桩基础毕业设计定稿

1、学号:08447135 常州大学毕业设计(论文(2012届题目十四层办公大楼桩基础设计学生张喻楠学院环境与安全工程学院专业班级土木 081 校内指导教师夏雄专业技术职务副教授校外指导老师专业技术职务二一二年六月十四层办公大楼桩基础设计摘要:桩基技术极为复杂,发展空间相当广阔,成为地基基础领域中一个非常活跃的、具有很强生命力的分支领域,50年来出现了许多新的桩型、新的工艺、新的设计理论和新的科技成果,成为我国工程建设的有力支柱。本设计是十四层办公大楼的桩基础设计,本设计的主要思路是根据地质勘察资料、施工条件和工程要求,确定桩基础的桩型、桩的断面尺寸和长度、单桩容许承载力、桩的数量和平面布置以及承

2、台的尺寸和构造,再根据承受的荷载验算桩基承载力,估算沉降量并验算桩和桩承台的强度。通过设计桩基础要达到掌握桩基设计计算的具体原理及主要设计步骤,更深入地理解桩基工程特性。关键词:桩基础;设计思路;自身收获;IFourteen Storey Office Buildings Pile Foundation DesignAbstract:Technique of pile is extremely complex, development space is very wide, become the foundation in the field of a very active, has gre

3、at vitality in the field 50 years, appeared a lot of new pile type, new technology, new design theory and the latest scientific and technological achievements, to become China's construction of a strong pillar. This design is fourteen storey office building pile foundation design, the main train

4、 of thought of the design is based on the information of geological exploration, construction conditions and project requirements, determine the pile foundation pile, pile length, section size and the capacity of single pile, pile number and layout and the size and structure of the table, and then a

5、ccording to the load bearing capacity of pile foundation settlement calculation, estimation and calculation of pile and pile cap strength.Through the design of pile foundation to achieve mastery of pile foundation design and calculation of specific principles and the major design steps, more in-dept

6、h understanding of pile foundation engineering characteristics.Key words:Pile foundation;Design ideas;The harvest;II目录摘要 (目次 (1引言 (12场地工程地质条件 (22.1工程概况 (22.2勘察工作概况 (23场地类别和各岩土工程地质条件评 (53.1场地类别和场地土类型 (53.2各岩土层承载力特征值及设计预估单桩承载力参数 (64基础方案设计计算 (84.1风荷载的计算 (84.2桩型选择和持力层确定 (94.3验算单桩承载力 (114.4确定桩数及桩的布置 (114

7、.5桩基中各单桩受力验算 (164.6承台抗冲切验算 (174.7承台剪切验算 (214.8沉降计算 (244.9桩基配筋计算 (28III5 构造要求及施工要求 (295.1预制桩的施工 (315.2凝土预制桩的接桩 (315.3混凝土预制桩的沉桩 (335.4 预制桩沉桩对环境影响分析 (336 结论 (36参考文献 (37致谢 (38IV1 引言桩基础时人类在软弱地基上建造建筑物的一种创造,是最古老、最基本的一种基础类型。在西安半坡村遗址,人们可以看到先人将树杆插在软弱土中以支撑原始形态的建筑物,这可能是人类最早使用木桩的记录。在本世纪初,在上海建造的如国际饭店、锦江饭店等20层左右的标

8、志性建筑物时都采用了10多米长的木桩;可是到本世纪末,上海建造的如88层金茂大厦等超高层建筑时,已经采用了80多米长的钢管桩。从木桩到钢管桩,从10多米到80多米,专使了桩基础技术发展的轨迹,标志着在20世纪中,特别是20世纪的后50年,我国桩基础技术的巨大进展。桩基础可以采用不同的材料(木、现场灌注;打入法、压入法,可以支撑在不同的土层中,可以作为各类工程结构物的基础(建筑物的低桩承台、桥梁或码头的高桩承台,因而其受力性状各不相同,承载能力相差悬殊,施工工艺和设备极其多样。桩基技术极为复杂,发展空间相当广阔,成为地基基础领域中一个非常活跃的、具有很强生命力分支领域,50年来出现了许多新的桩型

