桩基础设计(计算书、图纸)工程计算书.doc

基础工程计算书

桩基础设计
1．1设计资料
1．1．1上部结构资料
某教学实验楼，上部结构为七层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30。底层层高3.4m（局部10m，内有10t桥式吊车），其余层高3.3m，底层拄网平面布置及柱底菏载见图2.1。
1．1．2建筑物场地资料
拟建建筑场地位于市区内，地势平坦，建筑平面位置见图2.2。
图2.2建筑物平面位置示意图

建筑物
实验楼
道路
单位：m
小河
21
56
13

建筑物

建筑场地位于非地震区，不考虑地震影响。
场地地下水类型为潜水，地下水位离地表2.1m，根据已有的分析资料，该场地底下水对混凝土无腐蚀性。
建筑地基的土层分布情况及其各土层的物理、力学指标见表2.1
土层
编号
土层名称
层底埋深（m）
层厚
γ
（kN/）

e

ω(%)

c
(kPa)
Ф
()

(MPa)

(kPa)

(MPa)
1
杂填土
1．8
1．8
17.5

2
灰褐色粉质粘土
10．1
8．3
18.4
0.90
33
0.95
16.7
21.1
5.4
125
0.72
3
灰色淤泥质粉质粘土
22．1
12．0
17.8
1.06
34
1.10
14.2
18.6
3.8
95
0.86
4
黄褐色粉土夹粉质粘土
27．4
5．3
19.1
0.88
30
0.70
18.4
23.3
11.5
140
3.44
5
灰-绿色粉质粘土
＞27

19.7
0.72
26
0.46
36.5
26.8
8.6
210
2.82
表2.1地基各土层物理、力学指标

1．2选择桩型、桩端持力层、承台埋深

1．2．1选择桩型

因框架跨度大而且极不均匀，柱底荷载大，不宜采用浅基础。
根据施工场地、地基条件以及场地周围的环境条件，选择桩基础。因钻孔灌注桩水泥排泄不便，为了减小对周围环境的污染，采用静压预制桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短施工工期完成沉桩任务，同时，当地的施工技术力量、施工设备及材料供应也为采用静压桩提供了可能性。
1.2.2选择桩的几何尺寸及承台埋深
依据地基土的分布，第④层土是较合适的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m(＞),工程桩进土深度为23.1m。
承台底进入第②层土0.3m，所以承台的埋深为2.1m，桩基的有效长度即为21m。
桩截面尺寸选用450mm×450mm，由施工设备要求，桩分为两节，上段长11m，下段长11m（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长大1m，这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需嵌入承台一定长度而留有的余地。

桩基及土层分布示意图见图2.3.
1.3确定单桩极限承载力标准值
本设计属二级建筑桩基，采用经验参数法和静力触探法估算单桩承载力标准值。
根据单桥探头静力触探资料按图1.2确定桩侧极限阻力标准值。
＜1000kPa时，=0.05
＞1000kPa时，=0.025+25
桩端阻力的计算公式为：
根据桩尖入土深度（H=23.1），由表1.2取桩端阻力修正系数；为桩断面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，计算时，由于桩尖进入持力层深度较浅，并考虑持力层可能的起伏，所以这里不计持力层的为桩端全断面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，故=860kPa, =3440kPa; 为折减系数，，因为＜5，取=5。
依据静力触探比贯入阻力值和按土层及其物理指标查表法估算的极限桩侧，桩端阻力标准值列于2.2。

表1.2极限桩侧、桩端阻力标准值

层序
静力触探法
经验参数法

②
粉质粘土
15（h＜16）
36

35

③
淤泥质粉质粘土
43

29

④
粉质粘土
111
1784．5
55
2200
按静力触探法确定单桩竖向承载力标准值

估算的单桩竖向承载力设计值

按经验参数法确定单桩竖向极限承载力标准力
估算的单桩竖向承载力设计值

最终按经验参数法计算单桩承载力设计值，采用，初步确定桩数。

1.4 确定桩数和承台底面尺寸
以下各项计算为轴线⑧处的桩和承台。
1.4.1 B、C柱
因两柱间距较小，荷载较大，故将此做成联合承台。
B柱荷载：
C柱荷载：
合力作用点距C轴线的距离：取x=1.2m
桩数（根）
取承台底尺寸为，桩的平面布置如图2.5.

