灌注桩基础课程设计.docx

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灌注桩基础课程设计

灌注桩基础课程设计

1、设计资料

（1）设计题号6,设计轴号QB（㊇轴、④轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数）

（2）柱底荷载效应标准组合值如下

①轴荷载：

Fk

2310kN；

Mk

275kN?

m；Vk

165kN

巴轴荷载：

Fk

2690kN；

Mk

231kN?

m；Vk

162kN

CCC轴荷载：

Fk

2970kN；

Mk

238kN?

m；Vk

k

153kN

（3）柱底荷载效应基本组合值如下

①轴荷载：

Fk

2910kN；

Mk

286kN?

m-Vk

k

204kN

巴轴荷载：

Fk

3790kN；

Mk

251kN?

m；Vk

188kN

CCC轴荷载：

Fk

3430kN；

Mk

266kN?

m-Vk

k

196kN

（4）工程地质条件

1号土层：

素填土，层厚1.5m，稍湿，松散，承载力特征值fak=95kPa。

2号土层：

淤泥质土，层厚3.3m，流塑，承载力特征值fak=65kPa。

3号土层：

粉砂，层厚6.6m，稍密，承载力特征值fak=110kPs。

4号土层：

粉质粘土，层厚4.2m，湿，可塑，承载力特征值fak=165kPa=

5号土层：

，粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值fak=280kPa。

（5）水文地质条件

地下水位于地表下3.5m，对混凝土结构无腐蚀性。

（6）场地条件

建筑物所处场地抗震设防烈度为7级，场地内无可液化砂土、粉土。

（7）上部结构资料

拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，长30m，宽9.6m。

室外地坪高同自然地面，室内外高差450mm，柱截面尺寸400mmX400mm，横向承重，柱网布置图如下：

2、灌注桩基设计

建筑物基础设计方案采用混凝土沉管灌注桩，具体设计方案如下：

室外地坪

标高为-0.45m，自然地面标高同室外地坪标高。

根据建筑类型，该建筑桩基设计等级为丙级，拟采用直径为400mm的混凝土沉管灌注桩，选用⑤号土层粉砂层为持力层，桩尖深入持力层0.6m（对于砂土不小于1.5d）,设计桩长15m，桩尖长0.5m，初步设计承台高0.95m，承台底面标高-1.65m，桩顶深入承台50mm。

