桩基础设计实例1.doc

桩基础设计实例
一、设计资料：
建筑场地资料同任务书。
建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1。
土层编号
土层名称
层底埋深（m）
层厚(m)

(KN/m3 ）
e
w
(%)
IL
c
(kpa)
(o)
ES
(Mpa)
fk
(kpa)
ps
(Mpa)
1
杂填土
1.4
1.4
18.0

2
粉质粘土
8.2
6.8
19.1
0.819
26
0.61
38
11.2
6.43
140
1.60
3
淤泥质粘土
17.5.3
9.3
17.4
1.349
54.6
1.58
12
3
2.0
70
0.75
4
粉土夹粉质粘土
28.5
11.0
19.0
0.88
30
0.70
20.2
21.3
10.5
160
3.40
5
粉质粘土
很深

19.7
0.72
26
0.46
36.5
26.8
8.8
185
2.80

二、选择桩型、桩端持力层、承台埋深
1、 选择桩型
因框架跨度大而且不均匀，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。可选择预制桩或钻孔灌注桩
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（＞2d），确定工程桩入土深度。
承台底进入第②层土，承台埋深³2.0m，确定桩基的有效桩长度。

预制桩：桩截面尺寸选用边长400mm~500mm（450mm×450mm），由施工设备要求，桩分为两节，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

单桩承载力标准值：规范p33

图2 五桩桩基础

单桩竖向承载力特征值

图1 桩基及土层分布示意图

4、 确定桩数和承台底面尺寸
以下各项计算均以轴线⑦-A轴柱为例。
最大轴力组合的荷载：FA＝4239KN,
MXA＝100KN-m, QYA＝52KN
初步估算桩数：
（根）

取n=5，

桩距sa≥3d＝1.35m。
桩位平面布置如图2，承台最小宽度不应小于 2 倍桩的直径或边长，且≥ 500mm 。承台边缘至边桩的中心距不小于桩的直径或边长，边缘挑出部分≥150mm，条形基础≥150mm 。承台厚度应≥300mm。
承台底面尺寸为

5、 确定复合基桩竖向承载力设计值
该桩基属非端承桩，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。
规范p28：R=Ra+hcfakAc
６、 桩顶作用效应验算
五桩承台：
荷载取A柱Nmax组合：F＝4239KN M＝100KN-m Q＝52KN
设承台高度H＝1.0m（等厚），荷载作用于承台顶面处。
本工程安全等级为二级，建筑物重要性系数o＝1.0。

桩顶受力：

８、 桩身结构设计计算
预制桩：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矩Mmax ＝0.0429KqL2 ，其中，K=1.3；q＝0.452×25×1.2＝6.075KN/m，为每延长米桩的自重（1.2为恒载分项系数）。桩身长采用混凝土强度等级C30，Ⅱ级钢筋，故：
Mmax＝0.0429×1.3×6.075×112＝41.0KN-m
桩身截面有效高度ho＝0.45－0.04＝0.41m

查《混凝土结构设计规范》得γs＝0.98，桩身受拉主筋配筋量：

选用2Φ18，因此整个截面的主筋为4Φ18（AS＝1017mm2），其配筋率＝＝0.55%＞min＝0.4%。其它构造钢筋可参见相关标准图集。
桩身强度
灌注桩：按照m值法，计算最大弯矩。进行配筋。

９、 承台设计计算
承台混凝土强度等级采用C20。
以⑦-A轴柱为例：

图3 五桩承台结构计算简图
由单桩受力可知，桩顶最大反力Nmax＝976.6KN,平均反力，故桩顶的净反力为

（1）柱对承台的冲切
由图3，ox＝oy＝475mm。承台厚度
H＝1.0m，计算截面处的有效高度
ho＝1.0－0.07＝0.93m，（承台底主筋的保护层厚度取7cm）。
冲跨比：
冲切系数：
，其余值采用线性内插法。
A柱截面尺寸bc×ac＝600mm×600mm。混凝土的抗拉强度设计值ft＝1100kpa。
冲切力设计值F＝F－∑QI＝4239－847.8＝3391.2KN
Um：承台冲切破坏椎体一半有效高度处的周长。

（2） 角桩对承台的冲切
由图3，
角桩冲跨比：

P75页。

角桩冲切系数：

（3）斜截面抗剪验算
计算截面为Ⅰ-Ⅰ，截面有效高度ho=0.92m,截面的计算宽度bo=2.9m，混凝土的轴心抗压强度fc＝10000kpa，该 计算截面上的最大剪力设计值V＝2Njmax＝2×885.8＝1771.6KN。
由图3，
剪跨比：

图4 承台配筋图

（4）受弯计算
由图3，承台Ⅰ-Ⅰ截面处最大弯矩为：
M＝2Njmaxy＝1771.6×0.7＝1240.12KN-m。
钢筋fy＝300N/mm2,故：

采用20Φ18（双向布置）。（配筋图见图4）

（5）承台局部受压验算
已知Ａ柱截面面积AL＝0.6×0.6＝0.36m2，混凝土局部受压净面积Aln＝AL＝0.36m2,局部受压时的计算底面积Ab＝3×0.6×3×0.6＝3.24m2,混凝土局部受压时的强度提高系数：
β=
混凝土强度影响系数 βC=1.0
1.35βCβLfCAln＝1.35×1.0×3×10000×0.36＝14580KN＞FA＝4239KN 满足要求
其他桩基础计算从略。
连系梁LL尺寸取600mm×400mm，计算略。