桩基础设计计算书模板.docx

桩基础设计计算书模板.docx

《桩基础设计计算书模板.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桩基础设计计算书模板.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

桩基础设计计算书模板

桩基础设计计算书

设计资料:

拟建建筑物10层，地下室一层，设地下室层高3.2m，上部结构为框架剪力墙结构，层高3.3m，七度抗震设防，±0.00相当于黄海高程+6.60m，室内外高差0.6m。

地下室水位±0.00。

场地上部土层承载礼教低，不具备天然地基的条件，采用桩基。

根据场地土的工程特征和当地的施工条件，拟采用PHC管桩或钻（冲）孔灌注桩基础方案。

桩、承台、柱的混凝土强度取为C30。

PHC管桩可选择残积土或全风化花岗岩作为持力层；钻孔灌注桩可选择全风化岩或者中风化岩作为持力层。

地下水为地表滞水，对混凝土结构不具备腐蚀性。

建筑标准层平面示意图如下：

承台计算类型选择说明：

1、角桩作为一个类型；

2、中桩的中间两个承台受的力单独较大，应单独计算；边桩和其他中桩作为一个类别计算，共三个类别。

一：

建筑桩基方案的选择

1、PHC预应力圆桩

确定全风化花岗岩作为持力层，桩截面尺寸选择直径400的圆桩，桩长18m，桩顶嵌入承台0.1m，则桩端进入持力层最小值为1.15m,满足嵌入最小深度要求。

根据工程地质剖面图，选择ZK6钻孔下土层分布情况作为单桩强度计算依据。

估计需要四根，桩根据经验表，承台高度为1350mm，承台底至地面的高度为3.95m。

Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpk+Ap=0.4п×（12×2.8+60×3.3+90×4.5×2/3+5.7×120+1.85×165）+0.04п×10000=3130kN

Ra=Quk/2=1565kN

确定桩数：

先不考虑承台质量，承台弯矩不大，按修改桩数考虑。

n=Fk/R=5262/1565=3.36

取桩数为4根。

此时桩造价125×18×4=9000元。

2、灌注桩选择锤击沉管（C25）：

选择残积土为持力层，桩长19.4m，桩直径为800mm，桩径入持力层的最小深度为2.7m,满足最小深度要求选择，选择ZK6钻孔下土层分布情况作为单桩强度计算依据。

同样估计需要四根桩根据经验表，承台高度为1350mm，承台底至地面的高度为3.95m。

桩顶嵌入承台深度为0.1m。

Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpk+Ap=0.8п×（10×2.5+50×3.3+75×4.5×2/3+5.7×100+3.3×135）+0.16п×13500=10381.1kN

Ra=Quk/2=5190.6kN>桩身强度设计值=2950kN，Ra取为2950kN。

确定桩数：

先不考虑承台质量，承台弯矩不大，按修改桩数考虑。

n=Fk/R=5262/2950=1.78

取桩数为2根。

此时桩造价为350×2×19.3=13510元

综合评价：

预制桩的造价比灌注桩低，由于预制桩是在工厂预制的，施工工期短。

且灌注桩的桩身质量不易控制，轻易出现断桩、缩颈、露筋和夹泥的现象，可靠度低。

加之需要降排水，造价又相应增加。

综上，采用PHC预制桩，但需要有相应的措施较少挤土效应的不良影响。

二、角边承台及桩计算：

根据课本表6-33，桩的中心距离取为4d=4×0.4=1.6m，桩外边至承台边的距离取为200mm，则承台长、宽为1600+200×2+400=2400mm。

1、桩基及群桩承载力计算：

Mx=19kN••m，My=-76kN•m，Vx=-76kN，Vy=-14kN

Gk=rG×d×A=10×1.35×2.42=77.8kN•m

Nk=（Fk+Gk）/n=（5262+77.8）/4=1335kN

Nk,max=（Fk+Gk）/n+（Mx+Vyh）xmax/∑xj2+（My+Vxh）/∑yj2=1398.4kN<1.2Ra，满足要求。

由于桩距小于6d，群桩整体承载力按整体破坏模式计算。

Pu=Psu+Ppu=2（A+B）∑qsuili+ABqpu=2（2.4+2.4）×（12×2.8+60×3.3+90×4.5×2/3+5.7×120+1.85×165）+2.42×10000=71912kN>F=6487kN,满足承载力要求。

