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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 2014-1205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f =65kPaak第三层土：粉砂，层厚6.6m，稍密，承载力特征值f =110kPaak第四层土：粉质黏土，层厚4.2m，湿，可塑，承载力特征值f =165kPaak第五层土：粉砂层，钻孔未穿孔，中密密实，承载力特征值 f =280kPaak1。3 岩土设计参数表 1-1
2、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N (次)压缩模量(MPa)孔隙比e1素填土52淤泥质土62.41.083。81.043粉砂27.6147.50。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qk和极限端阻力标准值qk单位:kPa11sk 1pk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设防烈度为 7 度，场地
3、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400mmX400mm，横向承重，柱网布置如 图 1-1图 11 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1-3、1-4 表 13 柱底荷载效应标准组合值题 号F (kN)M (kNXm)V (kN)A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴9231026902970275231238165162153表 1-4 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
4、C轴A轴B轴C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一0。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,承台底面埋置深度一1。5m,桩顶伸入承台50mm,桩顶标高一1。55m,
5、 桩底标高为一16。55m，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 2一1 土侧（端）阻标准值及其深度土层编号侧（端）阻标准值q, （kNXm）入土深度l （m）1220.152283.33456o 64604.25750.751）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（34）根据上部荷载初步估计桩数为:（3-5）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
6、的标准组合值由于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2500mmX2500mm,如图2-1图21承台平面布置（3-6）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（38）（3-9） 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2.5mX2.5m如图2一2,初步设 计承台厚0. 95m,承台混凝土选用C25, f=l。27N/mm2,f =1
7、1。9N/mm2;承台钢筋 tc选用 HRB335 级，f=300N/mm2。y图2一2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h95050=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:
8、冲垮比:冲切系数：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
9、200mm,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 A =19254.5=4835。5mm2s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，梁顶面标高一0。 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V
10、 =149kNk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， A =904mm2s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：对于 HPB235 级钢筋：扣除保护层后的桩直径为MN m2桩顶最大弯矩系数v取值：由于桩的入土深度h=15。2m，桩与承台为固接，Ma =0。70915。2=10。7768m4m 故而 a =4hh则 v =0。926M
11、N取荷载效应标准组合下桩顶的最小竖向力（用该值计算所得单桩水平承载力特k征值最小)，则N391。3kN故桩身水平承载力满足要求10) 配筋长度计算由于侧阻力起主要作用，基桩为端承摩擦型桩，配筋长度应不小于桩长的2/3 (即2/3X15。2=10。1m)，同时不宜小于4。0/a=4.55m，则配筋长度取10。 1m钢筋锚入承台35倍主筋直径，即35 X 12=420mm3。8.4 箍筋配置采用6200螺旋式箍筋，由于钢筋笼长度超过4m,需要每隔2m设一道12 焊接加劲箍筋四、课程设计参考资料建筑结构荷载规范(GB 500092010)，中国建筑工业出版社(2)建筑地基基础设计规范(GB 500072011),中国建筑工业出版社建筑桩基技术规范(JGJ 942008),中国建筑工业出版社混凝土结构设计规范(GB 500102010)，中国建筑工业出版社(5)基础工程(第2版)周景星 李广信 虞石民 王洪瑾 编著 清华大学出版社
