桩基础课程设计报告书.docx

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1、目录1 .设计资料11.1上部结构资料11.2建筑物场地资料12 .选择桩型、桩端持力层、承台埋深12. 1选择桩型12.2选择桩的几何尺寸以及承台埋深23 .确定单桩极限承载力标准值33. 1确定单桩极限承载力标准值34 确定桩数和承台底面尺寸44. 1C柱的桩和承台的确定45 .确定复合基桩竖向承载力设计值55. 1四桩承台承载力计算（一C承台）56 桩顶作用验算66. 1四桩承台验算（一C承台）67 桩基础沉降验算77.1 C柱沉降验算78 .桩身结构设计计算9&1桩身结构设计计算99承台设计109. 1 四桩承台设计（C柱）1010. 参考文献131.设计资料1.1上部结构资料拟建建筑

2、物为六层钢筋混凝土框架结构，室外地坪标髙同自然地面，室外髙差35伽柱截面尺寸均为500/77/7? X 500/77/7?,横向承重,柱网布置如图1.2建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区，地势平坦，建筑物场地位于非地震区，不考虑地震影响。场地地下 水类型为潜水，地下水位离地表2.1米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表表3.1地基岩土物理力学参数土层编号的称 土名孔隙 比W(c性数 t 液指/准入击N 标贯锤数压缩 模量Es(MPa)承载力 特征值fak伙Pd)素填 土5.0淤泥质土1.0462.41.083.869粉砂0.8127

3、.6147.5115粉质 黏土0. 7931.20. 749.2170续表粉砂层0. 583116.8285表3.2 桩的极限侧阻力标准值第和极限端阻力标准值q卅单位:kPa土层编号土的名称侧阻 力端阻力土 层 编 号的称土名侧阻力端阻力Qpk素填土23质土 粉黏61920淤泥质土28粉砂 层732450粉砂462.选择桩型、桩端持力层、承台埋深2.1选择桩型因为框架跨度大而且不均匀，柱底荷载大，不宜采用浅基础。根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，选择桩基础。因转孔灌注桩泥水排泄不便, 为减少对周围环境污染，采用静压预制桩，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,

4、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，第层是灰褐色粉质粘土，第层是灰色淤泥质的粉质粘土，且比较厚, 而第层是黄褐色粉土夹粉质粘土，所以第层是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。故：/? = 1.5 + 8.3 + 12+1 = 22.8/n由于第层厚l5m,地下水位为离地表2. Im,为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台底 进入第层土 0.6m,即承台埋深为2.1m,桩基得有效桩长即为22. 8-2. 1=20. 7m0桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层-

5、xl.l= 3ni xl.l = 34（扌艮）R993.698取n = 4根，桩距Sa 3d=1.05m，桩位平面布置如图4. 1. 1,承台底面尺寸为1.9mxl.9m。图4. 1. 1四桩桩基础5. 确定复合基桩竖向承载力设计值该桩基属于非端承桩，并n3,承台底面下并非欠固结土，新填土等，故承台底面不会于土脱离， 所以宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应，按复合基桩计算竖向承载力设计值。目前，考虑桩基的群桩效应的有两种方法。地基规采用等代实体法，桩基规采用群桩效 应系数法。下面用群桩效应系数法计算复合基桩的竖向承载力设计值5.1四桩承台承载力计算（一C承台）承台净面积：A- =1少-4x0.

