基础工程桩基础课程设计西南交通大学

1、课程名称：基础工程B设计题目： 建筑桩基础设计院 系：专 业：年 级：姓 名：指导教师：西南交通大学峨眉校区一：设计资料1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层， 物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为 2.0m,地下水水质分析 结果表明，本场地下水无腐蚀性。建筑安全等级为二级，选择第二组数据：F 3150KN , M 410KN m，H = 56kN ； 柱的截面尺寸为：400X 400mm2、根据地质资料，以黄土粉质粘土或粉沙夹粉质粘土为桩尖持力层，3、每组编号为1至5号的同学，钢筋混凝土预制桩断面尺寸为 300X 300mm 承台底面埋深：d 2.5

2、0m4、根据附表2静载荷单桩承载力试验Q s曲线，按明显拐点法得单桩极限承载力Q 550kN，也可以有已知条件计算得知 Q。qck 360至380之间取值。uu5、桩身资料：混凝土为C30,轴心抗压强度设计值fc = 15MPa,弯曲强度设计值为 J 16.5MPa，主筋采用：416，强度设计值：fy 310MPa6、承台设计资料：混凝土为C30,轴心抗压强度设计值为fc = 15MPa弯曲抗 压强度设计值为fm 1.5MPa。附：1)： 土层主要物理力学指标；2 ):桩静载荷试验曲线。附表一土层 代号名称厚 度m含水量W%天然重度rKN/m孔 隙 比ePsMPa塑 性 指 数I P液性指数I

3、l直剪试验(快剪)压缩模量Es(kPa)承载力 标准值fk(kPa)内摩 擦 角。粘聚力C (kPa)1-2 1杂填土2.018.82- 1粉质粘 土9.038.218.91.020.34 19.81.021124.61202- 2黄土粉质粘土4.026.719.60.750.6150.6020167.02203粉沙夹 粉质粘 土>1021.620.10.541.0120.425158.2260桩静载荷试验曲线设计内容：1. 确定桩端持力层和承台埋深根据资料确定承台埋深为2.2m。采用钢筋混凝土预制方桩，桩的截面尺寸为 300mm 300mm。根据底层资料，选粉砂夹粉质粘土层作为持力层。

4、桩端进入持 力层的深度，对于粘性土不宜小于 2倍桩径，选择4d 4 0.3m 1.2m，这样承 台底面以下桩的长度为14m2. 确定单桩竖向极限承载力标准值n采用公式（5-21 ）: Q Q Q u q I. q A。uk sk pksik i pk p查表 5-6 可得：Qs1k 50kP Qs2k=56.4kP Qs3k =75.6kPQ . u q I.sksik i4 0.3 （50 8.8 56.4 4 75 1.2）907.584<N查表 5-7 知：q ,2800kPa，贝UpkQpk q , A 2800 0.3 0.3 252kNpk p3. 初步估计所需装数n在估算桩

5、数时，首先需计算单桩竖向承载力设计值F。由于桩的布置和桩数还未知，先不考虑承台效应和群桩效应，用公式（5-67）计算R。从表5-19查得s p 1.65，故得R Q / Q , /907.584/1.65252/1.65702.778kNsk s pk p确定桩数时，由于承台尺寸还没有确定，可先根据单桩承载力设计值和上部结构物荷载初步估算确定。中心荷载时，估算桩数n ，式中 为经验系数，建R筑桩基可采用1.11.2 。本题取=1.1，F 3150kN，则得1.1 3150702.7784.93，为了方便布置，选取n 6，即采用6根桩。4. 进行桩位布置和确定承台尺寸桩在平面上采用行列式布置，桩

6、中心距sa (3 4)d0.9 1.2m，取 x 方向中心距为0.9m ,y方向中心距为1.2m。取边桩中心至承台边缘的距离为1d 0.3m， 承台边缘至桩的外面缘为150mm，符合有关要求。桩的布置和承台平面尺寸如 图所示。BAA斷面卜5、计算考虑群桩效应下的基桩竖向承载力设计值 根据式(5-67 )知RR并验算桩数是否合适其中QcksQsk/ s pQpk/ pcQck/ cqck Acn(1)求系数s和p。这两个系数可根据sa/d和Bc/l由表5-20查得，但由于x 和y两个方向的Sa不相等，查表时可采用平均值，即Sa/d(0 9 12) / 20.3以 sa / d3.5 和 Bc/I

