《完整版)桩基础设计计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版)桩基础设计计算书.docx（27页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、完整版）桩基础设计计算书设计任务书设计要求：1.确定桩基持力层、桩型、桩长；2 .确定单桩承载力；3 .确定桩数布置及承台设计；4 .进行复合桩基荷载验算；5 .进行桩身和承台设计；6 .进行沉降计算；7 .确定构造要求及施工要求。设计资料：场地土层自上而下划分为5层，勘查期间测得地下水混合水位深为2.1m,建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载，承台底面埋深为2.1m。桩基持力层、桩型、桩长的确定:根据场地的土层特征和勘查数据，确定了桩基持力层、桩型和桩长。单桩承载力确定：通过计算，确定了单桩竖向承载力。桩数布置及承台设计：根据单桩承载力和建筑荷载，确定了桩数布置和承台设计方案
2、。复合桩基荷载验算：进行了复合桩基荷载验算，确保了基础的稳定性和安全性。桩身和承台设计:根据桩基的荷载情况，进行了桩身和承台的设计。沉降计算：进行了沉降计算，确保了基础的稳定性和安全性。构造要求及施工要求：确定了基础的构造要求和施工要求，确保施工的质量和安全。预制桩的施工、混凝土预制桩的接桩、凝土预制桩的沉桩、预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施：详细介绍了预制桩的施工、混凝土预制桩的接桩、凝土预制桩的沉桩、预制桩沉桩对环境的影响分析及防治措施。结论与建议：总结了本次基础设计的主要内容，并提出了建议。参考文献:列出了本次设计中所使用的参考文献。根据设计任务书提供的资料，分析表明在柱下荷载作用下
3、,天然地基基础难以满足设计要求，因此考虑采用桩基础。经过地基勘查，确定选用第四土层黄褐色粉质粘土为桩端持力层。同时，根据工程情况，承台埋深为2.1m,预选钢筋混凝土预制桩断面尺寸为45mm45mm,桩长为21.1m。为了确定单桩承载力，首先需要根据地质条件选择持力层,确定桩的断面尺寸和长度。在本工程中，采用截面为450x45Omm的预置钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层LOm,镶入承台0.1m,承台底部埋深2.Imo根据经验公式，可以估算出单桩竖向承载力标准值Quk。其中，QSk为单桩极限摩阻力标准值，QPk为单桩极限端阻力标准值。通过计算，得至UQUkI=I674.9KN和Quk2=2008.4
4、KN0根据估算得到的单桩竖向承载力设计值R,可以确定桩数n和桩的布置。需要注意的是，此时还没有考虑群桩效应。在设计中，需要考虑单桩的竖向极限承载力设计值R,单桩总极限侧阻力力标准值QSk和单桩总极限端阻力力标准值Qpk,以及桩侧阻力分项抗力系数ys和桩端阻力分项抗力系数p使用经验参数法时，查表得到rs=rp=L65,计算得到Rl=1015.09KNo使用静力触探法时,查表得到rs=rp=1.60,计算得到R2=1255.25KNo最终的单桩竖向承载力设计值Rz=min(R1,R2)=1015.09KN。在桩数布置及承台设计中，以轴线为例。对于轴线上的A柱，根据设计资料，Nmax=4239,Mm
5、ax=193KN.m,VmaX=75KN.m,柱的截面尺寸为600x600mm。按照轴力P和R粗估桩数口1为:nl=PR=4239101509=4.18,考虑弯矩M、基础及承台上士重以及承台底土分担荷载作用桩数，得到n=l.lnl=4.65根。由于nl3,需要考虑群桩效应和承台效应确定单桩竖向承载力设计值R。先取桩数n=5根，桩的布置按梅花式排列，桩距Sa=(34)d=(34)x0.45=1.351.8m,取边桩中心至承台边缘距离为Id=0.45m。对于轴线上的D柱，根据设计资料，NmaxM159,MmaX=324KN.m,VmaX=79KN.m,柱的截面尺寸为600600mmo按照轴力P和R
