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1、桩根底设计实例某城市中心区旧城改造工程中，拟建一幢18层框剪结构住宅楼。场地地层稳定，典型地质剖面图及桩基计算指标见表8-5。柱的矩形截面边长为40OmmX500mm,相应于荷载效应标准组合时作用于柱底的荷载为：Fk=5840kN,.=180kNm,Mva=550kNm,HM=I20kN。承台混凝土强度等级取C30,配置HRB400级钢筋，试设计柱下独立承台桩根底。表8-5地质剖面与桩基计算指标土层种类层厚(n)单桩布置(m)桩基计算指标(kPa)预制桩沉管桩冲、钻孔桩qaQsia0向粘土3.0gZI252022淤泥10.41655粉质粘土3.5130030I(M)O2060022淤泥质土93
2、w1077卵石3.0550080280050120060强风化岩未见底历EiO400050220036100050解：(1)桩型的选择与桩长确实定人工挖孔桩：卵石以上无适宜的持力层。以卵石为持力层时，开挖深度达26m以上，当地缺少施工经验，且地下水丰富，故不予采用。沉管灌注桩：卵石层埋深超过26m,现有施工机械难以沉管。以粉质粘土作为持力层,单桩承载力仅240340kN,对16层建筑物而言，必然布桩密度过大，无法采用。对钻(冲)孔灌注桩，按当地经验，单位承载力的造价必然很高，且质量控制困难，场地污染严重，故不予采用。经论证，决定采用PHC400-95-A(直径400mm、壁厚95mm、A型预应
3、力高强混凝土管桩)，十字型桩尖。由于该工程位于城市中心区，故采用静力法压桩。初选承台埋深d=2mo桩顶嵌入承台0.05m,桩底进入卵石层21.0m,那么总桩长1.=0.05+1.0+10.4+3.5+9.3+Lo=25.3m。(2)确定单桩竖向承载力按地质报告参数预估=1150kN按当地相同条件静载试验成果0的范围值为26003000kN之间，那么R.=2/2=1300-1500kN,经分析比拟，确定采用&=Q/2=1350kN。(2)估算桩数与平面布桩初选桩的根数=黑=4.3根，暂取5根。Ra1350初选承台尺寸桩距s=3.0d=3.00.4=1.2m,并考虑到M,故布桩如图8-29所示：(
4、a)平面(b)立面图8-29承台尺寸及荷载图初选承台埋深d=2m,承台高度A为1.2m,桩顶伸入承台50mm,钢筋保护层取70mm,那么承台有效高度为：A0=1.2-0.07=1.13m=1130mm采用平板式承台，取承台及其上土的平均重度加=20kNm3.那么有Gk=rGkbld=202.03.02.0=240kN(4)桩基受力验算单桩竖向承载力验算Qk=卫卜+Gk=5840+24Q=60单桩水平承载力验算按式(8-13)估算的单桩水平承载力特征值“m=28kN在承台的抗弯刚度远大于基桩的条件下，柱底水平力均分至承台下各桩，那么有Hk=Hk/n=120/5=24kNHha=28kN可以满足要
5、求。桩基沉降本工程为乙级建筑桩基，对沉降要求一般，且为体型简单、桩端下无软弱下卧层的端承型桩，故不必验算沉降。(5)桩身结构承载力验算按预应力混凝土管桩(03SG409)标准图，选用PHC400-95-A,单节长度W12m,混凝士强度等级C80的管桩。这一规格的管桩桩身结构对应的单桩竖向承载力特征值%=1650kN1.2(=1620kN,故桩身结构承载能力满足要求。(6)承台设计桩顶反力计算相应于荷载效应根本组合时，作用于柱底的荷载设计值为：F=.35Fk=1.355840=7884kNMx=1.35=1.35180=243kN-mMy=I35(Myk+1.2Hxk)=1.35(550+120
6、1.2)=936.9kN-m桩顶反力计算桩号FnMjmax%211576.8101.3212.91891.021576.8101.3-212.91465.231576.8-101.3-212.91262.641576.8-101.3212.91688.451576.8OO1576.8承台受冲切承载力验算(图8-30)(a)柱边冲切冲切力Fl=F-ENi=7884-1576.8=6307.2kN受冲切承载力截面高度影响系数凡P计算图8-30承台计算平面尺寸详图图8-31管桩顶与承台连接详图冲跨比4与系数的计算=9016kNF,=6307.2kN(满足要求)(b)角桩向上冲切Cl=C2=56m,Q
7、n=QO,4x=A)x，aya0yAy=y0.v=0.691(0.56+0.24/2)+1.244(0.56+0.69/2)0.96714301.13=2493kNTVmax=1891kN(满足要求)承台受剪切承载力计算按式(8-35)及(8-36)计算，剪跨比与以上冲跨比相同。RY4(R受剪切承载力截面高度影响系数月,.计算：夕加=竽=倦=0.917IA0)U130；对I-I斜截面4x=4x=611(介于0.253之间)175剪切系数=0611+1=1086=3218kNVN+M=1891+1688.4=3579.4kN(不满足要求)对IIJI斜截面1.75-剪切系数加=6638kN1+V2
8、=18911465.2=3356.2kN(满足要求)由于II斜截面的受剪切承载力不满足要求，故应增加承台高度，重新计算。经试算,承台厚度h=1400mm时满足要求。承台受弯承载力计算按式(8-20)计算Mx=ENiyi=(1891+1688.4)0.85=3042.5kN-mMx3042.5IO6A=706Omm2跋09fy耳0.93601330选用1525,4=735Omm2,沿平行X轴方向均匀布置。My=ENiXi=(1891+1465.2)0.40=1342.5kN-mJ=1342.5x,10i=3U0.9v0.93601330选用1616,4=3216m沿平行y轴方向均匀布置。局部受压计算承台混凝土强度等级低于柱和桩的混凝土强度等级，应按混凝土结构设计标准验算柱下和桩上承台的局部受压承载力，此略。(7)绘制施工详图(见图8-29、8-31)O
