桩基础设计工程案例

1、一、计算书中需要完成的内容1、工程地质条件某工程位于软土地区，采用桩基础。建筑场地土层厚度及物理力学指标如表 1-1所示。地下水位位于地表下2.0111处。土层的主要物理力学指标1土 层 代 号厚含水天然重度（kN/m3）孔隙比e液性直剪试验（直快）压缩模量Es （MPa）承载力名称度 m量W (%)qskkPa0pkkPa指数II内摩擦角粘聚 力C (kPa)特征值A（kPa）1杂填土2.02018.8226.0902淤泥质土938.218.91.02221.021124.8803灰黄色粉 质粘土526.719.60.756020000.6020167.02204粉砂夹粉 质粘土1021.6

2、20.10.547022000.425158.22602、桩基础设计资料建筑桩基安全等级为二级。己知柱截面800X500nmi2o由上部结构传至基础顶面的荷载值见表lo采用钢筋混凝土预制桩，预制桩断面尺寸自选。桩身材料：混凝土为C30, 轴心抗压强度设计值Q15MPa,弯曲抗压强度设计值7m=16.5MPao承台材料：混凝土为C30,轴心抗压强度设计值人=15MPa,弯曲抗压强度 设计值ym=16.5MPa；抗拉强度设计值K=1.5MPa。三根试桩现场静载试验结果为0i = 52OkN, 02 = 5OOkN, 03 = 55OkN。设计该桩基础。3、1、桩型选择与桩长的确定2、确定单桩承载力

3、特征值3、桩数与布桩4、群桩承载力验算5、桩身结构设计6、承台设计各桩桩顶反力计算抗弯计算抗冲切计算1）柱对承台的冲切2）角桩对承台的冲切抗剪切验算7、绘制桩基础施工图（3#图1张）桩基础详图桩的构造配筋图8、8、需提交的成果：计算说明书和桩基础施工图二：桩基础设计1：外部荷载可由表 1 得 Fk (kN) =3860 Mk ( kN.m) =285 VK (kN) =2022：桩类型以及尺寸：课题己给出桩类型为钢筋混凝土预制桩。桩长L = 10m ,截面尺寸400mm X 400mm3：桩身、混凝土强度等级：混凝土为C30,轴心抗压强度设计值7c=15MPa,弯 曲抗压强度设计值/n=16.

4、5MPa。4：承台材料：混凝土为C30,轴心抗压强度设计值15MPa,弯曲抗压强度设 计值扁=16.5MPa；抗拉强度设计值/M.5MPa。三:单桩承载力确定1、单桩竖向承载力的确定：1)、根据桩身材料强度(0 = 1.0,配筋4虫16)R =(p(fcAp + f,yAs)=1.0 x (15 x 400 A2 + 300 x 803.8)= 2641.14KN2)、根据地基基础规范公式计算：、桩尖土端承载力计算：粉质粘土，J( =0.60,入土深度为12.0m由书105页表44知，当h在9和16之间时，当心=0.75时，qpk =1500 kPa,当心=0.5时f =2100,由线性内插法

5、：炽泮=寡黑qpk = I860 kPa、桩侧土摩擦力：灰色粘土层1： / = 1.0 ,由表4-3,二3650kPa，由线性内插法，取 36 kPa灰黄色粉质粘土层2： IL = 0.60 ,由表4-3, q缺=5066kP。，由线性内插法可知,qsik = 59.6k Pa66-50 _ ,-500.5-0.75 - 0.6-0.75可知,qsik = 59.6k PaQuk=qpkAp+uqK= 1860 x0.4+4x0.4x(9x36+1x59.6)=911.36 姐V、根据静载荷试验数据计算：课题已给出条件：三根试桩现场静载试验结果为0i = 52OkN, 02 = 5OOkN,

6、03 = 55OkN。所以 0= Qui+Qu2+Qu3)、3=523kN单桩承载力标准值：Rk = Qu2 = 5232 = 261.5kn根据以上各种条件下的计算结果，取单桩竖向承载力特征值Ra=261.5KN、确定桩数和桩的布置：、初步假定承台的尺寸为3X4 m2上部结构传来垂直荷载：F=3860KN承台和土自重：(7 = 2x(3x4)x20 = 480 kN桩数可取为 n=Llx (FG) /Ra=l.lx (3860+480) /261.5=16.59 取 n=16桩距：S=(34)1= (34) X0.4=1.21.6m 取 5=1.5m、承台平面尺寸及桩排列如下图：承台平面布置

