桩基础设计计算书

1、研究地质勘察报告

1.1地形

拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。 1.2、工程地质条件 自上而下土层一次如下：

① 号土层：素填土，层厚约为1.5m，稍湿，松散，承载力特征值fak95KPa ② 号土层：淤泥质土，层厚5.5m，流塑，承载力特征值fak65KPa ③ 号土层：粉砂，层厚3.2m，稍密，承载力特征值fak110KPa

④ 号土层：粉质粘土，层厚5.8m，湿，可塑，承载力特征值fak165KPa ⑤ 号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值fak280KPa 1.3、 岩土设计参数

岩土设计参数如表1和表2所示。

表1地基承载力岩土物理力学参数

土层编号 图的名称 孔隙比 e - 1.04 0.81 0.79 0.58 含水量 W(%) - 62.4 27.6 31.2 -

液性指数 标准贯入 锤击数N - - 14 - 31 压缩模量 Es(MPa) 5.0 2.5 7.5 8.8 12.6 ① ② ③ ④ ⑤ 素填土 淤泥质土 粉砂 粉质粘土 粉砂层 - 1.08 - 0.74 - 表2桩的极限侧阻力标准值qsk和极限端阻力标准值qpk单位KPa

土层编号 土层编号 桩的侧 桩的端 土层编号 土层编号 桩的侧 桩的端 阻力qsk 阻力qpk ① ② ③ 素填土 淤泥质土 粉砂 22 20 52 - - - ④ ⑤ 粉质粘土 粉砂土 阻力qsk 阻力qpk 58 75 900 2000 1.4 水文地质条件

⑴拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 ⑵地下水位深度：位于地表下4.5m。 1.5 场地条件

建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化沙土、粉土。 1.6 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400mm400mm，横向承重，柱网布置如图所示。

2. 选择桩型、桩端持力层 、承台埋深

根据地质勘查资料，确定第⑤层粉砂层为桩端持力层。采用钢筋混凝土

预制桩，桩截面为方桩，400mm×400mm桩长为15.7m。桩顶嵌入承台70mm，桩端进持力层1.2m承台埋深为1.5m。

3. 确定单桩竖向承载力

3.1 确定单桩竖向承载力标准值Q

根据静载力触探法公式:

QukQskQpkuqsikliqpkAp

=4×0.4(×20×5.5+52×3.2+58×5.8+75×1.2)+2000×0.4×0.4 =1444.48 KN

3.2 确定单桩竖向承载力设计值Ra

Ra=

式中安全系数K=2

Quk1444.48==722.24 KN K24. 确定桩数n，布置及承台尺寸

4.1

桩数n

最大轴力标准值，Fk2280KN

初步估算桩数，由于柱子是偏心受压，考虑一定的系数，按规范取1.1～1.2。先不考虑承台质量，因偏心荷载，桩数初定为：

nF22801.13.5 Ra722.24取n=4 4.2

柱的中心距

按规范，桩的最小中心距为3～4d，s=1.2m～1.6m，综合考虑后，s=1.4m。柱的布置按矩形式排列。 4.3

承台尺寸确定

根据构造要求，a=1.4+0.4×2=2.2m b=1.4+0.4×2=2.2m

暂时设计埋深为1.5m，承台厚0.9m，桩顶深入承台50mm承台下不做垫层，故钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为 h00.50.070.43m430mm 承台采用混凝土C30，ft1.43N/mm2，fc14.3N/mm2，钢筋选用HRB335级，fy300N/mm2。

5. 计算桩顶荷载

经过将设计任务书所给数据进行分析可知，最不利弯矩组合值比最不利轴力组合值要大，因此，按照最不利荷载弯矩组合值进行设计。 取承台及上覆土的平均重度G20KN/mm2 5.1桩顶平均竖向力：

承台及上覆土重 Gk202.22.21.5145.2KN 桩顶平均竖向力 QkQkmaxQkkminFkGk2280145.2606.3KN n2(MkHkh)xmax(2301580.5)0.7 606.32xi40.7716.66kn1.2Ra866.69kn495.94kn0 =5.2

单桩水平设计值

H1kHK15839.5Kn n4 其值远小于按RHa3EI0a估算的单桩水平承载力特征值，满足要求。 X 相应于荷载效应基本组合是作用于柱底的荷载设计值为:

F1.35Fk1.3522803078KnM1.35Mk1.35230310.51Kn H1.35HK1.35158213.3Kn扣除承台和其填土自重的桩顶竖向力设计值NNmaxNminF3078769.5Kn n4(MHh)xmax(310.5213.30.5)0.7 769.5xi240.72=

