福建工程学院-基础工程课程设计-参考

一、设计资料

1.1 建筑物资料

某高校学生公寓楼，上部结构为钢筋混凝土框架结构。抗震设防烈度为7度，抗震等级为3级。室内外高差为400mm，柱底受竖向荷载为6340KN，受弯矩为475.5m

KN⋅。

1.2 岩土工程勘察资料

场地地下水类型为潜水，各钻孔混合地下水稳定水位埋深为 1.2m，根据已有资料，该场地地下水对混凝土结构和钢结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具有腐蚀性。

建筑地基的土层分布情况及各土层物理-力学指标见下表

二、选择桩型、桩长和截面尺寸 2.1 选择桩型

因柱底荷载大，不宜采用浅基础，本设计用桩基础。在对以上收集资料

进行分析研究的基础上，针对土层分布情况，考虑施工条件、设备和技术等因素，决定采用摩擦桩以及挤土桩。

2.2 选择承台埋深及桩的几何尺寸

本设计选择强风化花岗岩（9）作为桩端持力层。

桩型选用PHC 管桩，桩身混凝土强度为C80，截面尺寸为直径400mm 。 由于地下水埋深为1.2m,选择承台埋深为1.40m 。桩端全断面进入持力层本设计取1m 。则工程桩入土深度为m h 2.3413543.35.574.23=++++++++=

桩基的有效桩长即为34.2-2.0=32.2m 。

三、 确定单桩竖向承载力特征值，确定桩数并进行桩的布置 3.1确定单桩竖向承载力特征值

p pk i sik p UK A q l q u Q +=∑=3.14×0.4×（46×1.6+22×2.4+52×7+24×5.5 +52×3.3+56×4+26×5+86×3+70×1）+8500×3.14×22.0=2910 KN

KN R a 14552/2910==

3.2确定水平承载力特征值

()⎪⎪⎭⎫

⎝

⎛⨯±+=

n t m N g m

o

t m Ha A f N V w f R γξραγ12225.1

()[]

()[]

()KN

KN R V A W EI C m MN m E I Ha N m g 50.51480.514101.4322092.501.4%0225.2126.90520.00103.41213.4026

.900.41.4102.2513.40.5014

.5010.401-7.66132

.804.13520

.0010.70.401-7.662.4032.404.13413.0125.001035.8099.0104b m 30,/0.4,2103m 125.00.404.1364

1

99.0.50.40.51.90b %4.03

3m h 2-2

n 2-22o 54

3

50

44c 44o ≥=⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯==>=⨯===⨯⨯+⨯==⨯⨯⨯+⨯==⨯⨯⨯⨯⨯=⨯===⨯==⨯⨯==+⨯==，故，混凝土

采用，，）（，αξαγρ满足要求

3.3确定桩数并进行桩的布置

柱底受竖向荷载：F=6340KN ，M=475.5m KN ⋅

初步估算桩数,由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，规范中建议取

1.1～1.2，本设计取1.2 即： ()根23.51455

63402.12.1≥n =⨯=⨯a R F 暂取n ＝6根。

按查表：桩距 m b s p 2.14.033=×== 承台长边：()m a 2.32.14.02=+⨯= 承台短边：()m b 0.26.04.02=+⨯= 桩布置入下：

四、 桩身结构设计 4.1 吊装点

桩的截面尺寸为直径400㎜，桩长32.2m ，采用2根10m 和一根10.2m 的桩进行相接。因各根桩的长度不大，桩的吊装及吊立时的吊立布置，采用同一个位置。

4.2桩身结构设计计算

桩身混凝土强度应满足桩的承载力设计要求。

桩轴心受压时 KN Ra Q 19024/63402.12.1=⨯=⨯=

由于采用的是高强PHC 管桩，混凝土强度C80，MPa f c 9.35=

KN f A c c p 78.338175.09.3520014.32=⨯⨯⨯=ϕ

因为c c p f A Q ϕ≤，则符合要求。

这里的Q 是扣除承台和其上土自重后，相应于荷载效应基本组合的单桩竖向力设计值。

打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8％。则

228.100420014.3%8.0≥mm A S =××

配置6根HRB400级直径为16mm 的钢筋，采用通长配筋；21206mm A S = (符合要求)

A.桩身强度验算：

R

kN A f A f s y c c >=⨯+⨯⨯⨯⨯=+2.4943)120636020014.39.350.1(0.1)(2ψϕ＝

1280kN 故满足要求

B.桩的箍筋计算：

可以按构造配筋Φ8@300 As ＝100.62mm ，2/22.2mm N f t =

2/10.2mm N f f yv y ==

yv

sv f t f =

min ,ρ＝0.24×2.22/210＝0.254％

2

1

r

14.3sv sv nA =

ρ＝（2×50.3）/（3.14×2002）＝0.32％>min ,sv ρ 满足要求

五、桩基承载力验算

5.1桩顶荷载

荷载取柱的max N 组合：F ＝6340kN ，M ＝475.5 kN*m 承台高度为0.9m 厚，荷载作用于承台顶面。

桩基设计安全等级为乙级，建筑物的重要性系数0λ＝1.0.

KN n G F Q k k k 5.10866

4

.10.22.3206340=⨯⨯⨯+=+=

KN KN x x H M n G F Q i

k yk k k ik 4.1085.10862.142

.1)9.0505.475(5.1086)(22

max ∑±=⨯⨯⨯+±=+±+=