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1、灌注桩基础课程设计 1、设计资料（1）设计题号 6，设计轴号B（A轴、C轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数）。（2）柱底荷载效应标准组合值如下 A轴荷载：Nk165VmkN275MkN2310Fkkk；B轴荷载：Nk162VmkN231MkN2690Fkkk；C轴荷载：Nk153VmkN238MkN2970Fkkk；（3）柱底荷载效应基本组合值如下 A轴荷载：Nk204VmkN286MkN2910Fkkk；B轴荷载：Nk188VmkN251MkN3790Fkkk；C轴荷载：Nk196VmkN266MkN3430Fkkk；（4）工程地质条件 号土层：素填土，层厚1.5m，稍湿，松散，承载力特征值ak
2、f=95kPa。号土层：淤泥质土，层厚 3.3m，流塑，承载力特征值akf=65kPa。号土层：粉砂，层厚 6.6m，稍密，承载力特征值akf=110kPa。号土层：粉质粘土，层厚 4.2m，湿，可塑，承载力特征值akf=165kPa。号土层：，粉砂层，钻孔未穿透，中密-密实，承载力特征值akf=280kPa。（5）水文地质条件 地下水位于地表下，对混凝土结构无腐蚀性。（6）场地条件 建筑物所处场地抗震设防烈度为 7 级，场地内无可液化砂土、粉土。（7）上部结构资料 拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，长 30m，宽。室外地坪高同自然地面，室内外高差 450mm，柱截面尺寸 400mm400m
3、m，横向承重，柱网布置图如下：2、灌注桩基设计 建筑物基础设计方案采用混凝土沉管灌注桩，具体设计方案如下：室外地坪标高为，自然地面标高同室外地坪标高。根据建筑类型，该建筑桩基设计等级为丙级，拟采用直径为 400mm 的混凝土沉管灌注桩，选用号土层粉砂层为持力层，桩尖深入持力层（对于砂土不小于），设计桩长 15m，桩尖长，初步设计承台高，承台底面标高，桩顶深入承台 50mm。（1）单桩承载力计算 根据以上设计，桩顶标高为，桩底标高为，桩长。单桩竖向极限承载力标准值计算 ukQ=skQ+pkQ=isikplqu+pkpqA，查表得：skQ=400（22+28+45+20+75）=872kN pkQ
4、=4124.02400=301kN ukQ=872+301=1173kN 基桩竖向承载力设计值计算 承台底部地基土为较松软的填土，压缩性大，因此不考虑承台土效应，即承台效应系数0c，则有：R=aR=KukQ21173=根据上部荷载初步估计桩数为 n=aRkF=5.5862690=，取设计桩数为6 根。3、桩基的验算 由于桩基所处的长度抗震设防烈度为7 度，且场内无可液化砂土、粉土问题，因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。下面进行桩基竖向承载力验算。桩中心距取=，桩心距承台边缘均为 400mm，根据桩数确定承台尺寸为，矩形布桩（见下图）。承台及其上填土的总重为kG=20=计算时取荷载的标准组合
5、636.2612690nGFNkkk=R 22maxmax4.14)23195.0162(89.491yMyNNkik 22maxmin4.14)24895.0179(06.581yMyNNkik 因此maxkN=kN=24.417minkNkN0 满足设计要求，所以初步设计是合理的。4、承台设计 承台混凝土选用 C25，2mm27.1Nft，2cmm9.11Nf，承台钢筋选用HRB335 级，2mm300Nfy。（1）承台内力计算 承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合值，则基桩净反力设计值为 NyyMnFNiiyk38.7084.144.1)95.0188251(6379022max Nyy
6、MnFNiiyk96.5544.144.1)95.0188251(6379022min kN67.63163790nFN（2）承台厚度及受冲切承载力验算 为防止承台产生冲切破环，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚，承台保护层后 50mm，则mm90050950h0。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。由于基桩为圆形桩，则换算成等效方桩截面边宽为 d8.0bp320mm，承台计算简图如下：柱对承台冲切 承台受桩冲切的承载力应满足 0000l)()(2Fhfahabthpxcyoycx 冲跨比000haxx=9.034.0=（在之间）378.09.034.0000hayy（
7、在之间）冲切系数45.12.0378.084.02.084.00 xox 45.12.0378.084.02.084.00yoy 截面高度影响系数hp=1.080020008009501=0000)()(2hfahabthpxcyoycx=2（+）+（+）1270=4844kN379003790FliNFkN 故厚度为的承台能够满足柱对承台的冲切要求。角桩冲切验算 承台受角桩冲切的承载力应满足下式 0111121l)2()2(Nhfacacthpxyyx 从角桩内边缘到承台外边缘的距离为 21cc0.56m xa1，ya1 011haxx=9.034.0=（在之间）011hayy=（在之间）9
