基础工程设计-张少.doc

目 录1、 设计资料2、 选择桩型、桩长和截面尺寸3、 确定单桩竖向承载力特征值，确定桩数并进行桩的布置4、 桩身结构设计5、 桩基承载力验算六、 桩承台设计一、设计资料 1.1 建筑物资料某高校学生公寓楼，上部结构为钢筋混凝土框架结构。抗震设防烈度为7度，抗震等级为3级。室内外高差为400mm，柱底受竖向荷载为6240KN，受弯矩为624。 1.2 岩土工程勘察资料场地地下水类型为潜水，各钻孔混合地下水稳定水位埋深为1.2m，根据已有资料，该场地地下水对混凝土结构和钢结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具有腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理-力学指标见下表序号土层名称重度r压缩模量地基承载力特征值预应力管桩极限承载力标准值冲钻孔桩极限承载力标准值（kpa）MPa推荐值(1)粉质粘土18.14.801204634(2)淤泥质土15.11.93452218(3)粉质粘土18.95.731505236(4)淤泥质土16.72.91502418(5)中细砂18.57.501505238(6)粉质粘土18.36.561705638(7)淤泥质土15.53.53552620(8)圆砺20.012.00280868000682400(9)残积砂质粘性土17.54.43200708500582600(10)全分化花岗岩20.013.00310909000783000(11)强风化岩21.015.00500120100001003500二、选择桩型、桩长和截面尺寸 2.1 选择桩型 因柱底荷载大，不宜采用浅基础，本设计用桩基础。在对以上收集资料进行分析研究的基础上，针对土层分布情况，考虑施工条件、设备和技术等因素，决定采用摩擦桩以及挤土桩。 2.2 选择承台埋深及桩的几何尺寸本设计选择强风化花岗岩（11）作为桩端持力层。桩型选用PHC管桩，桩身混凝土强度为C80，截面尺寸为直径400mm。由于地下水埋深为1.2m,选择承台埋深为2.0m。桩端全断面进入持力层本设计取1m。则工程桩入土深度为桩基得有效桩长即为42.2-2.0=40.2m。三、 确定单桩竖向承载力特征值，确定桩数并进行桩的布置 3.1确定单桩竖向承载力=3.140.4（460.5+222.4+527+245.5+523.3+564+265+863+705+903+1120）+100003.14=3891 KN 3.2确定桩数并进行桩的布置 柱底受竖向荷载：F=6240KN，M=624初步估算桩数,由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，规范中建议取 1.11.2，本设计取1.2 即： 暂取n4根。桩距 承台长边：承台短边： 桩布置入下： 四、 桩身结构设计 4.1 吊装点桩的截面尺寸为直径400，桩长40.2m，采用3根10m和一根10.2m的桩进行相接。因各根桩的长度不大，桩的吊装及吊立时的吊立布置，采用同一个位置。吊装点为0.207L，0.568L和0.207L具体见下图：（1）10m （2）10.2m4.2桩身结构设计计算桩身混凝土强度应满足桩的承载力设计要求。桩轴心受压时 因为，则符合要求。这里的是扣除承台和其上土自重后，相应于荷载效应基本组合的单桩竖向力设计值。打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8。则配置6根HRB400级直径为16mm的钢筋， (符合要求)A.桩身强度：1280 故满足要求B.桩的箍筋计算：可以按构造配筋8300 As100.60.242.22/2100.254（250.3）/（3.14200）0.32 满足要求五、桩基承载力验算5.1桩顶荷载荷载取柱的组合：F6240kN ，M624 kN*m 承台高度为1.1m厚，荷载作用于承台顶面。 桩基设计安全等级为乙级，建筑物的重要性系数1.0.5.2单桩承载力验算不论桩周土的类别如何，单桩的竖向受震承载力均可提高25%。对于抗震设防区必须进行抗震验算的桩基，可按下列公式验算单桩的竖向承载力：5.3群桩沉降计算对摩擦桩应进行桩基沉降计算。采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算,采用应力面积法计算最终沉降量。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根据b=2.2查表得 基础沉降量计算如下表：Z(m)01.00.00 101.01.00.910.90080.90080.90084800244.30244.303.41.03.090.50241.70820.80471930544.501788.802.27 0.1788447153.461000063.88 10.41.09.450.19842.06340.3552573080.68869.4815.91.014.450.13372.12580.0624291027.91897.3916.51.015.000.12932.13350.007775001.34898.73计算沉降量 898.73mm因为厚度范围的土层计算沉降量为：1.34mm0.025898.73mm=22.47mm，满足要求，沉降深度可取16.50进行计算。=3.58Mpa由于，查表得：。所以，桩基础最终沉降量= 5.4桩基软弱下卧层承载力验算因为在持力层下有不存在软弱下卧层，无需进行下卧层承载力验算。六、 桩承台设计6.1承台设计承台底钢筋混泥土保护层成厚度取70mm，混凝土强度等级为C45，受力钢筋采用HRB335级钢筋，非受力钢筋取HPB235。， ，初步拟定承台厚1100mm。扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向力设计值：=6.2承台受弯承载力计算选用1328沿平行y轴方向均匀布置选用1228沿平行x轴方向均匀布置6.3承台受冲切计算：6.3.1柱对承台受冲切承载力计算承台厚度H0.9m, 桩顶嵌入承台50mm，承台底保护层厚度取70mm，计算截面处的有效高度。冲切力=8424KN冲垮比 0.1940.2)冲切系数 2.101.711承台高度 h=1100mm1.80 N/22.10(0.4+0.3)+1.711(0.6+0.2) 0.97518001.0310263 KN （可以）6.3.2角桩对承台的冲切0.6m 0.2m 0.3m 取0.2 ； 1.40(0.6+0.15)+ 1.141(0.6+0.1) 18001.033427.5KN=2256.43KN（可以）6.3.3承台受剪切承载力验算受剪切承载力截面高度影响系数计算： II截面： 剪切系数：0.9391.34618002.21.035155 kN 2 4512.86KN 满足要求IIII截面： 取0.30.9391.34618002.21.035155 kN 2 4512.86KN 满足要求6.3.4承台局部受压验算由于承台的混凝土强度等级为C45，桩的混凝土强度等级为C80，因此按混凝土结构设计规范对承台的局部受压承载力进行验算： 满足要求8、 参 考 文 献【1】 中华人民共和国国家标准 建筑桩基础技术规范（JGJ9494） 北京，中国建筑工业出版社，2002【2】 中华人民共和国国家标准 建筑地基基础设计规范（GB500072002） 北京，中国建筑工业出版社，2002【3】 中华人民共和国国家标准 混凝土结构设计规范（GB200102002） 北京，中国建筑工业出版社，2002【4】 丁 星 编著桩基础课程设计指导与设计实例成都：四川大学建筑与环境学院，2006【5】 王 广