基础工程课程设计桩基础设计计算书.docx

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1、目录场地资料与设计要求2桩身制作3计算单桩承载力4确定桩数量与布桩5下卧层承载力验算7沉降量验算(标准法)9桩根底施工101 .上部结构资料上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30,上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下：竖向力:4500kN,弯距:50kNm,水平力:3OkN拟采用预制桩根底，预制桩截面尺寸为350mm*350mmo2 .建筑物场地资料建筑物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地区，不考虑地震影响.场地地下水类型为潜水，地下水位离地表2.1米，根据已有资料，该场地地下水对

2、混凝土没有腐蚀性。建筑地基的上层分布情况及各上层物理，力学指标见下表：地基各土层物理、力学指标表层编号土层名称层底埋深(m)层厚(m)天然重度(kNm)含水量)孔隙比液限)塑限(%)内聚力内摩擦角压缩模量(MPa)地基承载力(kPa)1杂填土L51.515.52粉质粘土9.88.317.332.00.9034*019*015.020.05.41103粘土21,812.016,233.81.0644.018.013*817.53.21004粉土夹粉质粘土27,15*318.330.00,8833.018.016.922+1IL01485淤泥质粘27.116.945.31.26.04,71.260

3、1、设计柱下独立承台桩根底（含桩长、桩配筋、承台设计、沉降计算，下卧层验算等）;2、绘出施工图（平面图、剖面图、配筋图、施工说明等）。根底工程桩根底设计计算1 .选择桩端持力层、承台埋深.选择桩型由资料给出，拟采用预制桩根底。还根据资料知，建筑物拟建场地位于市区内，为防止对周围产生噪声污染和扰动地层，宜采用静压法沉桩，这样不仅可以不影响周围环境，还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。.确定桩的长度、埋深以及承台埋深依据地基土的分布，第3层是粘土，压缩性较高， 中等，且比拟厚，而第4层是粉土夹粉质粘土，不仅压 低，承载力也高，所以第4层是比拟适合的桩端持力层。 断面进入持力层1.0m （2d）,工程

4、桩入土深度为h, h=l. 5+8. 3+12+1=22.8m.由于第I层厚1. 5m,地下水位离地表2 Jm,为使地 承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土 0.3m,即 深为I, 8mt,桩基的有效桩长即为22.8-1. 8=21m。桩截面尺寸由资料己给出，取350mmX350mm,预制 厂制作，桩分两节，每节长Um,（不包括桩尖长度在内）， 长比有效桩长长1m,是考虑持力层可能有一定起伏及桩 入承台一定长度而留有的余地。34501 MW融标加承载力缩性桩端全下水对 承台埋桩在工 实际桩 需耍嵌桩基以及土层分布示意图如图1。2 .确定单桩竖向承载力标准值按经验参数法确定单桩竖向极限承载力

5、特征值公式为：按照土层物理指标，查桩基标准JGJ94-2023表T和表5.3.5-2估算的极限桩侧，桩端阻力特征值列于下表：极限桩侧、桩端阻力特征值层序经验参数法q(kPa)%*(KP)2粉质粘土473粘土614粉土夹粉质黏土431320单桩竖向承载力极限承载力特征值为：估算的单桩竖向承载力设计值（平安系数K=2）3 .确定桩数和承台底面尺寸1 1）.初步估算桩数，考虑柱子可能偏心受压，取一定的系数，数值为1.1，那么有故取6根。2 2）.初选承台尺寸桩距按标准取，桩距s=3.0%=3.0x0.35=1.05m,承台长边：/=2x（0.45+1.05）=3m，承台短边：=2（0.55+0.7）

6、=2.5/w.在1.中己取承台埋深为1.8，承台高度暂取为=LOm,桩顶伸入承台50，钢筋保护层厚度取70，?，那么承台有效高度为：%=1.00.07=0.93m=930w.桩位平面布置，承台尺寸如图2。4 .单桩承载力验算桩顶荷载计算（取承台及其上土平均重度%=20AN,/）轴心竖向力作用下:MF+Gk4500+20x3-0x2.5x1.8Nk=795kNRa=886kNn6偏心竖向力作用下：单桩水平力承载力计算：Hik=30/6=5vV；Fi=%=4500/6=750；nn因为U=白1/12；即水平荷载和竖向荷载的合力与竖直线的夹角小于5.所以单桩水平承载力满足要求，不需要进一步的验算。5

