中国地质大学基础工程课程设计

中国地质大学

基础工程课程方法与原

理课程设计

题目：桩基础设计

姓名：闫由之

学号：20111003901

院系：工程学院

2014年6月17日

目录

1.桩基础设计要求

2.确定持力层，计算q

3.定中心距以及承台尺寸

4.验算基桩竖向承载力，计算基桩水平承载力并验算

5.确定单桩配筋量

6.设计验算

7.基桩结构图

8.感想

1.桩基础设计题

高层框架结构（二级建筑）的某柱截面尺寸为1200×900mm ，该柱传递至基础顶面的荷载为：F=8900kN ，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。

设计计算内容：

；

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；

及各桩顶荷载设计值N，验算基桩竖向

3.计算复合基桩竖向承载力特征值R

a

承载力；计算基桩水平承载力R

并验算；

Ha

4.确定单桩配筋量；

5.承台设计计算；

6.绘制桩基结构图。

设计内容

一、确定桩端持力层，桩的截面尺寸及桩长，计算单桩极限承载力标准值Q uk。

1、根据设计要求初定桩的直径d=750mm，考虑施工工艺对桩的影响，初定长径比为45，即桩长h=33.75m:由于承台底标高为-1.7m，桩底标高为

-35.45m=-1.7-33.75 ,经过算此时桩端处厚4.5m的层⑧粉质粘土，该敁适合做持

力层，且下部无软弱下卧层：根据《建筑桩基技术规范》的规定，桩端全断面进入持力层的深度，对于粘性土、粉土不易小于2d,因此初步确定桩端进如持力层的深度为1.5m从新确记桩长L：

L=4.3+3.8+2.8+2.3+4.4+3.0+2.5+2.9+5.7+0.8+1.5-1.7=32.3m

桩径仍取d=750mm，此时长径比l/d=43采用水下钻孔灌注桩，

2、单桩极限承载力标准值的计算，根据《建筑桩基技术规范》中的经验公式Q uk=Q sk+Q pk= uΣq sik+Q pk A p

其中桩的周长u=π×D=2.356m：桩端面枳0.441m2

桩端土的极限端阻力标准值Q pk=700KPa

Q uk=2.356 × [23 × (4.3-1.7)+20 × 3.8+28 × 2.84+40 × 2.3+28× 4.4+48×

3.0+66 × 2.5+58× 2.9+60 × 5.7+52 × 0.8+60 ×1. 5] +700 × 0.441 =3583KN 单桩竖向承载力特征值

二、确定桩数、桩的中心间距及承台平面尺寸

初选桩数6根。

根椐《建筑粧基技术规范》规定，选取灌注桩的桩的最小中心间距为3d 取

S a=3d=2.25m.边桩中心距承台边缘的距离取为0. 7m

则承台的长L c=2×（2.25+0.7）=5.9m ,宽B=2×0.7+2.25=3.65m

承台高取h=l.5m M与长边方向一致a

承台平面图

三、计算复合基桩竖向承栽力特征值R,及各桩顶荷栽设计值N,验算基桩竖向承栽力；计算基桩水平承载力R ha并验算；

1、计算修正后的复合基桩的承载力特征值

考虑承台效应计算复合基桩的竖向承载力特征值中心距

桩中心距与桩径之比

承台宽度与桩长比B c

l

=3.65

32.3

=0.113

根据《建筑桩基技术规范》表5.2.5可取ηc=0.06

由勘査资料可知承台底下1/2承台宽度为粉土f ak=80kpa

承台底净面积A c=A−nA pu

n

=5.9×3.65−6×0.441

6

=3.148m2

由于为水下钻孔灌注桩地下水位位于地表处，则承台与地基土r G=10kn

R = R a +ηc f ak A c = 1788.5+0.06× 80 × 3.148=1803.6KN N =

F+ G n

=

8900+1.7×5.9×3.65×10

6

=1544.34

N min max

=

F+ G n

±

（M+H×h ） x max

Σx i

2 =1544.34±

（380+320×1.5） 2.25

4×2.25×2.25

=

1639.89<1.2R a =2164.32kn 1448.78>0桩不受拔力

所以满足竖向承载力要求

2.水平承载力计算及验算

《建筑粧基技术规范》规定，当缺少单桩水平静载实验资料时可以按照下式估算桩身配筋率小于0.65%的灌注单桩水平承载力特征值

m 0ha 0.75=

(1.2522)(1)

t N k g m m t n f w N

R v f A αγζργ+±

m γ桩截面模量塑性系数，圆形截面m γ=2，矩形截面m γ=1.75；

t f ：桩身混凝土抗拉强度设计值； m v ：桩身最大弯矩系数；

g ρ：桩身配筋率；

ζN ：桩顶竖向力影响系数，竖向压力取0.5；竖向拉力取1.0

k N ：在荷载效应标准组合下桩顶的竖向力； n A ：桩身换算截面面积；

其中水平变形系数