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1、百度文库让每个人平等地捉升口我目录1.设计资料2上部结构资料2建筑物场地资料22选择桩型、桩端持力层、承台埋深33 确定单桩承载力特征值44确定桩数、桩位布置、拟定承台底面尺寸55 确定复合基桩竖向承载力设计值56桩顶作用验算67 桩基承降验算7计算自重应力和附加应力7计算各分层的沉降量8&桩身结构设计计算9桩身强度验算9桩身结构设计99 承台设计10桩承台抗弯验算10承台抗冲切验算11承台抗剪切验算13承台局部受压承载力验算1310参考资料和现有根底条件包括实验室、主要仪器设备等-15百度文库让每个人平等地捉升口我1.设计资料上部结构资料某教学实验楼,上部结构为7层框架,其框架主梁、次梁均为
2、现浇整体式, 混凝土强度等级C30.底层层高3.4m (局部10m,内有10t桥式吊车,其余层高 3.3m,底层柱网平面布置及柱底荷载如图2所示.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56週略单位：m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. Im,根据已有分析资料,该场 地地下水对混凝土无腐蚀作用.(3) 建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1.表1地基各土层物理、力学指标土层编7IHJ号土层名称层底埋深(m)层厚(m)天然重度(kN/m)预应力管桩承载力特征值钻孔灌注
3、桩承载力特征值圧缩 模量 (MPa)地基承载力(kPa)q 止(kPa)缶(kPa)q 止(kPa)S(kPa)1杂填土2灰褐色粉质粘土13121103灰褐色淤泥质粘土87504黄褐色粉土夹 粉质粘 土301100246001485灰-绿 色粉质 粘土3525003220001982选择桩型、桩端持力层 承台埋深根据施工场地、地基条件以及场地周圉环境条件,选择桩根底.采用预应力高强混凝土薄壁管桩,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.桩截面尺寸选用：PHC桩,D=100mm ,壁厚t=95mm.混凝土强度C60.考虑承台埋深2. Im,以4层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层,
4、桩端进入持 力层深度3倍桩径即12叫 桩顶嵌入承台0. 2mo这时桩端一下持力层厚度大于 4倍桩径,满足要求.工程桩入土深度h二+12+二22. 9m,桩分两节,上下段长均 为11叫实际桩长比有效桩长lm,这是考虑持力层的起伏和桩嵌入承台等留有余 地.桩基及土层分布示意如图3确定单桩承载力特征值初步设计时,单桩竖向承载力特征值估算Rd =qp“Ap +Upq$J= 1100 x34x02 +3.14x0.4x(13x7.7 + 8x12 + 30x1.2)= 138.16 + 291.52 = 429.68丸桩身的横截面面积,人_3.14x0.52 _Q 1%32 p 44u 桩身周长,u =
5、 Tzf) = 3.14x0.5 = 1.57m； ppqra -桩端土的承载力标准值,查表1可得；qM 桩周土的摩擦力标准值,查表1可得；I 一按土层划分的各段桩长.作施工图设计时,根据单桩竖向静荷载试验,得到单桩竖向承载力特征值Ra =450 kN(I5百度文库让每个人平等地捉升口我4确定桩数.桩位布置.拟定承台底面尺寸先不计承台及承台上覆土重及偏心荷载估算桩的数量n = 3.2取桩数 n=4 根心 450为进一步减轻挤土效应,软土中桩距取4倍径,即1.6m,桩的布置如图,承台尺寸2/nx2/77x1.0/n,满足构造要求.承台及上覆重度取20EN/肿,那么Gk =20 x 2 x 2 x
6、 2.1 = 168 kN现在按偏心受荷,验算桩数9nFk +Gk1460+1681.2x450-80x0.64x0.62= 3.2取n=4是合理的5确定复合基桩竖向承载力设计值该桩属于非端承桩,并n3,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,所以宜考虑桩群土承台的相互作用效应,按复合基桩计算竖 向承载力设计值承台净面积=22 -4x3.14x0.22 =3.5m2承台底地基土极限阻力标准值=2=2x110 = 220由于 Qllk = KRa (K=2)Qpk =2x138.16 = 276.32kN Qxk =2x291.52 = 583 XMNa35Qek = qck
7、 - = 220x= 192.5RN n4分项系数 儿=yp =1.65 yc = 1.70由于桩分布不规那么,所以要对桩的距径比进行修正,修正如下:群桩效应查表得：=0.8 , /p = 1.64A1Ae承台底土阻力群桩效应系数乙44承台内区净面积 A： = 1.62 -4x3.14 x0.22 = 2.06nr承台外区净面积 A； =4. - A： = 3.5 - 2.06 = 1.44r查表?建筑桩基技术标准?得:.=0.11=0.63 =0.1 lx出+ 0.63x = 0.416那么,复合桩基竖向承载力设计值R为6桩顶作用验算荷载取 A 柱的 NI1WC组合：F=1460,M=80.
