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桩基础计算汇报书

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计算工具: PKPM
软件开发单位: 中国建筑科学研究院
设计单位:

灌注桩计算说明书
1.支架计算
组件钢结构支架要在37m/s(基础风压0.85KN/m2)风载作用下正常使用, 应使其关键构件满足强度要求、 稳定性要求, 即横梁、 斜梁、 斜撑、 拉杆、 立柱在风载作用下不失稳且立柱弯曲强度满足要求。组件自重19.5kg。
支架计算最大柱底反力:
Fxmax=5.6KN,Fymax=0.9KN,Fzmax=12.1KN
Fxmin -6.9KN, Fymin= -0.9KN,Fzmin= -7.29KN
2.灌注桩设计
2.1基桩设计参数
成桩工艺: 干作业钻孔桩
承载力设计参数取值: 依据建筑桩基规范查表
孔口标高0.00 m
桩顶标高0.30 m
桩身设计直径: d = 0.25m
桩身长度: l = 1.60 m

依据《建筑地基基础设计规范》GB50007-, 设计使用年限不少于50年时, 灌注桩混凝土强度不应低于C25; 所以此次设计中混凝土强度选择C25。灌注桩纵向钢筋配置为3跟根Ф6, 箍筋采取Ф4钢筋, 箍筋间距选择300~400。
2.2岩土设计参数
层号
土层名称
层厚(m)
层底埋深(m)
岩土物理力学指标
极限侧阻力qsik(kPa)
极限端阻力qpk(kPa)
1
园砾
6.00
6.00
N63.5 =25.00
120
4106
2.3设计依据
《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-) 以下简称桩基规范
《建筑地基基础设计规范》GB50007-
《混凝土结构设计规范》GB50010-
《建筑结构载荷规范》GB50009-
《钢结构设计规范》GB50017-
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-（）
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-
2.4单桩竖向承载力估算
当依据土物理指标与承载力参数之间经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时, 宜按下式估算:

式中——桩侧第i层土极限阻力标准值, 按JGJ94-中表5.3.5-1取值, 吐鲁番当地土质为角砾, 属中密-密实状土层, 查表得出干作业钻孔桩极限侧阻力标准值为135~150;
——极限端阻力标准值, 按JGJ94-中表5.3.5-2取值, 吐鲁番当地土质为角砾, 属中密-密实状土层, 查表得出干作业钻孔桩极限端阻力标准值为4000~5500;
μ——桩身周长;
——桩周第i层土厚度;
——桩端面积。
1）计算参数表
土层
计算厚度li(m)
极限侧阻力qsik(kPa)
极限端阻力qpk(kPa)
1
2.0
120
4106
2）桩身周长u、 桩端面积Ap计算
u = p × 0.25 = 0.79 m
Ap = p × 0.252 / 4 = 0.049 m2
3）单桩竖向抗压承载力估算
依据桩基规范5.2.8采取公式以下
Quk = Qsk + Qpk
土总极限侧阻力标准值为:
Qsk = uåqsikli = 0.79 × (120 × 2.00) = 189.6kN
总极限端阻力标准值为:
Qpk = qpkAp = 0.049× 4106 =201.2kN
单桩竖向极限承载力标准值为
Quk = Qsk + Qpk = 189.6+201.2=390.8kN
单桩竖向承载力特征值Ra计算, 依据基础规范附录Q条文Q.0.10第7条要求
Ra = Quk/2 = 390.8/ 2 = 195.4kN
2.5单桩水平承载力计算
灌注桩配筋率为0.50 % < 0.65 %, 所以单桩水平承载力设计值按"桩基规范"式(5.4.2-1)估算:
Rh =
上式中:
Rh ---- 单桩水平承载力设计值
gm ---- 桩截面模量塑性系数, 圆形截面gm = 2
ft ---- 桩身混凝土抗拉强度设计值, C25混凝土, ft = 1430 kN/m2
rg ---- 桩身配筋率, 该桩为 0.50 %
nm ---- 桩身最大弯矩系数
a ---- 桩水平变形系数
a =
上式中:
m ---- 地基土水平抗力系数百分比系数
桩基侧面关键影响深度hm = 2(d + 1) = 2 × (0.25 + 1) = 2.44m范围内土层数n = 1
m = 20
b0 ---- 桩身计算宽度, 圆形截面, b0 = 0.9(1.5d + 0.5) = 0.9 × (1.5 × 0.25 + 0.5) = 0.747m
EI ---- 桩身抗弯刚度, EI = 0.85EcI0
Ec ---- 混凝土弹性模量, C25, Ec = 3.00 × 104N/mm2 = 3.00 × 107kN/m2
I0 ---- 桩身换算截面惯性矩, I0 = W0d/2
W0 ---- 桩身换算截面受拉边缘截面模量, 圆形截面W0为:
W0 = [d2 + 2(aE - 1)rgd02]
其中:
d0 ---- 扣除保护层桩直径, d0 = d - 2as = 0.18m
aE ---- 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量比值
aE = 6.67
W0 = × [0.252 + 2 × (6.67 - 1) × 0.00500 × 0.182] = 0.0016m3
I0 = W0d/2 = 0.0016 × 0.250 /2 = 0.000 m4
EI = 0.85EcI0 = 0.85 × 3.00 × 107 × 0.000 = 0.001 × 107 kN·m2
a = = = = 1.2563
ah = 1.2563 × 2.0000 = 2.5126查"桩基规范"表5.4.2,
当桩顶铰接、 自由时得nm = 0.639, nx = 3.163
An为桩身换算面积, An = [1 + (aE - 1)rg]
An = × [1 + (6.67 - 1) × 0.01] = 0.05m2
zN为桩顶竖向力影响系数, 竖向压力, zN = 0.5
所以, 单桩水平承载力设计值为:
Rh = (1.25 + 22rg)(1 + )
=
× )
=8.88 × 1.36 × 1.35
= 16.26 kN
验算桩水平承载力
由"桩基规范"式5.1.1-3验算

