桩基础设计

桩基础设计

一、设计资料 1、地形

拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。 2、工程地质条件

自上而下土层依次如下：

①号土层：素填土，层厚1.5m ，稍湿，松散，承载力特征值kPa f ak 95=。 ②号土层：淤泥质土，层厚3.3m ，流塑，承载力特征值kPa f ak 65=。 ③号土层，粉砂，层厚6.6m ，稍密，承载力特征值kPa f ak 110=。

④号土层，粉质黏土，层厚4.2m ，湿，可塑，承载力特征值kPa f ak 165=。 ⑤号土层，粉砂层，厚度未揭穿，中密—密实，承载力特征值kPa f ak 280=。 地基岩土物理力学参数如表3.1和表3.2所示。

表3.2 桩的极限侧阻力标准值sk q 和极限端阻力标准值pk q

kPa

拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm 450。柱截面尺寸均为mm mm 400400⨯，横向承重，地下水位深度：位于地表下 3.5m 。同时拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀影响。柱网布置如下图所示。上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值：kN F k 1900=，m kN M k .192=，

kN

V k 135=；上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值：kN F 2800=，

m kN M .210=，kN V 145=

图3.1 柱网平面布置图

4、混凝土的强度等级C25~C30，钢筋采用HPB23

5、HRB335级。 二、预制桩基的设计

建筑物基础设计方案采用混凝土预制桩，具体设计方案如下：室外地坪标高同自然地面，室内外高差mm 450。柱截面尺寸均为mm mm 400400⨯，该建筑拟采用截面为mm mm 350350⨯的混凝土预制方桩，以④号土层粉质黏土层为持力层，桩尖伸入持力层m 3.1，设计桩长m 14,初步设计承台高m 8.0，承台底面埋置深度为m 7.1，桩顶伸入承台mm 50。 1、单桩承载力计算

1.1单桩竖向极限承载力标准值 单桩竖向极限承载力标准按下式计算：

pk p i sik pk sk uk q A l q u Q Q Q +=+=∑

式中：

uk Q ——单桩竖向极限承载力标准值，kN ； sk Q ——单桩总极限侧阻力标准值，kN ；

pk

Q ——单桩总极限端阻力标准值，kN ；

u ——桩身周长，m ；

sik q ——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值，kPa ；

i l ——桩周第i 层土的厚度，m ；

p A ——桩端面积，2

m ；

pk

q ——桩端极限端阻力标准值，kPa ；

由于

kN

Q uk 77.100890035.0)603.4456.6281.3(35.042

=⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=

1.2桩基竖向承载力特征值

承台底部地基土为较松软的填土，压缩性大，因此本工程不考虑承台土效应，即

0=c η，则有

kN

K

Q R R uk s 39.5042

77

.1008==

=

=

2、确定桩数及布桩

根据上部荷载初步估计桩数为

86

.51.1*33.539

.5042690===

=

R F n k

则取设计桩数为6根，取桩距m d s 05.135.033=⨯==，按矩形布置如图所示。

初选承台尺寸： 取承台长边和短边为：

m a 8.2205.135.02=⨯+⨯=

m

b 75.105.135.02=+⨯=

3、桩基竖向承载力验算

取承台及其上土的平均重度3G /20m kN =γ 基础平均埋深为：m

d 925.12

45.07.1=+

=

承台及其上填土的总重为

kN

Ad G G k 65.1888.2925.175.120=⨯⨯⨯==γ

计算时取荷载的标准组合，则

kN

R kN n

G F N k

k k 39.50478.4796

65

.1882690=<=+=

+=

kN

R kN x x h H M

N N i

k k

k k 27.6052.125.59005

.1405

.1)8.0162231(39.504)(2

2

max

max =<=⨯⨯⨯++

=++

=∑

06.46805

.1405

.1)8.0162231(39.504)(2

2max

min >=⨯⨯⨯+-

=+-

=∑kN x

x h H M N N i

k k k k

kN

n H H k k 276/162/1===

满足设计要求，故初步设计合理的。 4、承台设计

根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为mm mm 75.175.1⨯，承台高0.8m ，承台混凝土选用C25，227.1mm N f t =，29.11mm N f c =；承台钢筋选用HRB335，

2

300mm

N f y =。

4.1承台内力计算

承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合设计值，则基桩净反力设计值为

kN

x

x Hh M N i

46.76305

.1405

.1)8.0188252(6

3790)(n F 2

2max

max =⨯⨯⨯++

=

++

=

∑

kN

x

x Hh M N i

76.56205

.1405

.1)8.0188252(6

3790)(n

F 2

2max

min =⨯⨯⨯+-

=

+-

=

∑

4.2承台厚度及受冲切承载力验算

为防止承台产生剪切破坏，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚m 8.0，桩顶伸入承台mm 50，钢筋保护层厚度35mm ，则0h =800-50-35=715mm ，分别对柱边冲切和角桩冲切进行计算，以验算承台厚度的合理性。 （1）承台受冲切承载力验算

○1柱边冲切，求得冲垮比λ与冲切系数0

β 804

.0715

.0575.0==

=

o

ox ox h a λ，