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1、岩土工程课程设计计算书 某教学实验楼桩基础设计目 录一、设计资料及要求11、设计题目12、上部结构资料13、建筑场地资料14、设计要求15、设计流程1二、选择桩型、截面及长度11、选择桩型12、选择桩的几何尺寸及承台埋深1三、确定单桩承载力11、经验参数法12、原位测试法（静力触探法）1四、初步确定桩数1五、承台尺寸设计及桩位布置11、单桩承台12、两桩承台13、三桩承台14、四桩承台15、五桩承台16、六桩承台17、八桩承台1六、确定基桩（复合基桩）承载力特征值11、四桩承台12、五桩承台13、六桩承台14、八桩承台1七、桩顶作用效应验算11、四桩承台12、五桩承台1八、沉降计算11、轴12
2、、轴13、沉降分析1九、桩身结构设计和计算11、配筋计算12、桩身强度验算1十、承台结构设计和计算11、四桩承台12、五桩承台1十一、联系梁设计1十二、参考文献1十三、附录1共2页 第2页一、设计资料及要求1、设计题目某教学实验楼桩基础设计2、上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十二层框架，其框架主梁、次梁及楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级C30。底层层高3.4米（局部10米，内有10t桥式吊车），其余层高3.3米，底层柱网平面布置图及柱底荷载见图1。3、建筑场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦。建筑物场地位于非地震区，不考虑地震影响。场地地下水类型为潜水，地下水位距地表2.1米，根据
3、已有分析资料，该场地地下水对混凝土无腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理力学指标见表1。表1 地基各土层物理力学指标土层编号土层名称层底埋深(米)层厚(米) (kN/m3)e (%)C (kPa) (MPa) (kPa) (MPa)1杂填土1.81.817.52灰褐色粉质粘土10.18.318.40.90330.9516.721.15.41250.723灰色淤泥质粉质粘土22.112.017.81.06341.1014.218.63.8950.864黄褐色粉土夹粉质粘土27.45.319.10.88300.7018.423.311.51403.445灰绿色粉质粘土27.419.70.72
4、260.4636.526.88.62102.824、设计要求本工程建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级，环境类别为二（a）类，重要性系数均取1.0。5、设计流程桩基础设计流程图见图2。图2 桩基础设计流程图二、选择桩型、截面及长度1、选择桩型因本工程中框架结构跨度大而且不均匀，柱底荷载较大，不宜采用浅基础。根据施工场地、地基条件以及场地周围的环境条件，选择桩基础。因钻孔灌注桩泥浆排泄不便，为了减小对周围环境的污染，采用静压预制桩。这样可以较好地保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务。同时，当地的施工工艺、技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供了可能性。2、选择桩的几何
5、尺寸及承台埋深依据地基土的分布，同时为了减小桩数，增大单桩承载力，选择第层土作为持力层。因为该层土液性指数较小，处于硬可塑状态，承载力较高。桩端全断面进入持力层1.2m（2d），工程桩入土深度为28.6m。承台底进入第层土0.3m，与地下水位线齐平，减小了地下水对承台的影响（包括腐蚀性、浮力等）。所以承台埋深为2.1m，桩基的有效桩长为26.5m。同时，承台厚度初步选取为1.0m。桩截面选择方形，尺寸选用500mm500mm。由于施工设备要求，桩分两段，上、下段均为14m（不包括桩尖长度在内）。实际桩长比有效桩长大1.5m，这主要是考虑持力层起伏、桩顶嵌入承台长度以及压桩完毕后需要凿去一定长度
6、的桩顶混凝土以露出主筋锚入承台等情况，而留有余地。桩基及土层分布情况示意图见图3。图3 桩基及土层分布示意图三、确定单桩承载力本设计属二级建筑桩基，采用经验参数法和原位测试法（静力触探法）估算单桩承载力特征值。1、经验参数法其中，m，m2查建筑桩基技术规范，计算如下表2：表2 经验参数法计算单桩承载力特征值土层（m）（kPa）（kPa）84512295.3641.2803100 kN2、原位测试法（静力触探法）当时，当时，这里，为桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，取kPa，为桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，取kPa。 kPa又由于桩长m，即15m30m查表可知，桩
