灌注桩基础课程设计.docx

1、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 （轴、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轴荷载：Fk2310kN ；Mk275kN ?m； Vk165kN巴轴荷载：Fk2690kN ；Mk231kN ?m； Vk162kNCCC轴荷载：Fk2970kN ；Mk238kN ?m； Vkk153kN（3）柱底荷载效应基本组合值如下轴荷载：Fk2910kN ；Mk286kN ?m - Vkk204kN巴轴荷载：Fk3790kN ；Mk251kN ?m； Vk188kNCCC轴荷载：Fk3430kN ；Mk266kN ?m - Vkk1

2、96kN（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

3、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，

4、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= Up qsikli +Apqpk，查表 4.2得：Qsk=3.14X 400X（ 0.35X 22+3.3X 28+6.6X 45+4.2X 20+0.6X 75） =872kN1 2Qpk=1 X 0.42 X 3.14X 2400=301kNQuk =872+301=1173kN2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c 0，则有：R=Ra=Quk H73 =586.5kNK 2根据上部荷载初步估计桩数为n=Fk = 26

5、90 =4.59，取设计桩数为6根。R 586.53、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2.2mX 3.6m，矩形布桩（见下图）。因此 N kmax =566.53 kNv 1.2R=703.8kNNkmin 417.24 kN 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1.27 N mm2 , fc 11.9N mm2，承台钢筋选用 HRB335 级，fy 300N

6、mm2。(1)承台内力计算N minF Myy2n yi3790 (251 188 0.95) 1.46 4 1.42554.96kN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 F 3790N - 631.67 kNn 6(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 50 900mm。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 - 1003404003 斗兀 60.7009T JT 3 石 ST7robp 0.8d

7、320m m，承台计算简图如下：柱对承台冲切承台受桩冲切的承载力应满足F 20x (Q a oy ) 0 y ( hca0x ) hp ft h0冲跨比0xa0xh。0 346T.378 (在 25 之间)0yh。0.340.90.378 (在 0.251.0 之间)冲切系数ox0.840x .20.840.378 0.21.45oy0.84oy0.20.840.378 0.21.45截面高度影响系数hp =12 0x(bc ay)0y ( hc950 8002000 800a0x ) hp f t h00.1=0.9875=21.45 (0.4+0.34)=4844kN F F+1.45Ni

8、(0.4+0.34) X 0.9875X 1270X 0.93790 0 3790kN故厚度为0.95m的承台能够满足柱对承台的冲切要求角桩冲切验算承台受角桩冲切的承载力应满足下式aiy a1xNl 1X(C2 ) 1y(Cl L) hpftho2 2从角桩内边缘到承台外边缘的距离为Ci C2 0.56maix 0.34，3i y 0.340 340.969 (0.56 ) X 0.9875X 1270X 0.92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)0.97

9、1十 034 =.378 (在 25a。之间)剪切系数：75 75 1.271 0.378 1受剪切承载力高度影响系数II截面剪力为V=2 X Nmax 708.38 2=1417kN则 hs ftbh0 =0.971 X 1.27X 1270X 2.2X 0.9=3101kNV=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：A 19 380.1 7222mm2，满足要求。对于n n截面，取基桩净反力平均值 N 631.67kN进行计算,此时 h。950-70=880mm则 My Nixi 3 631.67 0.5 947.51 kN?mA 20 201.1 4

10、022mm2，满足要求。650oLOCh* 10014001400400承台计算配筋简图如下：4003600(5)承台构造设计混凝土桩桩顶深入承台 50m m,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4 12通常配筋,箍筋采用8200。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Nmax cfcApsN maxF G M yyi2n yi26 4 1.4计算桩身轴心抗压强度时，一

11、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U3790 2636 (251 188。.旳 14 752kN1 ;对c 0.8 ； C25级混凝土， fc 11.9N mm2，c fcAps=1 X 0.8 X 11.9X 0.25X 3.14X 0.4X 0.4 =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)W0 32d2 2( e1) gdo0.4 2= 0.4 232=6.583 10 3m32.1 105(2.8 1041)20.54% (0.4 0.07)I0 W =6.583 10 3 X 0.4X 0.5=1.317 1

12、0 3m42El 0.85EJ 0=0.85X2.8X 104 X 1.317X 10 3=31.34MN m25 mb。 5 25 0.99 /5 0 =5 =0.953mEl 31.34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 h 4，查表 4.11 得 m =0.926。N N k ) .ft AnN k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)，Rha 0.75 mfW/0 (1.25 22 g)(1M0.9260.75 0.953 2 佃 106 6.583 10 0.0054)(1 哗 )2 1.27 10 0

13、.13=30824N=30.82kN H ik =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4 4-话4加，则配筋长度取10m。钢筋锚入承台35倍主筋直径，即35X12=420mm。(5)箍筋配置采用6200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、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：Fk 2310kN ； M k 275kN?m； Vk 165kN根据初步估计桩数，即则轴下设计桩数为4根。轴荷载：Fk 2970kN ； M k 238kN?m； Vk 153kN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2.8mx 2.8m,桩0.4m;设计轴线承台尺寸为2.2m则轴下设计桩数为6根。x 3.6m，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:2800400 Io 寸oop 400、b i009CO