1、目 錄1設計資料 11.1上部結構資料 11.2場地工程地質條件 12選擇樁型、樁端持力層 、承臺埋深 22.1樁型 22.2樁長 23確定單樁極限承載力標準值 33.1計算單樁豎向承載力 34樁數和平面布置的確定 44.1 荷載組合 44.2初步估算樁數 44.2 初選承臺尺寸 45樁頂作用驗算 56軟弱下臥層驗算 67樁基礎沉降驗算 77.1計算沉降量 77.2確定沉降經驗系數 98樁身結構設計計算 108.1單點起吊 108.2樁身強度驗算 119承臺設計 129.1柱對承臺的沖切（沖切錐內無樁體） 129.2角樁對承臺的沖切 129.3斜截面抗剪驗算 139.3斜截面抗剪驗算 1310

2、參考文獻 15柱下獨立承臺鋼筋混凝土預制樁基礎設計1設計資料1.1上部結構資料某教學實驗樓，上部結構為十層框架，其框架主梁、次梁、樓板均為現澆 整體式，混凝土強度等級為C30上部結構傳至柱底的相應于荷載效應標準組 合的荷載如下：豎向力：4500kN 彎矩：50 kN m水平力：30kN擬采用預制樁基礎，預制樁截面直徑為 500mm1.2場地工程地質條件擬建建筑物場地位于市區內，地勢平坦，建筑物場地位于非地震區，不考慮地震影響；不考慮承臺效應。場地地下水類型為潛水，地下水位離地表2.1米,根據已有資料，該場地地下水對混凝土沒有腐蝕性。建筑地基的土層分布情況 及各土層物理、力學指標見下表：地基各土

3、層物理、力學指標表土 層 編 號土層名稱層底埋深(m層厚(m天然重度(kN/m)天然 含水量(%孔隙比液 限(%塑 限(%內聚力(kPa)內摩擦角(0)壓縮模量(MPa)地基 承載 力特 征值(kPa)1雜填土1.51.515.52粉質黏土9.88.317.332.00.9034.019.015.020.05.41103黏土21.812.016.233.81.0644.018.013.817.53.21004粉土27.15.318.328.00.8833.018.016.922.111.01605淤泥質黏土27.116.945.31.26.04.71.2502選擇樁型、樁端持力層、承臺埋深2.

4、1樁型根據任務書的說明，擬采用混凝土預制樁基礎，樁截面形式采用圓形，半 徑為 R=500m。2.2樁長依據地基土的分布：第二層為厚8.3M的粉質粘土，地基承載力為110kpa。 第三層為12M厚的黏土，地基承載力為100kpa。第四層為厚5.3M的粉土，地基承載力為160kpa。宜選擇第第四層為樁基礎持力層，樁端全斷面進入持力層2m樁長確定有以下考慮因素： 尖全截面進入持力層的厚度不小于 2R,此處取2000mm2R=1000mm 樁頂伸入承臺長度不小于 50mm取60mm; 尖的錐尖長度（1.31.5 ） R,取 1.4R=1.4 X 500=700mm 設計承臺埋深為1.5m 樁的計算長度

5、：8300+12000+2000=22300mm 樁身總長度：22300+60+700=23060mm近似取為23m3確定單樁極限承載力標準值3.1計算單樁豎向承載力根據地基基礎規范經驗公式qsikliqpk ApQukQskQpk Up樁側土的極限側阻力標準值（KPa查建筑樁基技術規范JGJ 94- 20085.3.5內插法如下表土層液性指數|L孔隙比eq skq pk粉質黏土層0.870.9047黏土層0.611.0661粉土層0.670.88632593.3由地基基礎規范經驗公式:QukQskUpqsikl iqpk Ap0.53.14(478.32468.45kN6112632)259

6、3.30.25 23.14則單樁豎向承載力特征值：艮 Qk/K 2468.4521234.23k4樁數和平面布置的確定4.1荷載組合荷載組合：Fk4500 KFa, Mk50kN，V01.11.2，現在取4.2 初步估算樁數由于柱子是偏心受壓，故考慮一定的系數，規范中建議取1.1的系數，即：nF1.14501.1Ra01234.234.01根初步曲取n= 4根4.3 初選承臺尺寸承臺的最小寬度不應小于500伽。為滿足樁頂嵌固及抗沖切的需要，邊樁 中心至承臺邊緣的距離不宜小于樁的直徑或邊長，且樁的外邊緣至承臺邊緣的 距離不小于150伽，所以樁的外邊緣至承臺邊緣的距離取 200mm樁距：S1.5m

