基础工程桩基础课程设计

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1、基础工程课程设计任务书某办公楼桩基础设计姓名：学号： 院系：建筑工程学院 专业：土木工程 二o三年月一、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II级，已知作用到基础顶面处的柱荷载：轴向力 F = 2850kN，力矩M 二 395.0kN - m，水平力 H 二 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

2、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：4 c216，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 =14.3 N/mm2,承台底面埋c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%天 然 重 度YkN/m3孔 隙 比 e塑 性 指 数ID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2.018.8

3、2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Q（kN）100 2Q0 3QQ 4W 50060070002468UH16二0、11AL20桩的Q占曲线（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

4、、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，QS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 m、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、/ =16.7 N/mm2、c4 16 f =300 N/mm24）、承台材料：混凝土强度等级 C30、 f =14.3 N/mm2、cf

5、= 1.43 N/mm2t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W =1.0,配筋216）R A + FA）、（C PY s、=1.0 X、6.7 X 4002 + 300 x 803.8丿=2913KN2）、根据地基基础规范公式计算：、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1 =0.75时，Q二1500 kPa，当1 =0.5LPkL时，Q二2100，由线性内插法:Pa2100 -1500 Q -1500 = pK0.5 - 0.750.6 - 0.75q = 1860 kPap

6、K、桩侧土摩擦力：灰色粘土层1： 1 = 1.0，由表4-3，Q =3650kPa，由线性内插法，Lsik取 36 kPaL-50灰黄色粉质粘土层2：1 = 0.60，由表4-3，Q =5066kPa，由线性内插法66 - 50 q可知，=sik0.5 - 0.750.6 - 0.75sikq = 59.6 kPasikQ = Q A + U 工 Q /uk pk psik i=1860 X 0.42 + 4 X 0.4 x(9 x 36 + 1x 59.6)= 911.36 kN3）、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

7、uQ 550单桩承载力标准值：R =* = 275kNk 22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 二 275kNa4）、确定桩数和桩的布置：、初步假定承台的尺寸为3X4 上部结构传来垂直荷载： F=2850KN承台和土自重：G = 2 x（3 x 4）x 20 = 480 kN桩数可取为 n=l.lx (F+G) /Ra=1.1x (2850+480) /275=13.32,取 n=16 桩距：S = (34)d = (34)X0.4=1.21.6m 取 S =1.5m、承台平面尺寸及桩排列如下图：承台平面布置图 1:100桩立面图 1:100四）：单桩受力验算： 单桩所受

8、平均作用力：F + G2850 + 5.3 x 5.3 x 2 x 20-248.35Ra1、2、n 16单桩所受最大及最小力：Q maxi minF + G , Mx(395+ 42 x 1.5)x 2f5+ma 248.35 +( 271.25kN 03、单桩水平承载力计算：H 422.625 kN ，n 16Vi=爷=178-125kN2.625Hd V 178.125二 0.0147 右合力与卩的夹角小于5-单桩水平承载力满足要求，不需要进步的验算。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：申=21。（9m），申=20。（1m）1

9、221。取寸=7 = 525。tan a = 0.0919边桩外围之间的尺寸为：4.9 x 4.9m 2实体基础底面长、宽均为：4.9 + 2 x10 x 0.0919 = 6.74m2）、桩尖土承载力设计值：、 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）18.8 x 2 + （18.9 10 ）x 9 + （19.6 10 ）x112y = 10.6kN /012m3、 实体基础底面粉质粘土修正后的承载力特征值为查表得 取耳=0.3 ,耳 =1.6bdf = f +耳(b 3)+耳 y Q 0.5)a ak bd 0= 220+ 0.3x9.6x(6.743)+1.6x10.6

10、x(120.5)= 425.8kPa、取 丫 = 20kN / m3 ， 丫 = 10kN / m3 ，G基础自重为G = 6.74 x 6.74 x(2 x 20 +10 x 10)= 6359.9kN、实体基础底面压力计算:Q当仅有轴力作用时：P = F = 2850 + 63599 = 202.73kPa f0 A6.74 2akA6.742Q考虑轴力和弯矩时计算:F+G M 2850+6359.9(395 + 42 x1.5)x 66.742P =+=+= 263.23kPa F满足要求。边柱：a = b = 1800mm h，取 a = b = h = 1400mm00 x0x0x0

