基础工程课程设计桩基础设计计算书.docx

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1、目录场地资料与设计要求2桩身制作3计算单桩承载力4确定桩数量与布桩5下卧层承载力验算7沉降量验算(标准法)9桩根底施工101 .上部结构资料上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30,上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下：竖向力:4500kN,弯距:50kNm,水平力:3OkN拟采用预制桩根底，预制桩截面尺寸为350mm*350mmo2 .建筑物场地资料建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦,建筑物场地位于非地震地区，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

2、混凝土没有腐蚀性。建筑地基的上层分布情况及各上层物理，力学指标见下表：地基各土层物理、力学指标表层编号土层名称层底埋深(m)层厚(m)天然重度(kNm)含水量)孔隙比液限)塑限(%)内聚力内摩擦角压缩模量(MPa)地基承载力(kPa)1杂填土L51.515.52粉质粘土9.88.317.332.00.9034*019*015.020.05.41103粘土21,812.016,233.81.0644.018.013*817.53.21004粉土夹粉质粘土27,15*318.330.00,8833.018.016.922+1IL01485淤泥质粘27.116.945.31.26.04,71.260

3、1、设计柱下独立承台桩根底（含桩长、桩配筋、承台设计、沉降计算，下卧层验算等）;2、绘出施工图（平面图、剖面图、配筋图、施工说明等）。根底工程桩根底设计计算1 .选择桩端持力层、承台埋深.选择桩型由资料给出，拟采用预制桩根底。还根据资料知，建筑物拟建场地位于市区内，为防止对周围产生噪声污染和扰动地层，宜采用静压法沉桩，这样不仅可以不影响周围环境，还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。.确定桩的长度、埋深以及承台埋深依据地基土的分布，第3层是粘土，压缩性较高， 中等，且比拟厚，而第4层是粉土夹粉质粘土，不仅压 低，承载力也高，所以第4层是比拟适合的桩端持力层。 断面进入持力层1.0m （2d）,工程

4、桩入土深度为h, h=l. 5+8. 3+12+1=22.8m.由于第I层厚1. 5m,地下水位离地表2 Jm,为使地 承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土 0.3m,即 深为I, 8mt,桩基的有效桩长即为22.8-1. 8=21m。桩截面尺寸由资料己给出，取350mmX350mm,预制 厂制作，桩分两节，每节长Um,（不包括桩尖长度在内）， 长比有效桩长长1m,是考虑持力层可能有一定起伏及桩 入承台一定长度而留有的余地。34501 MW融标加承载力缩性桩端全下水对 承台埋桩在工 实际桩 需耍嵌桩基以及土层分布示意图如图1。2 .确定单桩竖向承载力标准值按经验参数法确定单桩竖向极限承载力

5、特征值公式为：按照土层物理指标，查桩基标准JGJ94-2023表T和表5.3.5-2估算的极限桩侧，桩端阻力特征值列于下表：极限桩侧、桩端阻力特征值层序经验参数法q(kPa)%*(KP)2粉质粘土473粘土614粉土夹粉质黏土431320单桩竖向承载力极限承载力特征值为：估算的单桩竖向承载力设计值（平安系数K=2）3 .确定桩数和承台底面尺寸1 1）.初步估算桩数，考虑柱子可能偏心受压，取一定的系数，数值为1.1，那么有故取6根。2 2）.初选承台尺寸桩距按标准取，桩距s=3.0%=3.0x0.35=1.05m,承台长边：/=2x（0.45+1.05）=3m，承台短边：=2（0.55+0.7）

6、=2.5/w.在1.中己取承台埋深为1.8，承台高度暂取为=LOm,桩顶伸入承台50，钢筋保护层厚度取70，?，那么承台有效高度为：%=1.00.07=0.93m=930w.桩位平面布置，承台尺寸如图2。4 .单桩承载力验算桩顶荷载计算（取承台及其上土平均重度%=20AN,/）轴心竖向力作用下:MF+Gk4500+20x3-0x2.5x1.8Nk=795kNRa=886kNn6偏心竖向力作用下：单桩水平力承载力计算：Hik=30/6=5vV；Fi=%=4500/6=750；nn因为U=白1/12；即水平荷载和竖向荷载的合力与竖直线的夹角小于5.所以单桩水平承载力满足要求，不需要进一步的验算。5

