毕设柱下桩基础课程设计

1、2桩基础课程设计-1-2.1设计资料-2-2.1.1地形-2-2.1.2工程地质条件-2-2.1.3岩土设计技术参数-2-2.1.4水文地质条件-3-2.1.5场地条件-3-2.1.6上部结构资料-3-2.1. 7本人设计资料-4-2.2灌注桩基设计-4-2.2. 1单桩承载力计算-4-2.2. 2桩基竖向承载力验算-5-2.2. 3承台设计-7-2.2. 4桩身结构设计-10-2.2. 5桩身构造设计错误!未定义书签。2.2. 6估算A、B轴线柱下桩数-13-2.2. 7设计图纸-14-3衡重式挡土墙课程设计错误!未定义书签。3.1 设计题目错误!未定义书签。3.2 地层条件及参数错误!未定

2、义书签。3.3 上墙土压力计算错误!未定义书签。3.4 下墙土压力计算错误!未定义书签。3.5 墙身截面计算错误!未定义书签。3.6 设计图纸错误!未定义书签。2桩基础课程设计设计题目:本次课程设计的题目：桩基础设计2.1设计资料2.1.1地形拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。2.1.2工程地质条件自上而下土层依次如下：号土层：素填土，层厚1.5m,稍湿，松软，承载力特征值fak95KPa。号土层：淤泥质土，层厚3.3m,流塑，承载力特征值fak65KPa。号土层：粉砂，层厚6.6m,稍密，承载力特征值fak110KPa。号土层：粉质粘土，层厚4.2m,湿，可塑，承载力特征值fak165

3、KPa号土层：粉砂层，钻孔未穿透，承载力特征值fak280KPa。2.1.3岩土设计技术参数表2.1地基岩土物理力学参数土层编号士的名称孔隙比e含水量W(%)液性指数Il标准员入锤击数N(次)压缩模里Es(MPa)素填土5.0淤泥质土1.0462.41.083.8粉砂0.8127.6147.5粉质粘土0.7931.20.749.2粉砂层0.583116.8土层编号士的名称桩的侧阻力qsk桩的端阻力qpk素填土22淤泥质土28粉砂45粉质粘土60900粉砂层752400表2.2装的极限侧阻力标准值qsk和极限端阻力标准值qpk2.1.4水文地质条件拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。地下水位深度

4、：位于地表下3.5m。2.1.5场地条件建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化砂土、粉土。2.1. 6上部结构资料拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，长30m宽9.6m。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm柱截面尺寸均为400mm400mm,横向承重，柱网布置图如图2.1所示。LJLJ11LJH4.af1111P1tIF皆Ml*11UM11M中111cHC丽qii咕idFii百_ri$2.1 .7本人设计资料本人分组情况为第二组第七个，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用C轴柱底荷载.柱底荷载效应标准组合值和柱底荷载效应基本组合值如下:柱底荷

5、载效应标准组合值A轴荷载：Fk1660KN；Mk196KN.m；Vk134KNB轴荷载：Fk2060KN；Mk202KN.m；Vk143KNC轴荷载:Fk1820KN；Mk213KN.m；Vk122KN。柱底荷载效应基本组合值A轴荷载：Fk2140KN；Mk215KN.m；Vk166KN。B轴荷载：Fk3090KN；Mk216KN.m；Vk157KNC轴荷载：Fk2500KN；Mk228KN.m；Vk152KN。2.2 预制桩基设计建筑物基础设计方案采用混凝土预制桩，具体设计方案如下：室外地坪标高为-0.45m,自然地面标高同室外地坪标高。该建筑桩基属于丙级建筑桩基，拟采用直径为400mm勺混

6、凝土沉管灌注桩，以号土层粉质粘土层为持力层，桩尖伸入持力层1.2m,设计桩长11.0m,初步设计承台高0.8m,承台底面埋置深度为-1.60m,桩顶伸入承台50mm2.2. 1单桩承载力计算根据以上设计，桩顶标高为-1.6m,桩底标高为-12.6m,桩长为11.0m。1 .单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值按下式计算：QukQskQpkuqsiJApqpk式中:Quk单桩竖向极限承载力标准值，KN;Qsk单桩总极限侧阻力标准值，KNQpk单桩总极限端阻力标准值，KN;u桩身周长，m；qsik桩侧第i层土的极限侧阻力标准值Kpa；l,桩周第i层土的厚度，m；Ap桩端面积，m2;qp

