桩基施工平台结构计算
一、设计依据
1、“永丰圩高架桥”设计文件。
2、《钢结构设计规范》
3、《装配式公路钢桥多用途使用手册》
4、《铁路地基与基础设计手册》
二、荷载
1、基本恒载：
①桥面板[22b槽钢 0.13 KN/m2
②次梁I28b工字钢 0.5 KN/m
③贝雷梁 1.5 KN/m
④横梁I32b工字钢 0.6 KN/m
⑤钢管桩Ф600×8 1.2 KN/m
2、活载：
①人群及施工机具活载 2KN/m2
②旋挖钻机 850 KN
三、设计假定
1、钢平台为空间结构体系，设计采用“ASES.06”结构计算段程序计算。
2、恒载及人群活载根据结构形式，按其传力特性加载至相应杆件单元。钻机活载按最不利情况布置，计入1.25动力系数。
3、平台钢管下端按铰支撑。
4、按构件受力特点，分解其力学模型进行描述，据变形协调上下结构传力点的关系，除桩底外上下之间均为弹性约束。
四、结构图示（附桁架断图）
五、结构计算
1、顶层分配梁（I28b工钢）检算
顶层分配梁支撑于贝雷梁顶，间距0.75，夹具固定。
①荷载
恒载及人群活载有面板及28b工钢次梁。
一根次梁承受恒载q1
q1=（1.3+2）×0.75+0.5=3.0KN/m
活载：当旋挖机一侧移至管桩跨中，前端接近钻孔桩边缘时有最大内力，横桥向11根I28b均根
每根I28b p=850/2 * 1.25/11=48.295KN
折算带宽0.85
q=48.295/0.85=56.818KN/m
②力学模型如下图
③强度检算
由程序算得：在墩中侧有较大负弯矩、剪力和支点反力
M max=1.7+15.3=17KN〃M
Q max=2.5+25.1=27.6KN
R max=(2.5+0.5)+( 25.1+13.6)=41.7KN
正应力强度
σmax=17000*0.14/0.0000748=31.8Mpa<170Mpa
剪应力强度
τmax=27600*0.000312/(0.0000748*0.01)=11.5Mpa<100Mpa
贝雷片顶支承承压强度
бc=41.7×103/0.0002=208.5MPa﹥270 MPa
连续支点折算应力
бce= 31.82+208.52-31.8×208.5×3×11.52=195.6MPa
换算应力设计值为1.1*170=187,超出4.6%
强度满足
④稳定
因桥面板点焊于I28b上翼缘，对I28b工钢梁具有支撑作用，稳定满足。
⑤变形
△max=0.003m f=0.003/2.55=1/850 <1/700 刚度满足
2.贝雷桁架计算
贝雷桁架横桥向布置，据构造要求，前后方向即桩外侧各一组，间距
0.9m，墩中线前后各一组间距0.45m。
①荷载
贝雷桁架梁承担其上工字钢传承的恒载、活载及其竖向荷载。
贝雷桁架梁的自重 q=1.5KN/m
旋挖机的自重 q=850/2 * 1.25/6=88.542KN/m。
②力学模型如下图
③贝雷片检算
工况一、当旋挖机作用在平台钢管桩顶时，单立杆有最大内力。
由程序算得 N=302.8 KN
强度：δ=302.8×113/0.000952=318.1MPa﹥240MPa
因其为定型构件，采取增加4片贝雷片加强处理，加强后
强度：δ=302.8×113/0.000952=159MPa﹤240MPa
工法二、当旋挖机作用于接近平台钢管桩顶时斜杆有最大内力
由程序算得 N=129.2KN
强度：б=129.2*113/0.000952=135.7 MPa﹤240 MPa
强度满足
④贝雷梁挠度检算
当旋挖机作用在贝雷梁中部时，贝雷梁存在最大挠度。
挠度：δ=pl3/48EI=900/2*4503/（48*2.1*106*396）=1.03cm 3、钢管桩顶纵梁计算 钢管桩顶纵梁传承贝雷桁架支承反力，其下支承于钢管桩顶 ①荷载：自重荷载q=1.2KN/m 上传结构恒载及活载为贝雷梁支点集中荷载。 ②力学模型下图 ③桩顶纵梁检算 当旋挖机在平台上移动，一侧履带在一跨跨中，中心在纵梁顶时，有最大内力。 正应力强度：Mmax=97.8KN-M бmax=97.8×103×0.16/0.0002324=68.3MPa﹤170MPa 剪应力强度：Qmax=198.8kn τmax =198.8×103×0.000426×2/2×0.0002324×0.011 =33.2MPa﹤378.2kn 承压面积 A=4×0.011×0.012=0.000528㎡ бc=378.2×103/0.000528=716.3MPa﹥270 MPa 采取肋板扶强，肋板4δ12×80 承压面积 A=4（0.011×0.012+0.012×0.08）=0.004368 бc=378.2×103/0.004368=86.6MPa ﹤270MPa 连续支点折算应力 бce= 67.32+86.62-67.3×86.6×3×33.22=97.5MPa ﹤1.1×170=187MPa 强度满足 跨中变形：程序算得;△=0.0024m f=0.0024/4.5=1/1875﹤1/700 稳定：纵梁采用双拼I32b工钢，稳定满足 4、钢管桩计算 一个平台设12根Ф600×80钢管桩，承受平台活载和洪水期动水压力，所处地层为淤泥、粘土及粉砂层，取入土深度18m的上端1/3处铰支撑，检算钢管桩的稳定。 ①荷载：恒载桩身自重q=1.2KN/m 平台自重及旋挖机由桩顶纵梁传承 ②力学模型如下图 .钢管桩在竖向荷载作用下的检算： 当旋挖机重心位于中间桩桩顶时桩身有最大内力： 程序算得R maX=378.2KN 正应力强度： б=378.2*103/0.0148=25.6Mpa <170Mpa 压杆稳定强度： λ=γ0 /i=10.5/0.209=50.2 查表得折减系数：ψ=0.856 б稳=378.2*103/0.856*0.0148=29.9Mpa <170Mpa 钢管桩插打偏位时的检算 当钢管桩插打过程中偏位时，为偏心受压构件，偏心距按0.1m 控制，按0.15m检处算 偏心力矩：M=378.3*0.15=56.73KN-M 按б=N/ψA+M/W(1-0.8*N/N EX )计算 式中N EX =Л2A(1.1λ2)=404.9KN б=29.9+56.73*103/0.002173*(1-0.8*378.2/404.9) =133.2Mpa <170Mpa ④.钢管桩渡洪检算 平台在洪水期旋挖机拆除，动水压力作用下，钢管有最大剪力和弯矩。 动水压力：由动水压力计算式：P=KA*γV2/2g 式中体形系数K桁架结构及漂流物阻挡取1.33 P=1.33*6*9*(10*1.852/2*10)=122.9KN 动水压力呈倒涌布置，群桩共同承担其荷载 力学模型如图示： 程序算得：动水压力及平台自重作用下，桩身内力 M=155.8KN-M 对应轴向力N=39.8KN 稳定时的强度： б=39.8*103/0.856*0.0148+155.8*103/0.002173* （1-0.8*39.8/404.9）=3.1+77.8=80.9MPa <170Mpa 程序算得动水压力及平台自重作用下的平台顶面变形 ΔmaX=0.053m 强度及稳定性满足要求。 