桩基础设计计算书
- 格式:doc
- 大小:407.00 KB
- 文档页数:9
基础工程计算书桩基础设计1.1设计资料 1.1.1上部结构资料某教学实验楼,上部结构为七层框架,其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式,混凝土强度等级为C30。
底层层高3.4m (局部10m ,内有10t 桥式吊车),其余层高3.3m ,底层拄网平面布置及柱底菏载见图2.1。
1.1.2建筑物场地资料拟建建筑场地位于市区内,地势平坦,建筑平面位置见图2.2。
建筑场地位于非地震区,不考虑地震影响。
图2.2建筑物平面位置示意图单位:m场地地下水类型为潜水,地下水位离地表 2.1m,根据已有的分析资料,该场地底下水对混凝土无腐蚀性。
建筑地基的土层分布情况及其各土层的物理、力学指标见表2.1表2.1地基各土层物理、力学指标1.2选择桩型、桩端持力层、承台埋深1.2.1选择桩型因框架跨度大而且极不均匀,柱底荷载大,不宜采用浅基础。
根据施工场地、地基条件以及场地周围的环境条件,选择桩基础。
因钻孔灌注桩水泥排泄不便,为了减小对周围环境的污染,采用静压预制桩,这样可以较好的保证桩身质量,并在较短施工工期完成沉桩任务,同时,当地的施工技术力量、施工设备及材料供应也为采用静压桩提供了可能性。
1.2.2选择桩的几何尺寸及承台埋深依据地基土的分布,第④层土是较合适的桩端持力层。
桩端全断面进入持力层1.0m(>d2),工程桩进土深度为23.1m。
承台底进入第②层土0.3m,所以承台的埋深为2.1m,桩基的有效长度即为21m。
桩截面尺寸选用450m m×450m m,由施工设备要求,桩分为两节,上段长11m,下段长11m(不包括桩尖长度在内),实际桩长比有效桩长大1m,这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需嵌入承台一定长度而留有的余地。
桩基及土层分布示意图见图2.3. 1.3确定单桩极限承载力标准值本设计属二级建筑桩基,采用经验参数法和静力触探法估算单桩承载力标准值。
根据单桥探头静力触探资料s P 按图1.2确定桩侧极限阻力标准值。
桩基础设计计算书例题桩基础设计计算书是土木工程中的重要文件,用于评估和确定桩基础的尺寸、长度和承载能力。
下面是一个例题及其相关参考内容:例题:设计一个单桩基础,直径为0.6m,承载力要求为2500kN,地下水位0.5m,土壤类型为粘土。
步骤1:确定设计桩长根据土壤类型和地下水位,选择适当的桩长计算方法。
参考内容:- 使用管理规程 GB 50007-2011《建筑地基基础设计规范》中的方法计算桩长- 当地下水位低于地面以上1m时,桩长计算公式为L = H + 1.5B + D- 当地下水位高于地面以上1m时,桩长计算公式为L = H + B + D其中,L为设计桩长,H为地下水位深度,B为土壤的冻土深度,D为桩基础埋置深度。
- 根据相关地方标准或规范,确定特定土壤类型下的桩长计算方法,如国家标准DL/T 5044-2006《建筑地基检测与设计规范》的相应规定。
步骤2:计算桩的抗力参考内容:- 根据桩基础的尺寸、土壤类型和设计桩长,查找或计算相应的桩基础抗力表或计算方法,如《桩基础设计手册》等。
- 考虑桩基础在受压和受拉情况下的承载能力,并根据土壤的特性来计算桩的侧阻力、端阻力和摩擦力等。
- 对于复杂或独特的情况,可能需要进行现场试验或数值模拟等方法以获得更准确的桩抗力数据。
步骤3:校核桩基础的承载力参考内容:- 根据设计的承载力要求,计算桩基础的承载力,包括桩身的承载力和桩顶的承载力。
- 根据相关规范和标准,进行桩基础的稳定性和安全性校核,确保桩基础在不同条件下的承载能力满足设计要求。
- 通过安全系数的计算,评估桩基础在不同荷载工况下的安全性。
步骤4:绘制桩基础平面和纵断面图参考内容:- 绘制桩基础平面和纵断面图,清晰地表示出桩的布置、尺寸和埋置深度等。
- 在图纸中注明每根桩的编号和相应的设计参数。
- 根据需要,注明桩基础与其他结构的连接方式和构造细节。
综上所述,这个例题中涵盖了桩基础设计计算书中的关键步骤和参考内容。
桩基础实例设计计算书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和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,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 mg,H = 50kN;柱的截⾯尺⼨为:400×400mm;承台底⾯埋深:D =。
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3、桩⾝资料:混凝⼟为C30,轴⼼抗压强度设计值fc=15MPa,弯曲强度设计值为fm =,主筋采⽤:4Φ16,强度设计值:fy=310MPa4、承台设计资料:混凝⼟为C30,轴⼼抗压强度设计值为fc=15MPa,弯曲抗压强度设计值为fm=。
