《基础工程课程设计(灌注桩).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基础工程课程设计(灌注桩).docx（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、基础工程课程设计计算书班级：土木 3114姓名：吴俊林学号：1111421205指导老师：龚成中日期：2014 年 6 月归口单位：建 筑 工 程 学 院一、设计题目本次课程设计的题目：灌注桩粧基设计。二、设计荷载柱底荷载效应标准组合值和柱底荷载效应基本组合值分别如表 4.1、表 4.2 所示。表 4.1FK(kNm)MK(kNm)VK(kNm)题号 轴 轴 C 轴 A 轴 B 轴
2、60;C 轴 A 轴 B 轴 C 轴1234567891012561350165018752040231025682670292031301765190020502160228026903225355038603970156416401810208024602970317034103720395017218519120524227529329930432316939219720422323124826428530219720320821322123824725628131612312613213914516517418319
3、2211130135141149158162179190202223112114120134148153165170191230题号 轴表 4.2FK(kN) MK(kN) VK(kN) 轴 C 轴 A 轴 B&
4、#160;轴 C 轴 A 轴 B 轴 C 轴1234567891015801840213023202650291032303360368039702630280030803310356037904180442046905070191022002490278031203430375040104230452019820521021525328630333237139320521021121422825128431532635424124322323824426627426930132515015416418119320
5、4212225233242140145155166175188197224230236138140150174186196208216228238(1) 题号：5 号(2)柱底荷载效应标准组合值如下。A轴荷载： Fk =2040kN；Mk =242kN·m；Vk145kN。B轴荷载： Fk =2280kN；Mk =223kN·m；Vk158kN。C轴荷载： Fk =2460kN；Mk =221kN·m；Vk =148kN。（3）柱底荷载效应基本组
6、合值如下。A 轴荷载：F2650kN；M253kN·m； V193kN。B 轴荷载：F3560kN；M228kN·m； V175kN。C 轴荷载：F3120kN；M244kN·m； V=186kN。1设计 A 轴柱下桩基，B、C 轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数。三、 地层条件及其参数地层条件及其参数详见桩基础课程设计任务书。四、预制桩基设计建筑物基础设计方案采用混凝土灌注桩，具体设计方案如下：室外地坪标高为-045m，自然地面标高同室外地坪标高。查表，该建筑桩基属丙
7、级建筑桩基，拟采用截面为400mm的沉管灌注桩，以号土层粉沙土为持力层，桩尖伸人持力层0.6m（对于沙土不小于1.5d600mm），设计桩长15.0m，初步设计承台高07m，承台底面埋置深度-1.60m，桩顶伸人承台50mm。(一)、单桩承载力计算根据以上设计，桩顶标高为-1.6m，桩底标高为-16.6m，桩长为15.0m。1.单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值按下式计算：Q = Q + Q= uulskpkpå q l + A qsik i ppk由
8、于Qsk = 3.14 ´ 400 ´ (0.35 ´ 22 + 3.3 ´ 28 + 6.6 ´ 45 + 4.2 ´ 60 + 0.6 ´ 75)1Qpk = ×3.14× 0.42 × 2400
9、;= 301kN4Quk =301+10221173kN2.基桩竖向承载力设计值计算承台底部地基土为较松软的填土，压缩性大，因此本工程不考虑承台土效应，即取c=0,则有:R = R =AQ 1173uk = = 586.5kNK 2 A根据上部荷载初步估计桩数为:n = FkRa=2040586.5= 3.74C则