六、结论 由以上计算结果， 1、平台结构顶层I28b次梁在支点处局部承压应力控制强度； 2、贝雷横梁在单立杆处压杆控制强度，增加4片贝雷梁扶强； 3、钢管桩顶2I32b纵梁在钢管桩顶支点处局部承压控制强度，在 外侧焊接扶强钢肋板增加其承压面积； 4、钢管桩面积满足要求，插打施工过程中控制其偏位，减少偏心 力矩。 塔吊四桩基础的计算书 依据《塔式起重机混凝土基础工程技术规程》(JGJ/T 187-2009)。 一. 参数信息 塔吊型号:5015 塔机自重标准值:Fk1=1335.00kN 起重荷载标准值:Fqk=60.00kN 塔吊最大起重力矩:M=885.00kN.m 塔吊计算高度: H=80m 塔身宽度: B=1.80m 非工作状态下塔身弯矩:M1=-1170kN.m 桩混凝土等级: C80 承台混凝土等级:C35 保护层厚度: 50mm 矩形承台边长: 4.00m 承台厚度: Hc=1.400m 承台箍筋间距: S=200mm 承台钢筋级别: HRB335 承台顶面埋深: D=0.000m 桩直径: d=0.500m 桩间距: a=3.000m 桩钢筋级别: HPB235 桩入土深度: 11.90m 桩型与工艺:预制桩桩空心直径: 0.250m 计算简图如下： 二. 荷载计算 1. 自重荷载及起重荷载 1) 塔机自重标准值 Fk1=1335kN 2) 基础以及覆土自重标准值 Gk=4×4×1.40×25=560kN 承台受浮力：Flk=4×4×0.35×10=56kN 3) 起重荷载标准值 Fqk=60kN 2. 风荷载计算 1) 工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (Wo=0.2kN/m2) =0.8×1.48×1.95×1.54×0.2=0.71kN/m2 =1.2×0.71×0.35×1.8=0.54kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=0.54×80.00=43.01kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×43.01×80.00=1720.32kN.m 2) 非工作状态下塔机塔身截面对角线方向所受风荷载标准值 a. 塔机所受风均布线荷载标准值 (本地区 Wo=0.55kN/m2) =0.8×1.54×1.95×1.54×0.55=2.03kN/m2 =1.2×2.03×0.35×1.80=1.54kN/m b. 塔机所受风荷载水平合力标准值 Fvk=qsk×H=1.54×80.00=123.07kN c. 基础顶面风荷载产生的力矩标准值 Msk=0.5Fvk×H=0.5×123.07×80.00=4922.67kN.m 3. 塔机的倾覆力矩 工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-1170+0.9×(885+1720.32)=1174.79kN.m 非工作状态下，标准组合的倾覆力矩标准值 Mk=-1170+4922.67=3752.67kN.m 三. 桩竖向力计算 南湾街道城中村排水管涵清淤工程 工程量计算书 （编号：） 合同名称： 合同编号： 施工单位： 日期： 说明 1、计量部位范围：（写明本编号计算书计算的工程部位及范围，应分条叙述）； 2、工程量计算书由工程量汇总表、工程量计算式和附件（原始测量记录）组成； 3、工程量汇总表应尽可能与招标文件中工程量清单的条目、单位、格式相一致； 4、工程量计算书应在现场测量结束后或结构工程施工前，根据工程现场测量成果和施工图计算，可按招标文件工程量清单分大项报送，连续编号，最终作为工程决算的附件； 5、工程量计算书原则上一式三份，业主、监理和施工各一份； 6、监理单位复核结束后，监理、施工双方可就差异较大的部分进行核对，协商一致后，作为最终工程量。在工程结算过程中，以此作为依据按进度支付。 表1 工程量汇总表 序号项目名称单 位 合同工 程量 施工申报 工程量 监理审核 工程量 核准 工程量 备注 沙塘布村 1 DN300以内的圆管清淤m 6381.256381.25 2 DN600以内的圆管清淤m 185.30185.30 3 300*300方涵清淤m 190.34190.34 4 500*500方涵清淤m 121.95121.95 5 淤泥弃置 m3241.72 241.72 丹竹头村 6 DN300以内的圆管清淤m 13393.5213393.52 7 DN600以内的圆管清淤m 4920.634920.63 8 DN900以内的圆管清淤 m355.8755.87 9 DN900以上的圆管清淤 m323.0523.05 10300*300方涵清淤m438.53438.53 11 300*400方涵清淤m 84.1384.13 12 300*600方涵清淤m 11.2311.23 13 400*300方涵清淤m 119.90119.90 14 400*400方涵清淤m 168.25168.25 15 500*500方涵清淤m 41.3441.34 16 400*700方涵清淤 m3 2.31 2.31 17 700*700方涵清淤 m322.0822.08 18 900*1100方涵清淤 m321.1421.14 19 1500*800方涵清淤 m323.8023.80 20 1500*1000方涵清淤 m339.9439.94 21 2000*2000方涵清淤 m3661.60661.60 22 淤泥弃置 m31640.141640.14 上李朗村 23 DN300以内的圆管清淤m 3801.163801.16 桩基础课程设计计 算书 土 力 学 课 程 设 计 姓名： 学号： 班级： 二级学院： 指导老师： 地基基础课程设计任务书 [工程概况] 某城市新区拟建一栋10层钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0m ，宽9.6m ，其1-5轴的柱底荷载效应标准组合值如下所示。建筑场地位于临街地块部·位，地势平坦,室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。柱截面尺寸均为500mm ×500mm ，横向承重，柱网布置图如图1所示。场地内地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标详见工程地质资料，如表1所示。勘察期间测得地下水水位埋深为 2.5m 。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。试按乙级条件设计柱下独立承台桩基础。 