基础工程课程设计(改)

1、桩基础课程设计任务书一、设计题目本次课程设计的题目：钢筋混凝土预制桩基础。二、设计资料场地工程地质条件自上而下土层依次如下：_0.000 /-L3。、，杂埴土_8 3-n灰色淤泥质土VZ灰黄色粘性土-22.500灰黑色淤泥质土图1.地基土层分布岩土设计计算参数岩土设计参数如表1：表1各层土的物理性质及力学指标(其中，n为班号)土层名称层底埋深(m)重度Y(kN / m3)液限o L(%)塑限op (%)含水量 o (%)粘聚力c (kPa)内摩擦 角p压缩模 量Es(MPa)承载力 标准值 /akPa)杂填土1.316.0-淤泥质土8.3 +n18.538.218.438.210144.049

2、0灰黄色粘 性土22.519.632.717.721.118227220淤泥质土42.518.94218.918.912214.651003.上部荷载:上部结构作用在承台顶面的荷载效应标准组合为:Fk=2000+40m（kN），Mk=100+2m（kN.m），Hk=50+2m（kN）荷载效应基本组合为：F=2700+54m（kN），M=135+2.7m（kN.m），H=67.5+2.7m（kN）（其中，M、H沿柱截面长边方向作用；m为学生名单顺序号）；承台顶面标高：一0.5 m；柱截面尺寸：400X400 mm2桩基沉降量容许值：s= 200 （ mm）材料：混凝土强度等级为C25C30，钢筋

3、采用HPB300、HRB335级。三、设计任务钢筋混凝土预制桩的设计和计算：桩长、桩身截面设计；单桩承载力计算；单桩结 构设计；构造设计；桩数、布桩设计；承台的设计和计算：埋深、厚度、平面尺寸设计；配筋计算；桩基础验算：基桩竖向承载力验算、桩基沉降验算。四、设计要求按任务书要求独立完成设计任务（要求按各自名单顺序号进行荷载计算，计算书中 要求明确标明班号和名单顺序号）；会运用工具书，查阅有关文献和资料；计算方法正确恰当，设计过程完整无误；设计说明书内容完整，书写认真，字迹清楚，附有相关的计算简图。图纸图面干净，布局合理，表达清楚，内容充实。五、设计指导（一）设计和计算的内容、步骤和方法桩长和桩

4、径的选择确定桩长关键在于选择桩端持力层，设计时，先根据地质条件选择适宜的桩端持力 层初步确定桩长。一般应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端嵌入持力层的深度，对于粘性土、粉土， 不宜小于2刁；对于砂土，不宜小于1.5H；对于碎石土，不宜小于d。当存在软弱下卧层 时，桩基一下持力层厚度不宜小于3d。钢筋混凝土预制桩截面边长不应小于200mm，一般为300500mm。选定承台的埋深承台最小埋深为0.5m, 一般为12m。单桩承载力计算（1）单桩竖向极限承载力标准值根据已知地质资料，按规范经验公式法计算确定：Q = Q + Q = u E q l + A qukskpkpsik ip pk式中：qsik

5、一桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按附表1取值，kPa；qpk桩端极限端阻力标准值，按附表2取值，kPa。（2）单桩竖向承载力特征值确定桩数和布置桩位基础所需桩的根数，根据承台顶面的竖向荷载和单桩竖向承载力特征值进行估算。F在轴心荷载作用下：n ra在偏心荷载作用下：n G.11.2哼a布桩时，可按梅花式或行列式布置，桩距的选择应满足最小中心距的要求（参考 教材表4-9）。承台平面形状及尺寸设计承台的平面形状可由桩的平面布置而定，平面尺寸设计时，应考虑桩边至承台边 的最小距离的构造要求。柱下独立桩基础承台最小宽度不应小于500mm，边桩中心至承台边缘距离不应小 于桩的直径或边长，且桩的外边缘至

6、承台边缘的距离不应小于150mm。承台混凝土强度等级不应低于C25。承台底面钢筋的混凝土保护层厚度，当有混 凝土垫层时，不应小于50mm；当无混凝土垫层时，不应小于70mm。混凝土垫层的厚度宜为100mm，混凝土强度等级宜为C10。桩基验算（1）基桩竖向承载力验算a.桩顶荷载计算在轴心竖向力作用下：N = F k在偏心竖向力作用下：n = FL 土卜土ik n乙 y 2 乙 x 2ii。.竖向承载力验算在轴心竖向力作用下:在偏心竖向力作用下:(2)桩基沉降验算采用实体深基础法(见图2)计算桩基沉降。a.计算基底附加压力考虑扩散作用：p = p b = Fk + G k -c0 kk cdcd。

7、.估算沉降计算深度：z = b(2.5 0.4 Inb)n计算s：q W = H(z & z a )i E i ii-1 Ii=1i=1si校核zn验算应满足：以 0.0 2 5n最终沉降量计算：dl图2实体深基础s = 9 s表2实体深基础计算桩基沉降经验系数心pE（Mp）sE 1515 E 30T30 E 40cp p0.50.40.37.桩身结构设计(1)桩身混凝土强度验算桩身强度应符合下式规定:式中：N荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值，kN；F + G * M y * M xn y2 x 2Ap桩身截面积;fc混凝土轴心受压强度设计值，kPa；pc施工工艺系数，对于混凝土预制桩取

8、0.85。（2）混凝土预制桩构造要求预制桩最小配筋率不宜小于0.8%，一般可为1%左右。当采用静压法沉桩时，最 小配筋率不小于0.6%。主筋直径不宜小于14mm，箍筋直径可取68mm，间距不大 于200mm。在打入桩顶（45） d长度范围内和桩尖处箍筋应适当加密，并设置钢筋 网片。当采用打入法沉桩时，直接受到锤击的桩顶应放置三层钢筋网。桩尖在沉入图 层以及使用期中要克服土的阻力，因此应将所用主筋焊在一根圆钢上，或在桩尖处用 钢板加强。图3为混凝土预制桩构造示意图。预制桩的混凝土强度等级不宜低于C30，预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不 宜小于30mm。网2您片） 双向巾碰 40-701500

9、-18004)68100*8650图3混凝土预应力桩构造示意图（3）预制桩桩身结构强度验算预制桩除了考虑上述构造要求外，还要考虑起吊、运输和锤击过程中的强度验算。桩在起吊和运输过程中的受力状态与梁相同，一般按两支点（桩长L18m）起吊和运输；在打桩架下竖起时，按一支点吊起。图4为预制桩吊 装验算简图。图4预制桩吊装验算简图桩身配筋验算按下列公式计算：x 二匕共h侦fb 0M =a fbx（h -u 1 c k 02 /要求:式中：x 混凝土受压区高度，m；As桩身受弯一侧纵向钢筋界面面积，m2；a 等效矩形应力图的系数，混凝土强度等级不超过C50时，取1.0； b桩边宽，m；h0桩截面有效高度，m；对I级钢取0.614，对II级钢取0.55；kN.m；kPa；&界限相对受压区高度，Mu桩身界面极限承载力：fy钢筋抗拉强度设计值，fc混凝土轴心受压强度设计值，kPa。承台设计（1）基桩净反力设计值计算荷载采用荷载效应基本组合设计值，扣除承台自重及其上回填土。N = F 土 二 土 二i n 乙y 2 乙x 2（2）（3）（4）承台厚度验算：承台抗冲切验算和抗剪验算。承台内力计算：可近似按倒置的悬臂板计算；承台配筋计算及构造设计：按有关钢筋混凝土板的规定计算和设计。（二）施工图内容桩基础平面布置图：应标注柱、承台、