柱下独立承台钢筋混凝土桩基础设计Word文件下载.doc
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8.1两点吊立 9
8.2单点起吊 10
9承台设计 11
9.1柱对承台的冲切（冲切锥内无桩体） 11
9.2角桩对承台的冲切 12
9.3斜截面抗剪验算 12
9.4受弯计算 13
柱下独立承台钢筋混凝土桩基础设计
1设计资料
1.1上部结构资料
某综合楼一榀框架底层柱平面布置如下图：
图1.1框架底层柱平面布置图
相应作用的基本组合和标准组合时上部结构传至基础或承台底面的荷载见下表：
表1各柱传至基础（或承台）底面上的作用
柱编号B
相应于作用的
基本组合
竖向力（kN）
12000+100*0=12000
弯矩（kN•m）
900+50*3=1050
水平力（kN）
1000
标准组合
10000+80*0=10000
780
水平力（kN）
╱
表2场地地层物理力学指标
土层
编号
土层名称
层底埋深
（m）
层厚
1
杂填土
1.5
17.5
粉质粘土
8.0
6.5
18.4
0.78
23
0.5
20
21
7.5
180
3
淤泥质粘土
11.5
3.5
17.8
0.90
34
0.95
12
15
2.5
80
0.86
4
黄褐色粉土夹粉质粘土
24.0
12.5
19.1
0.63
18
0.30
30
200
3.80
5
淤泥质土
25.5
17.2
1.05
42
1.06
36.5
26.8
68
0.80
砂卵石层
>
35
450
1.2场地工程地质条件
该建筑场地位于西南某城市东郊，场地地形平坦，场地标高512m（设为±
0.000）。
场地地层自上至下依次为：
杂填土、粉质粘土、淤泥质粘土、黄褐色粉土夹粉质粘土、淤泥质土、砂卵石层（未揭穿），地层略有起伏，经概化后的土层厚度和各层土的物理力学指标见表2。
2选择桩型、桩端持力层、承台埋深
2.1桩型
根据场地地基岩土层情况分析,浅部主要为人工填土,不能作为拟建建筑物的天然地基基础持力层。
若将持力层选在在粉质粘土层上，考虑地层略有起伏，假设将埋深定在2.2m。
先只考虑竖向荷载作用10000KN，，若选择方形浅基础，基础底面尺寸大于了6×
6m，而B柱与A柱、C柱距离均为6m，且荷载较大，承台边缘距离会太近。
上部建筑的荷载较大，场地地基软弱土，且沉降有要求不能大于200mm。
该场地位于西南某城市东郊，距离城市较近，交通便利，利于桩制作和运输。
底层没有坚硬层，有利于桩入土,考虑桩基础方案,根据上部荷载值与工程地质条件，拟采用混凝土预制桩基础，图2.1桩截面尺寸桩截面形式采用正方形，边长。
2.2初选承台埋深d
根据场地工程地质条件，浅部主要为人工填土为1.5m，考虑到柱传到承台底的荷载较大，选择承台埋深2.2m，进入粉质粘土0.7m。
2.3桩长
依据地基土的分布，第Ⅱ层为厚6.5m的粉质粘土，第Ⅲ层为3.5m厚的淤泥质粘土，第Ⅳ层为12.5m厚的黄褐色粉土夹粉质粘土，若选在第Ⅴ层则太深，宜选
择第Ⅳ层为桩基础持力层，桩端全断面进入持力层4.7m。
桩长确定有以下考虑因素：
①桩尖全截面进入持力层的厚度不小于2d,此处取4700mm>
2d=800mm;
②桩顶伸入承台长度不小于50mm，取60mm;
③桩尖的锥尖长度（1.3~1.5）b,
取1.4b=1.4×
400=560mm;
④设计承台埋深为2.2m;
⑤桩的计算长度：
6500-700+3500+4700=14000mm;
图2.2桩基及土层分布示意图
⑥桩身总长度:
14000+60+560=14620mm，近似取为15m。
3确定单桩极限承载力标准值
3.1计算水平承载力
由于本题无水平外力，不需计算水平承载力。
3.2计算单桩竖向承载力
l根据地基基础规范经验公式
桩侧土的极限侧阻力标准值（KPa）按表8.6取值得：
第Ⅱ层粉质粘土层，时，=77~86KPa，取=85KPa；
第Ⅲ层淤泥质粘土层，时，=40~55KPa，取=50KPa；
第Ⅳ层黄褐色粉土夹粉质粘土层，e=0.63时，=66~88KPa，取=80KPa,取=2200KPa。
l由地基基础规范经验公式：
则单桩竖向承载力特征值：
=
静力触探法估算单桩极限承载力标准值，根据单桥探头静力触探资料Ps按图3.1确定桩侧极限阻力标准值。
图3.1曲线图3.2桩受力简图