图2.5联合承台

1.5确定复合基桩竖向承载力设计值
该基桩属于非端承桩，并n＞3，承台底面下并非欠固结土、新填土等，故承台底不会与土脱离，所以宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应，按复合基桩计算竖向承载力设计值。
1．5．1 B柱与C柱的联合承台

查表得：

所以
1.6桩顶作用效应验算
1．6．1 联合承台
（1）荷载取组合
B柱：

C柱：
承台厚度，埋深。

满足要求
（2）荷载取组合
B柱：
C柱：

满足要求

1.7桩基础沉降计算
采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础沉降计算。
因本桩基础的桩中心距小于6 ，可以采用等效作用分层总和法计算最终沉降量。
1.7.1 联合承台
荷载：

，自重应力和附加应力计算见下表2.5.

表2.5 的计算结果（联合桩基础）

0
206.9
2.8
0
0.250
458.2
4.3
246.0
2.8
3.7
0.064
117.3
5.5
257.7
2.8
4.8
0.044
80.6
7.5
277.1
2.8
6.5
0.027
49.5

0
2.8
0
0

4300
2.8
3.7
647.2
647.2
11500
106.3
7500
2.8
6.5
779.2
132.1
8600
29.0
表2.6计算沉降量（联合桩基础）
取，在该处。计算沉降量的结果见表2.6.

查附表五，得故

满足要求。

1.8 桩身结构设计计算
两段桩长各11m，采用单点吊立的强度计算进行桩身配筋设计。吊点位置在距桩顶、桩端平面0.293L（L=11m）处，起吊时桩身最大正负弯距，其中，，为每延米桩的自重（1.2为恒荷载分项系数）。桩身采用混凝土强度等级C30，II级钢筋，故

桩身截面有效高度

查表得桩身受拉主筋配筋量

选用2 18，因此整个截面的主筋为4 18（），其配筋率
。
桩身强度

满足要求。
1.9承台设计计算
承台混凝土强度等级采用C20。
1.9.1联合承台
C柱截面尺寸，B柱截面尺寸。
（1） 柱对承台的冲切验算
1） 按图2.7，对每个柱分别进行冲切验算。

图2.7l两柱脚下的冲切破坏锥体
对B柱：
取

冲跨比
取
冲切系数

所以
对C柱：
取

冲跨比
取
冲切系数

所以
满足要求。
2） 对双柱联合的承台，除应考虑在每个柱脚下的冲切破坏锥形体外，尚应按图2.8考虑在两个柱脚的公共周边下的冲切破坏情况。
由图2.8知，

图2.8双柱下公共周边的冲切破坏锥体

取
冲切力
冲跨比
冲切系数
所以
满足要求。
（2）角桩对承台的冲切（图2.9）

图2.9 双柱下的角柱冲切
冲切力
对桩1
冲跨比
取
冲切系数
所以

（3）斜截面抗剪验算：将承台沿长边方向视作为一静定梁，其上作用柱荷载和桩净反力，梁的剪力见图2.10,可知柱边最不利截面为和,另一方向的不利截面为[见图].
对截面
剪力
剪跨比
剪切系数
所以
对截面
剪力
剪跨比
剪切系数
所以
对截面
剪力

剪跨比 取
剪切系数
所以
故抗剪强度能满足要求，不需配箍筋。
（4）受弯计算：配置长向钢筋取图2.10(e)中截面处的弯距值，

选用 16 25
配置短向钢筋取用截面处的弯距。

选用45 20
（5）承台局部受压验算
对B柱

对C柱

其他桩基础的计算同理。
连系梁LL尺寸取。
桩基础施工图见图。图 为桩基础的构造及平台；
图为桩平面布置图。