某教学实验楼桩基础设计岩土工程课程设计计算书Word格式.docx

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21.1

5.4

125

0.72

3

灰色淤泥质粉质粘土

22.1

12.0

17.8

1.06

34

1.10

14.2

18.6

3.8

95

0.86

4

黄褐色粉土夹粉质粘土

27.4

5.3

19.1

0.88

30

0.70

23.3

11.5

140

3.44

5

灰绿色粉质粘土

>

19.7

26

0.46

36.5

26.8

8.6

210

2.82

4、设计要求

本工程建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级，环境类别为二（a）类，重要性系数均取1.0。

5、设计流程

桩基础设计流程图见图2。

图2桩基础设计流程图

二、选择桩型、截面及长度

1、选择桩型

因本工程中框架结构跨度大而且不均匀，柱底荷载较大，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。

因钻孔灌注桩泥浆排泄不便，为了减小对周围环境的污染，采用静压预制桩。

这样可以较好地保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务。

同时，当地的施工工艺、技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供了可能性。

2、选择桩的几何尺寸及承台埋深

依据地基土的分布，同时为了减小桩数，增大单桩承载力，选择第层土作为持力层。

因为该层土液性指数较小，处于硬可塑状态，承载力较高。

桩端全断面进入持力层1.2m（>

2d），工程桩入土深度为28.6m。

承台底进入第层土0.3m，与地下水位线齐平，减小了地下水对承台的影响（包括腐蚀性、浮力等）。

所以承台埋深为2.1m，桩基的有效桩长为26.5m。

同时，承台厚度初步选取为1.0m。

桩截面选择方形，尺寸选用500mm×

500mm。

由于施工设备要求，桩分两段，上、下段均为14m（不包括桩尖长度在内）。

实际桩长比有效桩长大1.5m，这主要是考虑持力层起伏、桩顶嵌入承台长度以及压桩完毕后需要凿去一定长度的桩顶混凝土以露出主筋锚入承台等情况，而留有余地。

桩基及土层分布情况示意图见图3。

图3桩基及土层分布示意图

三、确定单桩承载力

本设计属二级建筑桩基，采用经验参数法和原位测试法（静力触探法）估算单桩承载力特征值。

1、经验参数法

其中，m，m2

查《建筑桩基技术规范》，计算如下表2：

表2经验参数法计算单桩承载力特征值

土层

（m）

8

45

12

29

64

1.2

80

3100

∴

kN

2、原位测试法（静力触探法）

当时，

这里，为桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，取kPa，为桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，取kPa。

