灌注桩基础工程课设

华中科技大学土木工程与力学学院《基础工程设计原理》课程设计任务及指导书（土木工程专业）姓名：学号：班级：二O一四年四月题目.柱下钢筋混凝土桩基础设计一、设计资料1.场地工程地质资料：见图1和表10.000-18.500-7.800-1.300杂填土灰色淤泥质土灰黄色粘性土图1.场地土层分布灰黑色淤泥质土-2.600表1各层土的物理性质及力学指标土层名称含水量w(%)重度γ(kN/m3)比重ds液限wL(%)塑限wP(%)内聚力c(kPa)内摩擦角φ（度）压缩模量ES1-2(MPa)承载力fak(kPa)杂填土16.0灰色淤泥质土38.218.52.7338.218.41053.5460灰黄色粘性土6.719.62.7132.717.718207.0220黑色淤泥质土30.118.92.7342.018.912144.651002.柱端传至承台顶面处的荷载（设计值）为：轴力F=5600（kN），弯矩M=500（kN-m），剪力V=140（kN）3.柱底面标高：－0.5m4.柱截面：2450600mm5.桩基安全等级：二级二、设计计算内容1.桩基础的类型及平面布置选用灌注桩，干作业成孔，桩径0.6m，初选承台埋置深度：1.5m桩穿入灰黄色粘性土深度：lC=2.7m≧2.5d,则桩的有效长度l=9.0m2.单桩承载力设计值按照规范经验公式法，查建筑桩基础技术规范（JGJ94-2008）,桩的极限侧阻力标准值qsik(kPa)为:杂填土取24kPa；灰色淤泥质土取24kPa；灰黄色粘性土取94kPa；干作业挖孔灌注桩极限端阻力标准值qpk(kPa)取2700kPa；kNlquAqisikpppk6.15283.7643.764)947.2243.6(6.0416.02700QQQ2skpkuk则单桩的竖向承载力特征值为（安全系数K=2）：kNKQuka3.76426.1528R3.确定装数和布置桩位偏心受压的桩基：1.11.19.84.76356001.11.1取，取eGaeGRFn暂取桩数为9，并采用三排布置柱距取中心距：Sa=2.0m承台厚取1.0m，桩边缘距承台边200mm承台平面尺寸为5.0×5.0mm2（d=1.0m）：4.桩基础验算（按实体深基础模型）1）.桩基竖向承载力验算中心荷载作用下：kNnGFkNi7.73495.661295.10125600N5.10125.1200.50.51.35G偏心荷载作用下：kNxxMyyMnGFiyix4.6810.7880.260.26407.734NmkN4061.0140005M22max2maxminmax所以：载力满足要求。综上所述：桩的竖向承03.6812.10.788NminmaxkNNRkNa2）.水平荷载作用下，由于：1015600140竖向荷载水平荷载因此不考虑水平承载力的验算。3）.桩尖平面处地基承载力验算取如图实体深基础模型：395.105.107.26.92.55.83.15.183.116mkNmkNldbamccf4.287495.105.100.50.5)(G所以：kPabaqlbaGGFpccsikiccf5.550.50.54051024.28745.6612)(2kPaWMppX1.650.50.5125005.553maxkPap9.45min承载力按深度和宽度修正：查表可得b=0.3，d=1.6kpaldbffmdbka96.4002.17576.5220)5.05.10(95.106.1)30.5(6.93.0220)5.0()3(所以：09.452.11.6596.4005.55minmaxkPapfkPapkPafkPapaa综上所述，桩尖持力层承载力满足要求4）.桩尖平面处软弱下卧层承载力验算设计条件为s6d的群桩基础，取实体深基础模型，如图：a0=4.6m，b0=4.6m求基底附加应力：msikifcldbaqlbaGGFpp)()(200000取：mfldba)(G00得：06.46.44052.92-6612.5)(200000baqlbaGFppsikic综上所述，软弱下卧层承载力满足要求。5）.桩基沉降验算⑴.求基底附加压力p0k不考虑扩散作用的方法，易知基底附加应力00kp。按考虑扩散作用的方法，用如图模型计算：取54/20mfkkkokldlblaGGFp)()tan2)(tan2(00‘近似取kNldbaGmoofk9.243295.105.106.46.4)(‘，则：kPaldlblaGGFpmfkkkok3.7795.105.105tan924.69.43221.355.6612)()tan2)(tan2(2000）（‘所以：kPapok3.77⑵.桩基沉降验算------桩顶沉降0S①.桩端平面处的计算沉降量---分层总和法取分层厚度mh0.1；利用角点法确定附加应力，将桩端分为四个正方形。1.32)tan2(0labl，沉降计算结果如下。