某住宅楼桩基础设计 计算书.doc

基 础 工 程 课 程 设 计第 1 页 基础工程课程设计某住宅楼桩基础设计一：设计资料 1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层，物理力学 指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为 2.0m,地下水水质分析结果表明，本场地下 水无腐蚀性。建筑安全等级为 2 级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载： , ，H = 50kN；V = 3200kNM=400kN mA 柱的截面尺寸为：400×400mm； 承台底面埋深：D 2.0m。2、根据地质资料，以黄土粉质粘土为桩尖持力层， 钢筋混凝土预制桩断面尺寸为 300×300，桩长为 10.0m3、桩身资料： 混凝土为 C30，轴心抗压强度设计值 15MPa，弯曲强度设计值为fc16.5MPa，主筋采用：416，强度设计值：310MPafmfy4、承台设计资料：混凝土为 C30，轴心抗压强度设计值为15MPa，弯曲抗压强度fc设计值为1.5MPa。fm、附：1）：土层主要物理力学指标；2）：桩静载荷试验曲线。附表一：直剪 试验 （快剪）土 层 代 号名称厚 度 m含 水 量 w %天 然 重 度 rKN/m3孔 隙 比 ePSMPa塑 性 指 数 IP液性指数IL内摩 擦角°°粘聚力C（kPa ）压缩 模量 Es（kP a）承载力 标准值 fk(kPa)12 杂填土2.018.821 粉质粘土 9.038.218.91.02 0.3419.81.021124.612022 粉质粘土 4.026.719.60.75 0.6150.6020167.0220基 础 工 程 课 程 设 计第 2 页 3粉沙夹粉 质粘土>1021.620.10.54 1.0120.425158.2260附表二：桩静载荷试验曲线二：设计要求：1、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算；2、确定桩数和桩的平面布置图；3、群桩中基桩的受力验算4、承台结构设计及验算；5、桩及承台的施工图设计：包括桩的平面布置图，桩身配筋图，承台配筋和必要的施工说明；6、需要提交的报告：计算说明书和桩基础施工图。基 础 工 程 课 程 设 计第 3 页 三：桩基础设计 （一）：必要资料准备1、建筑物的类型机规模：住宅楼2、岩土工程勘察报告：见上页附表3、环境及检测条件：地下水无腐蚀性，QS 曲线见附表 （二）：外部荷载及桩型确定1、柱传来荷载：V = 3200kN、M = 400kNm、H = 50kN2、桩型确定：1） 、由题意选桩为钢筋混凝土预制桩；2） 、构造尺寸：桩长 L10.0m，截面尺寸：300×300mm3） 、桩身：混凝土强度 C30、15MPa、16.5MPa cfmf416 310MPa yf4） 、承台材料：混凝土强度 C30、15MPa、16.5MPa cfmf1.5MPa tf（三）：单桩承载力确定 1、 单桩竖向承载力的确定： 1） 、根据桩身材料强度（1.0 按 0.25 折减，配筋 16）2()1.0 (15 0.25 300310 803.8)586.7pScyRkNffAA2） 、根据地基基础规范公式计算：1°、桩尖土端承载力计算：粉质粘土，0.60，入土深度为 12.0m LI100800(800)8805pakPaq2°、桩侧土摩擦力：粉质粘土层 1： ， 取 18kPa1.0LI17 24 sakPaq粉质粘土层 2： ， 取 28kPa0.60LI24 31 sakPaq2880 0.34 0.3 (18 928 1)307.2pippasiaRakPaqqlA 3） 、根据静载荷试验数据计算：根据静载荷单桩承载力试验曲线，按明显拐点法得单桩极限承载力Qs550 ukNQ基 础 工 程 课 程 设 计第 4 页 单桩承载力标准值：55027522u kkNQR根据以上各种条件下的计算结果，取单桩竖向承载力标准值275akNR单桩竖向承载力设计值1.21.2 275330kkNRR4） 、确桩数和桩的布置：1°、初步假定承台的尺寸为 22 3m上部结构传来垂直荷载： 3200VkN承台和土自重： 2 (2 3) 20240GkN取 根32002401.11.111.5330FGnR12n 桩距 ： 取 3 43 40.30.9 1.2Sdm1.0Sm2°、承台平面尺寸及柱排列如下图：桩平面布置图1：100基 础 工 程 课 程 设 计第 5 页 桩立面图9.0m（四）：单桩受力验算：1、单桩所受平均力：32002.6 3.6 2 20297.912FGNkPaRn 2、单桩所受最大及最小力： maxmax min2240050 1.51.5297.960.51.5iFG nMxNx3、 单桩水平承载力计算：， 1504.212iHkPanH3200266.712iV即 与合力 与的夹角小于4.211 266.763.512H ViViHiV5单桩水平承载力满足要求，不需要进一步的验算。