桩基础专业课程设计计算报告书.doc

课程设计(论文)题 目 名 称 桩基本设计 课 程 名 称 土力学 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 城建系 土木房建 指 导 教 师 年 月 日邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业 05土木房建学生姓名学 号题目名称桩基本课程设计设计时间一周课程名称土力学与基本工程课程编号设计地点邵阳学院一、 课程设计（论文）目地基基本设计目是依照上部构造使用功能和构造形式在拟定场地条件下选取适本地基基本方案并拟定其技术细节，使设计地基基本在预定有效期限内和规定使用条件下可以安全正常地工作，在此基本上满足减少造价和保护环境规定。基本工程是土木工程专业学科基本课，在土木工程学科知识体系中占据了重要地位。课程设计对理解和掌握工程基本原理具备十分重要作用，也是同窗们由理论学习通往工程实践一座桥梁。因而，通过本次课程设计，同窗们可以更好地理解和巩固学习到各种理论和办法，故意识地培养自己工程意识和解决实际工程问题能力。二、 已知技术参数和条件1、上部构造资料某教学实验楼，上部构造为7层框架，其框架主梁、次梁均为现浇整体式，混凝土强度级别C30。底层层高3.4m（局部10m，内有10t桥式吊车，别的层高3.3m，底层柱网平面布置及柱底荷载如图2所示。2、建筑物场地资料（1）拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦，建筑物平面位置如图1所示图1建筑物平面位置示意图（2）建筑场地位于非地震区，不考虑地震影响。场地地下水类型为潜水，地下水位离地表2.1m，依照已有分析资料，该场地地下水对混凝土无腐蚀作用。（3）建筑地基土层分布状况及各土层物理、力学指标见表1。表1 地基各土层物理、力学指标 土层编号土层名称层底埋深（m）层厚（m）天然重度（kN/m）含水量（%）孔隙比液限（%）塑限（%）内聚力(kPa)内摩擦角(o)压缩模量(MPa)地基承载力(kPa)1杂填土1.51.515.52灰褐色粉质粘土9.88.317.332.00.9034.019.015.020.05.41103灰褐色泥质粘土21.812.016.233.81.0644.018.013.817.53.21004黄褐色粉土夹粉质粘土27.15.318.330.00.8833.018.016.922.111.01485灰-绿色粉质粘土27.118.925.30.7232.518.833.024.78.2198（4）柱网平面布置及柱底荷载示意图（如图2所示）三、 任务和规定（一）设计任务：1、选取桩型、桩端持力层、层台埋深； 2、拟定单桩承载力原则值；3、拟定桩数、桩位布置，拟定承台底面尺寸；4、拟定复合基桩竖向承载力设计值；5、桩顶作用验算、桩基沉降验算和桩身构造设计计算；6、承台设计；7、绘制桩基施工图（桩平面布置图、承台配筋图、预制钢筋混凝土静压桩截面配筋图）。（二）设计规定1、完毕计算书1份，课程设计计算阐明书规定和撰写规范严格按照“邵阳学院课程设计（论文）管理办法”执行；手绘或CAD绘A1图一张（或折合为A1图）。2、独立完毕，不得抄袭她人设计成果。3、课题选题规定： 分为三大组，每一大组均按学号顺序选取柱号（共46个柱，每人1个柱号），第一大组桩边长取为300mm， 第二大组桩边长取为350mm，第三大组桩边长取为400mm。注：1此表由指引教师填写，经系、教研室审批，指引教师、学生签字后生效；2此表1式3份，学生、指引教师、教研室各1份。图2 底层柱网平面布置及柱底荷载图四、参照资料和既有基本条件（涉及实验室、重要仪器设备等）【1】 中华人民共和国国标. 建筑桩基本技术规范（JGJ9494） .北京：中华人民共和国建筑工业出版社，【2】 中华人民共和国国标.建筑地基基本设计规范（GB50007）.北京：中华人民共和国建筑工业出版社，【3】 中华人民共和国国标. 混凝土构造设计规范（GB0）.北京：中华人民共和国建筑工业出版社，【4】 赵 明 华 主编，徐 学 燕 副主编.基本工程.