基础工程桩基础课程设计--某办公楼桩基础设计

基础工程桩基础课程设计一某办公楼
桩基础设计
基础工程课程设计任务书
某办公楼桩基础设计
姓名：王怀正
学号：1011111108
院系：建筑工程学院专业：土木工程二。

一三年十一月
一、计算书中需要完成的内容:
(-):设计资料
1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性
质的不同自上而下划分为四层，物理力学指标见下表。

地下水位在地面以下2.0m,地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。

建筑安全等级为n级，已知作用到基础顶面处
轴向力F K = 2850 kN 9力矩M =395.0kN・，n , 水平力
H = 42kN o
2、根据地基条件和施工设备，采用钢筋混凝土
预制桩，以黄土粉质粘土为桩尖持力层。

3、桩身混凝土强度为C35,承台混凝土强度为
C30o
4、据地质资料，以黄土粉质粘土为桩尖持力
层，钢筋混凝土预制桩断面尺寸为** X**,桩长
为10m o
5、桩身资料：混凝土为C35,轴心抗压强
度设计值/ = 16.7N/mm2,主筋采用：4至16,
强度设计值: =300N/mm2o
6、台设计资料：混凝土为C30,轴心抗压强度设计值
为了=14.3 N/mm2,承台底面埋深：D
=2.0m o
附：1): 土层主要物理力学指标; 附表一：
附表二：桩静载荷试验Q・s曲线（如下图）
20
桩的Q 〜，曲线
荷载。

(kN) 100 200 300 400 500 600 700
(
E E F
用量£
(二)设计要求:
1、 2、
3、
4、
5、
单桩竖向承载力标准值和设计值的计算;
确定桩数和桩的平面布置图; 群桩中基桩的受力验算 承台结构设计及验算; 桩及承台的施工图设计：包括桩的平面布 置图，桩身配筋图, 承台配筋和必要
的施工说明;
6、需要提交的报告：计算说明书和桩基础施
工图，使用A4图纸打印。

三：桩基础设计
（-）：必要资料准备
1、建筑物的类型及规模：住宅楼
2、岩土工程勘察报告：见上页附表
3、环境及检测条件：地下水无腐蚀性，Q-S
曲线见附表
（二）：外部荷载及桩型确定
1、柱传来荷载：F= 2850kN、M = 395kN m
H = 42kN
2、桩型确定：1）、由题意选桩为钢筋混凝土
预制桩;
2）、构造尺寸：桩长L=10m,
截面尺寸：400mm X 400mm
3）、桩身：混凝土强度等级
C35、f =16.7N/mm\
4 016 / =300 N/mm2
4）、承台材料：混凝土强度等=
14.3 N/mm2>
级C30、f
/ =1.43 N/mm2
（三）：单桩承载力确定
1、单桩竖向承载力的确定:
1）、根据桩身材料强度（8 = 1。

配筋包16）
R = <P（f c A p+f；A f s）
= 1.0x（l 6.7 x 4002 + 300 x 803.8）
= 2913kN
2）、根据地基基础规范公式计算:
①、桩尖土端承载力计算:
粉质粘土，A =0.60,入土深度为
12.0m
由书105页表4・4知，当h在9和16之间时,
当/人=0.75 时，q pk = 1500 kPa,^i L =0.5 时,qpa =
2100 , 由线性内插法：2100 To0「厂1500
0.5 - 0.75 0.6 - 0.75
q pk = I860 kPa
②、桩侧土摩擦力:
灰色粘土层，由表4・3, %尸36〜50.,由线性
内插法，取36, 灰黄色粉质粘土层2：y t=o.6o ,由表4-3 , q5ik =50〜66 kPa,由线性
内插法可知，
66 - 5° = 0g -50= 59 6kPa
0.5-0.75 0.6-0.75
= 1860x 0.42 + 4 x 0.4 x(9 x 36 +1 x 59.6)
= 91L36kN
3）、根据静载荷试验数据计算:
根据静载荷单桩承载力试验2-s曲线，按明显拐点法得单桩极限承载力
Q =550kN
单桩承载力标准值：
R =2 = M = 275ZN
八人 2 2
根据以上各种条件下的计算结果，取单
桩竖向承载力特征值
R° = 275kN
4）、确定桩数和桩的布置:
①、初步假定承台的尺寸为3X4 nf
上部结构传来垂直荷载：
F=2850KN
承台和土自重：
G = 2x(3x4)x20 = 480 kN
桩数可取为n=l.lx(F+G)/Ra=l.lx
(2850+480) /275=13.32,取n=16
桩距：s=(3~4)"= (3〜4) X 0・4=1.2〜1.6m取s=l・5m
②、承台平面尺寸及桩排列如下图:
5300
400 1500 1500 1500 400
--
।1 LX 「
一
「
一
「一「
一
「
一
「
一
「一
r EJ 「
一
「
一
I
it4
2600
「
一
I
「
一
「
200乜
承台平面布置图1:100
单桩受力验算:
1、单桩所受平均作用力:
F +
G 2850 + 5.3x5.3x2x20
----- =
=24H.334IV ，！
2、单桩所受最大及最小力:
+ G
(395 + 42x1.5)x2 25 = ^211.2SkN<\.2Ra min _ n _ £x ； ―
8(0.752
+2.252
)
-225.453〉。

