柱下独立基础设计.pdf

桩基础设计计算书

一、确定桩基持力层、桩型、承台埋深

1．设计资料

某厂房上部结构荷载设计值为轴力：N=7460kN,弯矩：M=840kN.m ，柱截

面尺寸 600mm*800mm 。建筑场地位于城郊，土层分布情况及各层土物理性

质指标如表中所示，地下水位位于地表下 1.0m 。从各测点的静力触探结果看

场地土具有不均匀性，东部区域的比贯入阻力 ps平均值要高于西部，局部地

区有明浜，埋深近 2m。

地质报告如下表所示：

土容重含水液抗剪强度压缩比贯入层层底埋孔隙比性模量

编土层名称深（m）(kN量e指C(kP°(MPa阻力号/m3)w(%)数a))(MPa)

0.30(2

② 褐黄色粉质粘土 2.018.027.80.81481）25(18) 6.40.59

灰色淤泥质粉质 1.14(9

③粘土 6.017.838.8 1.0918.8)19(13) 4.50.57

④ 灰色淤泥质粘土14.917.053.1 1.51 1.12(810(7) 2.10.62

29.4)

灰 -褐色粉质粘0.16(1

⑤土20.018.035.4 1.0280 1.2)18(13) 4.8 2.27

暗绿色草黄粉质0.36(2

⑥粘土24.018.524.70.7131 5.2)25(18)7.8 4.76

⑧灰色粉质粘土>34.018.035.5 1.020.22(122(13) 4.9

87 3.0)

注：表中括号内为西区的数值。

2、确定桩、承台尺寸与材料等

初选承台尺寸：3.0m×2.0m×1.4m ；柱初选为 400*400 的钢筋混凝土预制

方桩。桩身混凝土用 30 号，型式详见标准图集。

3、选择桩基持力层，确定荷载情况

由设计资料可知，作用在承台底面中心的荷载为：

轴力：N=7460kN,弯矩：M=840kN.m。

初选桩基础为边长为400mm的钢筋混凝土预制方桩，打入土层⑤灰-褐色粉质粘

土 0.5m ，控制最后贯入度 e 小于 50mm ，此基础桩基按照摩擦桩进行设计。 所以 可以得到桩长为 ：嵌入承台 0.05m ，锥形桩尖 0.5m ，故有：总桩长为 ： L 0=0.05+6.0+14.9+0.5+0.5=21.95m

二、确定单桩竖向承载力

根据《地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式 ，初步预估 桩的竖向承载力符合要求。

Ra=q pa A p +u p Σq sia L i

=2270*0.4 2+4*0.4*(25*6+14.9*25+40*0.5)=1221KN

按照相同条件下的静载实验结果 ，经过分析和比较 ，综合确定采用 Ra=1300KN ，等验算完群桩作用后再复核承载力要求。

三、确定桩数和承台尺寸

采用平板式承台 ，且顶面埋深较浅 ，初步拟定承台埋深为 2.0m ，则有：

作用在承台顶面的土体荷载 ：Gk=18*2.0*3.0*2.0=216KN

n

F

G

7460 /1.35 216

4.25

所以桩数为 ：

Ra

1300

取Sa=3d=1.20m, 并考虑到 My 比较大，取 5 根桩进行设计。故布置桩平面如下图所示：

四、单桩承载力验算

1）轴心受压作用下：

Q k G k +F k

216

n

7460 /1.35

1148

5

2）偏心受压作用下：

Q k max Q( M K H K h) x max

2

k min K x

i

7460 /1.35216(840 /1.35) 1.111481411289KN

54 1.11.1

<1.2*Ra ＝1560KN ，故可以满足要求，表明桩基选用无误，但以下还需

进行群桩效应下的承载了，估计可以满足设计要求。

五、群桩承载力验算

根据本基础工程设计要求，结合《桩基规》，本基础桩中心距Sa 较小，Sa=3.0d, 显然应该按照群桩效应和承台效应重新验算单桩承载力设计值Ra 。《桩基规》根据大量的基桩侧阻、端阻、承台土的阻力测试结果，经分析，应按照以下方式确定各项群桩效应系数值，然后再按相关公式进行验算。

S a B c

由 d ＝ 3.0 ；l ＝ 0.09

i

e

查书上所给表有 ：c ＝

0.110

，c ＝0.630

由

A ci

＝5.41m2， A ce

＝2×3－5.412＝0.59m2得

i A i c

A e

c

c

c

c

e c

＝ 0.11 5.41 0.63 0.59 ＝0.161

c

6 6

查表得 c 1.70 ，所以考虑承台底土的抗力 ，并用以下公式进行基桩竖向承载力计算 ：

Q

uk

Q

ck

Q uk

q ck

A

c

R

sp

c

sp

c

sp c sp c

n

＝ (0.80 ×2270×0.16/1.65)+4 ×0.4 ×1.64 ×( 25 ×6×+14.9 ×25+40×0.5)/1.65+216 ×0.16/1.70=1157kN

由于 1157×5=5785KN<(7460/1.35+Gk)=5741KN ，故满足要求

六、群桩沉降计算

本设计建筑物为厂房 ，属于乙级建筑 ，但是设计桩基础为摩擦型群桩基础 ，

预制混凝土桩穿过软土层 ，应该考虑桩基础的沉降计算 ，假定桩群为一假想的实 体基础，按与浅基础相同的方法和步骤计算桩端平面以下由附加应力引起的压缩 层范围内的地基变形量 ，计算过程中 ，土层的压缩模量按实际的应力实验曲线确 定，同时，基底边长取承台底面边长为 2.0m, 还要引入桩基等效沉降系数加以修 正。具体的计算步骤为 ：

（1）分层：将桩端以下平面土分为若干层 ，分层厚度为 0.4b=0.8m. （2）确定地基 沉降计算深度 ：按附加应力与自重应力比小于 0.2 来进行确定。 （3）计算各分层土体的平均自重应力和平均附加应力

，由 P 1i 和 P 2i 的实验曲线

查得相应的孔隙比。 （4）分别计算每层土体的变形量 △S i .

i

1i

2i

) i

1i

)

△ S ＝∑ (e －e ×h/ (1+ e

（5）累加 s i 可以得到最终的沉降量 S,乘以桩基计算经验系数为 1.0 ，再乘以基 等效沉降系数 ψs ＝0.112 （查《桩基规》可知 ）

采用分层总和法计算如下表所示 ：

故有总的沉降量为 :

S=1.29+1.59+1.97+1.3.42+3.20+2.55+3.46+3.0+2.95+2.55+1.29=27.26cm