土力学地基基础课程设计

1、设计资料

1、1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。

1、2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

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、1m,根据已有分析资料，该场地地下水对混凝土无腐蚀作用。

(3)建筑地基得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、力学指标表1地基各土层物理、力学指标

2、１选择桩型

根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件,选择桩基础。采用预应力高强混凝土薄壁管桩，这样可以较好得保证桩身质量,并在较短得施工工期完成沉桩任务。桩截面尺寸选用:D＝５0０mm ,壁厚t=５0mｍ。混凝土强度C3０。

考虑承台埋深1、5 m,以4层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层,

桩端进入持力层深度2倍桩径即０、６m,桩顶嵌入承台０、1m。这时桩端一下持力层厚度大于4倍桩径,满足要求。

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

+

+

.3

⨯

16002=

⨯

⨯

⨯

=

⨯

+

14

⨯

⨯

12

7

24

6.0

kN

429

3.8

12

.3

25

14

5.0

(

.0

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

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得数量

取桩数n=6根

为进一步减轻挤土效应,软土中桩距取4倍径，即2m,桩得布置如图,承台尺寸,满足构造要求。承台及上覆重度取,则

现在按偏心受荷,验算桩数

取n＝6就是合理得

５、确定复合基桩竖向承载力设计值

该桩属于非端承桩，并ｎ>3,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得相互作用效应,按复合基桩计算竖向承载力设计值

５、1六桩承台承载力计算

承台净面积

承台底地基土极限阻力标准值

６桩顶作用验算

荷载取Ａ柱得组合：F ＝２547,M ＝25,Q ＝14

承台高度1ｍ等厚，荷载作用于承台顶面。建筑物得重要性系数 作用在承台底型心外得竖向力有F,Ｇ,但就是Ｇ得分项系数取1、2 F+G=

作用在承台底型心处得弯矩 桩顶受力计算如下: kN y y M n G F N i 52875.0475.08.41630872

2max max

=⨯⨯+=⨯++=∑∑ kN y y M n G F N i

50175.0475

.08.416308722max min =⨯⨯-=⨯-+=

∑∑

<1、2R=1025

满足要求 7、桩基承降验算 8、桩身结构设计计算 9、承台设计

９、1桩承台抗弯验算

承台抗弯计算截面位于柱边，桩得竖向力设计值计算时应扣除承台上覆土自重。

承台右侧第1列桩得竖向力值为

承台中间第2列桩得竖向力值为

＝＝425ｋN

承台左侧第3列桩得竖向力值为

柱边计算截面弯矩

沿x轴,y轴方向配筋都可计算

设承台混凝土强度等级为,轴心抗压强度设计值,保护层厚度0、1ｍ,钢筋为HRＢ3３5,强度设计值,承台有效高度,承台截面宽度b=2m。根据《混凝土结构设计规范》,有

沿x轴方向配筋b=3m则

1498

得到受压区高度

钢筋截面积

选配

沿Y轴方向配筋ｂ＝5m,则

947=111、9１0005x(０、9-0、５x）

Ｘ=0、018

９、２承台抗冲切验算

得周桩按周长等效为边长40０ｍm 得方桩,包括柱冲切、角桩冲切

a 、 柱冲切

扣除承台与其上填土自重,作用在冲切破坏椎体上相应于荷载效应基本组合得冲切设计值;

受冲切承载力截面高度影响系数,h 不大于800mm 时,取１、0;当h 大于2000m ｍ时，取０、9,其间线性内插； 冲切系数;

冲跨比，,为柱边或变阶处至桩边得水平距离;当时,取;当时,取

冲切破坏椎体范围内各桩得净反力设计值之与; 柱根部轴力设计值。

==1、０５

=

[]kN F kN l 254754139.0100027.182.0)55.15.0(05.1)55.05.0(7.02=≥=⨯⨯⨯⨯+++⨯

满足要求

b、角桩冲切

扣除承台与其上覆土自重后角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时得竖向力设计值；

角桩冲跨比，其值满足0、2—1、0,;

角桩冲切系数；

从角桩内边缘至承台外边缘距离;

从承台底角桩内边缘引冲切线于承台底面或承台变阶处相交点至角桩内边缘得水平距离。

λ1

ｘ＝a1x／h0=1、6７

β1

ｘ＝0、5６/（λ1x+０、２）=0、56/(1+0、２)＝0、467

λ1y=a１ｙ/h0＝０、55/0、9=0、6

β1y＝０、56/(λ１ｙ+0、2)= =０、５6/(０、gt6＋０、2）=0、７

９、3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)。

λx＝ａｘ／h0＝1、55/０、９=1、６7

βｘ＝1、７5／(λｘ＋1、０)＝１、７5/(1、67+1、０)＝０、66

βhs=(０、8/h0)1/4=(0、8/0、9)1/4＝0、97

βhxβx f t b0 h0=0、97×0、6６×1、2７×10０0×3×0、9=219５kN＞V=2×428＝85６kN

满足要求。

λy= a y/h０＝０、5５/０、9＝0、６

βy＝1、７５／（λｙ+1、0）=１、０9

βｈsβy f t b0h0=0、8２×1、09×1、２7×１000×５×0、9=5１08ｋN＞V=3×425=1２7５ｋN

满足要求。

9、4承台局部受压承载力验算

由于承台混凝土强度等级低于柱及桩得混凝土强度等级,需要《混