柱底荷载效应标准组合值 1轴荷载：5417;85.m;60k k k F kN M kN V kN ===。 2轴荷载：5411;160.m;53k k k F kN M kN V kN ===。 3轴荷载：5120;88.m;63k k k F kN M kN V kN ===。 4轴荷载：5300;198.m;82k k k F kN M KN V kN ===。 5轴荷载：5268;140.m;60k k k F kN M kN V kN ===。 图1 框架结构柱网布置图 （预制桩基础）--12土木1班 工程概况 某市新区钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0米，柱距6米，宽9.6米，室内外地面高差0.45米。柱截面500×500mm 。建筑场地地质条件见表1。 表1 建筑场地地质条件 注：地下水位在天然地面下2.5米处 目录 地基基础课程设计任务书............................................................................ - 0 -工程概况....................................................................................................... - 1 - 1.设计资料.................................................................................................... - 4 - 2.选择桩型与桩端持力层、确定桩长和承台埋深...................................... - 4 - 3.确定单桩极限承载力标准值..................................................................... - 5 - 4.确定桩数和承台尺寸 ................................................................................ - 6 - 5.桩顶作用效应验算 .................................................................................... - 7 - 6.桩基础沉降验算 ........................................................................................ - 8 - 6.1 求基底压力和基底附加压力 ........................................................... - 8 - 6.2 确定沉降计算深度 ........................................................................... - 8 - 6.3 沉降计算........................................................................................... - 8 - 定远县2011年小型水库除险加固工程 工程量计算书 （编号：） 合同名称： 合同编号： 施工单位： 日期： 说明 1、计量部位范围：（写明本编号计算书计算的工程部位及范围，应分条叙述）； 2、工程量计算书由工程量汇总表、工程量计算式和附件（原始测量记录）组成； 3、工程量汇总表应尽可能与招标文件中工程量清单的条目、单位、格式相一致； 4、工程量计算书应在现场测量结束后或结构工程施工前，根据工程现场测量成果和施工图计算，可按招标文件工程量清单分大项报送，连续编号，最终作为工程决算的附件； 5、工程量计算书原则上一式三份，业主、监理和施工各一份； 6、监理单位复核结束后，监理、施工双方可就差异较大的部分进行核对，协商一致后，作为最终工程量。在工程结算过程中，以此作为依据按进度支付。 表1 工程量汇总表 序号项目名称单位合同工 程量 施工申报 工程量 监理审核 工程量 核准 工程量 备注 1 临时工程 1.1 施工导流 1.1.1 施工导流及临时排水项 1 1 1.1.2 施工围堰填筑及拆除项 1 1 1.2 施工临时道路维护项 1 1 1.3 临时房屋m2800 800 1.4 其他临时工程 1.4.1 施工临时供电工程项 1 1 1.4.2 施工临时供水工程项 1 1 1.4.3 施工脚手架项 1 1 1.4.4 材料二次转运项 1 1 2 青山水库除险加固工程 2.1 大坝加固工程 2.1.1 土方开挖工程 2.1.1.1 沟槽土方挖运(集、排水沟、踏 步、石埂等) m31337 185.19 2.1.1.2 坝坡表层土清除m35688 7192 2.1.1.3 取土区表层土清除m31778 1880 2.1.1.4 削坡土方m32373 2.1.2 土方填筑工程 2.1.2.1 坝身加培（含碾压）m316619 8097 2.1.3 大坝防渗处理 2.1. 3.1 冲抓套孔粘土井柱桩防渗墙m37500 4021.95 2.1.4 上游坝坡处理 2.1.4.1 上游干砌石拆除m31706 2247 2.1.4.2 人工干砌上游自锁式砼块护坡m3822 732.11 桩基础设计计算书 一:建筑设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征与力学性质的不同自上而下划分为四层,物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为 2、0m,地下水水质分析结果表明,本场地下水无腐蚀性。 建筑安全等级为2级,已知上部框架结构由柱子传来的荷载: V = 3200kN, M=400kN m g,H = 50kN; 柱的截面尺寸为:400×400mm; 承台底面埋深:D ＝2、0m。 2、根据地质资料,以黄土粉质粘土为桩尖持力层, 钢筋混凝土预制桩断面尺寸为300×300,桩长为10、0m 3、桩身资料: 混凝土为C30,轴心抗压强度设计值f c ＝15MPa,弯曲强度设计值为 f m ＝16、5MPa,主筋采用:4Φ16,强度设计值:f y ＝310MPa 4、承台设计资料:混凝土为C30,轴心抗压强度设计值为f c ＝15MPa,弯曲抗压强度设计值 为f m ＝1、5MPa。 、附:1):土层主要物理力学指标; 2):桩静载荷试验曲线。 桩静载荷试验曲线 二:设计要求: 1、单桩竖向承载力标准值与设计值的计算; 2、确定桩数与桩的平面布置图; 3、群桩中基桩的受力验算 4、承台结构设计及验算; 5、桩及承台的施工图设计:包括桩的平面布置图,桩身配筋图, 承台配筋与必要的施工说明; 6、需要提交的报告:计算说明书与桩基础施工图。 