北京：高等教诲出版社，【5】 陈 希 哲 编著.土力学地基基本.北京：清华大学出版社，【6】 熊 峰，李 章 政，李 碧 雄，贾 正 甫 编著.构造设计原理.北京：科学出版社，内容提纲本设计是某教学实验楼第A号桩设计，不考虑地震影响。桩承台尺寸为2300mm2300mm1000mm，桩采用静压预制桩，桩长22米，分两段，每段长11米。本设计内容涉及到桩承台承载力计算、桩顶作用验算、桩基本沉降验算、桩身构造设计计算、承台设计以及预制桩施工图绘制等。这些内容都是对咱们土力学桩基本设计和钢筋混凝土设计复习和巩固，使咱们对CAD等绘图软件运用更加纯熟，锻炼了咱们独立思考和自主创新能力。本设计为咱们后来从事桩基本施工和设计奠定了基本。核心字：承台 静压预制桩 承载力 沉降目 录1 .设计资料11.1 上部构造资料11.2 建筑物场地资料12 .选取桩型、桩端持力层 、承台埋深22.1 选取桩型22.2 选取桩几何尺寸以及承台埋深23 .拟定单桩极限承载力原则值33.1 拟定单桩极限承载力原则值34 .拟定桩数和承台底面尺寸44.1 A柱桩和承台拟定45 .拟定复合基桩竖向承载力设计值55.1 无桩承台承载力计算（A承台）66 .桩顶作用验算76.1 五桩承台验算（A承台）77 .桩基本沉降验算87.1 A柱沉降验算88 .桩身构造设计计算108.1 桩身构造设计计算109 .承台设计119.1 五桩承台设计（A柱）1110.参照文献141 设计资料1.1 上部构造资料某教学实验楼，上部构造为七层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度级别为C30。底层层高3.4m（局部10m，内有10 t桥式吊车），别的层高3.3m，底层柱网平面布置及柱底荷载见附图。1.2 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，依照已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。建筑地基土层分布状况及各土层物理、力学指标见表1.1。表1.1地基各土层物理、力学指标土层编号土层名称层底埋深（m）层厚（m）天然重度（kN/m）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1.51.515.52灰褐色粉质粘土9.88.317.332.00.9034.019.015.020.05.41103灰褐色泥质粘土21.812.016.233.81.0644.018.013.817.53.21004黄褐色粉土夹粉质粘土27.15.318.330.00.8833.018.016.922.111.01485灰-绿色粉质粘土27.118.925.30.7232.518.833.024.78.21982. 选取桩型、桩端持力层 、承台埋深2.1 选取桩型 由于框架跨度大并且不均匀，柱底荷载大 ，不适当采用浅基本。依照施工场地、地基条件以及场地周边环境条件，选取桩基本。因转孔灌注桩泥水排泄不便，为减少对周边环境污染，采用静压预制桩，这样可以较好保证桩身质量，并在较短施工工期完毕沉桩任务，同步，本地施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供也许性。2.2 选取桩几何尺寸以及承台埋深根据地基土分布，第层是灰褐色粉质粘土，第层是灰色淤泥质粉质粘土，且比较厚，而第层是黄褐色粉土夹粉质粘土，因此第层是较适合桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m（2d），工程桩入土深度为h。故：由于第层厚1.5m，地下水位为离地表2.1m,为了使地下水对承台没有影响，因此选取承台底进入第层土0.6m，即承台埋深为2.1m，桩基得有效桩长即为22.8-2.1=20.7m。桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层3,承台底面下并非欠固结土，新填土等，故承台底面不会与土脱离，因此宜考虑桩群、土、承台互相作用效应，按复合基桩计算竖向承载力设计值。