918.48KN620.52KN

6. 承台受冲切承载力验算

6.1 柱边冲切

冲切力 FlFNi307803078KN 受冲切承载力截面高度影响系数hp1冲垮比与系数的计算

10.9(900800)0.992

20008000x0y0x0ya0x0.30.36(1.0)h00.830.840.841.50x0.20.360.2

20xbca0y0yhca0xhpfth0

=2×[0.93×（0.4+1.5）+0.93×（0.4+1.5）]×1.0×1430×0.83 =4945.11KN>Fl3078KN 满足要求 6.2 角桩向上冲切

C1C20.6m,a1xa0x,1x0x,a1ya0y,1y0y

1x1y0.560.561

1x0.20.360.2a1ya1xcc1x21y122hpfth0 =[1×（0.6+0.3/2）6+1×（0.6+0.3/2）]×1.0×1430×0.83 =1780.35KN>Nmax7.4KN 满足要求

7. 承台受剪承载力计算 按式Vhsftb0h0和力截面高度影响系数hs计算

hs0.99 h8300800141.75计算。剪跨比与冲切比相同，受剪切承载1.080014对I-I斜截面x0x0.36（介于0.3～3之间） 剪切系数1.751.751.29

1.00.361.0 hsftb0h00.99×1.29×1430×2.2×0.83 =3334.74>2Nmax2918.481836.96KN 因承台为正方形，故II-II斜截面与I-I截面受剪切承载力一样。

8.局部受压验算

根据《混凝土结构规范》中“7.8局部受压承载力计算”的公式：

Fl≤1.35βcβlfcAln

式中：Fl--局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值； fc--混凝土轴心抗压强度设计值；βc--混凝土强度影响系数，； βl--混凝土局部受压时的强度提高系数； lAbAl；

Al--混凝土局部受压面积；

Aln--混凝土局部受压净面积；对后张法构件，应在混凝土局部受压面积中扣除孔道、凹槽部分的面积；

Ab--局部受压的计算底面积。 8.1 方柱对承台的局部压力算

lAbAl(0.4003)(0.4003)30.4000.4001.35clfcAln1.351.03143000.40.49266.4KNFl3078KN 满足

要求。

8.2 角桩对承台的局部压力验算：

lAbAl(0.4003)(0.4003)30.4000.4001.35clfcAln1.351.03143000.4000.4009266.4kNNmax918.48kN满足要求。

9.桩身结构设计计算：

由于选用预制桩，因此，选择混凝土为C30，fc14300kP，钢筋选用HRB335级，

fy300N/mm2

9.1．桩身结构主筋计算：

由，《混凝土结构设计规范》“7.3 正截面受压承载力计算”知：

N0.9(fcAfyAs)

式中：N--轴向压力设计值； φ--钢筋混凝土构件的稳定系数； fc--混凝土轴心抗压强度设计值； A--构件截面面积；

A's--全部纵向钢筋的截面面积。

并且按照《建筑地基基础规范》进行构造取值为：静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6%。

，得：

918.480.90.52143000.40.4As00.90.52300

因此，可以按照构造配筋。即，采用最小配筋率0.6%。

Nmax0.9(fcAfyAs)As0.006400mm400mm960mm2

选用4

218，As11019mm.

9.2. 桩身混凝土承载力验算：

Apfcc0.4m0.4m14300kP0.751716kN918.4KN

满足要求。

9.3. 桩身结构设计图：见后面图纸。

10. 承台受弯承载力计算：

10.1． x轴受到弯矩作用：

由，MxNiyi2769.5KN0.5m769.5KN·m 可得：

Mx769.5106As3433.7mm20.9fyh00.9300830

选用1418,

As3560mm2，沿着平行y轴布置。

10.2. y轴受到弯矩作用：

由，MyNixi2769.5KN0.5m769.5KN·m 可得：

AsMy0.9fyh0769.51063433.7mm2选0.9300830用14

As3560mm2

18,，沿着平行x轴布置。

10.3. 承台的配筋图：见后面的图纸。

11.参考文献:

【1】 中华人民共和国国家标准·《 建筑桩基础技术规范（JGJ94—94） 》·北京，中国建筑工业出版社，2002

【2】 中华人民共和国国家标准·《建筑地基基础设计规范（GB50007—2011）》·北京，中国建筑工业出版社，2011

【3】 中华人民共和国国家标准·《 混凝土结构设计规范（GB20010—2010）》·北京，中国建筑工业出版社，2010

【4】东南大学，同济大学，天津大学合编·《 混凝结构设计原理》·北京，中国建筑工业出版社，2008

【5】 华南理工大学，浙江大学，湖南大学 编·《基础工程》·北京，中国建筑工业出版社，2003

【6】孔宪立，石振民 主编·《工程地质学》·北京，中国建筑工业出版社，2001 【7】东南大学，浙江大学，湖南大学，苏州科技学院合编·《土力学（第二版）》·北京，中国建筑工业出版社，2005

【8】国家建筑标准图集11G101-3，中国计划出版社，2010