基础工程桩基础设计
基础工程桩基础设计资料
⑴上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30，上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下︰
竖向力:4800 kN , 弯距:70 kN·m, 水平力:40 kN 拟采用预制桩基础， 预制桩截面尺寸为 350mm * 350mm。
⑵建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内， 地势平坦,建筑物场地位于非地震地区，不考虑地震影响.场地地下水类型为潜水，地下水位离地表 2.1 米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理，力学指标见下表：
表1 地基各土层物理、力学指标
土层底埋层 土层名称 编（m） 号 1 杂填土 1.5 1.5 ） 15.5 深 （m） （kN/m（%） 比 （%） （%） 层厚 重度 水量隙 限 限 力 擦角 (MPa) (kPa) 天然 含 孔 液 塑 内聚内摩模量 承载力 压缩 地基 2 粉质粘土 9.8 8.3 17.3 32.0 0.90 34.0 19.0 15.0 20.0 5.4 110 3 粘土 粉土夹粉21.8 12.0 16.2 33.8 1.06 44.0 18.0 13.8 17.5 3.2 100 4 质粘土 淤泥质粘5 土 27.1 5.3 18.3 30.0 0.88 33.0 18.0 16.9 22.1 11.0 148 >27.1 16.9 45.3 1.2 6.0 4.7 1.2 60
基础工程桩基础设计
基础工程桩基础设计计算
1. 选择桩端持力层 、承台埋深 ⑴.选择桩型
由资料给出，拟采用预制桩基础。
还根据资料知，建筑物拟建场地位于市区内，为避免对周围产生噪声污染和扰动地层，宜采用静压法沉桩，这样不仅可以不影响周围环境，还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。 ⑵.确定桩的长度、埋深以及承台埋深
依据地基土的分布，第3层是粘土，压缩性较高，承载力中等，且比较厚，而第4层是粉土夹粉质粘土，不仅压缩性低，承载力也高，所以第4层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m（>2d），工程桩入土深度为h，h=1.5+8.3+12+1=22.8m。
由于第1层厚1.5m，地下水位离地表2.1m，为使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土0.3m，即承台埋深为1.8m。
桩基的有效桩长即为22.8-1.8=21m。 桩截面尺寸由资料已给出，取350mm×350mm，预制桩在工厂制作，桩分两节，每节长11m，（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1m，是考虑持力层可能有一定起伏及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。
桩基以及土层分布示意图如图1。 2.确定单桩竖向承载力标准值
按经验参数法确定单桩竖向极限承载力特征值公式为：
Quk?Qsk?Qpk?u?qsikli?qpkAp
按照土层物理指标，查桩基规范JGJ94-2008表5.3.5-1和表5.3.5-2估算的极限桩侧，桩端阻力特征值列于下表：
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基础工程桩基础设计
极限桩侧、桩端阻力特征值
经验参数法 层 序 2 3 4
单桩竖向承载力极限承载力特征值为：
粉质粘土 粘土 粉土夹粉质黏土 qsk(kPa) 47 61 43 qpk(kPa) 1320
估算的单桩竖向承载力设计值（安全系数K=2）
3.确定桩数和承台底面尺寸
⑴.初步估算桩数，考虑柱子可能偏心受压，取一定的系数，数值为1.1，则有
n?1.1⑵.初选承台尺寸
桩距按规范取，桩距 s?3.0bp?3.0?0.35?1.05m，
承台长边：l?2??0.45+1.05??3m，
承台短边：b?2??0.55+0.7??2.5m。
在1.⑵中已取承台埋深为1.8m，承台高度暂取为
h'?1.0m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层厚度取
70mm，则承台有效高度为：
桩位平面布置，承台尺寸如图2。 4.单桩承载力验算
Quk
Fk4800?1.1??5.9，暂取6根。 Ra886.5h0?1.0?0.07?0.93m?930mm。
3桩顶荷载计算（取承台及其上土平均重度?G?20kN/m）
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基础工程桩基础设计
轴心竖向力作用下：
Nk?Fk+GkF+?GAd4800+20?3.0?2.5?1.8???845kN?Ra?886.5kN； nn6偏心竖向力作用下：
maxNkkmin??70?40?1??1.05Fk?GkMxkyiMykxi???845?n4?1.052?yi2?xi2?871.2kN?1.2Ra?1063.8kN?845?26.2?818.8kN?0?单桩水平力承载力计算：
Hik?因为
Hk40F4800??6.7kN；Fi?k??800kN n6n6Hik6.711????；即水平荷载和竖向荷载的合力与竖直线的夹角小于5°。 Fi800536012所以单桩水平承载力满足要求，不需要进一步的验算。 5.软弱下卧层承载力验算
⑴.软弱下卧层经深度z修正后的地基承载力特征值公式：
faz?fak??b??b?3???d?m?d?0.5?，
由资料查地基基础设计规范GB5007-2002，表5.2.4，得?b?0;?d?1，则
faz?60?0?1??258.2kPa1.5?15.5?0.6?17.3?7.7?7.3?12?6.2?5.3?8.3?27.1?0.5?
27.1⑵.桩群外围桩边包络线内矩形长、宽分别为：A0?2.45m;B0?1.4m， 持力层厚度 t?5.3?1?4.3m， 持力层与软弱下卧层弹性模量之比为
Es411??9.2， Es51.2°查桩基规范JGJ94-2008表5.4.1，用内插法求得，桩端持力层压力扩散角??29.2。 作用于软弱下卧层顶面的附加应力为：
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