基础工程课程设计桩基础设计计算书.docx
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±>27.116.945.31.26.04,71.2601、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）=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=795kN<Ra=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 .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15.5×1.5 + 17.3×0.31.8X 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)0172.54L200.25647.62189.14L2L60.124321.23197.44L22.40.073189.14.3208.2L23*440.041106,752131.240.03282.97226.91.25.60.01745.1在Z=7，处，Jc=45.1/226.9=0.198<0.2,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£=4"XEi(aizl-ai.lzi.t)OL2O0.25O2000i.2L60.2006401,240L2IlOOO94*530001.22.40.1657497.195.9IlOOO22.643001.23.440.1324569.172HOOO16.95000L240.1189594.525.4120054.87000L25.60.0916641.246.71200100.8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,=1.0×0.097X289.6=28.2mm<200mm,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.352X25×1.2=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4<)，mw,所以：Mnm=O.O429r2=0.0429×1.3×3.675×112=24.8CV.M,桩身截面有效高度4；=0.35-0.04=0.31m,桩身受拉主筋A=274"加Mmm_24.8×10ft九工儿0.9735×3OO×310选用2包4(A=308m*>274m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。桩身强度验算(A+vA,)=1.0(1.0×14.3×350×310+310×616)=1742.2WV>e=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3.0x2.5"7/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(<02),期0.931J%=0.23承各然计筋-Ooo2%色+%)+%仇+ajJKQ=2x0963x(0.5十0.1)十2.1x(O.5+O.625)xO.983x1270x0.93=6827>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)