1、承台计算：

1承台受弯承载力计算：

1号桩：

N1=F/n+My•xi/∑xi2+Mx•yi/∑yi2+Vy•h•yi/∑yi2-Vx•h•xi/∑yi2=1694.5kN

2号桩：

N2=F/n-My•xi/∑xi2+Mx•yi/∑yi2-Vy•h•yi/∑yi2-Vx•h•xi/∑yi2=1549kN

3号桩：

N3=F/n+My•xi/∑xi2-Mx•yi/∑yi2+Vy•h•yi/∑yi2+Vx•h•xi/∑yi2=1693kN

4号桩：

N4=F/n-My•xi/∑xi2-Mx•yi/∑yi2+Vy•h•yi/∑yi2-Vx•h•xi/∑yi2=1622kN

My=∑Nixi=1694×0.5+1693×0.5=1693.5kN•m

My=∑Niyi=1693×0.5+1622×0.5=1657kN•m

承台底部双向配筋可相同。

承台钢筋采用HRB335。

As=My/0.9h0fy=1693×106/（0.9×1150×300）=5452mm2

选用Φ22@150，实配钢筋面积As=6081.6mm2。

ρ=As/bho=6081.6/（2400×1150）=0.22%>0.15%，满足最小配筋率要求。

边桩内侧至承台边缘的距离为0.8×0.4+0.2=0.52m<35dg=35×0.022=0.77m，应将纵向钢筋向上弯折，弯折段长度为10dg=0.22m，水平段长度为25dg=0.55m。

2承台冲切承载力验算：

λox=λoy=aox/ho=300/1150=0.261>0.25

βox=βoy=0.84/（λox+0.2）=1.822

βhp=1.0-0.1×550/1200=0.954

hc=bc=0.6

根据课本公式6-155，有：

2[βox（bc+aoy）+βoy（hc+aox）]βhpftho=2×2×1.822×（0.6+0.3）×0.954×1430×1.15=10290>Fl=F-∑Qi=6487-0=6487kN，满足要求。

3承台受剪计算：

承台柱的两边长相等，只需要验算一边受剪面。

bxo=byo=[1-0.5h20（1-by2/by1）/h0]by1=[1-0.5×0.85（1-0.6/2.4）/1.15]×2.4=1.73

βhs=（800/h0）1/4=0.913

ax=300,h0=1150,λ=ax/h0=0.261,α=1.75/（λ+1）=1.388

βhsαftb0h0=0.913×1.388×1430×2.4×1.73=7524.1kN>V=1602+1659=3279kN，满足要求。

4沉降验算：

桩中心距小于6倍桩径，sa=1.6m，sa/d=1.6/0.4=4

Lc=2.4m，Bc=2.4m，A=5.76m2，荷载取准永久值组合。

承台底面应力：

P=F/A+rGd=3680/5.76+10×1.35=652.4kPa

承台底面附加应力：

P0=P-rd=652.4-6.9×1.35=643.1kPa

自中心把承台分为四个部分，b=Bc/2=1.2m，a=Lc/2=1.2m，a/b=1.0

桩端平面处土的自重应力：

σc1=∑rihi=2.05×6.9+2.9×9+3.9×8.5+6×8.6+3.05×10=155.5kPa

桩端平面下7m处土的自重应力为：

σc=155.5+（24.9-21.85）×10+（26.7-24.9）×11+（29.2-28.85）×13=210.35kPa

z/b=5.83，l/b=1.0，查得a=0.018，σz=4ap0=4×0.018×643.1=46.3≈0.2p0

计算深度可取为7m，计算深度内土层分为3层，每层深度分别为：

3.05m，1.8m，2.15m

zi=0,3.05，4.85，7（i=0,1,2,3）

zi/b=0,2.54,4.04,5.83

ai=0.25,0.06,0.027,0.014

s’=4p0∑[（ziai-zi-1ai-1）/Esi]=4×643.1×[3.05×0.06/30+（4.85×0.027-3.05×0.06）/50+（0.014×7-4.85×0.027）/70]=11.8mm

sa/d=√A/（√n•d）=3,l/d=18/0.4=45,Lc/Bc=1,查得回归系数C0，C1，C2分别为：

0.058，1.679，11.414，短边布置桩数为2。

桩基等效沉降系数为：

фe=C0+（nb-1）/（C1（nb-1）+C2）=0.134

s=ф•фe•s’=0.7×0.134×11.8=1.11mm，满足规范要求。

可知，由于桩底下为深厚的花岗岩，沉降很小，可不验算桩基的沉降。

三、边处承台及桩计算：

确定全风化花岗岩作为持力层，桩截面尺寸选择直径400的圆桩，桩长18m，桩顶嵌入承台0.1m，则桩端进入持力层最小值为1.15m,满足嵌入最小深度要求。

根据工程地质剖面图，选择ZK4钻孔下土层分布情况作为单桩强度计算依据。

估计需要五根桩，根据经验表，承台高度为1400mm，承台底至地面的高度为4.0m。

Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpk+Ap=0.4п×（12×1.7+60×3.3+90×4.5×2/3+5.7×120+1.90×165）+0.04п×10000=3120.8kN

