桩基础设计计算书

1桩基础设计计算书1、研究地质勘察报告1.1地形拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。1.2、工程地质条件自上而下土层一次如下：①号土层：素填土，层厚约为1.5m，稍湿，松散，承载力特征值aakKPf95②号土层：淤泥质土，层厚5.5m，流塑，承载力特征值aakKPf65③号土层：粉砂，层厚3.2m，稍密，承载力特征值aakKPf110④号土层：粉质粘土，层厚5.8m，湿，可塑，承载力特征值aakKPf165⑤号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值aakKPf2801.3、岩土设计参数岩土设计参数如表1和表2所示。表1地基承载力岩土物理力学参数土层编号图的名称孔隙比e含水量W(%)液性指数标准贯入锤击数N压缩模量Es(MPa)①素填土----5.0②淤泥质土1.0462.41.08-2.5③粉砂0.8127.6-147.5④粉质粘土0.7931.20.74-8.8⑤粉砂层0.58--3112.62表2桩的极限侧阻力标准值skq和极限端阻力标准值pkq单位KPa土层编号土层编号桩的侧阻力skq桩的端阻力pkq土层编号土层编号桩的侧阻力skq桩的端阻力pkq①素填土22-④粉质粘土58900②淤泥质土20-⑤粉砂土752000③粉砂52-1.4水文地质条件⑴拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。⑵地下水位深度：位于地表下4.5m。1.5场地条件建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化沙土、粉土。1.6上部结构资料拟建建筑物为六层钢筋混凝土结构，长30m，宽9.6m。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱截面尺寸均为400mm400mm，横向承重，柱网布置如图所示。2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深根据地质勘查资料，确定第⑤层粉砂层为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为方桩，400mm×400mm桩长为15.7m。桩顶嵌入承台70mm，桩端进持力层1.2m承台埋深为1.5m。33.确定单桩竖向承载力3.1确定单桩竖向承载力标准值Q根据静载力触探法公式:ppkisikpkskukAqlquQQQ=4×0.4(×20×5.5+52×3.2+58×5.8+75×1.2)+2000×0.4×0.4=1444.48KN3.2确定单桩竖向承载力设计值RaRa=KQuk=248.1444=722.24KN式中安全系数K=24.确定桩数n，布置及承台尺寸4.1桩数n4最大轴力标准值，KNFk2280初步估算桩数，由于柱子是偏心受压，考虑一定的系数，按规范取1.1～1.2。先不考虑承台质量，因偏心荷载，桩数初定为：5.324.72222801.1aRFn取n=44.2柱的中心距按规范，桩的最小中心距为3～4d，s=1.2m～1.6m，综合考虑后，s=1.4m。柱的布置按矩形式排列。4.3承台尺寸确定根据构造要求，a=1.4+0.4×2=2.2mb=1.4+0.4×2=2.2m暂时设计埋深为1.5m，承台厚0.9m，桩顶深入承台50mm承台下不做垫层，故钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为mmmh43043.007.05.00承台采用混凝土C30，2/43.1mmNft，2/3.14mmNfc，钢筋选用HRB335级，2/300mmNfy。5.计算桩顶荷载经过将设计任务书所给数据进行分析可知，最不利弯矩组合值比最不利轴力组合值要大，因此，按照最不利荷载弯矩组合值进行设计。取承台及上覆土的平均重度2/20mmKNG5.1桩顶平均竖向力：承台及上覆土重KNGk2.1455.12.22.220桩顶平均竖向力KNnGFQkkk3.60622.14522802maxminmax7.047.0)5.0158230(3.606)(ikkkkkxxhHMQQ=knRkna69.8662.166.7160495.94kn5.2单桩水平设计值5KnnHHKk5.3941581其值远小于按aXHaEIR03估算的单桩水平承载力特征值，满足要求。相应于荷载效应基本组合是作用于柱底的荷载设计值为:KnHHKnMMKnFFKkk3.21315835.135.151.31023035.135.13078228035.135.1扣除承台和其填土自重的桩顶竖向力设计值5.76943078nFNKn22maxminmax7.047.0)5.03.2135.310(5.769)(ixxHhMNN=KNKN48.91852.6206.