9、、新的工艺、新的设计理论和新的科技成果,成为我国工程建设的有力支柱10。2场地工程地质条件2.1工程概况:本论文阐明了xx14层办公大楼工程地质条件和水文地质条件,确定了相关工程地质参数,在此基础上按规范进行工程地质条件详细评估,再进行基础设计。2.2勘察工作概况本工程位于戚墅堰区,场地原为农田,整个场地地势较平坦。整个场地地形较平坦,地貌类型单一,地面标高在1.26m2.49m之间;公共教学楼除局部位于河塘区外,大部分位于好土区。本工程场地环境属湿润区含水量30%(20%弱透水层,环境类别为类,干湿交替,场地附近无污染源。地下水类型为重碳酸钙型水,在无污染的情况下,场地地下水对混凝土和混凝土

10、中的钢筋无腐蚀性。根据野外全断面钻进取样、静探原位测试、室内土工试验等手段综合分析,按照地质剖面,拟建场地各土层自上而下为:(1素填土:主要由粘性土组成,多为黄褐色,松散,易碎,夹有植物根、有机物等杂物。该土层厚度为0.802.30m,平均厚度1.01m,层底标高2.093.68m,平均层底标高:3.38m。(2A粘土:褐黄色,可塑,含少量浅灰色高岭土条带。光泽反应光滑、无摇振反应、干强度高、韧性高。一般层厚:0.902.50m,平均层厚:2.02m,层底标高:0.93 1.66m,平均层底标高:1.36m。双桥静力触探q c平均值为1.328MPa,f s平均值为68kPa,压缩系数平均值为

11、0.26MPa-1,属于中等压缩性土。(2B粘土:灰黄色,可塑硬塑,含少量浅灰色高岭土条带和铁锰结核物。光泽反应光滑、无摇振反应、干强度高、韧性高。一般层厚:1.602.20m,平均层厚:1.94m,层底标高:-1.07-0.16m,平均层底标高:0.57m。双桥静力触探q c平均值为1.779MPa,f s平均值为83kPa,压缩系数平均值为0.22MPa-1,属于中等压缩性土。(3粉质粘土:褐黄色,粉质粘土光泽反应稍有光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,全场地分布。一般层厚:0.501.40m,平均层厚:0.88m;层底标高: -2.07-0.66m,平均层底标高:-1.46m。双桥静

12、力触探q c平均值为1.779MPa,f s平均值为69kPa。压缩系数a1-2=0.29MPa-1,属中等压缩性土。(4粉土:灰色,很湿,中密,含有少量云母碎屑,全场地分布。摇震反应中等、无光泽反应、干强度低、韧性低,一般层厚:0.903.00m,平均层厚:1.76m;层底标高:-4.24-2.06m,平均层底标高:-3.21m。双桥静力触探q c平均值为4.022MPa,f s平均值为72kPa。标贯平均击数:14.0击,压缩系数a1-2=0.25MPa-1,属中等压缩性土。(5粉砂:灰黄灰色,中密,饱和,含有少量云母碎屑,局部缺失。一般层厚:1.003.20m,平均层厚:2.19m ;层

13、底标高:-6.52-4.23m,平均层底标高:-3.21m。双桥静力触探q c平均值为7.400MPa,f s平均值为95kPa。标贯平均击数:20.3击,压缩系数a1-2=0.19MPa-1,属中等压缩性土。(6粉质粘土:灰色,软塑流塑,光泽反应稍有光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,全场地分布。一般层厚:4.5011.0m,平均层厚:4.78m;层底标高: -16.64-9.24m,平均层底标高:-12.02m。双桥静力触探q c平均值为0.967MPa,f s平均值为15kPa。压缩系数a1-2=0.37MPa-1,属中等压缩性土。(7粉质粘土:灰色,可塑硬塑,光泽反应稍有光滑,无摇

