基础工程课程设计

1、温州大学瓯江学院基础工程课 程 设 计 题 目： 桩基础课程设计 专 业： 土木工程 学生姓名：张全 张炯耀 赵鑫淼 苏涵 孙伟 陈亮宇 叶龙根 杜泽挺 学 号：13230630337132202307221323063040113230630404 指导老师： 吴雯雯 完成日期：2015年12月12日目录1.设计资料32. 选择桩端持力层、承台埋深33.确定单桩极限承载力标准值44.柱荷载下的桩基础设计44.1 -44.1.1初选承台尺寸：44.1.2桩的根数54.1.3计算桩顶荷载54.

2、1.4承台受冲切承载力验算64.1.5承台受剪切承载力计算74.1.6承台受弯承载力计算84.1.7承台局部受压验算84.1.8承台之间连续梁计算（-和-）94.2-龙根)104.2-伟)114.3 -涵)124.5 -鑫淼)154.7 - 炯耀)164.8 - 炯耀)184.9 - 亮宇)194.10 -亮宇)201.设计资料本课程设计题目为温州某后勤大楼柱下桩基础设计，提供地质堪察资料

3、如下图，层序岩土名称层厚（m）压缩模量（Mpa）地基承载力特征值（kpa）极限侧阻力标准值qsk（kpa）极限端阻力标准值qpk（kpa）预制桩灌注桩预制桩灌注桩(1)素填土0.6-（2）粘土2.57.51022623-（3）淤泥62.55512 10-(2)淤泥质粘土93.8701816-(3)碎石混砂1216196383223001800(5)中风化岩未钻穿2000-470-6000柱子尺寸、分布及其荷载（M、N、Q）见附图。2. 选择桩端持力层、承台埋深根据上表土层条件，以碎石混砂层为桩尖持力层，采用钢筋混凝土预制桩，型号（PC,AB,500,100,9,11）。桩端进入持力层1m（1d

4、）桩入土深度h=0.6+2.5+6+9+1=19.1m，承台埋深d=1.8m，则桩基有效长度为L=19.1-1.8= 17.3m，直径为500mm，桩尖进入碎石混砂层为1m。桩身混凝土强度等级为C80。承台用C20级混凝土，=9.6；=1.10，HRB400级钢筋。3.确定单桩极限承载力标准值极限侧阻力标准值qsk粘土 qs1k=26 kpa淤泥 qs2k=12 kpa淤泥质粘土 qs3k=18 kpa碎石混砂 qs4k=38 kpa极限端阻力标准值qpk qpk=2300 kpaQuk=qpkAp+upqsikli=2300x0.252x+0.5x(26x1.3+12x6+18x9+38x1

5、)=932kN单桩竖向承载力特征值：Ra=Quk/K=932/2=466kN4.柱荷载下的桩基础设计4.1 -4.1.1初选承台尺寸： 桩距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m4.1.2桩的根数取承台及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra=18821.35+20×5×3×1.8466x1.2=4.98根 取n=6根承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m承台埋深为1.8m，承台高度h为0.9m，桩顶伸入承台50mm，

6、钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm4.1.3计算桩顶荷载桩顶平均竖向力：Nk=Fk+Gkn=18821.35+20×5.0×3.0×1.86=322kN<Ra=466kNMxk=241.35=17.8kN·mNkminkmax=Nk±Mxkyiyi2±Mykxixi2=322±17.8×16×12±0=324.97kN<1.2Ra=559.2kN319.03>0 符合要求作用于柱底的荷载设计值为：F=1882kN；M=24

7、 kN·m；H=0扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向设计值：N=Fn=18826=313.67kNNminmax=N±Mxyiyi2±Myxixi2=313.67±24×16×12±0=317.67kN309.67kN4.1.4承台受冲切承载力验算柱边冲切冲切力： Fl=F-Ni=1882-2x313.67=1254.67kN受冲切承载力截面高度影响系数hp计算hp=1-1-0.92000-800×900-800=0.992冲垮比与系数的计算a0x=1.55m>h0=0.83m 取a0x= h0=0.83m0

