桩基础课程设计.docx

温州大学建工学院WENZHOU UNIVERSITY 课程设计题 目： 桩基础设计 课 程： 基础工程 班 级： 07土木本二 指导教师： 余闯 完成日期： 2010.5 一、 总则：1 上部结构资料 某教学实验楼，上部结构为七层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30。底层层高3.4m（局部10m，内有10 t桥式吊车），其余层高3.3m，底层柱网平面布置及柱底荷载见附图。2 建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦，建筑物平面位置见图2-1。 建筑物平面位置示意图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2.1.土层编号土层名称层底埋深（m）层厚(m)(KN/m3 ）ew(%)ILc(kpa) (o)ES(Mpa)fk(kpa)ps(Mpa)1杂填土1.51.518.52粉质粘土7.86.319.30.819260.613811.26.431401.603淤泥质粘土18.310.517.21.34954.61.581232.0700.754粉土夹粉质粘土30.812.519.10.88300.7020.221.310.51603.405粉质粘土很深19.70.72260.4636.526.88.81852.80表2.1.地基各土层物理，力学指标二.桩基础设计：1.选择桩型、桩长、承台埋深根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，选择静压预制桩，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，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。依据地质条件和地基土的分布，第层是淤泥质的粉质粘土，且比较厚，而第层是粉土夹粉质粘土，所以第层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m（2d），预制桩入土深度为，如下图所示。由于第层土厚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，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19.3-2.1=17.2m。考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需要嵌入承台一定长度，取实际桩长为18m。由于经验得当楼层数n10层时,桩边长取400mm400mm。桩基及土层分布示意图2.确定单桩承载力标准值（1）按经验参数法确定单桩竖向承载力极限承载力标准值：查表得： （2）静力触探法估算单桩极限承载力标准值：根据单桥探头静力触探资料Ps按图2-3确定桩侧极限阻力标准 2-3 曲线图 由于除去杂土外,第,层土都是粘土,则采取图2.3中的折线oabc来确定桩侧极限阻力的标准值：即：时， 时，桩端的竖向极限承载力标准值的计算公式 其中： u桩身截面周长，m。 桩穿过第i层土的厚度。 桩身横截面积，扩底桩为桩底水平投影面积，桩端阻力修正系数，查表2.2。由于桩尖入土深度H=19.3m(15H30),查表2.2，由线性插值法求得修正系数=0.79 表2.2 桩端阻力修正系数值桩入土深度（m）H1515H30303，所以应考虑群桩效应和承台效应确定桩基竖向承载力设计值R。由，查表得，因此 ， ，查表得分项系数，所以桩基竖向承载力设计值为(2). 第26号柱子（4桩）承载力设计值计算由于n3，所以应考虑群桩效应和承台效应确定桩基竖向承载力设计值R。由，查表得，因此 ， ，查表得分项系数，所以桩基竖向承载力设计值为 (3). 第10号柱子（8桩）承载力设计值计算由于n3，所以应考虑群桩效应和承台效应确定桩基竖向承载力设计值R。由，查表得，因此 ， ，查表得分项系数，所以桩基竖向承载力设计值为5.桩顶荷载效应验算(1). 第28，38号柱子（15桩）承载力验算a.