预制桩基础课程设计.doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上预制桩基课程设计目录预制桩基课程设计1.设计题目本次课程实际题目：预制桩基设计2.设计荷载题号：5号设计A轴柱下桩基，B,C轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数（1） 柱底荷载效应标准组合值如下。轴荷载：Fk=1700kN Mk=191kN.M Vk=132kN轴荷载：Fk=2100kN Mk=197kN.M Vk=141kN轴荷载：Fk=1860kN Mk=208kN.M Vk=120kN(3) 柱底荷载效应基本组合值如下。轴荷载：F=2180kN M=210kN.M V=164kN轴荷载：F=3130kN M=211kN.M V=155kN轴荷载：F=2540kN M=

2、223kN.M V=150kN3.地层条件及其参数 1）. 地形 拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。2）.工程地质条件 自上而下土层依次如下： 号土层：素填土，厚度1.5m，稍湿，松散，承载力特征值fak=95kPa。 号土层：淤泥质土，厚度3.3m，流塑，承载力特征值fak=65kPa。 号土层：粉砂，厚度6.6m，稍密，承载力特征值fak=110kPa。号土层：粉质粘土，厚度4.2m，湿，可塑，承载力特征值fak=165kPa 号土层：粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值fak=280kPa。3）.岩土设计技术参数表1 地基岩土物理力学参数土层编号土的名称孔隙比 e 含水量

3、W（%）液性指数 Il标准灌入锤击数N（次）压缩模量Es素填土-5.0淤泥质土1.0462.41.08-3.8粉砂0.8127.6-147.5粉质粘土0.7931.20.74-9.2粉砂层0.58-3116.8表2 桩的极限侧阻力标准值qsk土层编号土的名称桩的侧阻力qsk桩的端阻力qpk素填土22-淤泥质土28-粉砂45-粉质粘土60900粉砂层7524004）.水文地质条件 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。 地下水位深度：位于地表下5）.场地条件建筑物所处场地抗震设防烈度度，场地内无液化砂土，粉土。预制桩基设计 建筑物基础设计方案采用混凝土预制桩，具体设计方案如下：室外地坪标高为-0.

4、45m,自然地面标高同室外地坪标高。该建筑桩基属丙级建筑基桩，拟采用截面为350m*350m的混凝土预制方桩，以号土层粉质粘土为持力层，桩尖深入1.2m，设计桩长14.0m，初步设计承台高0.8m，承台底面埋置深度-1.60m，桩顶伸入承台50mm。1）.单桩承载力计算根据以上设计，桩顶标高为-1.6m，装底标高为-12.6m，桩长11.0m。1. 单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值按下式计算： Quk= Qsk+ Qpk = upqsikli+ Apqpk由于 Qsk=40.35（0.3522+3.328+6.645+0.7560）=619kN Qpk=0.350.35900=

5、110kN则 Quk=619+110=729kN2）.桩基竖向承载力特征值 承台底部地基土为较松软的填土，压缩性大，因此本工程不考虑成太土效应取 c=0，则有 R= Ra =364.5kN根据上部荷载初步估计粧数为 n= =5.14则设计粧数为6根。3）.桩基竖向承载力验算根据建筑桩基技术规范，当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应标准组合值。由于桩基所处场地的抗震设防烈度为7度，且场地内无可液化砂土，因此不进行地震效应的承载力验算。根据粧数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台，取承台变长为2.0m3.3m，矩形布桩，桩中心距取3.5d，则s=3.5350=1225mm，取s=1300m

6、m，桩心距承台边缘为350mm。承台及其上土壤的总重为 Gk =2.03.31.620=211.2kN计算时取荷载的标准组合，则Nk =318.5R（=370.5KN）Nkmax= Nk+=318.8+58.19=376.69KNNkmin= Nk-=318.5-58.19=260.31KN因此Nkmax=376.691.2R(=1.2*364.5=437.4KN)Nkmin=260.31KN0满足设计要求,故初步设计是合理的4）.承台设计 根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2.03.3m，预估承台厚0.8m，承台选用选用C25，t=1.27N/mm2，c=11.9N/mm2；承台钢筋选用

7、HRB335级钢筋，y=300N/mm2.1. 承台内力计算承台你内力计算采用荷载效应组合设计值，则基桩净反力设计值为Nmax=+=+=363.33+64.42=427.75kN Nmin=-=-=463.33-64.42=298.91kN N=363.33kN5）.承台厚度及受冲切承载力验算为防止承台产生冲切破坏，承台应具有一定厚度，初步设计厚度0.8m，承台底保护层厚度50mm，则h0=800-60=740mm。分别对柱边冲切和角桩冲切进行计算，以验算承台厚度的合理性。6）.柱对承台冲切 承台受桩冲切的承载力应满足下式： Fl20x（bc+aoy）+oy（bc+aox）hpth0由于Ft=

8、F-=2180-0=2180kN，则冲垮比为 ox=0.372 oy=1.251.0 取oy=1.0 冲切系数为 0x=1.47 0y=0.720x（bc+aoy）+oy（bc+aox）hpth0=21.47（0.4+0.925）+0.7（0.4+0.275）112700.74=4549kNFl（=2180kN）故厚度为0.8m的承台能够满足柱对承台的冲切要求。7）.角桩冲切验算承台受角桩的承载力应满足下式： N/1x（c2+）+1y（c1+）hpth0由于Nl=Nmax=427.75kN，从角桩内边缘至承台边缘距离为c1=c2=0.525m a1x=0.275m a1y=0.74m 1x=0

