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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1Om,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=2008.4K
4、N0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=165,计算得到R1=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,Mma
5、x=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:n1=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=1.1n1=4.65根。由于n13,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粗
6、估桩数n1为:n1=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=1.1n1=4.515根。由于n13,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n1为:根据计算得到
7、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=1.351.8m,取边桩中心至承台边缘距离为1d=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Bc1=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=170.根据公
9、式R=sQsks+pQpkp+cQckc=0.80(1229.44(1.651.65)+(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,外边缘面
10、积Ac,e=0.225x65x2+0.225x185x2=37575m2.根据表8.16,计算得到s=0.80,p=164.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(1229.44/(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=1.0(544433381.2202.12.36.5)=8224.7kN
11、1069.67kN,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,满足要
12、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=143MPa,主筋采用4根16,强度设计值1y=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1c=14.3MPa,轴心抗拉强度设计值为1t=1.43MPao1、五柱承台A柱:1)柱对承台的冲切验算根据公式:F-10.2h=0.14,所以取a_ox=0.475;b_c=h_c=0.6mo带入公式计算得:yF=1.1x339128=3730.4kN;=0.72(+0.2)=0.819.根据公式可得:F-1af1XXX,即3730.4kNh,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、aox1aox2、aox3.aox4代入公式,得到F1=3391.28kN因此,C柱的F=5444kN,F1=3391.28kN,F2=6345kN