三:桩基础设计 (一):必要资料准备 1、建筑物的类型机规模:住宅楼 2、岩土工程勘察报告:见上页附表 3、环境及检测条件:地下水无腐蚀性,Q —S 曲线见附表 (二):外部荷载及桩型确定 1、柱传来荷载:V = 3200kN 、M = 400kN ?m 、H = 50kN 2、桩型确定:1)、由题意选桩为钢筋混凝土预制桩; 2)、构造尺寸:桩长L ＝10、0m,截面尺寸:300×300mm 3)、桩身:混凝土强度 C30、 c f ＝15MPa 、 m f ＝16、5MPa 4φ16 y f ＝310MPa 花架工程量清单表 花架工程量计算：0.2307 1.平整场地： S=园路长×宽=34.5×3=103.5m2； 2.混凝土柱基开挖地坑土方量： V=长×宽×高×10=0.9×0.9×0.45×10=3.645m3； 3.基柱混凝土垫层： V=长×宽×厚×10=0.9×0.9×0.04×10=0.3240m3； 4.混凝土基础： V=长×宽×厚×10=0.716×0.716×0.67×10=3.4348m3；5.回填土： V=V挖土方量－V埋入地下混凝土柱基－V柱基混凝土垫层=3.645-2.307-0.2501=1.088m3； 6.花架横梁： 花架横梁总工程量V=一个花架横梁体积×花架横梁个数=长×宽×高×17=3.6×0.08×0.2×17=0.9792m3； 7.花架纵梁： 花架纵梁总工程量V=一个花架纵梁体积×花架纵梁个数=长×宽×高×2=15.75×0.1×0.25×2=0.3938m3； 8.花架檩： 花架檩条总工程量V=一个花架檩体积×花架檩个数=长×宽×高×5=15.75×0.08×0.2×5=1.26m3； 9.花架柱： 花架柱总工程量V=一个花架柱体积×花架柱个数=长×宽×高×10=0.5×0.5×2.280×10=0.7m3； 10.粗磨石花岗岩凳面： 粗磨石花岗岩凳面总工程量V=一个粗磨石花岗岩凳面×粗磨石花岗岩凳面个数=长×宽×厚×8=3×0.4×0.08×8=0.768m3； 11.粗磨石花岗岩凳柱： 粗磨石花岗岩凳柱总工程量V=一个粗磨石花岗岩凳柱×粗磨石花岗岩凳柱个数=长×宽×高×16=0.3×0.15×0.32×16=0.2304m3； 12.梁柱饰面油漆： 横梁的总表面积=（3.6×0.2＋3.6×0.08+0.08×0.2）×2×17=34.816m2； 纵梁的总表面积=（15.75×0.1+15.75×0.25+0.1×0.25)×2×2=22.15m2； 柱的总表面积=2.28×0.5×4×10=45.6m2； 梁柱饰面油漆总工程量S=横梁的总表面积+纵梁的总表面积+柱的总表面积=34.816+22.15+45.6=102.566m2； 独立桩承台设计(J2a-5) 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规范》 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008), 本文简称《桩基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 1 设计资料 1.1 已知条件 承台参数(2 桩承台第 1 种) 承台底标高: -1.200(m) 承台的混凝土强度等级: C30 承台钢筋级别: HRB400 配筋计算a s: 150(mm) 承台尺寸参数 e11(mm)875e12(mm)875 A'(mm)500H(mm)1200 桩参数 桩基重要性系数: 1.0 桩类型: 混凝土预制桩 承载力性状: 端承摩擦桩 桩长: 10.000(m) 是否方桩: 否 桩直径: 500(mm) 桩的混凝土强度等级: C80 单桩极限承载力标准值: 3500.000(kN) 桩端阻力比: 0.400 均匀分布侧阻力比: 0.400 是否按复合桩基计算: 否 桩基沉降计算经验系数: 1.000 压缩层深度应力比: 20.00% 柱参数 柱宽: 500(mm) 柱高: 500(mm) 柱子转角: 0.000(度) 柱的混凝土强度等级: C30 柱上荷载设计值 弯矩M x: 50.000(kN.m) 弯矩M y: 50.000(kN.m) 轴力N : 3500.000(kN) 剪力V x: 15.000(kN) 剪力V y: 15.000(kN) 是否为地震荷载组合: 否 基础与覆土的平均容重: 0.000(kN/m3) 荷载综合分项系数: 1.20 1.2 计算内容 (1) 桩基竖向承载力计算 (2) 承台计算(受弯、冲切、剪计算及局部受压计算) 2. 计算过程及计算结果 2.1 桩基竖向承载力验算 (1) 桩基竖向承载力特征值R计算 根据《桩基规范》5.2.2及5.2.3 = R a Q uk K 式中： R a——单桩竖向承载力特征值； Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K ——安全系数,取K=2。 单桩竖向极限承载力标准值 Q uk = 3500.000(kN) 单桩竖向承载力特征值 R a = 1750.000(kN) (2) 桩基竖向承载力验算 根据《桩基规范》5.1.1 式5.1.1-1计算轴心荷载作用下桩顶全反力,式5.1.1-2计算偏心荷载作用下桩顶全反力在轴心荷载作用下,桩顶全反力 N k = 1458.333(kN) 按《桩基规范》5.2.1(不考虑地震作用) 式5.2.1-1 (γ0N k≤1.00R) 验算 (γ0N k=1458.333kN) ≤ (1.00R=1750.000kN) 满足. 在偏心荷载作用下,按《桩基规范》5.2.1(不考虑地震作用) 式5.2.1-2 (γ0N kmax≤1.20R) 计算桩号 1 : (γ0N1k=1425.952kN) ≤ (1.20R=2100.000kN) 满足。 桩号 2 : (γ0N2k=1490.714kN) ≤ (1.20R=2100.000kN) 满足。 (γ0N kmax=1490.714kN) ≤ (1.20R=2100.000kN) 满足. 2.2 承台受力计算 (1) 各桩净反力(kN) 根据《桩基规范》5.1.1 式5.1.1-2计算桩顶净反力(G=0.0kN) 桩号01 净反力: 1711.143(kN) 桩号02 净反力: 1788.857(kN) 最大桩净反力 : 1788.857(kN) (2) 受弯计算 根据《桩基规范》5.9.2第1款，计算承台柱边截面弯矩 柱边左侧承台弯矩 : 1069.464(kN.m) 柱边右侧承台弯矩 : 1118.036(kN.m) 柱边上侧承台弯矩 : 0.000(kN.m) 柱边下侧承台弯矩 : 0.000(kN.m) 承台控制弯矩 M x : 0.000(kN.m) M y : 1118.036(kN.m) 根据《混凝土规范》附录G G.0.2，按深受弯构件计算承台计算配筋 ≤ M f y A s z 取按板单筋和深受弯计算配筋的最大值 承台X方向计算配筋A sx : 3768(mm2) 承台Y方向计算配筋A sy : 按构造筋 (3) 柱对承台的冲切 不需要验算 (4) 桩对承台的冲切 桩号 1 不需要验算 桩号 2 不需要验算 桩基础设计计算书 桩基础设计计算书 1、研究地质勘察报告 1.1地形 拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。 