6、352 = 3.12m2。承台底地基土极限阻力标准值：=2犬=2x110 = 220KPaQ k = 220x 31 2 = 71.6kNn4Qsk =唱么屛=1469.152ZJVQpk = A =170.450 3分项系数7$ = YP =165,乙.=1-70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:鱼=0.886= 0.8869 = 2.4dy/nbm, Q二20 kN承台髙度设为lm等厚，荷载作用于承台顶面。本工程安全等级为二级，建筑物的重要性系数2o = l. 0.由于柱处于轴线，它是建筑物的边柱，所以室填土比室外高，设为0.3叽 即室髙至承台底2. 4m,所以承台的

7、平均埋深d = 1(2.1 + 2.4) = 2.25m 02作用在承台底形心处的竖向力有F,G,但是G的分项系数取为1.2.F + G = 3121 +1.92x 2.25x20x1.2 = 3121 +194.94 = 3315.94/V作用在承台底形心处的弯矩工M =32 + 20x1 = 52ZJV桩顶受力计算如下:N min =3315.94 52x0.64+ 4x0.62= 850.6523F + G _ 工= 3315.94 _ 52x0.6 n 工()f)44x0.6,= 807.318F + G3315.94 (、“N -=二-828.985/Vn4%)N max = 850

8、.652 kN OYqN = 828 决kN m, Q二62 kNF + G = 3002 +1.92x2.25x20xl.2 = 3002 +194.94 = 3196.94册 =197 + 62x1 = 259R7V桩顶受力计算如下：F + G M X y maxN max =1；n E7)呼1 + 需存99.235+107.91907J5缈N min =匚9 -工Mx 5 = 3196 94 _ 259x0.6 = 799.235 -107.917 = 691.318 n Y(V.2)44x0.62F + G3196.94N =n=- 799.235EN4工3)YqN max = 907

9、.152kN v 1.2/? = 1.2X913.025 二 1095 .63kNYN min 0yN = 799.235 kN山=15.5x1.5 + 17.3x0.6 + (17.3-10)x7.7 + (16.2-10)x12 + (18.3-10)x1 = 172. 54 kPa% = 1,2% = 0, q = 0.25, b_ = 4ap0 = 4 x 0.25 x 676.19 = 676.19k Pa .在z = 2m时：a(= 172.54 + 2 x (18.3 -10) = 189. 4kPa% = 1,2% = % 9 = 2.1, a = 0.0785,6 =蚀 =4

10、x 0.0785x 676.19 = 212.324k Pa .在z = 4.3/n时a =工为/ = 172.54 + 4.3 x (18.3 -10) = 208.23/% = 1,2% = 8.% 9 = 4.526, a = 0.021 & b： = 4 砂 = 4 x 0.0218 x 676.19 = 58.96RP .在z = 5.7ni时a= 208.23 + (5.7 - 4.3) x (18.9 -10) = 220.69kPa% = 1,2% = 11.% 9 = 6.0, a = 0.013, b； = 40 =4x0.013x 676.19 = 35.162k Pa将

11、以上计算资料整理于表7.1.1表7.1.1b的计算结果（C柱）Z(m)叭(kPa)%2%a7, (kPa)0172. 54100. 25676. 192189. 1412. 10. 0785212. 3244.3208. 2314.50. 02185& 965. 7220. 6916. 00.01335. 162在z=5. 7m处，% =35.16%2069 = 016 274沪）,因此整个截面的主筋胃4盘14,人=615/ ,配筋率为 P = 35（；： 1（）= 0以6%Qmm = 0.4%。其他构造要求配筋见施工图。桩 身强度 （$/ + /vAx） = 1.0x（1.0x 14.3 x

12、 350 x 310 + 300 x 615） = 1736.05kN R =913. 025 kN 故满足要求9. 承台设计承台混凝土强度等级采用C20,承台是正方形，双向配筋相同。9.1四桩承台设计（C柱）由于桩的受力可知，桩顶最大反力Nmax = 907.152kN,平均反力N = 828.985kN,桩顶净反力：G194 94N.=- = 907.152 = 858.417kNn4N j=N一一 = = = 78025RN（1）柱对承台的冲切ox由图9.1.1 , % = aox = 25mnr ,承台厚度H二1. 0叫计算截面处的有效高度几=1000 - 80 = 920劝,承台底保

