桩基承台基础设计实例分析

李椋京

福建信息职业技术学院建筑工程系 福建 福州 350003

摘要： 本文通过基础设计实例分析，分析了基础计算，参数选择，基础承台顶面的竖向力计算，群桩承载力计算、桩型选择等分析基础工程设计是如何进行的。

关键词：基础承台；单桩承载力；群桩效应；桩长设计。

中图分类号： 文献标识码：A

0 引言

在基础工程设计时缺乏应有的工程实例,为了给相关技术人员提供较祥尽的基础工程设计方案,笔者在收集福州地区建筑物的基础设计方案的基础上总结了桩基承载力设计方法,在工程实例中桩基参数的选择、基础工程设计的理论依居，为基础工程工作者、学生提供设计理论参考。

1 桩长设计

1.1实例基础单柱承载力

本工程单柱承载力设计值为5000kN。

1.2工程实例地层条件

工程实例工程地质情况根据《××地块岩土工程勘察报告》揭示，本工程岩土体特征分述如下：（相对应预应力管桩）^[1]

吹填土（层序）：地基承载力特征值=130～150kPa，桩周土极限侧阻力标准值=35kPa，厚度3.90-5.10m。

含泥中砂（层序）：地基承载力特征值=180kPa，桩周土极限侧阻力标准值=55kPa，厚度12.70～15.70m。

中砂夹淤泥（层序）：地基承载力特征值=160kPa，桩周土极限侧阻力标准值=50kPa，厚度0.70～8.90m。

淤泥夹砂（层序-1）：地基承载力特征值=50kPa，桩周土极限侧阻力标准值=15kPa，厚度0.40～3.10m。

中砂（层序）：地基承载力特征值=300-350kPa，桩周土极限侧阻力标准值=60～80kPa，桩端土极限端阻力标准值=6.0～7.0 MPa，厚度12.30～15.10m。

卵石（层序）：地基承载力特征值=500～550kPa，桩周土极限侧阻力标准值=120kPa，桩端土极限端阻力标准值=9.0 MPa，厚度大于8.0m。

1.3单桩承载力设计

由单柱承载力设计值为5000kN分析初步设计采用PHC桩，拟设计为四桩承台，单桩承载力设计值为1350kN,采用PHC桩,桩径500mm,设计桩长34m,桩端进入卵石（层序）2m。

1.单桩承载力计算由(1)《建筑桩基技术规范》JGJ94－2008^[2]:

(1)

=(4×35×+13×55×+1×50+1×15+13×70+2×120)/1.6+9000×0.146×0.4/1.6=2064kN。

2.单桩承载力计算由《福建省标准建筑地基基础勘察设计规范》 (DBJ13-07-2006)^[3]:

(2)

其中 ─单桩许用側阻力标准值，KN；

─单桩许用桩端阻力标准值，KN；

u ─桩身周长，m；

─桩横截面面积， ；

─桩側第i层极限阻力标准值，KPa；

─极限阻力桩端阻力标准值，KPa；

─桩周承载力系数；

─桩端承载力系数；

─第i层厚度；

─桩周、桩端承载力安全系数；

计算得

=1.57×1.2×(4×35×+13×55×+1×50+1×15+13×70+2×120)/3+9000×0.146×0.4/2=1412 kN。

以上计算单桩承载力设计值都大于1350kN，符合单桩承载力设计要求。

2 基础承台设计及群桩承载力验算

2.1桩基承台下桩数计算

由单柱承载情况，单柱为轴心受压由(3)，故：

(3)

桩数为4根。

2.2桩距设计^[4]

依据《建筑桩技术规范》桩距最小值2.5d，取3.0d^[2]。

基础承台平面尺寸设定为4000×4000mm。

2.3群桩竖向承载力验算

桩承载力计算依据^[2]《建筑桩基础技术规范》，桩竖向极限承载力验算应满足下面 (4)的公式^[5]：

群桩极限承载力；

(4)

其中 R─群桩最大极限承载力；

Qsk─单桩总极限侧阻力标准值:

Qpk─单桩总极限端阻力标准值:

Qck─相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:

qck─承台底1/2承台宽度深度范围(≤5m)内地基土极限阻力标准值；

─分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数；

─承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：

─分别为桩侧阻力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；

最大压力验算:

上式计算的R的值大于最大压力5000kN,所以满足要求!