（五）：群桩承载力验算： 1、根据实体基础法进行验算： 1） 、实体基础底面尺寸计算：桩所穿过的土层的摩擦角： ， 1219m 2201m取 ， 1215.2544 tan0.919边桩外围之间的尺寸为： 22.3 3.3m实体基础底面宽：2.32 10 0.09194.14m 345.4kNR250.4kN基 础 工 程 课 程 设 计第 6 页 实体基础底面长：3.32 10 0.09195.14m 2） 、桩尖土承载力设计值：1° 实体基础埋深范围内的土的平均重度（地下水位下取有效重度）3018.8 218.9 10919.6 10110.612mkN 2° 实体基础底面粉质粘土修正后的承载力特征值为：根据书上表 25 取 ， 0.3 b1.6 d 3120.52200.3 0.94.1431.6 10120.5407.3bdmaakbkPaff 3°取 ， ，320 GkNm310 mkNm基础自重为：4.14 5.142 20 10 102979GkN4°实体基础底面压力计算：当仅有轴力作用时：132002979290.4407.34.14 5.14aaFGkPakPaApf考虑轴力和弯矩时计算：2max3200297940050 1.564.14 5.144.14 5.14FGM AWP424.31.21.2 407.3488.8 akPakPaf由以上验算，单桩及整体承载力满足要求。 （六） 、承台设计：承台尺寸由图 1 所示，无垫层，钢筋保护层厚取 100mm。1、单桩净反力的计算： 单桩净反力，即不考虑承台及覆土重量时桩所受的力 1） 、单桩净反力的最大值： max345.42.6 3.6 2 2012314.2Q 2） 、平均单桩净反力：320012266.7QFnkN 2、承台冲切验算：1） 、柱边冲切：冲切力：3200 1.3504320LiFkNNF受冲切承载力截面高度影响系数的计算： hp1 0.919008000.9922000800hp 基 础 工 程 课 程 设 计第 7 页 冲夸比与系数的计算：0 0 00.5250.5250.11000x xa h0 00.840.841.160.20.5250.2x x00 00.2250.2250.21000yya h0 00.840.841.980.20.2250.2y y 00000221.160.40.2251.980.60.5250.992 1500 1.087864320cycxxyhptlkNkNfbahahF 满足要求3、角桩向上冲切：12101010 ,10 .0.45 ,xxxxyyyymccaaaa1 10.560.560.7720.20.5250.2x x1 10.560.561.320.20.2250.2y y 2111011max220.7720.450.22520.450.52520.992 1500 12045345.4yxxyhptkNkNfcac ahN 满足要求。4、承台抗剪验算：斜截面受剪承载力可按下面公式计算：，00hstVfb h1.75 1.011 4408008000.9461000hsh截面处承台抗剪验算：边上一排桩净反力最大值，按 3 根桩进行计算。 max314.2kNQ剪力 max33 314.2942.6kNQV 承台抗剪时的截面尺寸近似的定为：平均宽度 , 1.93bm01.0mh基 础 工 程 课 程 设 计第 8 页 1.751.751.1471.00.525 1.0 000.946 1.147 1500 1.93 1.03141chstkNVfVb h可以截面处承台抗剪验算：边排桩单桩净反力平均值 ，按 4 根桩计算。266.7 ikNQ剪切力 44 266.71066.8QkNV承台抗剪时的截面尺寸：平均宽度 ，2.63bm01.0hm斜截面上受压区混凝土的抗剪强度为：1.751.751.1471.00.525 1.0 000.946 1.147 1500 2.63 1.04280chstkNVfVb h可以5、承台弯矩计算及配筋计算：1） 、承台弯矩计算： 多桩承台的弯矩可在长，宽两个方向分别按单向受弯计算： 截面，按 3 根桩计算：3 314.20.9750.3636.3IkNmM 截面，按 4 根桩计算：4 266.70.6750.3400IIkNmM2） 、承台配筋计算：取 。01.0 ,1.4m Kh长向配筋： 6 20636.3 1022810.9 1000 3100.9I symmMAfh选配 162002201.1 132614smmA短向配筋： 6 20400 1014340.9 1000 3100.9II symmMAfh选配 142002153.9 182700smmA构造要求承台配筋图：基 础 工 程 课 程 设 计第 9 页 均布钢筋均布钢筋（七） 、桩的强度验算桩的截面尺寸为 ，桩长为，配筋为，为通长配筋，2300 300mm10.0m4 16钢筋保护层厚度选。40mm因桩的长度不大，桩吊运及吊立时的吊点位置宜采用同一位置，如下图所示，控制 弯矩为吊立时的情况：， 取动力系数为 ，则2.00.258.02.0m222222 max110.324 81 0.251.522.888qlkN mMA622022.8 100.072300 265150scmM fb h由钢筋混凝土结构设计规范得 0.949 s6 2022.8 102980.949 260 310ssymmMAfh选用 ， 2 1822 254.5509smmA桩的配筋构造见图纸。 （图纸另附）