某工程桩基础设计计算书.doc

基础工程课程设计计算书

基
础
工
程
课
程
设
计
计
算
书

系别：土木工程系
姓名：盛懋
学号：25320078101539
目录
1 .设计资料 3
1.1 建筑物场地资料 3
2 .选择桩型、桩端持力层 、承台埋深 3
2.1 选择桩型 3
2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 3
3 .确定单桩极限承载力标准值 4
3.1 确定单桩极限承载力标准值 4
4 .确定桩数和承台底面尺寸 4
5 .确定复合基桩竖向承载力设计值及群桩承载力和 5
5.1 四桩承台承载力计算 5
6 .桩顶作用验算 6
6.1 四桩承台验算 6
7 .桩基础沉降验算 6
7.1 桩基沉降验算 6
8 .桩身结构设计计算 9
8.1 桩身结构设计计算 9
9 .承台设计 10
9.1 承台弯矩计算及配筋计算 10
9.2 承台冲切计算 11
9.3承台抗剪验算 12
9.4 承台局部受压验算 12

1. 工程地质资料及设计资料
1) 地质资料
某建筑物的地质剖面及土性指标表1-1所示。场地地层条件：粉质粘土土层取qsk＝60kpa，qck＝430kpa；饱和软粘土层qsk＝26kpa；硬塑粘土层qsk＝80kpa，qpk＝2500kpa；设上部结构传至桩基顶面的最大荷载设计值为：V=2050kn，M=300kn×m，H=60kn。选择钢筋混凝土打入桩基础。柱的截面尺寸为400mm´600mm。已确定基础顶面高程为地表以下0.8m，承台底面埋深1.8m。桩长8.0m。
土层的主要物理力学指标 表1-1
编号
名称
H
m
W
%
g
kn/m3
j
°
Sr
e
Ip
IL
Gs
Es
mpa
fak
kpa
a1-2 mpa-1
1
杂填土
1.8

16.0

2
粉质粘土
2.0
26.5
19.0
20
0.9
0.8
12
0.6
2.7
8.5
190

3
饱和软粘土
4.4
42
18.3
16.5
1.0
1.1
18.5
0.98
2.71

110
0.96
4
硬塑粘土
>10
17.6
21.8
28
0.98
0.51
20.1
0.25
2.78
13
257

2）设计内容及要求
需提交的报告：计算说明书和桩基础施工图:
(1)单桩竖向承载力计算
(2)确定桩数和桩的平面布置
(3)群桩中基桩受力验算
(4)群桩承载力和
（5）基础中心点沉降验算（桩基沉降计算经验系数为1.5）
(6)承台结构设计及验算
2 .选择桩型、桩端持力层 、承台埋深
1）、根据地质勘察资料，确定第4层硬塑粘土为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为方桩，为400mm×400mm，桩长为8米。桩顶嵌入承台50cm，则桩端进持力层1.55米。承台底面埋深1.8m，承台厚1m。
2）、构造尺寸：桩长L＝8m，截面尺寸：400×400mm
3）、桩身：混凝土强度 C30、＝14.3MPa 4φ16 ＝210MPa
4）、承台材料：混凝土强度C20、＝9.6MPa、＝1.1MPa
3.确定单桩竖向承载力标准值
（1）单桩竖向承载力标准值Quk
层 序

深度（m）

qsik（kPa）
qpk（kPa）
2
粉质粘土
2.0
0.60
60

3
饱和软粘土
4.4
0.98
26

4
硬塑粘土
1.55
0.25
80
2500

当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定竖向极限承载力标准值
＝1.6×(60×1.2+26×4.4+80×1.55)+0.4×0.4×2500=973.44KN
(2) 确定桩基竖向承载力设计值R
查表有K=2
=973.44/2=486.72KN
考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值=486.72+0.11×190×（2.2×2.2—4×0.4×0.4）/4=511.87KN
4.确定桩数n、布置及承台的尺寸
4.1 桩数n
先不考虑承台质量，因偏心荷载，桩数初定为：

取桩数
4.2 桩的中心距
通常桩的中心距为3～4d＝1.2～1.6m 取
4.3 桩承台设计
根据桩的外缘每边外伸净距为0.5d＝200mm 则承台长度l为2200mm承台宽度b为2200mm，承台埋深设计1.8m
取承台及上覆土的平均重度 kN/,则承台及上覆土重 G=2.2×2.2×20×1.8=174.24 kN