7、图1:100：单桩受力验算：1、单桩所受平均作用力：Qi=(F+G)/n=(3860+5.3*5.3*2*20)/16=31L47Ra2、单桩所受最大及最小力：Qimax=340.8 7KN03、单桩水平承载力计算：Vi=3860/16=241.25KNVi=V/N=202/16= 12.625KNHuVi=0.052 1/12即Vi与H,合力与V,的夹角小于5”单桩水平承载力满足要求，不需要进一步的验算。 （五）：群桩承载力验算：1、根据实体基础法进行验算：1）、实体基础底面尺寸计算：桩所穿过的土层的摩擦角：（p=21（9?），0、= 20 （17）取a =5.25 ,tanz = 0.09

8、1944边桩外闱之间的尺寸为：4.9x4.9/?2实体基础底面长、宽均为：4.9+2x10 x0.0919 = 6.74/2)、桩尖土承载力设计值：、实体基础埋深范围内的土的平均重度18.8x2 + (18.9-10)x9 + (19.6-10)x1,/0 = = l*kN /、实体基础底面粉质粘土修正后的承载力特征值为：查表得取亿=03 ， 广L6fa=fak + 0 - 3)+ Hd /o (d - 0.5)= 220+0.3x9.6x(6.74-3)+1.6x10.6x(12-0.5)=425.3k Pa、取 y( =20kN, y =kOkN/m，,基础自重为：G = 6.74x6.7

9、4x(2x20 + 10 x10)= 6359.9k N、实体基础底面压力计算：当仅有轴力作用时：Po=(F+G)/A=(3860+6359.9)/6.74A2 fak考虑轴力和弯矩时计算：Pmax=(F+G)/A+M/W=(3860+6359.9)/6.74A2+(285+202*1.5)* 1.6/6.74A2 FL 满足要求。边柱：% = bQx = 1800 mm hQ,取 aOx = bQx = hQ = 1400 mm0.840.70.840.71 + 0.22豚他+ %）+缶血+ %.阪/而= 20.7x（500+1400）+0.7（500+1400）x0.95xL5x1400=

10、10613.2867AN 已满足要求。3、角桩向上冲切：（= c= 0.6/7,a., = a. = 0.75m,A. = 2.同=/? = 、6 =0 589f 0.75 + 0.20.589xx2x0.95x1.5x10000.589xx2x0.95x1.5x1000=1636.36AN Ng = 292.2AN满足要求。4、承台抗剪验算：斜截面受剪承载力可按下面公式计算:0 3VW/3/f bJl，% = % =。3很= = 0.214 ,因为 2 V满足要求.c L751.75 ccru边桩：p = 0.8732 + 1 1 + 1队S既bh = 0.869 X 0.875 x 150

11、0 x 4.82xl.4= 7738 A2kNV 满足要求B-B截面处承台抗剪验算：边排桩单桩净反力平均值。：=1.35x = 240人N,按4根桩计算。16剪切力广=40 = 4x240 =960 kN承台抗剪时的截面尺寸为:b.g1-0.5M”0 kb】= 1-0.51400b.g1-0.5M”0 kb】= 1-0.514002600- 5300 x 5300 = 4.82m 也=1 AmPhsfftbQhQ = 0.869 x 135 x 1500 x4.82x 1.4 = 11874 .54kNV满足要求。751 75边桩：/?= = = 0.875+ 1 1 + 1PhsPfMh =

12、 0.869 x0.875 x 1500 x4.82 xl.4 = 7696 46kN V 满足要求5、承台弯矩计算及配筋计算:1）、承台弯矩计算：AA截面，按4根桩计算:M =4x318.785 x(2.4- 0.4 + 0.5)= 3187.85kN mBB截面，按4根桩计算:M =4x240 x(2.4 0.4 + 0.5)=2400RN?2）、承台配筋计算:2）、承台配筋计算:取 h=l.4m,K = l.4配筋:a M 3187.85xl06配筋:a M 3187.85xl061 = 8433.46?m09hJ、0.9x1400 x300选配虫22200A, = 379 .9x 25 = 9497.5?广&.= = 2400 x0 =6349而0.9hJ、0.9x1400 x300虫 20200虫 202004=379.9x18 = 6838 Imnr承台配筋图:承台配筋图承台配筋图（七）、桩的强度验算桩的截面尺寸为40077x400，桩长为10.07,配筋为4饥6,为通长配筋,钢筋保护层厚度选40/77/77 o因桩的长度不大，桩吊运及吊立时的吊点位置宜采用同一位置，如下图所示，控制 弯矩为吊立时的情况：/ /200060002000.2000.,80001r桩的吊点位置2 02 = = 0.25 ,取动力系数