桩基础课程设计_计算书03271

【题1】某试验大厅柱下桩基，柱截面尺寸为mm mm 600400⨯，地质剖面示意图如图1所示，作用在基础顶面的荷载效应基本组合设计值为F = 2035kN ，M=330kN·m ，H = 55kN ，荷载效应标准组合设计值为F k =1565kN ，M k =254kN·m ，H k =42kN ，试设计桩基础。

表1 土的物理力学性质表

注：各层土的平均摩擦角020=ϕ

图1 地质剖面示意图

1. 确定桩的规格

根据地质勘察资料，确定第4层粘土为桩端持力层。采用钢筋混凝土灌注桩，桩截面为方桩，直径为400到500，桩长为9米。承台埋深1.7米 ，桩顶嵌入承台0.1米，则桩端进持力层2.4米。初步确定承台尺寸为2.4m ×2.4m 。 2. 确定单桩竖向承载力标准值Q

根据公式 层 序

深度（m ）

L I

q sik （kPa ）

q pk （kPa ）

○2 粉质粘土 2 0.6 60 ○3 饱和软粘土 4.5 0.97 38

○

4 粘土

2.4

0.25

82

2500

按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值：

p pk i

sik pk sk uk A q l q

u

Q Q Q +=+=∑

＝4×0.4(60×2.0+38×4.5+82×1.5)+2500×0.4×0.4=902.4KN 取=uk Q 902.4 kN

3. 确定桩基竖向承载力设计值R 并确定桩数n 及其布置

按照规要求，d S a 3≥，取d S a 4=，c b ＝2m ，l ＝9m 故=l

b c

0.22查表得，=sp η0.97。

查表得，=sp γ 1.60先不考虑承台效应，估算基桩竖向承载力设计值R 为

sp uk sp Q R γη=

= 1.60

902.4

0.97 ⨯ ＝547.08 kN 桩基承台和承台以上土自重设计值为 G ＝2.4×2.4×1.7×20＝195.84 kN 粗估桩数n 为

n ＝1.1×(F+G)/R=

(1565+195.84)/ 547.08=3.22根 取桩数n ＝4 根，桩的平面布置为右图所示，承台面积为2.4m ×2.4m ，承台高度为 0.9m ，由于n > 3，应该考虑群桩效应和承台效应确定单桩承载力设计值R 由

d S a ＝4 ；l

B c

＝0.25 查表得 i

c η＝0.155 ，e

c η＝0.75 由i

c A ＝4 m ²，＝2.4²－e

c A 2²＝1.76 m ²得

c e

c

c e c i c i c

c A A A A ηηη+=＝76

.576.175

.076.54155.0+=η＝0.337

由=k f 60，得==k ck f q 2120 kPa ，查表得=c γ 1.7，所以考虑承台底土的抗力为

n

A q Q Q Q R c c

ck c

sp

uk

sp

c

ck

c

sp

uk

sp

γηγηγηγη+=+= ＝(0.97×902.4÷1.60)+(0.337×120×2.4×2.4)÷(4×1.7)=581.34kN 按桩的静载荷试验取R ＝581.34kN 根据经验公式得

∑+=p pk i sik uk A q l q u Q

＝4×0.4(60×2.0+38×4.5+82×1.5)+2500×0.4×0.4=902.4KN

这说明，按桩的静载荷试验取R ＝581.34 是合理的。 4. 基桩承载力验算

∑++=

2

max

max i

y x x M n G F N ＝

0.8

0.84.8

01.7)42(254420 1.72.4 2.41565⨯⨯⨯++

⨯⨯⨯+ ＝ 440.21+101.69 ＝541.9 kN < 1.2R ＝1.2×581.34＝697.608 kN 且n

G

F N +=

＝ 440.21 < R ＝581.34 满足要求。 5. 承台计算

承台底钢筋混泥土保护层成厚度取10cm ，混凝土强度等级为C20，采用HRB335级钢筋。各桩净反力计算如下：

A 桩： ∑-=

2

i

d

a x Mx n F N ＝＝0.80.84.801.7)55(33042035⨯⨯⨯+-=508.75-132.34=376.41 kN B 桩：∑+=

2

i

c

b x Mx n F N ＝0.80.84.801.7)55(33042035⨯⨯⨯++＝508.75+132.34=641.09kN C 桩：∑-=

2

i

d

c x Mx n F N ＝376.41 kN D 桩：∑+=

2

i

c

d x Mx n F N ＝641.09 kN

（1） 承台受弯计算

kN F 2035=，m kN M ⋅=330，kN H 55= 对承台进一步设计为：承台厚度m 9.0，保

护层为mm 500，则m h 85.00=，混凝土强度等级为C20，混凝土的抗拉强度为

2/1.1mm N f t =，钢筋选用HRB335级，2/300mm N f y =，如图所示

I －I 截面：

=I M 2×b N ×0.5=2×641.09×0.5=641.09 kN ·m

II －II 截面：

)(b a II N N M +=×0.95=376.41+641.09=1017.5 kN ·m

钢筋抗拉强度设计值=y f 300，承台有效高度=0h 1.6m

=

=09.0h f M A y I

Is =⨯⨯⨯1600

3009.010641.096 1484 mm ²