1.2、工程地质条件 自上而下土层一次如下： ① 号土层：素填土，层厚约为 1.5m ，稍湿，松散，承载力特征值 a ak KP f 95= ② 号土层：淤泥质土，层厚 5.5m ，流塑，承载力特征值 a ak KP f 65= ③ 号土层：粉砂，层厚 3.2m ，稍密，承载力特征值a ak KP f 110= ④ 号土层：粉质粘土，层厚 5.8m ，湿，可塑，承载力特征值 a ak KP f 165= ⑤ 号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值 a ak KP f 280= 1.3、 岩土设计参数 岩土设计参数如表1和表2所示。 表1地基承载力岩土物理力学参数 表2桩的极限侧阻力标准值 q和极限端阻力标准值pk q单位KPa sk 1.4水文地质条件 ⑴拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 ⑵地下水位深度：位于地表下4.5m。 1.5 场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化沙土、粉土。 1.6 上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土结构，长30m，宽9.6m。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱截面尺寸均为 400mm 400mm，横向承重，柱网布置如图所示。 2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深 根据地质勘查资料，确定第⑤层粉砂层为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为方桩，400mm×400mm桩长为15.7m。桩顶嵌入承台70mm，桩端进持力层1.2m承台埋深 三桩承台计算书 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012), 本文简称《荷载规范》 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008), 本文简称《桩基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 1 设计资料 1.1 已知条件 承台参数(3 桩承台第 1 种) _承台底标高 _: -2.000(m) _承台的混凝土强度等级_: C30 _承台钢筋级别 _: HRB400 _配筋计算a s _: 50(mm) 承台尺寸参数 桩参数 _桩基重要性系数 _: 1.0 _桩类型 _: 混凝土预制桩 _承载力性状 _: 端承摩擦桩 _桩长 _: 15.000(m) _是否方桩 _: 否 _桩直径 _: 400(mm) _桩的混凝土强度等级 _: C35 _单桩极限承载力标准值_: 2400.000(kN) _桩端阻力比 _: 0.400 _均匀分布侧阻力比 _: 0.400 _是否按复合桩基计算 _: 否 _桩基沉降计算经验系数_: 1.000 _压缩层深度应力比 _: 20.00% 柱参数 _柱宽 _: 600(mm) _柱高 _: 600(mm) _柱子转角 _: 0.000(度) _柱的混凝土强度等级_: C35 柱上荷载设计值 _弯矩M x _: 0.000(kN.m) _弯矩M y _: 0.000(kN.m) _轴力N _: 4400.000(kN) _剪力V x _: 0.000(kN) _剪力V y _: 0.000(kN) _是否为地震荷载组合 _: 否 _基础与覆土的平均容重_: 20.000(kN/m3) _荷载综合分项系数 _: 1.35 土层信息 _地面标高 _: 0.000(m) _地下水标高_: -10.000(m) (m)(kN/m3)(kN/m3)(MPa)征值(kPa)程度(kPa) 1.2 计算内容 (1) 桩基竖向承载力计算 (2) 承台计算(受弯、冲切、剪计算及局部受压计算) (3) 软弱下卧层验算 (4) 桩基沉降计算 2. 计算过程及计算结果 2.1 桩基竖向承载力验算 (1) 桩基竖向承载力特征值R计算 根据《桩基规范》5.2.2及5.2.3 式中： R a——单桩竖向承载力特征值； Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K ——安全系数,取K=2。 单桩竖向极限承载力标准值 Q uk = 2400.000(kN) 单桩竖向承载力特征值 R a = 1200.000(kN) (2) 桩基竖向承载力验算 根据《桩基规范》5.1.1 式5.1.1-1计算轴心荷载作用下桩顶全反力,式5.1.1-2计算偏心荷 载作用下桩顶全反力 解放军第八五医院新建病房综合楼工程TC6515型塔式起重机 基 础 施 工 方 案 施工单位：中夏建设集团 编制单位：上海颐东机械施工工程有限公司 日期：2010.11.22 版次：专家评审后修改版 塔式起重机安拆施工方案审批表 TC6515塔吊基础的计算书 1工程概况 解放军第八五医院新建病房综合楼工程位于上海市长宁区1328号。因工程建设需要欲安装一台TC6515塔机。本塔机最大独立高度为60米，初始安装高度50米。塔机的基础为混凝土承台＋格构柱＋灌注桩的形式。塔机混凝土承台尺寸为6500×6500×1400，承台面标高为－2.4米，混凝土型号不低于C35，配筋为纵横各不小于35根直径25的螺纹钢；格构柱截面尺寸为430×430，主肢为L180×180×18，缀板400×20×10＠600，最大悬高9.35米，格构柱插入承台尺寸为600，插入灌注桩尺寸为3000；灌注桩为4根￠800的灌注桩，桩间距为4300，混凝土型号为C35，桩长33.85米，桩底标高为－45.6米。 2编制依据 2.1《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规范》JGJ196－2010 2.2《钢结构设计规范》GB50017－2003 2.3《建筑桩基技术规范》JGJ94－2008 2.4《塔式起重机混凝土基础工程技术规范》JGJ/T187-2009 2.5《混凝土结构设计规范》GB50010-2002 3施工注意事项 3.1钻孔灌注桩强度等级为C35，（按《建筑机械使用安全规程JGJ33-2001中 4.4.2条规定》，其施工时严格按照规范要求施工，超灌部分在地下室底板范围内，地下室施工时，需将钢构柱内的砼凿除干净后，在各格构柱的角钢上焊接钢板止水片。 