14、振反应,干强度中等,韧性中等,全场地分布。一般层厚:0.805.00m,平均层厚:2.78m;层底标高: -19.64-12.07m,平均层底标高:-14.80m。双桥静力触探q c平均值为1.815MPa,f s平均值为41kPa。压缩系数a1-2=0.25MPa-1,属中等压缩性土。(8粘土:褐黄色,硬塑,局部缺失。光泽反应光滑、无摇振反应、干强度高、韧性高,一般层厚:1.405.70m,平均层厚:3.42m,层底标高:-18.58-16.61m,平均层底标高:-17.57m。双桥静力触探q c平均值为3.352MPa,f s平均值为143kPa,压缩系数平均值为0.14MPa-1,属于中

15、等压缩性土。(9粉质粘土:褐黄色,可塑硬塑,粉质粘土光泽反应稍有光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,全场地分布。一般层厚:0.805.00m,平均层厚:2.13m;层底标高:-22.70-18.05m,平均层底标高:-19.58m。双桥静力触探q c平均值为2.957MPa,f s平均值为105kPa。压缩系数a1-2=0. 20MPa-1,属中等压缩性土。(10粉质粘土:灰黄色,可塑,光泽反应稍有光滑,无摇振反应,干强度中等,韧性中等,局部缺失。一般层厚:2.306.00m,平均层厚:4.72m;层底标高: -25.47-23.74m,平均层底标高:-14.94m。双桥静力触探q c平均

16、值为2.375MPa,f s平均值为69kPa。压缩系数a1-2=0.35MPa-1,属中等压缩性土。(11粉土:灰色,很湿,中密,含有少量云母碎屑,全场地分布。摇震反应中等、无光泽反应、干强度低、韧性低,一般层厚:5.007.50m,平均层厚:4.72m;层底标高:-25.26-22.53m,平均层底标高:-24.11m。双桥静力触探q c平均值为6.095MPa,f s 平均值为119kPa。标贯平均击数:22.5击,压缩系数a1-2=0.24MPa-1,属中等压缩性土。(12粉砂:青灰色,中密,饱和,含有少量云母碎屑,全场分布。一般层厚: 3.006.00m,平均层厚:4.33m ;层底

17、标高:-29.73-26.52m,平均层底标高:-28.40m。双桥静力触探q c平均值为6.991MPa,f s平均值为165kPa。标贯平均击数:29击,压缩系数a1-2=0.28MPa-1,属中等压缩性土。(13粘土:褐黄色,软塑可塑,全场地分布。光泽反应光滑、无摇振反应、干强度高、韧性高,一般层厚:6.0012.50m,平均层厚:9.54m,层底标高:-44.08-37.77m,平均层底标高:-40.98m。双桥静力触探q c平均值为3.5MPa,f s平均值为104kPa,压缩系数平均值为0.19MPa-1,属于中偏低压缩性土。(14粘土:褐黄色,硬塑,全场地分布,局部夹有可塑状粉质

18、粘土和中密状粉土。光泽反应光滑、无摇振反应、干强度高、韧性高,该层未揭穿,最大揭露厚度为17.50米。压缩系数平均值为0.24MPa-1,属于中等压缩性土。以上地层隶属第四系上更新统(Q3地层1。勘探期间未发现上层滞水,但根据经验,在雨季、丰水期有上层滞水存在,含水层为(1素填土层,水量不大,由大气降水补给,以蒸发和越流方式排泄。场地有承压水存在,承压水埋藏于(4粉土和(5粉砂层中。勘探期间测得承压水稳定水位平均为1.00m(黄海高程。承压水的补给源为长江水和运河水的侧向补给,以越流方式排泄,水量较丰富,水位较稳定。本地区历史上最高地下水位为黄海高程3.70m,最近35年最高水位为3.50m,

19、历史最低水位为-3.30m。地下水和场地土对混凝土结构以及钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性。3场地类别和各岩土工程地质条件评价3.1场地类别和场地土类型工程重要性等级为二级,场地等级为二级,地基等级为二级;工程重要性等级为二级,场地等级为二级,地基等级为二级;震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第一组,无液化土层分布,工程建筑抗震设防分类为丙类。除局部有较浅的暗河塘外,无不良地质作用。位于河塘区的部分分布有1粉质粘土,其埋深较浅,上部的淤泥质土不厚,可将淤泥质土挖除。本工程场地环境属湿润区含水量30%(20%弱透水层,环境类别为类,干湿交替,场地附近无污染源12。3

