桩基础课程设计仅供参考

1、土木学院*土木1001指导教师：罗晓辉日期：2013年6月1.设计资料1.1 上部结构资料(4)院 系姓 名学 号班号1.2 建筑物场地资料(4)2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深(4)2.1 选择桩型(4)2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深(4)3.确定单桩极限承载力标准值(5)4确定桩数和承台底面尺寸(5)4.1 B 柱桩数和承台的确定(5)4.2 C 柱柱桩数和承台的确定(5)5 .确定复合基桩竖向承载力设计值(与非复合作比较)5.1 四桩承台承载力计算(B 承台)(5)5.2 五桩承台承载力计算(C 承台)(7)5.3 比较(8)6 .桩基础沉降验算(8)6.1 B 柱沉降验算(8)

2、6.2 C 柱沉降验算(8)7.桩身结构设计计算(9)8 .承台设计(10)8.1 四桩承台设计(B 柱)(10)(1)柱对承台的冲切(10)(2)角桩对承台的冲切(11)(3)斜截面抗剪验算(11)(4)受弯计算(11)(5)承台局部受压验算(12)8.2 五桩承台设计(C 柱)(12)(1)柱对承台的冲切(12)(2)角桩对承台的冲切(12)(3)斜截面抗剪验算(13)(4)受弯计算(13)(5)承台局部受压验算(13)1.设计资料1.1上部结构资料某建筑方案，上部结构为五层框架，底层柱网平面布置及柱底荷载见附图。见附加资料2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深2.1选择桩型采用预制桩(静压桩

3、)，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务。同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。2.2选择桩的几何尺寸以及承台埋深依据地基土的分布，第层为粉砂，压缩性低，所以第层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层 1.0m(2d),工程桩入土深度为h=2+2+4+8+1=17m初步选定承台埋深为2.1m。700070007000JIJftOkNEjinnnkNEFkX：IkXJHUOkXjHlOftkXSi多层框架柱基础布置图多层框架柱基础布置图附图1.2建筑物场地资料桩截面尺寸选用：350mrK350mm桩基以及土层分布示意如右图。3,确定单

4、桩极限承载力标准值按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值:Q1A-。亮+-II)：中中+ +L4X0.35X(2X20+4X10+8X22+2500X0.1225)=1014.15KN估算的单桩竖向承载力设计值（，n1.60）sp4确定桩数和承台底面尺寸下面以 B,C 的荷载计算。4.1B柱桩数和承台的确定最大轴力组合的荷载 N=1900KN初步估算桩数，即：n=1900/615=3.1,取n=4 根，桩距Sa3d=1.05m,桩位平面布置如右图，承台底面尺寸为1.9m1,9m。4.2C柱柱桩数和承台的确定最大轴力组合的荷载 N=2700KN初步估算桩数n=2700/615=4.4,取n=5

5、根，S Sa3d=1.05m,3d=1.05m,取Sa1.6m,则承台底尺寸为2.3m2,3m桩位平面布置如右图。5.确定复合基桩竖向承载力设计值（与非复合作比较）桩基规范采用群桩效应系数法。下面用群桩效应系数法计算 B,C 复合基桩的竖向承载力设计值5.1四桩承台承载力计算（B承台）QskQpksp1014.651.6615kN四桩桩基础五桩桩基础图 2-7222承台净面积：Ac1.9240.3523.12m2。承台底地基土极限阻力标准值：qck2fk2100200KPaQskuqskih708.4kNQpkApqp306.25kN因为桩分布不规则，所以要对桩的距径比进行修正，修正如下:那么

6、，B 复合桩基竖向承载力设计值 R:A：VQckqckAc2003.12n4156kN分项系数sp1.65,c1.70SadAe0.886e0.886nb1.91.92.40.35Bcl1.90.11217群桩效应系数查表得:0.8,P1.64承台底土阻力群桩效应系数iACcAceAecAc承台外区净面积Ae1.92(1.90.35)21.2m2承台内区净面积ACAcA：3.121.21.92m0.11,0.63i&cAceAeeccAc1.920.113.12120.63*0.313.12QskQPkQckRspcspc708.40.81.65306.251.641.651560.3

