基础工程课程设计汇本

一设计题目

高层框架结构（二级建筑）的某柱截面尺寸为1000×800mm ，该柱传递至基础顶面的荷载为：F=9000kN ，M=380kN∙m ，H=320kN ，采用6-8根φ600-φ800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础，设地面标高为±0.00m，承台底标高控制在-1.70m ，地面以下各土层分布及设计参数见附表，试设计该柱下独立桩基础。

设计计算容：

1.确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值Q uk；

2.确定桩中心间距及承台平面尺寸；

3.计算复合基桩竖向承载力特征值R a及各桩顶荷载设计值N，验算基桩竖向承载力；计算基桩水平承载力R Ha并验算；

4.确定单桩配筋量；

5.承台设计计算；

二 设计容

一、.确定持力层

根据地质条件，以层⑧粉质粘土为桩支持力层。采用φ700的水下

钻孔灌注桩。对于黏土，桩端全截面进入持力层的深度不宜小于2d=1.6m.取桩尖进入持力层厚度2.2m,桩长33m,承台底面埋深1.7m 。

二、计算单桩极限承载力标准值Q uk

由《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式 5.3.5

uk sk pk sik i pk =Q =u q l q P Q Q A ++∑ 进行试算，

桩周长

0.80.5u m π==

桩横截面积

2

2

0.80.54p mm A π==

计算得：

2.5[23(4.3 1.7)20

3.828 2.840 2.348 3.0

uk Q =⨯⨯-+⨯+⨯+⨯+⨯

66 2.558 2.9_60 5.7520.8 2.260]0.5700⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯

=3555.5+350 =3905.5KN

三、确定桩中心间距及承台平面尺寸

由《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》表3.3.3-1知桩的最小中心间距为3.0d=2.4m 。先取桩数为6，由于柱下桩基，等距离排列，桩在平面采用行列式布置，中心间距3~4(3~4)0.8 2.4~3.2a d m S ≥=⨯=。边桩中心至承台边的距离为1d=0.8m 。此时承台边缘至桩边缘的距离为400mm,符合规要求（承台宽度不宜小于500mm,承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径，且边缘挑出部分不应小于150mm ）.承台平面尺寸为8.0 4.8m m ⨯.具体承台桩位布置如下：

承台桩位布置图（单位:cm ）

四、计算复合基桩承载力R 和各桩顶荷载设计值N ，并验算

（一） 单桩竖向承载力特征值

a R =1K

uk Q

1

3905.52

1952.75KN =⨯=

（二）计算复合基桩竖向承载力特征值R （1）复合基桩竖向承载力特征值R ，

可根据《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式5.2.5-2

a c ak c

f R R A η=+ 1.25a

ξ

和5.2.5-3 c ps =n /n A A A -（）

进行计算 中心距 3.2a

m S = 桩径d=0.8m 承台宽度 桩 4.8c

m B

=长

l=33m

按表5.2.5

/4a d S = /0.145c B l = 取c η=0.0151

承台下0.5宽度

1

2.42

c m B =的地基承载力特征值的厚度加权平均值

80ak KPa f =

c ps =n /n A A A -（）=4.462

m

根据《建筑抗震设计规》（GB5011-2001）

150 1.1

100ak a f ξ≤=≤的粘性土

2

2

2

20.80.54

(38.460.5)/6 5.98 4.838.4ps c A m A m A mm π===-⨯==⨯=

1.1

20151.251952.750.15180 5.9KN

R =∴=+⨯⨯⨯

验算

R=2015KN>R a =1952.75KN （满足

要求）

（2）桩顶荷载设计值N

根据《建筑桩基础技术规JGJ94-2008》式5.1.1-1

k k

k =

n

F G N +

进行计算，则：

8 4.8 1.7201305.6k KN G =⨯⨯⨯= 9000k F KN =

∴ 90001305.61717.66F G N KN

n ++===

验算 1.0o γ=二级建筑

1717.62019o a N KN R KN γ=<= （满足要求）

max

1

y i n

j

j F G M X N

X N

=+=+∑

min

1

y i n

j

j F G M X N

X N =+=-∑

,x y M M 作用于承台底面的外力对通过群桩形心x,y 轴的力矩设计值，KN m ⋅ ,i i y x 第i 根桩分别至x,y 轴的距离，m 。

()max 2

380320 1.7 3.21717.6=1789.79 1.224184 3.2a KN R KN

N +⨯⨯=+

<=⨯

()min 2

380320 1.7 3.21717.6=1645.410

4 3.2

KN

N +⨯⨯=->⨯

以上两项均满足要求。

五、确定单桩配筋量

灌注桩直径d=0.8m,桩长l=33m.混凝土强度等级C30。钢筋选

用HRB400。由于水下灌注桩取保护层厚度=50s mm a 。

'14.3=1.43360c t y y MPa

MPa

f MPa f f f ===

该部分设计参考《混凝土结构》中国建筑工业，2008版 结构计算长度033l m l ==

由

0/41.25,5-1=0.213b l ϕ=查表，得。

选用8

28，2

'4926s mm A =