当前，考虑桩基群桩效应有两种办法。地基规范采用等代实体法，桩基规范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竖向承载力设计值5.1五桩承台承载力计算（A承台） 承台净面积：。 承台底地基土极限阻力原则值： 分项系数： 由于桩分布不规则，因此要对桩距径比进行修正，修正如下： 群桩效应系数查表得： 承台底土阻力群桩效应系数： 承台外区净面积： 承台内区净面积：m2 查表 那么，A复合桩基竖向承载力设计值R: 6 .桩顶作用验算6.1五桩承台验算（A承台）（1）荷载取A柱组合：F= 4043kN ，M= 104kNm，Q=56 kN 承台高度设为1m等厚，荷载作用于承台顶面。 本工程安全级别为二级，建筑物重要性系数=1.0.由于柱处在轴线，它是建筑物边柱，因此室内填土比室外高，设为0.3m，即室内高至承台底2.4m，因此承台平均埋深d=1/2(2.1+2.4)=2.25m作用在承台底形心处竖向力有F,G,但是G分项系数取为1.2.作用在承台底形心处弯矩：m桩顶受力计算如下： 满足规定（2）荷载取组合：F=3936kN ，M= 203kNm，Q=81 kN 桩顶受力计算如下： 满足规定7 桩基本沉降验算采用长期效应组合荷载原则值进行桩基本沉降计算。由于桩基本桩中心距不大于6d，因此可以采用分层总和法计算最后沉降量。7.1 -A柱沉降验算 竖向荷载原则值 基底处压力 基底自重压力 基底处附加应力 桩端平面下土自重应力和附加应力（）计算如下：在z=0时： =172.54 在时： 在时在时将以上计算资料整顿于表7.1表7.1计算成果（5-A柱）Z(m)0172.54100.25604.2722189.1411.740.10152208.234.3208.2313.740.030573.7215.72206914.960.0181843.94在z=5.7m处，因此本基本取计算沉降量。计算如表7.2表7.2计算沉降量（-A柱）Z(mm)平均附加应力系0100.25011.740.18675373.5373.51100082.07430013.740.11787506.86133.361100029.79570014.960.09941536.6529.7982006.545故：S=82.07+29.79+6.545=117.915mm桩基本持力层性能良好，去沉降经验系数。短边方向桩数，等效距径比，长径比，承台长宽比，查表得：因此，五桩桩基本最后沉降量= 满足规定8桩身构造设计计算8.1 桩身构造设计计算两端桩长各11m,采用单点吊立强度进行桩身配筋设计。吊立位置在距桩顶、桩端平面0.293L(L=11m)处，起吊时桩身最大正负弯矩，其中K=1.3；。即为每延米桩自重（1.2为恒载分项系数）。桩身长采用混凝土强度C30，级钢筋，因此：桩身截面有效高度桩身受拉主筋选用，因而整个截面主筋用，配筋率为。其她构造规定配筋见施工图。桩身强度 =915.40 故满足规定9 承台设计承台混凝土强度级别采用C20,承台是正方形，双向配筋相似。9.1五桩承台设计（-A柱）由于桩受力可知，桩顶最大反力，平均反力,桩顶净反力： 9.11 柱对承台冲切 由图9.1，承台厚度H=1.0m,计算截面处有效高度，承台底保护层厚度取80mm.冲毁比： 当，满足0.21.0=325mm 0.20= 0.20mm且=325mm920mm 故取325mm。即：冲毁比冲切系数A柱截面取，混凝土抗拉强度设计值冲切力设计值 （满足规定）9.12 角桩对承台冲切 由图9.1， 角桩冲毁比， 满足0.21.0，故取0.3533。 角桩冲切系数 满足规定9.13斜截面抗剪验算 计算截面为I-I，截面有效高度，截面计算宽度，混凝土抗压强度，该计算截面最大剪力设计值： 剪跨比 （介于0.31.4之间） 当时，取0.3；当时，取 故取 剪切系数 满足规定9.14受弯计算 承台I-I截面处最大弯矩 二级钢筋,. 选用 整个承台宽度范畴内用钢筋取18根，即（双向布置）9.15承台局部受压验算 A柱截面面积，局部受压净面积，局部受压计算面积 混凝土局部受压强度提高系数 满足条件图9.1五桩承台构造计算图1