桩基础课程设计知识讲解.docx

桩基础课程设计知识讲解.docx

《桩基础课程设计知识讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桩基础课程设计知识讲解.docx（29页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

桩基础课程设计知识讲解

桩基础课程设计

1.设计资料1

1.1上部结构资料1

1.2建筑物场地资料1

2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深1

2.1选择桩型1

2.2选择桩的几何尺寸以及承台埋深2

3.确定单桩极限承载力标准值3

3.1确定单桩极限承载力标准值3

4.确定桩数和承台底面尺寸4

4.1①一C柱的桩和承台的确定4

5.确定复合基桩竖向承载力设计值5

5.1四桩承台承载力计算（①一C承台）5

6.桩顶作用验算6

6.1四桩承台验算（①一C承台）6

7.桩基础沉降验算7

7.1C柱沉降验算7

8.桩身结构设计计算9

8.1桩身结构设计计算9

9.承台设计10

9.1四桩承台设计（C柱）10

10.参考文献13

1•设计资料

1.1上部结构资料

拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，室外地坪标高同自然地面，室内外高差350mm。

柱

截面尺寸均为500mm500mm，横向承重，柱网布置如图

C1）

§LG

7A

I：

1.2建筑物场地资料

拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦，建筑物场地位于非地震区，不考虑地震影响。

场地

地下水类型为潜水，地下水位离地表2.1米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐

蚀性。

建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表

表3.1地基岩土物理力学参数

土层编号

土的名称

孔隙比e

含水量

W（

%）

液性

指数

Il

标准

贯入

锤击数N

压缩

模量

Es

（MPa）

承载力特征值

fak

（kPa）

①

素填土

5.0

②

淤泥

1.04

62

1.08

3.8

69

质土

.4

③

粉砂

0.81

27.6

14

7.5

115

④

粉质

黏土

0.79

31

.2

0.74

9.2

170

续表

⑤

粉砂

层

0.58

31

16.8

285

表3.2桩的极限侧阻力标准值qsk和极限端阻力标准值qpk单位：

kPa

土层编号

土的名称

侧阻力qsk

端阻力

qpk

土层编号

土的名称

侧阻力

qsk

端阻力

qpk

①

素填土

23

④

粉质

黏土

61

920

②

淤泥

质土

28

⑤

粉砂

层

73

2450

③

粉砂

46

2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深

2.1选择桩型

因为框架跨度大而且不均匀，柱底荷载大，不宜采用浅基础。

根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，选择桩基础。

因转孔灌注桩泥水排泄不便，为减少对周围

环境污染，采用静压预制桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务，同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。

2.2选择桩的几何尺寸以及承台埋深

依据地基土的分布，第②层是灰褐色粉质粘土，第③层是灰色淤泥质的粉质粘土，且比较厚，而第④层是黄褐色粉土夹粉质粘土，所以第④层是较适合的桩端持力层。

桩端全断面进入持力层1.0m（>2d）,工程桩入土深度为h0

故：

h1.58.312122.8m

由于第①层厚1.5m，地下水位为离地表2.1m,为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第②层土0.6m,即承台埋深为2.1m，桩基得有效桩长即为22.8-2.1=20.7m。

桩截面尺寸选用：

由于经验关系建议：

楼层<10时,桩边长取300〜400,故取350mm<350mm由施工设备要求，桩分为两节，上段长11m下段长11m（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有

效桩长长1.3m，这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。

桩基以及土层分布示意如图2.2.1o

±0.000

T

-0.030

、

E

①

i_n

5

W

£

•

0

]L

<6

[

V

卫④2-

图2.2.1土层分布示意

3.确定单桩极限承载力标准值

3.1确定单桩极限承载力标准值

本设计属于二级建筑桩基，当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，宜按下式计算：

QukQskQpkUqsik1iqpkAp

式中qsik---桩侧第层土的极限侧阻力标准值如无当地经验值时可按《建筑桩基技术规

范》JGJ94-94

中表528-1（桩的极限侧阻力标准值）取值。

qpk---—极限端阻力标准值如无当地经验值时可按表《建筑桩基技术规范》JGJ94-94中表GE5.2.8-2（桩的极限端阻力标准值）取值

对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土不计算其桩侧阻力qsik。

根据表1.1地基各土层物理、力学指标，按《建筑桩基技术规范》JGJ94-94查表得极限桩

侧、桩端阻力标准值（表2.3.1）。

表2.3.1极限桩侧、桩端阻力标准值

层序

液限指数

经验参数法

IL

qsk（kPa）

qpk（kPa）

②

粉质粘土

0.867

42.552

③

淤泥的粉质粘

0.608

56.912

土

④

粉质粘土

0.800

38.800

1391.428

按经验参数法确定单桩竖向承载力极限承载力标准值:

QkQkQokuqsikliqpkAp

=40.3542.552（8.30.6）56.9121238.810.3521391.428

=1469.152170.450

=1639.602kN

估算的单桩竖向承载力设计值（sp1.65）

4.确定桩数和承台底面尺寸

F面以①一C的荷载计算。

柱底荷载设计值如下:

最大轴力组合：

最大轴力3121kN,弯矩32kN?

m剪力20kN

最大轴力标准值：

2400kN

4.1①一C柱桩数和承台的确定

最大轴力组合的荷载：

F=3121kN，M=32kN?

mQ=20kN

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，

F3121

现在取1.1的系数，即:

n1.11.13.14根

R993.698

取门=4根，桩距Sa3d=1.05m,桩位平面布置如图4.1.1，承台底面尺寸为1.9m1.9m

图4.1.1四桩桩基础

该桩基属于非端承桩，并n>3,承台底面下并非欠固结土，新填土等，故承台底面不会于土脱离，所以宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应，按复合基桩计算竖向承载力设计值。

目前，考虑桩基的群桩效应的有两种方法。

《地基规范》采用等代实体法，《桩基规范》采用群桩效应系数法。

下面用群桩效应系数法计算复合基桩的竖向承载力设计值

5.1四桩承台承载力计算（①一C承台）

222

承台净面积：

Ac1.940.353.12m。

承台底地基土极限阻力标准值：

qck2fk2110220KPa

qckAc

2203.12…

Qck

171.6kN

n

4

Qsk

uqsik

li1469.152kN

Qpk

Apqp

170.450kN

分项系数sp1.65,c1.70

因为桩分布不规则，所以要对桩的距径比进行修正，修正如下:

2.4

0.35

0.886人0.886J"91.9

0.09

Jnbv4

20.7

群桩效应系数查表得:

0.8,

1.64

承台底土阻力群桩效应系数：

ac

Ac

承台外区净面积

A1.92

（1.90.35）2

1.2m2

承台内区净面积

ACAAe3.121.2

1.92m

查表c

0.11,:

0.63

ec

cAc

0.11便

3.12

12

0.63—

3.12

0.31

那么，C复合桩基竖向承载力设计值

R:

rQskQpkQck

Rspc

spc

171.6

0.31913.025kN

1.70

6.桩顶作用验算

6.1四桩承台验算（①一C承台）

（1）

Q=20kN

荷载取C柱的Nmax组合：

F=3121kN，M=32kN?

m,

承台高度设为1m等厚，荷载作用于承台顶面。

本工程安全等级为二级，建筑物的重要性系数0=1.0.

0.3m，即室内高至承

由于柱处于①轴线，它是建筑物的边柱，所以室内填土比室外高，设为

1

台底2,4m，所以承台的平均埋深d2（2-12.4）2.25m。

作用在承台底形心处的竖向力有F,G,但是G的分项系数取为12

FG31211.922.25

20

1.23121

194.94

3315.94kN

作用在承台底形心处的弯矩

3220

152kN

桩顶受力计算如下:

max

min

0Nmax

oN

°N

ymax

（yi2）

3315.94

520.6

40.62

850.652kN

Mymax

（yi）

3315.94

520.6

40.62

807.318kN

3315-94828985kN

850.652kN

min0

828.98kN

（2）荷载取Mmax组合：

F=3002kN

1.2R1.2913.025

R913.025kN

M=197kN?

mQ=62kN

1095.63kN

满足要求

2

FG30021.9

2.25

201.2

3002194.94

3196.94kN

M197

621

259kN

桩顶受力计算如下:

Nmax

Nmin

ymax

（yi2）

3196.94

2590.6

2799.235107.917

40.6

Mymax

（yi2）

3196.94

3196.94799.235kN

oNmax907.152kN

0Nmin0

0N799.235kN

25906

u；6799.235107.917

40.62

1.2R1.2913.0251095.63kN

R913.025kN满足要求

907.152kN

691.318kN

7.桩基础沉降验算

采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算。

由于桩基础的桩中心距小于6d,所

以可以采用分层总和法计算最终沉降量。

7.1C柱沉降验算

竖向荷载标准值F2400kN

1.91.9

基底处压力p旦工24001.91.92.2520709.820kPa

①.在z=0时:

=172.54kPa

}b1,2%114196.0,0.013,z4po40.013676.1935.162kPa

将以上计算资料整理于表7.1.1

表7.1.1C，z的计算结果（C柱）

Z（m）

c（kPa）

%

%

z（kPa）

0