20、.2各岩土层承载力特征值及设计预估单桩承载力参数通过原位测试及土工试验结果计算,参照规范,各土层承载特征值f k,钻孔灌注桩、人工挖孔桩桩周极限侧阻力标准值q sik,桩端极限端阻力标准枝q pk见表3-1:表3-1各土层主要力学指标推荐值表土层名称静力触探指标(标准值土工试验指标地基土承载力特征值f ak(KPa修正后地基土承载力特征值fa(KPa混凝土预制桩设计参数压缩模量建议值标贯指标q c(MPaf s(KPa重度(KN/m3剪切试验q剪切试验uu按静力触探指标计算按土工试验指标计算按标贯试验指标计算建议值侧阻力特征值q sia(kPa端阻力特征值q pa(kPaEs1-2(MPa-1

21、修正后的标贯击数N(击C k(KPak(度C k(KPak(度(1杂填土19 70(2A粘土1.32868 19.5 44 15.9 50 2.72017519230 25 7.4(2B粘土1.77983 19.4 67 2.9262023330 32 8.6(3粉质粘土1.77969 18.9 20 22.5 34 2.9221820320 28 6.9第 6共 38 页表31续(4粉土4.02272 18.1 12.6 21.5242424400 34 9.6 10.6(5粉砂7.4095 18.2 18.2 30.250323556 15.9 13.8(6粉质粘土0.96715 18.8

22、 18 5.0 26 2.9131212200 18 6.3(7粉质粘土1.81541 19.7 74 2.822252429 7.8(8粘土3.352143 19.5 120 2.845404055 3000 13.8(9粉质粘土2.957105 19.8 91 2.535313350 2600 8.8(10粉质粘土2.37569 18.7 41 2.922182035 6.1(11粉土6.095106 18.2 15.1 25.630333052 1800 10.5 13.4(12粉砂6.991165 18.1 12.1 24.745364010.8 15.6(13粘土17.3 23 2.

23、911113.9(14粘土19.2 95 2.9333311.1第 7共 38 页常州大学本科生毕业设计(论文第 8共 38 页4 基础方案设计计算该办公大楼长128.6m 宽66m 。采用框架结构,每层高3.0m ,共14层,故场地类型为C 类。 4.1 风荷载力计算1 楼高:H=14×3.0=42m2 柱子最大承担上部荷载面积s=6×3.14=18.843 单根柱子承担在房屋自重产生的荷载为 1p =28.26×14×18=4747.68k N 2p =7121.52k N3p =9495.36k N4 风荷载计算20 4.1k z s z w =式

24、中:k 风荷载标准值 z Z 高度处风振系数s 风荷载体型系数 z 风荷载高度变化系数 0基本风压(2kN m根据建筑规范查得0w =0.4 1.35z = 1z = 迎风面:0.8s = 背风面:0.5s =- 则由此产生的荷载为:w k =1×(0.8+0.5 ×1.35×0.35=0.614 KN/m 2由标准值转为设计值:1.4w k =1.4×0.614=0.860 KN则风荷载产生的剪力为:V=w k H*L=0.860×42×6=216.72KN风荷载产生的力矩:222k M L HK N mw =由于该排有四个柱子且惯

25、性矩(I都相等故每根柱子承担的剪力:14V=1K N =每根柱子承担的力矩:M K N m=4.2 桩型选择和持力层确定见表41:表4-1各地层的厚度和主要力学参数土层名称静力触探指标(标准值修正后地基土承载力特征值fa(KPa混凝土预制桩设计参数压缩模量建议值标贯指标qc(MPafs(KPa侧阻力特征值qsia(kPa端阻力特征值qpa(kPaEs1-2(MPa-1修正后的标贯击数N(击(1杂填土70(2A粘土 1.328 68 230 25 7.4(2B粘土 1.779 83 330 32 8.6(3粉质粘土1.779 69 320 28 6.9(4粉土 4.022 72 400 34 9