承台受冲切承载力验算6.1柱边冲切冲切力KNNFFil307803078受冲切承载力截面高度影响系数992.0)800900(80020009.011hp冲垮比的计算与系数5.12.036.084.02.084.0)0.1(36.083.03.00000000xyxxyxha000002hfahabthpxcyycx=2×[0.93×（0.4+1.5）+0.93×（0.4+1.5）]×1.0×1430×0.83=4945.11KNKNFl3078满足要求6.2角桩向上冲切yyyyxxxxaaaamCC0101010121,,,,6.012.036.056.02.056.0111xyx6011112122hfacacthpxyyx=[1×（0.6+0.3/2）6+1×（0.6+0.3/2）]×1.0×1430×0.83=1780.35KNKNN4.764max满足要求7.承台受剪承载力计算按式0.175.100和hbfVths计算。剪跨比与冲切比相同，受剪切承载力截面高度影响系数hs计算99.083080080041410hhs对I-I斜截面36.00xx（介于0.3～3之间）剪切系数29.10.136.075.10.175.100hbfths0.99×1.29×1430×2.2×0.83=3334.742KNN96.183648.9182max因承台为正方形，故II-II斜截面与I-I截面受剪切承载力一样。8.局部受压验算根据《混凝土结构规范》中“7.8局部受压承载力计算”的公式：Fl≤1.35βcβlfcAln式中：Fl--局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值；fc--混凝土轴心抗压强度设计值；βc--混凝土强度影响系数，；βl--混凝土局部受压时的强度提高系数；lblAA；Al--混凝土局部受压面积；Aln--混凝土局部受压净面积；对后张法构件，应在混凝土局部受压面积中扣除孔道、凹槽部分的面积；7Ab--局部受压的计算底面积。8.1方柱对承台的局部压力算3400.0400.0)3400.0()3400.0(lblAAKNFKNAflclc30784.92664.04.01430030.135.135.1ln满足要求。8.2角桩对承台的局部压力验算：3400.0400.0)3400.0()3400.0(lblAAkNNkNAfclc48.9184.9266400.0400.01430030.135.135.1maxln满足要求。9.桩身结构设计计算：由于选用预制桩，因此，选择混凝土为C30，kPfc14300，钢筋选用HRB335级，2/300mmNfy9.1．桩身结构主筋计算：由，《混凝土结构设计规范》“7.3正截面受压承载力计算”知：)(9.0sycAfAfN式中：N--轴向压力设计值；φ--钢筋混凝土构件的稳定系数；fc--混凝土轴心抗压强度设计值；A--构件截面面积；A's--全部纵向钢筋的截面面积。并且按照《建筑地基基础规范》进行构造取值为：静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6%。)(9.0maxsycAfAfN，得：030052.09.04.04.01430052.09.048.918sA因此，可以按照构造配筋。即，采用最小配筋率0.6%。82960400400006.0mmmmmmAs选用418，211019mmAs.9.2.桩身混凝土承载力验算：KNkNkPmmfAccp4.918171675.0143004.04.0满足要求。9.3.桩身结构设计图：见后面图纸。10.承台受弯承载力计算：10.1．x轴受到弯矩作用：由，mKNmKNyNMiix·5.7695.05.7692可得：2607.34338303009.0105.7699.0mmhfMAyxs选用1418,23560mmAs，沿着平行y轴布置。10.2.y轴受到弯矩作用：由，mKNmKNxNMiiy·5.7695.05.7692可得：2607.34338303009.0105.7699.0mmhfMAyys选用1418,23560mmsA，沿着平行x轴布置。10.3.承台的配筋图：见后面的图纸。911.参考文献:【1】中华人民共和国国家标准·《建筑桩基础技术规范（JGJ94—94）》·北京，中国建筑工业出版社，2002【2】中华人民共和国国家标准·《建筑地基基础设计规范（GB50007—2011）》·北京，中国建筑工业出版社，2011【3】中华人民共和国国家标准·《混凝土结构设计规范（GB20010—2010）》·北京，中国建筑工业出版社，2010【4】东南大学，同济大学，天津大学合编·《混凝结构设计原理》·北京，中国建筑工业出版社，2008【5】华南理工大学，浙江大学，湖南大学编·《基础工程》·北京，中国建筑工业出版社，2003【6】孔宪立，石振民主编·《工程地质学》·北京，中国建筑工业出版社，2001【7】东南大学，浙江大学，湖南大学，苏州科技学院合编·《土力学（第二版）》·北京，中国建筑工业出版社，2005【8】国家建筑标准图集11G101-3，中国计划出版社，2010