基础工程课程设计

桂林理工大学本科课程设计·基础工程____________________________________________________________________________________________I目录1设计资料..................................................................11.1上部结构资料.........................................................11.2场地工程地质条件.....................................................12选择桩型、桩端持力层、承台埋深............................................22.1桩型.................................................................22.2桩长.................................................................23确定单桩极限承载力标准值..................................................33.1计算单桩竖向承载力...................................................34桩数和平面布置的确定.......................................................44.1荷载组合.............................................................44.2初步估算桩数.........................................................44.2初选承台尺寸.........................................................45桩顶作用验算...............................................................56软弱下卧层验算.............................................................67桩基础沉降验算.............................................................77.1计算沉降量...........................................................77.2确定沉降经验系数.....................................................98桩身结构设计计算..........................................................108.1单点起吊............................................................108.2桩身强度验算........................................................119承台设计..................................................................129.1柱对承台的冲切（冲切锥内无桩体）....................................129.2角桩对承台的冲切....................................................129.3斜截面抗剪验算......................................................139.3斜截面抗剪验算......................................................1310参考文献.................................................................15桂林理工大学本科课程设计·基础工程____________________________________________________________________________________________第1页共15页44页柱下独立承台钢筋混凝土预制桩基础设计1设计资料1.1上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30。上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下：竖向力：4500kN，弯矩：50kNm，水平力：30kN拟采用预制桩基础，预制桩截面直径为500mm。1.2场地工程地质条件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；不考虑承台效应。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、力学指标见下表：地基各土层物理、力学指标表土层编号土层名称层底埋深（m）层厚（m）天然重度（kN/m）天然含水量（%）孔隙比液限（%）塑限（%）内聚力（kPa）内摩擦角(0)压缩模量(MPa)地基承载力特征值(kPa)1杂填土1.51.515.52粉质黏土9.88.317.332.00.9034.019.015.020.05.41103黏土21.812.016.233.81.0644.018.013.817.53.21004粉土27.15.318.328.00.8833.018.016.922.111.01605淤泥质黏土27.116.945.31.26.04.71.250桂林理工大学本科课程设计·基础工程____________________________________________________________________________________________第2页共15页44页2选择桩型、桩端持力层、承台埋深2.1桩型根据任务书的说明，拟采用混凝土预制桩基础，桩截面形式采用圆形，半径为R=500mm。2.2桩长依据地基土的分布：第二层为厚8.3M的粉质粘土，地基承载力为110kpa。第三层为12M厚的黏土，地基承载力为100kpa。第四层为厚5.3M的粉土，地基承载力为160kpa。宜选择第第四层为桩基础持力层，桩端全断面进入持力层2m。桩长确定有以下考虑因素：①尖全截面进入持力层的厚度不小于2R,此处取2000mm2R=1000mm②桩顶伸入承台长度不小于50mm，取60mm;③尖的锥尖长度（1.3~1.5）R,取1.4R=1.4×500=700mm④设计承台埋深为1.5m⑤桩的计算长度：8300+12000+2000=22300mm⑥桩身总长度:22300+60+700=23060mm，近似取为23m桂林理工大学本科课程设计·基础工程____________________________________________________________________________________________第3页共15页44页3确定单桩极限承载力标准值3.1计算单桩竖向承载力根据地基基础规范经验公式PpkisikppkskukAqlquQQQ桩侧土的极限侧阻力标准值（KPa）查《建筑桩基技术规范》JGJ94-20085.3.5内插法如下表土层液性指数LI孔隙比еskqpkq粉质黏土层0.870.9047黏土层0.611.0661粉土层0.670.88632593.3由地基基础规范经验公式：PpkisikppkskukAqlquQQQ2468.45kN14.325.02593.3)26312618.347(14.35.02则单桩竖向承载力特征值：NKQRuk1234.23k2/468.452/a桂林理工大学本科课程设计·基础工程____________________________________________________________________________________________第4页共15页44页4桩数和平面布置的确定4.1荷载组合荷载组合：0,50a,4500KKKVkNMKPF4.2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，现在取1.1的系数，即：根01.41.11234.2345001.1naRF初步曲取n＝4根4.3初选承台尺寸承台的最小宽度不应小于500㎜。为满足桩顶嵌固及抗冲切的需要，边桩中心至承台边缘的距离不宜小于桩的直径或边长，且桩的外边缘至承台边缘的距离不小于150㎜，所以桩的外边缘至承台边缘的距离取200mm桩距:1.5m0.53.03R1.5mS，满足构造要求。承台长边2.4m）0.221.50.25（2a承台短边2.4m）0.221.50.25（2b为满足承台的基本刚度、桩与承台的连接等构造需要，柱下独立桩基础承台的最小厚度为300㎜，其最小埋深为500㎜。暂取承台埋深为1.5m，承台高度h为1m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm,则承台有效高度为：930mm0.93m0.07-1.0h0承台底面尺寸为：mm4.22.4ba。确定桩数：4.21234.23201.52.42.445001.1nakkRGF,桂林理工大学本科课程设计·基础工程____________________________________________________________________________________________第5页共15页44页所以取4根桩。5桩顶作用验算（1）荷载取组合：30kN,50a,4500HkNMKPFKK.承台高度设为1.2m等厚，荷载作用于承台底面。（2）基桩平均竖向力：kNnGFNkkk1168.241.5204.22.44500（3）桩顶受力计算作用在承台底形心处的弯矩mkNM30桩顶受力计算如下：kNHMnGFNkkk1181.1841.51.5）0.933005（1168.2)h(22imax0kmax（4）验算KNRkNNak1234.231168.20，kNkNRkNNak1481.081234.232.11181.180max,故满足要求。（5）单桩水平承载力计算NH1125k44500F，7.5kN430nHiik121150111257.5FiikH单桩水平承载力满足要求，不需要进一步的验算。桂林理工大学本科课程设计·基础工程____________________________________________________________________________________________第6页共15页44页6桩基软弱下卧层承载力验算①软弱下卧层经深度z修正后的地基承载力特征值公式:30.5azakbdmffbd该软弱下卧层为淤泥质土，查地基基础设计规范GB5007-2002,表5.2.40;1bd则1.515.50.617.37.77.3126.25.38.37.68/27.1mkNmfaz=50+0+1×7.68×（27.1−0.5）=264.3kpa②桩群外围桩边包络线内矩形