（1）单桩承载力计算

根据以上设计，桩顶标高为-1.65m，桩底标高为-16.65m，桩长15.0m。

1单桩竖向极限承载力标准值计算

Quk=Qsk+Qpk=Upqsikli+Apqpk，查表4.2得：

Qsk=3.14X400X（0.35X22+3.3X28+6.6X45+4.2X20+0.6X75）=872kN

12

Qpk=1X0.42X3.14X2400=301kN

Quk=872+301=1173kN

2基桩竖向承载力设计值计算

承台底部地基土为较松软的填土，压缩性大，因此不考虑承台土效应，即承台效应系数c0，则有：

R=Ra=QukH73=586.5kN

K2

根据上部荷载初步估计桩数为

n=Fk=2690=4.59，取设计桩数为6根。

R586.5

3、桩基的验算

由于桩基所处的长度抗震设防烈度为7度，且场内无可液化砂土、粉土问题，

因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。

下面进行桩基竖向承载力验算。

桩中心距取3.5d=1.4m,桩心距承台边缘均为400mm，根据桩数确定承台尺寸为2.2mX3.6m，矩形布桩（见下图）。

因此Nkmax=566.53kNv1.2R=703.8kN

Nkmin417.24kN>0

满足设计要求，所以初步设计是合理的。

4、承台设计

承台混凝土选用C25,人1.27Nmm2,fc11.9Nmm2，承台钢筋选用HRB335级，fy300Nmm2。

（1）承台内力计算

Nmin

F—Myy

2

nyi

3790（2511880.95）1.4

641.42

554.96kN

承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合值，则基桩净反力设计值为

‘F3790

N-631.67kN

n6

（2）承台厚度及受冲切承载力验算

为防止承台产生冲切破环，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚0.95m，

承台保护层后50mm,则h°950—50900mm。

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。

由于基桩为圆形桩，则换算成等效方桩截面边宽为

400-100

3404003斗兀60

.700

9TJT3石ST

7ro

bp0.8d320mm，承台计算简图如下：

①柱对承台冲切

承台受桩冲切的承载力应满足

F2[

0x（Qaoy）0y（hc

a0x）]hpfth0

冲跨比0x

a0x

h。

034

6T°.378（在°25〜「°之间）

0y

h。

0.34

0.9

0.378（在0.25〜1.0之间）

冲切系数

ox

0.84

0x°.2

0.84

0.3780.2

1.45

oy

0.84

oy

0.2

0.84

0.3780.2

1.45

截面高度影响系数

hp=1

2[0x（bca°y）

0y（hc

950800

2000800

a0x）]hpfth0

0.1=0.9875

=2[1.45（0.4+0.34）

=4844kN>FF

+1.45

Ni

（0.4+0.34）]X0.9875X1270X0.9

379003790kN

故厚度为0.95m的承台能够满足柱对承台的冲切要求

②角桩冲切验算

承台受角桩冲切的承载力应满足下式

aiya1x

Nl[1X（C2）1y（ClL）]hpftho

22

从角桩内边缘到承台外边缘的距离为

CiC20.56m

aix0.34，3iy0.34

034

0.969（0.56）]X0.9875X1270X0.9

2

故厚度为0.95m的承台能够满足角柱对承台的冲切要求。

（3）承台受剪承载力计算

承台剪切破环发生在柱边与桩边连线所形成的斜截面处，对于I—I截面,

hs

（800）0.25

（h0）

0.971

十034=°.378（在°25〜a。

之间）

剪切系数：

「75「751.27

10.3781

受剪切承载力高度影响系数

I—I截面剪力为

V=2XNmax708.382=1417kN

则hsftbh0=0.971X1.27X1270X2.2X0.9=3101kN>V=1417kN故满足抗剪切要求。

（4）承台受弯承载力计算

承台计算截面弯矩如下：

A19380.17222mm2，满足要求。

对于n—n截面，取基桩净反力平均值N631.67kN进行计算,

此时h。

950-70=880mm

则MyNixi3631.670.5947.51kN?

m

A20201.14022mm2，满足要求。

650

o

LO

Ch

*100

1400

1400

400

承台计算配筋简图如下：

400

3600

（5）承台构造设计

混凝土桩桩顶深入承台50mm,两承台间设置联系梁，梁顶面标高-0.7m,

与承台顶齐平，梁宽250mm，梁高400mm，梁内主筋上下共412通常配筋,

箍筋采用①8@200。

承台底做100mm厚C10素混凝土垫层，挑出边缘100mm。

5、桩身结构设计

沉管灌注桩选用C25混凝土，预制桩尖选用C30混凝土，钢筋选用HPB235、级。

（1）桩身轴向承载力验算

桩顶轴向压力应符合NmaxcfcAps

Nmax

FGMyyi

2

nyi

2

641.4

计算桩身轴心抗压强度时，一般不考虑屈压影响，故取稳定系数于挤土灌注桩，施工工艺系数

贝U

379026「36（251188。

.旳14752kN

1;对

c0.8；C25级混凝土，fc11.9Nmm2，

cfcAps=1X0.8X11.9X0.25X3.14X0.4X0.4=1196kN>Nmax=752kN

故桩身轴向承载力满足要求。

（2）桩身水平承载力验算

（3）

W032[d22（e

1）gdo]

0.42

=[0.42

32

=6.583103m3

2.1105

（2.8104

1）

2

0.54%（0.40.07）]

I0W^=6.583103X0.4X0.5=1.317103m4

2

El0.85EJ0=0.85X2.8X104X1.317X103=31.34MNm2

5'mb。

5250.99/

50=5=0.953m

El31.34

柱顶最大弯矩系数m取值：

由于桩的入土深度h=15m，桩与承台固接

14.3>4,取h4，查表4.11得m=0.926。

NNk）.ftAn

Nk取在荷载效应标准组合下桩顶最小竖向力（此时单桩水平承载力特征值最

小），Rha0.75mfW/0（1.2522g）（1

M

0.926

0.750.9532佃1066.583100.0054）（1哗）

21.27100.13

=30824N

=30.82kN>Hik=27kN

故桩身水平承载力满足要求。

（4）配筋长度计算

2

基桩为端承摩擦型桩，配筋长度不小于桩长的3，同时不宜小于

44

-话4加，则配筋长度取10m。

钢筋锚入承台35倍主筋直径，即35X

12=420mm。

（5）箍筋配置

采用①6@200螺旋式箍筋，由于钢筋笼长度大于4m,须每隔2m设一道12焊接加劲箍筋。

&估算8、①轴线柱下桩数

（1）桩数估算

设计8、©轴线柱下桩基础的方法与oB轴线柱下相同，单桩极限承载力标准值1173kN,基桩竖向承载力特征值586.5kN。

©轴荷载：

Fk2310kN；Mk275kN?

m；Vk165kN

根据初步估计桩数，即

则㈤轴下设计桩数为4根。

©轴荷载：

Fk2970kN；Mk238kN?

m；Vk153kN

根据初步估计桩数，即

（2）承台平面尺寸确定

根据估算的桩数和承台构造要求，设计最小中心距1.4m，桩心与承台边缘距离为

©轴线承台尺寸为2.8mx2.8m,桩

0.4m;设计©轴线承台尺寸为2.2m

则©轴下设计桩数为6根。

x3.6m，桩中心距1.4m,桩心与承台边缘距离为0.4m。

©轴©轴承台布置如图:

2800

400'

■

I

o寸

o

o

p

‘400、

bi

009CO