3.2钢格构柱与灌注桩的搭接长度为3m，要求与钢筋笼主筋焊接，在下钢筋笼时，应严格控制四根钢格构柱的方向成正方形布置，以保证其外围槽钢加固杆的焊接。 3.3格构柱的主肢全长为11.55米，使用整长为12米的角钢焊接而成，不允许中间对接。 3.4塔吊底座与塔吊的安装应该按塔吊出场说明书要求执行，控制好预埋螺栓的位置及锚固深度，钢格构柱顶段应浇入塔基承台内0.6m。 3.5【20槽钢外围加固杆应随挖土深度及时焊接，每隔2.2米焊接水平支撑、斜向剪刀撑及水平剪刀撑。钢格构柱体露在土层以上格构的高度不得大于1.5米。斜向剪刀撑及水平剪刀撑的中间，一定要彼此连接好。具体的水平支撑、斜向剪刀撑及水平剪刀撑见附图。 3.6所有钢构件的焊接均为接触边长度内满焊，焊接厚度大于8mm。 3.7格构周围50cm以内的土，在开挖的时候，不允许使用大型机械进行开挖，必须使用人工进行挖土，以防止大型机械破坏格构柱。 3.8塔机在第一次安装好以后，需要顶升级到51米高，高于周围建筑物的高度。此后塔机在做附墙以前不再进行加节顶升。 桩基础的设计计算 1．本章的核心及分析方法 本节将介绍考虑桩与桩侧土共同抵抗外荷载作用时桩身的内力计算，从而解决桩的强度问题。重点是桩受横轴向力时的内力计算问题。 桩在横轴向荷载作用下桩身的内力和位移计算，国内外学者提出了许多方法。目前较为普遍的是桩侧土采用文克尔假定，通过求解挠曲微分方程，再结合力的平衡条件，求出桩各部位的内力和位移，该方法称为弹性地基梁法。 以文克尔假定为基础的弹性地基梁法从土力学观点看是不够严密的，但其基本概念明确，方法简单，所得结果一般较安全，在国内外工程界得到广泛应用。我国公路、铁路在桩基础的设计中常用的"m"法、就属此种方法，本节将主要介绍"m"法。 2．学习要求 本章应掌握桩单桩按桩身材料强度确定桩的承载力的方法，" "法计算单桩内力的各种计算参数的使用方法，多排桩的主要计算参数及其各自的含义。掌握承台计算方法,群桩设计的要点及注意事项,了解桩基设计的一般程序及步骤。本专科生均应能独立完成单排桩和多排桩的课程设计。 第一节单排桩基桩内力和位移计算 一、基本概念 （一）土的弹性抗力及其分布规律 1．土抗力的概念及定义式 （1）概念 桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移及转角，使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。土的这种作用力称为土的弹性抗力。 （2）定义式 （4-1） 式中：--横向土抗力，kN/m2； --地基系数，kN/m3； --深度Z处桩的横向位移，m。 2．影响土抗力的因素 （1）土体性质 （2）桩身刚度 （3）桩的入土深度 （4）桩的截面形状 （5）桩距及荷载等因素 3．地基系数的概念及确定方法 （1）概念 一、工程量计算规则 1、平整场地按设计图示尺寸的建筑物首层面积（首层面积按建筑物外墙外边线计算）以m2计算。 2、挖土方按设计图示尺寸以m3计算。 3、挖基础土方按设计图示尺寸以基础垫层底面积（基础垫层底面积是指垫层与地基相接的底面积）乘以挖土深度以m3计算。 4、人工挖桩孔土方按图示桩的不同断面积乘以设计桩孔中心线深度（含扩大头进入持力层部分）以m3计算。 5、挖淤泥、流砂按设计图示位置、界限以m3计算。 6、管沟土方按设计图示的管道中心线长度以m计算。 7、预裂爆破按设计图示的钻孔总长度以m计算。 8、石方开挖按设计图示尺寸以m3计算。 9、管沟石方按设计图示的管道中心线长度以m计算。 10、土（石）方回填按设计图示尺寸以m3计算。场地回填以回填面积乘以平均回填厚度计算；室内回填以主墙间净面积乘以回填 厚度计算；基础回填以挖方体积减去设计室外地坪以下埋设的基础体积（包括基础垫层及其他构筑物）计算。 二、说明 1、土壤及岩石（普氏）的分类可按（附表一）确定。 2、土石方体积应按挖掘前的天然密实体积计算。 3、平整场地适用于建筑场地厚度在±30cm以内的挖、填、找平。 4、挖土方适用于±30cm以外的竖向布置的挖土或山坡切土，是指设计室外地坪标高以上的挖土，其挖土方平均厚度应按自然地面 测量标高至设计地坪标高间的平均厚度确定。 5、挖基础土方包括带形基础、独立基础、满堂基础（包括地下室基础）及设备基础等。基础土方、石方开挖深度应按基础垫层底表面（基础垫层底表面是指垫层与地基相接的垫层底表面）标高至交付施工场地标高（交付施工场地标高是指设计室外地坪标高）确定。无交付施工场地标高时，应按自然地面标高确定。 6、设计要求采用减震孔方式减弱爆破震动波时，可按预裂爆破项目编码列项。 7、土方开挖中，根据施工要求的放坡、操作工作面和机械挖土进出施工工作面的坡道等增加的工程量，可包括在挖基础土方报价内。 工程量清单计算规则及说明 一、工程量计算规则 1、桩基工程的土壤级别鉴别可按（附表二）土质级别的规定和鉴别方法进行确定。 2、预制钢筋混凝土桩按设计图示尺寸的桩长（包括桩尖）以m 或根计算，或按设计图示尺寸以桩长（包括桩尖，不扣除桩尖虚体积）乘桩身断面积以m3计算。 3、砂石灌注桩、灰土挤密桩、旋喷桩、喷粉桩按设计图示尺寸 工程量确认表 变更通知单 备注：1、本签证如涉及费用增减，施工单位应在收到本通知后3日内，就上述变更事项需增减的费用向我方核算部申报预算，并附详细工程量计算书及预算书。 2、本通知单在施工前由建设单位盖章下发，施工单位据此施工；在施工完成后3日内，工程部会同监理公司核验并签署验 收意见后，于验收当日报送建设单位盖章后，方为一份完整的变更。 3、任一环节的缺失，建设单位均不予结算。 变更、签证工作流程（内部） 1、目的：确认合理的变更与签证程序，控制变更、签证的费用。 2、范围：适用于本公司所有在建工程的变更及签证项目。 3、部门职责： 3.1.工程部是变更、签证实施的见证部门。 3.1.1.项目主管工程师确认签证及变更实施的情况及工程量，并负责对签证原因进行 解释、填报。 3.1.2.部门经理负责签证的审批。 3.2.技术部是变更的见证部门。 3.2.1.项目主管工程师对变更单进行确认及说明变更原因。 3.2.2.部门经理负责变更的审批。 3.3.核算部负责对变更及签证进行费用核算，同时根据需要可对变更、签证的实施情 况进行核查。 3.4办公室做为公司印章保管部门，负责对签字齐全的变更、签证、完工确认单进行编号、签章确认后1日内分发，并建立相应的用章登记台帐，负责将签章完毕的单 据分发各相关部门。 4、办理程序： 4.1.变更。 