桩基础课程设计计算书

PAGE基础工程程课程设计任务书书书题目名称桩基础设设计计课程名称称基础工程程学生姓名学号系专业业指导教师2012年444月30日基础工程课程设设设计任务务书年级专业学生姓名学号题目名称桩基础课程设计计计设计时间一周课程名称基础工程课程编号设计地点课程设计（论文文文）目的地基基础设计的的的目的是是根据据上部结结构的的使用功功能和和结构形形式在在确定的的场地地条件下下选择择适宜的的地基基基础方方案并并确定其其技术术细节，使使设设计的地地基基基础在预预定的的使用期期限内内和规定定的使使用条件件下能能够安全全正常常地工作作，在在此基础础上满满足降低低造价价和保护护环境境的要求求。基础工程是土木木木工程专专业的的学科基基础课课，在土土木工工程学科科的知知识体系系中占占据了重重要地地位。课课程设设计对理理解和和掌握工工程基基本原理理具有有十分重重要的的作用，也也是是同学们们由理理论学习习通往往工程实实践的的一座桥桥梁。因因此，通通过本本次课程程设计计，同学学们可可以更好好地理理解和巩巩固学学习到的的各种种理论和和方法法，有意意识地地培养自自己的的工程意意识和和解决实实际工工程问题题的能能力。已知技术参数和和和条件1、上部结构资资资料某教学实验楼，上上部结构为7层框架，其其框架主梁、次次梁均为现浇浇整体式，混混凝土强度等等级C30。底层层高3.4m（局部10m，内有10t桥式吊车，其其余层高3.3m，底层柱网网平面布置及及柱底荷载如如图2所示。2、建筑物场地地地资料（1）拟建建筑筑物物场地位于于于市区内内，地地势平坦坦，建建筑物平平面位位置如图1所示图1建筑物平面面位位置示意图图图（4）柱网平面面布布置及柱底底底荷载示示意图图（如图2所示）任务和要求（一）设计任务务务：1、选择桩型、桩桩桩端持力力层、层层台埋深深；2、确定单桩承承承载力标准准值值；3、确定桩数、桩桩桩位布置置，拟拟定承台台底面面尺寸；；4、确定复合基基基桩竖向承承载载力设计计值；；5、桩顶作用验验验算、桩基基沉沉降验算算和桩桩身结构构设计计计算；；6、承台设计；；；7、绘制桩基施施施工图（桩桩的的平面布布置图图、承台台配筋筋图、预预制钢钢筋混凝凝土静静压桩截截面配配筋图）。（二）设计要求求求1、完成计算书书书1份，课程设设计计计算说说明书书要求和撰写写规规范严格按按照“淮阴工学院院课课程设计计（论论文）管管理办办法”执行；手手绘绘或CAD绘图一张张。2、独立完成，不不不得抄袭袭他人人设计成成果。3、课题选题要要要求：分为三大组，每每每一大组组均按按学号顺顺序选选择柱号号（共共46个柱，每每人1个柱号），第第一大组的桩桩边长取为300mm，第二大组的的桩边长取为为350mm，第三大组组的桩边长取取为400mm。基础工程程课程设计指导书书书题目名称桩基础设设计计课程名称称基础工程程学生姓名学号系专业业指导教师年月日内容提要本设计是某教学学学实验楼楼第eq\o\ac((○,5)—A号桩的设设计计，不考考虑地地震影响响。桩桩承台尺尺寸为为23000mmm×223000mmm×110000mmm，桩采用用静静压预制制桩，桩桩长22米，分两两段段，每段段长11米。本设设计计的内容容涉及及到桩承承台承承载力的的计算算、桩顶顶作用用验算、桩桩基基础沉降降验算算、桩身身结构构设计计计算、承承台设计计以及及预制桩桩的施施工图的的绘制制等。这这些内内容都是是对我我们土力力学桩桩基础设设计和和钢筋混混凝土土设计的的复习习和巩固固，使使我们对CAD等绘图软软件件的运用用更加加熟练，锻锻炼炼了我们们独立立思考和和自主主创新的的能力力。本设设计为为我们以以后从从事桩基基础的的施工和和设计计奠定了了基础础。关键字：承台静压预制制桩承载力沉降目录TOC\o"1-4"\z1.设计资料料料11.1上部部部结构资资料111.2建筑筑筑物场地地资料料12.