土力学与基础工程课程设计报告书

《土力学与基础工程》课程设计报告

目录

1、桩基础设计原则 (1)

2、桩基设计等级 (1)

3、基本设计资料 (2)

4、桩的类型、截面和桩长的选择 (2)

4.1桩的类型 (2)

4.2桩的截面选择 (2)

4.3桩长选择 (2)

5、桩的根数和布置 (2)

5.1单桩竖向承力特征值 (2)

5.2初步估计桩数 (3)

5.3桩的布置 (3)

6、桩基承载力验算 (3)

6.1基桩竖向承载力验算 (3)

6.2基桩水平承载力验算 (4)

7、群桩地基承载力验算 (7)

7.1桩底持力层承载力验算 (7)

7.2桩底软弱下卧层承载力验算 (8)

7.3桩身截面强度计算及桩身结构设计 (8)

8、承台设计 (10)

8.1类型及构造要求 (11)

8.2拟定承台尺寸及抗冲切计算 (11)

8.3承台受剪承载力的计算 (13)

8.4承台受弯承载力的计算 (15)

9、施工图 (17)

设计总则

1、桩基础设计原则

①承载能力极限状态：对应于桩基受荷达到最大承载能力导致整体失稳或发

生不适于继续承载的变形；

②正常使用极限状态：对应于桩基变形达到为保证建筑物正常使用所规定的

限值或桩基达到耐久性要求的某项限值。

2、桩基设计等级

桩基根据本次课程设计要求应分别进行下列承载能力计算：

应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的竖向承载力计算和水平承载力计算。应对桩身和承台结构承载力进行计算。

桩基设计时，所采用的作用效应组合与相应的抗力应符合下列规定：

1. 确定桩数和布桩时，应采用传至承台底面的荷载效应标准组合；相应

抗力应采用基桩或复合基桩承载力特征值。

2. 在计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，应采用传至承台顶面的荷

载效应基本组合。

3.桩基结构设计安全等级、结构设计使用年限和结构重要性系数 应按现

行有关建筑结构规的规定采用。本次课程设计为房屋建筑，属于一般的民用

建筑物，破坏后果严重，γ取1.0（R S ≤*γ）。

桩基础设计容

3、基本设计资料

本次课程设计的基本设计资料主要来源课程设计任务书。

4、桩的类型、截面和桩长的选择

4.1、桩的类型

根据课程设计资料，桩端进入的持力层的物理性质指标:25.0=L I ,为硬塑状态，0.13=s E 为中压缩性土，5.0=e <0.6密实。可见，持力层为较密实的硬塑性粘土为优良地基。可以选择端承摩擦桩。根据《建筑桩基技术规》附录A ， 对于桩端进入持力层为硬塑性粘土，地下水位以下的可用预制静压桩。

4.2、桩的截面选择

边长为mm mm 400400⨯的预制桩；

4.3、桩长选择

根据构造要求，为保证群桩与承台之间连接的整体性，装顶应嵌入承台一定长度，对于大直径桩（mm d 800≥）宜大于等于mm 100，对于中等直径的桩（mm d mm 800250<<）宜大于等于mm 50。现先暂取mm 50。根据《桩基规

3.3.3》应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持力层的深度，对于黏性土、粉土不宜小于d 2。综合以上情况，预估桩长：=l 2.0+

4.5+2.05 +0.05=m 6.8。并初步确定承台底面标高为任务书为天然地坪下m 7.1。

5、桩的根数和布置

5．1、单桩竖向承力特征值

由《桩基规5.3.5》根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式估算：

p pk i sik p pk sk uk A q l q u Q Q Q +=+=∑

sk Q —单桩总极限侧阻力标准值；

pk Q —单桩总极限端阻力标准值；

sik q —桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值；

pk q —桩端极限端阻力标准值；

表一

=uk Q Kpa 48.119216.02500)3.176189130(6.1=⨯+++⨯

单桩竖向承载力特征值Kpa Q K Q R uk uk a 24.5962===

5.2、初步估计桩数

按轴压，暂不考虑承台及上部回填土自重：625.224.5961565==≥

kpa

kpa R F n a k 考虑偏压，15.32.1625.2=⨯根，暂取4根。 5.3、桩的布置

根据《桩基规3.3.3》桩基的最小中心距取m d 6.14=。由承台的构造要求，承台边缘至边桩中心距离不应小于桩的直径和边长，且边缘挑出部分应大于等于150mm 。桩的布置采用等间距双排布置，承台形状根据桩的布置形式选择正方形，边长初步定为：0.4+0.4⨯4+0.4=2.4m 。

6、 桩基承载力验算

6.1、基桩竖向承载力验算

考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值R 可按下式确定：

不考虑地震作用时：c ak c a A f R R *η+=，式中

c η ：承台效应系数

ak f ：承台底2

1承台宽度围（m 5≤）各土地基承载力特征值按厚度的加权平均值。

c A :计算基桩所对应的承台底地基土净面积，n nA A A ps c )(-=，ps A 为桩身截面积，A 为承台计算域面积；

279.06

.84.2==l B c ，由《桩基规5.2.5》，查表5.2.5知，承台效应系数： 15.0=c η，28.14)16.044.2(2=⨯-=c A

=ak f 250Kpa

=R 596.24+0.15⨯250⨯1.28=644.24

基桩桩顶荷载效应计算： 轴心竖向力作用下：

24.64421.4404

4.24.27.1201565=<=⨯⨯⨯+=+=R n G F N k k k 。满足。 偏心竖向力作用下：

=ik N ++n G F k k ∑∑+22i

i yk i i xk x y M y y M =440.21+6.51948.08.02542=⨯⨯R 2.1< =773.1。满足。

6.2、基桩水平承载力验算

对于受水平力的竖直桩，在一般建筑物中，当外荷载合力与竖直线的夹角小于等于05时，竖直桩的水平承载力能满足设计要求，可不设置斜桩，但要求基桩的桩顶水平荷载设计值满足：h ik R H ≤

式中：ik H ：在荷载效应标准组合下，作用于基桩i 桩顶处的水平力； h R ：单桩基础或群桩中基桩的水平承载力特征值，对于单桩基础，可取

单桩的水平承载力特征值ha R 。当桩的水平承载力有水平位移控制时，

且缺少单桩水平静载实验资料时，对于预制桩，其a x ha x EI R 0375.0να=

式中：a x 0：桩顶容许水平位移