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桩基础课程设计计算书

【题1】某试验大厅柱下桩基，柱截面尺寸为400mm600mm，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Fk=1565kN,M=254

4.5m

饱和软粘土

粘土

V

图1地质剖面示意图

表1土的物理力学性质表

土层名称

厚度

hi

（m

重度

3

（kN/m）

孔隙

比e

粘聚力

c

（kPa）

液性指

数L

（%）

塑限

P

（%）

塑性

指数

IP

液性

指数

Il

饱和度

Sr

压缩系数

a

1

（MPa）

压缩模量

Es

（MPa）

杂填土

1.7

16.0

粉质粘土

2.0

19.0

0.8

10

31

19

12

0.6

0.8

9

8.5

饱和软粘

土

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

0.9

8

13.0

注：

各层土的平均内摩擦角200

1.

2.

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。

采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为

方桩，为400mm<400mm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2.4mX2.4m。

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）

Il

qsik（kPa）

qpk（kPa）

②

粉质粘土

2

0.6

60

③

饱和软粘土

4.5

0.97

38

②

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:

QukQskQpkuqsikliqpkAp

=4X0.4（60X2.0+38X4.5+82X1.5）+2500X0.4X0.4=902.4KN

取Quk902.4kN

3.确定桩基竖向承载力设计值R并确定桩数n及其布置

按照规范要求，Sa3d，取Sa4d,be=2m,l=9m故0.22查表得，sp0.97。

查表得，sp1.60先不考虑承台效应，估算基桩竖向承载力设计值R为

spQuk0.97902.4

=547.08kN

2^00

-

sp1.60

桩基承台和承台以上土自重设计值为

G=2.4X2.4X1.7X20=195.84kN

粗估桩数n为

n=1.1X（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2.4mX2.4m，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

SaBe

由一=4;=0.25

dl

查表得e=0.155,：

=0.75

由AC=4m2,A=2.42—22=1.76m2得

由fk

cAc

eAc

60，得qck2fk

Quk

sp

0.155—^0.75176=0.337

5.765.76

120kPa,查表得c1.7，所以考虑承台底土的抗力为

QckQuk

csp

spcsp

qckAc

c

cn

=（0.97X902.4+1.60）+（0.337X120X2.4X2.4）+（4X1.7）=581.34kN

按桩的静载荷试验取R=581.34kN

根据经验公式得

Qukuqsik|iqpkAp

=4X0.4（60X2.0+38X4.5+82X1.5）+2500X0.4X0.4=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

FGMyxmax

Nmax—

nxi

15652.42.41.720

（254421.7）0.8

=440.21+101.69

440.80.8

=541.9kN<1.2R=1.2X581.34=697.608kN

口FG

且N=440.21

n

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：

Na

F

n

MXd

2035（330

551.7）0.8

=508.75-132.34=376.41kN

0.80.8

2-

Xi

4

4

F

Mxc

2035（330

55

1.7）0.8

B桩：

Nb

—

2=

=508.75+132.34=641.09kN

n

Xi

44

0.8

0.8

F

Mxd

C桩：

Nc

2=

376.41kN

n

Xi

F

Mxc

D桩：

Nd

2=

641.09kN

n

Xi

（1）承台受弯计算

F2035kN,M330kNm,H55kN对承台进一步设计为：

承台厚度0.9m,保

护层为500mm,则h°0.85m,混凝土强度等级为C20,混凝土的抗拉强度为

ft1.1N/mm2，钢筋选用HRB335级，fy300N/mm2，如图所示

I—I截面:

Ml2XNbX0.5=2X641.09X0.5=641.09kN•m

II—II截面：

MII（NaNb）X0.95=376.41+641.09=1017.5kN•m

钢筋抗拉强度设计值fy300,承台有效高度h01.6m

Ais

Mi

641.09106

1484mm2

0.9fyh00.93001600

Aiis

Mii

o.9fyho

1017.5106

0.93001600

2355mm2

综上,I—I截面As1484mm2配筋，沿承台X方向每米长所需配筋

A's=1484/2.4=618.3mm2,选用丄14@50（As616mn2）II—II截面As2355mm2配筋，沿承台Y方向每米长所需配筋A's2355/2.4=981.25mm2,选用圍10@0（As981mm2）

沿承台X方向按I—I截面配筋圍14@250（As616mm2）

沿承台Y方向按I—I截面配筋围10@80（As981mn2）

（2）A.承台冲切计算：

0Fl2[ox（bcaoy）

oy（hc

aox）]fth0

aox

0.3廿

式中：

aox=0.3mmox=

=0.1875<0.2,取ox=0.2

h0

1.6

aoy

0.3甘

aoy=0.3mmo:

=

-=0.1875<0.2,取oy=0.2

h0

1.6

其中FiFNF

（Na

Nb）=2035-（376.41+641.09

柱对承台的冲切，按下式计算：

）=1017.5kN

ox

込=0.84=2.1;oyf=0.84=2.1

ox0.20.20.2oy0.20.20.2

ft1.1N/伽，柱顶平均净反力N=2035/4=508.75kN

FiFN=2035-508=1527kN

所以有2[ox（bcaoy）

oy（hcaox）]fth0

=2[2.1（0.6+0.3）+2.1（0.6+0.3）]1.1X1.6X106

=13306kN>1527kN故满足要求

B.桩对承台的冲切（角桩冲切）

，按下式计算:

其中C1C20.6m,a1x0.3,a1y0.3

0.56

1x

1x0.2

0.560.56

==1.4

a1x020.20.2

h0

0.56

0.56

=1.4

iy

0.56

iy0.2020.20.2

ho.

所以有：

1y1x

[ix（C2）iy（C2）]fth。

=[1.4（0.6+0.3/2）2]1.1X1.6Xi。

6

=8870.4kN>Ni=641.09kN故满足要求

（3）承台受剪计算

柱下等厚度承台斜截面受剪承载力按下式计算Vhsftb0h0

I—I截面：

V=2X641.09=1282.18kN

ax

x0.3/1.6=0.1875<0.3，故取0.3

h0

1.75

=1.75/（0.3+1）=1.345

1

hs=（800/h0）1/4=（800/1.6）1/4=4.73

3

hsftb0h0=4.73X1.345X1.1X10X2.4X1.6=26972kN>V满足要求

II—II截面:

Vhsftb0h0

NaNb

V=一-2=376.41+641.09=1017.5kN

2

ay

y0.3/1.6=0.1875<0.3，故取0.3

h0

1.75

=1.75/（0.3+1）=1.345

1

hs=（800/h0）1/4=（800/1.6）1/4=4.73

3

hsftb0h0=4.73X1.345X1.1X10X2.4X1.6=26972kN>V满足要求

6.桩身结构强度计算及配筋

A.吊装点

桩的截面尺寸为400mmX400mm,桩长9米，箍筋为热轧HPB335级钢筋fyv210钢筋保护层为40mm，混凝土强度等级C30。

因桩的长度不大，桩的吊装及吊立时的吊立布置，采用同一个位置。

吊装点为0.207L,0.56L和0.207L具体见下图

me

5574

IA£3

桩的吊门位宣

B.桩的主筋计算

控制弯矩为吊立时的情况

入=m/l=取动力系数为1.5

Mmax

ql2

8

（1

2ql2

）詈[1

=1/8X0.32X20X6.32X[1-（1.7/6.3）2]2X1.5=11.1kN•m

桩身截面有效高度：

400-40=360mm

M

1fcbh02

0.055

3.6106

2

1.014.34003602

1.12s=1-0.943=0.057

As』bh0=0.057X（1X14.3/300）X400X360=391.248mm2

fy

选用2^18，因此整个截面的主筋为4也18（As1017mm2）,其配筋率

1017

=0.706%>min0.4%,其他构造见施工图。

400360

C.桩身强度验算

（cfcAfyAs）=1.0（1.0X14.3X400X360+300X1017）

=2364.3kN>R满足条件

D•桩的箍筋计算

hw=360/400=0.9<4

b

满足V0.25cfcbh0

0.25cfcbho=0.25X1X14.3X400X360=514.8kN

满足

V=ql=（0.3X0.3X9X20）/8X1.7=3.44kN<514.8kN

0.7ftbh0=0.7X1.43X400X360=144.14kN>V

可以按构造配筋岡8@120As=50.3mm2

sv,min=0.24X1.43/210=0.16%

nAsv1

sv=（2X50.3）/（400X120）=0.28%>sv,min满足

bs

善待他人，就是勿以善小而不为，勿以恶小而为之”善待他人，就是老吾老以及人之老，幼吾幼以及人之幼”善待他人，就是与人方便，与己方便”善待他人，就是以礼待人，即用你喜欢

别人对待你的方式对待别人”.

世界很大，人心很杂。

红尘很深，人世浮华。

你所遇到的事，哪能没有烦心的事？

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想的浅一点，活着就该随遇而安！

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