7、k桩端极限端阻力标准值，KPaQsk0.40(0.35223.3286.6451,260)589.5KN12Qpk0.402900113.1KNp4Quk589.5113.1702.6KN2.桩基竖向承载力特征值承台底部地基土为较松软的填土，压缩性大，因此本工程不考虑承台土效应，即取c0,则有Quk702.6rr351.3KNK2根据上部荷载初步估计桩数为Fk1820Rs351.35.2则取设计桩数为6根2.2.2桩基竖向承载力验算根据建筑桩基技术规范(JGJ94-2008),当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应的标准组合值。由于桩基所处场地的抗震设防烈度为7度,且场地内无可液化砂土

8、、粉土问题，因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。根据桩数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台(见图，取承台边长为妣.皿咽，岫DI皿®-/Lf-"jAr'X总，0,4jb总CZ-i1-iiII承台平面布置2.2m3.6m,矩形布桩，桩中心距取3.5d,贝US3.54001400mm，取s=1400mm桩心距承台边缘均为400mm.承台及其上填土的总重为Gk2.23.61.620253.4KN计算时取荷载的标准组合，则FkGk1820253.4Nkk345.6KNR(351.3KN)n6NkmaxNkMymax2y345.6(1220.8213)1.441.42401.

9、1KNNkminNk%345.6(122I223)4290.1KNy41.4因此Nkmax401.11.2R(1.2351.3421,56KN)Nkmin290.1KN0满足设计要求，股初步设计是合理的2.2.3承台设计根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2.2m3.6m,预估承台厚0.8m,承台混凝土选用C25,ft1.27N/mm2,fc11.9N/mm2,承台钢筋选用HRB335级，f300Nmm2yl|n承台计算简图1 .承台内力计算承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合设计值，则基桩净反力设计值为NmaxFMyYi一2ny2500(2281520.8)1.4641.42479.1KN

10、NminFMyX-2ny25006(2281520.8)1.441.42354.24KN2 .承台厚度及受冲切承载力验算为防止承台产生剪切破坏，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚0.8m,承台底保护层厚度50mm则h080050750mm。分别对柱边冲切和角桩冲切进行计算，以验算承台厚度的合理性。由于基础为圆形桩，计算时应将截面换算成方桩，则换算方桩截面边宽为bp0.8d0.8400320mm圆桩换算后边长为320mm勺方桩。a柱对承台冲切Fl2承台受压冲切的承载力应满足下式:ox(bcaoy)oy(hcaox)hpftho取oy=1.0°冲切系数为FiNi250002500KN,

11、贝U冲跨比为oxaoxh00.340.750.453；oy1.04-1.3871.00.750.84oxox0.20.840.4530.21.286；oy0.84oy0.20.841.3870.530.22x8caoy)oy(hc4x)hpfth。1.286(0.40.1.04)0.53(0.40.34)112700.754274.9KNFl(2500KN)故厚度为0.8m的承台能够满足柱对承台的冲切要求。b角桩冲切验算承台受角桩冲切的承载力应满足下式:N,1x(c2ax)1y(c1羡)hpfth。由于NtNmax479.1KN,从角桩内边缘至承台外边缘距离为C1C20.56m;ax0.34m

12、;a1y0.89m.1x1x0.56a1xh00.340.750.56仅0.20.4530.20.453;0.858;1y1y0.560.561y0.21.1870.20.411x6*1y(C1Ox)hpfth。0.858(0.56吧)0.41(0.56%)112700.75221362.1KNNt479.1KN故厚度为0.8m的承台能够满足角桩对承台的冲切要求C.承台受剪切承载力计算承台剪切破坏发生在与桩边连线所形成的斜截面处，对于I-I截面,aly104.、oy一1.387(介于0.253之间)yho0.75剪切系数为1.751.75八小a0.7311.3871受剪切承载力高度影响系数计算

13、：由于hg800mm，故取hs1I-I截面剪力为V2Nmax2479.1958.2KNhsaftb0h010.731.271032.20.751529.7KNV故满足抗剪切要求d.承台受弯承载力计算承台计算截面弯矩如下。对于I-I截面，取基桩净反力最大值Nmax479.1KN进行计算,则ym1.2mMxNiyi2479.11.21149.84N.mMx1149.8410625678.22mm0.9fyh00.9300750因此，承台长边方向选用22160.则钢筋根数为n2200/160115取1522160实际配筋As=5701.5mm2,满足要求。对于H-II截面，

14、取基桩净反力平均值N,2500416.67KN进行计算。n6此时h080080720mmXi7002000.5mMy6251060.9fyh00.93007203215mm2MyNx3416.670.5625KN-m因此，承台短边方向选用14180,则钢筋根数n3600/180121,实际配筋As21153.93231.9mm23215mm2,满足要求。e.承台构造设计混凝土桩顶伸入承台长度为50mm两承台间设置连续梁，梁顶面标高-0.8m,与承台顶平齐，根据构造要求，梁宽250mm梁高400mm梁内主筋上下共412通长配筋，箍筋采用8200o承台底做100mnffC10素混凝土层，垫层挑出承

