基础工程课程设计.docx
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基础工程课程设计
一设计题目
高层框架结构（二级建筑）的某柱截面尺寸为1000×800mm，该柱传递至基础顶面的荷载为：
F=9000kN，M=380kN∙m，H=320kN，采用6-8根φ600-φ800的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础，设地面标高为±0.00m，承台底标高控制在-1.70m，地面以下各土层分布及设计参数见附表，试设计该柱下独立桩基础。
设计计算内容：
1.确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值Quk；
2.确定桩中心间距及承台平面尺寸；
3.计算复合基桩竖向承载力特征值Ra及各桩顶荷载设计值N，验算基桩竖向承载力；计算基桩水平承载力RHa并验算；
4.确定单桩配筋量；
5.承台设计计算；
6.绘制桩基结构图。
项
目
湿
重
度
kN/m3
孔
隙
比
e
液性
指数
IL
压缩
模量
Es
MPa
承载力
特征值
faK
kPa
层
厚
m
钻孔灌注桩桩基参数
极限侧
阻力
标准值
qsik
kPa
极限端
阻力
标准值
qPK
kPa
地基土水平抗力系数的比例系数
m（MN/m4）
层①粉土
19.0
0.902
6.0
80
4.3
23
6
层②粉细砂
19.6
0.900
6.5
105
3.8
20
9
层③细砂
19.8
0.860
7.8
125
2.8
28
13
层④粉土
19.6
0.810
10.5
140
2.3
40
15
层⑤1粉细砂
19.7
0.85
7.0
115
4.4
28
12
层⑤粉细砂
19.7
0.770
16.0
170
3.0
48
800
28
层⑥粉质粘土
19.8
0.683
0.25
8.5
160
2.5
66
25
层⑦粉土
19.8
0.750
13.7
170
2.9
58
25
层⑧粉质粘土
19.9
0.716
0.46
6.1
145
5.7
60
14
层⑧1粉砂
20.0
0.770
14.0
190
0.8
52
800
37
层⑧粉质粘土
19.9
0.716
0.46
6.1
145
4.5
60
700
14
层⑨粉土
20.4
0.700
13.0
195
3.5
62
36
层⑩粉质粘土
19.9
0.706
0.27
8.2
170
4.8
68
28
层⑾细砂
20.2
0.690
22.0
220
17.7
70
1300
45
二设计内容
1、.确定持力层
根据地质条件，以层⑧粉质粘土为桩支持力层。
采用φ700的水下钻孔灌注桩。
对于黏土，桩端全截面进入持力层的深度不宜小于2d=1.6m.取桩尖进入持力层厚度2.2m,桩长33m,承台底面埋深1.7m。
2、计算单桩极限承载力标准值Quk
由《建筑桩基础技术规范JGJ94-2008》式5.3.5
进行试算，
桩周长
桩横截面积
计算得：
=3555.5+350
=3905.5KN
三、确定桩中心间距及承台平面尺寸
由《建筑桩基础技术规范JGJ94-2008》表3.3.3-1知桩的最小中心间距为3.0d=2.4m。
先取桩数为6，由于柱下桩基，等距离排列，桩在平面采用行列式布置，中心间距
。
边桩中心至承台边的距离为1d=0.8m。
此时承台边缘至桩边缘的距离为400mm,符合规范要求（承台宽度不宜小于500mm,承台边缘距边桩中心的距离不应小于桩的直径，且边缘挑出部分不应小于150mm）.承台平面尺寸为
.具体承台桩位布置如下：
承台桩位布置图（单位:
cm）
四、计算复合基桩承载力R和各桩顶荷载设计值N，并验算
（一）单桩竖向承载力特征值
=
（二）计算复合基桩竖向承载力特征值R
（1）复合基桩竖向承载力特征值R，
可根据《建筑桩基础技术规范JGJ94-2008》式5.2.5-2
和5.2.5-3
进行计算
中心距
桩径d=0.8m承台宽度桩
长l=33m
按表5.2.5
取
=0.0151
承台下0.5宽度
的地基承载力特征值的厚度加权平均值
=4.46
根据《建筑抗震设计规范》（GB5011-2001）
验算R=2015KN>Ra=1952.75KN（满足要求）
（2）桩顶荷载设计值N
根据《建筑桩基础技术规范JGJ94-2008》式5.1.1-1
进行计算，则：
∴
验算
（满足要求）
作用于承台底面的外力对通过群桩形心x,y轴的力矩设计值，
第i根桩分别至x,y轴的距离，m。
以上两项均满足要求。
5、确定单桩配筋量
灌注桩直径d=0.8m,桩长l=33m.混凝土强度等级C30。
钢筋选用HRB400。
由于水下灌注桩取保护层厚度
。
该部分设计参考《混凝土结构》中国建筑工业出版社，2008版
结构计算长度
由
。
选用8
28，
故上述A的计算没有减去
是正确的，且由附表4-6知，
截面每一侧配筋率
\
故满足受压纵筋最小配筋要求，选用8
28，
六、计算基桩水平承载力并验算
根据《建筑桩基础技术规范JGJ94-2008》式5.1.1-3
进行计算，得
=53.3KN
单桩配筋率不小于0.65%的灌注桩水平承载力特征值按下式计算：
桩顶水平位移允许值
扣除保护层厚度的桩直径
桩身配筋率
（
计算参考《桩基础的设计方法与施工技术》高大钊，2002版）
七、承台设计计算
<1>承台的构造
承台埋深1.7m,承台高1m,桩顶埋入承台深度50mm，钢筋保护层厚度50mm,则承台有效高度
=1-0.05-0,05=0,9m.混凝土强度等级C30，钢筋HRB400。
<2>承台与柱的连接
为了使桩和承台之间形成稳定的建立、弯矩传递体系，并承受偶然发生的上拔力，将桩顶锚入承台50mm。
<3>承台抗冲切承载力计算
①柱边冲切
②角桩向上冲切
<4>承台受剪切承载力计算
按《建筑桩基础技术规范JGJ94-2008》式5.9.10-1、5.9.10-2及5.9.10-3计算
承台受剪截面示意图（单位：
cm）
<5>承台受弯承载力计算
按《建筑桩基础技术规范JGJ94-2008》式5.9.2-1和5.9.2-2进行计算
（5.9.2-1）
（5.9.2-2）
选用35
28@200，
沿平行于x轴方向均匀布置
满足要求
选用27
40@140，
，沿平行y轴方向均匀布置。
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