地基础课程设计2.doc

学习好帮手 地基基础课程设计 学习好帮手 地基基础课程设计任务书 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 60m 室内外地面高差0 20米 柱截面500 1000mm 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 m3 w wLwp Es kPa C kPa 杂填土1 518 733 10 9436 921 139001715 淤泥质粘土13 617 151 31 4243 222 63000710 灰色粘土6 218 939 21 038 218 448001218 6 亚粘土4 018 732 00 9036 620 060003612 粉质粘土40 019 628 70 7832 717 770001828 5 注 地下水位在天然地面下2 5米处 表B 上部结构传来荷载标准值 学 号 柱底荷载标准值 N M V kN kN m kN 学 号 柱底荷载标准值 N M V kN kN m kN 学 号 柱底荷载标准值 N M V kN kN m kN 12547 187 58173852 225 62333405 85 50 22977 279 109183943 203 81343982 89 60 33975 238 82193678 118 88353835 128 78 43121 197 62203956 281 80362862 217 62 54176 231 80213847 187 78373354 226 72 64276 112 86223577 279 89383433 155 50 73352 125 62234075 248 62393948 159 60 84043 203 81243321 197 72403825 214 78 93678 138 70254076 231 90414438 85 50 102956 231 80263276 212 96424950 82 68 学习好帮手 112421 104 30274152 125 102435417 85 60 123678 98 70283643 203 98444430 155 50 133261 134 68292678 138 80454983 140 50 143352 134 68303956 231 110465411 160 53 153206 127 66312832 120 62473430 189 50 163276 112 86323368 123 72484490 176 56 注 1 荷载作用于基础顶面 弯矩作用于跨度方向 2 表中给出的是荷载标准值 如需用到荷载设计值 直接把标准值乘以 1 35 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594mm 841mm 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 学习好帮手 目目 录录 1 确定桩型 桩基材料 几何尺寸和承台埋深 1 1 1 确定桩型 1 1 2 确定桩基材料 几何尺寸和承台埋深 1 2 确定单桩极限承载力标准值 2 3 确定桩数和承台底面尺寸 2 4 验算桩基承载力和沉降 3 4 1 验算桩基承载力 3 4 2 桩基沉降 3 5 桩顶水平承载力验算 4 5 1 桩顶水平荷载设计值 4 5 2 桩的水平变形系数 4 6 桩身设计计算 5 7 承台设计计算 6 7 1 承台受冲切计算 6 7 2 角桩对承台的冲切 6 7 3 承台斜截面受剪切承载力验算 7 7 4 受弯计算 7 7 5 承台局部受压验算 8 参考文献 8 学习好帮手 1 确定桩型 桩基材料 几何尺寸和承台埋深 1 1确定桩型 因为框架跨度大 柱底荷载大 不宜采用浅基础 故采用深基础 根据施工场地 地基条件以及场地周围的环境条件 选择桩基础 因采用钻孔灌注 桩时 需要考虑泥浆护壁和对环境的污染问题 与钻孔灌注桩相比 预制桩具有桩身质 量好且易于控制 单位体积承载力高 基础造价经济的特点 为减少对周围环境的影响 采用静压式预制桩 1 2 确定桩基材料 几何尺寸和承台埋深 桩身采用混凝土 钢筋采用级钢筋 承台采用混凝土 钢筋采用C30HRB400C25 级钢筋 厚度为 垫层采用素混凝土 厚度为 桩截面尺寸HRB400900mmC10100mm 选用 桩的有效长度为 桩顶嵌入承台 实际桩长400mm400 mm17 8m50mm17 85 由施工设备要求 桩分为两节 上段长 下段长 包括桩尖长在内 m9m8 85m 依据地基土分布 第 层是粘土层 较合适为桩端持力层 