柱下独立承台桩基础计算书

27目录一．设计任务书………………………………………………………二．设计资料……………………………………………………………………三．设计内容……………………………………………………………………四．桩基承载力验算……………………………………………………………五．桩沉降验算………………………………………………………………六．桩结构强度计算和配筋…………………………………………………七．承台设计验算………………………………………………………………八．联系梁设计计算…………………………………………………………………………基础工程课程设计第2页《基础工程》课程设计任务书（一）设计题目某钢筋混凝土框架结构建筑，采用柱下独立承台桩基础，首层柱网布置及上部结构传至柱底的荷载相应标准组合值如图所示，试设计该基础。（二）设计资料（1）工程地质条件由地表向下土层分布及土层性质如下：①杂填土：厚1.5m，重度为16kN/m3。②深灰色淤泥质土，厚4.2m，重度为16.9kN/m3，流塑～软塑状，含少量有机质，压缩模量为3MPa，fak＝45kPa；③灰白色粘土：厚2.1m，重度为18.1kN/m3，压缩模量为5.0MPa，液性指数为0.85，fak＝95kPa；④黄色粉质粘土：厚1.8m，重度为18.8kN/m3，压缩模量为8.0MPa，液性指数为0.70，fak＝130kPa；⑤黄褐色粉质粘土：厚8.5m，重度19.2kN/m3，硬可塑状，液性指数为0.45，fak＝220kPa，压缩模量为9.2MPa；⑥中砂土：勘探未钻穿，重度20.1kN/m3，中密到密实状态，fak＝245kPa，压缩模量为20.0MPa；地下水位位于地表下1.5m处。（2）给定参数所有柱截面尺寸均为500mm×500mm；相应标准组合，上部结构传至底层柱底的荷载见图。相应于荷载效应基本组合时，近似取荷载效应标准组合值的1.35倍。假设竖向荷载效应准永久组合值为荷载效应标准组合值的0.95倍。柱子的混凝土强度等级为C30。基础工程课程设计第3页（三）设计内容（1）确定桩型、桩长；（2）确定单桩或基桩竖向承载力；（3）确定桩数、承台尺寸及建筑物的桩基础平面布置；（4）桩基础承载力验算；（5）承台计算；（6）桩沉降验算；（7）绘制施工图（包括基础平面布置图、桩的布置及承台平面图、桩基础剖面图、承台配筋图、桩配筋图、施工说明等）。（四）设计依据（1）《JGJ94-2008建筑桩基技术规范》（2）制图标准等其它规范、规程、标准。（五）设计要求（1）计算书要求：书写工整、数字准确、图文并茂，任务书随计算书装订。（2）制图要求：所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为长仿宋字。（3）图纸规格：A2；计算书：A4。（4）设计时间：1周。任务书附图：（1）首层层柱网平面布置图（2）相应于荷载效应标准组合时上部结构传至首层柱底的荷载分布图基础工程课程设计第4页二、设计资料（1）工程地质条件由地表向下土层分布及土层性质如下：①杂填土：厚1.5m，重度为16kN/m3。②深灰色淤泥质土：厚4.2m，重度为16.9kN/m3，流塑~软塑状，含少量有机质，压缩模量为3Mpa，fak＝45kPa；③灰白色粘土：厚2.1m，重度为18.1kN/m3，压缩模量为5.0Mpa，液性指数为0.85，fak＝95kPa；④黄色粉质粘土：厚1.8m，重度为18.8kN/m3，压缩模量为8.0Mpa，液性指数为0.70，fak＝130kPa；⑤黄褐色粉质粘土：厚8.5m，重度19.2kN/m3，硬可塑状，液性指数为0.45，fak＝220kPa，压缩模量为9.2Mpa；⑥中砂土：勘探未钻穿，重度20.1kN/m3，中密到密实状态，fak＝245kPa，压缩模量为20.0Mpa；地下水位位于地表下1.5m处。（2）给定参数所有柱截面尺寸均为500mm×500mm；柱子的混凝土强度等级为C30。三、设计内容：设计一个多层钢筋混凝土框架结构建筑厂房的桩基础；（1）确定桩型，桩长根据地质资料，以黄褐色粘土为桩尖持力层，钢筋混凝土预制桩500mm，桩长为21.0m（2）确定单桩或基桩竖向承载力查《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89)得：土层液性指数Ic预制桩侧阻力特征值qsia(kPa)桩在该土层伸入长度Ln(m)深灰色淤泥质土134.2灰白色粘土0.85232.1黄色粉质粘土0.7033.51.8黄褐色粉质粘土0.4541.40.9预制桩桩端端阻力特征值：L=9m,Ic=0.45qpk=2140kPa基础工程课程设计第5页A，B，C柱：桩截面面积2220.04mdAP桩截面周长mdU57.1ppkpisiksipkskukAqlquQQQ=2.02140)5.0/8.0(9.1608.1601.2502.426)5.0/8.0(57.14/15/1=649.1+481.5=1130.6kN;R=kQuk=1130.6÷2=565.3kN；(3)确定桩数、承台尺寸及建筑物的桩基础平面布置①、桩数nA柱：80.15.5651.9231.11.1RFn；取4根B柱：94.23.5651.15131.11.1RFn；取4根C柱：23.272.5284.11461.11.1RFn取4根②、柱距：aS大小直接影响群桩的群桩效应，根据规范规定，75.15.3dSa（m)取2m，边距取0.5m基础工程课程设计第6页图1桩基以及土层分布示意图黄褐色粉质黏土319.2kNm0.45lI9.2SEMPa220akfkPa杂填土316mkN深灰色淤泥质土316.9kNm3.0SEMPa45akfkPa灰白色粘土5.0SEMPa0.85lI95akfkPa318.1kNm黄色粉质黏土318.8kNm8.0sEMPa0.70lI130akfkPa基础工程课程设计第7页③、桩布置形式采用正方形布置，承台尺寸如图示：A柱：中柱承台布置图B柱：边柱承台布置图C柱：AB基础工程课程设计第8页边柱承台布置图④、桩数验算A柱：承台及上覆土重kNG36033202427.23.565)3601.923(RGFB柱：承台及上覆土重kNG36033220431.33.565)3601513(RGFC柱：承台及上覆土重kNG36033220467.23.565)3604.1146(RGF均满足要求。