11、x00x0y0x0.84 = 0.7 = p1 + 0.20yfh20 C + a)+B (h + a )-(30x c0y0 y c0xhp t 0=2b.7 x (500 +1400)+ 0.7(500 + 1400)Jx 0.95 x1.43 x1400 = 10118kN F满足要求。3、角桩向上冲切： c = c = 0.6m, a = a = 0.75m, X = X =121 y1x1y1x竽=075B1 =B11x1 y=去=589+B1yf c + aU 1B11xB f h0hp t 0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VW0 B fbhhst

12、00九=0.3。0.3a = a = 0.3m,九=0.214 ,因为九 0.3,x1.4所以取B=器=器=宀hs N = 292.2kNmaxA-A 截面处承台抗剪验算：边上一排桩净反力最大设计值Q= 318.785kN，按4根桩进行计算。i max剪力 V = 4Q= 4 x 318.785 = 1275.14kNi maxhf b )b=1 - 0.5 一1 b=y0hby1L0Jy1丿一1 - 0.51400承台抗剪时的截面尺寸为：500 (1 - 2600 5300 丿x 5300 = 4.82m, h0=1.4mB B f b h hs t 0 0满足要求边桩：卩=175二 0.8

13、69 x 1.35 x 1430 x 4.82 x 1.4 二 11320.4kN V=1.75 = 0.875B Bf b h =0.869x0.875x1430x4.82x1.4=7337.3kN V hs t 0 0满足要求B-B 截面处承台抗剪验算：2850边排桩单桩净反力平均值Q = 1.35 x= 240kN，按4根桩计算。i 16剪切力 V = 4Q = 4 x 240 = 960kNib=x0承台抗剪时的截面尺寸为b )x2b -0.5 號(x 5300 = 4.82m, h1.4my1B Bf b h =0.869x1.35x1430x4.82x1.4=11320.4kN V

14、hs t 0 0满足要求。边桩：1.75 1.75p=占=罟=875P Pfbh 二 0.869x0.875 x 1430x 4.82x 1.4 二 7337.3kN V hs t 0 0满足要求 5、承台弯矩计算及配筋计算： 1)、承台弯矩计算：A-A截面，按4根桩计算：M = 4 x 318.785 x(2.4 - 0.4 + 0.5)= 3187.85kN - mB-B截面，按4根桩计算：M = 4 x 240 x(2.4 - 0.4 + 0.5)= 2400kN - m2）、承台配筋计算：取 h0 =1.4m,K=1.4M3187.85 x106配筋：A -一 8433.46mm2s

15、0.9hf0.9 x 1400 x 3000y选配生22200A 一 379.9 x 25 一 9497.5mm2s2400 x 106八A -一 6349mm2S 0.9hf 0.9 x 1400 x 3000y20200A - 379.9x 18 - 6838.2mm2 s承台配筋图：A. W WW、 X X1202 JC珂右挺能承台配筋图 （七）、桩的强度验算桩的截面尺寸为400mm x 400mm，桩长为10.0m，配筋为4空16，为通长配筋， 钢筋保护层厚度选40mm。因桩的长度不大，桩吊运及吊立时的吊点位置宜采用同一位置，如下图所示，控制 弯矩为吊立时的情况：20006000200020008000X = 20 = 0.25 ,8.0桩的吊点位置取动力系数为1.5 ，则M= ql-G-X2) x 1.5 = -x0.42 x24x82 x(-0.252x1.5 = 40.5kN-mmax 8 8M40.5 xl06a =s bh2 f400 x 3602 x14.3o 1 + i 1 2 x a Y =- = 0.972s2M40.5x106A =s Y h f 0.972 x 360 x 300 s 0 y0.055=386mm 2选用 2虫16A = 402mm 2s桩的配筋构造见图纸。（图纸另附）