15、台边缘100mm.2.2.4桩身结构设计预制桩的桩身混凝土强度等级选用C30,钢筋选用HRB33教。根据建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)第5.8.2条的规定，桩顶轴向压力应符合下列规定：NmaxcfcApsNmaxFGMyy2ny25001.2253.4(2281520.8)1.441.42529.78KN计算桩身轴心抗压强度时，一般不考虑屈压影响，故取稳定系数1;对于挤土灌注桩，基桩施工工艺系数c0.8;C25级混凝土，fc11.9N/mm2,则612cfcA10.811.9103.140.41196KNNmax(529.78KN)ccmax42.桩身水平承载力验算由设计资料得柱底传

16、至承台顶面的水平荷载标准值为122kN,平均每根基桩承受的水平荷载为:Hik12220.3KN桩身按构造要求进行配筋，由于受水平荷载，桩身配筋为612的纵向配筋且均匀的布置在桩周，配筋面积A678.6mm2,钢筋保护层厚度为40mm则其配筋率为：g678.6143.144002100%0.54%满足建筑桩基技术规范中对桩身的配筋要求。由于桩身的配筋率g0.54%0.65%,且为灌注桩，故单桩水平承载力特征值Rha按式15计算：Rha0.751.2522g1其中为桩的水平变形系数，1/m；m为桩横截面模量塑性系数，由于本工程中采用圆形截面，故m2；ft为桩身混凝土抗拉强的设计值，kPa;W0为桩

17、身换算截面受拉边缘的截面模量；An为截面换算面积，m2;N为桩顶竖向力影响系数，本工程表现为压力，故取n0.5由于5畔,从地质资料中可看出灌注桩周围主要为淤泥质土，查日取相应规范取桩侧土水平抗力系数的比例系数m25MNm4圆形桩桩身的计算宽度，由于桩直径小于1米即d1.0m按式b00.91.5d0.5计算：b00.91.5d0.50.91.50.40.50.99m根据0.85E3Wgd.2EsEcsc对C25混凝土Ec2.80104mm22.80MNm2对HPB23改钢筋Es2.1105.mm22.1MN.m2扣除保护层厚度后的桩直径为WoNd2320.432d00.420.40.070.33

18、mgd。22.11052.8104_20.54%0.33336.58310mI0W0d26.58310320.41.3173410m1.3173_21031.34?m一一一一一4EI0.85EcI0.852.810mb05250.9950.953mEI-31.34M为桩身最大弯矩系数，由于桩长为11m桩与承台的链接为周端;h0.953110.483m4m®.h通过桩基规范可知m0.926换算截面积为:A-d-1E1g40.422.1105o410.54%0.13m22.8104Nk取在荷载效应标准组合下桩顶的最小竖向力即Nk290.1kN,则呸*1.2522g1NNkfn0.750.

19、95321.271066.5831030.9260.5290.11031.25220.54%故21.271060.1325423.4525.4kHik20.3k桩身的水平承载力满足要求.1 .配筋长度计算本工程中采用的基桩为端承摩擦型桩，其单桩的配筋长度不小于桩长的23即2/3117.33m,同时不小于4.0/4.0/0.9534.20m,所以配筋长度取8.0m。钢筋锚入承台应不小于35倍的主筋直径，即不小于3512420mm,本工程取锚周长度为420mm2 .箍筋配置箍筋按构造要求配置，即采用6220的螺旋式箍筋，柱顶下箍筋不再加密，由于钢筋笼的长度取值为8m大于4.0m,故按构造要求应每隔

20、2.0m设置一道12的焊接加劲肋。2.2. 5估算A、B轴线柱下桩数1 .桩数估算设计A、B轴线下桩基础的方法与C轴下相同，单桩极限承载力标准值为702.6KN,基桩竖向承载力特征值为3351.3KN。A轴柱下荷载标准组合值为Fk1660KN;Mk196KN.m;Vk134KN。根据A轴荷载初步估计A轴柱下桩数，即Fk1660,”n4.73R351.3则A轴下设计桩数为5根。B轴柱下荷载标准组合值为Fk2060KN;Mk202KN.m;Vk143KN。根据B轴荷载初步估计B轴柱下桩数，即Fk20605.86R351.3则B轴下设计桩数为6根。.2 .承台平面尺寸的确定根据估算的桩数和承台的构造

