桩基础课程设计-计算书

4.5m 【题1】某试验大厅柱下桩基，柱截面尺寸为 400mm 600mm ，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 F k =1565kN, M=254

饱和软粘土

粘土

V

图1地质剖面示意图

土层名称

厚度

h i

(m

重度

3

(kN /m )

孔隙 比e

粘聚力

c (kP a )

液性指 数

L

(%)

塑限

P

(%)

塑性 指数

I P

液性 指数

I L

饱 和 度

S r

压缩系数

a

1

(MP a )

压缩模量

E s (MP a )

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

200

1. 2.

2^00

-

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

2.4m X 2.4m 。

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)

I L

q sik (kPa )

q pk ( 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:

Q uk Q sk Q pk u q sik l i q pk A p

=4X 0.4(60 X 2.0+38 X 4.5+82 X 1.5)+2500 X 0.4 X 0.4=902.4KN

取 Q uk 902.4 kN

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，S a 3d ，取 S a 4d , b e = 2m, l = 9m 故 0.22 查表得，sp 0.97。 查表得，sp 1.60先不考虑承台效应，估算基桩竖向承载力设计值

R 为

sp

1.60

桩基承台和承台以上土自重设计值为 G= 2.4 X 2.4 X 1.7 X 20= 195.84 kN 粗估桩数n 为 n = 1.1 X (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 2.4m X 2.4m ，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

,S a

B e

由一=4 ;

= 0.25

d l

查表得 e = 0.155

,

：= 0.75

sp Q uk 0.97 902.4 =547.08 kN

由A C = 4 m2, A= 2.4 2 — 22 = 1.76 m 2得

1565 2.4 2.4 1.7 20

(254 42 1.7)0.8 =440.21+101.69

=(0.97 X 902.4 + 1.60)+(0.337 X 120X 2. 4X 2.4 ) + (4 X 1.7)= 581.34kN

按桩的静载荷试验取 R= 581.34kN 根据经验公式得

Q uk u q sik |i q p k A p

=4 X 0.4(60 X 2.0+38 X 4.5+82 X 1.5)+2500 X 0.4 X 0.4=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

F G

M y x max

N max

—

n x i

4

4 0.8 0.8

=541.9 kN < 1.2R

= 1.2 X 581.34 = 697.608 kN

口 F G

且 N = 440.21 < R = 581.34 满足要求。

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： N a

F n MX d

2035 (330 55 1.7)0.8 =508.75-132.34=376.41 kN

0.8 0.8

2 -

X i 4

4

F

Mx c

2035

(330 55

1.7)0.8

B 桩： N b

—

2 =

=508.75+132.34=641.09kN

n X

i

4

4 0.8 0.8

F

Mx d

C 桩： N c

2 =

376.41 kN

n X i

F

Mx c

D 桩： N d

2 =

641.09 kN

n X i

由f k c

A c

e

A c

60，得 q ck 2 f k Q uk

sp

0.155—^

0.75176

= 0.337 5.76 5.76

120 kPa ,查表得c 1.7，所以考虑承台底土的抗力为

Q ck

Q uk

c

sp

sp

c

sp

q ck A c

c

c

n