完整版)桩基础设计计算书.docx

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。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,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45mm×45mm,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=2008.4KN0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,Mmax=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nl>3,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600×600mmo按照轴力P和R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nl>3,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=2.9/21=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.根据公式R=sQsks+pQpkp+cQckc=0.80×(1229.44(l.65×1.65)+(1.64×45(1.65×1.65)+(0.283×185/(1.7×1.7)=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+1.2×20×2.1×2.92)=918.5kN254×1.00,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=6.5x2.3-10×0.452=12.925m2,内边缘面积Ac,i=6.05×1.85-10×0.452=9.1675m2,外边缘面积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=125×12.925/5=161.6kN,R=sQsks÷pQpkp+cQckc=0.80×(l229.44/(1.65×1.65)+(1.64×45(1.65×1.65)+(0.264×161.6(1.7×1.7)=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×(5444÷3338÷l.2×20×2.1×2.3×6.5)=8224.7kN>1069.67kN,不满足要求。因此需要重新设计桩基。1.0×941.0kN<1064.0kN4)按偏心荷载计算根据公式：N=×(FB÷FC+G×Mx×ymax+M-y×xmax)(ny×nx),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+0.2×627.9×1.8×2.8+479×2.8)/(22×10)=1276.8kN<1064.0kN,满足要求。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-l<ftumh;F-l=F-Qi;a=0.72;为冲跨比,=0.4750.7=0.679;h为承台冲切破坏锥体的有效高度,取h=0.7mo其中，Y为建筑桩基重要性系数，取=Ll;F为作用于柱上的竖向荷载设计值，为4239.IkN；Q_i为冲切破坏锥体范围内各基桩底的净反力设计值之和。则F.1=F-NJ=4239.1-4239.1/5=3391.28kN。由于a_ox=0.475>0.2h=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-l<afLXXX,即3730.4kN<0.819×1.43MPa×2×0.475m×0.7m,满足要求。0.819(0.6÷0.475)+0.844(0.6÷0.475)oy(hc+aox)÷ox(bc+aoy)h=2(Fl)(ft)首先，我们需要将公式排版正确。然后，我们可以简化每个变量的名称，以使其更易于理解。最后，我们可以使用更清晰的语言来描述公式的含义。因此，我们可以重写为：计算承台的厚度时，需要考虑到承台受到的竖向力和冲切力。竖向力由每个柱子对承台的贡献之和计算得出。冲切力由每个柱子对承台的冲切系数和跨度比的乘积计算得出。最终的承台厚度应满足一定的安全要求。对于四柱承台，每个柱子对承台的冲切力需要计算。我们可以使用冲切系数和跨度比来计算每个柱子的贡献。最终，我们需要确保承台的厚度满足一定的安全要求。在计算B柱的冲切力时，我们需要考虑其对承台的竖向力和其他柱子的竖向力之和。然后，我们可以使用冲切系数和跨度比来计算B柱对承台的冲切力。最终，我们需要确保承台的厚度满足一定的安全要求。根据计算，柱C的受力情况如下：C柱的受力为5444kN,高度为0.8m,横向受力分为两个方向，分别为OX和oy。其中,oxi的宽度为0.475m,高度为0.8m,所以a=0.475,满足a0.2h,因此取a=0.475,计算得至Uoxl=1.071.ox2的宽度为0.8m,高度为0.8m,所以a=0.8,满足a>h,因此取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a>0.2h,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、ox2>oy>be、aoy、aoxlaox2、aox3.aox4代入公式，得到Fl=3391.28kN°因此，C柱的F=5444kN,Fl=3391.28kN,F2=6345k