桩基础课程设计计算书

1、.地基基础课程设计学生姓名： 单兴孙学号： 201005024312指导教师： 赵少飞所在学院： 建筑工程学院专业： 土木工程专业2013 年 09 月'.地基基础课程设计任务书（预制桩基础） - 土木 B103一、工程概况燕郊某机械厂车间，为单层单跨排架结构，跨度18米，柱距 6米，纵向总长度 72m，室内外地面高差 0.30 米。柱截面 500× 1000mm。建筑场地地质条件见表A，作用于基础顶面的荷载见表 B。表 A 建筑场地地质条件土层厚度wEsC编号土层名称kN/mwLwp °(m)(%)kPakPa3杂填土1.018.734.10.9436.921.1

2、39001715淤泥质粘11.617.150.31.4243.222.63000710土灰色粘土3.718.938.21.038.218.448001218.6亚粘土2.718.730.00.9036.620.060003612粉质粘土40.019.626.70.7832.717.770001828.5注：地下水位在天然地面下2.5 米处表 B 上部结构传来荷载学柱底荷载设计值（ N，学柱底荷载设计值（ N，学柱底荷载设计值（ N，M，V）（kN ，kN·m，M，V）（kN ，kN·m，M，V）（kN ，kN·m，号号号kN ）kN ）kN）12547，187，5

3、8243321，197，72473430， 189，5022977，279，109254076，231，90484490， 176，5633975，238，82263276，212，96492580， 106，8943121，197，62274152，125，102502320， 178，5454176，231，80283643，203，98513620， 80，6764276，112，86292678，138，80522200， 86，6273352，125，62303956，231，110534064， 95，8884043，203，81312832，120，62542438， 156，9

4、093678，138，70323368，123，72552498， 220，56102956，231，80333405，85，50562080， 110，79'.112421，104，30343982，89，60572169， 75，102123678，98， 70353835，128，78582280， 63，84133261，134，68362862，217，62592500， 103，80143352，134，68373354，226，72603520， 139，56153206，127，66383433，155，50612280， 189，67163276，112，863939

5、48，159，60625120， 88，63173852，225，62403825，214，78635300， 198，82183943，203，81414438，85，50645268， 140，60193678，118，88424950，82，68653087， 85，47203956，281，80435417，85，60213847，187，78444430，155，50223577，279，89454983，140，50234075，248，62465411， 160，53注： 1、荷载作用于基础顶面，弯矩作用于跨度方向；2、表中给出的是荷载设计值，如需用到荷载标准值，直接把设计值除以

6、1.3 即可。二、题目分配按学号选择表 B中相应的荷载，全班地质条件均相同（表A）。三、设计要求1、设计桩基础（包括桩、承台设计、群桩基础计算等）；2、绘制施工图，包括基础平面布置图、承台和桩身详图及必要的施工说明等；（ A1图纸 594mm×841mm）。3、计算书内容应详尽，数据准确，排版规范（按附件的排版规范执行）。图纸应符合制图规范相关要求，表达完整、准确。参考设计步骤： 1、确定桩的类型、长度（包括确定桩端持力层） 、截面尺寸，初步选择承台底面标高（要考虑预制桩的要求） ； 2、按经验公式确定单桩承载力； 3、确定桩数及布置； 4、群桩基础计算； 5、桩身设计； 6、承台设

7、计； 7、绘制施工图。'.目录1设计资料 .错误 ! 未定义书签。2选择桩端持力层、承台埋深 .错误 ! 未定义书签。3确定单桩极限承载力标准值 .24确定桩数和承台尺寸 .35桩顶作用效用验算 .36桩基础沉降验算 .46.1求基底压力和基底附加压力 .46.2确定沉降计算深度 .46.3沉降计算 .46.4确定沉降经验系数 .67桩身结构设计计算 .68承台设计计算 .88.1承台受冲切承载力验算 .88.2承台受剪切承载力验算 .98.3承台受弯承载力验算 .108.4承台局部受压验算 .10参考文献 .12'.桩基础课程设计计算书1.设计资料由上结构传至桩基的最大荷载设

8、计值为：N=2956kN，M=231 kN·m，V=80kN表 A 建筑场地地质条件编号土层名称土层厚度 (m)wwLwpEsC °kN/m 3(%)kPakPa杂填土1.018.734.10.9436.921.139001715淤泥质粘土11.617.150.31.4243.222.63000710灰色粘土3.718.938.21.038.218.448001218.6亚粘土2.718.730.00.9036.620.060003612粉质粘土40.019.626.70.7832.717.770001828.5注：地下水位在天然地面下2.5 米处1.选择桩端持力层、承台埋

9、深根据表 A 地质条件，以粉质粘土层为桩尖持力层，采用预制混凝土方桩，桩长 L=20m，截面尺寸为 400mm 400mm，桩尖进入粉质粘土层为 2m。桩身材料：混凝土， C30 级，fc =14.3 N / mm2 ；钢筋，二级钢筋，'及混凝土，f y = f y =300 N / mm2 。承台用 C20fc =9.6 N / mm2 ； f t =1.10 N / mm2 ，承台底面埋深 d=2.0m。3.确定单桩极限承载力标准值根据地基基础规范经验公式QukQsk Q pk u p qsik l i q pk AP桩侧土的极限侧阻力标准值（kPa）按表 8.6 取值得：淤泥质粘

10、土层，qs1k =22-30kPa，取 qs1k =23.14kPa.灰色粘土层，I L1.00 时，q，取 q。s2k=40-55kPas2 k =42.14kPa亚粘土层，I L0.60 时，qs3 k =55-70kPa，取 qs3k =57.14kPa。'.粉质粘土层，I L0.60 时，qs4 k =55-70kPa，取 qs4 k =57.14kPa。桩的极限端阻力标准值，可按查表8.7 取值：粉质粘土层，I L0.60 （可塑），混凝土预制桩桩长20m，取 q pk =1900-2800kPa，取qpk =2028.57 kPaQuk QskQpkupqsik l iqp