7、0.128，按桩周为粘土，用内插法从表5-20得出0.85， p1.4953.5， Bc/l 1.8/140.128(2)求系数C 按式(5-70)计算。首先求出承台内区、外区的净面积AC，A：和承台底地基土的净面积Ac2.41.860.30.33.78m2.11.560.30.32.61m2Acac3.78 :2.611.17m2A3.5和 Be/I 0.128 ,:可根据Sa/d和Bc/l由表5-21查得.，按Sa/d用内插法得c 0.125，:0.69按式（5-70 ）得ci AcAe Ae°125 378 °69117 0.33.78（3）求 R从表5-19查得s1

8、.65，c1.70，且3.78QqckAc380Qck n6于是得基桩竖向承载力设计值239.4kNRsQsk / spQpk/cQCkP2521.5 -1.65239.40.3 -1.70（4）验算考虑承台土重和群桩效应下的桩数。0.85 90741.65738.88kN考虑地下水，承台及其土重0.2 181.44kN2.4 1.8 20 2 2.4 1.8 (20 10)F G 3150 181.44 4.5 根，说明取R738.88n 6根可以满足要求。&求算桩顶荷载竖向力F G 3150 181.44 3331.44kN ;取承台的高度为1.0m，则承台底所受的弯矩（绕y轴）为

9、My MH h 410 56466kN.m按式(5-60),NF_各基桩所受的平均竖向压力设计值为G 3331.44 555.24kN n6按式（5-61），基桩最大和最小竖向压力设计值为N 口maxM yXi466 0.96 555.242262 0.92 2 ( 0.9)2i 1555.24 129.44 684.68kNF G MyXjNmin6 555.242 0.92Xi 1466 ( 0.9(0.9)2555.24 129.44 425.8kN07、基桩竖向抗压承载力验算基础是偏心受压，验算时要同时满足式（5-72 )0N R 和式(5-73 )0Nmax 1.2R两个条件，由于桩

10、基的安全等级为二级，则01.0。验算如下0N° 555.24 555.24kN R 738.88kN886.66 kN0Nmax 1.0 724.49684.68kN1.2R1.2 738.88两项验算均满足要求。8、基桩的水平承载力验算水平力H 56kN，水平力和竖向力的合力与铅垂线的夹角arctan-561.020 50，故可以不验算基桩的水平承载力31509、承台抗冲切验算设计承台厚1.0m,冲切破坏锥体有效高度h。0.95m。（1）柱对承台的冲切验算。根据公式（5-93）、（5-94）、（5-95）0Fifgho ,FlFQi，0.720.2二级桩基，° 1.0，F

11、 FQi 3150 0 3150kN，由于在x方向a0550mm，在y方向a0250mm。采用两者的平均值，即取a。550 250400mm，则a0h°4009500.420.720.2400Um 2(0.720.42150021.160.2400 900)3200mm3.2m2承台混凝土选用C30,抗拉强度设计值ft 1430kPa,则1.0 31503150kNftumh01.16 1430 3.2 0.955042.75kN满足要求。（2）角桩对承台的冲切验算。应验算受桩顶荷载最大的角桩对承台的冲切。此时，ho600mm ,a1x 250mm，a1y50mm，故得1xa1x25

12、0h06000.42 ， 1ya1yh。506000.080.2，取 1y0.21x从图可知,Ci1x0.480.481x0.20.420.20.770.480.481.201y 0.20.20.2C20.77c2450mm0.45m承台受角桩冲切的承载力为a1y2iyCia）x2fth。0.450.0521.20 250.451430 0.6 905.8kN20F满足要求。10、承台斜截面受剪验算从图可知最危险的截面是 A-A截面，因为在该截面的右侧两根桩所承受的荷 载最大，都是0 N max1.0684.68684.68kN905.8kNN max从图中可知ax 250mm，有效高度h&#

13、176; 0.95m，则axXh。2509500.260.3，取 x 0.30.120.30.120.3 0.30.2假设截面处的计算宽度为1.625m, C30混凝土的fc 14300kPa，则承台A-A斜截面受剪承载力为fcb0h00.2 14300 1.625 0.954415.12kN y 1.0 2 648.681297.36kN满足要求11、承台配筋（1）受弯计算对锥形承台，只需按公式（5-91）计算柱边截面的弯矩，然后按其进行配 筋计算。181.44M y NjX 2 （684.68-） 0.7 916.22kNmy i 6MxNiyi 654.44 0.4 525.04 0.4 395.64 0.4 630.05kN.m（2）配筋计算采用 HPB235级钢筋，其 fy 21