基础工程灌注桩课程设计

课程设计

课程名称：基础工程课程设计

设计题目：灌注桩基础设计

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制

目录

1.设计资料 3

2.桩的布置及截面尺寸确定 5

3.确定单桩竖向承载力特征值 6

4.确定桩数和承台尺寸 6

5.桩基础沉降验算 6

6.桩身结构设计计算 7

7.水平承载力校核 9

8.承台设计计算 9

9.连系梁设计 11

10.抗震设计 11

基础工程课程设计计算书

（任务要求：荷载序号；21号；计算位置：7轴+C轴；桩类型：灌注桩）1.设计资料

1.1岩土设计参数

某体型简单高层结构，柱截面 500×500mm2，C30混凝土。

1.2.工程地质资料自上而下土层依次如下：

①号土层：杂填土，层厚约 1.5，承载力特征值 fak = 110kPa。

②号土层：淤泥质土，层厚 3.5m，流塑，承载力特征值 fak = 50kPa。

③号土层：粉砂，层厚 4.5m，稍密，承载力特征值 fak = 120kPa。

④号土层：粉质黏土，层厚 4.0m，湿，可塑，承载力特征值 fak = 175kPa。

⑤号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值 fak = 270kPa。

1.3.岩土设计技术参数岩土设计参数如表 1 和表 2 所示

各层土重度依据《工程地质手册》表3-1-24规定：

土的名称

重度（KN/）

素填土18.7

淤泥质土17.1

粉砂19.5

粉质黏土19

粉砂层19.5

1.4水文地质条件

⑴拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。

⑵地下水位深度：位于地表下 3.5m。

1.5场地条件建筑物所处场地抗震设防烈度为 7 度，场地内无可液化砂土、粉土。

1.6设计题目

1.6.1 桩基础设计

⑴上部结构资料拟建建筑物为 8 层钢筋混凝土结构，柱截面尺寸均为 500mm ×500mm，柱网布置如图所示。

⑵上部结构作用

KN F k 2162=,m KN M K ⋅=50,KN

V K 281=

1.7.设计依据

JGJ 94-2008, 建筑桩基础技术规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008 GB 50010-2010, 混凝土结构设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010 GB 50007-2011, 建筑地基基础设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2011 GB 50011-2010 建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010 《工程地质手册 第五版》[S] 北京：中国建筑工业出版社，2018

2. 桩的布置及截面尺寸确定

2.1桩的尺寸

（1）承台底标高：-2.0 m

（2）截面尺寸： d=800mm 圆桩

（3）桩身长度： 13.05m ，桩顶进入承台0.1m ，桩尖进入粉沙层为1.5m （4）成桩工艺：泥浆护壁钻孔灌注桩

2.2选择桩端持力层、承台埋深

根据表1地质条件，以第5层粉砂层为桩尖持力层。

桩身材料：C30混凝土，轴心抗压强度设计值fc=14.3N/mm2，轴心抗拉强度设计值ft=1.43N/mm2 ；

HRB400钢筋，抗拉/压强度设计值fy=f'y=360N/mm2 ； 承台：C30混凝土， fc=14.3N/mm2 ， ft=1.43N/mm2 。

2.3.确定单桩竖向承载力特征值

=3.14×0.8×（25×3+4.5×47+4×63+1.5×72）+0.25×3.14×0.8²×2300=1624.5KN uk

Q

=1624.5/2=812KN

3.确定桩数和承台尺寸

4.1确定桩数

3.192

812

2162

2.1/=⨯=a k R F n ≧根 暂取4根。

4.2确定承台平面尺寸

5.桩顶作用效用验算

n

G F N K

K K +=

=（2162+4×4×2×20)/4=700.5KN ≤ =812KN

=max

min K N 700.5±（50+281×2）×1.2/(4×1.2²)

=700.5±127.5=a

R 2.18280573<>

6.桩基础沉降验算

等效作用面位于桩端平面，即-15m ，

等效作用面积为桩承台投影面积，即4.0×4.0m2。 等效作用附加压力近似取承台底平均附加压力

d A

G F P K

K γ-+=0=(2162+4.0×4.0×2×20)/(4×4)-1.5×18.7-0.5×

a R a R

17.1=138.5KN

等效作用面处自重应力为

=18.7× 1.5+17.1× 2.0+7.1×1.5+9.5×4.5+9×4+9.5×1.5=165.9kpa

z

Z/b L/b

S K 0

4P K S Z =σ

c σσ/z

0 169.5 0 1 0.25 138.50 0.82 1 179 0.5 1 0.23145 128.22 0.72 2 188.5 1 1 0.1752 97.06 0.51 3 198 1.5 1 0.12155 67.34 0.34 4 207.5 2 1 0.0840 46.54 0.22 5

217

2.5

1

0.0604

33.46

0.15

计算桩基础最终沉降量 土层 厚

度 平均自重应力1P 平均附加应力

总应力2P

1e

)1(e 11

212e E P P e s

+--

= h e e e S 1

2

1i 1+-=

∑=i

S S ' 1 1 174.3 133.4 307.7 0.55 0.533 0.0111 0.011 2 1 183.8 112.6 296.4 0.55 0.535 0.0094 0.021 3 1 193.3 82.2 275.5 0.55 0.539 0.0068 0.028 4 1 202.8 56.9 259.7 0.55 0.543 0.0047 0.033 5

1

212.3

40.0

252.3

0.55

0.545 0.0033

0.036

1,16.3,3a ===C

C B L d l

d S 2b =η 得出：

6.12,4362.1,9408.0210===C C C

=0.0894+（2-1）/(1.4362×(2-1)+6.12)=0.22 查表得02.1=ϕ

=1.02×0.22×0.036=0.00808m=8.08mm<200mm 沉降量满足要求。

7.桩身结构设计计算

=0.75×14.3×0.25×3.14×800^2=5388.2 >1.35k N =1.35*615.5=830.9KN

故桩身轴向承载力满足要求。 桩身按构造要求配筋，桩身配8

12纵向钢筋.

c σc σc c ps N f A ψ≤