桩基础课程设计

《《 地基基础》地基基础》 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 专业：水利水电工程 学生姓名：当代雷锋 学号： 班级 ： 13 水利 1 班 指导老师 ：黄 金 林 华南农业大学 水利与土木工程学院 2016 年 6 月 目录 桩基础课程设计 . 1 一．设计资料 . 1 1．地形 . 1 2．工程地质条件 . 1 3．岩土设计技术参数 . 1 4．水文地质条件 . 3 5．上部结构资料 . 3 二． 预制桩基设计 . 3 三.单桩承载力计算 4 1 单桩竖向极限承载力标准值 4 2．桩基竖向承载力特征值及初步确定桩数 . 5 四．基竖向承载力验算及承台尺寸 . 5 五.承台设计 6 1 承台内力计算 7 2 承台厚度及受冲切承载力验算 7 六.桩身结构设计 10 七．桩身配筋 . 11 1.吊桩验算 11 2.桩的主筋计算 11 3 桩的箍筋计算 12 八．参考文献 . 13 九．设计图纸 . 13 桩基础课程设计桩基础课程设计 一．设计资料一．设计资料 1 1．地形．地形 拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。 2 2．工程地质条件．工程地质条件 自上而下土层依次如下： ①号土层： 素填土， 层厚 1.6m， 稍湿， 松散， 承载力特征值f ak 98kPa。 ②号土层：淤泥质土，层厚 3.1m，流塑，承载力特征值 f ak 69kPa。 ③号土层，粉砂，层厚 6.3m，稍密，承载力特征值fak115 kPa。 ④号土层， 粉质黏土， 层厚 4.5m， 湿， 可塑， 承载力特征值fak170 kPa。 ⑤号土层，强风化砂质泥岩,厚 3.0m,承载力特征值 f ak 380 kPa； ⑥号土层，中风化砂质泥岩, 厚度未揭穿，承载力特征值fak600 kPa 3 3．岩土设计技术参数．岩土设计技术参数 地基岩土物理力学参数如表 2 和表 3 所示。 表 2地基岩土物理力学参数 土层 土的名称 编号 压 缩 模 承 载 力 孔 含水量 液性指 量特征 隙 I W(%) 数 L E S (MPa ) f ak (kPa) 比e 5.0①素填土 1.0 ②淤泥质土 4 0.8 ③粉砂 1 0.7 ④粉质黏土 9 强风化砂质泥 ⑤ 岩 中风化砂质泥 ⑥ 岩 表表 3 3桩的极限侧阻力标准值桩的极限侧阻力标准值q sk和极限端阻力标准值 和极限端阻力标准值q pk 单位： kPa 62.41.083.869 27.67.5115 31.20.749.2170 20.8380 23.5600 土层 土的名 侧 阻 端阻 土层 力 土的名称 q 力 sk q 编号 称 编号 pk ①素填土23 淤泥质 ② 土 28⑤ 泥岩 中风化砂质 ③粉砂46⑥ 泥岩 ④粉质黏土 强风化砂质 侧阻 端阻力 q 力 sk q pk 61920 1242650 1503500 4 4．水文地质条件．水文地质条件 ⑴拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 ⑵地下水位深度：位于地表下 1.5m。 5 5．上部结构资料．上部结构资料 上部结构传来荷载，柱底荷载设计值： N=19075 kN，M=1500 kN·m，V=490 kN 柱底荷载标准值： N=14130 kN，M=1111 kN·m，V=363 kN 注：1、荷载作用于基础顶面，弯矩作用于跨度方向； 2、表中给出的是荷载设计值，如需用到荷载标准值，直接把设 计值除以 1.35 即可。 二．二． 预制桩基设计预制桩基设计 建筑物基础设计方案采用混凝土预制桩， 具体设计方案如下：自然地 面标高同室内外地坪标高。该建筑桩基属于丙级建筑桩基， 拟采用截 面为400mm 400mm的混凝土预制方桩，以⑥号土层中风化砂质泥岩 为持力层，桩尖伸入持力层 2.5m，初步设计承台高 2m，承台底面埋 置深度为-2.50m，桩顶伸入承台 100mm。 则设计桩长为 0.6+6.3+4.5+3.0+2.5+0.1=17m 三三. .单桩承载力计算单桩承载力计算 根据以上设计，桩顶标高为-2.4m，桩底标高为-19.4m，桩长为 17m。 1 1 单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值 单桩竖向极限承载力标准值按下式计算： 式中： Q uk ——单桩竖向极限承载力标准值，KN； Q sk ——单桩总极限侧阻力标准值，KN； Q pk ——单桩总极限端阻力标准值，KN; u——桩身周长，m； q sik ——桩侧第 i 层土的极限侧阻力标准值 Kpa； li——桩周第 i 层土的厚度，m； A p ——桩端面积， m2 ； q pk ——桩端极限端阻力标准值，kpa。 由于 2 2．桩基竖向承载力特征值及初步确定桩数．桩基竖向承载力特征值及初步确定桩数 承台底部地基土为较松软的填土， 压缩性大，因此本工程不考虑承台 土效应，即取 c 0，则有 根据上部荷载初步估计桩数为 则取设计桩数为 16 根。 四．基竖向承载力验算及承台尺寸四．基竖向承载力验算及承台尺寸 根据《建筑桩基技术规范》 （JGJ94—2008） ，当按单桩承载力特征 值进行计算时，荷载应取其效应的标准组合值。 由于桩基所处场地的 抗震设防烈度为 7 度，且场地内无可液化砂土、粉土问题，因此可不 进行地震效应的竖向承载力验算。 根据桩数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台（见图 4.2） ，取承 台边长为 ， 矩 形 布 桩 ， 桩 中 心 距 取3.5d ， 则 ，取 s=1400mm，桩外边缘距承台边缘均为 200mm。 承台及其上填土的总重为 计算时取荷载的标准组合，则: 因此 满足设计要求，故初步设计是合理的。 五五. .承台设计承台设计 根 据 以 上 桩 基 设 计 及 构 造 要 求 ， 承 台 尺 寸 为和 ，预估承台厚 2.0m（见图 4.3）承台混凝土选用 C25， f t 1.27N mm2，f c 11.9N mm2； 承台钢筋选用 HRB400 级钢筋级钢筋， 。 1 1 承台内力计算承台内力计算 承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合设计值， 则基桩净反力设计 值为: 承台计算简图 2 2 承台厚度及受冲切承载力验算承台厚度及受冲切承载力验算 为防止承台产生剪切破坏，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚 2.0m，承台底保护层厚度50mm，则。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).承台受弯承载力计算 承台计算截面弯矩如下。 对于Ⅰ-Ⅰ截面，取基桩净反力最大值 则 进行计算， 因此，承台长边方向单位长度选用 取，实际配筋 ( .满足要求。 ). 因此，选用 取 (). .满足要求。，实际配筋 (2).柱对承台冲切 承台受压冲切的承载力应满足下式： 由于，冲跨比： 冲切系数为 ; 故厚度为 2.0m 的承台能够满足柱对承台的冲切 要求。 (3).角桩冲切验算 承台受角桩冲切的承载力应满足下式： 由于 ; ,从角桩内边缘至承台外边缘距离为 ; 角 桩 冲 跨 比 为 ： ; 则 故厚度为 2.0m 的承台能够满足角桩对承台的冲切要求 (4)．承台受剪切承载力计算 承台剪切破坏发生在与桩边连线所形成的斜截面处， 对于Ⅰ-Ⅰ截面， 剪切系数为