桩基础课程设计1=一、设计资料1、 地形拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾2、 工程地质条件自上而下土层依次如下：① 号土层：素填土，层厚约1.5m，稍湿，松散，承载力特征值fak=95kPa② 号土层：淤泥质土，层厚3.3m，流塑，承载力特征值fak=65kPa③ 号土层：粉砂，层厚6.6m，稍密，承载力特征值fak=110kPa④ 号土层：粉质黏土，层厚4.2m，湿，可塑，承载力特征值fak=165kPa⑤ 号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值fak=280kPa3、 岩土设计技术参数岩土设计参数如表3.1和表3.2所示.表3.1 地基岩土物理力学参数土层编号土的名称孔隙比e含水量W (%液性指数IL标准贯入 锤击数N压缩模量Es(MPa)①素填土————5.0②淤泥质土1.0462.41.08—3.8③粉砂0.8127.6—147.5④粉质黏土0.7931.20.74—9.2⑤粉砂层0.58——3116.8表3.2 桩的极限侧阻力标准值q和极限端阻力标准值q 单位：kPa土层编号土的名 称桩的侧 阻力q sk桩的端阻力qpk“土层编号土的名称pk桩的侧阻力qcl-桩的端 阻力q—①素填土22—④粉质黏土60pk900②淤泥质土28—⑤粉砂层752400③粉砂45—4、 水文地质条件(1) 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。
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，场地内无可液化砂土、粉土6、 上部结构资料拟建建筑物为六层钢筋混凝土结构，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400mmX400mm，横向承重，柱网布置如图3.1 所示图3.1 柱网布置图7、上部结构作用上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表3.3所示，该表中弯矩Mk、水平 力％均为横向方向上部结构作用在柱底的荷载效应基本组合值如表3.4所示，该表中 弯短M、水平力V均为横向方向表3.3 柱底荷载效应标准组合值题号F (kN)M, ( kN.m)V (kN)A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴11256176515641721691971231301122135019001640185192203126135114316502050181019119720813214112041875216020802052042131391491345204022802460242223221145158148623102690297027523123816516215372568322531702932482471741791658267035503410299264256183190170929203860372030428528119220219110313039703950323302316211223230表3.4 柱底荷载效应基本组合值题号 | F (kN) M ( kN.m) V (kN) K K K A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴115802630191019820524115014013821840280022002052102431541451403213030802490210211223164155150423203310278021521423818116617452650356031202532282441931751886291037903430286251266204188196732304180375030328427421219720883360442040103323152692252242169368046904230371326301233230228103970507045203933543252422362388、材料混凝土强度等级为C25〜C30,钢筋采用HPB235、HRB335级。
9、设计依据JGJ94-2008建筑桩基技术规范二、设计步骤1、选择桩型、桩端持力层、承台埋 深(1) 选择桩型因为框架跨度大而且不均匀，柱 底荷载大，不宜采用浅基础 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，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±0. 000V-V-0. 430V -LQ■ -—!rqg■ 素滇土h 〜"J 一 i ■澄泥质土h粉砂ik/粉质黏土(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层是粉砂且比较厚，而第④层是粉质黏土，所以第④层是比较适合的桩端持力层桩端全断面进入持力层1.1m (>2d)，工程桩入土深度为h=1.5+3.3+6.6+1.1=12.5m 由于第①层厚1.5m，地下水位为离地表3.5m,为了使地下水对承台没有影响，所以选择 承台底进入土层1.5m，即承台埋深为1.5m，桩基的有效长度即为12.5-1.5=11m.桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层＜10时，桩边长取300〜400, 300mm x 300mm2、确定单桩竖向承载力特征值Quk = QPK + Qs]T u ' qskii + qskAp=1.2 x (28 x 3.3 + 45 x 6.6 + 60 x1.1)=627.48KNRa = Quk/KK=2Ra = 313.74 KN3、确定桩数和承台底面尺寸柱底荷载效应标准组合值：A 轴： Fk = 1256 KN Mk = 172KN .m Hk = 123KN初步估算桩数，由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，规范中建议取1.1〜1.2 , 现在取1.1的系数，即：n Z £x1.1 = I'% x1.1 = 4.4§艮）R 313.74所以承台底面尺寸取1.6m x 2.6m:win1 nnn「 i nrin..Tins-1—17RnnYQCi=i4、确定群桩基础中单桩承载力验算 单桩平均竖向力计算:N = 口 = 1256+侦"6 x1.5 x 20 = 276.16KN k nNk < Ra = 313.74KN单桩偏心荷载下最大竖向力为:N = H + H = 276.16 + (172 +123 X15)x L° = 365.285KN4 X 1.02们max n £ x. 2Nk max < 1.2Ra = 376.488KN由于水平力Hk=123KN较小，可不验算单桩水平承载力。
5、抗弯计算与配筋设计 对于承台的进一步设计为：取承台厚0.9m，下设厚度为100mm的混凝土垫层，保护层为50mm，则 h =0.85m；混凝土强度 C25，f =1.27N/mm2，钢筋选用 HPB235 级，f =210N/mm2II在承台计算中，取相应于荷载效应基本组合的设计值:A 轴：Fk = 1580KN Mk = 198KN.m Hk = 150KN各桩的竖向平均力：N = M1580 = 316KN n 5最大竖向力：N 二些 + 少=316 + (198 +150 孔5) X L° = 421.75KNmax n Z x 2 j4 X 1.02对于I-I断面:My = £ Nx. = 2Nmax Xj = 590.45KN.m钢筋面积：A =-M_ = 590.45 X106 = 3675mm 2s 0.9 fy - h0 0.9 X 210 X 850选用12根直径20mm的钢筋，As=3768 mm2 ,平行于x轴布置对于II-II断面：Mx = Z Ny. = 2 x 316 x 0.3 = 189.6N.m钢筋面积：M 189.6 x 106X = 0.9 fy • h" 0.9 x 210 x 850=1180 mm 2选用10根直径12mm钢筋，As=1130mm2,平行于y轴布置。
6、承台设计(1)柱的向下冲切验算Fl < 2» 0x(b +) +P (a + a Afh 0 x c 0 y 0 y c 0 x hp 七 0式中：a 0 x = 0.55 m a 0 y = 0.15 m 入 Ox = 0.2 3 0 y=2」a 0 x_0.55 =0.647 0.85斗=0.99oxb = 0.4mca = 0.6mc1 - 0.9片=1 (900 - 800) = 0.992hp 2000 - 800h0则 210 x (bc +a 0 y) +3 0 y (ac +a 0 x=2t).99(0.4 +1.5) + 2.1(0.6 + 0.55)]x 0.992 x1270 x 0.85=6381KN桩顶平均净反力 N = 316 KNF产 F - N = 1580 - 316 = 1264KN < 6381KN 满足条件2)角桩的冲剪验算N < P 1x X(C 2 + 十)+P 1«1 + 号)0"式中：a1 x = 0.55y 0.15X、=^1x = 0.647 1x h0人1产0.2P 1x = ^ 顼661xP 1y0.56"04"=1.4Nl = N max = 421.75KN抗冲切力=2t).99(0.4 +1.5) + 2.1(0.6 + 0.55)]x 0.992 x 1270 x 0.85=1456 KNN max < 1456KN 符合要求。