基础工程课程设计

1、基础工程课程设计名称：桩基设计姓氏：文嘉义班级级别：号码：指导老师：黄桩基设计高层框架结构(二次建筑)的柱截面尺寸为1250850毫米，从柱传递到基础顶面的荷载为：F=9200kN千牛顿，m=410千牛顿，H=300kN千牛顿。采用6-8800水下钻孔灌注桩形成柱下独立桩基础。地面标高设置为0.00米，承台底标高控制在-2.00米，地下各土层分布及设计参数见附表。试验设计了柱下独立桩基础。设计计算内容：1.确定桩端持力层，计算标准值Quk单桩极限承载力；2.确定桩中心距和承台平面尺寸；3.计算复合基桩竖向承载力特征值Ra和桩顶荷载设计值N，校核基桩竖向承载力；计算并校核基桩的水平承载力RHa。

2、4.确定单桩加固量；5.承台的设计与计算；6.绘制桩基结构图。项目命令湿的沉重的度g千牛/立方米孔间隙比e流动性指数IL压缩系数Es兆帕承载量特征值滤过型人工肾千帕层厚的m钻孔灌注桩的桩基参数极限侧阻力标准值qsik千帕极限端阻力标准值qPK千帕地基土水平阻力系数的比例体系数m(MN/m4)层淤泥19.00.9026.0804.3236第二层粉细砂19.60.9006.51053.8209第三层细砂19.80.8607.81252.82813第4层淤泥19.60.81010.51402.340151层粉细砂19.70.857.01154.42812层粉细砂19.70.77016.01703.0

3、4885028层粉质粘土19.80.6830.258.51602.56625淤泥层19.80.75013.71702.95825层粉质粘土19.90.7160.466.11455.760141层淤泥20.00.77014.01900.85282037层粉质粘土19.90.7160.466.11454.56071014第9层淤泥20.40.70013.01953.56236层粉质粘土19.90.7060.278.21704.86828第11层细砂20.20.69022.022017.770150045设计内容(1)确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值1.确定桩端持力层和桩长根据设计要求，桩的

4、直径d为800毫米根据土层分布资料，选择层厚4.5m的层粉质粘土作为桩端持力层。根据建筑桩基技术规范的规定，对于粘性土和淤泥，桩端全断面进入持力层的深度不应小于2天。因此，初步确定桩尖进入持力层的深度为2m。桩长为：=4.3 3.8 2.8 2.3 4.4 3.0 2.5 2.9 5.7 0.8 2-2=32.5米2.计算单桩极限承载力标准值由于800毫米直径桩属于大直径桩，单桩极限承载力标准值可根据建筑桩基技术规范中的经验公式计算：(1-1)桩的周长=2.513米；桩端面积=0.503；对于大直径桩侧阻力和端阻力，尺寸效应系数分别为=1，=1。根据给定的土层和参数，计算：=2.513123(

5、4.3-2)203.8 282.8 402.3 284.4 483.0 662.5582.9 605.7 520.8 60217100.503=3883.6千牛顿确定单桩极限承载力标准值后，按下式计算单桩竖向承载力特征值：(1-2)安全系数在哪里，取=2。那么=3883.6/2=1941.8千牛顿2.确定桩中心间距和承台平面尺寸桩数=F/=9200/1941.8=4.7，因此临时桩数为6根。根据建筑桩基技术规范的规定，非挤密灌注桩的最小中心距为3d，侧桩中心至承台边缘的距离不应小于桩的直径或长度，桩的外缘至承台边缘的距离不应小于150 mm。桩中心距2.5m，侧桩中心距承台边缘0.8m.那么帽

6、长=2(2.50.8)=6.6m，帽宽=20.82.5=4.1m承台平面示意图如下：3.计算ch其中是缓冲帽效应系数，可根据/、/和其他参数通过查表获得。当计算桩以非正方形排列时，a为承台计算面积和桩数。=2.124，=2.655，=0.126，通过查表，它可以被认为是0.06。基础承载力特征值在承台以下1/2承台宽度和不超过5m深度范围内的厚度加权平均值，由数据得到，为80kPa。为了计算与桩基相对应的桩帽底部的净面积，它是桩体的横截面积。则=(6.64.1-60.503)/6=4.007。复合地基桩的竖向承载力特征值=1941.8 0.06804.007=1961.1kN2.确定各桩顶荷载

7、的设计值，检查基桩的竖向承载力根据建筑桩基技术规范中介绍的方法，每个桩顶荷载的设计值可通过以下公式计算：(3-2)其中，在荷载效应的标准组合下，作用在承载平台顶面上的垂直力是多少；桩基承台和承台土的自重标准值，地下稳定水位以下部分应扣除水的浮力，此处承台土的自重取10kN/m；在荷载效应的标准组合下，作用在主轴周围承台底面上的力矩通过群桩的质心；分别是第一个桩或复合桩到竖井的距离。临时取用的承台高度为1.8m，m与长边方向(轴向)一致。桩从左到右和从上到下分别编号为16。每个桩顶荷载的设计值如下：(9200 26 . 64 . 110)/6(410 3001 . 8)2.5/(42 . 52

