沉管灌注桩桩基础设计-

基础工程课程设计第1页基础工程课程设计B.灌注桩桩基础设计1.设计资料1．1、基本概况某多层建筑一框架柱截面为400×400mm2，工程安全等级为二级。作用于该柱柱底面(基础顶面)处的荷载基本组合设计值为：最大轴力组合：轴向力F=3170KN；弯矩M=175kN·m)；水平力H=30kN；最大弯矩组合：轴向力F=2370KN；弯矩M=255kN·m)；水平力H=45kN；（M、H作用于柱的长边方向且均为从左指向右）。1.2、工程地质条件经工程勘察，场地土层可分为五层，现自上而下分述如下：（1）人工填土：厚度1～1.8m，未完成自重固结。（2）淤泥质土：厚度11.0～14.3m，呈软塑状。（3）粘土：厚度0.3～1.4m，呈可塑状。（4）粉质粘土：厚度1.3～3.2m，呈硬塑～坚硬状。（5）强风化岩：厚度20m左右，风化强烈。柱底各土层物理力学性质指标见表1。表1各土层物理力学性质指标土层编号土层名称土层厚度(m)含水量（%）重度(kN/m3)孔隙比e塑限(%)液限(%)承载力fak(kpa)1人工填土1.718802淤泥质土11.549.017.51.3124.039.51203粘土0.832.019.00.86425.343.51704粉质粘土1.531.818.90.82627.038.02205强风化岩20.0qsik=200kPa;qpk=8000kPa;Es=12MPa300地下水位离地表2.2m，且对混凝土无侵蚀性。三：桩基础设计（一）：必要资料准备岩土工程勘察报告：见上页附表（二）：外部荷载及桩型确定1、选择持力层：选取强风化岩为桩端持力层，桩尖进入第五层1.4m，承台埋深2.0m2、桩型确定：1）、桩为沉管灌注桩；2）、构造尺寸：桩长L＝1.7+11.5+0.8+1.5+1.4-2.0+0.1=15.0m，桩径d=400mm3）、桩身：混凝土强度C30、cf＝15MPa、mf＝16.5MPa基础工程课程设计第2页4φ16yf＝300MPa（三）：单桩承载力确定1、单桩竖向承载力的确定：根据地基基础规范公式计算：1°、桩端承载力计算：强风化岩，入土深度17.0m,qpk=8000kpa2°、桩侧土摩擦力：淤泥质土：qsa=25kpa粘土：qsa=76.7kpa粉质粘土：qsa=52.13kpa强风化岩:qsa=200kpa,桩周长：μ=πd=3.14×0.4=1.26m桩截面积：Ap=πd2/4=0.126m2ppkiskipkskukAqlquQQQ=8000×3.14×0.4×0.4/4+3.14×0.4（25×11.2+76.7×0.8+52.13×1.5+200×1.5）=1908.56kpa单桩承载力标准值：R=Quk/2=954.28kpa2、桩数和桩的布置：1°、桩数和桩距2.1nRFk=1.2×2348.15/954.28=3.05根取n=4根桩距：Sa=（3.0~4.0）d=1.2~1.6取S=1.2m2°、桩的布置和承台尺寸及柱排列如下图：承台长、宽：a=b=1.2+0.4×2=2.0m承台高h=1.0m桩顶深入承台100mm,保护层80mm,有效高度ho=1.0-0.08=0.92m(四）：单桩受力验算：1.最大轴力组合：轴向力F=3190KN；弯矩M=165kN·m;H=10KN;Fk=3170/1.35=2348.15KN;G=2×2×1×20=80KNFk+G=2428.15KN;Mk=175/1.35=129.63kN·m柱顶面受力计算如下：kNyyMnGFNikk35.6325.145.1)122.2263.129(415.2428)(22maxmax基础工程课程设计第3页kNyyMnGFNikk73.5815.145.1)22.2263.129(415.2428)(22maxminkNRkNnGFNk28.95404.607415.2428kNRkNN06.8442.18.662max00min0N满足要求2.最大弯矩组合：Fk=1755.56kNMk=188.89kNm，Hk=33.33KNkNGFKk56.19272015.20.256.17552MkNMK.22.222133.3389.188桩顶受力计算如下：kNyyMnGFNikk2.5075.145.185.151456.1927)(22maxmaxkNyyMnGFNikk6.4565.145.185.151456.1927)(22maxmaxkNRkNnGFNk28.95496.481485.1927kNRkNN14.11452.12.507max00min0N满足要求单桩水平承载力满足要求，不需要进一步的验算。（五）、承台设计：承台选用C25混凝土，tf＝1.27MPa1、承台冲切验算：1）、柱边冲切：基础工程课程设计第4页冲切力：kNQFFil317003170受冲切承载力截面高度影响系数hp的计算：hp=（1-（1-0.9）/（2000-800））×（1000-800）=0.983冲跨比与系数的计算：2200mmaaoyox，ho=920mm23.092.02.00haoxoyox95.12.023.084.02.084.000oxyx0hp0000)]()([2hfababtxcyyx92.01270983.0)2.04.0(95.12(2）kNFkNl317015.53750满足要求2）、角桩向上冲切：oyyoxxoxxaammccλλλλ1,1,121,6003.12.023.056.02.056.0111xyx0111121)]2()2([hfacacthpxyyx983.092.01270)1.06.0(3.12kNNkNj67.90634.2090max0满足要求2、承台抗剪验算：斜截面受剪承载力可按下面公式计算：001hbfVths42.10.123.075.10.175.1xhs=（800/ho）1/4=0.966Ⅰ－Ⅰ截面处承台抗剪验算：基础工程课程设计第5页maxN=847.67kN，边上一排桩按2根桩进行计算。剪力kNNV34.169567.84722max承台抗剪时的截面尺寸近似的定为：ho=0.92m，22.092.02.00haoxox43.10.122.075.1kNVkNhbfthscV34.16950.322892.02127043.1966.0001满足要求3、承台弯矩计算及配筋计算：多桩承台的弯矩可在X，Y两个方向分别按单向受弯计算：mho92.0mkNXNMiiyM5.2060)2.05.1(431702x最大弯矩mmfhMAyox1.82953009209.0105.20609.06s2选配1725，sA=8345.3mm28295.1mm2分别沿沿平行于x，y轴方向布置（六）、桩的强度验算桩的截面尺寸为mm4004002，桩长为15m，配筋为416，为通长配筋，钢筋保护层厚度选35mm。2.00.258.0，取动力系数为2.0m，则m6.20)1(8122maxkNqMl025.0150365400106.2026s2cmofhbM987.02/)211(ss由钢筋混凝土结构设计规范得mmfhMAyoos4.184310365987.06.201062选416sA=2014=804mm2184.4mm2满足条件