6、粗估桩数nl为：nl=PR=41591015.09=4.10.考虑弯矩M、基础及承台上士重以及承台底土分担荷载作用桩数，得到n=l.lnl=4.515根。由于nl3,需要考虑群桩效应和承台效应确定单桩竖向承载力设计值R。先取桩数n=5根，桩的布置按梅花式排列，桩距Sa=(34)d=(34)x0.45=1.351.8m,取边桩中心至承台边缘距离为Id=O.45m。桩承台布置图如下：对于轴线上的B、C柱，由于柱距近，需要设置复合桩基。根据设计资料，NmaX=8782KN,MmaX=593KN.m,VmaX=I65KN.m。B柱的截面尺寸为600x900mm。按照轴力P和R粗估桩数nl为：根据计算得
7、到的单桩竖向承载力设计值R,考虑群桩效应和承台效应后，确定了复合桩基的荷载验算。在此过程中，先取桩数n=10根，并按图5的布置排列确定了桩距Sa=(34)d=(34)x0.45=l.351.8m,取边桩中心至承台边缘距离为ld=0.45mo承台的布置如图所示。根据承台布置，按下式计算复合桩基:SQskPQPkPAcncckc其中，Qek表示桩基中相应于每一根桩的承台底地基土极限抗力标准值，可按地基规范中相应的地基土承载力标准值乘以2取值。同时，承台底土阻力阻群桩效应系数为c,承台内区土阻力群桩效应系数为ci,承台外区土阻力群桩效应系数为ce,承台土阻力分项抗力系数为Co对于A柱，由于Bcl=2
8、.9/21=0.13840.20且Sad=1.35/0.45=3,查表8.16得到侧阻群桩效应系数为s=0.80,端阻群桩效应系数为p=1.64.查表8.17得到承台内区土阻力群桩效应系数为ci=0.11,承台外区土阻力群桩效应系数为ce=0.63根据承台的净面积，得到承台内区的净面积Ac,i=4.99m2,承台外区的净面积Ac,e=2.41m2.综合计算得到承载力特征值fk、承台底地基土净面积Ac、以及承台底土阻力分项抗力系数c,进而计算出QCk=I85kN。最终，根据上述参数，计算得到A柱的复合桩基的荷载验算结果。查表得到预制桩的单位重量为s=1.65,混凝土的单位重量为yc=L70.根据
9、公式R=sQsks+pQpkp+cQckc=0.80(1229.44(l.651.65)+(1.6445(1.651.65)+(0.283185/(1.71.7)=1069.67kN,计算出预制桩的承载力为1069.67kNo对于A柱，按中心荷载计算，得到N=F+G=1.0(4239.1+1.2202.12.92)=918.5kN2541.00,满足要求。对于D柱，单桩承载力与A柱相同，且外荷载小于A柱,因此单桩受力验算符合要求。对于联合承台，首先计算出承台面积Ac=6.5x2.3-100.452=12.925m2,内边缘面积Ac,i=6.051.85-100.452=9.1675m2,外边缘
10、面积Ac,e=0.225x65x2+0.225xL85x2=37575m2.根据表8.16,计算得到s=0.80,p=L64.根据表8.17,计算得到ci=0.11,e=0.63,再根据公式Qck=qckAcn=12512.925/5=161.6kN,R=sQskspQpkp+cQckc=0.80(l229.44/(1.651.65)+(1.6445(1.651.65)+(0.264161.6(1.71.7)=1064.0kN,得到承台的承载力为1064.0kNo最后，对于桩基验算，按中心荷载计算，得到N=(FB+FC)G=l.0(54443338l.2202.12.36.5)=8224.7k