、附:1):⼟层主要物理⼒学指标;2):桩静载荷试验曲线。
附表⼀:附表⼆:桩静载荷试验曲线⼆:设计要求:1、单桩竖向承载⼒标准值和设计值的计算;2、确定桩数和桩的平⾯布置图;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,承台配筋和必要的施⼯说明;6、需要提交的报告:计算说明书和桩基础施⼯图。
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 = 50kN2、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 =,截⾯尺⼨:300×300mm 3)、桩⾝:混凝⼟强度 C30、cf=15MPa 、m=4φ16yf=310MPa 4)、承台材料:混凝⼟强度C30、cf=15MPa 、mf=tf=(三):单桩承载⼒确定 1、单桩竖向承载⼒的确定:1)、根据桩⾝材料强度(?=按折减,配筋φ16)2()1.0(150.25300310803.8)586.7pS cyR kNf f AA ?''=+=+?=2)、根据地基基础规范公式计算:1°、桩尖⼟端承载⼒计算:粉质粘⼟,LI=,⼊⼟深度为100800(800)8805pakPa q -=?= 2°、桩侧⼟摩擦⼒:粉质粘⼟层1:1.0LI17~24sakPa q= 取18kPa粉质粘⼟层2:0.60LI= ,24~31sakPa q= 取28kPa28800.340.3(189281)307.2p ippasia Ra kPaqq lA µ=+=?++?=∑3)、根据静载荷试验数据计算:根据静载荷单桩承载⼒试验Q s -曲线,按明显拐点法得单桩极限承载⼒550ukN Q=单桩承载⼒标准值:55027522uk kN QR === 根据以上各种条件下的计算结果,取单桩竖向承载⼒标准值275akN R单桩竖向承载⼒设计值1.2 1.2275330k kN R R ==?=4)、确定桩数和桩的布置:1°、初步假定承台的尺⼨为 223m ? 上部结构传来垂直荷载: 3200V kN = 承台和⼟⾃重: 2(23)20240G kN == 32002401.1 1.111.5330F G n R ++=?=?= 取 12n =根桩距:()()3~43~40.30.9~1.2S d m ==?= 取 1.0S m =2°、承台平⾯尺⼨及柱排列如下图:桩平⾯布置图1:100桩⽴⾯图(四):单桩受⼒验算: 1、单桩所受平均⼒:3200 2.6 3.6220297.912F G N kPa R n ++===<2、单桩所受最⼤及最⼩⼒:()()max max min2240050 1.5 1.5297.960.5 1.5iF G nMx Nx+??+=±=±=??∑3、单桩⽔平承载⼒计算: 150 4.212i H kPa n H === , 3200266.712i V == 4.211266.763.512H V ==<即 i V 与i H 合⼒与i V 的夹⾓⼩于5o∴单桩⽔平承载⼒满⾜要求,不需要进⼀步的验算。
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+qpkApQ——单桩极限摩阻力标准值(kN)skQ——单桩极限端阻力标准值(kN)pku——桩的横断面周长(m)A——桩的横断面底面积(2m)pL——桩周各层土的厚度(m)iq——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值(a kP)sikq——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:L I=0.95,取qsk=35kPa淤泥质粉质粘土:qsk=29kPa粉质粘土:L I=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=2008.4KN3、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/rpR——单桩竖向极限承载力设计值,kNQ——单桩总极限侧阻力力标准值,kNskQ——单桩总极限端阻力力标准值,kNpkγ——桩侧阻力分项抗力系数sγ——桩端阻力分项抗力系数p用经验参数法时:查表rs=rp=1.65R1=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=1.60R2=Qsk/rs+Qpk/rp=1647/1.60+361.4/1.60=1255.25KNRz=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。
某住宅楼桩基础设计计算书一、工程概况本住宅楼位于_____,总建筑面积为_____平方米,地上_____层,地下_____层。
