基础工程课程设计计算书(桩基模板)

1、广西科技大学土木建筑工程学院基础工程课程设计计算书指导教师：邹万杰班 级：土木姓 名：张三学 号：学 时：土木建筑工程学院建筑工程教研室20 年 月目录一、设计资料1 1、地形 1 2、工程地质条件 13、岩土设计技术参数 14、水文地质条件 15、工程地质条件 16、场地条件 17、上部结构作用 28、材料及施工 2二、设计内容31、确定桩的选型及直径 32、材料强度等级 33、桩长 34、单桩承载力 35、确定桩的根数、布桩及承台尺寸 36、桩基础验算 4 （1）、桩顶荷载计算4（2）、承台冲切承载力验算6（3）、承台剪切承载力验算7（4）、承台受弯承载力验算87、桩身设计 9 一、设计条

2、件1.地形拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。2.工程地质条件自上而下土层依次如下：j号土层：素填土，层厚约1.4m，稍湿，松散，承载力特征值fak=100kPak号土层：淤泥质土，层厚4.8m，流塑，承载力特征值fak=60kPa。l号土层：粉砂，层厚8.2m，稍密，承载力特征值fak=120kPa。m号土层：粉质黏土，层厚4.9m，湿，可塑，承载力特征值fak=170kPa。n号土层：粗砂，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值fak=290kPa。3.岩土设计技术参数岩土设计参数如表1所示：表1桩的极限侧阻力标准值qsk和极限端阻力标准值qpa单位：kPa土层编号土的名称桩的侧阻力qs

3、k桩的端阻力qpk土层编号土的名称桩的侧阻力qsk桩的端阻力qpkj素填土28m粉质黏土68850k淤泥质土24n粗砂842700l粉砂554.水文地质条件（1）拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。（2）地下水位深度：位于地表下4.0m。5.场地条件建筑物所处场地抗震设防烈度为7度，场地内无可液化砂土、粉土。6.上部结构资料拟建建筑物为多层钢筋混凝土结构，长30m，宽9.6m。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱截面尺寸均为500mm500mm，横向承重，柱网布置如图1所示。 图1 柱网布置图7.上部结构作用上部结构作用在柱底的荷载效应标准组合值如表2所示，该表中弯矩MK 、水平力

4、VK均为横向方向。表2 轴柱底荷载效应标准组合值（假设永久荷载起控制作用）题号FK（kN）MK（ kN.m）VK（kN）A轴B轴C轴A轴B轴C轴A轴B轴C轴115712095167626238236715721018921624220017812834033881682201943172923051886304424409178230199417812410199032544543018924120451833251420953464664501992512106188626192200367487471210262220719382671230538850849222027223082148

5、26822410409529513230283241注：轴柱底荷载效应标准组合值=轴柱底荷载效应标准组合值1.4。根据设计任务书分配表，签到号为2号，为B轴第一题柱底荷载标准组合：Fk=2095 KN，Mk=382 KNm Vk=210 KN柱底荷载基本组合=柱底荷载标准组合1.358.材料及施工混凝土强度等级为C25C30，钢筋采用HPB300、HRB335级。预制桩和灌注桩可自行选择。二、设计内容B轴柱柱下桩基础设计1、确定桩的选型及直径d 由于存在淤泥质土层，故采用沉管灌注桩，桩身直径取d=400 mm2、材料强度等级 查建筑地基基础设计规范GB50007-2011 8.5.3 5.灌注

6、桩混凝土强度等级不应低于C25 8.5.17 4.承台混凝土强度等级不应低于C20，纵向钢筋的混凝土保护层厚度不应小于70mm，当有混凝土垫层时，不应小于50mm，且不应小于桩头嵌入承台内的长度。 查建筑桩基技术规范JGJ94-2008 4.1.2 2.灌注桩主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm，水下灌注桩的主筋保护层厚度不得小于50mm。 综上：本工程桩及承台混凝土强度等级采用C30，桩身保护层厚度取50mm，承台保护层厚度取70mm（无垫层），桩及承台受力钢筋均采用HRB335级，箍筋采用HPB300级。3、桩长为了满足承台的基本刚度，桩与承台的连接等构造需要，条形基础承台和柱下独立桩基

7、础承台的最小厚度为300mm，其最小埋深为500mm。取承台埋深为1.4m，即号土层下表面至自然地面，满足最小埋深要求。 桩长l=16m，即桩端进入号土层 3m2d=20.4=0.8m，满足桩端深度要求 则：l = 4.8+8.2+3 = 16m 桩顶从承台地面算起，即号土层上表面算起。4、单桩承载力 单桩竖向极限承载力特征值 ：Qu=qpaAp+pqsiali Qu= 8500.22+0.4（4.824+8.255+368） =1074.2 KN单桩竖向承载力特征值 Ra=1kQuk=121074.2=537.1 KN5、确定桩的根数、布桩及承台尺寸 （1）nFkRa=2095537.1=3

