松木桩计算过程.doc

5.2.6.5 桩基设计计算
根据钻孔资料，自排涵基土（岩）按其时代、成因及岩性不同，自上而下分耕土（Q4pd，层号①），粉质粘土（Q4al，层号②），粉质粘土（Q4el，层号③），强风化泥质粉砂岩（J，层号④1），弱风化泥质粉砂岩（J，层号④2），强风化粉砂岩（J，层号⑤1），弱风化粉砂岩（J，层号⑤2）。
⑴、自排涵0+000至0+065地基主要位于J强风化泥质粉砂岩④1层，该层地基容许承载力[σ]=300kpa﹥233.3kpa，基地应力满足设计要求。
⑵、自排涵0+065至0+210地基主要位于Q4el 粉质粘土③层，该层地基容许承载力[σ]=180kpa＜233.3kpa，基地应力不满足设计要求。参照地勘报告的地基处理意见，该段自排涵基础采用松木桩（头径150mm，尾径120mm）基础。
⑶、自排涵0+210至0+260地基主要位于J强风化泥质粉砂岩④1，该层地基容许承载力[σ]=120-150kpa＜233.3kpa，基地应力不满足设计要求。参照地勘报告的地基处理意见，该段自排涵基础采用松木桩（头径150mm，尾径120mm）基础。
（1）桩身及其布置设计计算
根据《建筑地基处理规范》（JGJ79－2002），单桩竖向承载力特征值应通过现场单桩荷载试验确定，可按以下列公式计算：
Ra=ψa [σ] AP式中：
式中：Ra——单桩承载力标准值（kN）；
ψ——纵向弯曲系数，与桩间土质有关，一般取1；
a——桩材料的应力折减系数，木材取0.5；
[σ] ——桩材料的容许应力，桩头Φ150mm，桩尾Φ120mm的松木桩[σ]=2700kpa；
AP——桩端截面积（m2）；
故Ra=1×0.5×2700×π×（0.12/2）2=15.26
S=R/Ra=233.3/15.26=15.3，即每平方米至少15.3根桩。实际设计松木桩采用500×500梅花形布置，面积置换率m=d2/（1.05*s）2=8%
根据以上公式，松木桩单桩竖向承载力特征值计算成果见表5－15。
表 单桩竖向承载力特征值计算成果表
计算项目
单 位
特征参数
备注
纵向弯曲系数ψ
/
1

折减系数α
/
0.5

地基承载力qp
kPa
180

桩端截面积Ap
m2
0.00785

0+210-0+260自排涵的基地应力R
kPa
233.3
取最大值
单桩竖向承载力特征值Ra
kPa
15.3

每平方米所需桩数n
根
15.3
取16，即按500×500mm梅花型布置
松木桩桩身尾径φ=12mm，单桩长3m，按500×500mm间距呈梅花型布置。
②、复合地基设计计算
根据《建筑地基处理规范》（JGJ79－2002），复合地基承载力应通过现场复合地基载荷试验确定，对于初步设计报告阶段，可按以下列公式估算：
复合地基承载力：

式中： ——复合地基承载力特征值，KPa；
m——面积置换率；
——单桩竖向承载力特征值，KPa；
——桩端截面积，m2；
——桩间土承载力折减系数，取0.8；
——处理后桩间土承载力特征值，无实验成果时可取天然地基土承载力特征值。
根据以上公式，松木桩复合地基承载力计算成果见表2。
表2 复合地基承载力估算成果表
计算项目
单 位
特征参数
备注
面积置换率m
/
8%

单桩竖向承载力特征值Ra
kPa
15.3

桩端截面积Ap
m2
0.0113

折减系数β
/
0.8

桩间土承载力fsk
kPa
180

复合地基承载力fspk
kPa
240.4
取240
复合地基承载力fspk=240＞自排涵基底应力最大值233.3 kPa，满足设计要求。