8、x=a0xh0=0.830.83=1(介于0.25-1之间） 0x=0.840x+0.2=0.841+0.2=0.70.25h0=0.25x0.83=0.2075m< a0y=0.55m<h0=0.83m 取a0y=0.55m0y=a0yh0=0.550.83=0.663(介于0.25-1之间）0y=0.840y+0.2=0.840.663+0.2=0.97320xbc+a0y+0yhc+a0xhpfth0=2×0.70.5+0.55+0.9730.5+0.83×0.992×1100×0.83=3675kN>Fl=1254.67kN（可

9、以）角桩向上冲切c1=c2=0.7m，a1x=a0x，1x=0x，a1y=a0x，1y=0y。1x=0.561x+0.2=0.561+0.2=0.4671y=0.561y+0.2=0.560.663+0.2=0.6721xc2+a1y2+1yc1+a1x2hpfth0=0.467×0.7+0.552+0.672×0.7+0.832×0.992×1100×0.83=1091kN>Nmax=317.67kN（可以）4.1.5承台受剪切承载力计算剪跨比与以上冲垮比相同。受剪切承载力截面高度影响系数hs计算hs=800h014=80083014=

10、0.991x=0x=1(介于0.25-3之间）剪切系数 =1.75+1.0=1.751+1.0=0.875hsftb0h0=0.991×0.875×1100×3.0×0.83=2375kN>2Nmax=2×317.67=635.34kN（可以）y=0y=0.663(介于0.25-3之间）剪切系数 =1.75+1.0=1.750.663+1.0=1.05hsftb0h0=0.991×1.05×1100×5.0×0.83=4750kN>2Nmax=2×317.67=635.34kN（可以

11、）4.1.6承台受弯承载力计算Mx=Niyi=3×0.75×317.67=715kN·mAs=Mx0.9fyh0=715×1060.9×360×830=2659mm2按最小配筋率0.15%计算，需As=5000x830x0.15%=6225mm2，现选用20C20，As=6283mm2，沿平行y轴方向均匀布置。My=Nixi=2×1.75×317.67=1112kN·mAs=My0.9fyh0=1112×1060.9×360×830=4135mm2选用14C20，As=439

12、8mm2（>bh0min=3000x830x0.15%=3735），沿平行x轴方向均匀布置。为满足锚固长度要求，钢筋两端均向上弯折，弯折段长度为200mm。4.1.7承台局部受压验算柱的截面面积：At=0.5×0.5=0.25m2局部受压净面积：Aln= At=0.25m2局部受压计算面积：Ab=3×0.5×3×0.5=2.25m2混凝土局部受压强度提高系数：l=AbAt=2.250.25=31.35clfcAln=1.35×1.0×3×9600×0.25=9720kN>F=1.35×1882

13、=2541kN满足条件。4.1.8承台之间连续梁计算（-和-）轴-柱子的竖向荷载为F=932kN，轴-柱子的竖向荷载为F=1882kN。连续梁上的砖墙宽度a=250mm，高度为H=5100mm连续梁伸入承台部分50mm，则可知轴-和轴-之间的连续梁的长度l=5100-500=4600mm取地梁宽b=250mm，地梁高h=l8=46008=575mm，取h=600mm地梁有效截面高度h0=600-35=555mm连续梁的设计采用拉力配筋法，取Fmax=1882kN由F10=fyAs，可得As=F10fy523mm2查表得，选用4C14，实配As=615mm2。砖墙重 2

14、3×0.25×5.1=29.325kN/mM=ql28=29.325×4.628=77.56 kN·ms=M1fcbh02=77.56×1061.0×11.9×250×5552=0.0846=1-(1-2s)=1-(1-2×0.0846)=0.0886As=bh01fcfy=0.0886×250×555×9.6360=328mm2查表得，选用4C12，实配As=452mm2。V=29.325×5.1=149.56kN0.25cfcbh0=0.25×1.0&