8、. 5)=1718.5千牛顿(9200 26 . 64 . 110)/6=1623.5千牛顿(9200 26 . 64 . 110)/6-(410 3001.8)2.5/(42 . 52 . 5)=1528.5千牛顿从计算结果中，我们可以得到：=1528.5kn 0，基桩不会被拉起。=1718.5kN1.2，基桩竖向承载力满足要求。3.计算并检查基桩的水平承载力根据建筑桩基技术规范的规定，当无单桩水平静载试验数据时，配筋率小于0.65%的灌注单桩水平承载力特征值可按下式估算：(3-3)是桩的水平变形系数，其中是地基土的水平阻力系数的比例系数；桩身计算宽度，圆形桩，直径1m；对于桩身抗弯刚度，对

9、于钢筋混凝土桩，是混凝土的弹性模量和桩身转换截面的惯性矩：圆形截面；这里为桩身换算截面抗拉边缘截面模量；为了扣除保护层的桩径；钢筋的弹性模量与混凝土的弹性模量之比；对于桩的配筋率；对于桩截面模型的塑性系数，圆形截面=2；为桩身混凝土抗拉强度设计值；是桩身的最大弯矩系数；对于桩顶竖向力影响系数，竖向压力为0.5；桩身转换截面面积为圆形截面；这是荷载效应标准组合下桩顶上的垂直力。(4.3-2)6 3.89 2.813 2.315 4.412 328 2.525 2.925 5.7140.837 214/32.5=16.25百万牛顿/0.9(1 . 50 . 80.5)=1.53米如果桩身采用C30

10、混凝土，其弹性模量为，混凝土保护层厚度取60毫米，采用HRB335钢筋，其弹性模量为。=800-260=680毫米=6.67当桩径为300-2000毫米时，桩身正截面配筋率取0.65%-0.2%，桩身临时配筋率取0.58%。0.0530.50.0530.68=0.018020.558C30混凝土的抗拉强度设计值为1.43兆帕，桩身最大弯矩系数可根据0.926的值查表得到。0.519因此，基桩的水平承载力为：=51.69千牛顿群桩基础水平承载力特征值应考虑承台、群桩和土体相互作用引起的群桩效应，可按下式确定：(3-4)(3-5)（群桩效应的综合系数在哪里？对于桩的相互作用影响系数；为桩顶约束效应

11、系数；是桩帽侧土的水平阻力效应系数(当桩帽周围回填土松动时取=0)；为桩帽底部的摩擦系数；是沿水平载荷方向的距离直径比；2.沿水平荷载方向和垂直水平荷载方向各排桩数；是桩帽底部和地基土之间的摩擦系数；桩帽底部地基土分担的总垂直荷载的标准值。沿水平载荷方向的距离直径比=2.5/0.8=3.125。水平荷载方向上每行的桩数=3，垂直水平荷载方向上每行的桩数=2。桩的相互作用系数为0.678。通过查表，等于2.05。承台侧向土体水平阻力效应系数=0。115.4千牛顿通过查表，承台底部与地基土之间的摩擦系数可取为0.3。0.1121.502因此，群桩基础水平承载力特征值为77.6千牛基桩水平力设计值为

12、50kN77.6kN，基桩水平承载力满足要求。4.确定单桩加固量从配筋率=0.58%开始，单桩纵向钢筋的截面积如下：2915根据灌注桩的配筋要求，选择8根22 HRB335钢筋，截面面积为3041，满足要求。桩顶纵向主筋锚固在承台内，锚固长度为800 mm根据建筑桩基技术规范的规定，柱和其他受压构件的周边箍筋应封闭；绑扎框架的间距不应大于15(纵向钢筋的最小直径)，不应大于400毫米，也不应大于构件横截面的短边尺寸。箍筋直径不应小于/4(纵向钢筋的最大直径)，且不应小于6mm。根据箍筋配置要求，箍筋选用 8 HPB235钢筋，采用200mm螺旋箍筋。5.承台的设计与计算1.桩帽结构根据混凝土结

13、构设计规范的要求，埋入承台的桩长对于中等直径桩不应小于50毫米，对于大直径桩不应小于100毫米。有混凝土垫层时，承台底部钢筋混凝土保护层厚度不小于50毫米，无垫层时不小于70毫米，且不小于承台内埋入桩头的长度。承台高度为1.8m，承台内嵌桩头长度为100mm，承台底面钢筋混凝土保护层厚度为120 mm2.抗剪计算根据建筑桩基技术规范的规定，柱下独立桩帽斜截面的抗剪承载力应按下列规定计算：(5-1)(5-2)(5-3)公式中计算了荷载效应基本组合下斜截面最大剪应力的设计值，未考虑承台及其上部土的自重。为混凝土轴向抗拉强度设计值；计算顶盖截面的计算宽度；计算承台截面的有效高度；对于承台的剪切系数；为了计算