11、N1069.67kN,不满足要求。因此需要重新设计桩基。1.0941.0kN1064.0kN4)按偏心荷载计算根据公式：N=(FBFC+GMxymax+M-yxmax)(nynx),其中：F_B、F_C为竖向荷载设计值，分别为5444kN和3338kN;G为地震作用系数，取0.2；M_x、M_y为偏心力矩设计值，分别为6279kNm和479kNm;x_maxy_max为桩的最大偏心距，分别为1.8m和2.8m；n_y、n_x为桩的受压边和受拉边的根数，分别为22和10.则N=(5444+3338+0.2627.91.82.8+4792.8)/(2210)=1276.8kN1064.0kN,满足
12、要求。六、桩身和承台设计混凝土为C30,轴心抗压强度设计值f_c=14.3MPa,抗拉强度设计值为fJ=L43MPa,主筋采用4根16,强度设计值Ly=310MPao其余按结构图集预制钢筋混凝土方桩要求。承台设计选C30混凝土，轴心抗压强度设计值为Lc=14.3MPa,轴心抗拉强度设计值为Lt=1.43MPao1、五柱承台A柱：1)柱对承台的冲切验算根据公式：F-l0.2h=0.14,所以取a_ox=0.475；b_c=h_c=0.6mo带入公式计算得：yF=l.lx339L28=3730.4kN；=0.72(+0.2)=0.819.根据公式可得：F-lafLXXX,即3730.4kNh,因此
13、取a=0.8.计算得到ox2=06oy的宽度为0.175m,高度为0.8m,所以a=0.175,满足a0.2h,因此取a=0.175计算得到POy=I.718.C柱的宽度为0.6m,因此bc=0.6m0根据公式计算得到F2=6345kNo将BoX1、ox2oybe、aoy、aoxlaox2、aox3.aox4代入公式，得到Fl=3391.28kN因此，C柱的F=5444kN,Fl=3391.28kN,F2=6345kN,满足要求的fVhglO的条件。最后，计算得到ox3=0.656,ox3=0.841,ox4=l,ox4=0.6,oy=0.219,oy=1.718,满足要求。首先，这篇文章似乎
14、是一些公式和计算结果的集合，没有明确的背景和目的。因此，需要添加一些背景信息和目的说明,以便读者更好地理解这些计算。接下来，需要对每段话进行小幅度的改写，以使它们更易于理解和阅读。以下是改写后的文章：本文旨在计算一个承台在受到两个柱子的荷载作用时的稳定性。具体来说，我们需要计算承台的强度和冲切力，并确定它是否能够承受这些荷载。首先，我们需要计算承台的强度。根据公式，承台的强度取决于它的尺寸和材料的强度参数。我们假设承台的尺寸为0.6mX0.9mX0.8m,材料的强度参数为1.43和5444kN0通过计算，我们得出承台的强度为7419kN因此，承台的强度符合要求。接下来，我们需要考虑两个柱子对承
15、台的冲切力。根据公式，冲切力取决于柱子的位置和荷载大小。我们假设柱子B和C的荷载分别为3338kN和5444kN,并且它们的位置会对承台产生冲切力。通过计算，我们得出承台的冲切力为kN。因此，承台的冲切力符合要求。最后，我们需要确定承台是否能够承受这些荷载。通过比较承台的强度和冲切力，我们可以得出结论：承台能够承受这些荷载。因此，这个设计是合理的。柱子对承台的冲切作用是决定承台尺寸的重要因素之一。冲切力F可以通过公式F=NmaX-Gnl计算得到。对于本设计,冲切力F为1019.9kN。为了计算柱子对承台的冲切作用，需要确定柱子的尺寸和距离。对于柱子1,alx为475mm,aly为175mm,c
