桩基工程课程设计

华东理工大学基础工程课程设计基础工程桩基课程设计1.设计数据1.1上层建筑数据一座15层框架结构的办公楼将建在一个新城区。该场地位于临街地块的中间，没有其他相邻建筑。地坪稳定，现浇整体，混凝土强度等级为C30。设计柱下独立承台桩基。1.2建筑工地信息拟建场地位于市区，地势平坦，建筑场地位于非地震区，未考虑地震影响。场地地下水类型为潜水，地下水位距地面2.2米。根据现有资料，场地地下水对混凝土无腐蚀性。2.选择桩型、桩端持力层和桩帽埋深2.1桩型的选择由于框架跨度大且不均匀，柱底荷载大，浅基础不合适。根据施工场地、基础条件和周围环境条件，选择桩基。由于旋挖钻孔灌注桩排泥排水不便，采用静压预制桩，减少了对周围环境的污染，能更好地保证桩身质量，在短工期内完成沉桩任务。同时，当地的施工技术力量、施工设备和材料供应也为采用静压桩提供了可能性。2.2选择桩的几何尺寸和承台埋深根据地基土的分布，第三层为粉质粘土，第四层为淤泥质土，相对较厚，第五层为卵石层，因此第五层为桩端较合适的持力层。桩端全长1.0m(2d)进入持力层，工程桩深度为h。因此：由于第一层厚3.0m，地下水位距地表2.2m，为了使地下水不影响承台，即承台埋深为2.2m，桩基有效桩长为27.2-2.2=25m。桩截面尺寸选择：350mm350mm，施工设备要求，桩分为两段，上段长度为13m，下段长度为13m(不包括桩尖长度)。实际桩长大于有效桩长。这是因为持力层可能有一定的波动，桩需要嵌入承台一定的长度。桩基和土层分布如图2.2.1所示。15图2.2.1土层分布示意图3.单桩极限承载力标准值的确定本设计属于二级建筑桩基。根据土的物理指标与承载力参数的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，应采用以下公式：其中-如果桩侧第一层土的标准极限侧阻力值没有当地经验值，可按JGJ 94-94 建筑桩基技术规范表5.2.8-1(桩的标准极限侧阻力值)取值。-如果极限端阻力标准值没有当地经验值，可根据表建筑桩基技术规范 JGJ 94-94中的表GE5.2.8-2(桩的极限端阻力标准值)取值。未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土不计算桩侧阻力。根据表1.1地基各土层的物理力学指标，按建筑桩基技术规范 JGJ 94-94(表3.1)查极限桩侧阻力和桩端阻力标准值。表3.1极限桩侧阻力和桩端阻力的标准值顺序经验参数法1黏土50.02淤泥14.03粉质粘土50.03000.04粉土20.05水晶透镜120.010000.06强风化岩石100.07000.0根据经验参数法确定单桩竖向承载力标准值：=2214.8单桩竖向承载力预计设计值()因此，单桩承载力设计值最终采用经验参数法计算，即初始确定桩数采用。4.确定桩的数量和承台底面的尺寸。最大轴向力梳的载荷承台净面积：承台底部地基土极限阻力标准值：部分系数由于桩的分布不规则，桩的中径比应修正如下：群桩效应系数查询表：承台底土阻力群桩效应系数：承重平台外的净面积承台净面积m2查一下桌子然后，复合桩基竖向承载力设计值为R:6.桩顶作用的计算八桩承台验算承载平台的高度设置为1米厚，载荷作用在承载平台的顶面上。本工程安全等级为二级，建筑重要系数=1.0由于柱位于轴上，是建筑物的侧柱，室内填土高于室外填土，室外填土设置为0.3m，即室内高度距承台底部2.5m，因此承台埋置平均深度。作用在桩帽底部质心的垂直力为f和g，但g的分系数为1.2。桩顶应力计算如下：满足要求7.桩基沉降计算桩基沉降采用长期效应组合的荷载标准值计算。由于桩基桩距小于6d，最终沉降可采用分层总和法计算。垂直载荷的标准值底部压力基础重量压力基底上的附加应力桩端平面下土的自重应力和附加应力()计算如下：(1)当z=0时：=170.35(2)当时：(3)当时(4)同时将上述计算数据整理在表7.1中(m)0170.35100.251016.632191.3511.420.0785319.225.722613.780.021888.67.324715.210.01040.67.1计算结果z=7.3m时，沉降量以此基础计算。计算结果如表7.2所示。表7.2沉降计算Z(mm)平均附加应力系统0100.250200011.420.1882376.4376.411000139.10570013.780.105598.5222.11300069.4730015.210.086627.829.3820014.5因此：S =139.1 69.41 14.5=223mm毫米桩基持力层性能良好，采用沉降经验系数。承台短边方向的桩数、当量径比、长径比和长宽比见表：因此，四桩基础的最终沉降量=满足要求。8.桩结构设计与计算桩的两端长13m，采用单点提升的强度进行桩身加固设计。提升位置距桩顶和桩端平面0.293L(L=13m)。提升过程中桩身的最大正负弯矩，K=1.3。这是每个线性米桩的自重(1.2是恒载的分项系数)。桩长采用C30混凝土强度和等级钢筋，因此：桩截面有效高度主筋拉着桩。选择()，所以整个截面的主筋为，配筋率为%。其他结构要求，钢筋见施工图。桩身强度=1725.22，满足要求9.桩帽设计承台混凝土强度等级为C20，承台为方形。由于桩的应力，桩顶部的最大反作用力、平均反作用力和净反作用力是已知的：(1)柱顶冲孔，承台厚度H=1.0m，计算该截面的有效高度，承台底部保护层厚度为80 mm突发比率何时，满足0.2-1.0冲压系数截面，混凝土的抗拉强度设计值冲击力的设计值因为h=1000mm毫米，所以它是优选的。=21.018(0.45 0.650)0.926(0.6 0.575)0.83311000.92=3722.42千牛(正常)(2)承台角桩冲孔角柱内缘至承台外缘的距离满足要求(3)斜截面抗剪验算计算截面的有效高度、截面的计算宽度、混凝土的抗压强度以及计算截面的最大抗剪设计值：根据公式，剪跨比与上述冲切比相同，所以对于斜截面：剪切因子满足要求(4)弯曲计算等级钢筋。选择沿着方向均匀排列1中华人民共和国国家标准地基规范北京，中国建筑工业出版社，20022中华人民共和国国家标准桩基规范北京，中国建筑工业出版社，20023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，20024丁星主编建筑地基基础设计规范（GB500072002）成都：四川大学建筑与环境学院，20065王光岳，