结构形式为_____,基础采用桩基础。
建筑物的安全等级为_____级,抗震设防烈度为_____度。
二、地质条件根据地质勘察报告,场地土层分布情况如下:1、第一层:填土,厚度约_____米,承载力特征值为_____kPa。
2、第二层:粉质黏土,厚度约_____米,承载力特征值为_____kPa。
3、第三层:粉砂,厚度约_____米,承载力特征值为_____kPa。
4、第四层:中砂,厚度约_____米,承载力特征值为_____kPa。
地下水水位埋深约_____米。
三、桩型选择综合考虑工程地质条件、建筑物荷载、施工条件等因素,本工程选用_____桩型。
该桩型具有承载力高、施工方便等优点。
四、单桩竖向承载力计算1、根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94 2008),单桩竖向极限承载力标准值按下式计算:Quk = Qsk + Qpk其中,Qsk 为总极限侧阻力标准值;Qpk 为总极限端阻力标准值。
2、总极限侧阻力标准值 Qsk 计算:Qsk =∑uqsikli式中,u 为桩身周长;qsik 为第 i 层土的极限侧阻力标准值;li 为第i 层土的厚度。
3、总极限端阻力标准值 Qpk 计算:Qpk = qpkAp式中,qpk 为极限端阻力标准值;Ap 为桩端面积。
通过计算,单桩竖向极限承载力标准值 Quk 为_____kN。
五、桩数确定1、建筑物的总竖向荷载标准值为_____kN。
2、考虑一定的安全系数,单桩竖向承载力特征值Ra =Quk /K,其中 K 为安全系数,取_____。
3、桩数n =建筑物总竖向荷载标准值/单桩竖向承载力特征值,计算得桩数 n 为_____根。
六、桩的布置桩在基础平面内呈_____布置,桩间距满足规范要求。
七、桩身结构设计1、桩身混凝土强度等级选用_____,根据规范要求,计算桩身承载力。
桩基础课程设计计算书桩基础是土木工程中非常重要的一部分,它承担着支撑建筑物的重要作用。
在设计桩基础时,需要进行一系列的计算和分析,以确保其稳定性和安全性。
本文将介绍桩基础课程设计计算书的内容,以及其中涉及的一些重要计算。
一、桩基础设计的背景和意义桩基础是一种常见的基础形式,主要用于承载建筑物的重力和水平力。
它通过将桩打入地下,利用桩与土壤之间的摩擦力和桩端的抗拔力来支撑建筑物。
桩基础的设计需要考虑土壤的性质、桩的类型和尺寸、荷载条件等因素。
二、桩基础设计计算书的内容1. 工程背景和设计要求:介绍工程的背景和设计的基本要求,包括建筑物的类型、土壤条件、设计荷载等。
2. 土壤力学参数的确定:确定土壤的力学参数,包括土壤的强度参数、变形参数等,这些参数将用于后续的计算。
3. 桩的类型和尺寸选择:根据土壤条件和设计荷载,选择合适的桩的类型和尺寸,包括钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩等。
4. 桩身的承载力计算:根据桩的类型和尺寸,计算桩身的承载力,考虑桩身与土壤的摩擦力和桩身的抗压能力。
5. 桩端的承载力计算:根据桩的类型和尺寸,计算桩端的承载力,考虑桩端的抗拔能力和桩端的摩擦力。
6. 桩基础的稳定性分析:对桩基础的稳定性进行分析,包括桩身的稳定性和桩端的稳定性,确保桩基础在不同荷载条件下的稳定性。
7. 桩基础的变形分析:对桩基础的变形进行分析,包括桩身的弯曲变形和桩端的沉降变形,确保桩基础在设计寿命内的变形满足要求。
8. 桩基础的设计优化:根据上述分析结果,对桩基础的设计进行优化,包括调整桩的类型和尺寸、增加桩的数量等,以提高桩基础的承载能力和稳定性。
三、桩基础设计计算书的重要性桩基础设计计算书是桩基础设计的重要依据,它包含了桩基础设计的各个环节的计算方法和结果。
通过桩基础设计计算书,可以评估桩基础的承载能力和稳定性,指导工程的施工和监测,确保工程的安全性和可靠性。
四、桩基础设计计算书的应用桩基础设计计算书广泛应用于土木工程领域,包括建筑物的基础设计、桥梁的基础设计、码头的基础设计等。
目录一、设计资料 (4)二、确定桩的长度和承台埋深 (5)三、确定单桩的竖向承载力 (5)四、轴线选择 (5)五、初步确定桩数及承台尺寸 (5)六、群桩基础中单桩承载力验算 (6)七、确定桩的平面布置 (6)八、承台结构计算 (6)1、桩顶最大竖向力 (6)2、承台受弯验算及承台配筋 (6)3、承台柱下抗冲切验算 (7)4、承台角桩抗冲切验算 (8)5、承台抗剪验算 (9)九、单桩配筋设计和计算 (10)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:号土层:素填土,层厚约1.5m,稍湿,松散,承载力特征值fak=95kPa号土层:淤泥质土,层厚3.3m,流塑,承载力特征值fak=65kPa;号土层:粉砂,层厚6.6m,稍密,承载力特征值fak=110kPa;号土层:粉质黏土,层厚4.2m,湿,可塑,承载力特征值fak=165kPa;号土层:粉砂层,钻孔未穿透,中密-密实,承载力特征值fak=280kPa;3、岩土设计技术参数岩土设计参数如表和表所示.4、水文地质条件1拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性; 