桩基础课程设计报告(预制桩)

设计题目

本次课程设计题目：预制桩基设计

一、设计荷载

(1)柱底荷载效应标准组合值如下：

○A轴荷载：F k=1632kN M k=195 kN•m V k=86kN

○B轴荷载：F k=1980kN M k=164 kN•m V k=93kN

○C轴荷载：F k=1342kN M k=187 kN•m V k=96kN

（2）柱底荷载效应基本组合值如下：

○A轴荷载：F=2203.2 kN M=263.3kN•m V=116.1kN

○B轴荷载：F=2673 kN M=221.4kN•m V=125.5kN

○C轴荷载：F=1811.7 kN M=252.5kN•m V=129.6kN

设计B轴柱下桩基，A,C轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数。

二、设计资料、地层条件及其参数

某住宅楼，六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑场地位于城郊建筑室内地面标高为±0.00，室外地面标高为- 0.15m地下水位位于地表以下3.3m，柱底标高-0.7m。

地基基础设计等级：乙级

工程地质条件：该建筑物地处二级阶地，土层分布、物理力学

性质指标见下表

设计规范：建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）；

混凝土结构设计规范（GB 50010--2002）；

建筑桩基技术规范（JGJ 94--2008）。

三、预制桩基设计

建筑物基础设计方案采用混凝土预制桩，具体设计方案如下：室外地坪标高为- 0.15m,自然地面标高同室外地坪标高。该建筑桩基属乙级建筑基桩，拟采用截面为400mm*400mm的混凝土预制方桩，以6号土层草黄色粉质黏土为持力层，桩尖深入1.2m，设计桩长11.0m，初步设计承台高0.8m，承台底面埋置深度-1.50m，桩顶伸入承台50mm。

1、单桩承载力计算

根据以上设计，桩顶标高为-1.5m，装底标高为-12.6m，桩长11m。

（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 uk= Q sk+ Q pk = u p∑q sik l i+ A p q pk

由于

Q sk =4×0.4×（78×1.25+32×2+32×3.5+50

×4.0+78×0.25）=789kN

Q pk =0.4×0.4×2800=448kN

则

Q uk =789+448=1237kN （2）基桩竖向承载力特征值

本工程不考虑承台土效应，取ηc =0，则有 R= R a =

K Q uk =2

1237

=618.5kN 根据上部荷载初步估计粧数为 n=a k R F =5

.6181980

=3.20 则设计桩数为4根。

2、桩基竖向承载力验算

根据建筑桩基技术规范（JGJ 94--2008），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。本工程不进行地震效应的承载力验算。

根据桩数及承台构造要求初步设计为矩形承台，取承台边长为2.4m ×2.4m ，矩形布桩，桩中心距取4d ，则s=4×400=1600mm ，取s=1600mm ，桩心距承台边缘为400mm 。 承台及其上填土的总重为

G k =2.4×2.4×1.5×20=172.8kN 计算时取荷载的标准组合，则 N k =

n G F k k +=4

8

.1721980+=538.2kN ﹤R （=618.5kN ） N kmax =N k +∑

2

y My max =538.2+0.8×08×40.8

×1640.8×93）（+=538.2+74.5=612.7k N

N kmin = N k -∑2

y

My max

=538.2-74.5=463.7kN 因此

N kmax =612.7kN ＜1.2R(=1.2×618.5=742.2kN) N kmin =463.7kN ＞0

满足设计要求,故初步设计是合理的。 3、承台设计

根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2.4×2.4m ，预估承台厚0.8m ，承台混凝土选用C25，ƒt =1.27N/mm 2，ƒc =11.9N/mm 2；承台钢筋选用HRB335级钢筋，ƒy =300N/mm 2.

（1） 承台内力计算

承台内力计算采用荷载效应组合设计值，则基桩净反力设计值为

N max =n

F

+

∑2

i i

y y

y M =

+426730.8×0.8×40.8

×221.40.8×6.125）（+

=668.3+100.6=768.9kN

N min =n F -∑2

i i

y y y M =668.3-100.6=567.7kN

N =n F =

4

2673

=668.3kN （2）承台厚度及受冲切承载力验算

为防止承台产生冲切破坏，承台应具有一定厚度，初步设计厚度0.8m ，承台底保护层厚度50mm ，则h 0=800-60=740mm 。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。

○

1柱对承台冲切 承台受桩冲切的承载力应满足下式：

F l ≤2 [β0x （b c +a oy ）+βoy （b c +a ox ）]βhp ƒt h 0 由于F l = F-∑i N =2673-0=2673kN ，则冲垮比为

λox =

0ox h a =74.04

.0=0.54 λoy=0oy h a =74

.04

.0=0.54

冲切系数为 Βox=

2.0x 084.0+λ=2

.054.084

.0+=1.135

Βoy=

2.0y 084.0+λ=2

.054.084

.0+=1.135

2[β0x （b c +a oy ）+βoy （b c +a ox ）]βhp ƒt h 0

=2×[1.135×（0.4+0.4）+1.135×（0.4+0.4）]×1×1270×0.74 =3413.4kN ＞F l （=2673kN ）

故厚度为0.8m 的承台能够满足柱对承台的冲切要求。

○

2角桩冲切验算 承台受角桩的承载力应满足下式： N l ≤{β1x （c 2+

2

a 1y ）+β1y （c 1+

2

a 1x

）}βhp ƒt h 0 由于N l =N max =768.9kN ，从角桩内边缘至承台边缘距离为