7、 3R3.0 0.51.5m滿足構造要求。承臺長邊a(0.251.5_20.2 )2.4m承臺短邊b(0.251.50.22.4m為滿足承臺的基本剛度、樁與承臺的連接等構造需要，柱下獨立樁基礎承 臺的最小厚度為300伽，其最小埋深為500伽。暫取承臺埋深為1.5m，承臺高度h為1m，樁頂伸入承臺50mm鋼筋保護層取 70mm則承臺有效高度為：ho1.0 - 0.070.93m930mm承臺底面尺寸為：a b2.4m2.4m。確定樁數：FkGk45002.42.41.52n1.14Ra021234.23所以取 4 根樁。第4 頁 共15頁44 頁5樁頂作用驗算(1) 荷載取組合：Fk4500 K

8、P1，Mk50 kN，H 30kN承臺高度設為1.2m等厚，荷載作用于承臺底面。(2) 基樁平均豎向力：Nk45002.42.4201.541168.2kN(3) 樁頂受力計算作用在承臺底形心處的彎矩M 30kN m樁頂受力計算如下：(4)驗算1168.221.541181.18kNNk1168.20kNRa1234.23 KN，Nk max(MkHh。)max2i(50300.93)1.51.21234.23kN 1481.08kN ,H30Hk7.5kNn4Q告7.511112515012Nk max 1181.18kNoRa故滿足要求。(5)單樁水平承載力計算單樁水平承載力滿足要求，不需

9、要進一步的驗算，Fi45001125kN46樁基軟弱下臥層承載力驗算 軟弱下臥層經深度z修正后的地基承載力特征值公式：faz fak b b 3 d m d 0.5該軟弱下臥層為淤泥質土，查地基基礎設計規范GB5007-2002表5.2.4b 0； d 1則m 1.5 15.5 0.6 17.3 7.7 7.3 12 6.2 5.3 8.37 68kN / m27.1faz= 50 + 0+ 1 X7.68 X (27.1 ? 0.5) = 264.3 kpa 樁群外圍樁邊包絡線內矩形長,寬分別為：A0B01m硬持力層厚度t 5.3 - 23.3円持力層與軟弱下臥層E之比為,E4s丄！9.22

10、9.2E5s1.2查樁基規范JCJ94-2008表5.4.1,內插法求得對于樁距不超過6d的群樁基礎,樁端持力層下存在承載力低于樁端持力層1承載力丄的軟弱下臥層時，可按照下列公式驗算軟弱下臥層的承載力：3z q sikF l i kA 0 BU2A2tta n)(B02tta n)GkAd202.42.41.5172.8kN3(4500172.8 ) - ( 2.42.4 ) ( 477.8611263z223.30.559 )( 223.30.559 )-235.06kpa取z 0,軟弱下臥層頂面土的自重應力為：mZ27.115.5 1.5 17.3 0.6 7.3 7.7 12 6.2 5

11、.3 8.327.12O1.kPa所以：c 201.9kPa faz264.3kPa ,滿足要求7樁基礎沉降驗算7.1計算沉降量采用長期效應組合的荷載標準值進行樁基礎的沉降計算。由于樁基礎的樁 中心距小于6d，所以可以采用修正后的分層總和法計算最終沉降量。豎向荷載標準值F450*N基底處壓力 pF 24500 2.4241.5 20 811.25kPaA2.42.4基底自重壓力 d 15.51.523.25 kPa基底處的附加應力 P0P d 811.2523.25788kPa樁端平面下的土的自重應力z和附加應力（z 4 p0）計算如下：.在z om寸:i hi1.515.50.6180.84

12、kpa.在z1m寸:.在z2m寸:.在z3.3m寸:.在z4m寸:.在z5m寸:.在z6m寸:.在z7m寸:(17.3-10)7.7(16.2-10)12(18.3 - 10)hi180.8418.3189.14 kpah189.1418.3197.44kpai hi197.441.38.3208.23kpahi208.230.76.9213.06kpah213.0616.9219.96kpah219.9616.9226.86 kpah226.8616.9233.76 kpa17.32將計算資料整理于下表表3 c, z的計算結果Z(mm)%icz0.2c0.001.000.000.250001

13、80.8478836.1681000.001.000.830.19625189.14618.5837.8282000.001.001.670.10675197.44336.47639.4883300.001.002.750.05875208.23185.1841.6464000.001.003.330.03405213.06107.325642.6125000.001.004.170.02530219.9679.745643.9926000.001.005.000.01800226.8656.73645.3727000.001.005.830.01382233.7643.5606446.752

14、在 Z7m#,z 43.5606kpa0.2 c 46.752kpa ,滿足要求。將計算資料整理于表4表4計算沉降量Z(mm)%2zbiziZii 乙-i-1Zi-1EsiS (mm)010.000.2500788.0000.000100010.830.2332735.046233.200233.2001100066.8224200011.670.2007632.480401.320168.12048.17402182330012.500.1451485.566462.15060.8309.693832727400013.330.1248393.244499.04036.8901200167.