21、要求，设计A轴线承台平面尺寸为2.2 m2.2m,桩中心距取1.4m,桩心与承台边缘距离0.4m;B轴桩数与C轴相同2.3 .6设计图纸根据以上计算，可以绘制出桩基平面布置图和桩基大样图，施工详图（02）所示3 .重力式挡土墙课程设计3.2 设计资料1 .地形平原山地过渡地带，为一系列呈带状延伸的平行岭谷分布区，以丘陵，台地为主。2 .工程地质条件自上而下土层依次如下：1号土层：人工填土，层厚约0.7m,黄褐色，含杂质较多。2号土层：含砂粉质粘土，层厚2.1m,地基容许承载力R=250kPa。3号土层：中风化泥岩，厚度未揭露，地基容许承载力R=500kPa。3 .墙身及墙后填料材料参数墙身容重

22、k22kN/m3,截面容许应力a600kPa,i50kPa。填料容重18kN/m3,35°。基地摩擦系数f=0.4.填土边坡1:1.5。4 .何我参数车辆荷载换算等代土层厚度为0.84,布置在7.5m全宽路基上。5 .水文地质条件本次勘探未见地下水，可以不考虑地下水的影响。3.3 设计要求每人根据所在组号和题号，完成各自要求的挡土墙设计。要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。3.4 设计内容1 .设计公路挡土墙，包括确定挡土墙土压力，挡土墙尺寸，挡土墙基础和挡土墙结构，对挡土墙进行稳定性验算，挡土墙基础承载力验算以及挡土墙结构的内力分析，强度计算

23、，并满足构造设计要求，编写设计计算书。2 .绘制挡土墙施工图，包括挡土墙立面图，挡土墙大样图，并提出必要的技术说明。3.5 设计成果1 .设计计算书设计计算书包括以下内容：1) 土压力计算。2) 确定挡土墙截面3) 滑动、倾覆稳定性验算4) 基底应力验算5) 截面应力验算2.设计图纸设计图纸包括以下内容：(1)挡土墙立面图(2)挡土墙大样图(3)设计说明重力式挡土墙设计计算书1 .设计题目本次课程设计的题目：浆砌片重力式路堤墙设计。2 .地层条件及其参数(1)题号：重力式路堤墙课程设计任务书中第8组第三题(墙高6.5m,墙后填土高度3.0m)。(2)地层：地基埋置深度不小于1.0m,持力层为号

24、土层含粉质粘性土层，地基容许承载力R=250kPa。(3)载荷资料：车辆荷载换算等代土层厚度为0.84m,不知在7.5m全宽路基上(4)其他设计参数填料容重18kN/m3,35°。基地摩擦系数f=0.4,墙身容重k22kN/m3,截面容许应力a600kPa,i50kPa,/2,。填土边坡1:1.5。根据给定设计资料，初步确定墙身尺寸如下：挡土墙高6.5m,墙身仰斜1:0.251402。墙身为平行于墙背的直线，墙顶宽1.54m,墙身分段长10m。为增大墙身抗滑稳定性，设置基底按坡度0.2:1内倾。3 .主动土压力计算1 .破裂角假设破裂面交于荷载内，按表计算，a=3m,b=4.5m,H

25、=6.5m,hg=0.84m,tan=0.25即Aab2h0bdHH2a2h0tanHaHa2h034.520.844.56.56.52320.840.256.536.5320.840.415'''-3514021730382890tantan.cottantanA0.696则3450验核破裂面位置如下：堤顶破裂面矩墙踵距离为Hatan6.530.6966.612m荷载内边缘矩墙踵距离为bHtan0.254.56.50.256.125m荷载外缘至墙踵距离为bHtanb06.1257.513.625m6.125m<6.612m<13.625m故破裂面交于荷载内

26、,与设计相符，可采用所选计算公式。2.求主动土压力系数K和K1主动土压力系数K和K1计算如下：cosKtantan0.164sin由于batan4.530.696，h35.4mtantan0.6960.25h4Hh36.55.41.1m2ah32h0h4Ki1-12H2HH.23.1.120.841.11 126.526.56.51.8933.求主动土压力E及其作用点位置Zy主动土压力E为1212EH2KK1186.520.1641.893118kN22主动土压力的作用点位置Zy为HaHh32h0h43h42HZy-33H2Kl26.536.55.40.841.131.126.52336.521.8932.144m4.设计挡土墙截面由于墙面平行墙背，基底倾斜0.2:1o1119o通过试算，选墙顶b11.54mo1 .计算墙身重G及其力臂ZGz墙身重G及其力臂Zg