桩端全断面进入持力层1 工程桩入土深度 承台底进入第二层 所以承台mh1 09 68 3 1 019 9 m1 1m 埋深 承台截面尺寸为 2 1m2800 mm2800 mm 桩基以及土层分布如图 1 所示 1 0m 9 6m 8 3m 粘土 1 0m 地下水位2 5m 粉质粘土 淤泥质粘土 粉土 40m 0 2 0 00 N V M 图 1 桩基以及土层分布示意图 学习好帮手 2 确定单桩极限承载力标准值 表 1 极限桩侧 桩端阻力标准值 经 验 参 数 层 序 sk q kpa pk q kpa 淤泥质粘土25 粉土70 粘土1006000 按经验参数法确定单桩竖向极限承载力标准值 ukskpkpsik ipkp QQQuq lq A 2 4 0 4 25 9 470 8 3 0 46000 2265 6 kN2266 kN 单桩竖向承载力特征值 2266 1133 2 uk a Q R k kN 3 确定桩数和承台底面尺寸 初步估算桩数 根 取 根 4430 1 3 1 11 13 311 1133 k a F n R 4 n 桩距mm 取m 承台底面尺寸为mmmm 31 2 d62 4 a sd2 a s2800 2800 柱位平面布置图如下 600600400 1200 2800 600 2001000 2800 4001000600500300 图 2 柱位平面布置图 学习好帮手 4 验算桩基承载力和沉降 4 1 验算桩基承载力 取承台及其上土的平均重度 承台厚度mm 则桩顶平均竖向力20 G 3 kN m900 为 kNkN 2 4430 1 320 2 82 1 934 2 4 kk k FG N n 1133 a R kNkN max max 22 155 1 370 1 3 0 9 1 934 2976 4 1 kk kk i MH h x NN x 1 21359 6 a R kN 故符合要求 min 892 k N0 4 2 桩基沉降 竖向荷载标准值 kN 4430 3407 69 1 3 k F 基底压力 22 2 3407 6920 2 82 5 209 8 2 8 19 92 5 662 13 2 8 kk FG P A kpa 基底附加压力 00 PPd 20 1 17 9 1 5 17 99 8 9 6 1 5 18 59 8 8 3 19 69 8 1 662 1319 9 19 9 467 66 kpa0 468 Mpa 计算深度 mm 2 50 4 2 8 2 50 42 8 5 847 nnn Zbl bl5 85 查表得计算厚度0 6Z 沉降量计算 计算结果如表 2 表 2 用规范法计算基础最终沉降量 m z l b z b 2 8 2 b i ii z mm 11iiii zz mm 0 si p E 0 468 4 5 i S mm i S mm n i S S 0 025 学习好帮手 续表 2 00 40 25 1 0 5 253 75 4 0 899 0 3596 1887 91887 90 104196 34 5 85 2 8 2 8 22 1 4 18 4 0 0822 0 3288 1923 4835 580 1043 7 200 04 0 0185 满足要求 3 7 0 01850 025 200 04 n i S S MPa 011 011 1887 935 58 4 5 1887 935 58 4 54 5 iiii iiiiii Aipzz Es Ai EspzzEs 故 桩基础持力层性能良好 取沉降经验系数 短边方向桩200 04Smm 2 1 数 等效距径比 长径比 承台的长宽2 b n 5 3 4 04 8 28 2 bn A d S c a 17 8 44 5 0 4 l d 比 查 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 附录 E 得0 1 c c B L 012 0 040 1 679 11 414CCC 因此桩基础最终沉降量 0 12 12 1 0 0400 116 1 1 679 2 1 11 414 b e b n C C nC 查 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 表 5 5 41 2 0 116 200 0427 85 eSS 2 mm 该结构的桩基沉降变形允许值为 所以桩基沉降满足要求 120mm 5 桩顶水平承载力验算 5 1 桩顶水平荷载设计值 kN 50 12 5 4 i V H n 5 2 桩的水平变形系数 我国广泛采用 法来确定 查表得 m 对于钢筋混凝土桩 m 6 64 124 4 5 10 N 4 5 10 N mm 10 mm 0 0 85 c