桩基础课程设计

1、桩基础课程设计一设计题目：桩基础课程设计二设计荷载：柱底荷载标准组合与柱底荷载效应基本组合见桩基础设计任务书表3，表4。1 题号： 4 号2 柱底荷载效应标组合值A 轴：Fk=2040KNMK=242KN.MVK=145KN 。B 轴：Fk=2280KNMK=223KN.MVK=158KN 。C 轴：Fk=2460KNMK=221KN.MVK=148KN 。3 柱底荷载效应标准组合值A 轴：Fk=2650KNMK=253KN.MVK=193KN 。B 轴：Fk=3560KNMK=228KN.MVK=175KNC 轴：Fk=3120KNMK=244KN.MVK=188KN 。4 地层条件及其参数

2、土层编号土的名称孔隙比e含水量（ %）液性指数Il标贯锤击数N （次）压缩模量ES（Mpa）1素填土5.02淤泥质土1.0462.41.083.83粉沙0.8127.6147.54粉质粘土0.7931.20.749.25粉沙土0.5816.8地基各土层物理性质参数单位： kpa土层编号土的名称桩侧阻力qsk桩端阻力qpk1素填土222淤泥质土283粉沙454粉质粘土659005粉沙土752400桩侧阻力qsk 与桩端主力qpk 在各土层中的状况5 .场地水文地质条件场地内地下水位位于地表下3.5米处。地下水对混凝土结构无腐蚀性。四桩的选型疏桩布置经济承载力高，此处地层中无高压缩性土，不考虑承台

3、作用，拟采用 500 灌注桩，持力层选择粉沙层。桩入土深度1.0 米（不小于2d） ，设计桩长15.6米，伸入承台50mm，承台底置于淤泥质土顶面，拟选承台高1200mm。室 外 地 坪 标 高 为 0.45m， 自 然 地 面 标 高 同 室 外 地 坪 标 高 。土层分布图1 单桩竖向承载力极限值QukQuk=Qsk+Qpk= U qsili+Apqpk= × 0.5 ×( 2.0 × 26× 0.8+1.3 × 28+6.6× 45+4.2× 65+1.0× 75) + × (0.5/2)2 

4、15; 2400=1606.1kn2 基桩竖向承载力特征值R承台底部为淤泥质地基土，压缩性大，不考虑承台效应 c=0，则有 R=Ra=Ruk/K=1606.1/2=803.05KN根据上部荷载初步估计桩数为：n=Fk/R=3.06 取 4根(一)桩基竖向承载力验算根据建筑桩基技术规范(JGJ94-2008), 当按单桩竖向承载力特征值进行计算时，荷载应取效应标准组合值，由于桩基所处场地设防烈度为 7 度，且场地内无可液化沙土，粉土问题，因此不进行地震效应承载力验算。根据桩数及承台尺寸构造要求，初步设计矩形承台，取承台边长为3000mm× 3000mm，矩形形式布桩，桩距4d=2000

5、m，桩形距承台边缘m为 500mm。C轴线下承台平面图承台及其上部填土的总重为：Gk=3.0× 3.0 × 1.5 × 20=270Kn计算时取荷载标准组合，则Nk=（ Fk+Gk） /2=682.9 < RMkmax=Nk+Myma x/yi2=682.9+99.65=782.9KN < 1.2RMkmin=Nk+Mymax / yi2=682.9-99.65=583.3KN > 0因此，满足承台要求，故初步设计是合理的（ 三 ） 承台设计根据以上的假设和拟定，承台尺寸为3000mm× 3000mm。厚1200mm，承台选用C30混凝

6、土：fc=14.3Kn/mm2。承台钢筋选用HRB335级钢筋，fy=300N/mm21 承台内力计算承台捏里计算采用荷载效应基本组合，则基桩净反力设计值为：Nmax=F/n+Mymax / yi2=897.15KnNmin=F/n-Mymax/ yi2=662.85KnN=F/n=3120/4=780Kn2 承台厚度及受冲切承载力计算为防止承台产生冲切破坏，承台应具有一定厚度，已经初步拟定为1200mm，承台底保护层取70mm，则h0=1200-70=1130mm，冲切分为边桩冲切和角桩冲切，应分别验算以保证承台厚度和合理性。a）柱对承台冲切计算b）角桩对承台冲切结算图c）承台受剪计算图图

7、承台计算图( 1 ) 柱 对承台冲切验算承台受柱冲切的承载力应满足:Fl 2 0x× (b c+aoy)+ oy × (h c+aox) hpf t ho Aox=aoy=550mm,ho=1130mm,hc× bc=400mm× 400mm hc=bc=400mm.带入数据： =550/1130=0.5 0=0.84/0.7=1.2 hp=0.9+(400/1200) × 0.1=0.933Fl 2 0x × (bc+aoy)+ oy × (hc+aox) hpftho=7368.5kn > 3120Kn厚度为120