16、l1为45Omm,c21为450mm。根据公式，可以计算得到lx为0.594,ly为0.219,BlX为0.605,Ply为L146.因此，柱子对承台的冲切作用为1237kN,满足要求。对于柱子2,a2x为925mm,a2y为175mm,cl2为450mm,c22为45Omm。根据公式，可以计算得到2x为1.156,2y为0.219,2x为0.354,2y为1.146.因此,柱子对承台的冲切作用为1414kN,满足要求。最终沉降量可以通过公式S=e(Pjmnzij)计算得到。其中，和e是修正系数，Pj是第j个荷载的作用力，mnz是桩的垂向承载力，aij是桩j对荷载i的影响系数。根据计算,最终沉
17、降量为S=Z(Pjmnzaij)o本文介绍了桩基的最终沉降量计算方法。其中，S表示桩基的最终沉降量(mm),S，表示按分层总和法计算的经验系数(mm)。当无地区经验时，可参考S的计算方法。具体而言，在非软土地区和软土地区桩端有良好持力层时，=l;在软土地区，且桩端无良好持力层时，当1025m,=L7;当l25m时，=5.91-20/71-100.此外，还介绍了桩基等效系数e的计算方法。e定义为群桩基础按明德林解计算沉降量Sm与按布氏解计算沉降量SB之比，可按公式简化计算。公式中的c、cl、c2反映群桩不同距径比、承台的长宽比LC等因素的系数，可查基础工程的附录IV表。此外，还介绍了角点法计算点
18、对应的矩形荷载分块数m、角点法计算点对应的第j块矩形底面长期效应组Pj、矩形布桩时的短边布桩数nb等相关计算方法。最后，给出了计算桩基最终沉降量的公式。公式中的ai、i-hzi.zi-hESi等系数均可根据矩形长宽比及深度比计算各层土的自重应力。各层地基附加应力的计算方法也在文章中给出。在进行基础设计时，需要考虑各种因素，如基底附加应力、地基层压缩模量等。对于五桩承台，由于弯矩较小，可以按轴心受压计算。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加应力近似取承台底平均附加压力。根据计算，基底接触压力为417.717kpa,基底附加应力为210.797kpao在确定地基手压层
19、深度时，需要考虑地基层的深度、土壤类型等因素。根据计算，地基手压层深度为6.015m,分为两层。第一层的地基层深度为4.3m,重度为17.8kNm3,压缩模量为11.5Mpa;第二层的地基层深度为1715m,重度为19.1kNm3,压缩模量为8.6MPa。在计算基础中心下地基中的附加应力时，需要考虑地层深度、土壤类型等因素。根据计算，地基中的附加应力为22.97kpao在软土地区且桩端无良好持力层时，需要考虑桩长、V、Sad、1/d、LcBc等因素。根据计算，当桩长H25m时，取1.7；Sad为3.0；1/d为46.67；LcB为LO,根据附表H,C为0.0387,C1为1.695,C2为1.
20、0.11.707nBcL=2.24,表示桩基的等效沉降系数。其中,n为桩数，B为桩径，c为地基承载力，L为桩长。计算桩基沉降量时，先求出桩基等效沉降系数/c,再代入公式s=4cpZ(2zi-l)Eai,计算得到A桩基沉降量为8.538mmo对于柱的计算，由于弯矩较小，可以按轴心受压计算。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积。基底接触压力为410.345kpa,基底附加应力为203.425kpao确定地基手压层深度时，根据公式z=nb(2.5-041nb)计算得到深度为6.015m,分为两层，第一层为4.3m,第二层为1.715mo计算基础中心下地基中的附加应力时，根据地层深度表
