土木工程桩基础毕业设计

桩基础设计目录前言1、建筑设计资料（1）、设计原始资料（2）、建筑基地平面图2、选择桩型、桩端持力层、承台埋深（1）、选择桩型（2）、选择桩的几何尺寸以及承台埋深3、确定单桩极限承载力标准值（1）确定单桩极限承载力标准值4、确定桩数和承台底面尺寸（1）①—C柱桩数和承台的确定（2）计算桩顶荷载5、桩身结构设计计算（1）、桩身结构设计计算（2）、确定复合基桩竖向承载力设计值（3）、九桩承台承载力计算（①—C承台）（4）桩顶作用验算，桩承台验算（①—C承台）6、承台设计（1）、柱对承台的冲切（2）、角桩对承台的冲切（3）、斜截面抗剪验算（4）、受弯计算7．桩基础沉降验算8.结论与建议结束语参考文献1、建筑设计资料（1）、设计原始资料拟建三明大酒店工程位于三明市东兴五路以南，其东临电子商城，西侧为居民住宅，房地产公司。南侧为儿童服装设计公司。拟建建筑物为一框架结构，地面以上9层，地下2层，总建筑面积27000m2。基坑长约60m，宽约40m，基坑开挖深度6m。本次设计主要是对酒店的某根柱进行桩基础设计，作用于该柱（600mm×400mm）柱底面（基础顶面）处的荷载基本组合设计值有两类：最大轴力组合：轴向力F=6200kN，柱底弯矩为M=510kN·m，水平荷载V=285kN；桩身采用C30的混凝土浇筑。最大弯矩组合：轴向力F=4715kN，柱底弯矩为M=670kN·m，水平荷载V=385kN；（M、H作用于柱的长边方向且均为从左指向右）。基坑周边无复杂管线，有利于基坑施工。根据钻探揭露，拟建场区地貌单元为阶地，地形较平坦，场地四周均无特殊情况分布。在基坑支护影响范围内，自上而下有下列土层：①-1层填土：灰色，稍密，主要由碎石、碎砖、建筑垃圾组成，硬质含量30-60%,填龄大于5年。②层粉质粘土：黄褐色，可塑～硬塑，含少量铁锰结核，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。③层粉质粘土：黄褐色，可塑，局部软塑，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。④层细砂：褐黄，黄色，细砂为主，含少量粘性土，分选性较好，成分多为石英质，含云母，很湿~饱和，稍密状态。⑤砂土状强风化花岗岩（γ52（3）c）：浅肉红色，原岩结构基本保留，岩芯呈砂土状，岩芯手可掰碎，遇水易散、易软化，干钻困难，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层全场地分布，层厚5.00-16.50m测得孔内初见水位埋深2.00～6.50m，稳定水位埋深2.20～6.20m。地下水位埋深按3米计算，场地地下水对混凝土无腐蚀性影响。场地土体情况一览序号类别（名称）厚度h(m)重度γ(kN/m3)土粒重度γs(kN/m3)含水率ω(%)液限ωL塑限ωP渗透系数k(m3/d)内摩擦角φk(°)黏聚力ck(kPa)压缩模量Es(MPa)承载力标准值fak(kPa)1填土1.518.528.520.727.917.70.005810-2粉质粘土6.519.02921.328.318.20.0820185.501253粉质粘土319.929.525.028.718.10.0725309.831704细砂520.530.520.8--1.327015.902205砂土状强风化花岗岩1221.0-----332835.0270(2)、建筑基地平面图2、选择桩型、桩端持力层、承台埋深（1）、选择桩型因为框架跨度大而且不均匀，柱底荷载大，不宜采用浅基础。又因为灌注桩具有承载力能力高，施工方便，工期短，造价低，施工时无振动、无地面隆起或侧移，对周边建筑物危害小，使用范围大，适用于各种地质条件。所以，根据施工场地属于市区，地基条件以及场地周围环境条件，应该选择灌注桩基础。（2）、选择桩的几何尺寸以及承台埋深因为基坑开挖深度为6米；依据地基土的分布，第①层灰色的填土，厚度为1.5米，第②层是黄褐色粉质粘土，厚度为6.5米，既不用考虑；第③层是黄褐色粉质粘土，厚度为3米，承载力低，土层太薄，不宜做持力层；第④层是黄褐色、黄色细砂土，厚度为5米，很湿~饱和，稍密状态，土层比较薄，桩承载力不够，所以不宜做持力层；第⑤层浅肉红色砂土状强风化花岗岩（γ52（3）c），厚度为12米，桩端承载力也比较高；所以，综上各方面的情况应该选择第⑤层为持力层。桩端全断面进入持力层1.0m（2d），工程桩入土深度为h。故：mh111532选择承台埋深为2.0m，桩基得有效桩长即为11-2=9.0m。桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层10时,桩边长取300～400,故取d=350m，由施工设备要求，桩分为两节，上段长4.5m，下段长4.5m（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长0.5m，这是考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。3、确定单桩极限承载力标准值（1）确定单桩极限承载力标准值本设计属于二级建筑桩基，当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式计算：ppkisikpkskukAqlquQQQskQ——单桩极限摩阻力标准值（kN）pkQ——单桩极限端阻力标准值（kN）u——桩的横断面周长（m）pA——桩的横断面底面积（2m）iL——桩周各层土的厚度（m）sikq——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值（akP）pkq——桩底土的单位极限端阻力标准值（akP）经查《建筑桩基技术规范》得：层序经验参数法序数土状)(asikkpq)(apkkpq③粉质粘土60④细砂35⑤砂土状强风化花岗岩2007500按经验参数法确定单桩竖向承载力极限承载力标准值：pkskukQQQppkisikAqlqu＝7500414.30.35120053536035.014.32219.721945.096＝1254.234kN估算的单桩竖向承载力设计值（65.1ps）kNQppks142.76065.1234.1254QRskR——单桩竖向极限承载力设计值，kNskQ——单桩总极限侧阻力力标准值，kNpkQ——单桩总极限端阻力力标准值，kNs——桩侧阻力分项抗力系数p——桩端阻力分项抗力系数所以最终按经验参数法计算单桩承载力设计值，即采用kNR142.760，初步确定桩数。