基础工程课程设计报告书

设计题目高层框架结构(二级建筑)的某柱截面尺寸为1000X800mm，该柱传递至基础顶面的荷载为：F=9000kN,M=380kNm,H=320kN，采用6-8根6600-6800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础，设地面标高为土0.00m，承台底标高控制在-1.70m，地面以下各土层分布与设计参数见附表，试设计该柱下独立桩基础。设计计算容：确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值Quk；确定桩中心间距与承台平面尺寸；计算复合基桩竖向承载力特征值Ra与各桩顶荷载设计值N，验算基桩竖向承载力；计算基桩水平承载力RHa并验算；确定单桩配筋量；承台设计计算；绘制桩基结构图。项目湿重度kN/m3孔隙比e液性指数【L压缩模量EsMPa承载力特征值faKkPa层厚m钻孔灌注桩桩基参数极限侧阻力标准值qsikkPa极限端阻力标准值qPKkPa地基土水平抗力系数的比例系数m(MN/m4)层①粉土19.00.9026.0804.3236层②粉细砂19.60.9006.51053.8209层③细砂19.80.8607.81252.82813层④粉土19.60.81010.51402.34015层⑤］粉细砂19.70.857.01154.42812层⑤粉细砂19.70.77016.01703.04880028层⑥粉质粘土19.80.6830.258.51602.56625层⑦粉土19.80.75013.71702.95825层⑧粉质粘土19.90.7160.466.11455.76014层⑧］粉砂20.00.77014.01900.85280037层⑧粉质粘土19.90.7160.466.11454.56070014层⑨粉土20.40.70013.01953.56236层⑩粉质粘土19.90.7060.278.21704.86828层(11)细砂—20.20.69022.022017.770130045二设计容一、 .确定持力层根据地质条件，以层⑧粉质粘土为桩支持力层。采用6700的水下钻孔灌注桩。对于黏土，桩端全截面进入持力层的深度不宜小于2d=1.6m.取桩尖进入持力层厚度2.2m,桩长33m，承台底面埋深1.7m。二、 计算单桩极限承载力标准值Quk由《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式5.3.5Q=Q+Q=u£ql+qAukskpk sikipkP进行试算，桩周长桩横截面积计算得：quk=2.5x[23x(4.3-1.7)+20乂3.8+28乂2.8+40乂2.3+48乂3.066x2.5+58x2.9_+60x5.7+52x0.8+2.2x60]+0.5x700=3555.5+350=3905.5KN三、 确定桩中心间距与承台平面尺寸由《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》表3.3.3-1知桩的最小中心间距为3.0d=2.4m。先取桩数为6,由于柱下桩基，等距离排列，桩在平面采用行列式布置，中心间距。边桩中心至承台边的距离为1d=0.8m。

此时承台边缘至桩边缘的距离为400mm，符合规要求（承台宽度不宜小于500mm,承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径，且边缘挑出部分不应小于150mm）.承台平面尺寸为.具体承台桩位布置如下:承台桩位布置图（单位:cm）承台桩位布置图（单位:cm）四、计算复合基桩承载力R和各桩顶荷载设计值N，并验算（一）单桩竖向承载力特征值（二）计算复合基桩竖向承载力特征值R（1（一）单桩竖向承载力特征值（二）计算复合基桩竖向承载力特征值R（1）复合基桩竖向承载力特征值R，可根据《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式5・2・5-2R=R+门fA

acakc和5.2.5-3A=（A-nA）/n进行计算中心距桩径d=0.8m承台宽度桩长l=33m按表5.2.5取nc=0.0151按表5.2.5取nc=0.0151承台下0.5宽度的地基承载力特征值的厚度加权平均值A=(A-nA)/n=4.462根据《建筑抗震设计规》(GB5011-2001)11・•・R=1952.75+0.151x80x5.9x =2015KN125验算R=2015KN>Ra=1952.75KN(满足要求)(2)桩顶荷载设计值N根据《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式5.1.1-1根据N=F+Gkkn进行计算，则.验算(满足要求)作用于承台底面的外力对通过群桩形心x,y轴的力矩设计值，第i根桩分别至x,y轴的距离，m。n=1717.6+"80+320x1.7)x32=1789.79KNv1.2R=2418KNmax 4x3.22 a(380+320x1.7)x3.2nm.n=1717.6- 432 =1645.41KN>0以上两项均满足要求。五、确定单桩配筋量l=J