选择桩型型型、桩端端持力力层、承台埋埋深22.1选择择择桩型22.2选择择择桩的几几何尺尺寸以及及承台台埋深23.确定单桩桩桩极限承承载力力标准值值33.1确定定定单桩极极限承承载力标标准值值34.确定桩数数数和承台台底面面尺寸44.1eq\o\ac(○,,,5)—A柱的桩和和承承台的确确定445.确定复合合合基桩竖竖向承承载力设设计值值55.1无桩桩桩承台承承载力力计算（eq\o\ac(○○,5)—A承台）66.桩顶作用用用验算76.1五桩桩桩承台验验算（eq\o\ac(○,5)—A承台）77.桩基础沉沉沉降验算87.1A柱柱柱沉降验验算88.桩身结构构构设计计计算108.1桩身身身结构设设计计计算109.承台设计计计119.1五桩桩桩承台设设计（A柱）1110.参考文献献献141．设计资料料1.1上部结结结构资料料某教学实验楼，上上部结构为七七层框架，其其框架主梁、次次梁、楼板均均为现浇整体体式，混凝土土强度等级为为C30。底层层高3.4m（局部10m，内有10t桥式吊车），其其余层高3.3m，底层柱网网平面布置及及柱底荷载见见附图。1.2建筑物物物场地资资料拟建建筑物场地地地位于市市区内内，地势势平坦坦,建筑物场场地地位于非非地震震区，不不考虑虑地震影影响。场地地下下水水类型为为潜水水，地下下水位位离地表2.1米，根据据已已有资料料，该该场地地地下水水对混凝凝土没没有腐蚀蚀性。建建筑地基基的土土层分布布情况况及各土土层物物理、力力学指指标见表1.1。表1.1地基各各各土层物理理、力力学指标标土层编号土层名称层底埋深（m）层厚（m）天然重度（kN/m）含水量（%）孔隙比液限（%）塑限（%）内聚力内摩擦角压缩模量(MPa)地基承载力(kPa)1杂填土1.51.515.52灰褐色粉质粘土土土9.88.317.332.00.9034.019.015.020.05.41103灰褐色泥质粘土土土21.812.016.233.81.0644.018.013.817.53.21004黄褐色粉土夹粉粉粉质粘土土27.15.318.330.00.8833.018.016.922.111.01485灰-绿色粉质粘粘土土>27.118.925.30.7232.518.833.024.78.21982.选择桩型型型、桩端端持力力层、承台埋埋深深2.1选择桩桩桩型因为框架跨度大大大而且不不均匀匀，柱底底荷载载大，不宜采采用用浅基础础。根据施工场地、地地基条件以及及场地周围环环境条件，选选择桩基础。因因转孔灌注桩桩泥水排泄不不便，为减少少对周围环境污染，采用用用静压预预制桩桩，这样样可以以较好的的保证证桩身质质量，并并在较短短的施施工工期期完成成沉桩任任务，同同时，当当地的的施工技技术力力量、施施工设设备以及及材料料供应也也为采采用静压压桩提提供可能能性。2.2选择桩桩桩的几何何尺寸寸以及承承台埋埋深依据地基土的分分分布，第②层是灰褐褐色色粉质粘粘土，第第=3\*GB3③层是灰色色淤淤泥质的的粉质质粘土，且且比比较厚，而而第第=4\*GB3④层是黄褐褐色色粉土夹夹粉质质粘土，所所以以第=4\*GB3④层是较适适合合的桩端端持力力层。桩桩端全全断面进进入持持力层1.0m（>2d），工程程桩桩入土深深度为为h。故：由于第=1\*GB3①层厚111.5m，地下水水位位为离地地表2.1mm,为了使地地下下水对承承台没没有影响响，所所以选择择承台台底进入入第=2\*GB3②②层土0.6m，即承台台埋埋深为2.1m，桩基得得有有效桩长长即为为22.88--2.11=220.77m。桩截面尺寸选用用用：由于于经验验关系建建议：：楼层<10时,桩边长取300～400,故取350mmmm×3550mmm，由施工工设设备要求求，桩桩分为两两节，上上段长11m，下段长11m（不包括括桩桩尖长度度在内内），实实际桩桩长比有有效桩桩长长1.3m，这是考考虑虑持力层层可能能有一定定的起起伏以及及桩需需要嵌入入承台台一定长长度而而留有的的余地地。