第十二章基础配筋计算.docx
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第十二章基础配筋计算
第12章基础配筋计算
§12.1桩基础的设计及验算
§12.1.1.设计资料
表11-1工程地址资料
基础埋深
m
土层厚度
m
岩土名称
地基土静荷载代表值
KN
2.20
2.20
杂填土
100
8.00
5.80
粉质粘上
140
16.20
8.20
粘上
160
20.70
4.50
中密的细沙
—
25.00
4.30
基岩
—
图12-1柱网布置图
由内力组合表可知，桩基作用到基础顶面处的设计荷载为：
M=0.81KN.mN二2831.17KNV二-175.86KN
基础梁及底层半墙自重：
G=25KN/x（5.4m+5.4m）x0.4/nx0.25〃〃2+18KN/m3x（5.4m+5.4m）x0.24mx4.7m/2=123」4XN
设计值：
1.2G=1.2x123.14/GV=147.77KN
实际的内力控制值：
M=336.75KN.mN=2831.17KN+147.77KN=2978.94KN
V=-203.62KN
§12.1.2.确定桩的规格数量及初定承台的尺寸
根据《建筑桩基础设计规范》（JGT194-94法）：
采用沉管灌注桩，据地质勘探资料，确定笫三层为持力层，进入持力层深度5.2m>l.5d二0.75m。
桩直径为0.5m,桩长具体桩尺寸详见图12.2,图12.3
混凝土为C30,£=14.3N/加加J钢筋为HRB335,fy=3OO7V/mm2
根据地质资料查规范得：
桩的极限侧阻力标准值：
粉质黏土q,ik=60K/M、黏土qxik=70Kpa桩的极限端阻力标准值：
黏土qpk=3800^
§12.1.3.单桩竖向承载力特征值
Q=Qxk+Qpk=%舛+从厶
式中：
血：
桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；
桩的极限端阻力标准值；
舛：
桩身的恒截面面积-x0.52；
4
“：
桩身的周长/rxO.5；
&:
单桩总极限侧阻力标准值；
0揪：
单桩总极限端阻力标准值；
Qk=Q5k+QPk=QPk\+“工血厶
=0.5/n”x（60Kpax5.8w+IQKpax5.2w）+
=1863.59KN
§12.1.4.确定桩的数量
暂不考虑群桩效应，估算单桩竖向承载力特征值：
尺=坐=1S63~>9=1096.23KN
爲170
式中：
為一桩侧阻端阻综合阻抗力分项系数；
则，粗估桩数h=-=2978-94=2.72（根）、取n二4根。
R1096.23
应考虑群桩效应及承台效应（取桩数n二4根，桩的排列按行列排
列。
桩距取Sa=3d=\.5m.承台底面尺寸取2.5mx2.5m）则其复合基桩的竖向承载力设计值为：
门Q*Qp&.r
/?
=〃、亠+%亠+Z亠
YsYP7c
式中：
乙一桩侧阻抗力分项系数；儿一桩端阻抗力分项系数；人一承台底土阻抗力分项系数；久一桩侧阻群桩效应系数；%—桩端群桩效应系数；
/%—桩侧阻端阻综合群桩效应系数;©—桩侧阻群桩效应系数；
=190・75KN；
qek.Ae_\40Kpax5A5m2
n4
式中：
张一承台1/2承台宽度深度范®I（<5m）内地基土的极限阻力
标准值140Kpa；
Ac—承台地基净面积nrAc=2.5mx2.5m一"m2=5.45m2；
i4eA
式中：
V、材一承台内区（外围桩边包络区），外区净面积，A-=4r+V：
朮、承台内外区土阻力群桩效应系数；
AJ=2.0mx2.0/7?