（4）、桩基础承载力验算A柱：①荷载作用。基桩平均竖向荷载设计值kNRkNnGFN3.5658.3204)3601.923(桩基最大、最小竖向荷载设计值22jiykjixkkkkxxMyyMnGFQ=114123.25-3.2527.215.298.320）（=332.7kN;②在基本组合，受偏向荷载作用下，桩基工程级别为二级，重要性系数0.10C基础工程课程设计第9页kNRkNkNN3.5658.3208.3200.10kNkNQk36.6783.5652.17.3327.3320.10满足要求。B柱：①荷载作用。基桩平均竖向荷载设计值kNRkNnGFN3.56528.4684)3601.1513(桩基最大、最小竖向荷载设计值22jiykjixkkkkxxMyyMnGFQ=1141)109.0-28.026.8(28.468＋=475.26kN;②在基本组合，受偏向荷载作用下，桩基工程级别为二级，重要性系数0.10kNRkNkNN3.56528.46828.4680.10kNkNQk36.6783.5652.126.47526.4750.10满足要求。C柱：①荷载作用。基桩平均竖向荷载设计值kNRkNnGFN3.5656.3762)3604.1146(桩基最大、最小竖向荷载设计值22jiykjixkkkkxxMyyMnGFQ=1141)251.8-29.624.21(6.376=394.98kN;②在基本组合，受偏向荷载作用下，桩基工程级别为二级，重要性系数0.10kNRkNkNN3.5656.3766.3760.10kNkNN36.67872.5282.198.39498.3940.1max0满足要求。（5）、桩沉降验算（《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008）由于桩的埋深为9m，故桩沉降由9m处往下计算。对于桩中心距不大于6倍桩径的桩基础工程课程设计第10页基，其最总沉降量计算可采用等效作用分层总和法。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩层台投影面积，等效作用附加近似取层台底平均附加压力，计算如下。计算地基土的自重压力：地下水位以上：1c=1.5×16=24kPa；地下水位以下：2c=4.2×（16.9—10）＋2.1×（18.1—10）＋1.8×（18.8—10）＋0.9×（19.2—10）＝70.11kPa；总的自重应力：21ccc24+70.11=94.11kPa(1)、对于A柱：附加应力'095.0cAGFpkPa44.1132493232095.876Z(m))(kPacblbz=4C)(0kPaPz094.11101.000113.441.0103.3110.30.978111.962.0112.5110.70.84695.973.0121.1711.00.70079.414.0130.9111.30.56664.215.0140.1111.70.41847.426.0149.3112.00.33638.127.6164.0312.50.21424.28在Z=7.6m处，2.015.003.16459.28cz，所以本基础取Z=7.6m计算沉降量。Z（m）blbz平均附加应力系数i)(mZii11ziiizz)(kPaEsi110(4iiiiiizzEPS01010------------1.010.30.96150.96150.961592000.04742.010.70.81531.62700.665592000.03283.011.30.69802.94001.313092000.06484.011.70.60202.4080-0.53209200-0.02625.012.00.50302.51500.411092000.02026.012.30.44602.67600.161092000.00797.612.50.37452.84600.170092000.0084所以'S0.0474+0.0328+0.0648-0.0262+0.0202+0.0079+0.0084=0.1553m;取沉降经验系数2.1基础工程课程设计第11页根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）5.5.7，可得沉降计算如下：nisiiiiioeeEzzPss111'4210)1(1cncncbbe，ccbLBnn，所以bn=2，由45.02dSa，42dl，1ccBL，得：044.00c，754.11c，984.142c，104.0e所以：mmmS38.1901938.01553.0104.02.1。（2）、对于B柱：附加应力'095.0cAGFpkPa72.175249323201.151395.0Z(m))(kPacblbz=4C)(0kPaPz094.11101.000175.721.0103.3110.30.978171.852.01