保护层厚度取50mm，则承台有效高度为：承台大样及桩布置见图10-3。103 承台大样及桩布置图12.4.3 计算桩顶荷载设计值。计算桩顶荷载设计值取承台及其上土的平均重度，则桩顶竖向荷载特征值为:满足要求。基桩水平力因此无须验算考虑群桩效应的基桩水平承载力设计值。12.4.4 承台验算与承载力配筋1) 承台受冲切承载力计算。a.柱边对承台的冲切柱对承台的冲切按下式计算（各参数含义同上独立桩基础） 现将圆桩换算成方桩：由基础设计规范得冲跨比和冲切系数墙长边到边桩内边缘的水平距离为墙短边到边桩内边缘的水平距离小于零，并且短边边中无桩，难形成对承台的冲切，所以不用进行冲切验算。柱边冲切满足要求。b.角桩向上冲切，从角桩内边缘至承台外边缘距离角桩对承台的冲切按下式计算 扣除承台及其上填土自重，作用在冲切破坏锥体上相应于荷载效应基本组合的冲切力设计值；分析可知道：Y方向上柱子在桩线以内，所以不用进行角桩冲切验算角桩冲切满足要求。2) 承台受剪承载力计算承台斜截面受剪计算按下式计算 剪跨比与以上冲垮比相同，故对斜截面截面（短边方向），柱边到桩内边缘水平距离小于零，满足斜截面抗剪要求承台受剪承载力计算3) 承台局部受压计算承台采用的混凝土等级是C30，预制管桩的混凝土等级是C80，承台和柱的强度等级一样，不用验算柱下承台局部受压；承台比桩的强度小，需要验算桩上承台的局部受压。承台局部受压承载力按下式计算 （8-6）式中：局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值； 混凝土强度影响系数； 混凝土局部受压时的强度提高系数； 混凝土局部受压净面积。承台局部受压满足要求。4) 承台受弯承载力计算不考虑承台效应i桩为竖向总反力设计值。各排桩竖向反力为总竖向反力计算由前已计算。采用 18，n=4000/254.5+1=17根 s=（L-70）/n=125mm,取120mm，则选 20120，采用 14，n=2047.0/153.9+1=15根 s=（L-70）/n=125mm（6400-70）/15=422 考虑配筋间距构造要求