基础工程课程设计

基 础 工 程 课 程 设 计

《基础工程设计原理课程设计》

————柱下桩基础方案

姓 名： 梁 赛

老 师： 罗 晓 辉

班 级： 土木1103班

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基 础 工 程 课 程 设 计

学 号： U201115866

目录

一．设计任务书

设计资料-------------------------------------------------3

二．桩基持力层，桩型桩长的确定

桩基持力层------------------------------------------------3 桩型，桩长确定--------------------------------------------3

三．单桩承载力确定

1.单桩竖向承载力确定--------------------------------------4

（1）断面尺寸确定-----------------------------------------4

（2）单桩竖向承载力标准值---------------------------------4

（3）确定单桩承载力---------------------------------------4 ①经验参数法-----------------------------------------4

②桩身材料确定法-------------------------------------4

四．桩数布置及承台设计

桩数布置--------------------------------------------------5 承台------------------------------------------------------5

五．复合桩基承载荷载验算

复合桩基验算----------------------------------------------5

六．承台受冲切及承载力验算

（1）柱对承台的冲切验算----------------------------------6

(2)角柱对承台的冲切验算---------------------------------6

(3)受剪切计算-------------------------------------------7

七．桩的配筋

桩的配筋计算-----------------------------------------------7

八．桩的强度验算

桩的强度验算----------------------------------------------7

九．承台配筋

（1）承台弯矩----------------------------------------------8

(2)承台配筋-----------------------------------------------8 第 2 页

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十．课程设计心得

心得感想-----------------------------------------9

一、设计任务书

(一)、设计资料

建筑方案为五层框架建筑，框架柱间距为7.0～7.5m，基础底面设计埋深为

2.4m，框架中柱设计荷载为1600~1800kN，角、边柱设计荷载为1000~1400kN (见 图1)。有关场地岩土工程性质、岩土层分布及其岩土工程评价详见附件《岩土工 程勘察报告书》。

该建筑场地地形较平坦，但岩土层分布及其性质差异较大，因此基础工程设计 采用多方案比选的方法确定。拟要求的基础设计方案如下：

柱下桩基础方案

材料选择预制桩混凝土强度取C30，钢筋保护层厚度取35mm；桩基承台混凝土

强度取C20，保护层厚度不小于50mm。附加荷载值为198KN。桩身与承台配筋采用Ⅱ级普通圆钢筋。进

行如下设计计算：

（1）选择桩端持力层，采用预制桩进行中柱与角、边柱柱下桩基础及承台设

计计算：包括单桩承载力设计值（分别考虑桩周土体承载与桩身强度两方面确定）、 预制桩的吊装设计；

（2）分别考虑预制桩复合与非复合桩基的群桩基础设计验算并给予比较；

（3）完成有关计算部分的计算简图、基础配筋图等。

二、桩基持力层，桩型，桩长的确定

根据设计任务书所提供的资料，分析表明，在柱下荷载作用下，考虑选用桩基础。 第 3 页

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由地基勘查资料，确定选用第五层土层粉砂为桩端持力层。

（1） 预选钢筋混凝土预制方桩，尺寸为450×450mm；

⑵ 基础底面设计埋深为-2.4m，设计承台高度为0.9m，则承台埋深标高为—3.3m；

⑶ 设计桩总长L=25m，其中桩进入承台为0.07m。

三、单桩承载力确定

（一）、单桩竖向承载力的确定：

1、根据地质条件选择持力层，确定桩的断面尺寸和长度。

根据地质条件以第六层粉土夹粉质粘土为持力层，采用截面为450×450mm的预置

钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层1.0m；镶入承台0.07m，桩长25m。承台底部埋深

3.3 m。

2、确定单桩竖向承载力标准值Quk

根据经验公式估算：

Quk= Qsk+ Qpk=µ∑qsikli+qpkAp

桩周长：µ=450×4=1800mm=1.8m

桩横截面积：Ap=0.45²=0.2025㎡

桩侧土极限摩擦力标准值qsik：查表十得：

②粘土：qsk=20kPa，2=0.3m

③粉质粘土层： qsk=10kPa，4.6m

④淤泥质粉质粘土：qsk=22kPa,7.8m

⑤粉砂（稍密）：qsk=50kPa,12.3

桩端土极限承载力标准值qpk,查表得：qpk=2500kPa

用经验参数法求得Quk=1.8×(20×0.3+10×4.6+22×7.8+50×12.3) +2500×

0.2025=2015KN

3、确定单桩竖向承载力设计值R，

估算单桩竖向承载力设计值R为：

R=Qsk/rs+Qpk/rp

(1) 用经验参数法时：查表rs=rp=1.65

R2=Qsk/rs+Qpk/rp=536.9/1.65+506.3/1.65=632.3KN

(2) 根据桩身材料确定

可先假设配筋为4φ16，fy=300 N/mm2,由于采用C30，可知fc=14.3N/mm2

R2=ψfc×Ap+fy×As=1.0×14.3×450×450+300×803=3136KN

Min(R1,R2)=632.3KN

四、桩数布置及承台设计

根据设计资料,框架柱传递荷载：P1=1998，P2=1798，P3=1598，P4=1398，P5=1198 ，

我们可以按照最大荷载值P1计算， 按照轴力P和R粗估桩数n1为：

n1=P/R=1998/632.3=3.16,由于没有考虑弯矩M,基础及承台上土重,以及承台

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底土分担荷载作用桩数,n=1.1n1=3.48≈4根。

由于n1＞3，应按考虑群桩效应和承台效应确定单桩竖向承载力设计值R

先取桩数n=4根，桩的布置按梅花式排列，桩距Sa=(3～4)d=(3～4)×0.45=1.35～

1.8m,取边桩中心至承台边缘距离为1d=0.45 m

承台长边：a=2*（1+0.45）=2.9m

承台短边：b=2*（1+0.45）=2.9m

桩顶深入承台70mm，钢筋保护层70mm，则承台的有效高度为：

H0=900-70-70=760mm

五桩承台布置图如下：

五、复合桩基荷载验算

根据上面承台布置，按下式计算复合桩基。

Qck?qckAc n

R??sQsk?s??pQpk?p??cQck?c

Ac?2.92?4?0.452?7.6m2

Aci?(2.9?0.45)2?4?0.452?5.19m2

Ace?0.225?2.9?2?0.225?(2.9?0.45)?2?2.41m2

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