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1、 基础工程课程设计题 目 灌注桩基础设计 学 部 城建学部 专 业 土木工程 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 日 期 20141205 第一章 桩基础地质条件概述1。1地形 拟建筑场地地势平坦,局部堆有建筑垃圾1。2工程地质条件 第一层土：素填土，层厚1.5m,稍湿,松散，承载力特征值f=95kPa 第二层土：淤泥质土，层厚3.3m,流塑，承载力特征值fak=65kPa 第三层土:粉砂，层厚6。6m，稍密,承载力特征值fak=110kPa 第四层土:粉质黏土，层厚4.2m，湿，可塑，承载力特征值fak=165kPa 第五层土：粉砂层，钻孔未穿孔，中密-密实，承载力特征值fak=280kPa
2、1。3岩土设计参数表1-1 地基岩土物理参数土层编号土的名称含水率W（%）液性指数标注灌入锤击数（次）压缩模量(MPa）孔隙比e1素填土-5-2淤泥质土62.41.08-3.81。043粉砂27。6-147。50。814粉质粘土31.20。749.20。795粉砂层-3116。80。58表12 桩的极限侧阻力标准值qsk和极限端阻力标准值qpk 单位:kPa土层编号土的名称桩的侧阻力qsk桩的端阻力1素填土222淤泥质土283粉砂454粉质粘土609005粉砂层7524001。4水文地质条件 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性 地下水位深度:位于地表下3。5m1。5场地条件 建筑物所处场地抗震
3、设防烈度为7度,场地内无可液化砂土、粉土1.6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，室内外差450mm。柱截面尺寸为400mm400mm,横向承重，柱网布置如图11图1-1网布置图1.7上部结构荷载 上部荷载（柱底荷载效应标准组合值和柱底荷载效应基本组合值)如表13、14表13 柱底荷载效应标准组合值题号FK（kN）MK（kNm)VK（kN）A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴9231026902970275231238165162153表14 柱底荷载效应基本组合值题号F（kN）M(N*m）V（kN）A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C
4、轴92910379034302862512662041881961。8材料 混凝土材料强度等级为C25C30，钢筋采用HPB235、HRB335级。第二章 灌注桩设计1)灌注桩基设计设计方案 初步选择持力层，确定桩型和尺寸室外地坪标高为0。45m,自然地坪标高同室外地坪标高。不再进行沉降计算，拟采用直径为500mm的混凝土沉管灌注桩。 选用第五层土粉砂层为持力层,由建筑桩基设计规范可知,桩尖深入持力层的长度不宜小于1。5（1.5d=0。675m）,这里取0。75m，设计桩长15。0m，承台高0。95m，承台底面埋置深度-1。5m，桩顶伸入承台50mm,桩顶标高-1。55m,桩底标高为16.55
5、m,桩长为15.0m.2)单桩承载力计算查建筑桩基设计规范得表2-1： 表21 土侧（端）阻标准值及其深度土层编号侧（端）阻标准值qsk(kNm）入土深度l（m）1220.152283.33456。64604.25750.75（1）单桩竖向极限承载力标准值计算 单桩竖向极限承载力标准值计算： （3-1） (32） （33) (2）基桩竖向荷载承载力设计值计算 承台底部地基土较为松软的填土,压缩性大，因此不需考虑承台土效应，即,则 （3-4） 根据上部荷载初步估计桩数为: （35） 初步设计桩数为4根。桩基验算 根据建筑桩基设计规范，当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取效应的标准组合值 由于
6、装机所处场地的抗震设防烈度为7度，且场地内无可液化砂土、粉土问题,因此可不进行地震效应的竖向承载力验算. 根据初步设计桩数采用正方形承台，由建筑桩基设计规范桩间距为设计为3d，桩中心距承台边缘为d，则承台初步设计为2500mm2500mm，如图2-1图21 承台平面布置 （36） 计算时取荷载标准组合，则 故而如此设计是合理的承台最终验算 计算时取荷载标准组合，则 (3-8) (39） 满足设计要求，故此次设计是合理的。3）承台设计根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2。5m2.5m如图2-2，初步设计承台厚0。95m，承台混凝土选用C25，ft=1.27N/mm2，fc=11。9N/mm2
7、；承台钢筋选用HRB335级,fy=300N/mm2.图22 承台平面布置4)抗弯计算与配筋设计 承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合值，则基桩净反设计值为： 各桩平均竖向力 最大竖向 对于II断面： 钢筋面积 采用20根直径为22mm钢筋，,平行于X轴布置。对于断面: 钢筋面积 采用15根直径为20mm钢筋,，平行于Y轴布置.5）承台厚度及受冲切承载力验算 承台保护层厚度50mm，则h0=950-50=900mm 由于基桩为圆形桩.计算时应将截面换算成方桩,则换算方桩截面边宽为:1、柱对承台冲切 由建筑桩基设计规范承台受桩冲切的承载力应满足： 柱边至最近桩边水平距离： 冲垮比： 冲切系数：
8、承台受冲切承载力截面高度影响系数: 则有 故厚度为0.90的承台能够满足柱对承台的冲切要求2、角桩冲切的验算 承台受角桩冲切的承载力应满足: 角桩内侧边缘至承台外边缘距离: 柱边至最近桩边水平距离: 角桩冲垮比: （在0。25-1。0之间) 角桩冲切系数: 则有 故厚度为0。90的承台能够满足柱对承台的冲切要求 6 ）承台受剪承载力计算 承台剪切破坏发生在柱边与桩边连线所形成的斜截面处 受剪面承载力截面高度影响系数: 计算截面剪跨比： （在0。25-3。0之间） 剪切系数： 故满足抗剪切要求取基桩净反力最大值： 由建筑桩基设计规范“承台纵向受力钢筋的直径不应小于12mm，间距不应大于200mm
9、,柱下独立桩基承台的最小配筋率不应小于0。15%” 承台纵横方向选用直径为18mm的HRB钢筋间距为140mm，则钢筋根数为n=2500/140+1=19，实际钢筋As=19254。5=4835.5mm2 最小配筋率: 故配筋满足要求7）承台构造设计 混凝土桩桩顶伸入承台长度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,梁高400mm。承台底做100mm厚C10素混凝土垫层,垫层挑出承台边缘100mm。8）桩身结构设计 沉管灌注桩选用C25混凝土，钢筋选用HPB235级9）桩身水平承载力验算 由设计资料得柱底传至承台顶面的水平荷载标准值为Vk=149kN 则每根基桩承受水平荷载为 桩身按构造要求配筋，由于受水平荷载影响，则桩身配812纵向钢筋，As=904mm2 桩身配筋率为： 满足0。2%0.65之间的要求 由于0。570。65%，则单桩水平承载力特征值计算公式： 桩身为圆形截面，故 根据灌注桩桩周主要土层的类别，取桩侧土水平抗力系数的比例系数m=25MN/m4 圆形桩桩身的计算宽度为： 对于C25级混凝土：