五、确定单桩配筋量l=J

I三m灌注桩直径d=0.8m,桩长l=33m.混凝土强度等级C30。钢筋选用HRB400O由于水下灌注桩取保护层厚度。该部分设计参考《混凝土结构》，2008版结构计算长度由。选用828,，故上述A的计算没有减去是正确的，且由附表4-6知，截面每一侧配筋率\故满足受压纵筋最小配筋要求，选用828，六、计算基桩水平承载力并验算根据Hik《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式根据HikH进行计算，得Hik=«N单桩配筋率不小于0.65%的灌注桩水平承载力特征值按下式计算：桩顶水平位移允许值C30混凝土Ec=3X104MPa，HRB400钢筋Es=2x105MPa扣除保护层厚度的桩直径

桩身配筋率pg=0.98%,钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值七二E=6.67eEc桩的变形系数口=5匹ET桩的计算宽度七二KK0Kd，形状换算系数K=0.9；受力…-一… 1 …、，一，，一…换算系数、=1+「=2.25;各桩相互影响系数《=1ud（计算参考《桩基础的设计方法与施工技术》高大钊，2002版）由《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008，①粉土，e=0.902,地基反力系数妈4~35MN/m4,取m=30MN/m4a=0.41。换算深度ah=0.4x33=13.54>4,七=0.9404.26x4.26x106x0.4130P4x.006=1874KN七、七分别为沿水平荷载方向与垂直水平荷载方向每排桩中的桩数n=3,n=2桩顶约束效应系数门=2.05，水平抗力系数的比例系数m=30x103KN/m4r

门=0.76,门=0.046B承台受压侧向土抗力一边的计算宽度B'=B+1=4.8+1=5.8m值设承台高度为1m,h=lm ° '门二门口+门=0.76x2.05+0.046=1.604R=nR=1.604x1874=3011.5KNh]<Rh=3011.5KN,满足要求七、承台设计计算<1>承台的构造承台埋深1.7m，承台高1m,桩顶埋入承台深度50mm，钢筋保护层厚度50mm，则承台有效高度=1-0.05-0,05=0,9m.混凝土强度等级C30，钢筋HRB400O<2>承台与柱的连接为了使桩和承台之间形成稳定的建立、弯矩传递体系，并承受偶然发生的上拔力，将桩顶锚入承台50mmo<3>承台抗冲切承载力计算①柱边冲切a、a分别为x,y方向柱边离最近桩边的水平距离a—2.3m,a—0.8m1,人=1,人=1ox人=声—_—2.56>o人——竺—0.89。狎h0.9

o=0.7,I"=0.7,I"=。.771o-yb— — ox人+0.21+0.2承台承受冲切承载力界面高度影响系数 P=0.9+1200X0.1=0.983b-0.8m,h-1m2币(b+a)+P(h+a)]Pfh-2x[0.7x(0.8+0.8)+0.771(1+23)]oxcoyoycoxhptoX0.983x1.43x103x0.9-9271KN>F-9000KN(满足要求)i②角桩向上冲切从角桩边缘到主承台边缘的距离ci-C2-1.2ma—a—2.3m,a—a—0.8m,X—人,X—人1x 0x 1y 0y 1xox1y0yP=0.56-0.46,P-0.5141xX+0.2 1y1x[P(c+a/2)+P(c+a/2)]Pfh1x2 1y 1y11xhpt0-[0.46x(1.2+0.8/2)+0.514(1.2+2.3/2)]x0.983x1.43x103x0.9-2459.27KN>N、=1789.79KN(满足要求)<4>承台受剪切承载力计算按《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式5.9.10-1、5.9.10-2与5.9.10-3计算V<Pafbhhst001.75a—X+TP=f好

hsIkI0

承台受剪截面示意图（单位：cm）剪跨比与以上的冲跨比相同X=X—2.56,人=0.89剪跨比与以上的冲跨比相同一，、…一…175承台剪切系数a=__,X+11.75 1.75一，、…一…175承台剪切系数a=__,X+1256]=0.492,a=。股]=0.93七=（900）%0・971afbh=0.971x0.492hsxt00afbh=0.971x0.492hsxt00x1.43x103x4.8x0.9=2951.24KN>1789.79KN（满足要求）对II-H斜截面。afbh=5578.9>V=1789.79KN（满足要求）hsxt00<5>承台受弯承载力计算按《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式5.9.2-1和5.9.2-2进行计算Mx=YNiyi（5.9.2-1）M广州产，（5.9.2-2）m=xNy=1717.6x1.2x3=6183.36KNA=Mx=6183.36x106=2120.93mm2Sil0.9fh0.9x360x90021535.5p=4800900=0.499%>0.2%选用3528200,,沿平行于x轴方向均匀布置m=zNx=1717.6x2.7x2=9664.87KNa'= M"= 9664-87