桩基础课程设计计算书.doc

地基基础课程设计学生姓名：王少冬学 号：20084023210指导教师：张兆强所在学院：工程学院专 业：土木工程中国大庆 2011 年 10 月地基基础课程设计任务书（预制桩基础）-土木08-2一、工程概况哈尔滨某机械厂车间，为单层单跨排架结构，跨度18米，柱距6米，纵向总长度72m，室内外地面高差0.30米。柱截面5001000mm。建筑场地地质条件见表A，作用于基础顶面的荷载见表B。表A 建筑场地地质条件编号土层名称土层厚度(m)kN/m3w(%)wLwpEskPaCkPa 杂填土1.018.734.10.9436.921.139001715淤泥质粘土11.617.150.31.4243.222.63000710灰色粘土3.718.938.21.038.218.448001218.6亚粘土2.718.730.00.9036.620.060003612粉质粘土40.019.626.70.7832.717.770001828.5注：地下水位在天然地面下2.5米处表B 上部结构传来荷载学号柱底荷载设计值（N，M，V）（kN，kNm，kN）学号柱底荷载设计值（N，M，V）（kN，kNm，kN）学号柱底荷载设计值（N，M，V）（kN，kNm，kN）12547，187，58243321，197，72473430，189，5022977，279，109254076，231，90484490，176，5633975，238，82263276，212，96492580，106，8943121，197，62274152，125，102502320，178，5454176，231，80283643，203，98513620，80，6764276，112，86292678，138，80522200，86，6273352，125，62303956，231，110534064，95，8884043，203，81312832，120，62542438，156，9093678，138，70323368，123，72552498，220，56102956，231，80333405，85，50562080，110，79112421，104，30343982，89，60572169，75，102123678，98，70353835，128，78582280，63，84133261，134，68362862，217，62592500，103，80143352，134，68373354，226，72603520，139，56153206，127，66383433，155，50612280，189，67163276，112，86393948，159，60625120，88，63173852，225，62403825，214，78635300，198，82183943，203，81414438，85，50645268，140，60193678，118，88424950，82，68653087，85，47203956，281，80435417，85，60213847，187，78444430，155，50223577，279，89454983，140，50234075，248，62465411，160，53注：1、荷载作用于基础顶面，弯矩作用于跨度方向；2、表中给出的是荷载设计值，如需用到荷载标准值，直接把设计值除以1.3即可。二、题目分配按学号选择表B中相应的荷载，全班地质条件均相同（表A）。三、设计要求1、设计桩基础（包括桩、承台设计、群桩基础计算等）；2、绘制施工图，包括基础平面布置图、承台和桩身详图及必要的施工说明等；（A1图纸594mm841mm）。3、计算书内容应详尽，数据准确，排版规范（按附件的排版规范执行）。图纸应符合制图规范相关要求，表达完整、准确。参考设计步骤：1、确定桩的类型、长度（包括确定桩端持力层）、截面尺寸，初步选择承台底面标高（要考虑预制桩的要求）；2、按经验公式确定单桩承载力；3、确定桩数及布置；4、群桩基础计算；5、桩身设计；6、承台设计；7、绘制施工图。目 录1 设计资料12 选择桩端持力层、承台埋深13 确定单桩极限承载力标准值24 确定桩数和承台尺寸35 桩顶作用效用验算36 桩基础沉降验算46.1 求基底压力和基底附加压力46.2 确定沉降计算深度46.3 沉降计算46.4 确定沉降经验系数67 桩身结构设计计算68 承台设计计算88.1 承台受冲切承载力验算88.2 承台受剪切承载力验算98.3 承台受弯承载力验算108.4 承台局部受压验算10参考文献12桩基础课程设计计算书1.设计资料由上结构传至桩基的最大荷载设计值为：N=2956kN，M=231 kNm，V=80kN表A 建筑场地地质条件编号土层名称土层厚度(m)kN/m3w(%)wLwpEskPaCkPa 杂填土1.018.734.10.9436.921.139001715淤泥质粘土11.617.150.31.4243.222.63000710灰色粘土3.718.938.21.038.218.448001218.6亚粘土2.718.730.00.9036.620.060003612粉质粘土40.019.626.70.7832.717.770001828.5注：地下水位在天然地面下2.5米处1.选择桩端持力层、承台埋深根据表A地质条件，以粉质粘土层为桩尖持力层，采用预制混凝土方桩，桩长L=20m，截面尺寸为400mm400mm，桩尖进入粉质粘土层为2m。桩身材料：混凝土，C30级，=14.3；钢筋，二级钢筋，=300。承台用C20及混凝土，=9.6；=1.10，承台底面埋深d=2.0m。3.确定单桩极限承载力标准值根据地基基础规范经验公式 桩侧土的极限侧阻力标准值（kPa）按表8.6取值得：淤泥质粘土层， =22-30kPa，取=23.14kPa.灰色粘土层， 时， =40-55kPa，取=42.14kPa。亚粘土层， 时， =55-70kPa，取=57.14kPa。粉质粘土层， 时， =55-70kPa，取=57.14kPa。桩的极限端阻力标准值，可按查表8.7取值：粉质粘土层，（可塑），混凝土预制桩桩长20m，取=1900-2800kPa，取=2028.57 kPa 单桩竖向承载力特征值： =水平承载力特征值： （一般取10mm） b= 由于混凝土预制桩桩型为方形，故取1.0m地基土横向抗力系数的比例系数24.5，取2.5桩顶水平位移系数，ah=0.5720=11.44取ah=4，则=0.940则4.确定桩数和承台尺寸 取n=4根 桩距， 取s=1.8m。承台尺寸 a=b=2，承台高取0.8m。确定承台平面尺寸及桩的排列如下图所示。5.桩顶作用效用验算单桩所受的平均作用力（取承台及其上的土的平均重度):单桩所受的最大作用力： 基桩水平力设计值 远小于Rha=68.22kN故无须验算考虑群桩效应的基桩水平承载力。6.桩基础沉降验算6.1 求基底压力和基底附加压力基 底 压 力：基底附加压力：=382.37-19.662646.2 确定沉降计算深度因不存在相邻荷载影响，故： 取= 6.0m6.3 沉降计算 表B 计算桩基础最终沉降量 点号 Zi l/b z/b 1 5.4 1.0 4.20.4292 2317.68 2317.680.038 88.07 2 6.0 1.0 4.60.4000 2400.00 82.32 0.038 3.13桩尖以下6m处附加应力：=105.6kPa自重应力kPa 由于 计算到桩尖一下6m即可。6.4 确定沉降经验系数等效沉降系数：桩基沉降经验系数：（查桩基规范5.5.11）桩基沉降为： ，其他构造钢筋见施工图，桩的吊装图如图3所示。 图3 桩的吊装图 桩身强度： 上段桩吊点位置：距桩端处下段桩吊点位置：距桩端处箍筋采用8200,在桩顶和桩尖应适当加密，具体见桩身结构施工图。桩尖长，取，桩顶设置三层850钢筋网，层距。地基基础课程设计8 承台设计计算 承台高0.8m，桩顶伸入承台50mm，钢筋的保护层取35mm，则承台有效高度： 。 8.1承台受冲切承载力验算 8.1.1.柱边冲切有公式可求得冲垮比与冲切系数： ， ， 因h=800mm，故可取。F=2273.85x1.35=3069.70kN(满足)6.1.2角柱向上冲切从柱角内边缘至承台外