15、#215;9.6×250×555=330000N>0.7ftbh0=0.7×1.1×250×555=106838N箍筋选用2A8，Asv=101mm2s=fyvAsvh0V-0.7ftbh0=360×101×555149.56×103-106838=472mm按构造可取s=200。4.2-龙根)（1）初选承台尺寸： 桩距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）桩的根数取承台及其上土的平均重度

16、G=20kN/m3nFk/Ra= （1324/1.35)/466=2.1 取n=4根承台长边：a= 2x0.5+1x2.0=3m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m承台埋深为1.8m，承台高度h为0.9m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）计算桩顶荷载桩顶平均竖向力：=(F+G)/4=(1324/1.35+324）/4=326<Ra=466=23/1.35=17.0KN·M= 符合要求作用于柱底的荷载设计值为：F=1324kN；M=23 kN·m；H=0扣除承台和其上填土自重后

17、的桩顶竖向设计值：N=4.2-伟)（1）初选承台尺寸： 桩距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）桩的根数取承台及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra= 取n=6根承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m承台埋深为1.8m，承台高度h为0.9m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）计算桩顶荷载桩顶平均竖向力：Nk=Mxk= Nkamx

18、kmin=Nk或273.9 符合要求作用于柱底的荷载设计值为：F=1514kN；M=17 kN·m；H=0扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向设计值：Nmax min=N4.3 -涵)（1）初选承台尺寸： 桩距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）桩的根数取承台及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra=14031.35+20×5×3×1.8466x1.2=4.07根 取n=6根承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5m承台短边

19、：b= 2x0.5+1x2.0=3m承台埋深为1.8m，承台高度h为0.9m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）计算桩顶荷载桩顶平均竖向力：Nk=Fk+Gkn=14031.35+20×5.0×3.0×1.86=263kN<Ra=466kNMxk=261.35=19.3kN·mNkminkmax=Nk±Mxkyiyi2±Mykxixi2=263±19.3×16×12±0=259.78kN<1.2Ra=5

20、59.2kN236.03>0 符合要求作用于柱底的荷载设计值为：F=1403kN；M=26 kN·m；H=0扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向设计值：N=Fn=14036=233.83kNNminmax=N±Mxyiyi2±Myxixi2=233.83±26×16×12±0=238.16kN229.50kN4.4 -和-泽挺鑫淼)（1）初选承台尺寸： 桩距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5m承台短边：b= 2x0.5+1

21、x2.0=3m（2）桩的根数nFk/Ra= 根 取n=4根承台长边：a= 2x0.5+1x2.0=3m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3mnFk/Ra= =4.60根 取n=6根承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m承台埋深为1.8m，承台高度h为0.9m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）计算桩顶荷载Nk=211KN=466KN 符合要求作用于柱底的荷载设计值为：F=983kN；M=21 kN·m；H=0扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向设计

22、值：N=357kN=466kN 符合要求作用于柱底的荷载设计值为：F=2163kN；M=11 kN·m；H=0扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向设计值：4.5 -鑫淼)（1）初选承台尺寸： 桩距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）桩的根数取承台及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra= 取n=6根承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m承台埋深为1.8m，承台高度h为0.9m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护

23、层取70mm，则承台有效高度为：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）计算桩顶荷载桩顶平均竖向力： 符合要求作用于柱底的荷载设计值为：F=1943kN；M=8kN·m；H=0扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向设计值： N=4.7 - 炯耀)（1）初选承台尺寸： 桩距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5ml 承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）桩的根数取承台及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra= 取n=4根承台长边：a= 2x0.5+1x2.0=3m承台短边：b= 2x0

24、.5+1x2.0=3m承台埋深为1.8m，承台高度h为0.9m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）计算桩顶荷载桩顶平均竖向力：Nk= 符合要求作用于柱底的荷载设计值为：F=915kN；M=28 kN·m；H=0扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向设计值：N=4.8 - 炯耀)（1）初选承台尺寸： 桩距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承台长边：a= 2x0.5+2x2.0=5ml 承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）桩的根数取承台及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra= 取n=4根承台长边：a= 2x0.5+1x2.0=3m承台短边：b= 2x0.5+1x2.0=3m承台埋深为1.8m，承台高度h为0.9m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，则承台有效高