-4xnr=3.22nr
4
A（e=2.5mx2.5m一2.0mx2.0m=2.25nr
Ae=5.45//12:
式中：
—分别为承台的宽度和入土深度，S。
为桩的中心距。
查《荷载规范》可得：
7=0.80,=0」2,=1.67=0.63,=0.93,
a1aeq97o95
=+0.63x_=0.331
§12.1.5.桩承台的设计
承台尺寸：
设计桩承台尺寸长2500mm,宽2500mm
因为边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径，且桩的外边缘至
承台的边缘距离不小于150mm，所以承台的尺寸取2500mmX2500mmo
二.承台及上覆土重，取承台及覆土的平均重度r0=20KN/m\
桩的位置如下图所示：
图11-2桩位置布置图
O
图11-3桩的尺寸
OO
9
Ofun
§12.1.6.基桩的承载能力验算
（1）桩基中各桩竖向承载力验算
基桩所受的平均竖向作用力：
=797・86KN
F+G（2978.94KN+2.5mx2.5//?
x20KN/〃Fx1.7m）~~n4
则桩基中基桩的最大压顶力为:
=872.80/GV<1.27?
=1056.63KNxl.2=l267.96/GV；
桩基中基桩的最小压顶力为：
v_F+G亠_7w!
（0.81KM〃?
+175.86KNxl.7〃»
min_—IT~'4
=722.92KN>0:
故复合桩基竖向承载力满足要求。
（2）桩基中各桩水平向超载力验算
111于水平力H=175.86KN与竖向力的合力作用线即铅锤线的夹角ta—=H/（F+G）=175.86KN/（2978.94KN+2.5mx2.5mx20KN/m3x1.7m）=0.0551则a=3.16°<5°a
故可不验算水平向承载力。
§12.1.7.承台结构计算
（1）承台抗冲切验算
取承台厚1.7m,近侧取承台底面钢筋混凝土保护厚度为135mm。
则承台冲切破坏锥体的有效高度为几=1.Im-0.135/n=1.565加。
a.柱对承台的冲切验算
对于柱下矩形独立承台受柱冲切的承载力按下式验算：
巧M2[九0+%.）+几,（九+a0x）]/3hpfth0:
00产0.84/（汕+0.2）、0（与=0.84/（心+0.2）：
F严F_g；
式中：
片一扣除承台及上填土自重的设计值；
儿一冲切破坏锥体的有效高度；
九一受冲切承载力截面高度影响系数，其值按地基规范第8.2.7条取用；
九、0叭一冲切系数；
仏、鶴一冲跨比，兀=%仇、A）>=仏/俺,仏、仏为柱边或变阶处至桩边的水平距离；当仏（仏）<0.2几时，仏（心）=0.2几：
当仏（仏）>几时，%（仏）=人）：
F—柱根部轴力设计值；
工鸡一冲切破坏锥体范围内各桩的净反力设计值之和；
其中aOx=aOy=0.20加、hc=bc=0.60m:
A^x=aQx/^=0.20/71/1.565m=0.13%人）v=aQy/hD=0.20m/1.565?
n=0.13；
血=00、=0・84/（0」3+0・2）=2・54:
根据桩《建筑桩基规范》：
h<800〃?
〃?
时0如=1.0,h>2000/77/7?
时0切=0.9,则期间按线性内插取值，当力=1700〃沏时如=0.975：
2【0°@+绳,）+九仇+仏）］炖』；屁
=2X2.54x2x（0.6加+0.2m）x0.975x1430KN/m2x1.565m=17735.31KN
则巧=尸-2叫=297&94KN<17735.31/C/V
故承台受柱冲切承载力满足要求。
b.角桩冲切验算
多桩矩形承台受角桩冲切的承载力按下式计算：
N［5\.P\.Ac2+"】〉•/2）+0iy（q+alx/2）］0如/人）
几广0.56/（九+0.2）、%=0.56/（尙+0.2）
式中：
M—扣除承台及上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值；
他一承台外边缘的有效高度；
九一受冲切承载力截面高度影响系数，其值按地基规范第8.2.7条取用；
久、久一角桩冲切系数；
九、知一冲跨比,九=仏/佩、备=aj入,其值满足0.2—0.1；
仏、心•一从承台底角桩内边缘引45度冲切线与承台顶面或承台
变阶处相交点至角桩内边缘的水平距离;
小C2—从角桩内边缘至承台外边缘的距离；
其中a\x=a\v=0.20m、h{）=1.565m一0.3m=1.265m、cx=c2=0.75m
//z（）=0.20/7?
