两桩承台设计

下面是小编为大家整理的两桩承台设计,供大家参考。

　二桩承台设计

　（1）桩底荷载效应标准组合值如下。

　F k =4300kN；M k =327kN·m；V k =209kN。

　（2）柱底荷载效应基本组合值如下。

　F=4600kN；M

　=470kN·m；V

　=259kN。

　灌注桩基设计 建筑物基础设计方案采用混凝土灌注桩，具体设计方案如下：拟采用截面为直径为700mm 的混凝土灌注桩，以 7-1 号土层粉质粘土为持力层，桩尖伸入持力层 m，承台底面埋置深度为-1.8m,桩顶伸入承台 80mm 设计桩长 42m，初步设计承台高 m，桩顶伸入承台 m。

　由 3-1，3-2 可知单桩竖向极限承载力标准值 Q uk =kN，基桩竖向承载力特征值 R=R a = 根据上部荷载初步估计桩数为

　n=42 . 37764300akRF 则设计桩数为 2 根 桩基竖向承载力的验算 根据《建设桩基技术规范》（JGJ94—2008），当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应的标准组合值。由于桩基所处的抗震设防烈度为 7 度，且场地无可液化砂土、粉土问题，因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。

　 图 图 3-3 二 二 桩承台平面布置图

　根据桩数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台（见图 3-3）取承台边长为 m×m 的矩形布桩，桩中心距取 2000mm，桩心距承台边缘均为 600mm。

　承台及其上填土的总重量为：

　G k =× ×1.8×20=kN

　224 . 138 4600nG FNk kk 2369.12kN<R(=3776.42kN)

　计算时取荷载的标准组合，则

　 kN 82 . 19520 . 1 20 . 1 470 4 . 1 * 25912 . 236922maxmin **-xx MN N k k）

　（ kN 42 . 27850 . 1 20 . 1 470 4 . 1 * 25912 . 236922maxmin  **xx MN N k k）

　（

　 N kmax ×3776.42=4531.70kN)

　N kmin =1952.82>0

　满足设计要求，故初步设计是合理的

　(3-8)

　承台设计

　根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为 m×m，预估承台厚 m（见图 3-4），承台混凝土选用 C40，f t =1.71N/mm 2 ，f c =MM39.1N/mm 2 ；承台钢筋选用 HRB335 级钢筋，f y =300 N/mm 2 。

　·m 图 图 3-4 四桩承台计算简图

　1.承台内力计算 承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合设计值，则基桩净反力设值为

　kN 230024600kN 30 . 1916 3 . 416 23000 . 1 20 . 1 * ) 1 . 1 * 259 470 (24600kN 30 . 2716 3 . 416 23000 . 1 * 20 . 1 * ) 4 . 1 * 259 470 (24600/2 2/2 2/            nFN* xx MnFNxx MnFNii yin mii yax m

　 (3-14) F=12400kN；M

　=780kN·m；V

　=762kN

　 (3-15) 2.承台厚度及受冲切承载力验算 为了防止承台产生冲切破坏，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚度 m，承台底保护层厚 60mm，则 h 0 =1400－60=1340mm。分别对柱边冲切和角桩冲切进行计算，以验算承台厚度的合理性。

　由于基桩时圆形桩，计算时应将截面换算为方桩，则换算方桩截面边长为

　b p ×700=560mm 图中所示承台计算简图中的基桩即为换算后边长为 560mm 的方桩 (1 )柱对承台的冲切。

　承台受桩冲切的承载力应满足下式：

　      0 0 0 0 02 h f a h a b Ft hp x c y y c x l      

　 (3-16) 式中

　lF ——不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值，kN；

　hp ——承台受冲切承载力截面高度影响系数，当 h≤800mm 时hp 取 1.0，当 h≥ 2000mm 时hp 取 0.9，其间按线性内插法取值；

　tf ——承台混凝土抗拉强度设计值，kPa；

　0h ——承台冲切破坏锥体的有效高度，m；

　oy x  、0——x、y 方向柱的冲切系数；

　oy x  、0——冲跨比，其值均应满足 0.25~1.0 的要求；

　oy xa a 、0——x、y 方向柱边至最近桩边的水平距离，m；

　c cb h 、 ——x、y 方向的柱截面的边长，m；

　F ——不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合作用下柱（墙）底的竖向荷载设计值，kN；

　 iN ——不计承台及其上土重，在荷载效应基本组合下冲切破坏锥体内各基桩或复合基桩的反力设计值之和

　由于 F l =F－∑N i =4600－0=4600kN 32 . 0 88 . 0 4 . 0 6 . 10   xa m 则冲跨比为 54 . 034 . 172 . 0000  haxxλ