其中7.00 kN
Vx--作用于承台底面经过桩群形心x轴剪力设计值,Vx =7.00 kN
Vy--作用于承台底面经过桩群形心y轴剪力设计值,Vy = 1.00 kN
桩数: n = 1
H1=7/1=7KN
g0H1 = 1.00 ×7.00 = 7.00 kN£Rh = 12.1kN
满足要求!
2.6抗拔承载力验算
最不利部署情况一:
承受拔力桩基, 应按下列公式同时验算群桩基础呈整体破坏和呈非整体破坏时基桩抗拔承载力:

式中——按荷载效应标准组累计算基桩拔力;
——群桩呈整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值, 可按桩基规范5.4.6确定;
——群桩呈非整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值, 可按桩基规范5.4.6确定;
——群桩基础所包围体积桩土总自重除以总桩数, 地下水位以下取浮重度;
——基桩自重, 地下水位以下取浮重度, 对于扩底桩应按桩基规范表5.4.6-1确定桩、 土柱体周长, 计算桩、 土自重。
(1) 群桩呈非整体破坏时, 基桩抗拔极限承载力标准值按以下式计算:

式中:
Tuk --基桩抗拔极限承载里标准值
ui -- 破坏表面周长, 取u = pd;
qsik -- 桩侧表面第i层土抗压极限侧阻力标准值;
li -- 抗拔系数;
(2) 群桩呈整体破坏时, 基桩抗拔极限承载力标准值按以下式计算:

ul -- 桩群外围周长;
N--基桩上拔力设计值(kN)
n = 1
G = AegGl - Aegwlw = 1.00 × 20.0 × 2.00 - 1.00 × 10.0 × 2.00 = 40.00 - 20.00 = 20.00 kN
Ggp = 20.00 / 1 = 20.00 kN
Gp = 0.05 × 2.00 × 15.0 = 1.47 kN
qsk=0.5×120×0.79×2=94.8kN/m
ul = 3.00 m
qsik=3×0.5×120×2=120kN/m
g0Ni = 0.00 £Ugk / gs + Ggp = 20.00
群桩满足要求!
最不利部署情况二:
风荷载产生单桩抗拔力
Fw=3.32X2.6X0.85X1.4X2.0X0.5Xcos39=7.983KN
P抗拔力=3根1级圆钢6mm直径能承受3*270*28.3=22.923KN
P抗拔力>Fw
故配3根一级圆钢6mm直径能满足结构安全要求。
桩基满足要求!