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1、1桩基础设计框图桩基础设计框图2设计实例设计实例1. 设计资料设计资料某多层建筑一框架柱截面为，承担上部结构传来的荷载设计值为:mm800400轴力，弯矩，剪力。经勘察地基土依次为：0.8m 厚人工填土，1.5m 厚粘土；9.0m 厚淤泥质粘kN.m2800FkN.m420MkN50H土；6m 厚粉土。各层物理力学性质指标如下表所示。地下水位离地表 1.5m。试设计桩基础。表 各土层物理力学指标土层号土层名称土层厚度（m）含水量(%)重度(kN/m3)孔隙比液性指数压缩模量(MPa)内摩擦角（）粘聚力(kPa)人工填土0.818粘土1.532190.8640.3635.21312淤泥质粘土9.
2、04917.51.341.613.2.81116粉土6.032.818.90.800.52711.07183淤泥质粘土12.04317.61.201.3493.11217风化砾石5.0依据：承台的尺寸和结构依据：承台的尺寸和结构3 1.0d 15cm10 cm(1) 形状形状 方方,矩型矩型,三角形三角形,多边形多边形,圆形圆形(2) 最小宽度最小宽度 50 cm(3) 最小厚度最小厚度 30 cm(4) 桩外缘距离承台边桩外缘距离承台边 15 cm边桩中心距离承台边边桩中心距离承台边 1.0D(5) 桩嵌入承台桩嵌入承台 大桩横向荷载大桩横向荷载 10 cm,小桩小桩 5 cm,钢筋伸入承台
3、钢筋伸入承台 30d (5) 混凝土标号混凝土标号 C15 cm,保护层保护层 7cm2 设计计算设计计算42.1 桩基持力层、桩型、承台埋深和桩长的确定桩基持力层、桩型、承台埋深和桩长的确定由勘察资料可知，地基表层填土和 1.5m 厚的粘土以下为厚度达 9m 的软粘土，而不太深处有一层形状较好的粉土层。分析表明，在柱荷载作用下天然地基难以满足要求时，考虑采用桩基础。根据地质情况，选择粉土层作为桩端的持力层。根据工程地质情况，在勘察深度范围内无较好的持力层，故桩为摩擦型桩。选择钢筋混凝土预制桩，边长，桩承台mm350350埋深 1.2m，桩进入持力层层粉土层 2d，伸入承台 100mm，则桩长
4、为 10.9m。2.2 单桩承载力确定单桩承载力确定（1）单桩竖向极限承载力标准值）单桩竖向极限承载力标准值的确定的确定ukQ查相关表格：查相关表格：第第粘土层：粘土层：, 5kPa7sikqm1 . 12 . 15 . 08 . 0il第第粘土层：粘土层：, kPa23sikqm9il第第粉土层：粉土层：, kPa55sikqm7 . 035. 022 dlikPa1800pkqkN679pkpisikukqAlquQ（2） 桩基竖向承载力设计值。桩数超过 3 根的非端承桩复合桩基，应考虑桩群、土、承台的相互作用效应，由下式计算：RkN5 .3392uk aQR因承台下有淤泥质粘土，不考虑承
5、台效应。查表时取一栏的对应值。因桩数位置，桩距也未知，先按查表，2 . 0/ lBcas3/ lsa待桩数及桩距确定后，再验算基桩的承载力设计值是否满足要求。5cakcuk aAfQR22.3 桩数、布桩及承台尺寸桩数、布桩及承台尺寸2.3.1 桩数桩数 由于桩数未知，承台尺寸未知，先不考虑承台质量，初步确定桩数，待布置完桩后，再计承台质量，验算桩数是否满足要求。取59. 887. 7)2 . 11 . 1 (RGFn8n2.3.2 桩距桩距as根据规范规定，摩擦型桩的中心矩，不宜小于桩身直径的 3 倍，又考虑到穿越饱和软土，相应的最小中心矩为 4d，故取，边距取 350mmmm1400350
6、44 dsa2.3.3 桩布置形式采用长方形布置，承台尺寸桩布置形式采用长方形布置，承台尺寸62.4 计算单桩承受的外力计算单桩承受的外力2.4.1 桩数验算桩数验算承台及上覆土重kN2 .2822 . 18 . 44 . 220AdGG满足要求。855. 74 .4802 .2822800 RGF2.4.2 桩基竖向承载力验算桩基竖向承载力验算基桩平均竖向荷载设计值：7391.0kNRkN3 .38582 .2822800nGFN基桩最大竖向荷载设计值：作用在承台底的弯矩：kN.m4802 . 150420HdMMx kN9 .333kN7 .4362maxminmaxix yyM nGF
7、NNkN2 .4690 .3912 . 12 . 17 .436maxRN均满足要求。2.5 软弱下卧层承载力验算软弱下卧层承载力验算因为 m1 . 20 . 6m4 . 1dsa按如下公式验算：)tan2)(tan2()(2)(00000 tBtAlqBAGFisik zqw ukizqz/各参数确定如下：，；MPa07.111sEMPa1 . 32sE57. 3/21ssEE持力层厚度：；、分别为桩群外缘矩形面积的长和宽。m3 . 57 . 06t0A0Bm55. 435. 09 . 40Am05. 235. 04 . 20A8m03. 105. 25 . 05 . 0m3 . 50Bt由
8、建筑地基基础设计规范查得：o5 .23kPa0 .326)35. 04/(3 .459/uQlqskisik下卧层顶以上的土的加权平均有效重度，3kN/m01. 9i下卧层软土层埋深。m3 .17dkPa5 .1353 .1701. 9)57.23tan3 . 5205. 2)(57.23tan3 . 5255. 4(0 .328)05. 255. 4(2)2 .2822800(ooziz软弱下卧层经深度修正后的地基承载力标准值按下式计算：)5 . 0()3(21dbfqdbkw uk本题中地基承载力标准值取 84kPa，基础底面以下土的有效重度为，基础底面以上土加权平均重度，3 1kN/m8