2地下水位深度:位于地表下3.5m;5、场地条件建筑物所处场地抗震设防烈度为7度,场地内无可液化砂土、粉土; 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4 00mm×400mm,横向承重,柱网布置如图所示;图柱网布置图7、上部结构作用、水平上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表所示,该表中弯矩MK 均为横向方向;上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表所示,该表中力VK弯短M、水平力V均为横向方向;8、材料混凝土强度等级为C25~C30,钢筋采用HPB235、HRB335级; 二、确定桩的长度和承台埋深1、 材料信息:柱混凝土强度等级:30C桩、承台混凝土强度等级:30C 2/43.1mm N f t = 钢筋强度等级:235HpB 2/210mm N f y = 钢筋强度等级:335HRB 2/300mm N f y =2、 确定桩的长度及截面尺寸:根据设计资料,选第四层粉质粘土为持力层,进入持力层,承台埋深,桩长12m;截面尺寸选为300mmx300mm;三、确定单桩竖向承载力根据公式根据设计资料,Ap=0.3m=㎡,==1.2m,p四、轴线选择选择第1组轴线B计算,根据设计资料有:柱底荷载效应标准组合值:FK=1765KN,MK=,V=130 KN;柱底荷载效应基本组合值:FK=2630KN,MK=,V=140KN五、初步确定桩数及承台尺寸先假设承台尺寸为2mx2m,厚度为1m,承台及其上土平均容重为30 kN/m3则承台及其上土自重标准值为:Gk==300 kN,根据规范,桩数n需满足:4.39.6653001765x 1.11.1n =+=+=Ra G F k k , 如下图所示:六、群桩基础中单桩承载力验算 按照设计的承台尺寸,计算 Gk= kN,单桩平均竖向力: 符合要求;单桩偏心荷载下最大竖向力:在偏心竖向力作用下,必须有: Qk,max=, 符合要求;七、确定桩的平面布置几何参数:承台边缘至桩中心距 mm C 300= mm D 300= 桩列间距 mm A 2000= 桩行间距 mm B 1000= 承台高度mm H 1000= 桩顶深入承台100 mm,承台下设100mm,强度为C25的混凝土垫层,钢筋保护层取50mm , 承台有效高度h0=850mm承台采用混凝土强度等级为C30,抗拉强度2/43.1mm N f t =, 钢筋采用:335HRB 2/300mm N f y =八、承台结构计算1、在承台结构计算中,相应于荷载效应基本组合设计值为:FK=2630KN,MK=,V=140 KN各桩不计承台及其上土重Gk 部分的净反力Ni 为: Ni=kN n F k 5.6574/2630/== 最大竖向力3、 承台受弯计算及承台配筋:1对Ⅰ-Ⅰ截面,垂直于X 轴方向计算截面处弯矩计算:2606.57958503009.0101.13309.0mm h f M A y ys =⨯⨯⨯== 选用2512φ 25890mm A s =,平行于x 轴布置;2对于Ⅱ-Ⅱ截面,垂直于Y 轴方向计算截面处弯矩计算:2606.14368503009.0105.3949.0mm h f M A y x s =⨯⨯⨯== 选用1214φ 21582mm A s =,平行于y 轴布置.4、 承台柱下抗冲切验算:计算公式:建筑地基基础设计规范JGJ-94——2008 式中:X 方向上自柱边到最近桩边的水平距离:,mm a ox 65.0= X 方向冲垮比:765.085.065.00===h a ox ox λ,X 方向冲切系数:87.0)2.0765.0(84.0)2.0(84.0=+=+=ox ox λβY 方向上自柱边到最近桩边的水平距离: mm a oy 15.0=,Y 方向冲垮比:2.018.085.015.00y <===h a o oy λ,取2.0=oy λ,Y 方向冲切系数:1.2)2.02.0(84.0)2(84.0=+=+=oy oy λβ bc=ac=0.4m,作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值:kN Ni F F l 5.19725.6572630=-=-= 符合要求;4、承台角桩抗冲切验算:计算公式:建筑地基基础设计规范JGJ-94——2008 角桩竖向冲反力设计值:kN N N 5.796m ax 1== 式中:Y 方向上从承台角桩内边缘引 45冲切线于承台顶面相交点至角桩边缘的水平距离当柱或承台变阶处位于该 