桩基基以及及土层分分布示示意如图2.2..11。图2.1土层分分分布示意3.确定单桩桩桩极限承承载力力标准值值3.1确定定定单桩极极限承承载力标标准值值本设计属于二级级级建筑桩桩基，当当根据土土的物物理指标标与承承载力参参数之之间的经经验关关系确定定单桩桩竖向极极限承承载力标标准值值时，宜宜按下下式计算算：式中桩侧第层层土土的极限限侧阻阻力标准准值如如无当地地经验验值时可可按《建建筑桩基基技术术规范》JGJ994-994中表5.2.88--1（桩的极极限限侧阻力力标准准值）取取值。―极限限限端阻力力标准准值如无无当地地经验值值时可可按表《建建筑筑桩基技技术规规范》JGJ994-994中表GE5..22.8--2（桩的极极限限端阻力力标准准值）取取值。对于尚未完成自自自重固结结的填填土和以以生活活垃圾为为主的的杂填土土不计计算其桩桩侧阻阻力。根据表1.1地地地基各土土层物物理、力力学指指标，按按《建建筑桩基基技术术规范》JGJ994-994查表得极极限限桩侧、桩桩端端阻力标标准值值（表2.1）。表2.1极限限限桩侧、桩桩端端阻力标标准值值层序液限指数经验参数法I②粉质粘土0.86742.552③淤泥的粉质粘土土土0.60856.912④粉质粘土0.80038.8001391.42228按经验参数法确确确定单桩桩竖向向承载力力极限限承载力力标准准值：＝＝＝估算的单桩竖向向向承载力力设计计值（）所以最终按经验验验参数法法计算算单桩承承载力力设计值值，即即采用，初初步步确定桩桩数。4.确定桩数数数和承台台底面面尺寸柱底荷载设计值值值如下：：最大轴力组合：：：最大轴力40433kkN，弯矩104kkNm，剪力56kNN最大弯矩组合：：：轴力396633kN，最大弯矩203kkNm，剪力81kNN最大轴力标准值值值：31100kN4.1eq\o\ac(○,,,5)-A柱桩数和和承承台的确确定最大轴力组合的的的荷载：F=400443kkN，M=11004kNNm，Q=566kN初步估算桩数,,,由于柱子子是是偏心受受压，故故考虑一一定的的系数，规规范范中建议议取，现在取1.1的的的系数，即：取n＝5根根，桩距,桩桩位平面布布布置如图4.1，承承台台底面尺尺寸为为2.3m×2...3m图4.1五桩桩桩桩基础5.确定复复复合基桩桩竖向向承载力力设计计值该桩基属于非端端端承桩，并并n>3,承台底面面下下并非欠欠固结结土，新新填土土等，故故承台台底面不不会与与土脱离离，所所以宜考考虑桩桩群、土土、承承台的相相互作作用效应应，按按复合基基桩计计算竖向向承载载力设计计值。目前，考虑桩基基基的群桩桩效应应的有两两种方方法。《地地基基规范》采采用用等代实实体法法，《桩桩基规规范》采采用群群桩效应应系数数法。下下面用用群桩效效应系系数法计计算复复合基桩桩的竖竖向承载载力设设计值5.1五桩承台台台承载力力计算算（eq\o\ac(○,5)—A承台）承台净面面面积：。承台底地地地基土极极限阻阻力标准准值：：分项系数数数：因为桩分分分布不规规则，所所以要对对桩的的距径比比进行行修正，修修正正如下：：群桩效应应应系数查查表得得：承台底土土土阻力群群桩效效应系数:承台外区区区净面积积：承台内区区区净面积积：mm2查表表表那么，AAA复合桩基基竖竖向承载载力设设计值R:6.桩顶作用用用验算6.1五桩承台台台验算（eq\o\ac(○○,5)—A承台）（1）荷载取AA柱柱的组合：F=440043kkN，M=11004kNNm，Q=566kN承台高高高度设为1m等厚，荷荷载载作用于于承台台顶面。本工程程程安全等等级为为二级，建建筑筑物的重重要性性系数=11..0.