地基基础设计

基础工程学课程设计

题目框架结构桩基础设计

班级工程管理二班

学号1145513214

学生姓名李波华

指导教师王炳辉

时间2014/6/19

目录

1. 设计题目 (1)

2. 设计荷载 (1)

3. 地层条件及其参数 (1)

1）.地形 (1)

2）.工程地质条件 (1)

3）.岩土设计技术参数 (2)

4）.水文地质条件 (2)

5）.场地条件 (2)

6）.上部结构资料 (2)

4. 预制桩基设计 (3)

1). 单桩承载力计算 (3)

2). 桩基竖向承载力特征值 (4)

3). 桩基竖向承载力验算 (4)

4). 承台设计 (5)

5). 承台厚度及受冲切承载力验算 (6)

（1）.柱的向下冲切验算 (6)

（2）.角桩的冲切验算 (6)

6). 承台受剪承载力验算 (6)

7). 承台受弯承载力计算 (7)

8).承台构造设计 (7)

9).桩身结构设计 (7)

10).桩身构造设计 (8)

5. 估算B.C轴线柱下桩数 (9)

1). 桩数估算 (9)

2). 承台平面尺寸确定 (9)

6. 参考文献 (10)

基础工程课程设计

1.设计题目

本次课程实际题目：框架结构桩基础设计

2.设计荷载

题号：14号设计B轴柱下桩基，A,C,D轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数（1）柱底荷载效应标准组合值如下。

○A轴荷载：Fk=1870kN Mk=205kN.M Vk=139kN

○B轴荷载：Fk=2160kN Mk=204kN.M Vk=149kN

○C轴荷载：Fk=2080kN Mk=213kN.M Vk=134kN

○D轴荷载：Fk=2000kN Mk=263kN.M Vk=141kN

(3)柱底荷载效应基本组合值如下。

○A轴荷载：F=2320kN M=215kN.M V=181kN

○B轴荷载：F=3310kN M=214kN.M V=166kN

○C轴荷载：F=2780kN M=238kN.M V=174kN

○D轴荷载：Fk=2803kN Mk=222kN.M Vk=174kN

3.设计资料

1）.地形

拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。

2）.工程地质条件

自上而下土层依次如下：

①号土层：素填土，厚度1.5m，稍湿，松散，承载力特征值fak=95kPa。

②号土层：淤泥质土，厚度3.3m，流塑，承载力特征值fak=65kPa。

③号土层：粉砂，厚度6.6m，稍密，承载力特征值fak=110kPa。

④号土层：粉质粘土，厚度4.2m，湿，可塑，承载力特征值fak=165kPa。

⑤号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值fak=280kPa。

3）.岩土设计技术参数

4）.水文地质条件

１．拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。

２．地下水位深度：位于地表下2.5m。

5）.场地条件

建筑物所处场地抗震设防烈度７度，场地内无液化砂土，粉土。

6).上部结构资料

拟建建筑物为六层钢筋混凝土结构，长30m，宽9.6m。室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。柱截面尺寸均为400×400，横向承重，柱网布置如图1所示。

４．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-0.45m,自然地面标高同室外地坪标高。该建筑桩基属丙级建筑基桩，拟采用

截面为直径400mm 的混凝土预制圆桩，以○5号土层粉质粘土为持力层，桩尖深入

1.6m ，设计桩长14.4m ，初步设计承台高0.8m ，承台底面埋置深度-1.60m ，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-1.6m ，桩底标高为-16m ，桩长14.4m 。 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 =3.14×0.4×（3.2×28+6.6×45+4.2×60+0.4×75）=839.76kN Q pk =3.14×0.2×0.2×900=113.04kN

则 Q uk =839.76+113.04=952.8kN 2）.桩基竖向承载力特征值

承台底部地基土为较松软的填土，压缩性大，因此本工程不考虑成太土效应取ηc=0，则有

R= R a ==952.8/2=476.4kN

K

Q uk

根据上部荷载初步估计粧数为 n=1.1*=2376/476.4=4.99 取设计桩数为6根。 3）.桩基竖向承载力验算

根据《建筑桩基技术规范》，当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应标准组合值。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，因此不进行地震效应的承载力验算。

根据粧数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台，取承台变长为2.0m ×2.0m ，矩形布桩，桩中心距取3.0d ，则s=3×400=1200mm ，取s=1200mm ，桩心距承台边缘为400mm 。

承台及其上土壤的总重为 G k =3.2×2.0×1.6×20=204.8kN 计算时取荷载的标准组合，则

Q k ==(2160+204.8)/6=394.13﹤R （=476.4）

Q kmax = Q k +

=394.13+(204+149×1.6) ×0.6/(6×0.6×0.6)=394.13+122.89=517.02

Q kmin =Q k -=394.13-122.89=258.44 因此

Q kmax =517.02＜1.2R(=1.2*476.4=571.68) Q kmin =258.44＞0

满足设计要求,故初步设计是合理的。

4）.承台设计

根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸3.2×2.0m ，预估承台厚0.6m ，承台选用等级为C40的混凝土，混凝土的抗拉强度为ƒt=1.71N/mm2，抗压强度为ƒc=19.1N/mm2；承台钢筋选用HRB335级钢筋，ƒy=300N/mm2.

承台内力计算：

承台的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

Q max =+

=3310/6+(214+166×1.6) ×0.6/6×0.6×0.6=684.89 Q min =-

=3310/6-133.22=418.45kN

a

k

R F n

G F k

k +∑2

y

My max

∑

2y My min

n

F ∑2

i i

y y

y M n

F ∑2

i i

y y

y M