45线以内时,则取由柱边变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线m a x 65.01=,765.085.065.0011===h a x x λ, 58.0)2.056.011=+=x x λβ;X 方向上从承台角桩内边缘引 45冲切线于承台顶面相交点至角桩边缘的水平距离当柱或承台变阶处位于该 45线以内时,则取由柱边变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线m a y 15.01=,2.018.0011<==h a y y λ取,2.01=y λ抗冲切=0111121)]2()2([h f a c a c t hp x y y x ⋅⋅+++βββ符合要求; 5、承台抗剪验算:计算公式:建筑地基基础设计规范JGJ-94——2008(1) Ⅰ—Ⅰ截面的抗剪验算:765.085.065.001===h a x x λ,02.2)0.1765.075.1)0.1(75.1=+=+=λβ受剪的承载力截面高度影响系数hs β的计算:985.08508008004141=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=h hs β最大剪力设计值:kN N V l 15935.7962m ax 2=⨯==抗剪切力=kN V kN h b f l t hs 6.16625.241885.0143002.2985.000=>=⨯⨯⨯=ββ 符合要求2Ⅱ-Ⅱ截面的抗剪验算:3.018.085.015.00<===h a y y λ,取3.0=y λ,受剪的承载力截面高度影响系数hs β的计算:985.08508008004141=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=h hs β 最大剪力设计值:kN Ni V l 13155.65722=⨯==抗剪切力=kN V kN h b f l t hs 13159.418985.06.21430346.1985.000=>=⨯⨯⨯⨯=ββ 符合要求; 九、单桩配筋设计和计算桩身采用C30混凝土,2/1.20mm N f c = 按构造配筋,根据建筑地基基础设计规范JGJ-94——2008,取最小配筋率%:%8.03.03.0=⨯sA 2720mm A s = 采用146φ 2923mm A s =箍筋取200@6φ,局部加密,保护层厚度为30mm.。
1.确定桩的规格根据地质勘察资料,确定第4层粘土为桩端持力层。
采用钢筋混凝土预制桩,桩截面为方桩,为400mm ×400mm ,桩长为22米。
承台埋深1.5米 ,桩顶嵌入承台0.1米,则桩端进持力层2.4米。
2.确定单桩竖向承载力标准值Q 和桩基竖向承载力设计值R查表内插求值得按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值:p pk i sik pk sk uk A q l q u Q Q Q +=+=∑=4×0.4(24×2.0+14×15+32×2.4)+1600×0.4×0.4=791.68KN取=uk Q 791.68 kNQ 2uk R == 791.62=395kN 3.确定桩数n 及其布置粗估桩数n 为n =F/R=3200/ 395=8.1根取桩数n =9根。
桩距,查表,桩距s=3.0b p =3×0.4=1.2m承台边:a=2×(0.4+1.2)=3.2承台高度h 为1.2m, 桩顶嵌入承台0.1m ,钢筋保护层取150mm ,则h 0=1.2-0.15=1.05m=105mm4.基桩承载力验算∑++=2max max iy x x M n G F N= 3200 3.2 3.2 1.5 20(40050 1.05)1.296 1.2 1.2+⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯ = 389+62.8 =451.8kN < 1.2R =1.2×395=474 kN 且nG F N +== 389 < R =395(满足) 5.软弱下卧层承载力验算 由Es1/Es2=3.2/1.9=1.68.z/b=2.5/2>0.5,查表得023θ=。
