地基与基础土力学灌注桩课程设计模板

灌注桩基础课程设计

2.1.1设计资料

( 1) 设计题号5, 设计轴号Ⓐ( Ⓑ轴、Ⓒ轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数) 。

轴网尺寸为6800mm

( 2) 柱底荷载效应标准组合值如下

Ⓐ轴荷载: Fk=2040kN Mk=242kN.M Vk=145kN

Ⓑ轴荷载: Fk=2280kN Mk=223kN.M Vk=158kN

Ⓒ轴荷载: Fk=2460kN Mk=221kN.M Vk=148kN

( 3) 柱底荷载效应基本组合值如下

Ⓐ轴荷载: F=2754kN M=326.7kN.M V=195.75KN

Ⓑ轴荷载: F=3078kN M=301.05kN.M V=213.3kN

Ⓒ轴荷载: F=3321kN M=298.35kN.M V=199.8kN

( 4) 工程地质条件

①号土层: 素填土, 层厚 1.6m, 稍湿, 松散, 承载力特征值fak=98kPa

②号土层: 淤泥质土, 层厚 3.1m, 流塑, 承载力特征值fak=69kPa

③号土层: 粉砂, 层厚6.3m, 稍密, 承载力特征值fak=115kPa

④号土层: 粉质黏土, 层厚 4.5m, 湿, 可塑, 承载力特征值fak=170kPa

⑤号土层: 粉砂层, 厚度未揭穿, 中密-密实, 承载力特征值

fak=285kPa

( 5) 水文地质条件

地下水位于地表下3.5m, 对混凝土结构无腐蚀性。

( 6) 场地条件

建筑物所处场地抗震设防烈度为7级, 场地内无可液化砂土、 粉土。

( 7) 上部结构资料

拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构, 长5A, 宽9.6m 。室外地坪高同自然地面, 室内外高差350mm, 柱截面尺寸500mm ×500mm.

2.1.2灌注桩基设计

建筑物基础设计方案采用混凝土沉管灌注桩, 具体设计方案如下: 室外地坪标高为-0.35m, 自然地面标高同室外地坪标高。根据建筑类型, 该建筑桩基设计等级为丙级, 拟采用直径为500mm 的混凝土沉管灌注桩, 选用⑤号土层粉砂层为持力层, 桩尖深入持力层1m, 设计桩长14.85m, 桩尖长0.5m, 初步设计承台高0.9m, 承台底面标高-1.65m, 桩顶深入承台50mm 。

( 1) 单桩承载力计算

根据以上设计, 桩顶标高为-1.65m, 桩底标高为-16.5m, 桩长14.85m 。

①单桩竖向极限承载力标准值计算

uk Q =sk Q +pk Q = i sik p l q u +pk p q A , 查表4.2得:

sk Q =3.14×0.5×( 3×28+6.3×46+4.5×61+1×73) =1133kN

pk Q =4

1×20.5×3.14×2450=481kN

uk Q =1133+481=1614kN

②基桩竖向承载力设计值计算

承台底部地基土为较松软的填土, 压缩性大, 因此不考虑承台土效应, 即承台效应系数0c =η, 则有:

R=a R ==K uk Q 16142

=807kN 根据上部荷载初步估计桩数为 n=a R k

F =2040807=2.53, 取设计桩数为4根。

2.1.3桩基的验算

由于桩基所处的长度抗震设防烈度为7度, 且场内无可液化砂土、 粉土问题, 因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。下面进行桩基竖向承载力验算。

桩中心距取3.5d=1.75m, 桩心距承台边缘均为500mm, 根据桩数确定承台尺寸为2.75m ×2.75m, 矩形布桩( 见下图) 。

承台及其上填土的总重为k G =2.75×2.75×1.65×20=249.56kN

计算时取荷载的标准组合2040249.56572.394k k k F G N n ++=

===＜R max max 22(2420.9145)572.39694.0240.875ik k My N N KN y ⨯+=+=+=⨯∑＜1.2R

max min 22(2420.9145)572.39450.7640.875ik k My N N y

⨯+=-=-=⨯∑>0 因此max k N =694.02 kN ＜1.2R=968.4kN

min 450.76k N =kN ＞0

满足设计要求, 因此初步设计是合理的。

2.1.4承台设计

承台混凝土选用C25, 2mm 27.1N f t =, 2c mm 9.11N f =, 承台钢筋选用HRB335级, 2mm 300N f y =。

( 1) 承台内力计算

承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合值, 则基桩净反力设计值为

'max 222750(326.7195.750.9)0.875831.18k 440.875

y i i M y F N N n y +⨯⨯=+=+=⨯∑ '

min 222750(326.7195.750.9)0.875543.82k 440.875y i i

M y F N N n y +⨯⨯==-=⨯∑— F 2754N 668.5kN n 4

===—

‘ ( 2) 承台厚度及受冲切承载力验算

为防止承台产生冲切破环, 承台应具有一定的厚度, 初步设计承台厚0.9m, 承台保护层后50mm, 则0h 90050850mm ==—。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。

由于基桩为圆形桩, 则换算成等效方桩截面边宽为

==d 8.0b p 400mm, 承台计算简图如下: