桩基础设计举例

6.1设计资料

1、柱传来的荷载标准值为Fk2000kPa；单桩承载力：要求不小于500kPa 2、桩型：采用沉管灌注桩，单柱（500×500mm2）下桩基础结构形式（可采用四桩承台的基础形式）。

3、地质资料如下：

厚度

土层 粉土 亚粘土 粘土

状态 e=0.8 Il=0.5

m 3 12

γ kN/m3 18 19 19

c kPa 13 15 16

φ 度 20 21 20

Es MPa 12 13 15

qsia kPa 20 25 30

qpa kPa 150 200 250

Il=0.6 较厚

6.2确定桩的长度和承台埋深

1、 材料信息：

柱混凝土强度等级：C30

桩、承台混凝土强度等级：C20 ft1.10N/mm 钢筋强度等级：HPB235 fy210N/mm 钢筋强度等级：HRB335 fy300N/mm 2、 桩的长度计算：

单桩承载力特征值Ra取500KN 承台底标高设为-1.500

假设桩底位于粉土层底部，则：

222RaqpaAppqsiali1503.140.25223.140.25201.5

76.54kN500kN

达不到承载力。

假设桩进入亚粘土层x米，则： RaqpaAppqsiail

2 2003.140.2523.140.25(201.525x)500 解得：x10.3m

则桩长为2+10.3=12.3米，实取12.5m

3、 验算

2003.140.25223.140.25(201.52511)581.1kNRa500kN（满足要求）

6.3单桩配筋设计和计算

桩身采用C20混凝土，fc9.6N/mm2

Apfcc3.140.250.259.60.71031318.8kNRa500kN

按构造配筋，配筋率取0.50%:

As2502φ14 As1232mm2 0.5% As981.25mm2 采用8箍筋取φ6@200，局部加密

6.4确定桩的平面布置

几何参数：

承台边缘至桩中心距 C550mm D550mm 桩列间距 A1600mm 桩行间距 B1600mm 承台高度H1000mm 承台端部高度h600mm 桩顶深入承台100 ,钢筋保护层取70 , 则承台有效高度 =1000-70=930

矩形柱宽 Bc500mm 矩形柱高 Bc500mm

圆桩直径 Ds500mm 换算方形柱后桩边长 Ls400mm

6.5承台结构计算

1、 桩顶荷载：

轴心荷载作用下，单桩受力为：

Fk1781.3kN

QkFkGknFk202.72.74500kNfa

F1.35Fk1.351781.32405kN 2、 单桩净压力设计值：

计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002） 单桩净压力设计值均为：

NFnMoxyiy2iMoxxix2j24054601.25kN

3、 承台柱冲切验算：

计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002） Fl2[ox(bcaoy)ox(hcao)]hpfthp X方向上自柱边到最近桩边的水平距离：aox0.35mm Y方向上自柱边到最近桩边的水平距离：aoy0.35mm 承台有效高度：h0Has1.00.070.93m 作用于冲切破坏锥体上的冲切里设计值：FlF X方向冲垮比：oxaoxh00.35 Y方向冲垮比：oxaoxh00.35Qi24050.002405kN

0.930.376 0.930.376

X方向冲切系数：ox0.84(ox2)0.84(0.3762)1.46 Y方向冲切系数：oy0.84(oy2)0.84(0.3762)1.46 hp1

10.92000800(1000800)0.983

2[ox(Hcaoy)oy(Bcaox)]hpfth0

2[1.46(0.500.35)1.46(0.50.35)]0.98311000.934992kNFl2405kN 满足）

4、承台角桩冲切验算：

计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002） Nl[1x(c2a1y2)1y(c1a1x2)]hpfth0 角桩竖向冲反力设计值：N1601.25kN 从角桩内边缘至承台边缘的距离：c1C c2CLs2Ls20.550.550.420.420.75m 0.75m

Y方向上从承台角桩内边缘引45冲切线于承台顶面相交点至角桩边缘的水平距离（当柱或承台变阶处位于该45线以内时，则取由柱边变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线）

aox0.9m

Y方向上从承台角桩内边缘引45冲切线于承台顶面相交点至角桩边缘的水平距离（当柱或承台变阶处位于该45线以内时，则取由柱边变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线）

aoy0.9m

X方向角桩冲垮比：1xa1xh00.90.930.968 Y方向角桩冲垮比：1ya1yh00.90.930.968

X方向角桩冲切系数：1x0.56(1x0.2)0.56(0.9680.2)0.48 Y方向角桩冲切系数：1y0.56(1y0.2)0.56(0.9680.2)0.48 [1x(c2a1y2)1y(c1a1x2)]hpfth0

[0.48(0.750.92)0.48(0.750.92)]0.98311000.931158.5kNN1601.25kN （满足要求） 5、承台受剪验算：

计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002）Flhsftb0h0 （1） 1—1截面的抗剪验算：

Y方向上自柱边到计算一排桩边的水平距离：a00.35mm 计算截面处承台宽度：bA2C1.60020.552.7m 斜截面最大剪力设计值：Vl1202.5kN

计算截面的剪跨比：a0h00.350.930.376（介于0.3——1.0之间） 剪切系数：1.75(1.0)1.75(0.3761.0)1.27 承台计算截面的计算宽度：beb2.7m

1受剪的承载力截面高度影响系数hs的计算：hs800h480040.963 9301hsftb0h00.9631.2711002.70.933378.1kNVl1202.5kN

（2）2-2截面的抗剪验算：

X方向上自柱边到计算一排桩边的水平距离：a00.35mm

计算截面处承台宽度：bB2C1.60020.552.7m 斜截面最大剪力设计值：Vl1202.5kN

计算截面的剪跨比：a0h00.350.930.376（介于0.3——1.0之间） 剪切系数：1.75(1.0)1.75(0.3761.0)1.27 承台计算截面的计算宽度：beb2.7m

1受剪的承载力截面高度影响系数hs的计算：hs800h80040.963 93041hsftb0h00.9631.2711002.70.933378.1kNVl1202.5kN

6、承台受弯计算及承台配筋： 计算公式：Mx MyNiiyi

Nxi

（1）垂直于X轴方向计算截面处弯矩计算： My AsNMyixi2601.250.55661.4kNm 664.11030.93009302634mm2 选用18φ14 As2634mm2

0.9fyh0（2）垂直于Y轴方向计算截面处弯矩计算： Mx AsNMxiyi2601.250.55661.4kNm 664.11030.93009302634mm2 选用18φ14 As2634mm2

0.9fyh07、承台局部受压验算：

计算公式：Fl1.35c1fcA1n 局部荷载设计值：FlFc2405kN

混凝土局部受压面积：AlBcHc0.500.500.25m2 混凝土局部受压计算面积：Ab0.2522.25m2 混凝土受压时强度提高系数：lAbAl2.250.253.00

1.35c1fcA1n1.351.003.0096000.259720kNFl2405kN（满足要求）