某工程桩基础设计计算书
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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。
工程桩基础设计计算书 YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020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q sk=60kpa,q ck=430kpa;饱和软粘土层q sk=26kpa;硬塑粘土层q sk=80kpa,q pk=2500kpa;设上部结构传至桩基顶面的最大荷载设计值为:V=2050kn,M=300knm,H=60kn。
选择钢筋混凝土打入桩基础。
柱的截面尺寸为400mm600mm。
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HmW%?kn/m3?°S r e I p I L G sE smpaf akkpaa1-2mpa-11 杂填土 1.8 16.02 粉质粘土 2.0 26.519.020 0.90.8 12 0.6 2.7 8.51903 饱和软粘土4.4 42 18.316.51.01.1 18.5 0.982.711100.964 硬塑粘土>10 17.621.828 0.980.5120.1 0.252.78132572)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。
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.。
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。
基础工程桩基础设计资料⑴上部结构资料某教学实验楼,上部结构为十层框架,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,上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下︰竖向力 :4800 kN , 弯距 :70 kN · m, 水平力:40 kN拟采用预制桩基础,预制桩截面尺寸为350mm * 350mm。
⑵建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内,地势平坦 , 建筑物场地位于非地震地区,不考虑地震影响 . 场地地下水类型为潜水,地下水位离地表 2.1 米,根据已有资料,该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。
建筑地基的土层分布情况及各土层物理,力学指标见下表:表 1地基各土层物理、力学指标土天然层底埋含孔液塑压缩地基层层厚重度内聚内摩土层名称深( m)( kN/m 水量隙限限模量承载力编(m)( %)( %)( %)力擦角(MPa) (kPa)比号)1 杂填土 1.5 1.5 15.52 粉质粘土9.8 8.3 17.3 32.0 0.90 34.0 19.0 15.0 20.0 5.4 1103 粘土21.8 12.0 16.2 33.8 1.06 44.0 18.0 13.8 17.5 3.2 100粉土夹粉4 27.1 5.3 18.3 30.0 0.88 33.0 18.0 16.9 22.1 11.0 148质粘土淤泥质粘5 >27.1 16.9 45.3 1.2 6.0 4.7 1.2 60土基础工程桩基础设计计算1.选择桩端持力层、承台埋深⑴ . 选择桩型由资料给出,拟采用预制桩基础。
还根据资料知,建筑物拟建场地位于市区内,为避免对周围产生噪声污染和扰动地层,宜采用静压法沉桩,这样不仅可以不影响周围环境,还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。
⑵ . 确定桩的长度、埋深以及承台埋深依据地基土的分布,第 3 层是粘土,压缩性较高,承载力中等,且比较厚,而第 4 层是粉土夹粉质粘土,不仅压缩性低,承载力也高,所以第 4 层是比较适合的桩端持力层。
基础工程课程设计计算书系别:土木工程系姓名:盛懋学号:25320078101539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q sk =60kpa ,q ck =430kpa ;饱和软粘土层q sk =26kpa ;硬塑粘土层q sk =80kpa ,q pk =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 % γ kn/m 3 ϕ ° S r e I p I L G s E s mpa f ak kpa a 1-2 mpa -11 杂填土 1.8 16.02 粉质粘土 2.0 26.5 19.0 20 0.9 0.8 12 0.6 2.7 8.5 1903 饱和软粘土4.4 42 18.3 16.5 1.01.118.5 0.98 2.71 110 0.96 4硬塑粘土>1017.621.8280.98 0.5120.10.252.78132572)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 4φ16yf=210MPa4)、承台材料:混凝土强度C20、cf=9.6MPa 、tf=1.1MPa3.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 )L Iqsik (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1.550.25802500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ppk i sik pk sk uk A q l q u Q Q Q +=+=∑=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=2KQ R uka ==973.44/2=486.72KN 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值c ak s A f Ra R η+==486.72+0.11×190×(2.2×2.2—4×0.4×0.4)/4=511.87KN4.