11、k AP40.4(23.1410.642.143.757.142.757.142)2028.570.4 21396.19kN单桩竖向承载力特征值：Ra = Quk / K1396.19/ 2698.10kN水平承载力特征值：Rha0.75a3EI Xoa（ Xoa 一般取 10mm）Vxa5mb1EI0.85EcI 0W 0 b0bh2EII 0W 026b=kf ( d1)d1m 由于混凝土预制桩桩型为方形，故kf 取 1.0kf (1.5d 0.5)d1mm 地基土横向抗力系数的比例系数24.5，取 2.5V 0 x 桩顶水平位移系数， ah=0.57×20=11.4>4

12、取 ah=4，则 V 0 x =0.940ha0.750.5730.852.551070.002130.0168.22 kN则 R0.944.确定桩数和承台尺寸Fk2273.853.257取 n=4 根NRa698.10桩距 s4d4 0.41.6m ， 取 s=1.8m。承台尺寸a=b=220.4 1.82.6m ，承台高取 0.8m。确定承台平面尺寸及桩的排列如下图所示。'.5.桩顶作用效用验算单桩所受的平均作用力（取承台及其上的土的平均重度g20kN / m3 ):Fk Gk2273.85 2.6 2.6 20 ( 2 0.30)Ra 698.10 kNN k646.20kNn4

13、单桩所受的最大作用力：( M kH k h) xmax646.20(177.69 61.54 0.8) 0.9709.23kN 1.2Ra837.72kNN k maxN kxi24 0.92基桩水平力设计值H 1kHk61.5415.385kN远小于 R =68.22kN 故无须验算考虑群桩效应n4ha的基桩水平承载力。6.桩基础沉降验算6.1求基底压力和基底附加压力基F G2584.81382.37 kPa底 压 力： p2.62A基底附加压力： P0P - r d =382.37-19.6 6264kPa0.264MPa'.6.2确定沉降计算深度因不存在相邻荷载影响，故：Znb(

14、2.50.4ln b)2.6(2.50.4ln 2.6)5.5m取 Zn = 6.0m6.3沉降计算表 B 计算桩基础最终沉降量_zi ip0点号Zil/biEsiz/bzizi i 115.41.04.20.42922317.682317.680.03826.01.04.60.40002400.0082.320.038桩尖以下 6m 处附加应力：0.4000264 =105.6kPaz2自重应力cz22021.319.66543.6 kPa由于z20.2计算到桩尖一下6m 即可。cz26.4确定沉降经验系数Si88.073.13等效沉降系数：C 0nb1210.356e(nb0.311.97

15、9(2 1)C11) C219.967桩基沉降经验系数：0.65 （查桩基规范 5.5.11）桩基沉降为：S. e .S'nzizii 1<120mm. e. p00.65 0.356 (88.07 3.13) 21.10i 1Esi满足规范要求'.7.桩身结构设计计算两段桩长为 10m 和 10m，采用双点吊立的强度计算进行桩身配筋设计。吊点位置在距桩顶、桩端平面0.207L 处，起吊时桩身最大正负弯矩M max0.0214kqL2 ，其 k1.3 ，q 0.42 25 4 kN m ，为每延米桩的自重，故：M max0.02141.3420244.5kNmM max0

16、.02141.3420244.5kNm桩身截面有效高度 h0 0.4 0.040.36msM max44.51060.06fcmbh0214.3 400 3602'sM max44.51060.06fcmbh0214.3 400 3602查混凝土结构设计规范 ( GBJ10 89)附表 3 得11 2S 0.062，' 0.062 ，桩身受拉主筋配筋量： As1 fcbh00.0621.014.3 400360426mm2f y300As '' 1 fcbh00.062 1.0 14.3 400 360426mm2f y300为便于配筋，上下两段桩都采用相同的配

17、筋，选用220（ 628mm 2 ），因此整个截面的主筋为 4 20（1256mm2 ），其配筋率 5%>12560.87%min0.8% ，其他构造400360钢筋见施工图，桩的吊装图如图3 所示。图 3 桩的吊装图'.桩身强度：( c f cAp0.9 f y' Ag ) 1.0(0.8514.3 400400 0.9 300 1256) 2283.92kN R上段桩吊点位置：距桩端 0.207l0.207204.14m处下段桩吊点位置：距桩端0.207l0.207204.14m处箍筋采用8200,在桩顶和桩尖应适当加密，具体见桩身结构施工图。桩尖长1.4b 1.5

18、0.40.6m ，取 0.6m ，桩顶设置三层850 钢筋网，层距 50mm 。8 承台设计计算承台高0.8m，桩顶伸入承台50mm，钢筋的保护层取35mm ，则承台有效高度：h00.80.0500.0350.715m715mm 。8.1 承台受冲切承载力验算8.1.1.柱边冲切有公式可求得冲垮比与冲切系数0 ：aox0.2，ox0.280h00.715aoy0.45，oyh00.6290.7150.840.841.750ox0.20.280ox0.20.840.841.013ox0.20.629ox0.2因 h=800mm，故可取hp1.0 。2ox (bcaoy )oy (hcaox ) hp f t h021.750(0.50.45)1.013(1.00.2)1.011000.7154527.25kN>F=2273.85x1.35=3069.70kN(满足 )6.1.2 角柱向上冲切从柱角内边缘至承台外边缘距离C1C 20.600m ，'.a1 xaox , 1x0x , a1 yaoy , 1yoy 。0.560.561.167,0.560.6761 x0.20.2800.21 y1x0.6290.2 1x (c2a1 y