桩基础课程设计预制桩讲解.pdf
设计题目本次课程设计题目：预制桩基设计一、设计荷载(1)柱底荷载效应标准组合值如下：A轴荷载：Fk=1632kN Mk=195 kN m Vk=86kNB轴荷载：Fk=1980kN Mk=164 kN m Vk=93kNC轴荷载：Fk=1342kN Mk=187 kN m Vk=96kN（2）柱底荷载效应基本组合值如下：A轴荷载：F=2203.2 kN M=263.3kN m V=116.1kNB轴荷载：F=2673 kN M=221.4kN m V=125.5kNC轴荷载：F=1811.7 kN M=252.5kN m V=129.6kN设计 B 轴柱下桩基，A,C 轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数。二、设计资料、地层条件及其参数某住宅楼，六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑场地位于城郊建筑室内地面标高为0.00，室外地面标高为-0.15m 地下水位位于地表以下 3.3m，柱底标高-0.7m。地基基础设计等级：乙级工程地质条件：该建筑物地处二级阶地，土层分布、物理力学性质指标见下表设计规范：建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）；混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）；建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008）。1土层编号123456土层名称层厚/m0.81.82.03.54.020.0/kN/m/kN/m18.018.017.817.018.018.53 3w/%/%33.2527.838.853.135.424.7e eI IL L0.481.181.290.800.31c c/kPa/kPa3014121636/25.519.310.518.525.0E ES S/MPa/MPa6.44.52.14.87.8地基承载力特征值f fakak/kPa250320填土褐黄色粉质黏土灰色淤泥质粉质黏土灰色淤泥质黏土褐色粉质黏土草黄色粉质黏土0.811.091.511.020.71三、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-0.15m,自然地面标高同室外地坪标高。该建筑桩基属乙级建筑基桩，拟采用截面为 400mm*400mm 的混凝土预制方桩，以 6 号土层草黄色粉质黏土为持力层，桩尖深入 1.2m，设计桩长 11.0m，初步设计承台高0.8m，承台底面埋置深度-1.50m，桩顶伸入承台 50mm。1 1、单桩承载力计算、单桩承载力计算根据以上设计，桩顶标高为-1.5m，装底标高为-12.6m，桩长 11m。（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=40.4（781.25+322+323.5+504.0+780.25）=789kN2Qpk=0.40.42800=448kN则 Quk=789+448=1237kN（2）基桩竖向承载力特征值本工程不考虑承台土效应，取 c=0，则有 R=Ra=Quk1237=618.5kN2K根据上部荷载初步估计粧数为 n=则设计桩数为 4 根。3Fk1980=3.20618.5Ra2 2、桩基竖向承载力验算、桩基竖向承载力验算根据建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008），当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应的标准组合值。本工程不进行地震效应的承载力验算。根据桩数及承台构造要求初步设计为矩形承台，取承台边长为 2.4m2.4m，矩形布桩，桩中心距取 4d，则 s=4400=1600mm，取 s=1600mm，桩心距承台边缘为 400mm。承台及其上填土的总重为 Gk=2.42.41.520=172.8kN计算时取荷载的标准组合，则Nk=FkGk1980172.8=538.2kNR（=618.5kN）n4Nkmax=Nk+Mymax（93 0.8 164）0.8=538.2+=538.2+74.5=612.7kN24 08 0.8yMymax=538.2-74.5=463.7kN2yNkmin=Nk-因此Nkmax=612.7kN1.2R(=1.2618.5=742.2kN)Nkmin=463.7kN0满足设计要求,故初步设计是合理的。3 3、承台设计、承台设计根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2.42.4m，预估承台厚 0.8m，承台混凝土选用 C25，t=1.27N/mm2，c=11.9N/mm2；承台钢筋选用 HRB335 级钢筋，y=300N/mm2.4（1）承台内力计算承台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=+FnMyyiy=i22673（125.6 0.8 221.4）0.844 0.8 0.8=668.3+100.6=768.9kNFMyyiNmin=-=668.3-100.6=567.7kNnyi2N=Fn2673=668.3kN4（2）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。51柱对承台冲切承台受桩冲切的承载力应满足下式：Fl20 x（bc+aoy）+oy（bc+aox）hpth0由于 Fl=F-Ni=2673-0=2673kN，则冲垮比为aox0.4=0.54h00.74aoy0.4oy=0.54h00.74ox=冲切系数为ox=oy=0.840.84=1.1350 x0.20.540.20.840.84=1.1350y0.20.540.220 x（bc+aoy）+oy（bc+aox）hpth0=21.135（0.4+0.4）+1.135（0.4+0.4）112700.74=3413.4kNFl（=2673kN）故厚度为 0.8m 的承台能够满足柱对承台的冲切要求。2角桩冲切验算承台受角桩的承载力应满足下式：Nl1x（c2+a1y2）+1y（c1+a1x）2hpth0由于 Nl=Nmax=768.9kN，从角桩内边缘至承台边缘距离为c1=c2=0.6ma1x=0.4ma1y=0.4m1x=a1x0.4=0.540.74h061y=1x=a1yh0=0.4=0.540.740.560.56=0.5751x0.20.740.21x=1x（c2+0.560.56=0.5751.00.21y0.2a1y2）+1y（c1+a1x）2hpth0 =1259.2kNNmax（=768.9kN）故厚度为 0.8m 的承台能够满足角桩对承台的冲切要求。3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=剪切系数为=1.751.75=1.13610.541a0yh0=0.4=0.54（介于 0.25-3 之间）0.74受剪切承载力高度影响系数计算：由于 h0z=26.372kPa计算深度满足要求。3 3、计算、计算 S,S,如下如下因E=7.810。查表=1.2nb=nBc/Lc=4 2.4/2.4=2Sa/d=1.6/0.4=4 l/d=11/0.4=27.5 Bc/Lc=1查表使用内插法，得Co=0.059 C1=1.459 C2=6.4785则e=Co+nb-121=0.059+=0.185C1(nb-1)C21.459(2-1)6.4784S=es=1.20.185119.75=26.58mm200mm满足要求。13