26、.6 10.6(5粉砂7.400 95 56 15.9 13.8(6粉质粘土0.967 15 200 18 6.3第 9共 38 页表41续(7粉质粘1.815 41 29 7.8土(8粘土 3.352 143 55 3000 13.8(9粉质粘2.957 105 50 2600 8.8土(10粉质粘2.375 69 35 6.1土(11粉土 6.095 106 52 1800 10.5 13.4(12粉砂 6.991 165 10.8 15.6(13粘土 3.9(14粘土11.1因第8层部分缺失,所以选择11层粉土层为持力层,桩径为600mm圆桩,预制桩进入持力层深度为4d=2.4m,桩长2

27、4.2m第 10共 38 页4.3 验算单桩承载力确定单桩竖向极限承载力标准值uk Q 4.2uk sk pk i pk p sikQ Q Q u L q A q=+=+式中:sk Q 单桩极限摩阻力标准值(kN pkQ 单桩极限端阻力标准值(kN u 桩的横断面周长(m p A 桩的横断面底面积(2m iL 桩周各层土的厚度(m sik q 桩周第i 层土的单位极限摩阻力标准值(akP pkq 桩底土的单位极限端阻力标准值(a kP (2221.8843.4250 2.1335p uk u d m A r m Q kN =+=符合要求确定中桩单桩竖向极限承载力设计值R,并确定桩数N 及其布置

28、。 假设先不考虑群桩效应,估算单桩竖向承载力设计值R 为:4.3pksksPR QQ=+式中:R 单桩竖向极限承载力设计值,kNsk Q 单桩总极限侧阻力力标准值,kN pkQ 单桩总极限端阻力力标准值,kN s 桩侧阻力分项抗力系数 p桩端阻力分项抗力系数查表得:s p =1.62=按轴力P 和R 估算桩数n 1为:P n R=姑且先取桩数n=3根,桩的布置按矩形排列,桩距330.6 1.8a s d m =,取边桩中心至承台边缘距离为1d=0.6m ,布置如图41,则承台底面尺寸为下面按桩数=3,求单桩竖向承载力设计值R :4.4ppkscskckspcR Q Q Q =+ 图41其中:

29、3.5cckckA nqQ=2 3.6ckk q f =3.7ieieccc ccccA A A A =+式中:s 侧阻群桩效应系数 p 端阻群桩效应系数c 承台土阻力阻群桩效应系数 ic 承台内区土阻力群桩效应系数ec 承台外区土阻力群桩效应系数c 承台土阻力分项抗力系数ck Q 桩基中相应于每一根桩的承台底地基土极限抗力标准值(kN ,ckq 承台底12承台宽度的深度范围内(m l 5,地基土极限抗力标准值,可按地基规范中相应的地基土承载力标准值乘以2取值,(kN 6; c A 承台底地基土净面积(2m 。ic A 承台内区的净面积 ecA 承台外区的净面积kf 承载力特征值,kP a查表

30、得: 1.65s p = 1.7c =1.20s = 1.26p = 0.11ic = 0.63ec =2300600ck a q kP = 6008.7011740.23ck Q kN=22c eic c c A mA A A m=-=-=4.8023.90c =+=1.65 1.65 1.7R =+=下面验算取n=3是否合适承台重:=ppk i sik pk sk uk A q l q u Q Q Q +=+=(2221.8843.4250 2.1335p uk u d m A r m Q kN =+= 单桩竖向极限承载力设计值R ,并确定桩数n 及其布置。假设先不考虑群桩效应,估算单桩竖

31、向承载力设计值R 为:ppk ssk r Q r Q R +=查表,得: 1.62s pr r=,则kNR 02.214762.117.3478=按轴力P 和R 粗估桩数n 1为:1.652997.62P G n R+=根31.302.214752.71211=R P n确定单桩承载力设计值R :取桩数n=4根,桩的布置按行列排列,桩距S a =1.8m ,取边柱中心至承台边缘距离为1d=0.6m ,布置如图42: 图42按 n=4,求单桩竖向承载力设计值R:ssk s r Q R =ppkp r Q +cck c r Q +其中 n A q Q c ck ck =查表,得 承台底面粉土的承载

