基础工程桩基础课程设计

#基础工程课程设计任务书某办公楼桩基础设计姓名：王怀正学号：1011111108院系：建筑工程学院专业：土木工程二。一三年^^一月一、计算书中需要完成的内容：（一）：设计资料1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层，物理力学指标见下表。地下水位在地面以下2.0m,地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。建筑安全等级为H级，已知作用到基础顶面处的柱荷载：轴向力F=2850kN，力矩M=395.0kN•m，水平力H=42kN。K2、根据地基条件和施工设备，采用钢筋混凝土预制桩，以黄土粉质粘土为桩尖持力层。3、桩身混凝土强度为C35,承台混凝土强度为C30。4、据地质资料，以黄土粉质粘土为桩尖持力层，钢筋混凝土预制桩断面尺寸为**X**,桩长为10m。5、桩身资料：混凝土为C35,轴心抗压强度设计值f=16.7N/mm2,主筋采用：4c①16,强度设计值：f=300N/mm2。y6、台设计资料：混凝土为C30,轴心抗压强度设计值为f=14.3N/mm2,承台底面埋深：D=2.0m。附：1）：土层主要物理力学指标；附表土层代号名称厚度m含水量3%天然重度YkN/m3孔隙比e塑性指数Ip液性指数IL直剪试验（快剪）压缩模量Es(kPa)承载力标准值fak（kPa）内摩擦角。粘聚力C（kPa）1杂填土2.018.82灰色粘土9.038.218.91.0219.81.021124.61203灰黄色粉质粘土4.026.719.60.75150.6020167.02204粉沙夹粉质粘土>1021.620.10.54120.425158.2260

附表二：桩静载荷试验Q-s曲线（如下图）荷载。（kN）1002003004005006007000246810121416LS20桩的。〜，曲线,（二）设计要求：1、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算；2、确定桩数和桩的平面布置图；3、群桩中基桩的受力验算4、承台结构设计及验算；5、桩及承台的施工图设计：包括桩的平面布置图，桩身配筋图，承台配筋和必要的施工说明；6、需要提交的报告：计算说明书和桩基础施工图，使用A4图纸打印。三：桩基础设计（一）：必要资料准备1、建筑物的类型及规模：住宅楼2、岩土工程勘察报告：见上页附表3、环境及检测条件：地下水无腐蚀性，Q—S曲线见附表

（二）：外部荷载及桩型确定1、柱传来荷载：F=2850kN、M=395kN•、H=42kN2、桩型确定：1）、由题意选桩为钢筋混凝土预制桩；2）、构造尺寸：桩长L=10m,截面尺寸：400mmX400mm3）、桩身：混凝土强度等级C35、f=16.7N/mm2、c4史16f=300N/mm2

y4）、承台材料：混凝土强度等级C30、f=14.3N/mm2、=1.43N/mm2（三）：单桩承载力确定1、单桩竖向承载力的确定：1）、根据桩身材料强度（①=1.0,配筋216）R=^^fA+fA'^cpyS=1.0x<6.7x4002+300x803.8/=2913kN2）、根据地基基础规范公式计算：①、桩尖土端承载力计算：粉质粘土，I=0.60,入土深度为12.0mL由书105页表4-4知，当h在9和16之间时，当I=0.75时，9=1500kPa,当I=0.5L Pk L时，q时，q=2100，由线性内插法:pa2100-1500 q-1500 二pk 0.5-0.75 0.6-0.75②、桩侧土摩擦力:取36kPaq②、桩侧土摩擦力:取36kPaq=1860kPapk灰色粘土层1：I=1.0，由表4-3,qL sikkPa，由线性内插法，灰黄色粉质粘土层2： I=0.60L，由表4-3,q灰黄色粉质粘土层2： I=0.60L，由表4-3,q=50sikkPa，由线性内插法可知，66-50 q-50 = sik 0.5-0.750.6-0.75q=59.6kPasikQ=qA+uZukpkp=1860x0.42+4xqlsiki0.4x(9x36+1x59.6)=911.36kN3）、根据静载荷试验数据计算:根据静载荷单桩承载力试验Q-s曲线，按明显拐点法得单桩极限承载力Q=550kN单桩承载力标准值：R单桩承载力标准值：R=k550——=275kN2根据以上各种条件下的计算结果，取单桩竖向承载力特征值R根据以上各种条件下的计算结果，取单桩竖向承载力特征值R=275kNa4）、确定桩数和桩的布置：①、初步假定承台的尺寸为X1tf上部结构传来垂直荷载： F=2850KN承台和土自重： G=2x（3义4）义20=480kN桩数可取为n=1.1x(F+G)/Ra=1.1x(2850+480)/275=13.32,取n=16桩距：S=(〜)d=(〜)X0.4=1.〜取S=1.5m②、承台平面尺寸及桩排列如下图：0035005「JrLrL005005004QU4OH51200_IJ

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rL_IJrLrLrLrLQU&ZnJrL6002rLrLL0035005「JrLrL005005004QU4OH51200_IJ

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rL_IJrLrLrLrLQU&ZnJrL6002rLrLLOH51OH51OHU承台平面布置图承台平面布置图1:100IIII67,)740（四）：单桩受力验算:桩立面图1:100单桩所受平均作用力：F+G2850+5.3x5.3x2IIII67,)740（四）：单桩受力验算:桩立面图1:100单桩所受平均作用力：F+G2850+5.3x5.3x2x2016=248.35<Ra单桩所受最大及最小力:Qmax

iminF+GmMx ±千max=248.35±n乙x2i+2.252、25^—=271.25kN<1.2Ra225.45kN>03、单桩水平承载力计算：〃H42 2850H=——=——=2.625kN，V= =178.125kNin16 i162.625178.1252.625178.125=0.0147«—12即V与H合力与V的夹角小于5i i i 。・二单桩水平承载力满足要求，不需要进一步的验算。