10、设计桩数为 4 根。A承台-2平面图(二) 、桩基的验算根据建筑桩基技术规范（JGJ 942008），当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应的标准组合值。由于桩基所处场地的抗震设防烈度为7度，且场地内无可液化砂土、粉土问题，因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。下面进行桩基竖向承载力的验算。2根据桩数设计矩形承台，边长为2.2m*2.2m，方形布桩，桩中心距取1.4m，桩心距承台边缘均为400mm见图（1）承台及其上填土的总重为:G = 2.2 ´ 2.2 ´ 1.6
11、 ´ 20 = 154.88kNk计算时取荷载的标准组合，则N = F + Gk =n 4kk2040 + 154.88= 548.72<R(=586.5kN)å yå yNNk maxk min= N +k=
12、0;N -kMymax2Mymax2(145 ´ 0.7 + 242) ´ 0.7= 548.72 + = 548.72 + 122 = 670.72kN4 ´ 0.7 2(145
13、60;´ 0.7 + 242) ´ 0.7= 548.72 - = 548.72 - 122 = 426.72kN4 ´ 0.7 2因此NNk mink min= 737.8k
14、N < 1.2R(= 1.2 × 661.5 = 793.8kN)= 497.16kN > 0满足设计要求，故初步设计是合理的。(三) 、承台设计根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2.2m×2.2m，预估承台厚0.7m（见图2），承台混凝土选用C25，承台钢筋选用HRB400 级钢筋， Ft钢筋选用 HPB335级 F = 300N / mm2y= 1.27&#
15、160;N / mm 2 , F = 11.9 N / mm 2 ；承台c214001400 1400 4001. 承台内力计算承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合设计值，则基桩净反力设计值为C3N¢å y 2i =4+4 ´ 0.7nn
16、 å y 2i =4-4 ´ 0.72m ax =N¢ min =´F M y y 2650 （253 + 193 ´ 0.7） 0.7+2i´F M y y 2650 （253 + 193 ´
17、0;0.7） 0.7-i= 662.5 + 138.61 = 801.11kN= 662.5 - 138.61 = 523.89kNN ¢ =F 2650= = 662.5kNn 42. 承台厚度及受冲切承载力验算为防止承台产生冲切破坏，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚0.7m，承台底保护层厚50mm，则h 7000-60640mm。
18、分别对柱边冲切和角桩冲切进行计算，以验算承台厚度的合理性。由于基桩为圆形桩，计算时应将截面换算成方桩，则换算方桩截面宽度为b = 0.8d = 0.8 ´ 400 = 320mmp（1）柱对承台冲切。承台受桩冲切的承载力应满足下式：F £ 2 b (bl0 xc+ a0 y)+ boy( hc + a ) b0 xhpf ht0由于 Fl
19、= F - N = 2560 - 0 = 2560kN ，则冲跨比为il= l=0x0yaox =h00.340.7= 0.531(在0.25 1.0之间)冲切系数为b= b= 0.84l + 0.2 0.531 + 0.20.84= 1.1490x0y0 xF = 2650 &
20、#163; 2 b 0 x ( bc + a 0 y ) + b 0 y ( hc + a 0 x ) blhpf ht0= 2 ´ 1.44 ´ (0.4 + 1.04 ) + 0.7 ´ (0.4
21、;´ 0.34 )´ 1 ´ 1430 ´ 0.89= 2764kN故厚度为 0.95m 的承台能够满足柱对承台的冲切要求。（2）角桩冲切验算。承台受角桩冲切的承载力应满足下式：2 ) + b (c1 +N £ b (c +l1x2a1y1ya1x )b2hpf ht 0由于 Fl=
22、 N¢max = 997.43kN ,从角桩内边缘至承台外边缘距离为c1 = c2 = 0.56ma1x = a1y = 0.34mhl = l = a1x =1x1y00.340.7= 0.4864b1x = b1y = 0.56êb1x (c2 +1y ) + b (c&
23、#160; +1x )ú b f h2 2 ûhpt0ë= ê0.962 0.56 + ÷+ 0.467 0.56 + ÷ 1 1270
24、60; 0.890.56= 0.816l1x = 0.20.486 + 0.2aéaù1y1é0.890.34 ùèè22= 1059kN > N = 801.11kNl故厚度为 0.7m 的承台能够满足角桩对承台的剪切要求。（3）承台受剪承载力计算承台剪切破坏发生在柱边与桩边连线所形成的斜截面处，对于 II 截面，l =a0 yh0= 0.
