工程桩基础设计计算书

基

础

工

程

课

程

设

计

计

算

书

系别：土木工程系

姓名：盛懋

目录

1 .设计资料 ........................................................................................................................ 3

1.1 建筑物场地资料 .................................................................................................... 3

2 .选择桩型、桩端持力层 、承台埋深 ........................................................................ 3

2.1 选择桩型 ............................................................................................................... 3

2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深 .......................................................................... 3

3 .确定单桩极限承载力标准值....................................................................................... 4

3.1 确定单桩极限承载力标准值 .................................................................................. 4

4 .确定桩数和承台底面尺寸 ........................................................................................... 4

5 .确定复合基桩竖向承载力设计值及群桩承载力和 ................................................. 5

5.1 四桩承台承载力计算 ............................................................................................. 5

6 .桩顶作用验算................................................................................................................ 6

6.1 四桩承台验算 ........................................................................................................ 6

7 .桩基础沉降验算 ........................................................................................................... 6

7.1 桩基沉降验算 ........................................................................................................ 6

8 .桩身结构设计计算 ....................................................................................................... 9

8.1 桩身结构设计计算 ................................................................................................ 9

9 .承台设计 ...................................................................................................................... 10

9.1 承台弯矩计算及配筋计算 ................................................................................... 10

9.2 承台冲切计算 ...................................................................................................... 11

9.3承台抗剪验算 ....................................................................................................... 12

9.4 承台局部受压验算 ............................................................................................. 12

1. 工程地质资料及设计资料

1) 地质资料

某建筑物的地质剖面及土性指标表1-1所示。场地地层条件：粉质粘土土层取qsk＝60kpa，qck＝430kpa；饱和软粘土层qsk＝26kpa；硬塑粘土层qsk＝80kpa，qpk＝2500kpa；设上部结构传至桩基顶面的最大荷载设计值为：V=2050kn，M=300knm，H=60kn。选择钢筋混凝土打入桩基础。柱的截面尺寸为400mm600mm。已确定基础顶面高程为地表以下0.8m，承

台底面埋深1.8m。桩长8.0m。

土层的主要物理力学指标 表1-1

编号 名称 H

m W

% 

kn/m3 

° Sr e Ip IL Gs Es

mpa fak

kpa a1-2

mpa-1

1 杂填土 1.8 16.0

2 粉质粘土 2.0 26.5 19.0 20 0.9 0.8 12 0.6 2.7 8.5 190

3 饱和软粘土 4.4 42 18.3 16.5 1.0 1.1 18.5 0.98 2.71 110 0.96

4 硬塑粘土 >10 17.6 21.8 28 0.98 0.51 20.1 0.25 2.78 13 257

2）设计内容及要求

需提交的报告：计算说明书和桩基础施工图:

(1)单桩竖向承载力计算

(2)确定桩数和桩的平面布置

(3)群桩中基桩受力验算

(4)群桩承载力和

（5）基础中心点沉降验算（桩基沉降计算经验系数为1.5）

(6)承台结构设计及验算

2 .选择桩型、桩端持力层 、承台埋深

1）、根据地质勘察资料，确定第4层硬塑粘土为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为方桩，为400mm×400mm，桩长为8米。桩顶嵌入承台50cm，则桩端进持力层1.55米。承台底面埋深1.8m，承台厚1m。

2）、构造尺寸：桩长L＝8m，截面尺寸：400×400mm

3）、桩身：混凝土强度 C30、cf＝14.3MPa 4φ16 yf＝210MPa

4）、承台材料：混凝土强度C20、cf＝9.6MPa、tf＝1.1MPa

3.确定单桩竖向承载力标准值

（1）单桩竖向承载力标准值Quk

层 序

深度（m） qsik（kPa） qpk（kPa）

2 粉质粘土 2.0 0.60 60

3 饱和软粘土 4.4 0.98 26

4 硬塑粘土 1.55 0.25 80 2500

当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定竖向极限承载力标准值ppkisikpkskukAqlquQQQ

＝1.6×(60×1.2+26×4.4+80×1.55)+0.4×0.4×2500=973.44KN

(2) 确定桩基竖向承载力设计值R

查表有K=2

KQRuka=973.44/2=486.72KN

考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值caksAfRaR=486.72+0.11×190×（2.2×2.2—4×0.4×0.4）/4=511.87KN

4.确定桩数n、布置及承台的尺寸

4.1 桩数n

先不考虑承台质量，因偏心荷载，桩数初定为：

取桩数 4n

4.2 桩的中心距

通常桩的中心距为3～4d＝1.2～1.6m 取mSa4.1

4.3 桩承台设计

根据桩的外缘每边外伸净距为0.5d＝200mm 则承台长度l为2200mm承台宽度b为2200mm，承台埋深设计1.8m

取承台及上覆土的平均重度20G kN/3m,则承台及上覆土重 G=2.2×2.2×20×1.8=174.24 kN

5.确定复合基桩竖向承载力设计值及群桩承载力和

查表可得ηa=0.11

考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值

Rk= R a+ηa f akAc=486.72+0.11×190×（2.2×2.2—4×0.4×0.4）/4=511.87KN

单桩竖向承载力设计值R=1.2Rk=614.24KN

群桩承载力设计值和总R=nR=4×614.24=2456.98KN

6.群桩中基桩受力验算

上部结构传至桩基顶面的最大荷载：

Vk = 2050/1.35=1518.5KN

Mk=300/1.35=222.2knm

Hk=60/1.35=44.44knm

轴心竖向力作用下单桩竖向力 kNRkNnGFN511.87423.18541692.74

满足要求

作用在承台底形心处的弯矩kNM266.66144.44222.22

桩顶受力计算如下：

kNxxMnGFNi518.420.740.7266.6641692.74)(22maxmaxkNyyMnGFNi327.950.740.7266.6641692.74)(22maxmin