按最大轴力组合的荷载设计值计算：F=N=5409+3678=9087KN，M=125+2=127KN.m，Q=49+16=65KN。 该建筑物桩基安全等级为二级，建筑物的重要性系数=1.0. 由于两柱共用一个承台，考虑柱顶轴力偏心，则作用在承台底形心处的弯矩：由于且所以满足要求。b.按最大弯矩组合的荷载设计值计算：F=5257+3293=8550KN，M=430KN.m，Q=158KN。该建筑物桩基安全等级为二级，建筑物的重要性系数=1.0. 由于两柱共用一个承台，考虑柱顶轴力偏心，则作用在承台底形心处的弯矩： 由于且所以满足要求。(2). 第26号柱子（4桩）承载力验算a.按最大轴力组合的荷载设计值计算：F =2072KN，M=290KN.m，Q=76KN。该建筑物桩基安全等级为二级，建筑物的重要性系数=1.0. 作用在承台底形心处的弯矩由于且所以满足要求。b.按最大弯矩组合的荷载设计值计算：F =1534KN，M=317KN.m，Q=68KN。该建筑物桩基安全等级为二级，建筑物的重要性系数=1.0. 作用在承台底形心处的弯矩由于且所以满足要求。(3). 第10号柱子（8桩）承载力验算a.按最大轴力组合的荷载设计值计算：F =4068KN，M=104KN.m，Q=56KN。该建筑物桩基安全等级为二级，建筑物的重要性系数=1.0. 作用在承台底形心处的弯矩由于且所以满足要求。b.按最大弯矩组合的荷载设计值计算：F =3994KN，M=209KN.m，Q=82KN。该建筑物桩基安全等级为二级，建筑物的重要性系数=1.0. 作用在承台底形心处的弯矩由于且所以满足要求。6.桩基础沉降计算 选择第26号柱子（4桩）用分层总和法进行沉降计算，F =2072KN， 基底处压力 基底处的附加应力 ，所以取地基分层厚度为0.9m。桩端平面下的土的自重应力和附加应力（）计算如下：(1)当z=0时： (2)当z=0.9m时： (3)当z=1.8m时： (4)当z=2.7m时： (5)当z=3.6m时： (6)当z=4.5m时： (7)当z=5.4m时： (8)当z=6.3m时： (9)当z=7.2m时： (10)当z=8.1m时： (11)当z=9m时： (12)当z=9.9m时： (13)当z=10.8m时： (14)当z=11.5m时： (15)当z=12.4m时： (16)当z=13.3m时： (17)当z=15.1m时： 矩形布桩时的短边布桩数，长径比，承台的长宽比，查表：三.桩身结构设计计算 四.承台设计计算（1）第26号柱子（4桩）承台设计计算承台底钢筋混凝土保护层厚度取100mm，混凝土强度等级为C20，采用HPB335级钢筋。各桩净反力为：a桩：b桩：（1）承台受弯计算：配筋结果：沿承台长边方向按截面配筋沿承台短边方向按截面配筋（2）柱对承台冲切计算：计算截面处的有效高度， 冲垮比冲切系数柱截面取，混凝土的抗拉强度设计值所以满足要求。（3）角桩对承台冲切计算：（4）承台受剪计算：，由于对称所以只用计算一个截面截面：，取; 所以满足要求。（5）局部受压计算：（2）第10号柱子（8桩）承台设计计算承台底钢筋混凝土保护层厚度取100mm，混凝土强度等级为C20，采用HPB335级钢筋。各桩净反力为：a桩：b桩：c桩：d桩：（1）承台受弯计算： 配筋结果：沿承台长边方向按截面配筋沿承台短边方向按截面配筋（2）柱对承台冲切计算：计算截面处的有效高度， 冲垮比冲切系数柱截面取，混凝土的抗拉强度设计值所以满足要求。（3）角桩对承台冲切计算：（4）承台受剪计算：，截面：，取; 所以满足要求。截面：，取; 所以满足要求。（5）局部受压计算：（3）第28、38号柱子（15桩）承台设计计算承台底钢筋混凝土保护层厚度取100mm，混凝土强度等级为C20，采用HPB335级钢筋。各桩净反力为：a桩：b桩：c桩：d桩：e桩：（1）承台受弯计算： 配筋结果：沿承台长边方向按截面配筋沿承台短边方向按截面配筋（2）柱对承台冲切计算：计算截面处的有效高度， 冲垮比，冲切系数 柱截面取，混凝土的抗拉强度设计值所以满足要求。（3）角桩对承台冲切计算：（4）承台受剪计算：，截面：， ; 所以满足要求。截面：， ; 所以满足要求。（5）局部受压计算：