（五）：群桩承载力验算：1、根据实体基础法进行验算：1）、实体基础底面尺寸计算：桩所穿过的土层的摩擦角：①=21。（9m），9=20。（1m）1 2“921。…。…取a=—1=一=5.25。，tana=0.09194 4边桩外围之间的尺寸为：4.9x4.9m2实体基础底面长、宽均为：4.9+2x10x0.0919=6.74m2）、桩尖土承载力设计值：①、实体基础埋深范围内的土的平均重度（地下水位下取有效重度）v18.83(18-.9)x10-(9—14x6101Y二 二10.kNTOC\o"1-5"\h\z0 12②、实体基础底面粉质粘土修正后的承载力特征值为:查表得取n=0.3，n=1.6b df=f-n(b-3)+n丫(d-0.5)aakb d0、=220+0.3x9.6x(6.74-3)-1.6x10.6x(12-0.5)=425.8kPa③、取Y=20kN/m3，Y=10kN,/m3，G m基础自重为：G=6.74x6.74x(2x20+10x10)=6359.9kN④、实体基础底面压力计算:Q当仅有轴力作用时：2850+2850+6359.96742=202.73kPa<fak0考虑轴力和弯矩时计算：nF+GM2850+6359.9(395+42x1.5)x6P= + = + =263.23kPa<maxAW 6.742 6.7421.2fa由以上验算，单桩及整体承载力满足要求。（六）、承台设计：承台尺寸由图1所示，无垫层，钢筋保护层厚取100mm。进行承台冲切、抗剪及抗弯计

算时，均应采用单桩净反力设计值（对由永久荷载效应控制的基本组合，按S二L351、单桩净反力的计算：单桩净反力，即不考虑承台及覆土重量时桩所受的力1）、单桩净反力的最大设计值：Qfmax(Qfmax(271.25-V5.3x5.3x20、X1.35=318.785kN2）、平均单桩净反力：2850Q'=2）、平均单桩净反力：2850Q'=1.35X =240kNi 162、承台冲切验算：1）、柱边冲切：冲切力：F=F一ZN=2850kN受冲切承载力截面高度影响系数B的计算：当h=800mm,B仞h=2000nm,B=0,9，由线性内插法可知B=0.950 hp hp冲夸比九与系数a的计算：=1.0，当hph1400

0

0.84300——=0.214=X0.84入+0.2 0.214+0.20x=2.03=h1400

0

0.84300——=0.214=X0.84入+0.2 0.214+0.20x=2.03=B0yb+a)+0(h+ai^.fh0xc 0y 0yc0hpt0、I2.03X(500+300)+2.03(500+300/1：X0.95X1.43X1400=12354.7kN>FL边柱:满足要求。=b=1800mm>h，取a=b=h=1400mm—0x=1=九h 0y00.84=0.7=B1+0.2 0y♦b+a)+0(h+a)10xc 0y 0yc 0x10.7x(500+1400)+0.7(5fhhpt0、00+1400)」x0.95X1.43X1400=10118kN>FL满足要求。3、角桩向上冲切：c=c=0.6m,a=a=0.75m,入=X1 2 1y1x 1y ]竿二0.75p=p=p1X 1y-二°-589印友+""]+Pl(cl+a4)Phft\十XI2//乙) 1yV11，A)hpt°=0.589X0.6+。咚42X°.95x1.43x1°°°=156°kN>N =292.2kNmax满足要求。4、承台抗剪验算：斜截面受剪承载力可按下面公式计算：VWppfbh,a=a=°.3m,入=2^=°.214,因为入<°.3,所以取hst°°Xy 1.4Phs14=Phs14=°.869p=二=^75-=1.35,入+1°.3+1A-A截面处承台抗剪验算:边上一排桩净反力最大设计值Q边上一排桩净反力最大设计值Qfimax:318.785kN,按4根桩进行计算。剪力V=4Q =4x318.785=1275.14kNimax承台抗剪时的截面尺寸为:1-°,5hh°b1-°,5hh°b=1-°.5登1140°1-26°°)I53°°)x53°°=4.82m,h=1.4m°P PfbhP Pfbhhst°°满足要求=°.869x1.35x143°x4.82x1.4=1132°.4kN>V边桩：p=边桩：p=1.751.75=°.875PPfbh=°.869x°.875x143°x4.82x1.4=7337.3kN>Vhst°°满足要求B-B截面处承台抗剪验算：一一285° 边排桩单桩净反力平均值Q；=L35x丁=24°kN，按4根桩计算。剪切力V'=4Q=4x240=96°kNi承台抗剪时的截面尺寸为:1-°.5h11-°.5h11-7 <八l5°°1b=1-°.5——14°°I53°°；x53°°=4.82m,h=1.4m°PPfbh=°.869x1.35x143°x4.82x1.4=1132°.4kN>Vhst°°配筋:0.9hf0.9x1400x3000配筋:0.9hf0.9x1400x3000y选配包22@200=379.9x25=9497.5mm2020@200承台配筋图:2400x106 =6349mm20.9hf0.9x1400x3000yA=379.9x18=6838.2mm2s满足要求。1.751.75边桩：P=T == =0.875入+11+1P际bh=0.869x0.875x1430x4.82x1.4=7337.3kN>V