桩基础设计计算书.doc

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：
① 号土层：素填土，层厚约为1.5m，稍湿，松散，承载力特征值
② 号土层：淤泥质土，层厚5.5m，流塑，承载力特征值
③ 号土层：粉砂，层厚3.2m，稍密，承载力特征值
④ 号土层：粉质粘土，层厚5.8m，湿，可塑，承载力特征值
⑤ 号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值
1.3、 岩土设计参数
岩土设计参数如表1和表2所示。
表1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)
①
素填土
-
-
-
-
5.0
②
淤泥质土
1.04
62.4
1.08
-
2.5
③
粉砂
0.81
27.6
-
14
7.5
④
粉质粘土
0.79
31.2
0.74
-
8.8
⑤
粉砂层
0.58
-
-
31
12.6

表2桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值单位KPa
土层编号
土层编号
桩的侧
阻力
桩的端
阻力
土层编号
土层编号
桩的侧
阻力
桩的端
阻力
①
素填土
22
-
④
粉质粘土
58
900
②
淤泥质土
20
-
⑤
粉砂土
75
2000
③
粉砂
52
-

1.4 水文地质条件
⑴拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。
⑵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400mm400mm，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⑤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. 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:

=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
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

最大轴力标准值，
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：

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
承台采用混凝土C30，，，钢筋选用HRB335级，。
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
5.1桩顶平均竖向力：
承台及上覆土重
桩顶平均竖向力

=
5.2 单桩水平设计值

其值远小于按估算的单桩水平承载力特征值，满足要求。
相应于荷载效应基本组合是作用于柱底的荷载设计值为:

扣除承台和其填土自重的桩顶竖向力设计值Kn

=
6. 承台受冲切承载力验算
6.1 柱边冲切
冲切力
受冲切承载力截面高度影响系数
冲垮比

=2×[0.93×（0.4+1.5）+0.93×（0.4+1.5）]×1.0×1430×0.83
=4945.11KN> 满足要求
6.2 角桩向上冲切

=[1×（0.6+0.3/2）6+1×（0.6+0.3/2）]×1.0×1430×0.83
=1780.35KN> 满足要求
7. 承台受剪承载力计算
按式计算。剪跨比与冲切比相同，受剪切承载力截面高度影响系数计算

对I-I斜截面（介于0.3～3之间）
剪切系数
0.99×1.29×1430×2.2×0.83
=3334.74>2
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≤1.35βcβlfcAln
  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；βc--混凝土强度影响系数，；
  βl--混凝土局部受压时的强度提高系数； ；
 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；
  A

b--局部受压的计算底面积。
8.1 方柱对承台的局部压力算
满足要求。
8.2 角桩对承台的局部压力验算：
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HRB335级，
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：
式中：N--轴向压力设计值；
  φ--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：
因此，可以按照构造配筋。即，采用最小配筋率0.6%。

选用418，.
9.2. 桩身混凝土承载力验算：

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：

选用1418,，沿着平行y轴布置。
10.2. y轴受到弯矩作用：
由，
可得：选用1418,，沿着平行x轴布置。
10.3. 承台的配筋图：见后面的图纸。

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，中国建筑工业出版社，2010
【4】东南大学，同济大学，天津大学合编·《 混凝结构设计原理》·北京，中国建筑工业出版社，2008
【5】 华南理工大学，浙江大学，湖南大学 编·《基础工程》·北京，中国建筑工业出版社，2003
【6】孔宪立，石振民 主编·《工程地质学》·北京，中国建筑工业出版社，2001
【7】东南大学，浙江大学，湖南大学，苏州科技学院合编·《土力学（第二版）》·北京，中国建筑工业出版社，2005
【8】国家建筑标准图集11G101-3，中国计划出版社，2010

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