25、34 = 0.531（介于 0.253 之间）0.64剪切系数为：a =受剪切承载力高度影响系数为：1.75 1.75= = 1.143l + 1 0.531 + 1= ççh ÷øèbhpæ 800 ö
26、0.25÷0æ 800 ö0.25=ç ÷è 800 ø= 1V = 2 ´ Nmax = 2 ´ 797.43 = 1594.86kN则 b af bh = 0.974 ´ 0.744 ´ 1430 &#
27、180; 2.2 x0.89 = 2029.0 > Vhpt0故满足抗剪切要求 。（4）承台受弯承载力计算承台计算截面弯矩如下。取 l-l 截面，取基桩净反力最大值 N ¢m ax= 797.43kN 进行计算，则H =950-80=870mm 则M = å N y = 2 ´ 9797.43´1.2
28、= 1913.83kNxiiAsl =Mx= 7964.3mm0.9 f h0y因此，承台长边方向选22 110 ，则钢筋根数为 n=2200/110+1=21,实际钢筋 AS=21×380.1=7982mm2,满足要求。对于-截面，取基底净反力平均值 N ¢ = 836kN 进行计算。此时05M = å N x = 1057.5kN ×
29、;myii0.9 f hA =M ys 2y 0= 4501.9mm 2因此，承台短边选用16170 ， 则 钢 筋 根 数 为 n=3600/170+1=23, 实 配 钢 筋 As=23 ×201.1=4625mm（5）承台构造设计混凝土桩桩顶伸入承台长度 50mm。两承台间设置连系梁，梁顶面标高-0.65m,与承台齐平，梁宽 40
30、0mm,梁内主筋上下共 412 通长配筋，箍筋采用8200。承台底座厚 100mmC10素混凝土垫层，垫层挑出承台边缘 100mm。Iv 桩身结构设计沉管灌注桩选用 C30 混凝土，钢筋选用 HRB400 级，箍筋 HPB300。1. 桩身轴向承载力验算根据建筑桩基础规范（JGJ-2008）第 5.8.2 条的规定，桩顶轴向压力应符合下列规定Nmax£ jy f Ac cpsi =Nnmax&#
31、160;= F + G+M yyå y 2i4230 + 1.2 ´ 211.2 (301 + 228 ´ 0.95) *1.4+6 4 ´1.424n 6=747.
32、24+92.43=839.67=987.64kN计算桩身轴心抗压强度时，一般不考虑压屈影响，故取稳定系数j = 1；对于挤土灌注桩，基 桩施工工艺系数 y = 0.8, C30级混凝土， f = 14.3N / mm 2 , 则ccjy f A = 1´ 0.8 ´14.3 ´14.3 ´106 ´
33、;1 ´ 3.14 ´ 0.4cc=1332.8kN> Nmax（ = 839.67kN）故桩身轴向承载力满足要求。2.桩身水平承载力验算由设计资料得柱底传至承台顶面的水平承载标准值为 214.8kN,每根桩基承受水平荷载为H202H =k = 33.67kNik柱身按构造要求配筋，桩身配 612纵向钢筋，As=678.6mm,则桩身配筋率为6对 C30 级混凝土，有Ec=3.0 ´ 10
34、4 N / mm 2对 HRB400 级钢筋，有Es = 2.0 ´ 105 N / mm 2扣除保护层厚度的桩直径为d = 0.4 - 0.07 = 0.33m0u 取值；由于桩的入土深度h = 17.0m, 桩与承台为固接，ah = 0.953 ´17 = 16.2 >
35、 4,M取ah = 4,由表4 - 1查得u= 0.926。M7´ (1.25 + 22 ´ 0.0054)´ çç1 +0.75 ´ 0.953 ´1.43 ´106 ´ 6.583 ´10 -3
36、0; æ 0.5 ´ 497.16 ´103 ö2 ´1.43´106 ´ 0.13 ÷ø0.926=÷è=30860N=30.9kN>29.8kN故桩身水平承载力满足要求。3.配筋长度设计基桩为端承摩擦型桩，配筋长度应不小于桩长的 2/3(即
37、;2/3 ´ 17=11.3m),同时不宜小于4.0/ a =4.0/0.953=4.20m，则配筋取 12m。钢筋锚承台 35 倍主筋直径，35 ´ 12=420mm。4.箍筋配置采用6200 螺旋式箍筋，由于钢筋笼长度超过 4m，需每隔 2m 设一道12 焊加劲箍筋。V 估算 A、C 轴心柱下桩数1桩数估算设计 A、B 轴线下桩基础的方法与 B 轴线下相同，单桩极
38、限承载力标准值为 1323kN，基桩竖向承载力特征值为 661.5kN。A 轴柱下荷载标准值为 Fk=2920kN、Mk=304kN × m 、Vk=192kN根据 A 轴荷载初步估计 A 轴柱下桩数，即n = F2920k =R661.5= 4.4则 A 轴下设计桩数为 5 根。A 轴柱下荷载标准值为 Fk=3860kN、Mk=285kN × m 、Vk=165kN根据 C 轴荷载初步估计 C 轴柱下桩数，即n = F3860k =R661.5= 5.8则 C 轴下设计桩数为 6 根。8Vi 设计图纸根据以上计算，可以绘制出平面布置图和桩基大样图，施工图详见图 4.20.9