取桩入土深度为34.0m，送桩长度为4.0m。

3 桩基承台设计

3.1矩形承台截面主筋的计算

依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)^[6]受弯构件承载力计算。

式中 ──系数，当混凝土强度不超过C50时， 取为1.0,当混凝土强度等级为C80时， 取为0.94,期间按线性内插法确定；

fc──混凝土抗压强度设计值；

h0──承台的计算高度。

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300MPa。

经过计算得 =0.00×106/(1.00×16.70×4500.00×1250.002)=0

=1-(1-2×0.000)0.5=0 =1-0.000/2=1

Asx= Asy=0.00×10⁶/(1.000×1250.00×300.00)=0 mm²。

3.2矩形承台截面抗剪切计算

依据《建筑桩技术规范》^[2](JGJ94－2008)。桩对矩形承台的最大剪切力,考虑对称性，记为V=1412kN考虑承台配置箍筋的情况，斜截面受剪承载力满足下面 公式(9)：

(9)

其中 ──建筑桩基重要性系数，取1.0；

──剪切系数, =0.20；

──混凝土轴心抗压强度设计值，fc=16.70MPa；

──承台计算截面处的计算宽度， =4000mm；

──承台计算截面处的计算高度，h₀=1250mm；

fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00MPa；

S──箍筋的间距，S=200mm。

经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋。

3.3塔吊承台配筋计算

因四桩承台受弯矩值很小，承台配筋按最小配筋率进行计算^[6]，最小配筋率0.2%。

塔吊承台配筋量=4000×1250×0.2%=10000mm²，承台上下层钢筋采用φ22，双向布置2×23φ22@200,拉钩φ14@400，腰筋双向布置φ14@400。

3.4桩基承台平面尺寸及型桩选择^[7]

根据上述计算，基础承台平面尺寸设定为4000×4000mm，承台高度为1300mm。承台砼强度等级均为C35,桩采用PHC-500-125-A型桩。由于计算的R的值远大于最大轴力设计值5000kN，其设计的安全系数偏大，也可考滤采用PHC-400-100-A型桩，以节省工程造价。

4 结语

桩基承台设计为基础工程施工技术专业的基本设计要求，对桩基承台设计的教学要求不能只仅在理论上，本文为参照福州某建筑楼盘桩基工程设计实例数据编写，为基础工程施工技术专业的教学及对工程实际的岩土数据取值与安全系数关系有借鉴意义。

参考文献：

[1]、建设综合勘察研究设计院.《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001)[M].北京；中国建筑工业出版社，2009.

[2]、中华人民共和国住房和城乡建设部.《建筑桩基技术规范》(JGJ94－2008)[M].北京；中国建筑工业出版社，2008.

[3]、福建省标准《建筑地基基础勘察设计规范》 (DBJ13-07-2006)[M].福州；福建科学技术出版社,2007

[4]、梁利生.《地基与基础》 [M].北京； 冶金工业出版社,2011.

[5]、王钊.《基础工程原理》 [M].武汉； 武汉大学出版社,2011.

[6]、国家住房和城乡建设部、国家质量监督检验检疫总局.《混凝土设计规范》(GB50010-2010)[M].北京；中国建筑工业出版社，2011.

[7]、中国建筑科学研究院.《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)[M].北京；中国建筑工业出版社，2012.

作者简介:李椋京（1963.7)，男，汉族，福建莆田人，副教授，硕士，研究方向为岩土工程。

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