桩基础课程设计模板

目 录一、设计资料2二、选择桩型、桩端持力层 、承台埋深32.1选择桩型 32.2选择桩的几何尺寸以及承台埋深32.3确定单桩极限承载力标准值32.4确定桩数和承台底面尺寸4三、承载力验算53.1桩基竖向承载力验算53.2软弱下卧层验算63.3桩基沉降验算63.4桩基负摩阻力验算63.5桩身结构验算6四、承台设计74.1受弯计算74.2承台配筋74.3冲切验算74.4受剪计算8一、 设计资料1 、上部结构资料某机械厂粗加工车间上部结构（柱子400×400）传至基础顶面的最大荷载为：轴力Fk=2790KN，弯矩Mk=300KN.m，剪力Hk=20KN。2 、建筑物场地资料建建筑物场地地势平坦，相差高度不足1m。根据市地震小区划分规定，该建筑物地震烈度按6度设防。 场地地下水类型为潜水，地下水位离地表1.5米，丰水期会上升，但根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见下表：地基各土层物理，力学指标土层编号土层名称土层标高（m）fak(kPa)Qpk(kPa)qsk(kPa)A表土-0.65-B软可塑粉质粘土-2.419.31.1300.757.736.5119-25C软塑粘土-4.918.51.136.70.914.04.080-30D流塑淤泥质粘土-9.718.31.1534.91.19.03.570-22E软塑粉土-12.9518.60.9733.50.84.67.212070023F同硬度软塑粉土-19.40.9124.90.258.07.7190160050二.、选择桩型、桩端持力层 、承台埋深1、 选择桩型 因为柱底荷载大 ，不宜采用筏基础。根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，选择桩基础。因转孔灌注桩泥水排泄不便，为减少对周围环境污染，所以采用静压预制桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务，同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。2 、选择桩的几何尺寸以及承台埋深依据地基土的分布，第3层是软塑粘土，且比较薄，第4层是流塑淤泥质粘土，第5层是软塑粉土约为4.2m厚，第6层是与地5层同硬度软塑粉土，所以第6层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层4m（>2d），桩顶进入承台100mm，桩尖取0.15m，由于第1层厚0.3m，地下水位为离地表1.5m,为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土0.9m，即承台埋深为1.2m，桩长h即为h=0.65+1.75+2.5+4.8+3.25+4-1.2+0.1+0.5=14.05m桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层<10时,桩边长取300400,400mm×400mm，右 图为桩基及土层分布示意图。3、 确定单桩极限承载力标准值 桩端的竖向极限承载力标准值的计算公式 Ra= Quk/2 Up桩身截面周长，m。 桩穿过第i层土的厚度。 桩身横截面积，扩底桩为桩底水平投影面积， 按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值： =700x0.4x0.4+0.4x4x（25x1.2+30x2.5+22x4.8+23x3.25+50x4） =888.56KNRa= Quk/2=848.56/2=444.28KN假定桩截面配筋率为0.9%；Ra=cfcAps+0.9f， yA， s²x0.4²=4666.4KN；故取Ra=444.28KN。4、确定桩数和承台底面尺寸初选取承台底面为3.6mx3.6m，桩中心距1300mm>3d=1200mm。G=3.62x1.2x20=311KNn>(Fk+Gk)/Ra=1.1x(2790+311)/444.28=7.68鉴于持力层性状，保险起见，增加一根桩，取n=9根。桩平面布置图及剖面图： 九桩桩基础三、承载力验算承台及桩身混凝土强度等级均采用C30，桩身保护层厚度取50mm。1、桩基竖向承载力验算1）轴心受压时： Qk=（Fk+Gk）/9=(2790+311)/9=344.6KN<Ra=444.28KN,故满足要求。2）偏心受压时： Nk=344.6=344.641=R=Ra+cfak=Ac=444.28+x0.32x116.2x1.44=491.4KNNk<R:344.6KN<491.4KN;Nkmax<1.2R:385.6KN<589.7KN。故满足要求。3）单桩水平力设计值验算： b0=1.5b+0.5=1.5x0.4+0.5=1.1m hm=2x(d+1)=2x(0.4+1)=2.8m m=11.65MN/m2=3.0h=3.0x14.05=42.15m>4.0m, h=4.0m,x=2.441;RHa=0.753EIx0a/x=4.5KNHik=20/9=2.22<4.5KN。2、软弱下卧层验算 不存在软弱下卧层，所以不进行验算。3、桩基沉降验算 本设计的建筑属于丙级建筑，所选持力层较为合理，所以不进行验算。4、桩基负摩阻力验算 由于地基土层都比较均匀且，建筑属于丙级建筑，沉降不明显，所以这里不进行负摩阻力的验算。5、桩身结构验算1）配筋验算前面已经验算，0.9%的配筋提供，足够保证。根据构造选择桩身钢筋：打入式预制桩最小配筋率为0.8%，已假定截面配筋率为0.9%。 As=hb=0.009x400x400=1440mm2选配422=1520mm2 箍筋：中间段6200，桩顶和桩尖加密650，其余采用6100。2）起吊验算按2点起吊验算，桩长14.05m，MA=MB=MAB=0.0214ql22抗弯验算：As=1520mm2，=0.9%，得=0.009x300/(1x14.3)=0.189M=1fcbh(1-0.5) 3602x0.189() =153.35KN.mM>1.35MA=136.9KN.m,故配筋满足起吊要求。四、承台设计承台有效高度为900mm，1） 受弯计算, 单桩净反力N=Fk/9=310KN 桩基承台的弯矩设计值： Mx= My=310x1.1x3=1023KN.m2）承台配筋（rs=0.9）Asy=1046.25x106/(0.9x210x900)=6151mm2选配20150，As=7540.8mm2Asx=1023x106/(0.9x210x900)=6014 mm2选配20150，As=7540.8mm2，且按构造配置箍筋。3)冲切验算单桩净反力：N=Fk/9=310KN,a0x=0.925m>h0，故a0x取h0=0.9m; a0y=0.9m冲跨比：0x=a0x/h0=0.9/0.9=1;0y= a0y/h0=0.9/0.9=1冲切系数：0x=0y= 0.72/（0x+0.2）=0.72/（1+0.2）=0.6r0F1=20x(bc+a0y)+ 0y(ha+a0x)fth0 =2x0.6x(0.35+0.925)+0.6x(0.4+0.9) =3977KN>Fi=Fk-=2790-3x310=1860KN作用在冲切破坏锥体上相应荷载效应基本组合冲切设计值：Fi=Fk-=2790-3x310=1860KN，故抗冲切满足要求。4）受剪计算 0x= ax/h0=09/0.9=1<3；0y= ay/h0=0.925/0.9=1.03<3故取0x=0y=3。剪切系数：0x=0y=0.027Vmax=385.6KNVu=fcb0h0=0.027x14.3x3.6x0.9=1251KN>Vmax故受剪承载能力满足。