Ra=Quk/2=1560.4kN<桩身强度设计值，Ra取为1560.4kN

确定桩数：

先不考虑承台质量，承台弯矩不大，按修改桩数考虑。

n=Fk/R=6624/1560.4=4.2

取桩数为5根。

根据课本表6-33，桩的中心最小距离为3.5d=3.5×0.4=1.4m，取中桩与其他边桩的距离√2m,则边桩之间的距离为2m。

取桩外边至承台边的距离取为200mm，则承台长、宽为2000+200×2+400=2800mm。

1、桩基及群桩承载力计算：

Mx=2kN••m，My=1kN•m，Vx=1kN，Vy=-9kN，承台所受的弯矩和剪力很小，可不考虑。

Gk=rG×d×A=10×1.40×2.82=125.4kN•m

Nk=（Fk+Gk）/n=（6624+125.4）/5=1355.5kN

Nk,max=（Fk+Gk）/n+（Mx+Vyh）xmax/∑xj2+（My+Vxh∑yj2=1369.7kN<1.2Ra，满足要求。

由于桩距小于6d，群桩整体承载力按整体破坏模式计算。

Pu=Psu+Ppu=2（A+B）∑qsuili+ABqpu=2（2.8+2.8）×（12×1.7+60×3.3+90×4.5×2/3+5.7×120+1.9×165）+2.82×10000=95015kN>F=8596kN,满足承载力要求。

2、承台计算：

1承台受弯承载力计算：

由于承台顶的弯矩和剪力很小，桩反力设计值简化为：

Ni=F/n=8596/5=1719.2kN

My=My=∑Nixi=2×1719.2×0.7=2406.9kN•m

承台底部双向配筋相同。

承台钢筋采用HRB335。

As=My/0.9h0fy=2406.9×106/（0.9×1200×300）=7428.7mm2

选用Φ22@140，实配钢筋面积As=7602mm2。

ρ=As/bho=7602/（2400×1200）=0.264%>0.15%，满足最小配筋率要求。

边桩内侧至承台边缘的距离为0.8×0.4+0.2=0.52m<35dg=35×0.022=0.77m，应将纵向钢筋向上弯折，弯折段长度为10dg=0.22m，水平段长度为25dg=0.55m。

2承台冲切承载力验算：

受柱冲切承载力验算：

λox=λoy=aox/ho=500/1200=0.42>0.25

βox=βoy=0.84/（λox+0.2）=1.355

βhp=1.0-0.1×800/1200=0.993

hc=bc=0.6m

根据课本公式6-155，有：

2[βox（bc+aoy）+βoy（hc+aox）]βhpftho=2×2×1.355×（0.6+0.5）×0.993×1430×1.2=10159>Fl=F-∑Qi=8596-1719=6876.8kN，满足要求。

3承台受剪计算：

承台柱的两边长相等，只需要验算一边受剪面。

bxo=byo=[1-0.5h20（1-by2/by1）/h0]by1=[1-0.5×0.80（1-0.6/2.8）/1.20]×2.8=2.1

βhs=（800/h0）1/4=0.90

ax=500,h0=1200,λ=ax/h0=0.417,α=1.75/（λ+1）=1.24<3

βhsαftb0h0=0.90×1.24×1430×2.1×1.2=4021.6kN>V=2Nmax=2739.4kN，满足要求。

四、中间处承台及桩计算：

确定全风化花岗岩作为持力层，桩截面尺寸选择直径400的圆桩，桩长18m，桩顶嵌入承台0.1m，则桩端进入持力层最小估计值为2.6m,满足嵌入最小深度要求。

根据工程地质剖面图，选择ZK6钻孔下土层分布情况作为单桩强度计算依据（偏安全取）。

估计需要6根桩，根据经验表，承台高度为1600mm，承台底至地面的高度为4.2m。

Quk可偏安全取为3120.7kN，Ra=Quk/2=1560.4kN<桩身强度设计值，Ra取为1560.4kN。

确定桩数：

先不考虑承台质量，承台弯矩不大，按修改桩数考虑。

n=Fk/R=7946/1560.4=5.1

取桩数为6根。

根据课本表6-33，桩的中心最小距离为3.5d=3.5×0.4=1.4m，取桩外边至承台边的距离取为200mm，则承台长为2800+200×2+400=3600mm，承台宽为1400+400+400=2200mm。