4、确定桩数和承台底面尺寸下面以①—C的荷载计算。柱底荷载设计值如下：最大轴力组合：最大轴力6200kN，弯矩510kNm，剪力285kN最大弯矩组合：轴力4715kN，最大弯矩670kNm，剪力385kN(1)①—C柱桩数和承台的确定最大轴力组合的荷载：F=6200kN，M=510kNm，Q=285kN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1.2的系数，即：根25.72.1142.76035.162002.135.1nRF取n＝9根，正方形布桩，查书161页表4-9有：桩距1.4mm35.044d＝S,可取S=1.4m承台底面尺寸为3.5m×3.5m;假设承台高为1.3m，桩顶伸入承台60mm，钢筋保护层取80mm，则承台有效高度为h0=1.3-0.08=1.22m如下图所示：装的布置图桩基平面图(2)计算桩顶荷载取承台及其上土的平均为重度为320mKNG桩顶平均竖向力：满足要求KNRKNnGFQaKKK142.760510.53795.321035.1/620025、桩身结构设计计算（1）、桩身结构设计计算两端桩长各4.5m,采用单点吊立的强度进行桩身配筋设计。吊立位置在距桩顶、桩端平面0.293L(L=4.5m)处，起吊时桩身最大正负弯矩2max0429.0KqLM，其中K=1.3;./885.22.125435.014.32mkNq。即为每延米桩的自重（1.2为恒载分项系数）。桩身长采用混凝土强度C30,级钢筋，所以：kNmKqLM258.35.4885.23.10429.00429.022max取桩身保护层的厚度50mm，则桩身截面有效直径md30.005.035.00桩身受拉主筋260368.3630030099537.010258.3mmhfMAyss所以按最小配筋率计算226.242414.3300%4.0mmAS又由，二级建筑桩基，根据桩径大小配置4～8根Φ10～12的桩顶与承台连接钢筋，锚入承台至少30倍主筋直径且伸入桩身长度不小于5d，对于沿管灌注桩，配筋长度不小于承台软弱土层层底深度；所以，)6.24231441014.34(104222mmmmAS配筋率为%444.0430014.33142％4.0min％。所以，最终2231441014.34mmAS其他构造要求配筋见施工图。桩身强度：KNRkNAfAfsycc142.760495.1104)314300430014.33.140.1(0.1)(2故满足要求如下图所示：装的截面图桩的剖面图（2）、确定复合基桩竖向承载力设计值该桩基属于非端承桩，并n3,承台底面下并非欠固结土，新填土等，故承台底面不会于土脱离，所以宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应，按复合基桩计算竖向承载力设计值。目前，考虑桩基的群桩效应的有两种方法。《地基规范》采用等代实体法，《桩基规范》采用群桩效应系数法。下面用群桩效应系数法计算复合基桩的竖向承载力设计值（3）、九桩承台承载力计算（①—C承台）承台净面积：222385.11435.014.395.3mAc。承台底地基土极限阻力标准值：KPafqkack34017022kNnAqQcckck1.4309385.11340kNlquQisiksk945.609kNqAQpppk219.721分项系数70.1,65.1cps因为桩分布不规则，所以要对桩的距径比进行修正，修正如下：953.235.095.35.3886.0886.0bneAdSa389.095.3lBc群桩效应系数查表得：67.1,8.0ps承台底土阻力群桩效应系数:cececciciccAAAAs——侧阻群桩效应系数p——端阻群桩效应系数c——承台土阻力阻群桩效应系数ic——承台内区土阻力群桩效应系数ec——承台外区土阻力群桩效应系数c——承台土阻力分项抗力系数ckQ——桩基中相应于每一根桩的承台底地基土极限抗力标准值（kN），ckq——承台底21承台宽度的深度范围内（ml5），地基土极限抗力标准值，可按《地基规范》中相应的地基土承载力标准值乘以2取值，（kN）；cA——承台底地基土净面积（2m）。icA——承台内区的净面积ecA——承台外区的净面积kf——承载力特征值，akP承台外区净面积2223275.2)35.05.3(5.3mAec承台内区净面积222057.93275.2435.014.395.3mAAAeccicm2查表得：0,14.0ecic1114.0385.113275.20385.11057.914.0cececciciccAAAA那么，C复合桩基竖向承载力设计值R:kNQQQRcckcppkpssks876.105370.11.4301114.065.1219.72167.165.1945.60980.0那么，C复合桩基竖向承载力设计值R:取R=760.142KN（4）桩顶作用验算，桩承台验算（①—C承台）荷载取C柱的maxN组合：F=6200kN，M=510kNm，Q=285kN承台高度设为1.3m等厚，荷载作用于承台顶面，桩顶伸入承台60mm，钢筋保护层取80mm，则承台有效高度为h0=1.3-0.08=1.22m，承台的平均埋深md2；但因为基坑开挖深度为6米，地下水位埋深按3米计算，所以承台埋置于地下水位以下。本工程安全等级为