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1、仲恺农业工程学院土力学与地基基础土力学与地基基础 课程设计计算书课程设计计算书题目：题目： 灌注桩基设计 班 级： 土木 姓 名： 学 号： 指导教师： 城 市 建 设 学 院2014 年 4 月灌注桩基设计灌注桩基设计1、设计资料1. 地形：拟建建筑场地地势平坦，局部有建筑垃圾。2. 工程地质条件：自上而下图层依次如下：号土层：素填土，层厚 1.5m，稍湿，松散，承载力特征值kPa95akf号土层：淤泥质土，层厚 3.3m，流塑，承载力特征值kPa65akf号土层：粉砂，层厚 6.6m，稍密，承载力特征值kPa110akf号土层：粉质黏土，层厚 4.2m，湿，可塑，承载力特征值kPa165a
2、kf号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密密实，承载力特征值kPa280akf3. 岩土设计参数：表 1 地基岩土物理力学参数土层编号土名称孔隙比 e含水量 W%液性指数标准灌入 锤击数 N 次压缩模量 MPa1素填土5.02淤泥质土1.0462.41.083.83粉砂0.8127.6147.54粉质粘土0.7931.20.749.25粉砂层0.583116.8表 2 桩的极限侧阻力标准值 qsk和极限端阻力标准值 qpk土层编号土名称桩侧阻力 qsk桩端阻力 qpk1素填土222淤泥质土283粉砂454粉质粘土609005粉砂层7524004. 水文地质条件：1）拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性
3、2）地下水位深度：位于地表下 3.5m5. 场地条件：建筑物所处场地抗震设防烈度为 7 度，场地呢无可液化沙土、粉土。6. 上部结构资料：拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，长 30m，宽 9.6m。室外地坪标高同自然地面， 室内外高差 450mm。柱截面尺寸均为 400mm400mm，横向承重，柱网布置如图所示。7. 设计荷载：1）柱底荷载效应标准组合值： A 轴：Fk=2920kn Mk=304knm Vk=192kn B 轴：Fk=3860kn Mk=285knm Vk=202kn C 轴：Fk=3720kn Mk=281knm Vk=191kn2)柱底荷载效应基本组合值： A 轴：F=
4、3680kn M=371knm V=233kn B 轴：F=4690kn M=326knm V=230kn C 轴：F=4230kn M=301knm V=228kn2、相关设计计算：1. 灌注桩基设计方案：室外地坪标高为-0.45m，自然地面标高同室外地坪标高。根据规范，该建筑桩基属丙级 建筑桩基，拟采用直径为 400mm 混凝土沉管灌注桩，选用号土层粉砂层为持力层，桩 尖伸入持力层 0.6m，设计桩长 15m，预制桩尖长 0.5m，初步设计承台高 0.95m，承台地面 埋置深度-1.60m，桩顶伸入承台 50mm。2. 单桩承载力计算：桩顶标高-1.6m，桩底标高-16.6m，桩长 15m
5、（1）单桩竖向极限承载力标准值计算：knQQQknQknQqAlquQQQpkskukpkskpkpiksppkskuki117320187230124004 . 014. 34/1872)756 . 0602 . 4456 . 6283 . 32235. 0(4 . 014. 32（2）基桩竖向承载力设计值计算：本工程不考虑承台土效应 取0c根据上部荷载初步估计桩数为knKQRRuk a5 .58621173由于受到水平荷载以及剪力较大，取设计桩数 n=698. 45 .5862920ak RFn3. 桩基验算：设计矩形承台，边长为 2.2m3.6m，矩形布桩，桩中心距取 1.4m，桩心距承
6、台边缘均 为 400mm，如图。承台及其上填土的总重为knGk4 .253206 . 16 . 32 . 2计算时取荷载标准组合：knRknnGFNkk k5 .5869 .52864 .253292004424 . 14 4 . 1)30495. 0192(9 .5288 .7032 . 18 .6154 . 14 4 . 1)30495. 0192(9 .52822max min22max maxknyMyNNknRknyMyNNkikkik满足设计要求，初步设计合理。4. 承台设计尺寸为 2.2m3.6m，初步设计承台厚 0.95m，承台混凝土选用 C25，t=1.27N/mm2，fc=
7、11.9N/mm2;承台钢筋选用 HRB335，y=300N/mm2ff（1）承台内力计算：计算荷载采用荷载效应基本组合值，则基桩净反力设计值为：knnFNknyyMnFNknyyMnFNiiyiiy614636805084 . 14 )37195. 0233( 636807194 . 14 )37195. 0233( 636802min2max丿丿丿（2）承台厚度以及受冲切承载力验算：初步设计承台厚 0.95m，承台保护层 60mm，则 h0=950-60=890mm基桩为圆桩，换算方桩截面边宽为 bp=0.8d=0.8400=320mm1）柱对承台冲切：00000)()( 2hfahabF