^.4^=2.625 kN, ^^2 = 178.125 kN ,
16
3、 单桩水平承载力计算:
>芸…v<5
即匕与从合力与匕的夹角小于5
・・・单桩水平承载力满足要求，不需要进 步的验算。

（五）：群桩承载力验算:
1、根据实体基础法进行验算：
IX 实体基础底面尺寸计算:
9、= 20。

(bn)
取。

=幺=之 = 5.25。

,
tana =
0・0919
4
4
实体基础底面长、宽均为：
4.9 + 2X 10X 0.0919 = 6.74/H
2）、桩尖土承载力设计值:
①、实体基础埋深范围内的土的平均重 度（地下水位下取有效重度）
18.8x2 + (18.9-10)x9 + (19.6-10)x1
12
②、实体基础底面粉质粘土修正后的承载力 特征值为：
桩所穿过的土层的摩擦角:
0 = 2
「
(9m) 9
边桩外围之间的尺寸为:
4.9X 4.9/H 2
= 10.6kN
查表得取名=03
九=瓢 + 小(b — 3)+%/o(d -05)
= 220+0.3x9.6x(6.74-3)+1.6x10.6x(12-0.5) = 425.8
攵 Pa
③、取 y (
=20kN/m 3 9
y ，= T0kN/M ,
基础自重为：
G = 6.74x6.74x(2x20+ 10x10)= 6359.9
攵 N
④、实体基础底面压力计算： 通当仅有轴力作用时：
* = 285-99 = 202.735, V
几
° A 6.742
0 k
2考虑轴力和弯矩时计算：
F +
G M _ 2850 + 6359.9 (395 + 42x1.5)x6
A W 6.742
6.742
1・2九
由以上验算，单桩及整体承载力满足要求。

（六，承台设计:
承台尺寸由图1所示，无垫层，钢筋保护层 厚取100mm 。

进行承台冲切、抗剪及抗弯计算 时，均应采用单桩净反力设计值（对由永久荷载
1、单桩净反力的计算:
单桩净反力，即不考虑承台及覆土重量时桩所 受
=263.23A& V
效应控制的基本组合，按 S = L35S « )o
的力
1）、单桩净反力的最大设计值:
e « 5.3x5.3x20 271.25 -----------
16 X 1.35 =318.785^
2）、平均单桩净反力:
Q；=L35X^—=240AN
116
2、承台冲切验算：
1）、柱边冲切:
受冲切承载力截面高度影响系数员的计算:
4=800〃〃〃, 4=1。

当 % = 2000〃〃〃，/?…=0.9,由线性内插法可知/二0・95
冲夸比/与系数a的计算：
= =0214 =
°,% 1400 %、
_ 0^4 _ 0^4 _
Box - 九 + 0.2 0.214+0.2 . _一/°丫
2 M ®+ J+ A）> （儿 + 生”即hpf/o
=2[2.03x（500+300）+ 2.03（500+300）]x0.95xl.43xl400=l2354.7AN> F L
满足要求。