8、69.02.0378.056.02.056.011xx 969.02.0378.056.02.056.011yy 0111121)2()2(hfacacthpxyyx=)234.056.0(969.0)234.056.0(969.01270=1597kN 故厚度为的承台能够满足角柱对承台的冲切要求。（3）承台受剪承载力计算 承台剪切破环发生在柱边与桩边连线所形成的斜截面处，对于截面，9.034.0000hayy=（在之间）剪切系数：1378.075.1175.1 受剪切承载力高度影响系数 25.00)800(hhs 截面剪力为 V=2238.708maxN=1417kN 则0bhfths=12
9、70=3101kNV=1417kN 故满足抗剪切要求。（4）承台受弯承载力计算 承台计算截面弯矩如下：对于截面，取基桩净反力最大值38.708maxNkN，则 iixyNM238.708=1700kNm 1sA260mm69969003009.01017009.0hfMyx 因此承台长边方向选用22120，则钢筋根数 n=1120220019，实配钢筋2mm72221.38019sA，满足要求。对于截面，取基桩净反力平均值kN67.631N 进行计算，此时0h950-70=880mm 则5.067.6313iiyxNM kNm 2sA260mm39888803009.01051.9479.0h
10、fMyy 因此承台短边方向选用16190，则钢筋根数 n=1190360020，实配钢筋2mm40221.20120sA，满足要求。承台计算配筋简图如下：（5）承台构造设计 混凝土桩桩顶深入承台 50mm，两承台间设置联系梁，梁顶面标高，与承台顶齐平，梁宽 250mm，梁高 400mm，梁内主筋上下共 412 通常配筋,箍筋采用8200。承台底做 100mm 厚 C10 素混凝土垫层，挑出边缘 100mm。5、桩身结构设计 沉管灌注桩选用 C25 混凝土，预制桩尖选用 C30 混凝土，钢筋选用 HPB235、级。（1）桩身轴向承载力验算 桩顶轴向压力应符合psccAfNmax 2maxiiyy
11、yMnGFN=24.144.1)95.0188251(636.2613790752kN 计算桩身轴心抗压强度时，一般不考虑屈压影响，故取稳定系数1；对于挤土灌注桩，施工工艺系数8.0c；C25 级混凝土，2mm9.11Nfc，则psccAf=1 =1196kNmaxN=752kN 故桩身轴向承载力满足要求。（2）桩身水平承载力验算 每根基桩承受水平荷载为6162nHkikH=27kN 桩身按构造要求配筋，桩身配 612 纵向钢筋，则桩身配筋率为 24.014.3416.678AAsg=%满足（%）之间的要求。对于配筋率小于%的灌注桩，单桩水平承载力特征值为)1)(2225.1(75.00ntm
12、kNgMtmhaAfNWfR 桩身为圆形截面，故2m，5.0N。由于50EImb，查表，取桩侧土水平抗力系数的比例系数m=254mMN。圆形桩计算宽度mdb99.0)5.05.1(9.00 根据085.0IEEIc，200dWI，csEEE)1(2322020dddWgE=)07.04.0(%54.0)1108.2101.2(24.0324.02452=3310m 200dWI=310=4310m 085.0IEEIc=410310=2mMN 50EImb=531.3499.025=0.953m 柱顶最大弯矩系数M取值：由于桩的入土深度 h=15m，桩与承台固接。3.1415953.0h4，取
13、4h，查表得M=。)1(1 42gEndA=%54.0)18.221(1 44.02=kN取在荷载效应标准组合下桩顶最小竖向力（此时单桩水平承载力特征值最小），)1)(2225.1(75.00ntmkNgMtmhaAfNWfR =)13.01027.121089.4915.01)(0054.02225.1(926.010583.61027.12953.075.06336=30824N =ikH=27kN 故桩身水平承载力满足要求。（3）配筋长度计算 基桩为端承摩擦型桩，配筋长度不小于桩长的32，同时不宜小于953.044，则配筋长度取10m。钢筋锚入承台35倍主筋直径，即3512=420mm。
14、（4）箍筋配置 采用6200 螺旋式箍筋，由于钢筋笼长度大于 4m，须每隔 2m 设一道12焊接加劲箍筋。6、估算A、C轴线柱下桩数（1）桩数估算 设计A、C轴线柱下桩基础的方法与B轴线柱下相同，单桩极限承载力标准值 1173kN，基桩竖向承载力特征值。A轴荷载：Nk165VmkN275MkN2310Fkkk；根据初步估计桩数，即 n=5.5862310RFk=则A轴下设计桩数为4 根。C轴荷载：Nk153VmkN238MkN2970Fkkk；根据初步估计桩数，即 n=5.5862970RFk=则C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 A轴线承台尺寸为 2.8m2.8m，桩最小中心距 1.4m，桩心与承台边缘距离为0.4m;设计 C轴线承台尺寸为 2.2m3.6m，桩中心距 1.4m，桩心与承台边缘距离为0.4m。A轴C轴承台布置如图：