桩基础工程课程设计计算书.doc

基础工程课程设计计算书姓 名： 学 号：080107010065班 级：08土木（道桥）指导教师：日 期：2011-10-31基础工程课程设计目录一、设计题目3二、设计过程32.1确定基础持力层32.1.1地质资料32.1.2工程地质条件评价42.2初选桩型和承台埋深42.2.1桩型42.2.2承台埋深d42.2.3桩长42.3确定单桩承载力42.3.1计算单桩竖向承载力42.4初选桩数62.5初选承台尺寸72.6桩基验算72.6.1基桩竖向、水平验算72.6.2桩基沉降验算72.7承台设计计算92.7.1基本资料92.7.2各桩净反力计算102.7.3承台抗冲切验算验算承台厚度102.7.4承台受剪切承载力计算122.7.5承台受弯承载力计算132.8桩身结构强度计算及配筋142.8.1桩身起吊验算142.8.3桩的主筋计算152.8.4桩身强度验算152.8.5桩的箍筋计算15三、参考文献：16四、施工图1617一、设计题目柱的截面尺寸为荷载设计值：+x=7460+500=7960，+y=840+0=840，+z=250+750=1000二、设计过程2.1确定基础持力层2.1.1地质资料土层序号土层名称埋深（m）容重（kN/m3）含水量(%)孔隙比e压缩模量(MP)比贯入阻力(MPa)1褐色粉质粘土2.018.027.80.816.40.592灰色淤泥质粉质粘土6.017.838.81.094.50.573灰色淤泥质粘土14.917.053.11.512.10.624灰褐色粉质粘土20.018.035.41.024.82.275草绿色粉质粘土2418.524.70.717.84.766灰色粉质粘土3418.035.51.024.9 注：根据建筑桩基技术规范(JGJ 94-08)，则桩侧的极限阻力标准值可按下式计算：1000 KPa时，0.025+25；桩端阻力计算公式为：。根据桩尖入土深度，取桩端阻力修正系数；为桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；为桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；为折减系数，因为，取1。2.1.2工程地质条件评价褐色粉质粘土，处于中密、湿状态，可塑，厚度不大，不宜作为桩基础的持力层；灰色淤泥质粉质粘土，处于稍密、软塑状态，流塑，抗剪强度低，不宜作为桩基础的持力层；灰色淤泥质土，含水量高，孔隙率大，抗剪强度低，属于高压缩性土，不宜作为桩基础的持力层；灰褐色粉质粘土，含水量高，处于稍密、软塑状态，具有一定的承载力，可作为桩基础的持力层；草绿色粉质粘土，含水量较低，孔隙比较小，处于可塑状态，承载力较高，可作为桩基础的持力层；灰色粉质粘土，处于很湿、稍密、软塑状态，属于软弱下卧层。暂选定第四层土灰褐色粉质粘土为持力层，f=262.98KPa。2.2初选桩型和承台埋深2.2.1桩型根据课设要求建议采用方形变截面承台，承台顶部高1.5m，承台边缘高1.0m,基桩采用钢筋砼预制桩，其截面尺寸为：450mm*450mm。2.2.2承台埋深d由于地下水位距离地表为1.0m，为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台埋深d为1.0m。2.2.3桩长选择第四层土为持力层，桩进入持力层的长度为4.1m，则桩基有效桩长为：L=(2-1)+4+8.9+4.1=18m。2.3确定单桩承载力2.3.1计算单桩竖向承载力(1)桩端端阻力桩端阻力计算公式为：。根据桩尖入土深度，取桩端阻力修正系数；为桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；为桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值：8b=3.6m 4b=1.8m 则,p=2.27MPa=2270KPa,p=3.52MPa=3520KPa为折减系数，因为，取1。则 q=0.50.8(2.27+1)=2.32MPa=2320KPa(2)桩侧极限侧阻力桩侧的极限阻力标准值可按下式计算：1000 KPa时，0.025+25；则各土层的桩侧阻力如下表：土层序号土层名称土层厚度（m）比贯入阻力Ps(KPa)桩侧阻力q(KPa)1褐色粉质粘土259029.502灰色淤泥质粉质粘土457028.503灰色淤泥质粘土8.962031.004灰褐色粉质粘土5.1227081.755草绿色粉质粘土44760144.00(3)确定单桩竖向承载力（按照静力触探法）当根据单桥探头静力触探资料确定砼预制桩单桩竖向极限承载力标准值时，如无当地经验，可按下式计算：当 时, 时，式中分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值；桩身周长；用静力触探比贯入阻力值计算的庄周第层土德极限侧阻力；庄周第层土的厚度；桩端阻力修正系数，见表3-1；桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值（标准值）；Ap桩端面积；桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；折减系数，见表3-2。