下卧层顶面处附加应力:()(2tan )(2tan )k c z lb p p p b z l z θθ-=++ 23.2 3.2(342.520 1.5)(3.2230.424)⨯⨯-⨯=+⨯⨯=96.9kpa 下卧层顶面处的自重应力:20 1.518.3(10.387)363.6cz σ=⨯+⨯-⨯=kpa 下卧层承载力:363.614.1/4.5czm KN m d z σγ===+ 75 1.214.1(4.50.5)142.68az f kpa =+⨯⨯-=>96.9kpa z p =(满足) 单桩水平力:1/ 5.6k k H H n kN ==(可以)相应于荷载效应基本组合时作用于桩底的荷载设计值为: 1.35 1.3532004320K F F KN ==⨯=1.35 1.35400540.K M M KN m ==⨯=1.35 1.355067.5K H H KN ==⨯=桩顶竖向设计值:480F N n==KN ()max maxmin 2iM Hh x N N x +=±∑ ()609350254067.5 1.2 1.2480480129.38{4 1.2+⨯⨯=±=±=⨯ 6.承台计算(1) 承台冲切计算:柱对承台的冲切,按下式计算:F 1.35320004320Ii l F N =-=⨯-=∑KN 受冲切承载截面高度影响系数hp β=1冲跨比λ与系数α的计算0000.80.76( 1.0)1.05a h λ===<00.840.880.760.2β==+ ()004b c hp t o a f h ββ⨯+()40.880.40.811100 1.05=⨯⨯+⨯⨯⨯ =4851>Fl角桩向上冲切,110.560.560.5830.20.760.2x βλ===++ ()102/2hp t c a f h ββ+()20.5830.60.8/211100 1.05=⨯+⨯⨯⨯ =1347.5>Nmax=609KN(可以)(2) 承台受剪计算1/408000.93hs h β⎛⎫== ⎪⎝⎭I -I 截面:00.76x λλ==175.1+=λβ=1.75/(0.76+1)=0.994 00h b f t hs ββ=0.93×0.994×1100×3.2×1.05=3416.6 kN >2Nmax=2×609=1218满足要求(3) 承台受弯计算按式计算x 34800.375769.5.i i M N y KN m ==⨯⨯=∑ 60769.5102714.0.90.93001050x s y M A KN m f h ⨯===⨯⨯ 选用1814,=s A 27702mm ,沿x,y 均匀布置。
桩基础计算报告书计算人校对人:审核人:计算工具:PKPM软件开发单位:中国建筑科学研究院设计单位:灌注桩计算说明书1.支架计算组件钢结构支架要在37m/s(基本风压0.85KN/m2)的风载作用下正常使用,应使其主要构件满足强度要求、稳定性要求,即横梁、斜梁、斜撑、拉杆、立柱在风载作用下不失稳且立柱弯曲强度满足要求。
组件自重19.5kg。
支架计算最大柱底反力:Fx max=5.6KN,Fy max=0.9KN,Fz max=12.1KNFx min= -6.9KN, Fy min= -0.9KN,Fz min= -7.29KN2.灌注桩设计2.1基桩设计参数成桩工艺: 干作业钻孔桩承载力设计参数取值: 根据建筑桩基规范查表孔口标高0.00 m桩顶标高0.30 m桩身设计直径: d = 0.25m桩身长度: l = 1.60 m根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011,设计使用年限不少于50年时,灌注桩的混凝土强度不应低于C25;所以本次设计中混凝土强度选用C25。
灌注桩纵向钢筋的配置为3跟根Ф6,箍筋采用Ф4钢筋,箍筋间距选择300~400。
2.2岩土设计参数2.3设计依据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008) 以下简称桩基规范 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 《建筑结构载荷规范》GB50009-2012 《钢结构设计规范》GB50017-2003《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002(2011年版) 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 2.4单桩竖向承载力估算当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时,宜按下式估算:式中——桩侧第i 层土的极限阻力标准值,按JGJ94-2008中表5.3.5-1取值,吐鲁番当地土质为角砾,属中密-密实状土层,查表得出干作业钻孔桩的极限侧阻力标准值为135~150;——极限端阻力标准值,按JGJ94-2008中表5.3.5-2取值,吐鲁番当地土质为角砾,属中密-密实状土层,查表得出干作业钻孔桩的极限端阻力标准值为4000~5500;μ——桩身周长; ——桩周第i 层土的厚度; ——桩端面积。
桩基础设计计算书一:设计资料1、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,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10.0m3、桩身资料:混凝土为C30,轴心抗压强度设计值fc=15MPa,弯曲强度设计值为fm =16.5MPa,主筋采用:4Φ16,强度设计值:fy=310MPa4、承台设计资料:混凝土为C30,轴心抗压强度设计值为fc=15MPa,弯曲抗压强度设计值为fm=1.5MPa。