13、护层厚度取80mm.冲垮比瓷二盟4当a0 几时，取气=%, 2满足0. 21.0v = 125mm =2340.75ZJV角桩对承台的冲切由图 9.1.1, =ciiy =?5mm,c =c2 = 525nmia 25角桩冲垮比 Ax = A.V = = 04, /l 满足 0. 21.0,故取 2=0.2。0 480 48角桩的冲切系数 f厂时r 聞r】.2l.v（2 + 牛）+ 內，（5 + 牛）力0= 2x1.2x(0.525 +学)xHOOx。.92(3)=1487 .MkN r0Njmax斜截面抗剪验算858 .417RV满足要求计算截面为I-b截面有效高度/2（） = 0.92/n

14、 ,截面的计算宽度仇=19_ 混凝土的抗压强度= 9.6MHz =9600kHz,该计算截面的最大剪力设计值：V =2AA/ma =2x858 .417 =1716 .834J Ill 1 Xax = ax = 125 mm剪跨比苗125920= 0.14当 23.0时，取2 = 3.0由于2 = 0.19,故取2 = 0.3 0.12剪切系数0,120.3+ 0.3= 0.2卩厂叭=0.2 x 9600 x1.9 x 0.92 = 3356 6kN /()V = 1619 3(AkN满足要求(4)受弯计算一0.35承台 IT 截面处最大弯矩M =2NjmaxA = 1716.834x(0.1

15、25 + y-) = 515.05kN.？U 级钢筋 fy = 3OON/mm2, fc = 9.6MPa .A =丄=5.05X “073.47,肺0.9/血0.9x300x920选用 15014, As = 2307mm2 2073.47m/T?2整个承台宽度围用钢筋取15根，即15014 （双向布置）（5）承台局部受压验算C 柱截面面积 A = 0 6X 0.6 = 0.36/7?2,局部受压净面积4” = Ar = 0.36m2 ,局部受压计算面积A”念=(3 X 0.6) X (3x0.6) = 3.24/?2混凝土的局部受压强度提高系数0，0 =1.35/31, =1.35x3x9

16、600 x0.25 = 9720 kNFc = 3212 kN满足条件5255 I2-LA0LA、OO9ML图9.1.1四桩承台结构计算图10、参考文献1 中华人民国国家标准建筑桩基础技术规(JGJ9494)，中国建筑工业，2002【2】中华人民国国家标准建筑地基基础设计规(GB500072002)，中国建筑工业，20023中华人民国国家标准混凝土结构设计规(GB200102002)，中国建筑工业，20021 T星编著桩基础课程设计指导与设计实例：大学建筑与环境学院，20065 王广月，王盛桂，付志前编著地基基础工程：中国水利水电，20016 明华主编，徐学燕副主编基础工程：高等教育，2003

17、7 希哲编著土力学地基基础：清华大学，20048 熊峰,章政，碧雄，贾正甫编著结构设计原理七科学，2002一：桩基类型和桩尺寸的选择并确定桩端持力层和承台埋深桩型采用预制方桩，拟尺寸为300mmX300mm方桩。由于地面以下很大深度没有基岩（d20m） 所以采用摩擦桩，选第层硬塑-可塑的粉质黏土作为持力层，承台埋深为1.9%假设承台底 面以下的柱长为4叫只穿越第层土层。X： 确定单桩竖向极限承载力标准值乩由表5-6查得桩的极限 阻力标志值gk为粘性土： I产0.412 因为 d=l. 9+2=3. 95. 0m所以的修正系数为0.8,所以 q总二 66 + 4H（）m（82 一 x 0.8 =

18、 61/_0.5 0.25_桩的入土深度：h=l. 9+4=5. 9m9m粘性土： I产0.412, h=5. 9m,查表得 qplt=1600kPa故单桩竖向极限承载力标准值为：Q咸=Q.k + 0咸=“工如-h + q”外=2X （0. 3+0. 3） X61X4+1600X0. 3X0. 3=292. 8+144=436. 8kN三：初步估算所需桩数n在估算桩数时，首先需计算单桩竖向承载力设计值R由于桩的布置和桩数未知，先不考虑承台效应和群桩效应。从表 5-19 查得，= yp = 1.65 , Yc = 1.70儿 /P 1651.65确定桩数时，由于承台尺寸还未确定，可先根据单桩承载