8、thpxcyycxlknFknhfahabhahaknNFFlthpxcyycxyy xxyy yx xil36806 .585889. 012701)34. 040. 0(7 . 0)04. 14 . 0(44. 1 2)()( 270. 02 . 0 84. 044. 12 . 0 84. 010 . 1169. 189. 004. 1382. 089. 034. 03680036800000000 000 00 0 00 0取故厚度 0.95m 承台能承受柱对承台的冲切的要求。2）角桩冲切验算kn719)2()2(max01 111 21丿NFhfacacNlthpx yy xl从角桩内
9、边缘到承台外边缘距离knNknhfacachahamamamcclthpx yy xyy xxy yx xyx719147889. 012701)234. 056. 0(467. 0)289. 056. 0(962. 0)2()2(467. 02 . 0 56. 0962. 02 . 0 56. 0)0 . 125. 0(0 . 189. 089. 0382. 089. 034. 089. 034. 056. 001 111 2111 1101 1 01 11121之间在故厚度为 0.95m 的承台能够满足角桩对承台的冲切要求。（3）承台受剪承载力计算：承台剪切破坏发生在柱边与柱边连线形成斜截
10、面处，对于-截面VbhfknNVhhathshsy y丿180289. 02 . 2100027. 1744. 0974. 0143871922974. 0)890800()800(771. 0117. 175. 1175. 117. 189. 004. 10max25. 025. 0000 0故满足抗剪切要求。（4）承台受弯承载力计算：对于-截面，取基桩净反力最大值=719knNmax260171838903009 . 0101726 9 . 017262 . 17192mmhfMAmknyNMyx siix承台长边选20100，则 n=2200/100+1=23 As=31423=7222
11、mm27183mm2 满 足对于-截面，取基桩净反力平均值 2602039218703009 . 010921 9 . 09215 . 0614387020890614mmhfMAmknxNMmmhknNyy siiy 丿承台短边选 20200，则 n=2200/200+1=13 As=31413=4082mm23921mm2 满 足（5）承台构造设计：混凝土桩桩顶深入承台长度 50mm。两承台间设置连系梁，梁顶面标高-0.65m，与承台 顶齐平，梁宽 250mm，高 400mm，梁内主筋上下共 412 通长钢筋，钢筋采用 8200。承台底做 100mm 厚 C10 素混凝土垫层，垫层挑出承台
12、边缘 100mm5. 桩身结构设计沉管灌注桩用 C25 混凝土，预制桩尖用 C30 混凝土，钢筋选用 HPB235 级。（1）桩身轴向承载力验算：knyyMnGFNiiy4 .7614 . 14 )37195. 0233( 64 .25336802max计算桩身轴心抗压强度时，不考虑压屈影响，取稳定系数；对于挤土灌注桩，基1桩施工工艺系数，C25 级混凝土，则8 . 0c2/9 .11mmNfcknNknAfc4 .76111964 . 114. 341109 .118 . 01max6 c故桩身轴向承载力满足要求。（2）桩身水平承载力验算：每根基桩承受水平荷载为，桩身按构造要求配筋，桩身配k
13、nnHHk ik326192414+210 纵向钢筋，As=773mm2，则桩身配筋率为满足 0.2%0.65%要求。%615. 040014. 34/17732AAsg对于配筋率小于 0.65%的灌注桩，单桩水平承载力特征值：4500/35m5 . 02)1)(2225. 1 (75. 0mMNEImbAfN uWfRNm tmKN g Mtm ha查表取圆形截面取圆形桩计算宽度csEcEEdWIIEEImdb/2/85. 099. 0)5 . 04 . 05 . 1 (9 . 0)5 . 05 . 1 (9 . 00000 对于 C25 级混凝土，Ec=2.80104N/mm2 HPB23
14、5 钢筋，Es=2.1104N/mm2扣除保护层后桩直径 d0=0.4-0.07=0.33m22255034 0433 0033222 02 013. 0%615. 0) 18 . 2 21(1 44 . 0) 1(1 4926. 0, 415996. 0,1502. 154.3199. 03554.3110325. 11080. 285. 085. 010325. 12/4 . 010625. 62/10625. 633. 0%615. 0) 18 . 2 101 . 2(24 . 0324 . 0) 1(232mdAuhmmEImbmMNIEEImdWImdddWgEnMcgE取桩与承台为固结，桩入土深度取 Nk荷载效应标准组合值桩顶最小竖向力，Nk=442knknHknRikha3215.32)13. 01027. 12104425 . 01 (%)615. 02225. 1 (926. 010625. 61027. 1202. 175. 06336（3）配筋长度计算：基桩为端承摩擦桩，配筋长度应不小于桩长
