基础工程课程设计

一 设计题目高层框架结构（二级建筑）的某柱截面尺寸为1000800mm ，该柱传递至基础顶面的荷载为：F=9000kN ，M=380kNm ，H=320kN ，采用6-8根600-800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础，设地面标高为0.00m，承台底标高控制在-1.70m ，地面以下各土层分布及设计参数见附表，试设计该柱下独立桩基础。设计计算内容：1.确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值Quk；2.确定桩中心间距及承台平面尺寸；3.计算复合基桩竖向承载力特征值Ra及各桩顶荷载设计值N，验算基桩竖向承载力；计算基桩水平承载力RHa并验算；4.确定单桩配筋量； 5.承台设计计算；6.绘制桩基结构图。项目湿重度gkN/m3孔隙比e液性指数IL压缩模量EsMPa承载力特征值faKkPa层厚m钻孔灌注桩桩基参数极限侧阻 力标准值qsikkPa极限端阻 力标准值qPKkPa地基土水平抗力系数的比例系 数m(MN/m4)层粉土19.00.9026.0804.3236层粉细砂19.60.9006.51053.8209层细砂19.80.8607.81252.82813层粉土19.60.81010.51402.34015层1粉细砂19.70.857.01154.42812层粉细砂19.70.77016.01703.04880028层粉质粘土19.80.6830.258.51602.56625层粉土19.80.75013.71702.95825层粉质粘土19.90.7160.466.11455.76014层1粉砂20.00.77014.01900.85280037层粉质粘土19.90.7160.466.11454.56070014层粉土20.40.70013.01953.56236层粉质粘土19.90.7060.278.21704.86828层细砂20.20.69022.022017.770130045二 设计内容1、 .确定持力层 根据地质条件，以层粉质粘土为桩支持力层。采用700的水下钻孔灌注桩。对于黏土，桩端全截面进入持力层的深度不宜小于2d=1.6m.取桩尖进入持力层厚度2.2m,桩长33m,承台底面埋深1.7m。2、 计算单桩极限承载力标准值Quk 由建筑桩基础技术规范JGJ94-2008式5.3.5 进行试算， 桩周长 桩横截面积 计算得： =3555.5+350=3905.5KN三、确定桩中心间距及承台平面尺寸由建筑桩基础技术规范JGJ94-2008表3.3.3-1知桩的最小中心间距为3.0d=2.4m。先取桩数为6，由于柱下桩基，等距离排列，桩在平面采用行列式布置，中心间距。边桩中心至承台边的距离为1d=0.8m。此时承台边缘至桩边缘的距离为400mm,符合规范要求（承台宽度不宜小于500mm,承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径，且边缘挑出部分不应小于150mm）.承台平面尺寸为.具体承台桩位布置如下：承台桩位布置图（单位:cm）四、计算复合基桩承载力R和各桩顶荷载设计值N，并验算（一） 单桩竖向承载力特征值 = （二）计算复合基桩竖向承载力特征值R（1）复合基桩竖向承载力特征值R， 可根据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008式5.2.5-2和5.2.5-3 进行计算中心距 桩径d=0.8m 承台宽度 桩长l=33m按表5.2.5 取=0.0151承台下0.5宽度的地基承载力特征值的厚度加权平均值=4.46根据建筑抗震设计规范（GB5011-2001）验算 R=2015KNRa=1952.75KN（满足要求）（2）桩顶荷载设计值N根据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008式5.1.1-1 进行计算，则： 验算 （满足要求） 作用于承台底面的外力对通过群桩形心x,y轴的力矩设计值，第i根桩分别至x,y轴的距离，m。以上两项均满足要求。5、 确定单桩配筋量 灌注桩直径d=0.8m,桩长l=33m.混凝土强度等级C30。钢筋选用HRB400。由于水下灌注桩取保护层厚度。该部分设计参考混凝土结构中国建筑工业出版社，2008版结构计算长度由。选用828，,故上述A的计算没有减去是正确的，且由附表4-6知，截面每一侧配筋率故满足受压纵筋最小配筋要求，选用828，六、计算基桩水平承载力并验算根据建筑桩基础技术规范JGJ94-2008式5.1.1-3 进行计算，得=53.3KN单桩配筋率不小于0.65%的灌注桩水平承载力特征值按下式计算：桩顶水平位移允许值扣除保护层厚度的桩直径桩身配筋率,（计算参考桩基础的设计方法与施工技术高大钊，2002版）七、承台设计计算 承台的构造 承台埋深1.7m,承台高1m,桩顶埋入承台深度50mm，钢筋保护层厚度50mm,则承台有效高度=1-0.05-0,05=0,9m.混凝土强度等级C30，钢筋HRB400。 承台与柱的连接 为了使桩和承台之间形成稳定的建立、弯矩传递体系，并承受偶然发生的上拔力，将桩顶锚入承台50mm。承台抗冲切承载力计算 柱边冲切 角桩向上冲切承台受剪切承载力计算按建筑桩基础技术规范JGJ94-2008式5.9.10-1、5.9.10-2及5.9.10-3计算 承台受剪截面示意图（单位：cm）承台受弯承载