　由于承台为正方形，故

　54 . 00 0 y xλ λ

　冲切系数为β 0x =2 . 084 . 00xλ=2 . 0 54 . 084. 0 由于承台为正方形，故

　11 . 1  0y 0xβ β

　 (3-MM39) 由线性内插法可知， 96 . 0 ,9 . 01340 20000 . 1800 1340hphp hpβ β --则β

　2×［β 0x ×（b c +a 0y ）+β 0y ×（h c +a ox ）］×β hp ×f t ×h 0

　 2×××（0.6+0.72）］××1710×

　=13026.55kN>F l ( = 11600kN)

　 故厚度为 1.2m 的承台能够满足柱对承台的冲切要求。

　(2)角桩冲切验算。

　承台受角桩冲切的承载力应满足下式：

　011 112 12 2h facac Nt hpxyyx     

　 (3-21)

　 由于  max/N N l 从角桩内边缘至承台外边缘距离为

　c 1 =c 2 88m

　1ya = 1ya

　 54 . 034 . 172 . 054 . 034 . 172 . 0011011    hahayyxxλλ

　 2 . 0 54 . 064 . 02 . 064 . 01x1xλβ

　 86 . 02 . 0 54. 064 . 02 . 064. 011yy

　则

　［β 1x （c 2+21ya）

　+β 1y （c 1+21xa）］β hp f t h 0

　 = ［（ +272 0.）（ +272 0.）］××1710×

　 =3783.56>N/max (=3188.96kN) 故厚度为 1.2m 的承台能够满足角桩对承台的冲切要求。

　承台剪切破坏发生在柱边与柱边连线所形成的斜截面处，对于Ⅰ-Ⅰ截面，

　 λ 0y

　= 54 . 034 . 172 . 000 hay

　 （介于 0.25～3 之间）

　 剪切系数为 α=1 54 . 075 . 1175 . 1 λ

　受剪切承载力高度影响系数为 Β hs = 88 . 01340800 80025 . 025 . 00 h Ⅰ-Ⅰ截面剪力为

　V=2N/max =2× 则

　β hs f t b 0 h 0 =0.88*1.39*1.71*103

　=13792.39kN>V(=6377.92kN)

　(3-26) 故满足抗剪切要求。

　 承台计算截面弯矩如下。

　对于Ⅰ-Ⅰ截面，取桩基净反力最大值 N/max 进行计算，则 y i=

　M x=58 . 4591 72 . 0 * 96 . 3188 * 2   i i yN

　A s1 =  1340 * 300 * 9 . 010 * 58 . 45919 . 060h fMyx

　(3-27)

　(3-28) 因此，承台选用 25@150，则钢筋根数为

　 25 11503600 

　 取 25 25@150，实配钢筋 A s =mm2 。

　配筋率：

　% 15 . 0 % 29 . 01140 * 36005 . 12272   ρ

　，满足要求。

　由于此承台为四桩正方形布置，故另一方向的配筋相同。

　混凝土桩顶伸入承台长度为 60mm。两承台间设置连系梁，梁顶面标高-1.0m，与承台顶齐平，根据构造要求，梁宽 600mm，梁高 850mm，梁内主筋上下共 16Φ24 通长配筋,上层 8 根，下层 8 根，箍筋采用Φ8@200。承台底做 100mm 厚 C10 素混凝土垫层，垫层挑出承台边缘 100mm。