表3-1 桩端阻力修正系数值桩长（m）0.750.75-0.900.90表3-2 折减系数7.512.51则：=4+0.75=1797.9KN单桩竖向承载力特征值： =式中 单桩竖向极限承载力标准值； K安全系数，取K=2。则：=0.51797.9=898.95KN2.4初选桩数=8.8暂取12根桩2.5初选承台尺寸桩距： s=3.5d=1.575m承台长边：1.575+0.225+0.225=5.625m承台短边：1.575+0.225+0.225=4.05m承台高度： =1.5m，高出地面0.5m2.6桩基验算2.6.1基桩竖向、水平验算中心力F作用下： =719.58KN=898.95KN偏心力F、作用下 水平力作用下： =120KN所以，竖向、水平满足要求。2.6.2桩基沉降验算采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算。由于桩基的桩距，所以可采用分层总和法计算最终沉降量。竖向荷载标准值：基底处压力：基底自重压力：基底处的附加应力：桩端平面下的土的自重应力和附加应力（）计算如下：当无相邻荷载影响，基础宽度在1-30m范围内时，基础中点的低级沉降计算深度可按下列公式计算：所以=7.78m因此，本基础取计算沉降量。沉降量计算如下表：点号(m)(mm)(mm)(mm)101.3900.250048000231.50.209627.06274800195.91352.50.168840.0213780040.96473.50.137959.0119780022.885105.50.098980.02149006.43(其中所以桩基础持力层性能良好，沉降经验系数，短边布桩数，由群桩距径比，长径比，及基础长宽比，查建筑桩基技术规范(JGJ 94-08)附录E得，。桩基等效沉降系数：所以因此桩基沉降量满足要求。2.7承台设计计算2.7.1基本资料几何参数：承台边缘至桩中心距: 桩列间距: 桩行间距: 承台根部高度: 承台端部高度: 纵筋合力点到底边的距离: 平均埋深: 矩形柱宽: 矩形柱高: 方桩边长: 荷载设计值：(作用在承台顶部）竖向荷载: 绕X轴弯矩: 绕Y轴弯矩: X向剪力: Y向剪力: 材料信息：混凝土强度等级: C30钢筋强度等级: HRB335依据规范建筑地基基础设计规范（GB 500072002）混凝土结构设计规范（GB 500102002）建筑桩基技术规范(JGJ 94-2008)2.7.2各桩净反力计算2.7.3承台抗冲切验算验算承台厚度a.柱对承台的冲切X方向上自柱边到最近桩边的水平距离：Y方向上自柱边到最近桩边的水平距离：承台有效高度：X方向冲跨比： Y方向冲跨比：因5，取5。X方向冲切系数： Y方向冲切系数：作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值： 满足要求。b.角桩对承台的冲切从角柱内边缘至承台外边缘距离，冲跨比：取0.25冲切系数：，则：满足要求。2.7.4承台受剪切承载力计算计算公式：建筑地基基础设计规范（GB 500072002）垂直Y方向截面的抗剪计算Y方向上自柱边到计算一排桩的桩边的水平距离：计算截面处承台宽度： 斜截面上最大剪力设计值：计算截面的剪跨比：剪切系数：承台计算截面的计算宽度： 满足要求。垂直X方向截面的抗剪计算X方向上自柱边到计算一排桩的桩边的水平距离：计算截面处承台宽度： 斜截面上最大剪力设计值：计算截面的剪跨比： 取 剪切系数：承台计算截面的计算宽度： 满足要求。垂直X方向截面的抗剪计算X方向上自柱边到计算一排桩的桩边的水平距离：斜截面上最大剪力设计值：计算截面的剪跨比：剪切系数：承台计算截面的计算宽度： 满足要求。2.7.5承台受弯承载力计算计算公式：建筑地基基础设计规范（GB 500072002）计算公式：建筑地基基础设计规范（GB 500072002）垂直X轴方向计算截面处弯矩计算：=6066.21X向钢筋：，采用方案：采用方案：D25120，实际配筋面积：16689.71mm2垂直Y轴方向计算截面处弯矩计算：3117