基础承台设计计算

、某五层钢筋混凝土框架结构，柱网尺寸

6m x 6m ,横向承重框架，柱截面 500mm

x 500mm ，底层平面图及地质资料见附图。基础采用静压预制混凝土管桩，桩直径400mm , 桩

身混凝土强度等级为C60,承台混凝土强度等级为 C20,桩端进入持力层深度2d ,最小 桩距取3d ,各桩传至承台顶的内力（柱号：Z1,Z2 —— Fk=910,1500,Mk=110,40. ,Vk=50,22 , F=1152,1935, M=140,50, V=64,25,——单位符号除 Mk 、M 为 KN • m ,其余的均为 KN ） 地质资料见附图。

附图:

11.00

淤泥质粉土 qsa=8kpa

15.40 粉质粘土 qsa=25kpa

h=0.8Z3 F.39

% 56

r/p -—>

0.4 踣3/3 «0.23

al1=373mm

23.C0

qpa=800Kpa

2.98m

等边三桩承台

粉细砂 qsa=24kpa

Y

al2=232mm

H

S=1.6

地质资料

【附：相似三角形：

AH=0.46 + 0.23=0.69

AI ■由相似比得：少

AG AF

0.8/1.245=0.69/AF AF ^ 1.08 由厶 AED 相似于△ AGF 其中 AE=0.8 + 0.354/2=0.977 AE AF - aL2 .由相似比得：

AG AF 0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08

一、Z1基础设计计算：

［解］

(1) 确定桩端持力层

根据地质情况，初步选择粉质粘土层作为桩端持力层。

(2) 确定桩的类型、桩长和承台埋深

静压预制混凝土管桩，直径为 400mn 进入粉质粘土层2d=0.8m,初定承台高度为1.5m ， 承

台顶距天然地面0.2m ，承台埋深1.5m 。

(3) 确定单桩竖向承载力特征值

Ra=qpaAp + 卩 p E qsiali

= 〒 X 0.42 X 800+3.14 X 0.4 X (12 X 4+22X 2.1+24 X 4.9+8 X 4.4+25 X 0.8) =100.48+355.352=435.832KN

(4) 估算桩数及初定承台面积

n=1.2 X Fk/Ra=1.2 X 910/435.832 〜2.51

取 3 根

因桩位静压预制混凝土管桩，所以取桩距 S=4d=1.6m 取等边三桩承台：如上图

承台面积为：

〜0.5 X 2.59 X 2.98-0.267=3.6 m 2

(5) 桩基础验算

1) 单桩承载力验算

承台及上覆土重 Gk=20X 3.6 X 1.85=133.2KN 轴心竖向力作用下，桩顶承受的平均竖向力

Qk=(Fk + Gk)/n=(910 + 133.2)/3=347.73KN < Ra 满足要求 偏心竖向力作用下，桩顶承受的最大与最小竖向力 Qk=(Fk + Gk)/n 土 (Mxk X Yi)/ E Yi2 ± (Myk X Xi)/ E Xi2 =(910 + 133.2)/3 ± (110+50 X 1.5) X 0.8/2 X 0.82

△ AJH 相似于△ AGF 其中 AJ=0.8、AG=0.8 + 0.695-0.25=1.245 、 AH

.al2=0.232 】

=347.73 ± 115.625

463.355 ( 桩3)

= KN

232.105 ( 桩2)

最大竖向力Qk max=463.355KN < 1.2Ra=1.2 X 435.832=523KN 最小竖向力Qk

min=232.105KN > 0

满足要求

2) 桩身混凝土强度：

桩顶承受的最大竖向力设计值

Qmax=(F + G)/n + MxYmax/ 刀Yi2 +MyXmax/X Xi2

=(1152 + 1.2 X 133.2)/3 + (140 + 64 X 1.5) X 0.8/2 X 0.82 =437.28 + 147.5 =584.78KN

桩身混凝土强度等级为C60, Fc=38.5N/mn2

ApFc 书c=(3.14 X 4002) X 38.5 X 1.0/4

須836KN > Qmax 满足要求

(6)承台设计

将圆桩换算成正方形桩，(3.14 X 4002)/4=a 2 a=354mm

1)承台受冲切承载力验算

①柱对承台的冲切(三桩承台不要求)

②角桩对承台的冲切

角桩的最大净反力设计值：

N1=F/n + MyXi/ E Xi 2

=1152/3 + (140 + 64 X 1.5) X 0.8/2 X 0.8 2

=384 + 147.5

=531.5KN

从角桩内边缘引45°冲切线，使柱处于45°线以内时取角桩内边缘至桩边水平距离al仁800 - 250 - 354/2=373mm , al2=232mm < 0.2H。=290mm 取a12=290mm

角桩冲垮比入l1=al1/H。=373/1450=0.257,入I2=al2/H。=290/1450=0.2 角桩冲切系数

B l1=0.56/(入l1 + 0.2)=0.56/(0.257+ 0.2)=1.23

B l2=0.56/(入l2 + 0.2)=0.56/(0.2 + 0.2)=1.4

入l1、入l2 满足0.2~1.0。

c1=867mm c2=848mm

底部角桩：

日1

[B I1(2c1 + al1)tan ―] B hpFtH。

2

=[1.23 X (2 X867 + 373) 3/3 ] X 0.942 X 1.1 X 1450

=2248126 〜2248KN > Nl=531.5KN 满足要求

顶部角桩：