9、.37 1y=1.0 1x=0.98 1x=0.47 1x（c2+）+1y（c1+）hpth0 =1116.9kNN/max（=427.75kN）故厚度为0.8m的承台能够满足角桩对承台的冲切要求。8）.承台受剪承载力验算承台剪切破坏发生在柱边与桩边连线所形成的斜截面处，对于I-I截面oy=1.25（介于0.25-3之间）剪切系数为=0.78受剪切承载力高度影响系数计算：=(800/h0)，=800/960=0.955故取ha=1I-I截面剪力为 V=2N/max2427.75=855.5KN hstb0h0=10.781.2710002.00.74=1466kNV故满足抗剪切要求。（） 承台

10、受弯承载力计算承台计算截面弯矩如下。对于I-I截面，取基桩净反力最大值N/max=427.75KN进行计算，则 yi=1300-200=1100mm=1.1m Mx=Niyi=2427.751.1=941.05kN.m Asl=4710mm2因此，承台长边方向选用 二级钢筋22140，钢筋数为 n=2000/140+1=16取，1620140实际钢筋As=5027mm2，满足要求 对于II-II截面，取基桩净反力平均值N=363.33进行计算此时 ho=800-80=720mm xi=650-200=450mm=0.45m则 My=NiXi=3363.330.45=490kN.m Asl=21

11、00 mm2因此，承台短边方向选用18二级直径14200，钢筋根数为n=3300/200+1=18， 取18二级直径14200，实际钢筋As=2100mm2，满足要求9）承台构造设计 混凝土桩桩顶伸入承台长度为50mm，两承台间设置连系梁，梁顶面标高-0.8m，与承台平齐，根据构造要求，梁宽250mm，梁高400mm，梁内主筋上下共四根一级钢筋直径12通长配筋，箍筋采用一级钢筋直径为8间距为200.承台底做100mm厚C10混凝土垫层，垫层挑出承台边缘100mm。5.桩身结构设计预制桩的桩身混凝土强度等级选用C30，钢筋选用HRB335级。根据建筑桩基技术规范，桩顶轴向压力应符合下列规定： N

12、maxccaps Nmax=+ =+ =405.6+64.42 =470.0kN计算桩基轴心抗压强度时，一般不考虑压屈影响，故取稳定系数=1；对于预制桩，基桩施工工艺系数c=0.85；C30级混凝土，c=14.3N/mm2，则 ccA=10.8514.31060.352 =1489kNNmax（=470.0KN）故桩身轴向承载力满足要求。6.桩身构造设计 桩身按构造要求配筋，选用8根直径为14的HRB400级钢筋通长配筋；箍筋选用直径为6的HPB235级钢筋，间距200mm，距桩顶2m范围内间距50mm，距桩顶2-4m范围内间距100mm。采用打入发沉桩，桩顶设置三层直径为6的间距为50mm的

13、钢筋网，桩尖所有主筋应焊接在一根圆钢上，桩尖0.6m范围内箍筋加密，间距50mm，桩身主筋混凝土保护层厚30mm。7.吊装验算 由于桩的长度不大，桩身吊装时采用二点起吊，吊点位置如图所示。 起吊点距桩两端距离为 a=0.207L=0.20714=2.898m 则吊起时桩身最大弯矩为 Ml=0.02141.3（0.35225）142 =16.70kN.m 桩身配筋验算；混凝土采用C30级，钢筋采用HRB400级，则c=14.3N/mm2， y=360 N/mm2，由于b=350mm，h0=350-40=310mm，每边配3根直径为14的二级钢筋， As=461 N/mm2，则 x=33.15mm

14、 Mu=1cbx（h0-） =1.014.340033.15(310-) =55.64106N.mm =55.64kN.m所以 MuMl故桩身配筋满足吊装要求。8.估算A.B轴线柱下粧数1）.粧数估算设计A B 轴线下的桩基础的方法和C轴线下相同。单桩极限承载力标准值为949.12KN，基桩竖向承载力特征值为528.34KN. 轴柱下荷载标准组合值为Fk=1700kN Mk=191kN Vk=132kN根据轴下荷载初步估算轴柱下根数， n=4.6 取n=5则A轴下设计桩数为6根。 B轴柱下荷载标准组合值为Fk=1860kN Mk=208kN Vk=120kN根据B轴下荷载初步估算B轴柱下根数，

15、 n=5.1 取n=6则B轴下设计桩数为6根。2）.承台平面尺寸确定 根据估算的桩数和承台构造要求，设计轴线承台平面尺寸为2.8m2.8m，庄中心距取800mm，桩心与承台边缘距离400mm。根据粧数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台，设计B轴线承台变长为3.2m3.2m，矩形布桩，桩中心距取0.8d，桩心距承台边缘为400mm。9.设计图纸 根据以上计算，可绘制出桩基平面布置图和桩基大样图。10.参考文献 建筑结构荷载规范 ，中国建筑工业出版社，2002 建筑地基基础设计规范 ，中国建筑工业出版社，2002 建筑桩基技术规范 ，中国建筑工业出版社，2002 混凝土结构设计规范 ，中国建筑工业出版社，2002 土力学与基础工程 ，武汉理工大学出版社，2003专心-专注-专业