8、/W, Q=50kN承台高度lm等卑,荷载作用于承台顶面.建筑物的重要性系入=1.0作用在承台底型心外的竖向力有F,G,但是G的分项系数取F+G= 1460+ 22 x2.1 x20x 1.2 = 1661.6 kN1661.6130x0.6作用在承台底型心处的弯矩 工M =80 + 50x1 = 13%7V加 桩顶受力计算如下：_ F + G 工Mxy“八 max _1F舁E *厂5 =如2册_ F + G 工M x ymax _ 1661.6130x0.6mm=_=_yv=FG = 166L6=4i54n4/()max = 469.6V=)l7V丫川=415 AkN R = 604.5kN
9、满足要求7桩基承降验算计算自重应力和附加应力山于桩根底的桩中央距小于6d,所以可以釆用分层总和法讣算最终沉降量 竖向荷载标准值F=1460kN基底处压力一土460 + 2x2x20=A22基底自重压力yd =15.5x1.5 + 17.3x0.62Ax2.1 = 33.63kPa基底处的附加应力 =b-%/ = 407 -3363 = 737.37肿“桩端平面下的土的自重应力空(空=4as)计算如下：基底变形计算深度,从实体深度根底底面,即桩端算起6 = b(2.5 - 0.4In b) = 2 x (2.5 - 0.4In 2) = 4.45/h ,所以算到 z=4.5m 即可(1)在z=0
10、时a =/./7. =15.5x1.5 + 17.3x0.6 + (17.3-10)x7.7 + (16.2-10)x12 + (1 &3-10)xl.2(2) 在 z= 1 m 时 be =工兀九=174.2 + 1x(183-10) = 1 &)5kPa百度文库让每个人平等地捉升口我(3) 在 z=2m 时 =工巾=190.8 + 1x(18.3-10) = 190.8kPa(4) 在 z=3m 时 q =工人=190.8 +1 x(18.3-10) = 197.kPa(5) 在 z=4.5m 时be =工兀人=197.14-(4.54-1.2-5.3)x(18.9-10) = 209.7
11、9如将以上数据整理绘制成表格形式z(m)be (kPa)/方acb： (kpd)01011121231301计算各分层的沉降量分层沉降量计算表z (mm)Mbz/b平均附 加应力 系数(mm)ai-伙Pa)心,=4右如_%忆1)010100011174. 5110002000121100030001311000400018200故 s = +=34.51mm桩根底最终沉降量确实定.实体深根底的沉降经验系数肖-应该根据桩根底沉降 观察资料及经验统计确定.缺乏经验可根据变形讣算深度范围压缩模量的当量值 E：.,查下表确定：Es MPa) 1515 3030 E v 40*131.45620.132
12、那么匕=05=11 03MPg满足要求最终沉降量 S = /S = 0.5x34.51 = 17.26/wn 200mm&桩身结构设计计算桩身强度验算桩身采用C60混凝土,高强阴螺纹钢筋,01箍筋Q V AJ0相应于荷载效应根本组合时的单桩竖向力设讣值；0 工作条件系数,预制桩取,灌注桩取(水下灌注桩或长桩时用低值)；上.一混凝土轴心抗压强度设计值,f( = 27.5N/加； 码-桩身横截而积,舛=3.14x(0.22-(IE) =0.09曲.ApfWc =0.091 x27.5x1000 x 0.75 = 1876.9g = 469 ZN 几岛=0.4%.其构造要求配筋见施丄图.桩身强度(p