9、 . 73 2kN/m01. 9基础宽度和埋深修正系数查建筑地基基础设计规范 ，地基承载力修正系数，0b0 . 1d65. 1q基础底面宽度，4tan20 00lBb净桩长，内摩擦角，则m6 . 92 . 18 .10lo1803.56m 4tan20 00lBbkPa4 .235)5 . 03 .17(0 . 101. 9)356. 3(08 . 784w ukq满足要求。kPa6 .14265. 15 .234kPa5 .135qw sk izqz2.6 承台板设计承台板设计9承台的平面尺寸为，厚度由冲切、弯曲、局部承压等因素综合确定，初步拟定承台厚度 800mm，其中边缘厚度mm2400
10、4900600mm，其承台顶平台边缘离柱边距离 300mm，混凝土采用 C30，保护层取 100mm，钢筋采用 HRB335 级钢筋。其下做 100mm 厚C7.5 素混凝土垫层，如下图所示。102.6.1 抗弯验算抗弯验算计算各排桩竖向反力及净反力桩：kN7 .436)1 . 27 . 0(41 . 248082 .2822800221N净反力：kN4 .4018/2 .2827 .43681 1GNN桩：kN4 .402)1 . 27 . 0(47 . 048082 .2822800222N净反力：kN1 .3678/2 .2824 .40282 2GNN桩：kN1 .368)1 . 27
11、 . 0(47 . 048082 .2822800223N净反力：kN9 .3328/2 .2821 .36883 3GNN桩：kN8 .333)1 . 27 . 0(41 . 248082 .2822800224N净反力：kN6 .2988/2 .2828 .33384 4GNN因承台下有淤泥质土，即不考虑承台效应，故 x-x 截面桩边缘处最大弯矩应采用桩的净反力计算：11kN.m5 .732)2/35. 02/4 . 085. 0()8 .331 .3684 .4027 .436(ixyNiM承台计算截面处的有效高度，有mm7000h2600mm37487003109 . 010732 9
12、 . 0hfMAyx s配置钢筋（）2582mm3927sAy-y 截面桩边缘处最大弯矩应采用桩的净反力计算：kN.m2 .1725)2/8 . 07 . 0(4 .4022)2/8 . 01 . 2(7 .4362iyxNiM承台计算截面处的有效高度，有mm7000h2600mm88397003109 . 0102 .1726 9 . 0hfMAyy s配置钢筋（）3692mm8839sA2.6.2 冲切验算冲切验算柱对承台的冲切验算柱截面为，柱短边到最近桩内边缘的水平距离为：mm800400，取mm700mm15252/3502/800210000hxmm70000 hx柱长边到最近桩内边
13、缘水平距离：mm1402 . 0mm4752/3502/40085000hx充跨比：170070000 0hx x12675. 070047500 0hy y、满足 0.21.2。x0y0冲切系数：700. 02 . 00 . 1 84. 02 . 0 84. 000xx956. 02 . 0679. 084. 02 . 0 84. 000yy柱截面短边，长边mm400cbmm800ch根据建筑地基基础设计规范 ，受冲切承载力截面高度影响系数在不大于 800mm 时取 1.0，查混凝土结构设计规范 ，hphMPa43. 1tf作用于柱底竖向荷载设计值kN.m2800F冲切破坏锥体范围内各基桩净
14、反力设计值之和kN7009 .3321 .367iN作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值： kN21007002800NFFl满足要求。kN2100kN1 .4097)()( 2l00000Fhfhbthpxcyycx角桩对承台的冲切验算 角桩内边缘至承台外缘距离：mm5252/35035021 cc在 x 方向，从角桩内缘引 45 冲切线，与承台顶面交点到角桩内缘水平距离omm6321xa13在 y 方向，因柱子在该 45 冲切线内，取柱边缘至角桩内缘水平距离omm4751xa角桩充跨比：903. 070063201 1hax x679. 070047501hayxy角桩冲切系数：508. 0
15、2 . 0 56. 011xx632. 02 . 0 56. 011yy角桩竖向净反力：，有kN4 .401lFkN1 .401kN0 .924)2/()2/( 2l0111121Fhfccthpxyyx满足要求。2.6.3 承台斜截面抗剪强度验算承台斜截面抗剪强度验算 y-y 截面柱边至边桩内缘水平距离，mm1525xa承台计算宽度，mm24000b计算截面处的有效高度，mm7000h剪垮比，179. 270015250haxx14剪切系数550. 00 . 1 75. 1x受剪承载力截面高度影响系数34. 18004/10 hhs查规范混凝土的MPa43. 1tf斜截面最大剪力设计值：kN15371 .36724 .4012
