基础工程课程设计计算书(桩基模板).doc

 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 ……………………………………………………………………1
3、岩土设计技术参数 ……………………………………… ………………………1
4、水文地质条件 ……………………………………………………………………1
5、工程地质条件 ……………………………………………………………………1
6、场地条件 …………………………………………………………………………1
7、上部结构作用 ……………………………………………………………………2
8、材料及施工 ………………………………………………………………………2
二、设计内容……………………………………………………………………………3
1、确定桩的选型及直径 ……………………………………………………………3
2、材料强度等级 ……………………………………………………………………3
3、桩长 ………………………………………………………………………………3
4、单桩承载力 ………………………………………………………………………3
5、确定桩的根数、布桩及承台尺寸 ………………………………………………3
6、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………………………………………………………8
7、桩身设计 …………………………………………………………………………9

一、设计条件
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=100kPa
k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qsk
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qpk
j
素填土
28
－
m
粉质黏土
68
850
k
淤泥质土
24
－
n
粗砂
84
2700
l
粉砂
55
－

4.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500mm×500mm，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VK均为横向方向。
表2  ①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
1
1571
2095
1676
262
382
367
157
210
189
2
1624
2200
1781
283
403
388
168
220
194
3
1729
2305
1886
304
424
409
178
230
199
4
1781
2410
1990
325
445
430
189
241
204
5
1833
2514
2095
346
466
450
199
251
210
6
1886
2619
2200
367
487
471
210
262
220
7
1938
2671
2305
388
508
492
220
272
230
8
2148
2682
2410
409
529
513
230
283
241
注：②轴柱底荷载效应标准组合值=①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 KN·m Vk=210 KN
柱底荷载基本组合=柱底荷载标准组合×1.35
8.材料及施工
混凝土强度等级为C25～C30，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 mm
2、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①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④号土层 3m＞2d=2×0.4=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②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=
=1074.2 KN
单桩竖向承载力特征值 KN
5、确定桩的根数、布桩及承台尺寸
（1）

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 取s=1400mm
n=4，故承台初选为正方形承台，承台的边长 a = 1.4+2×0.4 = 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
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
桩顶平均竖向力

= 563.07 KN

满足抗震条件下的要求

满足抗震条件下的要求

图2 桩基础承台

单桩水平力

估算单桩水平承载力特征值

灌注桩桩顶位于淤泥层，则
圆形截面桩d=0.4 m<1 m

桩的换算埋深 ，桩顶约束为固接约束
故

则

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 KN·m 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

（2）承台受冲切承载力验算
（a）柱边冲切

冲切力

受冲切承载力截面高度影响系数

抗冲切力

满足抗冲切要求
（b）角桩向上冲切

冲切力

抗冲切力=

满足角桩抗冲切要求
（3）承台受剪切承载力计算

受剪切承载力截面高度影响系数

对于Ⅰ—Ⅰ截面：

剪切系数

抗剪切力=
剪切力

满足抗剪要求
对于Ⅱ—Ⅱ截面：

剪切系数

抗剪切力=
剪切力

满足抗剪要求
（4）承台受弯承载力计算
（a）

选用16 18

钢筋间距

满足最小配筋率要求
（b）

选用13 18

钢筋间距

满足最小配筋率要求

7、桩身设计
采用d = 400 mm 的灌注桩， 故只需按构造配筋
当桩身直径为3002000mm时 ，正截面配筋率可取0.65%0.2% （小桩取高值）；
箍筋采用普通圆形箍筋，桩顶以下5d范围内的箍筋加密，间距不应大于100mm；
桩顶嵌入承台内的长度不应小于50 mm，
故该桩配筋率 （主筋采用HRB335级钢筋）；
则：

选用8 12 ，则
箍筋采用 8@200，加密区取 8@100
加密区长度=5d=2000 mm。