13、WcA + /VA,) = 1x(1x16.7x350x400+300x804) = 2580kNR满足要求9承台设计桩承台抗弯验算承台抗弯计算截面位于柱边,桩的竖向力设计值N,计算时应扣除承台上覆土 自重.承台左侧第1列桩的竖向力值M为心+冷竺+叱n44x0.6=39&3kN承台右侧第1列桩的竖向力值为1460 80x0.64_4x0.62= 33HkN柱边计算截面弯矩 Mv =工內=2x39&3x06 = 478NMx =工化处=2x39&3x0.6 = 47 弘 N沿x轴,y轴方向配筋都可计算设承台混凝土强度等级为C25,轴心抗压强度设计值fe = 11.9MM,保护层厚度0. Im,钢
14、筋为HRB335,强度设计值fy = 300MPa ,承台有效高度饥=09,承台截面宽度b二2m.根据?混凝土结构设计标准?,有XY478lxll.9xl000x 2x0.9 -得到受压区高度x = 0.02/工n . afbx lxl 1.9x2x0.02 “ “3 ? ,钢筋截面积 A.=-=1.58x10 m = 1580?广fy300选配 12 14140 钢筋,A；=1846?承台抗冲切验算0400的周桩按周长等效为边长320mm的方桩,包括柱冲切、角桩冲切a.柱冲切 2庞他 +% + 0,0 +ajppjhoF,=F-XQt代=0.84/九+0.2久=0.84/入,+0.2F,扣除
15、承台和其上填土自重,作用在冲切破坏椎体上相应于荷载效应根本 组合的冲切设计值；0从一一受冲切承载力截面高度影响系数,h不大于800mm时,0耐取；当h大于2000mm时,/3 h取,其间线性内插；PoxPoy _一冲切系数；AV,AV冲跨比,必=字,& =学,仏,仏为柱边或变阶处至桩边的K K水平距离；留神,蕊1.0时,取心血、=10he,bc -分别为x.y方向的柱截面的边长sa-冲切破坏椎体范围内各桩的净反力设计值之和；F一一柱根部轴力设计值.Cloy = 0.151100Pax = Pay =0.840.25 + 0.2= 1.872应0 +仏+ 0点久+%Mhpf代=21.87 x(0
16、.5 + 0.17)x2x0.93x 1.27 x 1000 x 1.1 =6511 7; =1460kN满足要求b.角桩冲切MI久 c2+)+0“C+)/VANt扣除承台和其上覆土自重后角桩桩顶相应于荷载效应根本组合时的 竖向力设计值；几,几角桩冲跨比,其值满足一,入严半,入严牛;oOPX , 0|y 角桩冲切系数；cpc2 从角桩内边缘至承台外边缘距离；一从承台底角桩内边缘引45冲切线于承台底面或承台变阶处相交点至角桩内边缘的水平距离.百度文库让每个人平等地捉升口我承台抗剪切验算 抗剪切验算时,圆桩按周长等效为方桩同抗冲切验算V混凝土轴心的最大剪力设计值乞-承台计算截面处的计算宽度ho承台
17、计算截面处的有效高度aos承台剪切系数19心Ay冲垮比a =a =,175 = “彳ox 心+ 1 A,v +10.25 + 1鴛) .923Phsaftb()ho = 0.923 xl.4xl.27 xlOOO x2xl.l = 3612 kN2x 398.3 = 796.6kN满足要求承台局部受圧承载力验算山于承台混凝土强度等级低于柱及桩的混凝土强度等级,需要?混凝土结构 设计标准?验算承台局部受压承载力.柱子边长450mm x450mm,柱混凝土 强度等级C30.b F =1450fcN 满足要求百度文邮-让每个人平零地捉升口我10参考资料和现有根底条件(包括实验室、主要仪器设备等)1 中华人民共和国国家标准.?建筑桩根底技术标准(JGJ942021) . 北京：中国建筑工业出版社,20022 中华人民共和国国家标准.?建筑地基根底设计标准(GB500072002)?.北京：中国建筑工业出版社,20023 中华人民共和国国家标准.?混凝土结构设计标准(GB200102002)?.北京：中国建筑工业岀版社,20024 赵明华主编,徐学燕副主编.?根底工程?.北京：高等教育出 版社,20035 陈希哲编著.?土力学地基根底?北京：清华大学出版社,20046 熊 峰,李章政,李 碧雄,贾正甫编著.?结构设计原理?.北京: 科学出版社,21