19、力设计值R和上部结构物荷载初步估 算确定中心荷载时，估算桩数八=匚U=ll, F=846. 02kN取n=4,即采用4根桩。四：进行桩位布置和确定承台尺寸(1)桩在平面上采用行列式布置，由于预制桩根数9,所以S$3d二0.9叭在X方向取桩间距SFl.lm,因为承台边缘至边桩中心的距离不应小于桩的边长，即承台 b=l. 1+2X0. 3=1. 7m在 y 方向取桩间距 Sy=3d=3X0. 3=0. 9m,即承台 by=0. 9+2X0. 3=1. 5m平面布置如下：图3-1承台平面图(2) 承台埋深1. 9m,承台髙0. 7叫 桩顶伸入承台50mm,钢筋保护层取35mm,则承台有效髙度h。=0

20、. 7-0. 050-0. 035=0. 615m=615mm承台平面布置如下：五：计算考虑群桩效应下的基桩竖向承载力设计值R并验算桩数是否合适 q aR = HsQsk / 儿 + HpQpt /rP + HcQck /人,其中 Qck =亠丄 (1)求系数、和卜”75,几 _(1.1 + 0.9)/2_3 3d 0.3以也= 3.3和鼻= 0.375,按桩为粘性土、从表5-20得乙=0.83 ,久=1.591dI(2)求系数臥，乙按5-70计算，首先求出承台区、外区的净面积A；、A；和承台底地基土净面积=1.7xl.5-4xO.3xO.3 = 2.19w2A； =1.4xl.2-4x0.3

21、x0.3 = 1.32w2A： = 2.19-1.32 = 0.87w2查表 5-21 得，=0.159t = 0.666得“涪吕+。.666*黑“36(3) 求 Ro先基桩的承台底地基t,极限抗力标准值Q“经深度修正,d=l. 9+1/2*!. 5=2. 65m；因为b=l. 5m3. Om,所以不需进行宽度修正。= S.25kN/m31.6x17+ (265 l75)x2032.65-0.15qck = fak +/w (J-0.5)=200+1. 6*18. 25*(2. 65-0. 15-0. 5)=258. 4kPaAe = 2.19/7/2 ,n=4n25&4x2.194= 141

22、47kN从表 5-19 查得，ys= /p=.65 , /c. =1.70 且。律=14147RN得基桩竖向承载力设计值R：R二几QJ人+也儿+讪二 0.83x 竺+1.591X 出+0.36X”1巴二 316.10RN1.651.651.75(4) 验算考虑承台和群桩效应下的桩数承台及其 G=l. 2*1. 7*1. 5*1. 9*20=116. 28kN846,02 + 116.28316.10= 3.04 根说明取n二4根可以满足要求 六：桩顶荷载设计值计算竖向力：F+G二962. 30KN ；承台高0. 7m ,则承台底所受的弯矩(绕y轴)M、=/n + /7x(1.9-0.075)-

23、F2 x(045 +0.7/2)= 280+50x1.825 一 196.02 x0.495 = 274.22KN m则桩顶平均竖向力设计值为N = 962 30 = 240.58jt7VR = 316AOkNn4= 240.58-= 11594KN274,22 x,0552 x 0.55 x 0.55 + 2 x (-0.55) x (-0.55)七：基桩竖向抗压承载力验算基础是偏心受压：“）N = 1.0 * 240.58 = 240.58KN v R = 316.10KN心血和= 1.0* 365.23 v 1.2R = 1.2 * 316.10 = 379.32KN 两项验算均满足要求