、附:1):土层主要物理力学指标;2):桩静载荷试验曲线。
附表一:附表二:桩静载荷试验曲线二:设计要求:1、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算;2、确定桩数和桩的平面布置图;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,承台配筋和必要的施工说明;6、需要提交的报告:计算说明书和桩基础施工图。
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 = 50kN2、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、cf=15MPa 、mf=16.5MPa4φ16yf=310MPa4)、承台材料:混凝土强度C30、cf=15MPa 、mf=16.5MPatf=1.5MPa(三):单桩承载力确定1、 单桩竖向承载力的确定: 1)、根据桩身材料强度(ϕ=1.0按0.25折减,配筋 φ16)2()1.0(150.25300310803.8)586.7pS cyR kNf f AA ϕ''=+=⨯⨯⨯+⨯=2)、根据地基基础规范公式计算: 1°、桩尖土端承载力计算: 粉质粘土,LI=0.60,入土深度为12.0m100800(800)8805pakPa q -=⨯= 2°、桩侧土摩擦力: 粉质粘土层1:1.0LI= ,17~24sakPa q= 取18kPa粉质粘土层2:0.60LI= ,24~31sakPa q= 取28kPa28800.340.3(189281)307.2pippasia Ra kPaqq lA μ=+=⨯+⨯⨯⨯+⨯=∑3)、根据静载荷试验数据计算:根据静载荷单桩承载力试验Q s -曲线,按明显拐点法得单桩极限承载力550ukN Q=单桩承载力标准值:55027522uk kN QR === 根据以上各种条件下的计算结果,取单桩竖向承载力标准值275akN R=单桩竖向承载力设计值1.2 1.2275330k kN R R ==⨯=4)、确桩数和桩的布置:1°、初步假定承台的尺寸为 223m ⨯ 上部结构传来垂直荷载: 3200V kN = 承台和土自重: 2(23)20240G kN =⨯⨯⨯= 32002401.1 1.111.5330F G n R ++=⨯=⨯= 取 12n =根 桩距 :()()3~43~40.30.9~1.2S d m ==⨯= 取 1.0S m = 2°、承台平面尺寸及柱排列如下图:桩平面布置图1:100桩立面图(四):单桩受力验算: 1、单桩所受平均力:3200 2.6 3.6220297.912F G N kPa R n ++⨯⨯⨯===<2、单桩所受最大及最小力:()()maxmax min 2240050 1.5 1.5297.960.5 1.5iF G nMx N x+⨯⨯+=±=±=⨯⨯∑3、 单桩水平承载力计算: 150 4.212i H kPa n H === , 3200266.712i V == 4.211266.763.512H V ==<< 即i V 与i H 合力 与i V 的夹角小于5∴单桩水平承载力满足要求,不需要进一步的验算。
(五):群桩承载力验算:1、根据实体基础法进行验算: 1)、实体基础底面尺寸计算:桩所穿过的土层的摩擦角:121ϕ︒= ()9m ,220ϕ︒= ()1m取121 5.2544αϕ︒===︒ , tan 0.919α= 边桩外围之间的尺寸为:22.33.3m ⨯ 实体基础底面宽:2.32100.09194.14m+⨯⨯=实体基础底面长:3.32100.0919 5.14m +⨯⨯= 2)、桩尖土承载力设计值:1° 实体基础埋深范围内的土的平均重度(地下水位下取有效重度)()()318.8218.910919.610110.612m kN γ⨯+-⨯+-⨯==2° 实体基础底面粉质粘土修正后的承载力特征值为: 根据书上表2-5 取0.3bη= , 1.6dη=()()()()3120.52200.30.9 4.143 1.610120.5407.3bdmaakb kPaffγηηγ=+-+-=+⨯⨯-+⨯⨯-=3°取320GkNm γ=,310mkNm γ= ,基础自重为:()4.14 5.1422010102979G k N =⨯⨯⨯+⨯= 4°实体基础底面压力计算: ○1当仅有轴力作用时:32002979290.4407.34.14 5.14aaF G kPa kPa A pf++===<=⨯○2考虑轴力和弯矩时计算:m a x 3200297940050 1.564.14 5.14 4.14 5.14F G M A W P +++⨯=+=+⨯⨯⨯424.3 1.21.2407.3488.8akPa kPa f=<=⨯=由以上验算,单桩及整体承载力满足要求。