8、.9 暂取 n=4 （2）承台尺寸 桩距：挤土灌注桩穿越饱和软土，桩的排数少于3排，故桩距的 的最小值为s=3.5d=3.5400=1400mm 取s=1400mm n=4，故承台初选为正方形承台，承台的边长 a = 1.4+20.4 = 2.2m承台埋深1.4m，高h群0.9m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm。承台的有效高度 h0=h-c=0.9-0.07=0.830m=830mm 6、桩基础验算 （1）桩顶荷载计算 取承台及其上土的平均重度a=20 KNm3 桩顶平均竖向力 Qk=Fk+Gkn Qk=2095+202.22（1.4+1.852）4 = 563.07 KN1.25

9、Ra=1.25537.1=671.38 KN 满足抗震条件下Qk1.25Ra的要求 Qminmax=Qk（Mk+VkH）xmaxxi2 =563.07（382+2100.9）0.740.72 =563.07203.93 =7671.5Ra369.4满足抗震条件下的要求图2 桩基础承台 单桩水平力V1k=Vkn=2104=52.5 KN 估算单桩水平承载力特征值RHa=3EIVx0a E=EsEc=2.01053.0104=6.67g=0.2%0.65% ，取g=0.65% W0=d32d2+2E-1gd02 =400324002+26.67-10.65%400-250=6.41106mm3 I

10、0=W0d2=6.411064002=1.28109 mm4EI=0.85EcI0=0.853.01041.28109=3.261013 Nmm2 =5mb0EI 灌注桩桩顶位于淤泥层，则 m=2.56MNm4 ，取m=4 MNm4 圆形截面桩d=0.4 m4 ，桩顶约束为固接约束 故Vx=0940 ，0a=612 mm ，取0a=6 mm 则Rha=（6.6210-4）33.2610130.9406=60.37 KNV1k=52.5 KN1.25Rha=75.46 KNV1k=52.5 KN 相应于荷载效应的基本组合时作用于柱底的荷载设计值为： F= 2828.3 KN M= 515.7 K

11、Nm V= 283.5 KN 扣除承台及其上的填土自重后的桩顶竖向力设计值为 N=Fn=2828.34=707.1 KN Nminmax= N（M+VH）xmaxxl2=707.1（515.7+283.50.9）0740.72 =707.1+275.3 =982.40 KN450.15 KN （2）承台受冲切承载力验算 （a）柱边冲切 Fl20xbc+a0y+0y(hc+a0x)hpfth0 冲切力Fl=F-Ni=2828.3-0=2828.3 KN 受冲切承载力截面高度影响系数hp=1-1-0.92000-800900-800=0.992a0x=a0y=450-200=250 mm0x=0y

12、=a0xh0=0.250.83=0.3010x=0y=0.840x+0.2=0.840.301+0.2=1.677抗冲切力=20xbc+a0y+0y(hc+a0x)hpfth0 =21.6770.4+0.25+1.6770.4+0.250.99214300.83=5133.72 KN Fl=2828.3 KN满足抗冲切要求（b）角桩向上冲切Nl1xC2+a1y2+1yC1+a1x2hpfth0 冲切力 Nl=Nmax=982.4 KN C1=C2=0.6 m ，a1x=a1y=450-200=250 mm1x=1y=a1yh0=0.250.830.3011x=1y=0.561x+0.2=0.5

13、60.301+0.2=1.116抗冲切力=1xC2+a1y2+1yC1+a1x2hpfth0=1.1160.6+0.252+1.1160.6+0.2520.99214300.830=1905.28 KNNl=982.4 KN 满足角桩抗冲切要求 （3）承台受剪切承载力计算 Vhsftb0h0 受剪切承载力截面高度影响系数hs=（800830）14=0.991 对于截面：ax=450-200=250mm ；x=axh0=0.250.83=0.301 剪切系数=1.75x+1.0=1.750.301+1.0=1.345 抗剪切力=hsftb0h0=0.9911.34514302.20.83=348

14、0.43 KN 剪切力V=2 Nmax=2982.4=1856.8 KN 3480.43 KN 满足抗剪要求对于截面：ay=450-200=250mm ；y=ayh0=0.250.83=0.301 剪切系数=1.75y+1.0=1.750.301+1.0=1.345 抗剪切力=hsftb0h0=0.9911.34514302.20.83=3480.43 KN 剪切力V= Nmax+Nmin982.4+431.8=1414.2 KN min=0.15%钢筋间距d0=2200-270-1816-1=137 ，取d0=140mm 满足最小配筋率要求（b）My=Niyi=（982.4+431.8）0.45=635.4 KNm As=My0.9fyh0=636.41060.9300（830-18）=2902.8 mm2 选用13 18 As=3306 mm2 =Asbh=33062200900=0.167%min=0.15% 钢筋间距d0=2200-270-1813-1=170 ，取d0=170mm 满足最小配筋率要求 7、桩身设计 采用d = 400 mm 的灌注桩， 故只需按构