基础工程设计张少

目 录 一、 设计资料 二、 选择桩型、桩长和截面尺寸 三、 拟定单桩竖向承载力特性值，拟定桩数并进行桩的布置 四、 桩身结构设计 五、 桩基承载力验算 六、 桩承台设计 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6240KN，受弯矩为624。 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 序号 土层名称 重度r 压缩模量 地基承载力特 征值 预应力管桩极限承 载力标准值 冲钻孔桩极限 承载力标准值（kpa） MPa 推荐值 (1) 粉质粘土 18.1 4.80 120 46 34 (2) 淤泥质土 15.1 1.93 45 22 18 (3) 粉质粘土 18.9 5.73 150 52 36 (4) 淤泥质土 16.7 2.91 50 24 18 (5) 中细砂 18.5 7.50 150 52 38 (6) 粉质粘土 18.3 6.56 170 56 38 (7) 淤泥质土 15.5 3.53 55 26 20 (8) 圆砺 20.0 12.00 280 86 8000 68 2400 (9) 残积砂质粘性土 17.5 4.43 200 70 8500 58 2600 (10) 全分化花岗岩 20.0 13.00 310 90 9000 78 3000 (11) 强风化岩 21.0 15.00 500 120 10000 100 3500 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（11）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2.0m。桩端全断面进入持力层本设计取1m。则工程桩入土深度为 桩基得有效桩长即为42.2-2.0=40.2m。 三、 拟定单桩竖向承载力特性值，拟定桩数并进行桩的布置 3.1拟定单桩竖向承载力 =3.14×0.4×（46×0.5+22×2.4+52×7+24×5.5 +52×3.3+56×4+26×5+86×3+70×5+90×3+1×120）+10000×3.14× =3891 KN 3.2拟定桩数并进行桩的布置 柱底受竖向荷载：F=6240KN，M=624 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： 暂取n＝4根。 桩距 承台长边： 承台短边： 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40.2m，采用3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。 吊装点为0.207L，0.568L和0.207L具体见下图：（1）10m （2）10.2m 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规定。 桩轴心受压时 由于，则符合规定。 这里的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 配置6根HRB400级直径为16mm的钢筋， (符合规定) A.桩身强度： ＝1280 故满足规定 B.桩的箍筋计算： 可以按构造配筋Φ8@300 As＝100.6 ＝0.24×2.22/210＝0.254％ ＝（2×50.3）/（3.14×200）＝0.32％> 满足规定 五、桩基承载力验算 5.1桩顶荷载 荷载取柱的组合：F＝6240kN ，M＝624 kN*m 承台高度为1.1m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＝1.0. 5.2单桩承载力验算 不管桩周土的类别如何，单桩的竖向受震承载力均可提高25%。对于抗震设防区必须进行抗震验算的桩基，可按下列公式验算单桩的竖向承载力： 5.3群桩沉降计算 对摩擦桩应进行桩基沉降计算。 采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算,采用应力面积法计算最终沉降量。 竖向荷载标准值 基底处压力 基底自重压力 基底处的附加应力 根据b=2.2查表得 基础沉降量计算如下表： Z(m) 0 1.0 0.00 1 0 1.0 1.0 0.91 0.9008 0.9008 0.9008 4800 244.30 244.30 3.4 1.0 3.09 0.5024 1.7082 0.8047 1930 544.501 788.80 2.27 0.1788 447 153.46 10000 63.88 10.4 1.0 9.45 0.1984 2.0634 0.3552 5730 80.68 869.48 15.9 1.0 14.45 0.1337 2.1258 0.0624 2910 27.91 897.39 16.5 1.0 15.00 0.1293 2.1335 0.0077 7500 1.34 898.73 计算沉降量 ＝898.73mm 由于厚度范围的土层计算沉降量为：1.34mm<0.025898.73mm=22.47mm，满足规定，沉降深度可取16.50进行计算。 ===3.58Mpa 由于，查表得： 。 所以，桩基础最终沉降量= 5.4桩基软弱下卧层承载力验算 由于在持力层下有不存在软弱下卧层，无需进行下卧层承载力验算。 六、 桩承台设计 6.1承台设计 承台底钢筋混泥土保护层成厚度取70mm，混凝土强度等级为C45，受力钢筋采用HRB335级钢筋，非受力钢筋取HPB235。，，