32、力基本值f 0为300kPa,则2300600ck q =,2933mA c =,故600913504ck Q =查表,得:65.1=p s r r ,70.1=c r , 1.20s = , 1.26p =由 ccee cc cic c A A A A +=, 查表,得0.11i c =,0.63e c =ic A =-=e i17.64c =+=1.651.651.7R =+=下面验算取n=4是否合适 承台重:2981.94P G n R +=验算值小于设计值所以符合要求3ppk i sik pk sk uk A q l q u Q Q Q +=+=(2221.8843.4250 2.13

33、35p uk u d m A r m Q kN =+=确定角桩单桩竖向极限承载力设计值R ,并确定桩数n 及其布置。 假设先不考虑群桩效应,估算单桩竖向承载力设计值R 为:ppk ssk r Q r Q R +=查表,得: 1.62spr r=,则kN按轴力P 和R 粗估桩数n 1为:根42.402.214736.94951=RP n确定单桩承载力设计值R :取桩数n=5根,桩的布置按行列排列,桩距S a =1.8m ,取边柱中心至承台边缘距离为1d=0.6m ,布置如图43: 图43按 n=4,求单桩竖向承载力设计值R:ssk s r Q R =ppkp r Q +cck c r Q +其中

34、 n A q Q c ck ck =查表得,承台底面粉土的承载力基本值f 0为300kPa ,则230060060014.031683.95ck Q =查表,得:65.1=p s r r ,70.1=c r , 1.20s = , 1.26p =由ccee cccicc A A A A +=,查表,得0.11ic =,0.63ec =ic A =ic c A A A =-=-=9.8974.133c =+=R =+=下面验算取n=5是否合适 承台重:P G n R +=单桩所受的平均竖向作用力为:P G N R kNn+=<=桩基中单桩最大受力max N 为:m ax 214.8y in

35、jj M x P G N nx=+=+yM作用于承台底面的外力对通过群桩形心的y 轴的力矩设计值i x 第i 桩至y 轴的距离,m(max 2N R kN +=+=桩基中单桩最小力nin N 为:21y inin nij M x P G N nx=+=-=->以上二项都满足要求 由于水平力54.18T kN =。T P = 0.635=<,单桩所受的平均竖向作用力为:P G N R kN n+=<=桩基中单桩最大受力m ax N 为:m ax 21y injj M x P G N nx=+=+yM作用于承台底面的外力对通过群桩形心的y 轴的力矩设计值ix 第i 桩至y 轴的距

36、离,m(max 2N R kN +=+=桩基中单桩最小力ninN 为:21nin nij M x P G N nx=+=-=->以上二项都满足要求 由于水平力54.18T kN =。T P = 0.435=<,单桩所受的平均竖向作用力为:P G N R kN n+=<=桩基中单桩最大受力m axN 为:m ax 21y injj M x P G N nx=+=+yM作用于承台底面的外力对通过群桩形心的y 轴的力矩设计值ix 第i 桩至y 轴的距离,m(max 2N R kN +=+=桩基中单桩最小力nin N 为:21y inin nij M x P G N nx=+=-=-

37、>以上二项都满足要求 由于水平力54.18T kN =。T P= 0.335=<,取承台 1.7m ,钢筋混凝土保护层厚度100mm ,选用混凝土为30C 其21430t f kN m=。柱对承台的冲切验算根据公式:010 4.9t m F f u h 1 4.10i F F Q =-0.84=+式中:0建筑桩基重要性系数,取0=1.1;1F 作用于冲切破坏上的冲切力设计值(kN ,即等于作用于桩的竖向荷载设计值F 减去冲切破坏锥体范围内各基桩底的净反力设计值之和;tf 混凝土抗拉强度设计值(kN ;m u 冲切破坏锥体20h 处的周长(m ;0h 承台冲切破坏锥体的有效高度(m;

