预制桩基础课程设计_-_副本

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

15号 B轴

（1）柱底荷载效应标准组合值如下。

○B轴荷载：Fk=2280kN Mk=223kN.M Vk=158kN

(3)柱底荷载效应基本组合值如下。

○B轴荷载：F=3560kN M=228kN.M V=175kN

3.地层条件及其参数

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3.5m

5）.场地条件

建筑物所处场地抗震设防烈度７度，场地无液化砂土，粉土。

6).上部结构资料

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

４．预制桩基设计

根据荷载和地质条件，以第四号粉质粘土为桩端持力层。采用截面为400mmX400mm的预制钢筋混凝土方桩。桩端进入持力层为2.1m，桩长12m承台埋深为1.5m。

1）.单桩承载力计

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 =4×0.4×（1.5×22+3.3×28+6.6×45+2.1×60）=824.64kN Q pk =0.4×0.4×900=144kN

则 Q uk =791.04+144=968.64kN 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 =

K

Q uk

=968.64/2=484.32kN 根据上部荷载初步估计粧数为 n=a

k

R F =2280/484.32=4.7 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》，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 。如图2所示:

承台及其上土壤的总重为 G k =3.0×3.0×1.5×20=270kN 计算时取荷载的标准组合，则

Q k =n

G F k k +=(2280+270)/6=425﹤R （=484.32KN ）

符合要求 Q kmax = Q k +

∑

2

y My max

=425+(223+153×1.5) ×1.1/(6×1.1×1.1)=425+70=495KN

因此

Q kmax =499.67＜1.2R(=1.2*484.32=581.184)

满足设计要求,故初步设计是合理的。

4）.承台设计

F=3560KN M=228KN.m V=175KN

对承台进一步设计，取承台厚0.9m 下设厚度100mm ，强度等级C25的混凝土垫层，保护层为50mm ，则h=0。85m ，混凝土强度等级为C30混凝土的抗拉强度为ft=1.43N/mm 2，钢筋延用HRB335，fy=300N/mm 2。如图所示：

3

承台力计算：

承台的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 =n

F +

∑2

i i

y y

y M =3560/6+(371+233×1.6) ×0.6/4×0.6×0.6=

Q min =n F -∑2

i i

y y y M =3560/6-182.5=395-182.5=212.5kN

N=n

F =1580/4=395kN

5）.承台厚度及受冲切承载力验算

为防止承台产生冲切破坏，承台应具有一定厚度，初步设计厚度0.6m ，承台底保护层厚度80mm ，则h 0=600-80=520mm 。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。 （1）.柱的向下冲切验算

承台受桩冲切的承载力应满足下式：

F l ≤2{β0x （b c +a oy ）+βoy （a c +a ox ）}βhp ƒt h 0

式中：a ox =0.2 λoy = a oy / h 0=0.38 β0x =0.84/(0.2+λox )=1.45 a oy =0.2 λox = a ox / h 0=0.38 β0y =0.84/(0.2+λox )=1.45 b c =a c =0.4m βhp =1.0 2{β0x （b c +a oy ）+βoy （b c +a ox ）}βhp ƒt h 0

=2×{1.45×（0.4+0.2）+1.45×（0.4+0.2）}×1×1270×0.52 =2298.19kN ＞F l （=1580kN ）