EIE I 学习好帮手 为混凝土弹性模量 c E20C c E 42 3 0 10 N mm 34 9 0 400 2 13 10 1212 bh I 4 mm m 其计算宽度mm 1 d 2 0 0 9 1 50 5 9 9 10 bd mm 5 5 4 62 49 4 5 109 9 10 0 85 3 102 13 10 8 43 10 o mb EI 取 查得 取mm 43 8 43 1017 85 1015 014 h 4h 0 94 x V 10 oa kN 34 349 8 43 10 0 85 3 102 13 10 10311 65 0 94 hoa x EI R V kNkN12 5 i H311 65 h R 值远小于单桩水平承载力设计值 因此 无需验算考虑群桩效应的基桩水平承 i H h R 载力设计值 6 桩身设计计算 两段桩长各为 m 采用单点吊立的强度计算进行配筋时 吊点位置在距桩顶 桩端9 平面处 起吊时桩身最大正负弯矩 0 293 9 L Lm 2 max 0 0429Mkql 3 1 k 为每米桩身的自重 1 2 为恒荷载分项系数 桩身通长采用 2 0 425 1 24 8 qkN m 混凝土强度等级 C30 级钢筋 故 采用双点 2 max 0 0429 1 3 4 8 921 68 MkN m 吊立的强度计算进行配筋时 吊点位置在距桩顶 桩端平面处 起吊时0 207 9 L Lm 桩身最大正负弯矩 因此采用单点 22 max 0 02140 0214 1 3 4 8 910 82 MkqlkN m 吊立的强度计算进行配筋 取钢筋保护层厚度为m 多余桩长采用截桩的方式处理 30 桩身的截面有效高度 0 h0 40 040 36 m 6 22 0 21 68 10 0 029 14 3 400 360 s c M f bh 11 11 2 11 2 0 029 0 985 22 ss 11 211 2 0 0290 0290 55 sb 学习好帮手 桩身受拉主筋配筋量 6 0 21 68 10 204 0 985 300 360 s sy M A f h 2 mm 按照构造要求 整个截面的主筋选用 8 其配筋率14 1230 s A 2 mm 1230 400 400 箍筋采用 8在桩尖应适当加密桩身强度 查 建筑桩基技 min 0 77 0 6 200 术规范 JGJ94 2008 第 5 8 3 条 混凝土预制桩取 85 0 c kNkN 满足要0 90 85 14 3 400 3600 9 300 12302277 c cpsys f Af A1133 a R 求 7 承台设计计算 7 1 承台受冲切计算 受冲切力设计值kN 因为mm 所以 承台的有效高4430 l FN900 h0 1 hp 度为 mm 0 90070 10820 h 0 0 0 0 5 0 61 0 82 y y a h 0 0 840 84 1 04 0 20 61 0 2 y y 0 0 0 0 2 0 24 0 82 x x a h 0 0 840 84 1 91 0 20 240 2 x x 00000 2hfabah thpycxxcy 2 1 04 1 20 2 1 91 0 60 5 1 0 1270 0 82 kNkN 满足要求 7408 5 4430 l F 7 2 角桩对承台的冲切 角桩向上冲切 从角桩内边缘至承台外边缘距离m m 12 0 6 cc 10 0 2 xx aa m 10 0 24 xx 10 0 5 yy aa 10 0 61 yy 1 1 0 560 56 0 691 0 20 61 0 2 y y 1 1 0 560 56 1 273 0 20 240 2 x x 学习好帮手 0 1 11 1 21 2 2 hf a c a c thp y x x y 0 20 5 0 691 0 6 1 273 0 6 1 0 1270 0 82 22 kNkN 满足要求 1631 max 976 k N 7 3 承台斜截面受剪切承载力验算 Y 方向 kN max 22 9761952 VN 1 751 75 1 09 10 61 1 y 11 44 0 800800 0 994 820 hs h kNkN 满足要求 00 0 994 1 09 1270 2 8 0 823159 3 hst f b h 1952 V X 方向 kN max 22 9761952 VN 1 751 75 1 41 10 24 1 x kNkN 满足要求 00 1 1 41 1270 2 8 0 824086 8 hst f b h 1952 V 7 4 受弯计算 max 22 976 0 4780 8 y MNxkN m 6 0 780 8 10 3527 0 90 9 3