38、冲切系数;冲跨比,00/h a =,0a 为冲跨,即柱边或承台变阶处到桩边的水平距离,按圆桩的有效宽度进行计算。当002.0h a <时,取0a =0.20h ;当00h a >时,取0a =0h 。=-=-=-=-=+=,0a =320mm,则:00h a =3201600=0.2,2.084.0+=+=2.1取承台 1.7m ,钢筋混凝土保护层厚度100mm ,选用混凝土为30C 其21430t f kN m=。柱对承台的冲切验算根据公式: 010h u f F m t ;i Q F F -=1;2.084.0+=;式中:0建筑桩基重要性系数,取0=1.1;1F 作用于冲切破坏

39、上的冲切力设计值(kN ,即等于作用于桩的竖向荷载设计值F 减去冲切破坏锥体范围内各基桩底的净反力设计值之和;tf 混凝土抗拉强度设计值(kN ;m u 冲切破坏锥体20h 处的周长(m ;0h 承台冲切破坏锥体的有效高度(m;冲切系数;冲跨比,00h a =,0a 为冲跨,即柱边或承台变阶处到桩边的水平距离,按圆桩的有效宽度进行计算。当002.0h a <时,取0a =0.20h ;当00h a >时,取0a =0h 。=-=-=+=,0a =320mm,则:00h a =3201600=0.2,2.084.0+=+=0.21对于五桩承台,受角桩冲切的承台应满足下式:110112

40、110 4.1222y x x y t a a N c c f h + 110.56+110.56y y =+式中:1N 作用于角桩顶的竖向力设计值(kN ;y x 11, 角桩的冲切系数;y x 11, 角桩冲跨比,其值满足0.21.0,x 1=h a x /1,y 1=h a y /1;21,c c 从角桩内边缘至承台外边缘的距离(m ,此处应取桩的有效宽度;21,c c y x a a 11,从承台底角桩内边缘引一045冲切线与承台顶面相交点,至角桩内边缘的水平距离;当柱或承台边阶处位于该045线以内时,取由柱边或变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线。1max 2628.14N N kN

41、 =1700x a m m= 10y a = 120.9c c m = 01600h m m =,x 1=17000.4381600x a h = x 1=101600x a h=取:10.2y = 10.56x =+y=+ 所以:111211022y x x y t a a c c f h + =+ = 满足要求所以承台不发生冲切破坏。4.7 承台剪切验算对于柱下正方形独立承台,只需要对柱的一个轴进行验算承台的斜截面抗剪承载力即可。桩基规范规定,剪切破裂面为通过柱边和桩边连接线形成的斜截面,抗剪验算应满足00 4.15hs t V f b h 1.754.161=+ 14800(4.17hs

42、 oh =式中 V 不计承台及其上土自重,在荷载效应组合下斜截面最大剪力设计值;t f 混凝土轴心抗拉强度设计值;0b 承台计算截面处的计算宽度; 0h 承台计算截面处的有效高度;承台剪切系数;计算截面的剪跨比,0/x x a h =,0/y y a h =,此处,x a ,ya 为柱边(墙边或承台变阶处至y ,x 方向计算一排桩的桩边的水平距离,当0.25<时取0.25=;当3>时,取3=;hs 受剪切承载力截面高度影响系数;当0800h m m <时,取0800h m m=;当02000h m m >时,取02000h m m =;其间按线性内插法取值5。max 1

43、879.35V N K N = 2.492ox b = 2.76oy b =/0.283ox x o a h = 0/0.17y y a h =1.75ox ox =+1.751.75 1.49510.171oy oy =+ox V V oy V V 如图44所示满足要求8 图44max 24009.44V N K N =3ox oy b b =200/12000.17ox oy =1.75ox ox =+1.751.75 1.49510.171oy oy =+ox V V oy V V 如图45所示满足要求 图45max 25256.28V N K N =3.746ox oy b b =55