边柱：a Q x = % * = 1800 mm > % , g .* = h = % = 1400 mm 九=詈=1 =%
冲切力: FL=F-£Ni=2850kN
自"黑二°”几
2
匹® + a Oy
)+ °oy 限+4*帆力力
=2[0.7 x(500+1400)+O.7(5OO +1400)]x 0.95 x L43x 1400 = 101
限N > 外
满足要求。

向上冲
0 7S
…=。

6〃/”0.75〃",=儿=丁 =。

.75
限=4=°56 =0.589
,0.75 + 0.2
6(+"%卜氏(q+0%) %/A
=0.589x(0.6 +X 2 X 0.95 xl.43xl 000 = 1560kN>H92.2AN
满足要求。

斜截面受剪承载力可按下面公式计算:
Y 邓时为h 。

，4=
叫=。

3〃,几=苦=0.214，因为2<0.3, X •
1"
所以取义=0.3。

c 1.75
1.75 ,
「 c
P = ----- = ------ = 1.35 f J3h =
2 + 1 0.
3 + 1
A-A 截面处承台抗剪验算:
按4根桩进行计算。

剪力 V=4(3；
max
=4x318585 =1275.14^
4、 承台抗剪验算
800 1400
= 0.869
边上一排桩净反力最大设计值a max = 318.785 AN,
承台抗剪时的截面尺寸为:
么。

by?1-0,5222 । 2600
x53OO =4.82/小% = 1.4〃?
1 - ---
1400 I 5300 ；
PhsPfM^ = ° 869 xl.35x 1430 x 4.82 x 1.4 = 11320 AkN > V
PhsPfMh = 0.869 x0.875 x 1430 x4.82xl.4 = 7337 3kN> V
满足要求
B-B 截面处承台抗剪验算：
按4根桩计算。

剪切力 V' = 4Q ；=4x24O =960kN
承台抗剪时的截面尺寸为：
P hs ffM^ = 0.869 xl.35x 1430 x 4.82 xl.4 = 11320 AkN > V
满足要求。

L75=175=0875 2+1 1+1
PhsPfMh = 0.869 x0.875 x 1430 x4.82xl.4 = 7337 3kN> V
满足要求
5、承台弯矩计算及配筋计算： 1）、承台弯矩计算：
边桩: 满足要求 尸—875
边排桩单桩净反力平均值c =
2850 1.35x ---- = 240kN ,
16
22
b
X\
b 、i = 1 — 0.5 500 । 2600 I ------
1400 k 5300
x5300 = 4.82"?,/?o = 1・4加
边桩:
A・A截面，按4根桩计算:
22
M = 4x318.785 x(2.4一0.4 + 0.5) = 3187 没kN, m
B・B截面，按4根桩计算:
M =4x240x(2.4-0.4 + 0.5)=2400
2）、承台配筋计算:取％ =1.4〃7,K = 1.4
M 3187.85xl06 (2)
= -------- = -------------- = 8433.46〃〃〃
0.9/?(/v 0.9x1400x300
选配中22 @200 4 =379.9 x 25 = 9497.5/wn2
As =
山2二= 6349〃/
09/ij, 0.9x1400x300
020 @200 A =379.9x18 =6838.2〃?〃/
•>
承台配筋图:
24
承台配筋图
（七”桩的强度验算
400〃〃〃 x 400mm 9 才注长为10.0"配筋 为4916,为通长配筋,
钢筋保护层厚度选
因桩的长度不大，桩吊运及吊立时的吊点位 置宜采用同一位置，如下图所示，控制 弯矩为吊立时的情况:
2000 6000 2000
桩的截面尺寸为
s 8 o
桩的吊点位置
取动力系数为L5,则
^(l-22)2xl.5 = 1x0.42x24x82x(l-0.252)2 xl.5 = 40.5A:?/-/n max
M 40.5 xlO6
巩=——— = -- = 0.055
'bh^ f e400X3602X14.3
1 +Jl-2xtz v
八=一、------- =0.972
八 2
6 re, )
4 M 40.
5 xlO
= -------- = ----------------- = 386〃?〃厂
”4/ 0.972x360x300
3(^ 用2^ 16 A s = 402 mm2
桩的配筋构造见图纸。

（图纸另附）。