21、进行计算，得到压缩模量为11.174Mpa.在软土地区且桩端无良好持力层时，当桩长K25m时，取1.7,S取1.58.本文介绍了一种基于桩基和联合承台的地基处理方案。首先计算了桩基的等效沉降系数，并据此计算了A桩基的沉降量。接着，对联合承台进行了分析，求出了基底接触压力和基底附加压力，并确定了地基手压层深度。最后，计算了XXX的沉降量。该方案可为类似的工程提供参考。具体来说，对于桩基，根据已知参数计算出了等效沉降系数，并利用公式计算出了A桩基的沉降量。对于联合承台，先计算出了N值和偏心距e,再根据公式求出基底接触压力和基底附加压力。接着，根据地层参数确定了地基手压层深度，并计算出了联合承台中心
22、的沉降量。在软土地区且桩端无良好持力层时，当桩长1025m时，取=L7.根据Sad3.0和ld=21/0.45=46.67,Lc/Bc=6.5/2.3=2.8,查表得C=0.,Cl=1.8668,C2=11.7759,nb=2.计算桩基等效沉降系数c=C+(nb-1)xC2(Cl(nb-1)+1)=0.+1.8668x(2-1)+1L7759(1.8668x(2-1)+1)=01326.然后计算沉降值si=41.70.1326(99.028+399.372)(2(4.30.1496-6.0150.1212-4.30.1496)+11.588.6)=14.809mmo计算A、BC桩基沉降差s=s
23、BC-sA=14.809-8.538=6.271mm0.0021=0.0027500=15mmo计算BC、D桩基沉降差s=sBC-sA=14.809-8.239=6.57mm0.0021=0.002=27mm,满足要求。预制桩的制作程序包括现场布置、场地整平与处理、场地地坪混凝土浇筑、支模、绑轧钢机、安装吊环、浇筑混凝土、养护至30%强度拆模、再支上层模、涂刷隔离层、重叠生产浇筑第二层桩混凝土、养护至100%、起吊、运输、堆放和沉桩。桩的制作可以在工厂或施工现场预制。工厂预制利用成组拉模生产，用不小于桩截面高度的槽钢安装在一起组成。现场预制桩宜采用木模或钢模板，支在坚实、平整的混凝土地坪上,用
24、间隔的重叠方法产生，重叠层数不宜超过四层。混凝土空心管壮采用成套钢管胎模在工厂用离心法产生。钢筋的设置包括桩内设纵向钢筋或预应力钢筋（丝）和横向钢筋，一承受刚在运输、起吊和成桩过程中产生的弯曲应力和冲击应力。钢筋骨架的主筋连接宜用对焊或电弧焊，对于受拉钢筋，同一截面内的主筋接头数量不得超过50%；相邻两跟主筋接头截面的距离不应大于35倍主直径，并不小于50mmo预制桩钢筋骨架的施工偏差应符合表4-2的规定。表4-2展示了预制桩钢筋骨架的允许偏差，包括主筋间距、桩尖中心线、箍筋间距或螺旋筋的螺距、吊环沿纵轴线方向、吊环垂直于纵线方向、吊环露出桩表面的高度、主筋距桩顶距离、桩顶箍筋网片位置、多节桩
25、锚固箍筋长度（胶泥接桩用）和多节桩锚固箍筋位置（胶泥接桩用）。混凝土预制桩的接桩方法有焊接、法兰接和硫磺胶泥锚接三种。前两种方法适用于各种土类，而硫磺胶泥锚接适用于软土层，但对一级建筑桩或承受力的桩宜慎重。在焊接接桩时，钢板宜用低碳钢，焊条宜用E43；在法兰接桩时，钢板和螺栓宜用低碳钢；在硫磺胶泥锚接时，硫磺胶泥配合比应通过试验确定，其力学性能应符合表7-11的规定。为了保证硫磺胶泥锚接桩的质量，施工时应做到以下几点:（1）锚筋应刷清并调直；（2）锚筋孔内应有完好的螺纹，无积水、杂物和油污；（3）接桩时，接点的平面和锚筋孔内应灌满胶泥。表4-3展示了硫磺胶泥的主要力学性能指标，包括热变形、物理
26、性能密度、吸水率、弹性模量、耐酸性、抗拉强度、抗压强度、握裹强度和疲劳强度。在灌注硫磺胶泥时，灌注时间不得超过两分钟，停歇时间应符合表7-12的规定，每班不得少于一组。在凝土预制桩的沉桩方面，锤击沉桩是一种常用的方法。预制桩沉桩时，会对周围的环境产生影响。由于土体中产生高水压力，周围的建筑物和市政管线可能会发生变形、开裂、倾斜等事故。因此，在进行预制桩沉桩时，需要采取合理的施工方式和必要的防治措施，并进行周围建筑物和市政管线的变形监测，以控制施工速度和改进施工方法。2）、桩锤的选用和使用在进行桩锤的选用和使用时，需要考虑地质条件、桩型、布桩密集程度、单桩竖向承载力和施工条件等因素。在桩打入时，
