静压钢筋混凝土预制桩基础 土木专业桩基础设计.doc

一、 工程概况：天津织物厂位于天津市河北区，新建的后整理车间是一座单层门式刚架，局部为两层框架结构的厂房。门架跨度12m，占地面积918m2，建筑面积1138m2。框架顶高9.4m，柱距6m。新建车间位于两座老厂房中间，与老厂房基础边缘相距较近；特别是拟建场地土质十分不均匀，对上部结构影响很大。拟采用静压钢筋混凝土预制桩基础。二、 设计要求：1、 基础类型：本工业厂房需用钢筋混凝土预制管桩2、 荷载组合及荷载值：上部结构作用在基础顶面处的荷载见表2。表2作用在基础顶面的柱荷载【N：kN,M：kNm(向内),Q：kN(向内)】序号标准值准永久值基本值NMQNMQNMQ17001204558010038830140542690110405709033820130483680100355608030810120424670903055070258001103656508025540702079010030664070205306017770902476306015520501276080188620501051040874070129610405500304730606三、 工程地质条件：特征值拟建场地属于海相沉积土层，整个场地仅有两个钻孔，表明土层分布极不均匀。由钻孔所提供的土层主要物理力学指标如表1所示。表1土层主要物理力学指标四、 承载力验算1.确定桩的类型、几何尺寸和承台埋深本工程选用钢筋混凝土预制桩，为摩擦型挤土桩，桩截面外径300mm，内径100mm，桩身采用C80混凝土，钢筋采用HRB335，依据地基土的分布，确定第5层为桩端持力层，桩基长度8m，深入持力层1m左右。承台采用C20混凝土和钢筋HRB335，承台坐于粘土上，埋深定为3（承台底距底面距离）。由于孔2的资料土质较差故按照孔2进行计算设计。2.计算单桩承载力2.1.单桩竖向承载力计算直接按所给特征值进行计算：Ra=Rsk+Rpk=3.140.38（1.512.6+1.514.2+3.919.6+1.124.5）+3.140.30.3204=149.75kN2.2单桩水平承载力单桩水平承载力特征值：Rha=;其中=m=5000,b0=0.9(1.50.3+0.5)=0.855,EI=0.85EcI0=12018kNm2;故=0.81；查规范h=0.88=6.44，取4，则Vx=0.94，查规范，xoa=0.01m，故：Rha=0.750.810.810.81120180.01/0.94=51kN3.确定桩数，桩的平面布置和承台底面尺寸3.1确定桩数F=680kN；由于G相对于F较大，不可忽略，初选底面尺寸：33m2，G=20333=540kN；桩数：n=8.96根，取9根桩1200300300030003001200桩平面布置4.13.2桩平面布置和承台底面尺寸（见图4.1）桩位9根，故布置为3排3列，如图4.1由于桩中心距按规范须大于等于4d=1.2m；桩边缘距承台边须大于等于150mm；桩中心距承台边须大于等于300mm，故可得桩尺寸为33m2；4.验算群桩承载力和沉降验算4.1群桩竖向承载力验算考虑群桩效应时，单桩竖向承载力：R=Ra+cfaAc=149.75+0.140.91125=165.68kN0Nk=149.11R0Nkmax=+=171kN1.2R=198.8kN故竖向承载力满足要求4.2群桩水平承载力验算水平承载力Rha=51kN，明显大于水平荷载35/9=4kN，故满足要求4.3沉降验算承台底部的附加应力P=-=-(17.82+18.2)=81.76kPa扩散到桩端平面时P0=29.43kN由l/b=1,z/b=4/1.5=2.67，查表得=0.1478；Es=9800kPa根据S=4P0Z/Es计算得s=427.892.550.1730/9.8=5mm沉降量满足要求。5.承台构造设计承台设计为锥形承台，上台面边长为1.1m，下台面边长为3m，板厚500mm，边缘厚300mm，柱子截面600mm600mm，混凝土用C20，钢筋采用HRB335，有效层厚度70mm,ft=1.1N/mm2，有效高度为：h0=500-70=430mm5.1承台受弯计算最大弯矩：Mx=My=3810/9(1.2-0.3)+500.9=288kN钢筋面积：As=My/(0.9fyh0)=2481mm2故选钢筋：14180，则As=2565mm22481mm2，合适5.2承台受冲切计算5.2.1柱对承台的冲切=a0/h0=0.75/0.431,故=1;0=0.84/1.2=0.7;ft=1100kpa;Um=10304=4.12m;h0=430mmF1=F-Q=810-810/9=720kN(用荷载效应基本组合)h0ftUmh0=10.71.110004.120.43=1364kNF1=720kN；故满足要求5.2.2角桩对锥形承台的冲切1x=1y=0.56/(0.81+0.2)=0.55材料抗力:R=（C2+a1y/2）+(C1+a1x/2)hpfth0=0.55(450+350/2)211.110000.43=325kNN1=810/9=90kN故满足要求5.3承台受剪承载力计算Ax=ay=350mm;=ax/h0=0.81;=1.75/(1+0.81)=0.97;hs=1Bxo=by0=1-0.50.4（1-1.4/3）3=2.68材料抗力R=hsftbh0=10.971.110002.680.43=1230kN剪力荷载：V=810/93=270kNRV,故满足要求6.桩身设计本工程采用钢筋混凝土预制桩，桩身不分节，长度为8m，外径为300mm，内径为100mm；混凝土采用C80，静压沉桩，保护层厚度为40mm。按照构造要求配筋，配筋率为1%。As=（300300-100100）1%/4=628.32mm2选用414，则As=615.6mm2配筋率为=615.6/(200)100%=0.98%0.6%,配筋率满足要求桩身箍筋采用8150。