1、桩基及群桩承载力计算：

Mx=20kN••m，My=-19kN•m，Vx=15kN，Vy=-27kN

Gk=rG×d×A=10×1.60×3.6×2.2=126.7kN•m

Nk=（Fk+Gk）/n=（7946+126.7）/6=1345.5kN

Nk,max=（Fk+Gk）/n+（Mx+Vyh）xmax/∑xj2+（My+Vxh）/∑yj2=1370.5kN<1.2Ra，满足要求。

由于桩距小于6d，群桩整体承载力按整体破坏模式计算。

Pu=Psu+Ppu=2（A+B）∑qsuili+ABqpu=2（2.2+3.6）×（12×1.7+60×3.3+90×4.5×2/3+5.7×120+1.9×165）+3.6×2.2×10000=96436.44kN>F=10268kN,满足承载力要求。

2、承台计算：

1承台受弯承载力计算：

由于承台顶的弯矩和剪力很小，桩反力设计值简化为：

Ni=F/n=10268/6=1711.3kN

承台钢筋采用HRB335。

My=∑Nixi=2×1711.3×1.1=3764.9kN•m

As=My/0.9h0fy=3764.9×106/（0.9×1400×300）=9960mm2

选用Φ25@100，实配钢筋面积As=10309mm2

ρ=As/bho=10309/（2200×1400）=0.33%>0.15%，满足最小配筋率要求。

Mx=∑Niyi=3×1711.3×0.4=2053.6kN•m

As=Mx/0.9h0fy=2053.6×106/（0.9×1200×300）=5432.8mm2

选用Φ20@140，实配钢筋面积As=8169mm2。

ρ=As/bho=8169/（2200×1400）=0.162%>0.15%，满足最小配筋率要求。

X向边桩内侧至承台边缘的距离为0.8×0.4+0.2=0.52m<35dg=35×0.025=0.875m，应将纵向钢筋向上弯折，弯折段长度为10dg=0.25m，水平段长度为25dg=0.625m。

Y向边桩内侧至承台边缘的距离为0.8×0.4+0.2=0.52m<35dg=35×0.02=0.70m，应将纵向钢筋向上弯折，弯折段长度为10dg=0.2m，水平段长度为25dg=0.50m

2承台冲切承载力验算：

aox=0.9,aox=0.2,

λox=aox/ho=0.9/1.4=0.643>0.25

λoy=aoy/ho=0.2/1.4=0.143，取为0.25

βox=0.84/（λox+0.2）=1.0

βoy=0.84/（λox+0.2）=1.87

βhp=1.0-0.1×800/1200=0.933

hc=bc=0.6m

根据课本公式6-155，有：

2[βox（bc+aoy）+βoy（hc+aox）]βhpftho=2×[1.0×（0.6+0.2）+1.87（0.6+0.9）]×0.933×1430×1.4=13467.3>Fl=F-∑Qi=10268kN，满足要求。

3承台受剪计算：

h0=1400mm,h20=1400-400=1000mm

by2=0.6,by1=2200

byo=[1-0.5h20（1-by2/by1）/h0]by1=[1-0.5×1.0（1-0.6/2.2）/1.40]×2.2=1.63

bx1=3600,bx2=600

bxo=[1-0.5h20（1-bx2/bx1）/h0]bx1=[1-0.5×1.0（1-0.6/3.6）/1.40]×3.6=2.53

ax=0.9m，ay=0.2m

λx=ax/h0=0.643，λy=ay/h0=0.143<0.25取为0.25

αx=1.75/（λx+1）=1.07，αy=1.75/（λy+1）=1.4

βhs=（800/h0）1/4=0.87

A—A：

βhsαyftb0yh0=0.87×1.4×1430×1.63×1.4=3974.7kN>V=2Nmax=2741kN，满足要求。

B-B:

βhsαxftb0yh0=0.87×1.07×1430×2.53×1.4=4715.1kN>V=3Nmax=4110kN，满足要求。

五、承台联系梁

建筑物有抗震要求，承台双向之间需要用联系梁连接。

根据规范要求，承台连高取600mm，宽取300mm，梁高与承台顶平齐，梁顶相对地面标高为2.6m。

六、桩基础

六、参考文献：

【1】：

《基础工程》，闫富有，中国电力出版社

【2】：

《建筑桩基基础技术规范》，中国建筑工业出版社

【3】：

《地基基础规范》，中国建筑工业出版社

【4】：

《土力学》，建筑工业出版社