7、1676.31kN1.705.2五桩承台承载力计算（C承台）承台净面积：A。2.3250.3524.6775m2c承台底地基土极限阻力标准值：qck2fk2100200KPaqckA2004.6775“ckc187.1kNuqskJi708.4kN分项系数sD1.65,c1.70spc5.3比较QckQpkApqp306.25kN因为桩分布不规则，所以要对桩的距径比进行修正, 修正如下：SadAe0.886e0.886.nb2.32.32.60.35Bcl2.30.135317群桩效应系数查表得:0.8,P1.64承台底土阻力群桩效应系数i人cAcA：Ac承台外区净面积2.32(2.30.35

8、)21.4875m2承台内区净面积ACAcA4.67751.48753.19m2那么，C0.11,0.63i&cAceA：eccAc0.1134.6775复合桩基竖向承载力设计值R:0.638750.2754.6775QskssQpkppQckccc708.4306.25187.10.81.640.275678.13kN1.651.651.70比较：用群桩效应系数法计算 B,C 复合基桩的竖向承载力设计值比非复合的要大一些（本设计中）6,桩基础沉降验算采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算。由于桩基础的桩中心距小于层总和法计算最终沉降量。6.1B柱沉降验算竖向荷载标准值F19

9、00kNFG19001.91.92.2520基底处压力p571.3kPaA1.91.918.1218.10.1,基底自重压力d2.138kPa2.1基底处的附加应力P0Pd571,338533.3kPa确定地基压缩层深度：znb(2.50.4lnb)1.9(2.50.4ln1.9)4.3m。所以本基础取Zn4.3m计算沉降量。计算如下表表：计算沉降量(B 柱)Z(mm)%2z/bii4(mm)izii1zz1Esi(kPa)Si4义Ei(iZii1Zi1)0100.250200012.10.1711342.2342.23800192.12800130.1369383.341.1380023.1

10、430014.50.1017437.354250046.1S=192.1+23.1+46.1=261.3mm桩基础持力层性能良好，去沉降经验系数1.0。短边方向桩数nb2,等效距径比老d承台的长宽比L%c1.0,查表：C0Ae1.91.9|0.886-0.886=2.4,长径比lnb40.350.038,C11.79,C219.492所以，四桩桩基础最终沉降量seS=1.00.085261.322.2mm满足要求6.2C柱沉降验算竖向荷载标准值F2700kNFG27002.32.32.2520基底处压力p555.40kPaC01C1(nb1)C20.038211.79(21)19.4920.0

11、856d,所以可以采用分170.3548.57,2.32.32.1基底处的附加应力P0Pd555.4038517.40kPa确定地基压缩层深度：znb(2.50.4lnb)2.3(2.50.4ln2.3)5m所以本基础取Zn5m计算沉降量计算如下表表：计算沉降量（C 柱）Z(mm)%2z/bii(mm)iZii1Zi1Esi(kPa)o-pP。Si4Ei(iZii1Zi1)0100.250230012073800221430013.740.1160498.893.1380050.7500014.350.104452223.2250019.2S=221+50.7+19.

12、2=291mm桩基础持力层性能良好，去沉降经验系数1.0。查表：CO0.038,CI1.77,C214.4927 .桩身结构设计计算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0.29L,起吊时桩身最大正负弯矩_22Mmax0.0429KqL,其中K=1.3;q0.35251.23.675kN/m.。即为每延米桩的自重（1.2为恒载基底自重压力18.1218.10.12.138kPa、,52.24,等效距径 2d0.886Ae0.886nb2.32.350.352.6,长径比1d170.3548.75,承台的长宽比%c1.0，COnbC1(nb1)C20.0382.2411.