7、 .软弱下卧层承载力验算1 1）.软弱下卧层经深度z修正后的地基承载力特征值公式：X=&+“尸（。一3）+rldm（一0.5）.由资料查地基根底设计标准GB5007-2002,表，得%=0;为=1,那么2 2）.桩群外围桩边包络线内矩形长、宽分别为：4=2.45，;纥=1.4,，持力层厚度t=53-=4.3n,持力层与软弱下卧层弹性模量之比为M=U=9.2,%12查桩基标准JGJ94-2023表，用内插法求得，桩端持力层压力扩散角J=29.2。作用于软弱下卧层顶面的附加应力为：软弱下卧层顶面土的自重应力为所以有满足要求。6 .桩根底沉降验算由于桩根底的桩中心距小于6d,所以可以采用分层总和法计

8、算最终沉降量。竖向荷载为片=4800块F + Q 基底处压力P=J-=A4500 + 20 X 3. 0 2. 5 X 1. 83x2-5=636优,基底自重应力15.51.5 + 17.30.31.8X 1.8 = 28.4 W基底处的附加应力R=P-rd=636-28. 4-607. 6KPa桩端平面下的土的自重应力%和附加应力j （q = 4a）计算结果如下: .在Z = O时， .在Z = 2wi时， .在Z = 3?时， .在Z=4.3m时， .在Z=5加时， .在Z=Im时，将以上计算结果整理于下表仃%的订算结果Z(m)l(kPd)%a/伏Pa)0172.54L200.25647.

9、62189.14L2L60.124321.23197.44L22.40.073189.14.3208.2L23*440.041106,752131.240.03282.97226.91.25.60.01745.1在Z=7，处，Jc=45.1/226.9=0.1980.2,所以本根底取Z=7机计算沉降量。计算如下表卜算沉降量Z(mm)%aizi(nn/,-a；1zz-lE仆Pn)S=4XEi(aizl-ai.lzi.t)OL2O0.25O2000i.2L60.2006401,240L2IlOOO94*530001.22.40.1657497.195.9IlOOO22.643001.23.440.

10、1324569.172HOOO16.95000L240.1189594.525.4120054.87000L25.60.0916641.246.71200100.8桩根底持力层性能良好，取沉降经验系数材=1.0。短边方向桩数为=2,等效距径比工=0.886班=0.886望空-=2.8,长径比dr6x035%=%35=60,承台长宽比%=12,查查桩基标准JGJ94-2023,附录E得:C0=0.037,C1=1.9,C2=14.64o所以,桩根底最终沉降量S=tS,=1.00.097X289.6=28.2mm200mm,满足要求。7 .桩身结构设计两段桩长各Ilm,采用单点吊立的强度进行桩身配

11、筋设计。吊立位置在距桩顶、桩端平面0.293（人=IIm）=3.22zn,起吊时桩身最大正负弯矩MgX=O0429KM2,其中吊桩动力系数为：K=L3；每延米桩的自重(1.2为恒载分项系数)为:q=O.352X251.2=3.675AN/m。桩身材料采用C30混凝土，取f=1430AP,HRB335级钢筋，取v=300N/W2,桩身尺寸已给出：350”X35()?，钢筋保护层厚度取4274m病)，采用对称配筋，因此整个截面的主筋为414,A=616三2,配筋率p=0.6%=%U)=O.6%。因桩为受压构件，对箍筋配置无350x310严格要求，故取同级钢筋在桩身中点处，最大正负弯矩处配置。桩身强

12、度验算(A+vA,)=1.0(1.014.3350310+310616)=1742.2WVe=886.5WV满足要求。桩身截面配筋图，桩身弯矩图如图5、图6。8承台设计承台混凝土强度等级取C25,取f=1270kP,配置HRB335级钢筋，取力=300Nm*,在3.(2)中己假定，承台底面尺寸为3.0x2.57/n:高为1，其埋深为d=1.8m,钢筋保护层取70，有效高度为4=930。假定柱子尺寸为(4)500(%)500“、(1) .相应于荷载效应根本组合时作用于桩底的荷载设计值为：F=L35FK=1.35x4500=6075KNM=I.35MK=L35x50=67.5KNH=I.35HK=

13、1.35x30=40.5KN(1.35为由永久荷载效应组合控制的分项系数)单桩净反力平均值为：N=上=6075/6=1012.5%V单桩净反力最大值，最小值为：(2) .承台受冲切承载力验算承台结构计算图如图3。 .柱边冲切；冲切力产=F-y.=6075用V受冲切承载力截面高度影响系数瓦.计算冲跨比4与系数力的计算也=里=O07(6075KN,满足要求。 .角桩向上冲切；Cl=0.625m,C2=0.96,a=%1,乙=%,4V=%、.，4,=4)，。瓦&+.)+%+a1,/2)hpfth0=0.642x(0.9+0.1/2)+1.4x(0.625+0.625/2)xO.983xl270x0.

