(完整版)桩基础设计计算书

第 1 页 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

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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。

附表一：土层主要物理力学指标

土层代号

名称 层底埋深

厚

度

m

含

水

量

w

% 天

然

重

度

r

KN/m3

孔

隙

比

e PS

MPa

液性

指数

IL 直剪 试验

（快剪） 压缩

模量 Es（kPa） 承载力标准值 fk

(kPa) 内摩擦角°

ψ° 粘聚力

C（kPa）

1 杂填土 1．8 1.8 17.5

2 灰褐色粉质粘土 10．1 8.3 33 18.4 0.90 0.34 0.95 21.1 16.7 5.4 125

3 灰色淤泥粉质粘土 22．1 12.0 34 17.8 1.06 0.6 1.10 18.6 14.2 3.8 95

4 黄褐色粉质粘土 27．4 5．3 30 19.1 0.88 1.0 0.70 23.3 18.4 11.5 140 第 3 页 5 灰-绿色粉质粘土 >27.4 26 19.7 0.72 0.46 26.8 36.5 8.6 210

（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

skQ——单桩极限摩阻力标准值（kN）

pkQ——单桩极限端阻力标准值（kN）

u ——桩的横断面周长（m）

pA——桩的横断面底面积（2m）

iL——桩周各层土的厚度（m）

sikq——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（akP）

pkq ——桩底土的单位极限端阻力标准值（akP）

桩周长：µ=450×4=1800mm=1.8m 第 4 页 桩横截面积：Ap=0.45²=0.2025㎡

桩侧土极限摩擦力标准值qsik：查表得：用经验参数法：

粉质粘土层：LI=0.95，取qsk=35kPa

淤泥质粉质粘土：qsk=29kPa

粉质粘土：LI=0.70，取qsk=55kPa

桩端土极限承载力标准值qpk,查表得：qpk=2200 kPa

用经验参数法求得Quk1=1.8×(35×8.0+29×12.0+1.0×55) +2200×0.2025=1674.9KN

用静力触探法求得Quk2=1.8×(36×8.0+43×12.0+1.0×111) +1784.5×0.2025=2008.4KN

3、确定单桩竖向承载力设计值R， 并且确定桩数n和桩的布置

先不考虑群桩效应，估算单桩竖向承载力设计值R为：

R=Qsk/rs+Qpk/rp

R——单桩竖向极限承载力设计值，kN

skQ——单桩总极限侧阻力力标准值，kN

pkQ——单桩总极限端阻力力标准值，kN

s——桩侧阻力分项抗力系数

p——桩端阻力分项抗力系数

用经验参数法时：查表rs=rp=1.65

R1=Qsk/rs+Qpk/rp=1229.4/1.65+445.5/1.65=1015.09KN

用静力触探法时：查表rs=rp=1.60

R2=Qsk/rs+Qpk/rp=1647/1.60+361.4/1.60=1255.25KN

Rz=min(R1,R2)= 1015.09 KN

四、桩数布置及承台设计

根据设计资料，以轴线⑦为例。

1、⑦轴A柱：Nmax=4239, Mmax=193KN.m，Vmax=75KN.m

柱的截面尺寸为：600×600mm；

按照轴力P和R粗估桩数n1为：

n1=P/R=4239/1015.09=4.18,由于没有考虑弯矩M,基础及承台上土重,以及承台底土分担荷载作用桩数,n=1.1n1=4.6≈5根

由于n1＞3，应按考虑群桩效应和承台效应确定单桩竖向承载力设计值R

先取桩数n=5根，桩的布置按梅花式排列，桩距Sa=(3～4)d=(3～4)第 5 页 ×0.45=1.35～1.8m,取边桩中心至承台边缘距离为1d=0.45 m

2、⑦轴D柱：Nmax=4159, Mmax=324KN.m，Vmax=79KN.m

柱的截面尺寸为：600×600mm；

按照轴力P和R粗估桩数n1为：

n1=P/R=4159/1015.09=4.10,由于没有考虑弯矩M,基础及承台上土重,以及承台底土分担荷载作用桩数,n=1.1n1=4.51≈5根

由于n1＞3，应按考虑群桩效应和承台效应确定单桩竖向承载力设计值R

先取桩数n=5根，桩的布置按梅花式排列，桩距Sa=(3～4)d=(3～4)×0.45=1.35～1.8m,取边桩中心至承台边缘距离为1d=0.45 m。

五桩承台布置图如下：

３、⑦轴B、C柱（因为柱距近，故设置复合桩基）：Nmax=8782KN,

Mmax=593KN.m，Vmax=165KN.m

⑴柱的截面尺寸为：600×900mm；

按照轴力P和R粗估桩数n1为：

n1=P/R=8782/1015.09=8。7,由于没有考虑弯矩M,基础及承台上土重,以及承台底土分担荷载作用桩数,n=1.1n1=9.57≈10根

由于n1＞3，应按考虑群桩效应和承台效应确定单桩竖向承载力设计值R

先取桩数n=10根，桩的布置排列见图5，桩距Sa=(3～4)d=(3～4)×0.45=1.35～1.8m,取边桩中心至承台边缘距离为1d=0.45 m。承台布置如下图：

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五：复合桩基荷载验算

根据上面承台布置，按下式计算复合桩基。

pkskckspcspcQQQR

其中：cckckAQqn

2ckkqf

ieiecccccccAAAA

s——侧阻群桩效应系数

p——端阻群桩效应系数

c——承台土阻力阻群桩效应系数

ic——承台内区土阻力群桩效应系数 第 7 页 ec——承台外区土阻力群桩效应系数

c——承台土阻力分项抗力系数

ckQ——桩基中相应于每一根桩的承台底地基土极限抗力标准值（kN），

ckq——承台底21承台宽度的深度范围内（ml5），地基土极限抗力标准值，可按《地基规范》中相应的地基土承载力

标准值乘以2取值，（kN）；

cA——承台底地基土净面积（2m）。

icA——承台内区的净面积

ecA——承台外区的净面积

kf——承载力特征值，akP

１、5桩承台

1).A柱

pkskckspcspcQQQR

2222.950.457.40cAm

2222.4550.454.99icAm

20.2252.920.2252.4522.41ecAm

由/2.9/210.1380.20cBl及/1.35/0.453aSd，查表8.16：

0.80,1.64sp； 查表8.17：

0.11,0.63ciec

得：4.992.410.110.640.2837.407.40ieiecccccccAAAA

7.401251855cckckAQqkNn

查表：预制桩1.65,1.70spc