4.1.1在优化设计前，由技术部根据需要召集营销部、工程部、核算部、施工单位相关人员开会讨论变更的技术、经济可行性及对工期的影响，经公司批准后，联系设计单位进行优化设计，由设计单位出具设计变更或由我司直接向施工单位发出变更 通知。 4.1.2.工程在施工过程中，若发现施工图纸存在问题，主管工程师必须及时向部门经理及技术部报告，技术部确认后与设计单位联系，由设计单位进行设计变更或我司 直接发变更通知。 4.1.3.技术部审核变更，经审批完成后1天内，交办公室，由办公室签章、分发。 目录 1设计任务 (2) 1.1设计资料 (2) 1.2设计要求 (3) 2 桩基持力层，桩型，桩长的确定 (3) 3 单桩承载力确定 (3) 3.1单桩竖向承载力的确定 (3) 4 桩数布置及承台设计 (4) 5 复合桩基荷载验算 (6) 6 桩身和承台设计 (9) 7 沉降计算 (14) 8 构造要求及施工要求 (20) 8.1预制桩的施工 (20) 8.2混凝土预制桩的接桩 (21) 8.3凝土预制桩的沉桩 (22) 8.4预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施 (23) 8.5结论与建议 (25) 9 参考文献 (25) 一、设计任务书 (一)、设计资料 1、某地方建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为5层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.1m,本场地下水无腐蚀性。建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载。承台底面埋深：D ＝2.1m。 （二）、设计要求： 1、桩基持力层、桩型、承台埋深选择 2、确定单桩承载力 3、桩数布置及承台设计 4、群桩承载力验算 5、桩身结构设计和计算 6、承台设计计算 7、群桩沉降计算 8、绘制桩承台施工图 二、桩基持力层，桩型，桩长的确定 根据设计任务书所提供的资料，分析表明，在柱下荷载作用下，天然地基基础难以满足设计要求，故考虑选用桩基础。由地基勘查资料，确定选用第四土层黄褐色粉质粘土为桩端持力层。 根据工程请况承台埋深 2.1m，预选钢筋混凝土预制桩断面尺寸为450㎜×450㎜。桩长21.1m。 三、单桩承载力确定 （一）、单桩竖向承载力的确定： 1、根据地质条件选择持力层，确定桩的断面尺寸和长度。 根据地质条件以第四层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层， 采用截面为450×450mm的预置钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层 1.0m；镶入承台0.1m，桩长21.1 m。承台底部埋深 2.1 m。 2、确定单桩竖向承载力标准值Quk可根据经验公式估算： Quk= Qsk+ Qpk=μ∑qsikli+qpkAp Q——单桩极限摩阻力标准值（kN） sk Q——单桩极限端阻力标准值（kN） pk u——桩的横断面周长（m） A——桩的横断面底面积（2m） p L——桩周各层土的厚度（m） i q——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（a kP）sik q——桩底土的单位极限端阻力标准值（a kP） pk 桩周长：μ=450×4=1800mm=1.8m 三桩桩基承台计算 项目名称 ______________ 日 期 __________________ 设 计 者 _______________ 校 对 者 ________________ 一、设计依据 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2011) ① 《混凝土结构设计规范》 (GB50010- 2010) ② 《建筑桩基技术规范》 (JGJ 94 －2008) ③ 二、示意图 三、计算信息 构件编号 : CT2 1. 几何参数 矩形柱宽 bc=500mm 圆桩直径 d=600mm 承台根部高度 H=1250mm x 方向桩 中心距 A=1800mm y 方向桩中心距 B=1800mm 承台边缘至边桩中心距 C=600mm 2. 材料信息 柱混凝土强度等级 : 承台混凝土强度等级 桩混凝土强度等级 : 承台钢筋级别 : 3. 计算信息 结构重要性系数 : ft_c=1.57N/mm ft_b=1.43N/mm ft_p=1.43N/mm HRB400 fy=360N/mm 2 丫 o=1.0 4. 作用在承台顶部荷载标准值 Fgk=4418.000kN Fqk=0.000kN Mgxk=81.000kN*m Mqxk=0.000kN*m Fk=Fgk+Fqk=4418.000+(0.000)=4418.000kN Mxk=Mgxk+Fgk*(B2-B1)/2+Mqxk+Fqk*(B2-B1)/2 =81.000+4418.000*(0.000-0.000)/2+(0.000)+0.000*(0.000-0.000)/2 =81.000kN*m Myk=Mgyk+Fgk*(A2-A1)/2+Mqyk+Fqk*(A2-A1)/2 =6.000+4418.000*(0.000-0.000)/2+(0.000)+0.000*(0.000-0.000)/2 =6.000kN*m Vxk=Vgxk+Vqxk=5.000+(0.000)=5.000kN Vyk=Vgyk+Vqyk=57.000+(0.000)=57.000kN F1=rg*Fgk+rq*Fqk=1.20*(4418.000)+1.40*(0.000)=5301.600kN 承台类型 : 三桩承台 计算类型 : 验算截面尺寸 纵筋合力点至近边距离 as=155mm 矩形柱高 hc=550mm C35 C30 C30 2 fc_c=16.7N/mm fc_b=14.3N/mm 2 2 fc_p=14.3N/mm 2 Mgyk=6.000kN*m Vgxk=5.000kN Vgyk=57.000kN 永久荷载分项系数 可变荷载分项系数 Mqyk=0.000kN*m Vqxk=0.000kN Vqyk=0.000kN rg=1.20 rq=1.40 土 力 学 课 程 设 计 姓名： 学号： 班级： 二级学院： 指导老师： 地基基础课程设计任务书 [工程概况] 某城市新区拟建一栋10层钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0m ，宽9.6m ，其1-5轴的柱底荷载效应标准组合值如下所示。建筑场地位于临街地块部·位，地势平坦,室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。柱截面尺寸均为500mm ×500mm ，横向承重，柱网布置图如图1所示。