27、需要符合一定的规定，例如桩帽与送桩帽与桩周围的间隙应为5-IOmm,桩锤、桩帽或送桩应和桩身在同一中心线上等。此外，桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%,按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为50+50mm,斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15%o3）、钢筋混凝土预制桩锤击沉桩期的安全问题在进行钢筋混凝土预制桩锤击沉桩期的施工时，需要满足强度和抗裂度要求，特别是对于高承台的预制桩，还需要考虑桩的压曲稳定性问题。为了防止沉桩时的断裂，需要研究锤击沉桩时桩身的锤击应力，并使桩身强度足以抵抗锤击时的锤击应力。4）、静力压桩法沉桩静力压桩法是一种无震动、无噪音、无污染、无冲力和施工应力小的沉重工艺
28、，具有很好的施工效果。近年来，随着大吨位压桩机的出现，静力压桩法的适用范围得到了提高，能够将长桩压入砂层，适用于对单桩极限承载力设计要求超过5OOOkN的超高层建筑。在沉桩过程中，还可以测定沉桩阻力,为设计和施工提供参数，预估和验证单桩极限承载力，检验班的工程质量。以减少挤土引起的空隙水压力；b采用静压沉桩或其他无振动的沉桩方法，减少振动和噪音的影响；C采用降噪措施，如设置隔音屏障、使用低噪音设备等，减少噪音污染；d在施工前进行周围建筑物的勘察，制定合理的施工方案和防护措施，避免对建筑物和市政设施造成不良影响。预制桩施工对环境产生的不利影响主要包括挤土效应、震动波和噪音污染。其中，挤土效应对相
29、邻建筑物和市政设施的不均匀变形和损坏影响最大。为控制挤土效应，可采取合理的沉桩施工组织计划、控制沉桩速度和布置监测系统等措施。此外，采用静压沉桩、降噪措施和设置竖向排水通道等技术手段也有助于降低环境影响。在施工前进行周围建筑物的勘察，制定合理的施工方案和防护措施，也是必要的措施之一。本文分析和评价了拟建场地的地质条件，并选择了最合理的基础型式桩基础。在预制桩和钻预制桩两种桩基础进行比较后，选择了钻孔灌注桩，并进行了设计。场地所在地区的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为SlOg,抗震设计地震分组属第一组。场地土类型为软弱土，建筑场地类别属HI类。场地的卓越周期为0.38秒。场地属轻微液化
30、场地，建筑场地属抗震不利地段。场地地下水类型主要由第层杂填土孔隙潜水、第层粉砂夹淤泥、第层承压水和基岩风化裂隙水组成。上部潜水主要受大气降水和涨潮时地表水的补给，下部承压水与闽江水有密切水力联系。场地地下水对混凝土结构无腐蚀，对钢结构具弱腐蚀。浅部孔隙潜水对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀，承压水对其无腐蚀。拟建建筑物的基础所采用的预制桩钻孔灌注桩直径选用800mm,采用一柱六桩型式。桩基的沉降为5.1mm。预制桩桩施工方法选用钻孔静力压入方法。基桩承载力应通过桩的静载荷试验确定。为确保建筑物的正常施工和安全使用，建议从建筑物基础施工至竣工使用后的一定时间内，设置适当数量的观测点进行长期观测工作。参考文献：1 .预制钢筋混凝土方桩图集（97G361）2 建筑桩基础技术规范（9494）3 .混凝土结构设计规范（GB2002）
