桩基 承台 设计

1、确定桩长和截面面积

由可知可得选第四层为持力层，初选插入深度为 1.5m ，桩长19.5m ，桩截面尺寸为

400m m 400m m

⨯，桩长径比为48.75符合要求。因其下存在软弱下卧层为避免桩端阻力因受“软

卧层效应”的影响而明显降低，桩端一下坚实土层的厚度不宜小于4d=1.6m ，实际余2.5m 符合条件。

2、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值

标准值的计算

KN

A q l q u p

pk t sit 7844.01600)5.1321514324(44.0Q Q Q 2pk tk ak =⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=+=+=∑

特征值

KN 3922

784K

Q R k a ==

=

3、初选桩的根数 16.8392

3200R F n a

k ==

>根，暂取9根。

4、初选承台尺寸

桩距m 2.14.00.3b 0.3s ≈⨯==

承台边长：m 2.32.14.02a =+⨯

==）（b 承台埋深为1.5m , 暂取承台高度为1.1m ，桩顶伸入承台50mm ，钢筋保护层去取70mm ，则承台有效高度为:

mm 1030m 03.107.01.1h 0==-= 5、计算桩顶荷载

取承台及其上土的平均重度3/20m kN G =γ。

桩顶平均竖向力：

kN R kN a 3927.3899

5

.12.32.3203200n

G F Q k

k k =<=⨯⨯⨯+=

+=

kN

4.4701.2R

k N 89.4520

k N 51.3262

2i

max

k k

k k max

k min a

{19.637.3892

.162

.11.1504007.389h H M Q Q =<>=±=⨯⨯⨯+±

=+±

=∑）（）（χ

χ

单桩水平力：

kN n 6.59/50/H H k k 1===

此值远小于估算的单桩水平承载力特征值,可以。 6、群桩承载能力校核

按应力扩散法计算，取土层内摩擦角为16度，则扩散角为16/4=4度。边桩外侧尺寸为

m

25.3m 25.3⨯，则桩端应力面的长为：

m B 05.64tan 20225.3=⨯⨯+=ο 实体基础埋深范围土的平均重度为：

3

p /kN 51.85

.1202

105.1915105.162103.1813.185.121m

=+⨯-+⨯-+⨯-+⨯+⨯=

）（）（）（γ

第四层粉质粘土的承载力特征值按下式修正：

2

m

d b ak a /kN 63.3945.05.2151.86.1305.65.93.01005.0d 3b f f m

=-⨯⨯+-⨯⨯+=-+-+=）（）（）（）（γηγη

地下水位在承台地面处，取承台及上覆土的平均重度为3/20m kN G =γ，平台一下的取

3

p /51.8m kN =γ，则实体的自重为：

kN 82.73272051.85.12005.605.6G k =⨯+⨯⨯

⨯=）（ 当底面按轴心受压时： 3

2

2

k /63.39463.28705

.682

.73273200F m

kN f B

G a k

=<=+=

+，满足要求。

7、 软弱下卧层强度验算

由33.005.6/.2/,17.24.2/2.5/21====b z E E s s ，查表得146.0tan 28.8==θθο，。下卧层顶面处的附加应力：

kPa

z l P cd k 09.87)

146.02205.6()

5.2151.863.287(05.6)

tan 2()(B 2

2

2

z =⨯⨯+⨯-⨯=

+-=

θσσ

下卧层顶面处的自重应力：kPa 97.18251.85.21cz =⨯=σ

验算： az f kPa <=+=+05.27009.8797.182z cz σσ 经验算，基础底面尺寸及埋深满足要求。

群桩承载力计算 8、 承台受冲切承载力验算

相应于荷载效应基本组合时作用于柱底的荷载设计值为：

kN

H H m kN M M kN

F F k k k 5.675035.135.1.54040035.135.14320320035.135.1=⨯===⨯===⨯==

扣除承台和其土自重后的桩端竖向力设计值：

kN

kN

i

Hh M N N

kN

n

F N 3..5657.3942

2max

max min

{3.854806

2.12

.1)1.15.67540(480)(4809

4320=±=⨯⨯⨯+±

=+±

===

=∑χ

χ

（1）柱边冲切

冲切力 kN N F F i l 4320=-=∑ 受冲切承载力截面高度影响系数计算： 975

.08001100800

20009.00.11hf =-⨯---=）（β

冲垮比λ与系数α的计算

861

.02

.0776.084.02

.084

.0)0.1(776.003

.18.0ox oy ox =+=

+=

=<===

=ox oy o

h a λββλλ

)

(43204.4456503.11100975.0)]8.04.0(861.0)8.04.0(861.0[2)]()([20

可以kN F kN h f a h a b l t hp ox c oy oy c ox =>=⨯⨯⨯+⨯++⨯⨯=+++βββ

（2）角桩向上冲切，m c c 6.021==。 574

.02

.0776.056.011=+=

=y x ββ

)

(3.56565.123503.11100975.0)]2/8.06.0(574.0)2/8.06.0(574.0[)]()2/([max 0

112121可以kN N kN h f a c a c t hp x x y x =>=⨯⨯⨯+⨯++⨯=+++βββ

9、承台受剪切承载力计算

因为承台为方形所以截面I-I 和截面Ⅱ-Ⅱ的剪切承载力计算是一样的 剪跨比与以上冲跨比相同。

受剪切承载力截面高度影响系数计算 939

.0)

1030800(

)

800(4

/14

/10

===h hs β 剪切系数 985

.00

.1776.075

.10

.175

.1=+=

+=

λβ