新版桩基础课程设计计算书样本

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【题1】某试验大厅柱下桩基, 柱截面尺寸为mmmm600400, 地质剖
面示意图如图1所示, 作用在基础顶面的荷载效应基本组合设计值
为F = 2035kN, M=330kN·m, H = 55kN, 荷载效应标准组合设计值
为F
k=1565kN, Mk=254kN·m, Hk

=42kN, 试设计桩基础。

表1 土的物理力学性质表
土层名称 厚度ih( m) 重度 )/(3mkN 孔隙比e 粘聚力c )(akP 液性指数L (%) 塑限P (%) 塑性指数 PI 液性指数
L
I

饱和度rS 压缩系数a )(1aMP 压缩模量
s
E

)(aMP
杂填土 1.7 16.0
粉质粘土 2.0 19.0 0.8 10 31 19 12 0.6 0.89 8.5
饱和软粘

4.5 18.4 1.1 8 42.6 24.1 18.5 0.97 1.0 0.95

粘土 >8.0 21.7 0.5 15 32.5 12.5 20 0.25 0.98 13.0
注: 各层土的平均内摩擦角
0
20

F
H

粉质

饱和软
粘土

1.7
4.5m
2.0

图1 地质剖面
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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
凝土灌注桩, 桩截面为方桩, 直径为400到500, 桩长为9米。承
台埋深1.7米 , 桩顶嵌入承台0.1米, 则桩端进持力层2.4米。初
步确定承台尺寸为2.4m×2.4m。
2. 确定单桩竖向承载力标准值Q
根据公式
查表内插求值得
层 序
深度( m)
L
I

qsik( kPa) q

pk
( kPa)

○2 粉质粘土 2 0.6 60
○3 饱和软粘土 4.5 0.97 38
○4 粘土 2.4 0.25 82 2500

按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值:

ppkisikpkskuk
AqlquQQQ


4×0.4(60×2.0+38×4.5+82×1.5)+2500×0.4×0.4=902.4KN
取ukQ902.4 kN
3. 确定桩基竖向承载力设计值R并确定桩数n及其布置
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按照规范要求, dSa3, 取dSa4, cb=2m, l=9m故

l

b
c
0.22查

表得, sp0.97。查表得, sp1.60先不考虑承台效应, 估算基桩
竖向承载力设计值R为

sp
uksp
Q
R
=1.60902.40.97  =547.08 kN

桩基承台和承台以上土自重设计值为
G=2.4×2.4×1.7×20=195.84 kN
粗估桩数n为
n=1.1×(F+G)/R=
(1565+195.84)/ 547.08=3.22根
取桩数n=4 根, 桩的平面布置为右图所
示, 承台面积为2.4m×2.4m, 承台高度为 0.9m, 由于n > 3, 应该
考虑群桩效应和承台效应确定单桩承载力设计值R
由dSa=4 ; lBc=0.25
查表得
ic=0.155 , e

c

=0.75


icA=4 m², =2.4²-e

c
A

2²=1.76 m²得

ceccec
i
c
i
c
c
AAA

A



=76.576.175.076.54155.0=0.337

由kf60, 得kckfq2120 kPa, 查表得c1.7, 因此考虑承台底土
的抗力为

n
AqQQQ
Rccckcspukspcckcspuksp

=(0.97×902.4÷1.60)+(0.337×120×2.4×2.4)÷(4×1.7)=581.34kN
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按桩的静载荷试验取R=581.34kN
根据经验公式得

ppkisikukAqlquQ

=4×0.4(60×2.0+38×4.5+82×1.5)+2500×0.4×0.4=902.4KN

这说明, 按桩的静载荷试验取R=581.34 是合理的。
4. 基桩承载力验算

2maxmaxiyxxMnGFN


0.80.84.801.7)42(254420 1.72.4 2.41565


= 440.21+101.69

=541.9 kN < 1.2R=1.2×581.34=697.608 kN

n

GFN


= 440.21 < R=581.34 满足要求。

5. 承台计算
承台底钢筋混泥土保护层成厚度取10cm, 混凝土强度等级为
C20, 采用HRB335级钢筋。各桩净反力计算如下:
A桩: 2idaxMxnFN==

0.80.84.801.7)55(33042035


=508.75-132.34=376.41 kN

B桩: 2icbxMxnFN=0.80.84.801.7)55(33042035=
508.75+132.34=641.09kN
C桩: 2idcxMxnFN=376.41 kN
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D桩: 2icdxMxnFN=641.09 kN

(1) 承台受弯计算
kNF2035, mkNM330, kNH55
对承台进一步设计为: 承台厚
度m9.0, 保护层为mm500, 则
mh85.0

0

, 混凝土强度等级为C20, 混

凝土的抗拉强度为
2

/1.1mmNft

, 钢筋选用HRB335级,

2
/300mmNfy

, 如图所示

I-I截面:
IM
2×bN×0.5=2×641.09×0.5=641.09 kN·m
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II-II截面:
)(baIINNM
×0.95=376.41+641.09=1017.5 kN·m

钢筋抗拉强度设计值yf300, 承台有效高度0h1.6m
09.0hfMA
y

I

Is

16003009.0

10641.09
6
1484 mm²

09.0hfMA
y

II

IIs

16003009.0

105.0171
6
2355 mm²

综上,I-I截面sA1484 mm²配筋,沿承台X方向每米长所
需配筋
sA´=1484 / 2.4=618.3mm²,选用14@250(sA
616 mm²)

II-II截面sA 2355 mm²配筋,沿承台Y方向每米长所需
配筋sA´2355/2.4=981.25mm²,选用10@80(
sA
981

mm

²
)

沿承台X方向按I-I截面配筋 14@ 250(
sA
616

mm

²
)

沿承台Y方向按I-I截面配筋 10@ 80(
sA
981 mm²)

(2) A.承台冲切计算:

柱对承台的冲切, 按下式计算:
00)]()([2hfahabFtoxcoyoycoxl


式中: oxa=0.3mm ox=
0
haox=6.1

3.0
=0.1875<0.2 ,取ox=0.2

oy
a
=0.3mm oy= 0haoy=6.13.0=0.1875<0.2 ,取oy=0.2
其中

)(bailNNFNFF
=2035-( 376.41+641.09) =