土木专业桩基础设计

1、一、工程概况：天津织物厂位于天津市河北区，新建的后整理车间是一座单层门式刚架，局部为两层框架结构的厂房。门架跨度12m,占地面积918m2,建筑面积1138m2。框架顶高9.4m,柱距6m。新建车间位于两座老厂房中间，与老厂房基础边缘相距较近；特别是拟建场地土质十分不均匀，对上部结构影响很大。拟采用静压钢筋混凝土预制桩基础。二、设计要求：1、基础类型：本工业厂房需用钢筋混凝土预制管桩2、荷载组合及荷载值：上部结构作用在基础顶面处的荷载见表2。表2作用在基础顶面的柱荷载【N：kN,M:kNm（向内）,Q：kN（向内）】标准值准永久值基本值NMQNMQNMQ17001204558010038830

2、140542690110405709033820130483680100355608030810120424670903055070258001103656508025540702079010030664070205306017770902476306015520501276080188620501051040874070129610405500304730606工程地质条件：拟建场地属于海相沉积土层，整个场地仅有两个钻孔，表明土层分布极不均匀。由钻孔所提供的土层主要物理力学指标如表1所示表1土层主要物理力学指标孔弓土层土名埋深/m含水量H'/%重度T/kN/m1孔隙比e察性指数“液性

3、指数4压缩模量E/MPa摩阻力5/kPa,承载力A/kPa1素填土0.0-2,527.6惟60,86112,03,912,5742粘土工.57.034518.60.98018.40.71617J14013粉土22.820.00.66311.30.67328.82644粉质粘土5.5也527J1920.7929.60.713,822.01745粉土9,5-15,027219.30.78111.1L1乱430.22251素填土。加2.Q39.317+8L20119.4091917.4722粘土2g.536.418.219.00.73.512.612523粉土4.5-6.027A19.40J848.

4、8。.9U14.21464粉质粘土6U3050.8781101.17.01丸61385粉土9*975*026A19*20*80212*10*99.824*521)4四、承载力验算1 .确定桩的类型、几何尺寸和承台埋深本工程选用钢筋混凝土预制桩，为摩擦型挤土桩，桩截面外径300mm,内径100mm,桩身采用C80混凝土，钢筋采用HRB335,依据地基土的分布，确定第5层为桩端持力层，桩基长度8m,深入持力层1m左右。承台采用C20混凝土和钢筋HRB335,承台坐于粘土上，埋深定为3(承台底距底面距离)。由于孔2的资料土质较差故按照孔2进行计算设计。2 .计算单桩承载力2.1 .单桩竖向承载力计算

5、直接按所给特征值进行计算：Ra=Rsk+Rpk=3.14X0.38(1.5M2.6+1.5X14.2+3.9X19.6+1.1>24.5)+3.14>0.3X0.3>204=149.75kN2.2 单桩水平承载力单桩水平承载力特征值：Rha=0.75"EIXoa洪中a=5也Vx:EIm=5000,b0=0.9><1.5>0.3+0.5)=0.855,EI=0.85EcI0=12018kN-m2;故a=0.81;查规范ah=0.8X8=6.4>4,取4,WJVx=0.94,查规范，xoa=0.01m,故：Rha=0.75X0.81义0.81义0

6、.81义12018X0.01/0.94=51kN3 .确定桩数，桩的平面布置和承台底面尺寸3.1 确定桩数,F=680kN;由于G相对于F较大，不可忽略，初选底面尺寸：3X3m2,G=20X3X3X3=540kN;桩数：n,工=1.1父540学里=8.96根，取9根桩Ra149.75OOOoolO30012003000桩平面布置4.13.2 桩邛面布置和承台底面尺寸(见图_4.X桩位9根，故布置为3排3列，如图4.1由于桩中心距按规范须大于等于4d=1.2m;桩边缘距承台边须大于等于150mm；桩中心距承台边须大于等于300mm,故可得桩尺寸为3X3m2;4 .验算群桩承载力和沉降验算4.1

7、群桩竖向承载力验算考虑群桩效应时，单桩竖向承载力：R=Ra+qcxfaxAc=149.75+0.14X0.91X125=165.68kN00Nk=1.16805409=149.11<R6805401006T0Nkmax=1.1-+27=171kN<1.2R=198.8kN故竖向承载力满足要求4.2 群桩水平承载力验算水平承载力Rha=51kN,明显大于水平荷载35/9=4kN,故满足要求4.3 沉降验算承台底部的附加应力P=MG680 5403 3-(17.8 X2+18.2)=81.76kPa扩散到桩端平面时Po=81.76332=29.43kN382：-8由l/b=1,z/b=

8、4/1.5=2.67,查表得a=0.1478;Es=9800kPa根据S=4XP0XZXa/Es计算得s=4X27.89X2.55X0.1730/9.8=5mm沉降量满足要求。5 .承台构造设计承台设计为锥形承台，上台面边长为1.1m,下台面边长为3m,板厚500mm,边缘厚300mm,柱子截面600mmx600mm,混凝土用C20,钢筋采用HRB335,有效层厚度70mm,ft=1.1N/mm2,有效高度为：h0=500-70=430mm5.1 承台受弯计算最大弯矩：Mx=My=3X810/9X(1.2-0.3)+50乂0.9=288kN钢筋面积：As=My/(0.9xfyXh0)=2481

9、mm2故选钢筋：14180,贝UAs=2565mm22481mm2,合适5.2 承台受冲切计算5.2.1 柱对承台的冲切入=ac/h0=0.75/0.43>1,故人=1;p0=0.84/1.2=0.7;ft=1100kpa;Um=1030乂4=4.12m;h0=430mmFi=F-EQ=810-810/9=720kN(用荷载效应基本组合)BhB0ftUmh0=1义0.7X1.1X1000X4.12X0.43=1364kN>F1=720kN;故满足要5.2.2 角桩对锥形承台的冲切B1x=B1y=0.56/(0.81+0.2)=0.55材料抗力:R=Bx(C2+aiy/2)+Bx(C

10、1+a1xxBhpXftXh0=0.55(450+350/2)X2X1X1.1X1000X0.43=325kN>N1=810/9=90kN故满足要求5.3 承台受剪承载力计算Ax=ay=350mm;入=ax/ho=0.81;a=1.75/(1+0.81)=0.97;Bhs=1Bxo=by0=1-0.5X0.4(1-1.4/3)X3=2.68材料抗力R=BhsXaxftXbXh0=1X0.97X1.1X1000X2.68X0.43=1230kN剪力荷载：V=810/9X3=270kNR>V,故满足要求6 .桩身设计本工程采用钢筋混凝土预制桩，桩身不分节，长度为8m,外径为300mm,内径为10