《基础工程》课程设计

《基础工程》课程设计------长沙大学土木工程专业3.1桩型选择和持力层确定表1-1各地层的厚度和主要力学参数序号土名厚度承载力特征值fk(kPa)预制桩qsik(kPa)人工挎孔桩qsik(kPa)预制桩qpk(kPa)人工挎孔桩qpk(kPa)重度(3kNm)压缩模量siEaMP1填土4.6702020192粉质粘土0.5150565640080020853粉质粘土2.82236767900180020934细砂1.0270585818003200271395粘土0.92856767900180020936细砂4.0220585811001200201397圆粒8.63201101102400350027180选择7号圆砾为持力层，为消除负摩阻力影响承台制于3号粉质粘土上，桩径为500桩，预制桩进入持力层深度为5d=2.5m，桩长11.2m。3.2验算单桩承载力确定单桩竖向极限承载力标准值ukQukskpkipkpsikQQQuLqAq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）《基础工程》课程设计------长沙大学土木工程专业2223.140.51.57()/43.140.5/40.20()1.572.8671.0580.9674.0582.511024000.201276.254801756.25()pukudmAdmQkN3.3确定桩数及桩布置确定单桩竖向极限承载力设计值R,并确定桩数N及其布置。假设先不考虑群桩效应,估算单桩竖向承载力设计值R为：pksksPRQQ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查表得：sp=1.651276.25480773.48290.91064.41.651.65RkN由上部荷载设计值：7:3755.5;35.5;26.4;7:5753.0;30.5;20.1;7:4518.0;42.1;29.5;ANkNMkNmVkNBNkNMkNmVkNCNkNMkNmVkN由此可知：7:3755.5200.53765.5;7:5753.0200.55763.5;7:4518.0200.54528.0;APkNBPkNCPkN设计7A：按轴力P和R估算桩数n1为：13765.53.541064.4PnR由于n1＞3，应考虑群桩效应和承台的效应确定R。姑且先取桩数n=4根，桩的布置按矩形排列，桩距330.51.5asdm，取边桩中心至承台边缘距离为1d=0.5m，布置如图1-1，则承台底面尺寸为：2.5m×2.5m。下面按桩数n1=4，求单桩竖向承载力设计值R：ppksskcckspcRQQQ《基础工程》课程设计------长沙大学土木工程专业其中：cckckAnqQ2ckkqfieiecccccccAAAA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1/2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查表得：1.65sp1.7c1.20s1.26p0.11ic0.63ec2223446ckaqkP22.52.56.25cAm14466.25696.8754ckcckqAQkNn222.50.52.50.54.06.254.02.25iceicccAmAAAm2.254.00.630.110.29726.256.25c《基础工程》课程设计------长沙大学土木工程专业1276.25480696.8751.201.260.29721416.561.651.651.70aRkP下面验算取4n是否合适承台重：2.52.5201.7212.5GkN3765.5212.52.811416.56PGnR故取4根桩可以，确定承台底面尺寸及桩的排列如图1-1图1-17A桩的布置及承台尺寸设计7B：按轴力P和R估算桩数n2为：15763.55.411064.4PnR由于n1＞3，应考虑群桩效应和承台的效应确定R。姑且先取桩数n=6根，桩的布置按矩形排列，桩距330.51.5asdm，取边桩中心至承台边缘距离为1d=0.5m，布置如图1-2，则承台底面尺寸为：2.5m×4.0m。下面按桩数n1=6，求单桩竖向承载力设计值R：ppksskcckspcRQQQ其中：cckckAnqQ2ckkqf《基础工程》课程设计------长沙大学土木工程专业ieiecccccccAAAA查表得：1.65sp1.70c1.20s1.26p0.11ic0.63ec2223446ckaqkP22.54.010.0cAm144610.0743.36ckcckqAQkNn222.50.54.00.57.010.07.03.0iceicccAmAAAm3.07.00.630.110.26610.010.0c1276.25480743.31.201.260.2661411.031.651.651.70aRkP下面验算取6n是否合适承台重：2.54.0201.7340.0GkN5763.5340.04.321411.03PGnR故取6根桩可以，确定承台底面尺寸及桩的排列如图1-2图1-27B桩的布置及承台尺寸《基础工程》课程设计------长沙大学土木工程专业设计7C：按轴力P和R估算桩数n3为：34528.04.251064.4PnR由于n3＞3，应考虑群桩效应和承台的效应确定R。