8、0mm满足要求 2) 2) 角 桩冲切验算承台受角桩冲切承载力满足下式：Nl 2 1x(c2+a1y/2)+ 1y(c1+a1x/2) hp 1x= 1y=550/1130=0.5,a 1x=a1y=550mm,N1=Nmax=782,6Kn c1=c2=725mm, 1x= 1y=0.56/0.7=0.8带入数据: N l 2 1x(c2+a1y/2)+ 1y(c 1+a1x/2) hp=4824Kn> 782.6kn显然 , 承台厚度满足角桩对承台的冲切要求 3) 承台承受剪力计算承台剪切破坏发生在桩边与柱边边线形成的斜截面, 对于该结构两各方向上的截面情况相同. oy=aoy/ho

9、=550/1130=0.5剪切系数: =1.75/( +1)=1.17受剪承载力高度影响系数计算： ns=( 800/1130) (1/4)=0.917 - 截面剪力为:v=2Nmax=2× 728.6Kn=1565.2KnB0 × h0=3.0m× 1.13m=3.39m2则 hs 1ftboho=0.917 × 1.17 × 1.43 × 3.39 × 106=1565.2kn故满足抗剪要求( 4)承台受剪承载力计算1，对于- 截面取基桩净反力最大值Nmax=782.6kn进行计算，则Yi=800mm， Mx= Niyi

10、=2 × 782.6 × 0.8=1252.2kn.mAs=Mx/( 0.9fyh0 ) =1252.2/ ( 0.9 × 300× 1130) =4104.3mm2因此承台长边选用 16150.钢筋根数为n=3000/150+1=21 根。取 21 16150实配钢筋,As=21× 201.1=4223.1mm22, 对于截面- ，取桩基净反力平均值N=780kn进行计算。此时，h0=1200-70=1130mm， xi=800mm。则 My= NixXi=2 × 800× 682.9=1092.64kn.mAs=My/(

11、0.9fyh0)=3581.3mm2因 此 承 台 短 边 方 向 选 取 16180， 则 钢 筋 根 数 为3000/180+1=18 根，实配钢筋面积为：3619.8mm2(18 16180),灌注桩的桩身混凝土选用C30级，钢筋选用HRB335级。根据建筑桩基技术规范（ JGJ94-2008）的相关规定，桩顶轴向压力应符合规定：Nmax< c fcAps=（F+G）/n+Myyi/ yi2=1095.8kn计算桩身轴心抗压强度时，不考虑屈曲影响，稳定系数取1.对于灌注桩，基桩施工系数 c=0.75. c fcAps=1 × 0.75 × 14.3 ×

12、 106 × 0.25 × 1/4 × 3.14=2104.8kn > 1095.8kn故桩身承载力满足要求（五）桩身构造设计桩身按构造要求配筋：取配筋率为0.6%。则As=3.14×（ 500/2） 2× 0.6%=1177.5mm2选用8 14级 HRB335钢筋，实配钢筋As=1230mm2满足要求。间距.160mm， 桩主筋锚入承台500m（ m35d） 。 桩顶4m范围内，主筋间距100mm，该范围内箍筋采用 8100一级钢筋，放在主筋外则。4m一下采用8200，桩身混凝土保护层厚度40mm（六）估计A,B 轴下桩数1 ，桩数估

13、算设计 A,B轴下桩基方法与C轴相同，单桩极限承载力值为1606.1kn，基桩竖向承载力特征值为803.05knA轴轴线下荷载标准值：Fk=2040KNM k=242KN.MVK=145KN 。根据 A轴荷载初步估计A轴柱下桩数：n= Fk/ R=2.54，取3根。B 轴轴线下荷载标准值：Fk=2280KNMK=223KN.MV K=158KN 。根据 B轴荷载初步估计B轴柱下桩数: n= Fk/ R=2.84，取4根。考虑到 B 轴柱传来的荷载基本组合值Fk=3560kn，大于 C 轴相应荷，故取桩数为4 根。2 承台平面尺寸确定根据估计的桩数和承台构造要求，设计A 轴线下承台平面边长为2300mm，等腰三角形布置。B 轴线下承台平面尺寸与C 轴线相同，柱中心距取2000mm，桩心距承台边缘500mm。承台形式如图：a) A 轴承台（ c） C 轴承台A， B， C 轴线下承台布置示意图（七）根据以上计算，可以绘制出桩基平面布置图，施工图样如图所示。桩基平面布置图C 轴线下承台平面图灌注桩基施工图C 轴线下承台剖面图桩身大样图设计说明：1 图中单位未说明均以mm 计。2 根据工程地质报告和上部荷载情况