沉降计算表)(mmzbl/bz/iiiz11iiiizz)(kPaEsimmSi010.000.25000.000.0070000.00100010.320.2483248.28248.28700010.97200010.650.2404480.75232.47700010.27300010.970.2266679.83199.0870008.79400011.290.2101840.52160.6970007.10500011.610.1934967.03126.5170005.59600011.940.17741064.5297.5070004.31700012.260.16351144.2979.7770003.52800012.580.15111208.4064.1170002.83900012.900.14011260.9052.5046503.491000013.230.13021301.9041.0046502.731100013.550.12181339.5337.6246502.501200013.870.11431371.1231.6046502.101300014.190.10751397.5726.4546501.761400014.520.10141419.6022.0446501.471500014.840.09731460.1040.5046502.691520014.900.09511445.52-14.584650-1600015.160.09121458.88-1.224650-11.70iS按规范规定的采用“变形比法”确定分层总和法地基压缩层深度，由该深度向上取的计算厚度（查表得）m0.8Z，则相应于12m11.2Z至，土层变形量理论计算为负，小于75.10.025iS，则计算到12m计算可行。持力层10MEs）（pa，取桩基础沉降计算经验系数1.2。桩基等效沉降系数按下式计算e：30.50.59ccbLBnn。，1,1533.3saCCBLdld查表得：5.457C1.415,C0.093,C210334.0457.52415.12093.0)1(1C210eCnCnbb基础最终沉降量：mmse10.2811.702.1334.0S'l5.单桩结构设计1）.混凝土：混凝土标号选C30，满足水下要求和预制桩尖。混凝土保护层厚度取50mm，满足水下要求。2）.钢筋：单桩的最大轴向压力为：kNxyMyyMnGFiyix4.767260.25007.734N22max2maxmaxAfkNNc4.776maxsaf只需按构造配筋，安全等级为二级；主筋用6根12，入承台锚固长度取420mm35d，伸入桩身全长9m；箍筋用8＠300,且用螺旋箍筋。6.承台设计1）承台构造承台形式为柱下独立版式承台；尺寸（方形）：100050005000，承台边距最近桩边200mm；承台埋深1500mm；承台混凝土强度等级取C30，取243.1mmNft；配置HRB335级钢筋，取2300mmNfy；钢筋保护层取mm70，有效高度mmh9300；柱子截面尺寸2504600mm；桩顶嵌入承台深度mm100。2）承台受冲切承载力验算：⑴承台受弯承载力计算：mkNbyNmkNaxNkNxxMnFNoioijiiiyji2.3313)225.02(2.6223)2(M9.3385)3.02(9.6633)2(M9.6637.412.6222625009560022向均匀布置。沿平行，选用配筋方向（长向）按xxmmmmhfxxoysI,15700A20053.134849303009.0109.33850.9MAM2s26则向均匀布置。沿平行，选用配筋方向（短向）按yymmmmhfyy,15700A20057.13484)20930(3009.0102.33130.9MAMy2s26,0s⑵柱边冲切，计算模型如下图冲切力：kNNFil8.4977956005600F受冲切承载力截面高度影响系数：983.0)8001000(80020009.011hp冲跨比与系数计算：。，则均大于oooxooyoxhaahaay;14753002252000;140030000320007.02.084.01.0.01oxoxoyoxoyooxha，kNhfahabthpoxcoyoycox6.718393.01430983.0)]4.16.0(7.0)475.145.0(7.0[2)]()([20满足要求⑶角柱冲切kN9.663Nmax467.02.056.00.1;0.10.1;8.0oxox111121oyoyyoxxyxmaamcc则：kNhfacacthpxyyx3.227793.01430983.0)]5.08.0(467.0)5.08.0(467.0[)]2()2([0111121角柱抗冲切满足要求。⑷承台受剪承载力计算受剪切承载力截面高度影响系数hs计算0.96393080041hs）（①.对-斜截面：505.193014000haxx剪切系数：70.02.5051.751.01.75kNhbfot7.19919.66334.448293.00.5143070.0963.00hs满足-斜截面承载力。②.-斜截面63.12593014750ydhax剪切系数：0.6652.631.751.01.75kNkNhbfot1866.62.22638.4143059.00.51430656.0963.00hs满足-斜截面斜截面承载力。⑸局部承压验算由于承台的混凝土强度等于柱的混凝土强度，按规范进行验算。柱子截面面积：2t27.045.06.0Am局部受压净面积：2t1n27.0AAm局部受压计算面积：243.2)45.03()6.03(Amb混凝土的局部受压强度提高系数：327.0