桩基础课程设计

基础工程课程设计——厂房桩基础设计计算书学生姓名：专业班级：土木工程学号：指导老师：完成日期：2010.07.6CEME一、设计题目........................................................1二、设计过程........................................................11．确定基础持力层...............................................11.1地质资料.................................................11.2工程地质条件评价.........................................22．初选桩型和承台埋深...........................................22.1桩型.....................................................22.2初选承台埋深d...........................................32.3桩长.....................................................33．确定单桩承载力...............................................33.1由于本题无水平外力，不需计算水平承载力...................33.2计算单桩竖向承载力.......................................34．初选桩数.....................................................55．初选承台尺寸.................................................56．桩基验算.....................................................66.1基桩竖向承载力验算.......................................66.2桩尖平面处地基承载力验算.................................66.3桩基沉降验算.............................................77．承台设计计算.................................................97.1承台抗冲切验算——验算承台厚度...........................97.2承台受弯计算............................................108．桩身结构强度计算及配筋......................................118.1桩身起吊验算............................................118.2桩的主筋计算............................................128.3桩身强度验算............................................128.4桩的箍筋计算............................................13三、参考文献.......................................................13四、施工图.........................................................13CONTENTS桩基础课程设计2010.071一、设计题目：厂房桩基础设计l柱截面尺寸：600800mmmm×l荷载设计值：5900NkN=690MkNm=g二、设计过程1．确定基础持力层1.1地质资料土层序号土层名称层底埋深（m）土层厚（m）容重g（kN/m3）含水量w（％）空隙比e液性指数LI压缩模量Es1-2(MPa)比贯入阻力sp(MPa)地基承载力akf(KPa)①褐黄色粉质黏土2.02.018.027.80.810.486.40.5988.26②灰色淤泥质粉质黏土6.04.017.838.81.091.184.50.5786.18③灰色淤泥质黏土14.98.917.053.11.511.292.10.6291.38④灰～褐色粉质黏土20.05.118.035.41.020.804.82.27262.98⑤暗绿～草黄色粉质黏土24.04.018.524.70.710.317.84.76521.94⑥灰色粉质黏土＞34.018.035.51.020.874.93.48388.82注：根据比贯入阻力计算地基承载力的公式：0.1040.269aksfp=+,使用范围为0.36sMPapMPa≤≤；公式来源：勘测规范（TJ21-77）,参考书籍《岩土工程测试与监测技术》第43页，中国建筑工业出版社桩基础课程设计2010.0721.2工程地质条件评价①褐黄色粉质黏土，处于中密、湿状态，可塑，厚度不大，不宜作为桩基础持力层；②灰色淤泥质粉质黏土，处于稍密、软塑状态，流塑，抗剪强度低，不宜作为基础持力层；③灰色淤泥质黏土，含水量高，孔隙比大，抗剪强度低，属于高压缩性土，不宜作为基础持力层；④灰～褐色粉质黏土，含水量高，处于稍密、软塑状态，具有一定的承载力，可作为基础持力层；⑤暗绿～草黄色粉质黏土，含水量较低，孔隙比较小，处于可塑状态，承载力较高，可作为基础持力层；⑥灰色粉质黏土，处于很湿，稍密、软塑状态，属软弱土层。暂选定④号土层——灰～褐色粉质黏土为该桩基础持力层，262.98afkPa=。2．