7、 .软弱下卧层承载力验算1 1）.软弱下卧层经深度z修正后的地基承载力特征值公式：X=&+“尸（。一3）+rldm（一0.5）.由资料查地基根底设计标准GB5007-2002,表，得%=0;为=1,那么2 2）.桩群外围桩边包络线内矩形长、宽分别为：4=2.45，;纥=1.4,，持力层厚度t=53-=4.3n,持力层与软弱下卧层弹性模量之比为M=U=9.2,%12查桩基标准JGJ94-2023表，用内插法求得，桩端持力层压力扩散角J=29.2。作用于软弱下卧层顶面的附加应力为：软弱下卧层顶面土的自重应力为所以有满足要求。6 .桩根底沉降验算由于桩根底的桩中心距小于6d,所以可以采用分层总和法计

8、算最终沉降量。竖向荷载为片=4800块F + Q 基底处压力P=J-=A4500 + 20 X 3. 0 2. 5 X 1. 83x2-5=636优,基底自重应力15.51.5 + 17.30.31.8X 1.8 = 28.4 W基底处的附加应力R=P-rd=636-28. 4-607. 6KPa桩端平面下的土的自重应力%和附加应力j （q = 4a）计算结果如下: .在Z = O时， .在Z = 2wi时， .在Z = 3?时， .在Z=4.3m时， .在Z=5加时， .在Z=Im时，将以上计算结果整理于下表仃%的订算结果Z(m)l(kPd)%a/伏Pa)0172.54L200.25647.

9、62189.14L2L60.124321.23197.44L22.40.073189.14.3208.2L23*440.041106,752131.240.03282.97226.91.25.60.01745.1在Z=7，处，Jc=45.1/226.9=0.1980.2,所以本根底取Z=7机计算沉降量。计算如下表卜算沉降量Z(mm)%aizi(nn/,-a；1zz-lE仆Pn)S=4XEi(aizl-ai.lzi.t)OL2O0.25O2000i.2L60.2006401,240L2IlOOO94*530001.22.40.1657497.195.9IlOOO22.643001.23.440.

10、1324569.172HOOO16.95000L240.1189594.525.4120054.87000L25.60.0916641.246.71200100.8桩根底持力层性能良好，取沉降经验系数材=1.0。短边方向桩数为=2,等效距径比工=0.886班=0.886望空-=2.8,长径比dr6x035%=%35=60,承台长宽比%=12,查查桩基标准JGJ94-2023,附录E得:C0=0.037,C1=1.9,C2=14.64o所以,桩根底最终沉降量S=tS,=1.00.097X289.6=28.2mm200mm,满足要求。7 .桩身结构设计两段桩长各Ilm,采用单点吊立的强度进行桩身配

11、筋设计。吊立位置在距桩顶、桩端平面0.293（人=IIm）=3.22zn,起吊时桩身最大正负弯矩MgX=O0429KM2,其中吊桩动力系数为：K=L3；每延米桩的自重(1.2为恒载分项系数)为:q=O.352X251.2=3.675AN/m。桩身材料采用C30混凝土，取f=1430AP,HRB335级钢筋，取v=300N/W2,桩身尺寸已给出：350”X35()?，钢筋保护层厚度取4274m病)，采用对称配筋，因此整个截面的主筋为414,A=616三2,配筋率p=0.6%=%U)=O.6%。因桩为受压构件，对箍筋配置无350x310严格要求，故取同级钢筋在桩身中点处，最大正负弯矩处配置。桩身强

12、度验算(A+vA,)=1.0(1.014.3350310+310616)=1742.2WVe=886.5WV满足要求。桩身截面配筋图，桩身弯矩图如图5、图6。8承台设计承台混凝土强度等级取C25,取f=1270kP,配置HRB335级钢筋，取力=300Nm*,在3.(2)中己假定，承台底面尺寸为3.0x2.57/n:高为1，其埋深为d=1.8m,钢筋保护层取70，有效高度为4=930。假定柱子尺寸为(4)500(%)500“、(1) .相应于荷载效应根本组合时作用于桩底的荷载设计值为：F=L35FK=1.35x4500=6075KNM=I.35MK=L35x50=67.5KNH=I.35HK=1.35x30=40.5KN(1.35为由永久荷载效应组合控制的分项系数)单桩净反力平均值为：N=上=6075/6=1012.5%V单桩净反力最大值，最小值为：(2) .承台受冲切承载力验算承台结构计算图如图3。 .柱边冲切；冲切力产=F-y.=6075用V受冲切承载力截面高度影响系数瓦.计算冲跨比4与系数力的计算也=里=O07(6075KN,满足要求。 .角桩向上冲切；Cl=0.625m,C2=0.96,a=%1,乙=%,4V=%、.，4,=4)，。瓦&+.)+%+a1,/2)