∴kPa

又由于桩长m，即15m30m

∴查表可知，桩端阻力修正系数按值直线内插得

下面再计算各层土的。

根据曲线图，如图4所示。

图4曲线图

对于地表以下6m范围内的土层，即承台底面以下3.9m范围内的土层，选取直线（A）计算，kPa。

对于其他土层，均选取折线（B）计算，即

当kPa时，

∴各层土的计算如下表3所示。

表3原位测试法（静力触探法）计算单桩承载力特征值

3.9

15

4.1

720

36

860

43

3440

111

2820

96

综上所述，取较小值，即kN

∴单桩竖向承载力特征值

四、初步确定桩数

在根据柱底荷载进行桩数初步确定时，本应该按照荷载效应标准组合进行计算，但资料中所给组合值为基本组合值。

虽然可以按照《建筑结构荷载规范》中的公式进行二者的换算，但是这里只是作为初步估算，所以可以简单地直接采用最大轴力标准值。

同时，所选实际桩数中要考虑承台自重和承台上土的自重，并且这里荷载均为偏心荷载，所以在计算结果上均放大1.1~1.2倍，并取整数。

另外，B、C轴线上的柱距太小，而荷载很大，所以将B、C轴线上的基础设计成联合承台形式。

在进行桩数确定时，应将B、C轴线上柱的荷载合起来计算。

最后要注意的是，第九组的计算荷载值均要放大36%。

计算结果如表4所示。

从表中可以看到，本工程总桩数为161根。

桩位布置图详见附录结构施工图。

表4初步确定桩数

柱号

最大轴力标准值（kN）

荷载放大36%

（×

（1+36%））

（kN）

所需桩数（/1531）（根）

所选桩数（根）

954

1297

0.8

1123

1527

1.0

977

1329

0.9

2242

3049

2.0

3733

5077

3.3

6

3087

4198

2.7

7

1626

2211

1.4

1957

2662

1.7

9

3288

4472

2.9

10

3129

4255

2.8

11

3240

4406

3110

4230

13

3105

4223

14

3261

4435

3158

4295

16

3170

4311

17

1928

2622

18

1959

2664

19

2290

3114

20

3212

4368

21

3060

4162

22

3058

4159

23

3199

4351

24

3062

4164

25

3022

4110

1594

2168

27—37

2400+1862=4262

5796

3.8

28—38

4161+2829=6990

9506

6.2

29—39

3908+2508=6416

8726

5.7

30—40

4169+2578=6747

9176

6.0

31—41

4054+2466=6520

8867

5.8

32—42

4053+2462=6515

8860

33—43

4188+2568=6756

9188

34—44

4063+2454=6517

8863

35—45

4015+2465=6480

8813

36—46

2274+1660=3934

5350

3.5

总计

161

五、承台尺寸设计及桩位布置

1、单桩承台

单桩承台尺寸为1.0m×

1.0m，如图5所示。

图5单桩承台尺寸

2、两桩承台

两桩承台尺寸为1.0m×

3.0m，如图6所示。

其中，m（），满足要求。

图6两桩承台尺寸

3、三桩承台

三桩承台为正三角形形式（只不过割掉了三个棱角），这样新的六边形尺寸为短边1.0m，长边2.6m，如图7所示。

图7三桩承台尺寸

4、四桩承台

四桩承台尺寸为3.0m×

3.0m，如图8所示。

图8四桩承台尺寸

5、五桩承台

27—37、36—46号柱下的承台需设计成五桩联合承台。

但由于27—37、36—46号柱的尺寸不完全一样，所以需要分别进行偏心计算。

27—37承台：

B轴柱荷载：

1862×

（1+36%）=2532kN

C轴柱荷载：

2400×

（1+36%）=3264kN

∴合力作用点距C轴的距离为

m

取m

36—46承台：

1660×

（1+36%）=2258kN

2274×

（1+36%）=3093kN

也取m

故可见，27—37、36—46承台的荷载偏心情况差不多，桩位布置相同，即承台和群桩的中性轴距C轴均为1.3m。

五桩承台尺寸为3.0m×

5.0m，如图9所示。

其中，为桩间最小中心距，大小为2.0m（），满足要求。

图9五桩承台尺寸

6、六桩承台

2号柱、5号柱相距很近，且荷载很大。

由计算可知，柱下布桩桩数分别为2根和4根。

又因为承台之间需要浇筑联系梁进行连接，所以为便于施工，直接将2号柱、5号柱下的承台设计成六桩联合承台。

先进行偏心荷载计算。

2号柱荷载：

1123×

（1+36%）=1527kN

5号柱荷载：

3733×

（1+36%）=5077kN

∴合力作用点距2/C轴的距离为

即承台和群桩的中性轴距2/C轴取0.7m。

六桩承台尺寸为3.0m×

5.6m，如图10所示。

图10六桩承台尺寸

7、八桩承台

28—38、29—39、30—40、31—41、32—42、33—43、34—44、35—45号柱下的承台需设计成八桩联合承台形式。

由于每个承台的荷载偏心情况不一样，需分别进行计算，再统计取一个合理平均值，以确定承台和群桩的中性轴。

荷载偏心情况计算如下表5。

表5八桩承台荷载偏心情况计算

B轴柱荷载（kN）

B轴柱荷载放大36%

C轴柱荷载（kN）

C轴柱荷载放大36%

合力作用点距C轴的距离

2829

3847

4161

5659

1.21

2508

3411

3908

5315

1.17

2578

3506

4169

5670

1.15

2466

3354

4054

5513

1.13

32—4