初选桩型和承台埋深2.1桩型根据上部荷载值与工程地质条件，拟采用混凝土预制桩基础，桩截面形式采用正方形，边长为400pbmm=桩基础课程设计2010.0732.2初选承台埋深d由于地下水位离地表1.0m，为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台埋深为1.0m2.3桩长选择④号土层为桩基础持力层，桩进入持力层1.1m，，则桩基有效桩长为：(21)48.92.116lm=-+++=3．确定单桩承载力3.1由于本题无水平外力，不需计算水平承载力3.2计算单桩竖向承载力l桩端端阻力桩端端阻力标准值如下公式估算：121()2pkpskskqppa=+式中：0.8pa=；1skp为桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；2skp为桩端全截面以上4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值；b为折减系数，当125skskpp≤时，取1b=；当127.5skskpp≤时，取56b=；当1212.5skskpp≤时，取23b=；当1215skskpp≥时，取12b=。则：桩径：400pbmm=，桩基础课程设计2010.07483.2pbm=，41.6pbm=，1(2270620)14452skpkPa+==，2(22702270)22702skpkPa+==，∵120.64skskpp=﹤5∴1.0b=∴1211()0.8(14451.02270)148622pkpskskqppkPaa=+=××+×=l桩侧极限侧阻力桩侧极限侧阻力标准值如下公式估算：sp﹤1000kPa时，0.05sksqp=sp﹥1000kPa时，0.02525sksqp=+则各层桩侧阻力如下表：土层序号土层名称土层厚（m）比贯入阻力sp(kPa)桩侧阻力sikq(KPa)①褐黄色粉质黏土2.059029.50②灰色淤泥质粉质黏土4.057028.50③灰色淤泥质黏土8.962031.00④灰～褐色粉质黏土5.1（桩入土1.1m）227081.75⑤暗绿～草黄色粉质黏土4.04760144.00l规范经验公式计算单桩竖向承载力ukpsikiskpQuqlqA=+∑ukQ——单桩竖向承载力标准值；sikq，skq——桩侧阻力、桩端端阻力标准值；pA——桩底横截面面积；pu——桩身周边长度；桩基础课程设计2010.075il——第i层土的厚度；则：ukpsikiskpQuqlqA=+∑240.4(29.5128.54318.981.752.1)14860.4=×××+×+×+×+×1183.48kN=单桩竖向承载力特征值：1183.48717.261.65ukaspQRkNg===spg——桩身、桩尖综合抗力分项系数（查《建筑桩基技术规范JGJ94—94》表5.2.2）4．初选桩数由于受偏心荷载，59001.351.051.157.31717.26kGeaFnRyy≥=××=暂取9根5．初选承台尺寸桩距：3.53.50.41.4psbm==×=；承台长边：2(1.40.4)3.6m×+=；承台短边：2(1.40.4)3.6m×+=；承台高度：1.2hm=，高出地面200mm；桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取35mm，则承台有效高度为01.20.0851.115hm=-=1115mm=桩基础课程设计2010.0766．桩基验算6.1基桩竖向承载力验算中心力F作用下：259001.2201.23.6697.039iFGNkNn++×××===﹤717.26aRkN=偏心力F、yM作用下：maxminNNmax226901.4697.0361.4yiiMxNx×=±=±=×∑779.17614.89kNkN1.2860.710aRkN=∴基桩竖向承载力满足要求6.2桩尖平面处地基承载力验算l修正地基承载力akf(0.3)(0.5)aakbdmffbdhghg=+-+-180.8817.8478.982.1262.9801.0(16.80.5)()16.8×+×+×+×+×=++×-×391.73kPa=承台尺寸及埋深示意图桩基础课程设计2010.077l验算偏心荷载下：max1.2aapfpf-≤≤2()fccisaiccFGGablqpab-++-+=∑22259001.2201.23.63.6(180.8817.8478.982.1)223.6591.0753.6+×××+×+×+×+×+×-×××=40kPa=-﹤afmax26904048.733.63.66yyMppW-=+=-+=×﹤1.2af∴桩尖平面处地基承载力满足要求6.3桩基沉降验算采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算。由于桩基的桩距s﹤6d，所以可采用分层总和法计算最终沉降量。竖向荷载标准值：59004370.41.35kFkN==基底处压力：224370.43.61.220361.223.6kFGpkPaA++××===基底自重压力：11818dkPag=×=基底处的附加应力：0361.2218343.22ppdkPag=-=-=桩端平面下的土的自重应力cs和附加应力zs（04zpsa=）计算如下：①0z=：18.018.017.847.08.98.02.1136.30ciihkPasg==×+×+×+×+×=∑；1lb=，20zb=，0.25a=；0440.25343.22343.22zpkPasa==××=桩基础课程设计2010.078②3zm=:136.3038160.3ciihkPasg==+×=∑；1lb=，621.673.6zb==，0.102a=；0440.102343.22139.0zpkPasa==××=③5zm=:160.328.5177.3ciihkPasg==+×=∑；1lb=，1022.783.6zb==，0.051a=；0440.051343.2270.02zpkPasa==××=④7zm=:177.328.5194.3ciihkPasg==+×=∑；1lb=，2143.893.6zb==，0.0285a=；0440.0285343.2239.13zpkPasa==××=在7zm=处