由于除去杂填土外,第Ⅱ、Ⅲ层土是粘土，采取图3.1中的折线oabc,第Ⅳ层为粉土，来确定桩侧极限阻力的标准值则采取图3.1中的折线oef来确定桩侧极限阻力的标准值：
即：
粘土时，
时，
粉土时，
桩端的竖向极限承载力标准值的计算公式
其中：
u――桩身截面周长，m。
――桩穿过第i层土的厚度。
――桩身横截面积，扩底桩为桩底水平投影面积，，――桩端阻力修正系数，查表3。
由于桩端入土深度H=14,查表3，由线性插值法求得修正系数=0.75（H<
15时）。
表3桩端阻力修正系数值
桩入土深度（m）
H<
15<
H30
30<
H60
0.75
0.75-0.9
0.9
为桩端全断面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，计算时，由于桩尖进入持力层深度较浅，仅1m,并考虑持力层的可能起伏，所以这里不计持力层土的，为桩端全断面以下4倍桩径范围以内的比贯入阻力平均值，故，，为折减系数，，取＝1，故。
根据静力触探法求，根据各层土的值查图3.1和表3的数据,有如下：
第二层：
;
第三层：
第四层：
；
按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值：
单桩竖向承载力设计值
R1>
R2,所以最终按经验参数法计算单桩承载力设计值，即采用，初步确定桩数。
4桩数和平面布置的确定
4.1荷载组合
荷载组合：
4.2初步估算桩数
由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，规范中建议取，现在取1.1的系数，即：
取n＝12根，桩距。
承台边缘距边桩中心距离为450mm,大于方桩边长，且桩外缘至承台边缘距离不应小于150mm，此处取为250mm。
承台埋深2.2m，承台底面尺寸为。
确定桩数：
取12根。
桩位平面布置如图4.1。
图4.1桩平面布置图
5确定复合基桩竖向承载力设计值
该桩基属于非端承桩，并n>
3,承台底面下并非欠固结土，新填土等，故承台底面不会于土脱离，所以宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应，按复合基桩计算竖向承载力设计值。
目前，考虑桩基的群桩效应的有两种方法。
图5复合基桩
《地基规范》采用等代实体法，《桩基规范》采用群桩效应系数法。
下面用群桩效应系数法计算复合基桩的竖向承载力设计值。
计算桩所对应承台底净面积：
承台底地基土极限阻力标准值：
查表，复合桩基竖向承载力设计值R:
6桩顶作用验算
（1）荷载取组合：
.
承台高度设为1.2m等厚，荷载作用于承台底面。
（2）基桩平均竖向力：
（3）桩顶受力计算
作用在承台底形心处的弯矩
桩顶受力计算如下：
（4）验算
，
满足要求。
7桩基础沉降验算
7.1计算沉降量
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，所以可以采用修正后的分层总和法计算最终沉降量。
竖向荷载标准值
基底处压力
基底自重压力
基底处的附加应力
在z=0时：
，
.
将计算资料整理于表4
Z（mm）
1.4
0.2500
15000
0.49
0.2479
247.9
28.63079733
2000
0.98
0.2380
476
228.1
26.34402933
3000
1.47
0.2137
641.1
165.1
19.06794933
4000
1.96
0.1861
744.4
103.3
11.93046133
5000
2.45
0.1713
856.5
112.1
12.94680267
6000
2.94
0.1570
942
85.5
9.87468
7000
3.43
0.1393
975.1
33.1
3.822829333
7800
3.92
0.1291
1006.98
31.88
3.681927467
8800
4.41
0.1164
1024.32
17.34
15.019908
9300
4.90
0.1090
1013.7
-10.62
-9.199044
分层总和法计算桩基中点沉降S’（mm）
122.1203408
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