24、。A：水平承载力验算水平力H二50kN,水平力和竖向力的合力与铅垂线的夹角e = arctg = 3.3 5, 846.02故可以不验算基桩的水平承载力。九：承台抗冲切验算（1）柱对承台的冲切验算在x方向 = 50劝，在y方向a（）= 100劝50+1002=75mmaQ = 15mm 儿巧=650kN满足要求(2)角柱对承台的冲切验算：应验算受桩顶荷载最大的角柱对承台的冲切aXx = 50nun,a=100“ 2lr = ax /j0 = 50/615 0.2,2av = ay /h() = 100/615 y() N “ = 1.0x S4-()2 +124.65= 336.1 MN满足要

25、求十：承台受剪切承载力计算最危险截面为A-A截面，因其右侧的两桩承受的荷载最大，且纵向两桩间的距离比横向要大, 见平面图，可知y. =005心“ =0.65/?2 =- = 0.05/0.615 0.3, 2儿 Amax = 672.32KN所以满足要求。十一：承台受弯承载力计算(1) 计算柱边截面的弯矩II-II载面，My =N內=2x336.16x0.2 = 134.4弘NamI - I 载面，Mx =工“=336.16x0.25 + (846.02/4-124.65)x0.25 = 105.75kN-m(2) 配筋计算(采用 HPB235 钢筋，fy = 210N/WW2 =9.6N/沪

26、)a ：沿x方向配筋：按混规进行配筋，心V = 615得匕=1344600001.0x9.6xl500x6152=0.024691 + 71-2x0.024692=0.987歹=1 一 J1 一 2 x 0.02469 = 0.025 &_134460000府人人叽 210x0.987x615选用1012160, As = 1131/7?/?2沿平行于x轴方向均匀布置。b：沿y方向配筋：由于沿短边方向的钢筋通常置于长边钢筋之上，并假设采用直径为10mm的钢 筋，故心丫 =70085 14/2 10/2 = 603仪=1700劝M龙ahbjh.1057500001.0 x 9.6x1700 x

27、6032= 0.017821 + 71-2x0.01782 儿= 0.991歹=1一 Jl 2x0.01782 = 0.01798V 冬=105750000 詡 3加210x0.991x603选用11 b 10160, As = 863.5/?z/?72沿平行于y轴方向均匀布置。致在经历两个多星期的课程设计过程后，首先我要非常感保存老师在这学期里对我们的谆谆教诲，他工作勤恳 踏实，讲课认真严谨在她身上我不仅学到了很多专业知识还学到了很多人生道理.在他孜孜不倦的讲解下我掌握 了许多有关知识，如：桩基础的选泽，桩基础设计，柱基础设计，确定地基承载力等等，这些知识都将使我终身受益. 在她的教导下，我

28、认真学习了有关基础工程设计的许多知识，我感觉到自己的专业知识提高了很多，这不得不使我 感激保存老师，是她给与我.了这一生宝贵的财富.在这次课程设计当中，保存老师对我的帮助和指导是极大的他的每次指导都让我感到耳目一新，可以说没有 老师就不会有我这次完美的设计，虽然我.的设计当中还存在着一些弊端，但我相信，在老师的帮助和自己的努力下 我会不断的进步.最后，让我在此再一次由衷地感保存老师。参考文献1岩土工程勘察规(GB50021-2001).:中国建筑工业，20022 建筑地基基础设计规(GB50007-2002).:中国建筑工业，20023 建筑桩基技术规(JGJ94-94):中国建筑工业，19954 建筑抗震设计规(GB50011-2001).:中国建筑工业，20015 建筑地基处理技术规(JGJ79-2002):中国建筑工业，20026 基础工程，华南理工大学、大学、大学等编，中国建筑工业，2008年9月第二版7 基础工程，周景星等编，清华大学，1996年9月8 地基及基础工程，顾晓曾编，中国建筑工业，2003年9 基础工程学，仲颐.叶书麟，中国建筑工业，1990