桩基础课程设计

1、【题1】某试验大厅柱下桩基，柱截面尺寸为400mm600mm,地质剖面示意图如图1所示，作用在基础顶面的荷载效应基本组合设计值为F=2035kN,M=330kNm,H=55kN,荷载效应标准组合设计值为Fk=1565kN,Mk=254kNm,Hk=42kN,试设计桩基础。4.5m20饱和软粘土粘土V图1地质剖面示意图土层名称厚度hi(m)重度3(kN/m)孔隙比e粘聚力c(kPa)液性指数l(%)塑限P(%)塑性指数IP液性指数Il饱和度Sr压缩系数a_1(MPa)压缩模量Es(MPa)杂填土粉质粘土10311912饱和软粘土8粘土>1520土的物理力学性质表表1注：各层土的平均内摩擦角

2、01.确定桩的规格根据地质勘察资料，确定第4层粘土为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为2.3.方桩，为400mmx400mm,桩长为9米。承台埋深1.7米，桩顶嵌入承台0.1米，则桩端进持力层2.4米。初步确定承台尺寸为2.4mX2.4m。确定单桩竖向承载力标准值Q根据公式查表内插求值得层序深度(m)Ilq(kPa)q(kPa)o粉质粘土260o饱和软粘土38o粘土822500按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值:QukQskQpkUqsikliqpkAp=4X(60X+38X+82X+2500XX=取QukkN确定桩基竖向承载力设计值R并确定桩数n及其布置按照规范要求，53d,取

3、Sa4d,bc=2m,l=9m故%/查表得，sp。查表得，sp先不考虑承台效应，估算基桩竖向承载力设计值R为cspQuk0.97902.4R=kNsp1.60桩基承台和承台以上土自重设计值为G=XXX20kN粗估桩数n为n=x(F+G)/R=(1565+/=根取桩数n=4根，桩的平面布置为右图所示，承台面积为2.4mx2.4m,承台高度为0.9m,由于n>3,应该考虑群桩效应和承台效应确定单桩承载力设计值R,Sa,Bc由一=4;=查表得c=：=ccMM由Ai=4m2,Ae=2-22=1.76m2得i&cAcAc40.1555.760.751.765.76,所以考虑承台底土的抗力为

4、由fk60,得qck2fk120kPa,查表得QukQckQukqckAcRspcspcspcspcn=X+X120X-K(4X=按桩的静载荷试验取R=根据经验公式得QukuqsikliqpkAp=4X(60X+38X+82X+2500XX=这说明，按桩的静载荷试验取R=是合理的。4.基桩承载力验算FGMyxmaxNmax2-nxi=15652.42.41.720(254421.7)0.8_+440.80.8.=kN<=X=kN口一FG且N=<R=满足要求。n5.承台计算承台底钢筋混泥土保护层成厚度取10cm,混凝土强度等级为C20,采用HRB335级钢筋。各桩净反力计算如下：A桩

5、:NaMxd2 xi20354(330 55 1.7)0.84 0.8 0.8=kNB 桩：Nb nMxc2 xi20354(330 55 1.7)0.84 0.8 0.8FMxdC桩：Nc-2=kNnxiD 桩：Nd nMxc2 xikN(1) 承台受弯计算F2035kN,M330kNm,H55kN对承台进一步设计为：承台厚度0.9m,保护层为500mm,则h00.85m,混凝土强度等级为C20,混凝土的抗拉强度为22.ft1.1N/mm,钢筋选用HRB335级，fy300N/mm,如图所不1- I截面：Mi2XNbX=2XX=kNmII一II截面：Mii(NaNb)x=+=kNm钢筋抗拉强

6、度设计值fy300,承台有效高度h01.6mAMi641.09106Ais1484mm20.9fyh00.93001600AMii1017.5106Aiis2355mm20.9fyh00.93001600综上,I-I截面As1484mm2配筋，沿承台X方向每米长所需配筋A's=1484/=618.3mm2,选用小14250(As616mm2)IIII截面A2355mm2配筋,沿承台Y方向每米长所需配筋A's2355/=981.25mm2,选用1080(A981mm2)沿承台X方向按II截面配筋加4250(As616mm2)沿承台Y方向按II截面配筋巾1080(As981mm2)

7、(2) A.承台冲切计算：柱对承台的冲切，按下式计算:0F12 ox(bc a”)0y(hc aox) fth0式中：aox = 0.3mmaoy = 0.3mm其中Fl FNiaox0.3寸ox=，取ox=h01.6aoy0.3仃oy=，取oy=h01.6F(NaNb)=2035-(+)=0.840.84_0.840.84ox=；oy=ox0.20.20.2oy0.20.20.2ftN/mm,柱顶平均7我反力N=2035/4=kNFlFN=2035-508=1527kN所以有2ox(bcaoy)oy(hcaox)fth0=2+xX106=13306kN1527kN故满足要求B.桩对承台的冲切

8、(角桩冲切)，按下式计算:其中cic20.6m,a1x,a1y0.560.560.561 x=1x0.2型020.20.2h00.560.560.561y=1y0.2受020.20.2h0.所以有：1y1x1x(c2-)1y(c2)fth0=+2)2XX106=>Ni=kN故满足要求(3) 承台受剪计算柱下等厚度承台斜截面受剪承载力按下式计算V hs 他0h01 I截面:V=2X=axx=<,故取h01.75：=(+1)=1hs=(800/h0)1/4=(800/1/43hsftb0h0=xxx10XX=26972kN>V满足要求II一II截面：Vhsftb0h0V=N2=+

9、=kN2ayy=<,故取h01.75；=(+1)=1hs=(800/h0)1/4=(800/1/43hsftb0h0=xxx10XX=26972kN>V满足要求6.桩身结构强度计算及配筋A.吊装点桩的截面尺寸为400mmX400mm,桩长9米，箍筋为热轧HPB335级钢筋fyv210钢筋保护层为40mm,混凝土强度等级C30。因桩的长度不大，桩的吊装及吊立时的吊立布置，采用同一个位置。吊装点为0.207L,0.56L和0.207L具体见下图桩的吊卢、位置B.桩的主筋计算控制弯矩为吊立时的情况入=m/l=取动力系数为M maxql28(12)ql281=1/8X2X20X2X1-()22X=kNm桩身截面有效高度：400-40=360mmM3.6106s221fCbh01.014.340036021a2s=<b=1fcAsbh0=X(1X300)X400X360=391.248mm2fy1017=% > min0.4%,其他构造见施工图。选用2418,因此整个截面的主筋为4918(As1017mm2),其配筋率400360C.桩身强度验算(cfcAfyAs)=(XX400X360+300X1017)=>R满足条件D.桩的箍筋计算hw=360/400=<4