　3.5.6 桩身结构设计 灌注桩的桩身混凝土强度等级选用 C35，钢筋选用 HRB335 级。

　根据《建筑基础技术规范》（JGJ94-2008）第条的规定，桩顶轴向压力应符合以下规定：

　 N max ≤ φψ c f c A ps （1）桩底荷载效应标准组合值如下。

　F k =4300kN；M k =327kN·m；V k =209kN。

　（2）柱底荷载效应基本组合值如下。

　F=4600kN；M

　=470kN·m；V

　=259kN。

　 N max =nG F +2ii yxx M= 24 . 27990 . 1 * 20 . 1 * 4 . 1 259 470224 . 138 2 . 1 46002 * *kN Nmin=nG F -2ii yxx M= 64 . 19660 . 1 * 20 . 1 * 4 . 1 259 470224 . 138 2 . 1 46002  *-*kN

　 (3-30) 计算桩身轴心抗压强度时，一般不考虑压屈影响，故取稳定数  =1；对于灌注桩，桩基施工工艺系数 ψ c =0.80,C35 级混凝土，f c =1N/mm 2 ，则

　 φψ c f c A ps =1×××10 6 ×41×× 2

　 =5138.92kN>N max (=2977 .24kN)

　 (3-31) 故桩身轴向承载力满足要求

　由设计资料的柱底传至承台顶面的水平荷载标准值为 501kN，每根基桩受水平荷载为

　H ik =nH k=2209 桩身按构造要求配筋，桩身配 10φ12 纵向钢筋，A s =1131mm 2 ,则桩身配筋率为ρ g =2700 14 . 3411131* *AA S =0.29% 满足 0.2%~0.65%之间的要求。

　对于配筋率小于 0.65%的灌注桩，单桩水平承载力特征值按下式计算：

　R ha

　) 1 )( 22 25 175 . 00AfN Wfnt mkNgMt m.   （

　桩身为圆形截面，故 m=2, N 由于

　5EIm b  

　根据灌注桩周主要土层的类别，查表，取桩侧土水平抗力系数的比例系数 m=25mMN4/

　圆形桩桩身的计算宽度为

　 40 . 1 ) 5 . 0 7 . 0 5 . 1 ( 9 . 0 ) 5 . 0 5 . 1 ( 9 . 0         db m 根据

　I E cEI85 . 0 

　2 / dW I 

　E E c s E/  对 C30 级混凝土，有 2 2 4/ 0 . 3 / 10 0 . 3 m MN mm NE c  

　对 HRB300 级钢筋，有 2 2 5/ 1 . 2 / 10 1 . 2 m MN mm NE s  

　扣除保护层后的桩直径为

　 md63 . 0 07 . 0 7 . 0   

　 22) 1 ( 232d wgEdd    

　=  245263 . 0 % 29 . 0 110 0 . 310 1 . 22 7 . 0327 . 0 

　=3.46*10-2 m 2

　4 2 210 21 . 1 2 / 7 . 0 10 46 . 3 2 / m dw I       

　2 2 4. 55 . 308 10 21 . 1 10 0 . 3 85 . 0 85 . 0 m MN EII E c       则 65 . 055 . 30840 . 1 2555 EIm b  桩顶最大弯矩系数 M取值：由于桩的入土深度 h=15.0m，桩与承台为固接，4 3 . 27 42 65 . 0     h  ，取 4  h  ，由表查得 926 . 0  M。

　   2 2239 . 0 % 29 . 0 10 . 3211 7 . 041 14mdgE n A          

　N k 取在荷载效应标准组合下桩顶的最小竖向力（用该值计算所得单桩水平承载力特征值最小），由前面计算得 kN 12 . 2369 N k，则

　 R ha ) 1 )( 22 25 . 175 . 00A fN W fnt mkNgMt m   （

　 =)39 . 0 10 23 . 1 210 12 . 2369 5 . 01 ( ) 29 . 0 22 25 . 1 (926 . 010 46 . 3 10 43 . 1 2 65 . 0 75 . 063 2 6            % =H ikN   kN 37 . 165 165371(=104.50kN) 故桩身水平承载力满足要求。

　α= 4.0/0.65=6.15m,配筋长度为 39m。

　钢筋锚入承台 35 倍直径，即 35*16=560mm 4.箍筋计算 采用螺旋式箍筋，由于钢筋笼长度超过 4m，需每隔 2m 设一道φ14 的加筋箍