由于柱处于=1\*GB3①轴轴轴线，它它是建建筑物的的边柱柱，所以以室内内填土比比室外外高，设设为0.3m，即室内内高高至承台台底2.4m，所以承承台台的平均均埋深深d=1//22(2..1++2.44)==2.225mm作用在承台底形形形心处的的竖向向力有F,G,但是G的分项系系数数取为1.2..作用在承台底形形形心处的的弯矩矩：·m桩顶受力计算如如如下：满足要求求（2）荷载取组组合合：F=399336kNN，M=22003kNN·mm，Q=811kN桩顶受受受力计算算如下下：满足要求7．桩基础沉沉降验验算采用长期效应组组组合的荷荷载标标准值进进行桩桩基础的的沉降降计算。由由于于桩基础础的桩桩中心距距小于于6d，所以可可以以采用分分层总总和法计计算最最终沉降降量。7.1eq\o\ac(○,555)-A柱沉降验验算算竖向荷荷荷载标准准值基底处处处压力基底自自自重压力力基底处处处的附加加应力力桩端平平平面下的的土的的自重应应力和和附加应应力（）计算如如下下：=1\*GB3①．在z=0时时：=172.5444=2\*GB3②．在时：=3\*GB3③．在时=4\*GB3④．在时将以上计算资料料料整理于于表7.1表7.1的计算算算结果（5-A柱）Z(m)0172.54100.25604.272222189.1411.740.1015222208.234.3208.2313.740.030573.7215.7220．6914.960.018188843.94在z=5.7mmm处，，所以以本本基础取取计算算沉降量量。计算如表7.222表7.2计算沉沉沉降量（eq\o\ac(○,55)-A柱）Z(mm)平均附加应力系系系0100.250200011.740.1867555373.5373.51100082.07430013.740.1178777506.86133.361100029.79570014.960.0994111536.6529.7982006.545故：S’=822.077+229.779++6.55455=1117..9155mmm桩基础持力层性性性能良好好，去去沉降经经验系系数。短边方向桩数，等等效距径径比，长长径比，承承台台的长宽比比，查表表得：所以，五桩桩基基基础最终终沉降降量=满足要求求8．桩身结构设设设计计算8.1桩身身身结构设设计计计算两端桩长各1111m,采用单点点吊吊立的强强度进进行桩身身配筋筋设计。吊吊立立位置在在距桩桩顶、桩桩端平平面0.29933L(LL=111m)处，起吊吊时时桩身最最大正正负弯矩矩，其其中K=1..33;。即即为为每延米米桩的的自重（1.2为恒载分分项项系数）。桩桩身长采用混混凝土强度C30,级钢钢筋，所以：：桩身截面有效高高高度桩身受拉主筋选用，因此整个个个截面的的主筋筋用，配筋筋率率为％>％。其他他构构造要求求配筋筋见施工工图。桩身强度=99915..400故满足要求9．承台设计计承台混凝土强度度度等级采采用C20,承台是正正方方形，双双向配配筋相同同。9.1五桩承台台台设计（eq\o\ac(○○,5)-A柱）由于桩的受力可可可知，桩桩顶最最大反力力，平平均反力力,桩顶净反反力力：9.11柱对对对承台的的冲切切由图999.1，，承台厚厚度H=1..00m,计算截面面处处的有效效高度度，承台底底保保护层厚厚度取取80mmm..冲垮比：当，满足0.22—1..0∵=325mmmm＞0.200=0.220mmm且=3255mmm＜920mmmm故取＝325mmm。即：冲垮比冲切系数A柱截面取，混混混凝土的抗抗拉拉强度设设计值值冲切力设计值（满足要求）9.12角角角桩对承承台的的冲切由图9...1，角桩冲垮垮垮比，满足0.2—1.0，故取＝0.355333。角桩的冲冲冲切系数数满足要求9.13斜截面面面抗剪验验算计算截面面面为=1\*ROMANI-=1\*ROMANI，截面有有效效高度，截截面面的计算算宽度度，混凝土土的的抗压强强度，该该计算截截面的的最大剪剪力设设计值：：