5.确定复合基桩竖向承载力设计值及群桩承载力和

查表可得ηa=0.11
考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值
Rk= R a+ηa f akAc=486.72+0.11×190×（2.2×2.2—4×0.4×0.4）/4=511.87KN
单桩竖向承载力设计值R=1.2Rk=614.24KN
群桩承载力设计值和=nR=4×614.24=2456.98KN
6. 群桩中基桩受力验算
上部结构传至桩基顶面的最大荷载：
Vk = 2050/1.35=1518.5KN Mk=300/1.35=222.2kn×m
Hk=60/1.35=44.44kn×m

轴心竖向力作用下单桩竖向力
满足要求
作用在承台底形心处的弯矩　
桩顶受力计算如下：
满足要求
7. 基础中心点沉降验算
采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算。由于桩基础的桩中心距小于6d，所以可以采用分层总和法计算最终沉降量。
在荷载效应准永久组合下承台底
竖向荷载设计值
基底处压力
基底自重压力
基底处的附加应力
桩端处的附加应力

桩端平面下的土的自重应力和附加应力（）计算如下：
①．在z=0时：

＝188.11

②．在时：

③．在时：

④．在时

⑤.在时

在z=4.4m处，，所以本基础取计算沉降量。
的计算结果
Z(m)

0
181.11
1
0
0.25
427.69
1.1
205.09
1
1
0.175
299.38
2.2
229.07
1
2
0.084
143.7
3.3
253.05
1
3
0.045
76.98
4.4
277.03
1
4
0.027
46.19
计算如下表：
计算沉降量

Z(mm)

0
1
0
0.25
0

490.16

64.97
1100
1
1
0.2252
247.72
13000
2200
1
2
0.1746
384.12
13000
3300
1
3
0.1369
451.77
13000
4400
1
4
0.1114
490.16
13000
＝64.97mm
沉降经验系数。
短边方向桩数，等效距径比，长径比，承台的长宽比，查表：

所以，桩基础最终沉降量= 满足要求
8. 桩身结构设计计算
8.1吊装点
桩的截面尺寸为400㎜×400㎜，桩长8米。因桩的长度不大，桩的吊装及吊立时的吊立布置，采用同一个位置。
吊装点为0.207L，0.56L和0.207L具体见下图

8.2 桩身结构设计计算
起吊时桩身最大正负弯矩，其中动力系数K=1.5; 。即为每延米桩的自重（1.2为恒载分项系数）。桩身长采用混凝土强度C30, 保护层厚度为. 级钢筋，所以：

桩身截面有效高度

桩身受拉主筋
选用218，因此整个截面的主筋胃4186，配筋率为％>％。
A.桩身强度：
＝562.5 故满足要求
B.桩的箍筋计算：
＝365/400＝0.9125 < 4
应满足
＝0.25×1×14.3×400×365＝521.95 kN
V＝ql＝(0.4×0.4×25)×8＝32kN <521.95 kN 满足
＝0.7×1.43×400×365＝146.146 kN > V
可以按构造配筋8@120 ，As＝50.3
＝0.24×1.43/210＝0.16％
＝（2×50.3）/（400×120）＝0.19％> 满足
9. 承台设计
承台底钢筋混泥土保护层成厚度取100mm，混凝土强度等级为C20，钢筋采用HRB335级钢筋。，，初步拟定承台厚1m。
9.1 承台弯矩计算及配筋计算：
承台混凝土强度等级采用C20,承台是条形，双向配筋相同。
=300+60×1=360
各桩净反力计算如下：
A桩： ＝
B桩：＝
平均单桩净反力N=512.5kN
、承台弯矩计算： 多桩承台的弯矩可在长，宽两个方向分别按单向受弯计算：

‚、承台配筋计算：

短向配筋：

选配 1414（）
长向配筋：

选配 1414（）
9.2 承台冲切计算：
1）、柱边冲切：
冲切力：=2050KN
受冲切承载力截面高度影响系数的计算：

冲夸比与系数的计算：

2） 、角桩向上冲切：

9.3承台抗剪验算
斜截面受剪承载力可按下面公式计算：

9.4 承台局部受压验算
由于承台的混凝土强度等级为C20，桩的混凝土强度等级为C30，因此按《混凝土结构设计规范》对承台的局部受压承载力进行验算：

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