13、77(2.241)14.4920.00972所以，五桩桩基础最终沉降量S_eS=1.00.1129129mm满足要求分项系数）。桩身长采用混凝土强度C30,II 级钢筋，所以:3.67517259.23kN.m短边方向桩数nbMmax0.0429KqL20.04291.3桩身截面有效高度h。0.350.0350.315m1.12s)(1,120.1193)21608.501.46%min3503108 .承台设计承台混凝土强度等级采用C208.1四桩承台设计(B柱)由于桩的受力可知，平均反力N524kN，桩顶净反力:(1)柱对承台的冲切台底保护层厚度取 80mm.冲垮比oxoy.1750.19

14、h0920um4(500175)2700mm2.7mftumh01.84611002.70.925044kN0Fl1425kN(2)角桩对承台的冲切由计算图，a1xa1y175mm,c1c2525mm59.23106fcbh214.335031520.1193桩身受拉主筋AMAssfyh059.231060.93633003152669.4mm选用416,As804mm2,因此整个截面的主筋胃816,As1608.5mm2,配筋率为桩身强度(c、AfvAs)ccys/1.0(1.014.33503153101608.5)2083.3kNR满足要求s2(10.93630.4%。其他构造要求配筋见

15、施工图。Fn1900195475kN由右图，axay2175mm,承台厚度 H=1.0m,计算截面处的有效局度o0080920mm，承冲切系数doxdoyoxoy0.72ox0.20.720.190.21.846B 柱截面取500500mm2,混凝土的抗拉强度设计值ft1100kPaf冲切力设计值FlFQi19004751425kN角桩冲垮比1xiya仅h0”50.19920角桩的冲切系数1xiy0.481x0.20.481.230.190.21x(c2a1y)21y(c1*021.23(0.5250.921524.8kN0Nj475kN满足要求(3)斜截面抗剪验算计算截面为 I-I,截面有效

16、高度h00.92m截面的计算宽度bo1.9m,混凝土的抗压强度fc9.6Mpa9600kPa,该计算截面的最大剪力设计值V2Nj2475950kNaxay175mm剪跨比axyh71750.19920剪切系数0.12x0.3一0120.24490.190.3fcbA0.24499600 1.90.924109kN0V950kN满足要求(4)受弯计算承台 I-I 截面处最大弯矩M2Njy950(0.1750.35)332.5kN.mII 级钢筋fy300N/mm2As332.50.9fyh00.9300920101338.57mm2每米宽度范围的配筋As1338.579705mm2,选用514,

17、As769.70mm2705mm21.9整个承台宽度范围内用筋5X1.9=9.5 根，取 10 根，而且双向布置，即2014(双向布置)(5)承台局部受压验算B 柱截面面积人0.50.50.25m2,局部受压净面积AinAt0.25m2,局部受压计算面积Ab,Ab(30.5)(30.5)2.25m2混凝土的局部受压强度提高系数，Ab2.253At0.251.35fcAn1.35396000.259720kNFB1900kN满足条件8.2五桩承台设计(C柱)由于桩的受力可知，桩顶平均反力N540kN,桩顶净反力:27005540kN(1)柱对承台的冲切由右图，aoxaoy2375mm,承台厚度

18、H=1.0m,计算截面处的有效图度h0100080920mm,承台底保护层厚度取 80mm.冲垮比ox0y.竺0.4076oxoyh0920冲切系数doxdoyoxoy0.72ox0.20721.1850.40760.2B 柱截面取500500mm2,混凝土的抗拉强度设计值ft冲切力设计值FlFQi27005402160kNUm4(500375)3500mm3.5mftUmh01.18511003.50.924197kN0F12603kN(2)角桩对承台的冲切由计算图，a1xa1V375mm,c1xyc2525mm角桩冲垮比1x也3750.40761x1yh0920角桩的冲切系数1x1y0.480.480.791x0.20.40760.21100kPa混凝土的局部受压强度提高系数0.37520.79(0.525)11000.9221139kN0Nj540kN(3)斜截面抗剪验算0.92m,截面的计算宽度b01.9m,混凝土的抗压强度fc9.6Mpa9600kPa,该计算截面的最大剪力设计值(4)受弯计算II 级钢筋fy300N/mm2局部受压净面积AnAt0.25m2,局部受压计算面积Ab,Ab(30.5)(30.5)2.25m21x(c2aiy)21y(ciaix)ftho计算截面为 I-I,截面有效高度h2Nj2540