44、7/12000.464ox oy =1.75ox ox =+1.751.75 1.19510.4641oy oy =+ox V V oy V V 如图46满足要求 图464.8沉降计算桩基最终沉降量表达式为:'SS e= =(110 4.18mnij ij i j i je j jisiz z P E -式中:S 桩基的最终沉降量(mm ;'S按分层总和法计算经验系数(mm ;'S 按分层总和法计算经验系数,当无地区经验时,可参考:非软土地区和软土地区桩端有良好持力层时,=1;软土地区,且桩端无良好持力层时,当l 25m ,=1.7;当l >25m ,=10072

45、09.5-l l ;'S l 桩长(m;e 桩基等效系数e 桩基等效系数。定义为:群桩基础按明德林解计算沉降量m S 与按布氏解计算沉降量B S 之比,可按下式简化计算:0121 4.19(1b e b n c c n c -=+-+4.20c b cnB n L =式中:0c ,1c ,2c 反映群桩不同距径比dS d ,长径比dL ,及承台的长宽比cc B L 等因素的系数。c L ,c B ,n 分别为矩形承台的长、宽及桩数。b n 矩形布桩时的短边布桩数m 角点法计算点对应的矩形荷载分块数0j P 角点法计算点对应的第j 块矩形底面长期效应组合的附加力,kNn 桩基沉降计算深度

46、范围内所划分的土层数si E 等效作用底面以下第I 层土的压缩模量(a M P ;采用地基土自重压力至自重压力加附加应力作用时的压缩模量(1,ij i j z z -桩端平面第j 块何在计算点至第i 层土,第1i -层土底面的距离(m (1,ij i j -桩端平面第j 块荷载计算点至第I 层土,第1i -层土底面深度范围内平均附加应力系数,可采用矩形基础中心点沉降'SS e= =1104 4.21ni i i i e isiz z P E -式中:i ,1i -根据矩形长宽比ab及深度比2i i cz z bB =,112i i cz z bB -=地基沉降计算深度n z ,按应力比

47、法确定,且n z 处的附加应力z 与土的自重应力c 应该符合下式要求:0.2 4.22z c =由于: 查表得:0C =0.044;1C =1.632;2C =10.535(21e -=+=-+计算各层土的自重应力:4.23s i i i h =s i 第i 层土底的自重应力,a kPi 第i 层土的重度,在地下水位以下用浮重度i 'hi 第i 层土的厚度,m212258.58s A s a h kP '=+= 233296.22s B a s h kP '=+= 3344112.85a s s h kP '=+= 3a s d0.6l d=313cc L B

48、=5566184.57a s s h kP '=+= 各层地基附加应力计算:11 4.24n p p h =- ;4.25F G p A+=;4.26zi si n K p =n p 基底附加应力,a kPzi 第i 层土底附加应力,a kPsi K 竖直均布压力矩形基础角点下的附加应力系数,它是m ,n 函数,其中a m b=,z n b=,a 是矩形的长边,b 是矩形的短边,而z 是从基础底面起算的深度。a p kP +=4-2 各层土的自重应力与附加应力成果表位置 深度(i z miz babks4s n z k p =(a kP自重应力s (a kP 10 0 1 0.2500

49、 766.9 19.19 2(A 2.02 2.33 1 0.0916 279.2 58.58 2(B 3.96 3.17 1 0.0580 177.9 96.22 3 4.84 3.92 1 0.0283 86.8 112.85 4 6.6 7.25 1 0.0089 27.3 144.71 58.79 9.75 1 0.004714.4184.575号位置细砂底的自重应力的0.2倍与附加应力相当。z =14.4a kP故沉降计算截止到7号粉质粘土。查规范附录G 得,当2,3,4,5位置上的2A =0.243;20.212B =30.194=;40.166=;5=0.136;1104 5.1ni i i i e isi z z s P E -=即: 5.1s m m =,小于规范容许值7212258.58s A s a h kP '=+= 233296.22s B a s h kP '=+=4455144.71a s s h kP '=+= 5566184.57a s s h kP '=+= 各层地基附加应力计算:11n p p h =-; F G p A