场地内地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标详见工程地质资料，如表1所示。勘察期间测得地下水水位埋深为2.5m 。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。试按乙级条件设计柱下独立承台桩基础。 柱底荷载效应标准组合值 1轴荷载：5417;85.m;60k k k F kN M kN V kN ===。 2轴荷载：5411;160.m;53k k k F kN M kN V kN ===。 3轴荷载：5120;88.m;63k k k F kN M kN V kN ===。 4轴荷载：5300;198.m;82k k k F kN M KN V kN ===。 5轴荷载：5268;140.m;60k k k F kN M kN V kN ===。 图1 框架结构柱网布置图 （预制桩基础）--12土木1班 工程概况 某市新区钢筋混凝土框架结构的办公楼，长24.0米，柱距6米，宽9.6米，室内外地面高差0.45米。柱截面500×500mm。建筑场地地质条件见表1。 表1 建筑场地地质条件 注：地下水位在天然地面下2.5米处 目录 地基基础课程设计任务书........................................................................................................ - 0 - 工程概况.................................................................................................................................... - 1 - 1.设计资料................................................................................................................................. - 3 - 2.选择桩型与桩端持力层、确定桩长和承台埋深................................................................. - 3 - 3.确定单桩极限承载力标准值................................................................................................. - 4 - 4.确定桩数和承台尺寸............................................................................................................. - 5 - 5.桩顶作用效应验算................................................................................................................. - 5 - 6.桩基础沉降验算..................................................................................................................... - 6 - 6.1 求基底压力和基底附加压力...................................................................................... - 6 - 6.2 确定沉降计算深度...................................................................................................... - 6 - 6.3 沉降计算...................................................................................................................... - 6 - 6.4 确定沉降经验系数...................................................................................................... - 7 - 8 承台设计计算........................................................................................................................ - 9 - 8.1承台受冲切承载力验算............................................................................................... - 9 - 8.1.1.柱边冲切............................................................................................................. - 9 - 8.1.2角桩向上冲切................................................................................................... - 10 - 8.2承台受剪承载力计算................................................................................................. - 10 - 8.3承台受弯承载力计算..................................................................................................- 11 - 参考文献...................................................................................................................................- 11 -1#承台桩基础计算书
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