/1265m=0.16、AXy=cijh°=0.20/n/1.265//?
=0.16：
0i工=P、\=0.56/（0.16+0.2）=1.56:
［久G+知/2）+0"（q+«lt/
=2xl.56x（0.75/h+0.20〃?
/2）x0.975x1430KN/m2x1.265加=4677.40KN
F*M、畑=2978.94KN+（0.81KNjn+175.86KNx1.7加）x0・75川b~4一4x（0.75/?
z）2
则N严心=844.66KN<4677.40KN
故承台受角桩冲切承载力满足要求。
（2）承台受剪计算
承台斜截面受剪承载力可按下列式进行计算:
v式中：
V—口除承台及其填土自重后相应于荷载效应组合时斜截面的最大剪力设计值；
%—承台计算截面处的宽度；
儿一计算宽度处的承台有效高度；
0—剪切系数；
兀一受剪切承载力截面高度系数；
2—计算截面的剪跨比,Ax=ax/人）、=ay/人），a*、ay为柱边或
变阶处至x、y方向计算一排桩的桩边的水平距离;当2<0.3时，取兄=0.3：
当A>3时，取几=3。
其中ax=ay=0.20m、h（>=1.565加、人=2V=0.20m/1.565m=0.13（取0.3）
1.75
1.75
0J+1=
==1.35:
1.0+0.3
因为是锥体承台，对A—A、B-B两个截面的计算宽度按下式II-算：
bg=瓜=[1-0.5学（1一J）]®]=[1-0.5x需;Jx（l-^4^）1x2.5m=2.32加：
li｛）b、.\1.565加2.5/h
则卩』仇h°=0.85xl・35x1430KN/加$x2.32加x1.565加=4413.24KN；
由图可知危险截面A—A右侧共有2#、4#两根桩切均为“J故：
V=2x844.6670V=1689.32K7Vv4413.24KN:
故承台受剪承载力满足要求。
（3）承台受弯计算
1#、3#桩：
N严N3=Nmn=（^2\KN；
2#、4#桩：
M=血=“唤=844.66KN；
各桩对A—A、B-B截面的弯矩为：
Ma_a=工耳召=844.66KNx2x0.75加=1266.99&V.〃？
；
Mb_b=工川川=（644.81KN+844.66KTV）x0.75血=1117.10KWm。
承台的有效计算高度：
/?
=1565/;^,承台有效计算宽度：
h=2.32m.配用HRB335级钢筋、fy=3OON/mm2：
AM..1266.99KTVmxlO'“c。
“2
A..=―=；=2998.43W7?
?
-
z0.9f、h°0.9x3OO2V/mm2x1.565m
故沿x轴方向选用10^20,钢筋间距100mm,则实用钢筋面积As=6280〃〃”'o
也=山7」0KN皿。
=2644〃肿
0.9/、丸0.9x300/V/mm2x1.565加
故沿y轴方向选用20①20,钢筋间距100mm,则实用钢筋面积As=6280/?
//?
?
2o
c|）8P10C/150
P07P3P10C
图11-4:
边桩承台配筋示意图
§12.1.&桩身结构设计
桩身材料釆用混凝土为C30,/.=14.3N/加屛。
钢筋为HRB335,
fy=3007V//wn2o
构造配筋选用6^18,则钢筋的实配面积=1526/wzr
验算最小配筋率：
⑺6〃〃〃「一0.54%>0.25%（构造）。
0.3〃广x^xlO'
主筋伸入承台的500mm>35d=630mm,其箍筋处@200沿桩身通长布置。
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