(六)、承台设计:承台尺寸由图1所示,无垫层,钢筋保护层厚取100mm 。
1、单桩净反力的计算:单桩净反力,即不考虑承台及覆土重量时桩所受的力 1)、单桩净反力的最大值:()m a x345.4 2.6 3.622012314.2Q=-⨯⨯⨯= 2)、平均单桩净反力: 320012266.7Q Fn k N '=== 2、承台冲切验算: 1)、柱边冲切: 冲切力:3200 1.3504320Li F kN N F=-=⨯-=∑受冲切承载力截面高度影响系数hpβ的计算:()10.919008000.9922000800hpβ-=-⨯-=-冲夸比λ与系数α的计算:()0000.5250.5250.11000x x a hλ===<000.840.841.160.20.5250.2xxβλ===++()0000.2250.2250.21000y y a hλ===>000.840.841.980.20.2250.2yyβλ===++ ()()()()()0000022 1.160.40.225 1.980.60.5250.9921500 1.087864320c y c x x y hp t l kN kN f b a h a h F βββ⎡⎤+++⎢⎥⎣⎦=⨯⨯++⨯+⨯⨯⨯⎡⎤⎣⎦=>=满足要求3、角桩向上冲切:12101010,10.0.45,,,x x x x y y y y m c ca a a a λλλλ======110.560.560.7720.20.5250.2xx βλ===++110.560.561.320.20.2250.2yyβλ===++ ()()()()()2111011max 220.7720.450.22520.450.52520.992150012045345.4y x x y hp t kN kN f c a c a h N βββ⎡⎤+++⎢⎥⎣⎦=⨯+++⨯⨯⨯⎡⎤⎣⎦=>=满足要求。
4、承台抗剪验算:斜截面受剪承载力可按下面公式计算:hs tV f b hββ≤, 1.751.0βλ=+,114408008000.9461000hs h β⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭Ⅰ-Ⅰ截面处承台抗剪验算: 边上一排桩净反力最大值max314.2kN Q=,按3根桩进行计算。
剪力m a x33314.2942.6kN QV==⨯=承台抗剪时的截面尺寸近似的定为:平均宽度 1.93b m =,1.0m h=1.75 1.751.1471.00.525 1.0βλ===++()00.946 1.1471500 1.93 1.03141chstkN V f Vb hββ==⨯⨯⨯⨯=>可以Ⅱ-Ⅱ截面处承台抗剪验算: 边排桩单桩净反力平均值 266.7ikN Q= ,按4根桩计算。
剪切力44266.71066.8Q k N V==⨯= 承台抗剪时的截面尺寸:平均宽度 2.63b m = ,0 1.0h m = 斜截面上受压区混凝土的抗剪强度为: 1.75 1.75 1.1471.00.525 1.0βλ===++()00.946 1.1471500 2.63 1.04280chstkN V f V b hββ=⨯⨯⨯⨯=>=可以5、承台弯矩计算及配筋计算: 1)、承台弯矩计算: 多桩承台的弯矩可在长,宽两个方向分别按单向受弯计算:Ⅰ-Ⅰ截面,按3根桩计算:()3314.20.9750.3636.3Ik N m M =⨯⨯-=∙ Ⅱ-Ⅱ截面,按4根桩计算:()4266.70.6750.3400IIkN m M=⨯⨯-=∙ 2)、承台配筋计算:取1.0, 1.4m K h== 。
长向配筋:620636.31022810.910003100.9Isymm M A fh⨯===⨯⨯ 选配 16@200φ 2201.1132614smm A =⨯=短向配筋:624001014340.910003100.9IIsymm M A f h⨯===⨯⨯选配 14@200φ ()2153.9182700s mm A =⨯=构造要求承台配筋图:(七)、桩的强度验算桩的截面尺寸为 2300300mm ⨯,桩长为10.0m ,配筋为416φ,为通长配筋, 钢筋保护层厚度选40mm 。
因桩的长度不大,桩吊运及吊立时的吊点位置宜采用同一位置,如下图所示,控制 弯矩为吊立时的情况: 2.00.258.0λ== , 取动力系数为 2.0m ,则 ()()222222max 110.324810.25 1.522.888ql kN m M λ=-=⨯⨯⨯⨯-⨯= 62222.8100.072300265150scmM f b hα⨯===⨯⨯ 由钢筋混凝土结构设计规范得 0.949sγ=62022.8102980.949260310ssymm M A f hγ⨯===⨯⨯ 选用 218φ,22254.5509smm A =⨯= 桩的配筋构造见图纸。