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:3.43486.721518.51.1=⨯==R F n μ取桩数 4=n4.2 桩的中心距通常桩的中心距为3~4d =1.2~1.6m 取m S a 4.1=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 γ kN/3m ,则承台及上覆土重 G=2.2×2.2×20×1.8=174.24 kN5.确定复合基桩竖向承载力设计值及群桩承载力和3.50.41.4==d a S0.27582.2==l Bc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R k = R a +ηa f a k A c =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=1.2R k=614.24KN 群桩承载力设计值和总R =nR=4×614.24=2456.98KN6.群桩中基桩受力验算上部结构传至桩基顶面的最大荷载:V k = 2050/1.35=1518.5KNMk=300/1.35=222.2kn ⋅m Hk=60/1.35=44.44kn ⋅mkN G F 1692.74174.241518.58.1202.22.21518.5=+=⨯⨯⨯+=+轴心竖向力作用下单桩竖向力 kN R kN n G F N 511.87423.18541692.74=<==+=满足要求作用在承台底形心处的弯矩∑=⨯+=kN M 266.66144.44222.22桩顶受力计算如下:kN x x M n G F N i 518.420.740.7266.6641692.74)(22max max =⨯⨯+=⨯++=∑∑kN y y M n G F N i 327.950.740.7266.6641692.74)(22max min =⨯⨯+=⨯-+=∑∑kN R kN N 614.244511.872.12.1518.42max =⨯=<= 满足要求7.基础中心点沉降验算采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算。
由于桩基础的桩中心距小于6d ,所以可以采用分层总和法计算最终沉降量。
在荷载效应准永久组合下承台底 竖向荷载设计值kN F 2050= 基底处压力kPa A G F p 459.552.22.2 1.8202.22.22050=⨯⨯⨯⨯+=+=基底自重压力kpa d28.81.861=⨯=γ基底处的附加应力kPa d P P 430.7528.8459.550=-=-=γ桩端处的附加应力kPa d P P 427.69181.112.22.29.752.22.21920500=-÷÷⨯⨯⨯+=-=)(γ桩端平面下的土的自重应力c σ和附加应力z σ(04p z ασ=)计算如下: ①.在z=0时:1.5521.84.418.32191.816⨯+⨯+⨯+⨯==∑i i c h γσ=188.11kPa kPa p bz b lz 427.69427.6925.044,25.0,0,10=⨯⨯=====ασα②.在m z 1.1=时:kPa h i i c 205.0921.81.1181.11=⨯+==∑γσkPa p bz blz 299.38427.690.17544,751.0,2,10=⨯⨯=====ασα③.在m z 2.2=时:kPa h i i c 229.0721.81.1205.09=⨯+==∑γσkPa p bz b l s 143.7427.69480.044,0.084,2.2,10=⨯⨯=====ασα④.在m z 3.3=时kPa h i i c 253.0521.81.1229.07=⨯+==∑γσkPa p b z b l s 76.98427.69450.044,450.0,3,1=⨯⨯=====ασα⑤.在m z 4.4=时kPa h i i c 277.0321.81.1253.05=⨯+==∑γσkPa p bz b l s 46.19427.690.02744,270.0,4,1=⨯⨯=====ασα 在z=4.4m 处,0.20.167277.0346.19〈==czσσ,所以本基础取m Z n 4.4=计算沉降量。
zc σσ,的计算结果Z(m) )(kPa c σbl bz α)(kPa z σ0 181.11 1 0 0.25 427.69 1.1 205.09 1 1 0.175 299.38 2.2 229.07 1 2 0.084 143.7 3.3 253.05 1 3 0.045 76.98 4.4277.03140.02746.19计算如下表:计算沉降量Z(mm)b lbzi α)(mm z i i α1---∑z i i i z z αα)(kPa E si )110(4---⨯=∆i i i i z z Eip Si αα 0 1 0 0.25 0 490.1664.971100 1 1 0.2252 247.72 13000 2200 1 2 0.1746 384.12 13000 3300 1 3 0.1369 451.77 13000 4400140.1114490.1613000'S =64.97mm沉降经验系数 1.5=ψ。
短边方向桩数2=b n ,等效距径比5.3=d Sa ,长径比204.08==d l ,承台的长宽比1=BcLc ,查表: 6.12,435.1,750.0210===C C C0.20746.12)12(435.112507.0)1(1210=+--+=+--+=C n C n C b b e ψ所以,桩基础最终沉降量'S S e ψψ==mm 20.2164.972074.01.5=⨯⨯ 满足要求8.桩身结构设计计算8.1吊装点桩的截面尺寸为400㎜×400㎜,桩长8米。
因桩的长度不大,桩的吊装及吊立时的吊立布置,采用同一个位置。
吊装点为0.207L ,0.56L 和0.207L 具体见下图8.2 桩身结构设计计算起吊时桩身最大正负弯矩2max0429.0KqL M=,其中动力系数K=1.5;./8.42.1254.02m kN q =⨯⨯=。