姑且先取桩数n=4根，桩的布置按矩形排列，桩距330.51.5asdm，取边桩中心至承台边缘距离为1d=0.5m，布置如图1-1，则承台底面尺寸为：2.5m×2.5m。下面按桩数n1=4，求单桩竖向承载力设计值R：ppksskcckspcRQQQ其中：cckckAnqQ2ckkqfieiecccccccAAAA查表得：1.65sp1.70c1.20s1.26p0.11ic0.63ec2223446ckaqkP22.52.56.25cAm14466.25696.8754ckcckqAQkNn222.50.52.50.54.06.254.02.25iceicccAmAAAm2.254.00.630.110.29726.256.25c1276.25480696.8751.201.260.29721416.561.651.651.70aRkP下面验算取4n是否合适承台重：2.52.5201.7212.5GkN《基础工程》课程设计------长沙大学土木工程专业4528.0212.53.351416.56PGnR故取4根桩可以，确定承台底面尺寸及桩的排列如图1-3图1-37C桩的布置及承台尺寸3.4桩基中各单桩受力验算对于7A:单桩所受的平均竖向作用力为：3765.5212.5994.51416.564PGNRkNn桩基中单桩最大受力maxN为：max21yinjjMxPGNnxyM——作用于承台底面的外力对通过群桩形心的y轴的力矩设计值ix——第i桩至y轴的距离，mmax22135.526.41.70.75994.51123.11.21699.920.75yinijMxPGNkNRkNnx桩基中单桩最小力ninN为：《基础工程》课程设计------长沙大学土木工程专业mx22135.526.41.70.75994.5940.9020.75yiinijMxPGNkNnx以上二项都满足要求由于水平力26.4TkN。则与竖向的合力与铅锤线夹角26.4tan0.00703765.5TPtan0.0070tan5，故可以不验算单桩竖向承载力。对于7B:单桩所受的平均竖向作用力为：5763.53401017.251411.036PGNRkNn桩基中单桩最大受力maxN为：max21yinjjMxPGNnxyM——作用于承台底面的外力对通过群桩形心的y轴的力矩设计值ix——第i桩至y轴的距离，mmax22130.520.11.71.51017.251028.031.21693.23641.5yinijMxPGNkNRkNnx桩基中单桩最小力ninN为：mx22135.526.41.70.751017.251006.47020.75yiinijMxPGNkNnx以上二项都满足要求由于水平力20.1TkN。则与竖向的合力与铅锤线夹角20.1tan0.00355763.5TPtan0.0035tan5=0.0875，故可以不验算单桩竖向承载力。《基础工程》课程设计------长沙大学土木工程专业对于7C:单桩所受的平均竖向作用力为：4528.0212.51185.11416.564PGNRkNn桩基中单桩最大受力maxN为：max21yinjjMxPGNnxyM——作用于承台底面的外力对通过群桩形心的y轴的力矩设计值ix——第i桩至y轴的距离，mmax22142.129.51.70.751185.11246.61.21699.920.75yinijMxPGNkNRkNnx桩基中单桩最小力ninN为：mx22142.129.51.70.751246.61185.1020.75yiinijMxPGNkNnx以上二项都满足要求由于水平力29.5TkN。则与竖向的合力与铅锤线夹角29.5tan0.00783765.5TPtan0.0078tan5，故可以不验算单桩竖向承载力。3.5承台的抗冲切验算对于7A：取承台1.7m，钢筋混凝土保护层厚度100mm，构造见图1—4，选用混凝土为30C其21430tfkNm。取柱的截面尺寸为：420mm×600mm（1）柱对承台的冲切验算根据公式：010hufFmt；1iFFN；2.072.0；式中：0——建筑桩基重要性系数，取0=1.1；《基础工程》课程设计------长沙大学土木工程专业1F——作用于冲切破坏上的冲切力设计值（kN），即等于作用于桩的竖向荷载设计值F减去冲切破坏锥体范围内各基桩底的净反力设计值之和；tf——承台混凝土抗拉强度设计值（kN）；mu——冲切破坏锥体有效高度中线20h处的周长（m）；0h——承台冲切破坏锥体的有效高度（m）；——冲切系数；——冲跨比，00/ah，0a为冲跨，即柱