14、93=223L9N*6075KN满足要求。.承台受剪切承载力计算剪跨比与中剪跨比相同。受剪切承载力截面高度影响系数6加计算对I-I斜截面儿=4.=0.672(介于0.3-3之间)剪切系数1.75_1.75儿+1.0-0.672+11.047hsftb0h0=0.963x1.047,1270片2.5x0.93=2977.12%=2满足要求。对II-Il斜截面X1038.2=2076.4V%=%=O.2(O3),取儿尸0.3剪切系数S=-Z-=O-4+L。0.3+1=1.346满足要求。(4),承台受弯承载力计算沿X方向：J=F09*=1661.1l6/(0.9X300930)=450110?01

15、105045066152mn2方向均匀方向均匀.承台局部受压验算因承台混凝土强度等级低于柱的混凝土强度以还需验算柱下承台的局部受压承载力。查混凝土结果设计标准和7.8.2得；柱子截面面积A=O5X0.5=O.25n2司4承觞嬲等级，所局部受压净面积A.=A=0.25/局部受压计算面积44=(3O.5)(3O5)=2.25z混凝上的局部受压强度提高系数, =那么满足要求。9.施工说明（1） .混凝土预制桩的制作 .混凝土预制桩可在施工现场预制，预制场地必须平整、坚实。 .制桩模板宜采用钢模板，模板应具有足够刚度,并应平整，尺寸应准确0 .灌注混凝上预制桩时，宜从桩顶开始灌筑，并应防止另一端的砂浆

16、积聚过多。（2） .混凝土预制桩的起吊、运输和堆放 .混凝上设计强度到达70%及以上方可起吊，到达100%方可运输。 .桩起吊时应采取相应措施，保证平安平稳，保护桩身质量。 .水平运输时，应做到桩身平稳放置，严禁在场地上直接拖拉桩体。 .当桩叠层堆放超过2层时，应采用吊机取桩，严禁拖拉取桩。 .三点支撑自行式打桩机不应拖拉取桩。（3） .混凝土预制桩的接桩 .桩的连接可采用焊接、法兰连接或机械快速连接螺纹式、啮合式）。 .焊接接桩时，下节桩段的桩头宜高出地面0.5m。 .焊接接桩时，下节桩的桩头处宜设导向箍。接桩时上下节桩段应保持顺直，错位偏差不宜大于2mm。接桩就位纠偏时，不得采用大锤横向敲

17、打。 .桩对接前，上下端板外表应采用铁刷子清刷干净，坡口处应刷至露出金属光泽。 .焊接宜在桩四周对称地进行，待上下桩节固定后撤除导向箍再分层施焊：焊接层数不得少于2层，第一层焊完后必须把焊渣清理干净，方可进行第二层（的）施焊，焊缝应连续、饱满。 .焊好后的桩接头应自然冷却前方可继续锤击，自然冷却时间不宜少于8min：严禁采用水冷却或焊好即施打。 .雨天焊接时，应采取可匏的防雨措施。 .焊接接头的质量检查，对于同一工程探伤抽样检验不得少于3个接头。（4） .静压沉桩 .采用静压沉桩时，场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍，且场地应平整。 .静力压桩宜选择液压式和绳索式压桩工艺：宜根据单

18、节桩的长度选用顶压式液压压桩机和抱压式液压压桩机。 .压桩机的每件配重必须用量具核实，并将其质量标记在该件配重的外露外表：液压式压桩机的最大压桩力应取压桩机的机架重量和配重之和乘以0.9。 .当边桩空位不能满足中置式压桩机施压条件时，宜利用压边桩机构或选用前置式液压压桩机进行压桩，但此时应估计最大压桩能力减少造成的膨响。 .压桩过程中应测量桩身的垂直度。当桩身垂直度偏差大于1%的时，应找出原因并设法纠正：当桩尖进入较硬土层后，严禁用移动机架等方法强行纠偏。(5).假设施工中出现技术问题，请施工单位及时与建设单位或设计单位联系。参考文献(11中华人民共和国国家标准，建筑桩根底技术标准(JGJ94-2023)。北京，中国建筑工业出版社，(2)中华人民共和国国家标准。建筑地基根底设计标准(GBSOoo7-2002)北京，中国建筑工业出版社【3】中华人民共和国国家标准。混凝土结构设计标准(GB20010-2002)北京，中国建筑工业出版社【4】莫海鸿杨小平主编根底工程北京，中国建筑工业出版社(51四校合编土力学北京，中国建筑工业出版社