基础承台设计计算

一、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:

地质资料

4.00

6.10

11.00

15.40

qsa=12kpa 50mm

300mm 200mm

粉土

qsa=22kpa

粉细砂

qsa=24kpa

淤泥质粉土

qsa=8kpa

粉质粘土

d=400mm

承台剖面

G 、

S=1.6

2.59

l 2

qsa=25kpa

2.98m

23.00

qpa=800Kpa

等边三桩承台

天然地面标高9.280 天然地面

V

500

杂填土

r=18KN/m 3 F 室内地面

Y

A

0.4

匕 al2=232mm

0.4

h=0.8、3

X

2

0.4

C

0.8

0.813/3 胡.46

0.23 al1=373mm 0.413/3 勺

-E

【附：相似三角形：△ AJH 相似于△ AGF 其中 AJ=0.8、AG=0.8 + 0.695-0.25=1.245 AH=0.46 + 0.23=0.69 、

由厶AED 相似于△ AGF 其中 AE=0.8 + 0.354/2=0.977

0.977/1.245=(1.08-al2)/1.08

、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

=

4

X 0.42X 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：

1 汉(0.8+0.4+0.8丁3>^2汉08^ + 2汉04^+1.6 —(3 汉丄汉 0.4 汉0

2 I

3 3丿2 3

〜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

由相似比得:

AJ AH

AG AF

0.8/1.245=0.69/AF AF " 1.08

■由相似比得:

AE AF -aL2

AG 一 AF

al2=0.232

Ra= qpaA 卩 p E qsiali

Qk=(Fk + Gk)/n ± (Mxk X Yi)/ E Yi2 ± (Myk X Xi)/ E Xi2

=(910 + 133.2)/3 ± (110+50 X 1.5) X 0.8/2 X 0.8 2

=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Yi 2 +MyXmax/E Xi 2

=(1152 + 1.2 X 133.2)/3 + (140 + 64 X 1.5) X 0.8/2 X 0.8 2 =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

M836KN > 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 Xi2

=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°中切线，使柱处于45°线以内时取角桩内边缘至桩边水平距离

al1=800 - 250 - 354/2=373mm , al2=232mm < 0.2H。=290mm 取a12=290mm

角桩冲垮比入I1=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：

01

[B I1(2c1 + al1)tan 丄]B hpFtH。

2