15、8177333500014.170.1079340.164539.60040.560106.5376600015.000.0906285.571543.6004.00010.50666667700015.830.0828260.986579.60036.00094.56分層總和法計算樁基中點沉降 S (mm)504.11225457.2確定沉降經驗系數等效沉降系數：eC 0nb 1C1(nb 1)C2其中：Sa1500 門l23“n $2j 3，46bd500d 0.5內插法得到：Co0.0392 C11.6884 , c211.5892計算樁基沉降經驗系數:nb 1aI n0 0672 10

16、 075317G( nb1) C21.6884 (21)11.58925.5.11討基朝：! i卜U紳榮 購敢心10152050VL-0 65a沁a樂 1 A11AfTtfTAiffft 兀 二壬毘/另二辻吐時* E5f為第*鵲上附*1%山草她屈丄層厚度閔枳沖值.町遅惻接井壊的展汁It-蘭詠根罰肝描収直層號Zi(m)i Zi 1 Zz 1AiP0 i Zii1ZZ1A /Esi i000.000011000233.20183761.616705.622000168.12132478.5612043.505453300033.8326658.042423.4581824400063.895034

17、5.3241954.433335500040.5631961.2826634.4660004.0031522626.6666677700036.002836823640Ai =456724.8Ai /Esi =126028.0636Es=SA i / 工 A i /Esi3.623992838表6壓縮模量當量值計算0.4320.07531 504. 1122 5 16.4 0mm200m m0.4（查樁基規范n 5z5.11）計算樁基沉降:i 1曰e - P0第9頁共15頁44頁8樁身結構設計計算8.1單點起吊兩端樁長各23m采用單點吊立的強 度進行樁身配筋設計。吊立位置在距樁 頂、樁端平面0

18、.293L(L=6m)處，起吊時 樁身最大正負彎矩M max 0.0429 Kqf， 其中K=1.3;即為每延米樁的自重(1.2 為恒載分項系數)。圖8.2單點吊運計算圖2q 0.253.14251.25.8875k N / m樁身長采用混凝土強度C30,鋼筋采用HRB335,所以：樁在用兩點平吊至預定樁位時，需要采用單點吊立就位。2 2M20.0429 Kql 0.04291.35.887523173.695k N m截面設計：樁身長采用混凝土強度C30可知：2 2fc 14.3N / mm, ft 1.43N / mmas 40mm。11.0, b 0.550, min 0.215%.受力

19、筋為 II 級鋼筋 HRB335(fyfy 300N/mnf),箍筋為 HPB300g( fyfy270n/ mm),所以: 樁身截面有效高度h00.50.040.46 mMsfcbh260.1148173.6951014.35004601 - . 12：1 - J - 2 0.11480.1223 b 0.550故滿足適筋條件； 算所需鋼筋截面面積As：“Jeb h114.35000.112346A0f y300選用4 20 (As1256mm),滿足要求。4樁身受拉主筋21231mm ,因此整個截面的主筋用4 20,加配2 18，總 a1765mm17650.767%min0.215%50

20、0460其他構造要求配筋見施工圖。8.2樁身強度驗算混凝土預制樁取 e0.85(ef eA f yAs)1.0(0.8514.324603.143001256)8452.87 kNRa1234.23 kN滿足要求。箍筋采用8200在樁頂和樁尖應適當加密，樁尖長1.4b 1.4 500 700nm 取0.7m,樁頂設置三層 85(鋼岡筋網，層距07m,具體見樁身結構施工圖。9承臺設計承臺混凝土強度等級采用C30,由荷載規范采用基本組合的荷載分項系數，取1.35。相應于荷載效應基本組合時作用于柱底的荷載設計值為：F1.35 Fk1.3545006075kMM1.35 Mk1.355067.5k N

21、 MH1.35 Hk1.353040.5k N承臺預設高1m樁頂伸入承臺60mm鋼筋的保護層取按有墊層取為50mm則承臺有效高度：ho1000 - 60940mm承臺混凝土強度等級采用C309.1柱對承臺的沖切（沖切錐內無樁體）Qi 0，沖切力：” Fq 6075 06075CNaox 200mm2，承臺厚度H=1.2m,計算截面處的有效高度:a0xa0y300mm沖跨比oxaoxoy2500.266，h0940沖切系數oxoy-0.840.841.80ox0.20.2660.22 ox( beaoy)oy( heaox)hpfth02 2 1.80(0.450.25)0.98314300.9406669.73 kNFi6075kN滿足要求9.2角樁對承臺的沖切扣除承臺和其上填土自重后的樁頂豎向力設計值：N max N （ MHh）（67.540.51.0）1.5NmmN 1518 752 1536.75kNj41.5從角柱內邊緣至承臺邊緣距離為:C2700mm &Xa1y300mm角樁沖垮比:1x1yaixho200 0.212940角樁的沖切系數:1x1y0.561x0.20.2120.56021.3571X(C2 即2 1.20129