7、端阻力修正系数按值直线内插得 下面再计算各层土的。根据曲线图，如图4所示。图4 曲线图对于地表以下6m范围内的土层，即承台底面以下3.9m范围内的土层，选取直线（A）计算，kPa。对于其他土层，均选取折线（B）计算，即当kPa时，当kPa时，当kPa时， 各层土的计算如下表3所示。表3 原位测试法（静力触探法）计算单桩承载力特征值土层（m）（kPa）（kPa）（kPa）3.9154.17203612860435.334401111.22820962820 kN综上所述，取较小值，即kN 单桩竖向承载力特征值 kN四、初步确定桩数在根据柱底荷载进行桩数初步确定时，本应该按照荷载效应标准组合进行计
8、算，但资料中所给组合值为基本组合值。虽然可以按照建筑结构荷载规范中的公式进行二者的换算，但是这里只是作为初步估算，所以可以简单地直接采用最大轴力标准值。同时，所选实际桩数中要考虑承台自重和承台上土的自重，并且这里荷载均为偏心荷载，所以在计算结果上均放大1.11.2倍，并取整数。另外，B、C轴线上的柱距太小，而荷载很大，所以将B、C轴线上的基础设计成联合承台形式。在进行桩数确定时，应将B、C轴线上柱的荷载合起来计算。最后要注意的是，第九组的计算荷载值均要放大36%。计算结果如表4所示。从表中可以看到，本工程总桩数为161根。桩位布置图详见附录结构施工图。表4 初步确定桩数柱号最大轴力标准值（kN
9、）荷载放大36%（1+36%）（kN）所需桩数（/1531）（根）所选桩数（根）19541297 0.8 1211231527 1.0 239771329 0.9 1422423049 2.0 3537335077 3.3 4630874198 2.7 4716262211 1.4 2819572662 1.7 3932884472 2.9 41031294255 2.8 41132404406 2.9 41231104230 2.8 41331054223 2.8 41432614435 2.9 41531584295 2.8 41631704311 2.8 41719282622 1.7
10、31819592664 1.7 31922903114 2.0 32032124368 2.9 42130604162 2.7 42230584159 2.7 42331994351 2.8 42430624164 2.7 42530224110 2.7 42615942168 1.4 227372400+1862=42625796 3.8 528384161+2829=69909506 6.2 829393908+2508=64168726 5.7 830404169+2578=67479176 6.0 831414054+2466=65208867 5.8 832424053+2462=6
11、5158860 5.8 833434188+2568=67569188 6.0 834444063+2454=65178863 5.8 835454015+2465=64808813 5.8 836462274+1660=39345350 3.5 5总计161五、承台尺寸设计及桩位布置1、单桩承台单桩承台尺寸为1.0m1.0m，如图5所示。图5 单桩承台尺寸2、两桩承台两桩承台尺寸为1.0m3.0m，如图6所示。其中，m（），满足要求。图6 两桩承台尺寸3、三桩承台三桩承台为正三角形形式（只不过割掉了三个棱角），这样新的六边形尺寸为短边1.0m，长边2.6m，如图7所示。其中，m（），满足要求
12、。图7 三桩承台尺寸4、四桩承台四桩承台尺寸为3.0m3.0m，如图8所示。其中，m（），满足要求。图8 四桩承台尺寸5、五桩承台2737、3646号柱下的承台需设计成五桩联合承台。但由于2737、3646号柱的尺寸不完全一样，所以需要分别进行偏心计算。2737承台： B轴柱荷载：1862（1+36%）=2532 kN C轴柱荷载：2400（1+36%）=3264 kN 合力作用点距C轴的距离为 m取m3646承台： B轴柱荷载：1660（1+36%）=2258 kN C轴柱荷载：2274（1+36%）=3093 kN 合力作用点距C轴的距离为 m也取m故可见，2737、3646承台的荷载偏心情况差不多，桩位布置相同，即承台和群桩的中性轴距C轴均为1.3m。五桩承台尺寸为3.0m5.0m，如图9所示。其中，为桩间最小中心距，大小为2.0m（），满足要求。图9 五桩承台尺寸6、六桩承台2号柱、5号柱相距很近，且荷载很大。由计算可知，柱下布桩桩数分别为2根和4根。又因为承台之间需要浇筑联系梁进行连接，所以为便于施工，直接将2号柱、5号柱下的承台设计成六桩联合承台。先进行偏心荷载计算。2号柱荷载：1123（
