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基础工程课程设计题课程基础工程桩基础设计老师黄期触#班级:地质三班学号学㈱#其#㈱姓名薛22#########日期2022—07—072400,.」本—61OL-、桩基础设计题1高层框架结构二级建造的某柱截面尺寸为该柱传递至基础顶面的荷载为1250X850mm,采用根＜的水下钻孔灌注桩组成柱下独立桩基础，F=9200kN,M=410kN-m,H=300kN6-8p800设地面标高为承台底标高控制在地面以下各土层分布及设计参数见附表，试设计该柱±
0.00m•200m,下独立桩基础设计计算内容
1.确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值Quk确定桩中心间距及承台平面尺寸；
2.计算复合基桩竖向承载力特征值尾及各桩顶荷载设计值验算基桩燧向承载力；计算基桩水
3.N,平承载力并验算；R”确定单桩配筋量
4.承台设计计算；
5.绘制桩基结构图
6.项湿孔液性压缩承载力层钻孔灌注桩桩基参数特征值极限侧极限端指数厚重隙比模量阻力标阻力标地基土水平抗e度目准值准值力系数的比例faK7kN/m3II系数mMN/m4E,MPa MsikqpKkPamkPa kPa层
①粉土
19.
00.
9026.080432B6层
②粉细砂
19.
60.
9006.
51053.8209层
③细砂
19.
80.
8607.
81252.82813层
④粉土
19.
60.
81010.
51402.34015层
⑤粉细砂
119.
70.
857.
01154.
42817.6m12层翊细砂
19.
70.
77016.
01703.04885028层
⑥粉质黏土
19.
80.
6830.
258.
51602.56625层
⑦粉土
19.
80.
75013.
71702.
958256.1层
⑧粉质黏土
19.
90.
7160.
461455.
76031.7m
1414.0层
⑧】粉砂
20.
00.
7701900.
852820376.1层
⑧粉质黏土
19.
90.
7160.
461454.
5607101413.0层
⑨粉土
20.
40.
7001953.
562368.2层⑩粉质黏土
19.
90.
7060.
274.
86845.3m28170层细砂
1120.
20.
69022.
022017.
7701500451、确定桩端持力层，计算单桩极限承载力标准值Quk；根据建造物设计类型和各工程地质层，工程地质亚层的分析，并且根据有关规范的要求，持力层暂选择在层
⑧粉质黏土桩端进入持力层的深度暂设计为2m°桩长设计值暂时取值为
32.5m混凝土强度选择为C30单桩中的配筋选择为级HRB335对于粉质土规范中要求进入持力层深度的要求〉22d=L6m1-1大直径单桩极限承载力标准值我QqQ+Q=P ZLp siqsikLi+qpkAp1-2H二
2.3x23+
3.8x20+
2.8x28+
2.3x
401.4x28+3x48+
2.5x66+
2.9x58+
5.7x6H
0.8x52+2x60x2x
0.8x3,14+710x
0.¥x
3.14/4二
3881.79KN式中桩侧摩阻力标准值；Qsk桩端阻力标准值；Qpk中si大直径桩侧阻效应系数，800mm的效应系数取值为1；桩周长；M桩侧第层土的极限侧阻力标准值；qsik i、确定桩中心间距及初选承台平面尺寸；2根据有关规范的要求，桩心距的选择根据表的要求22-1D=3d=3x
0.8=
2.4m2-1根据设计的要求桩根数的取值范围为至根，取值暂时取值为根，六根桩成矩形来分6863x2布对于承台尺寸的选择边长的选择，因为桩间距选择的数值为.并且根据规范的要求边桩的
2.4m边缘距承台的边缘尺寸不宜小于桩的直径固边长固承台长边a=2x
2.4+2x
0.8=
6.4m承台短边b=
2.4+2x
0.8=4m承台的埋深要满足的冲切角，所以，承台高为，桩顶深入承452000-2400-625=225mm1775mm台，钢筋保护层取值50mm50mmoho=1775-50=1725mm2-
2、计算复合基桩竖向承载力特征值以及各桩顶荷载设计值验算基桩紧向承载力，计算基桩水3R N,平承载力并验算；Rha根据《建造技术规范》的要求JGJ94-2022复合基桩盟向承载力特征值
3.1R:
①单桩竖向承载力标准值二Ra Quk/K3-1Ra-
3881.79/2=
1940.90KN
②群桩下考虑到承台效应R=Ra+q c/akAc3-2R=
1940.90+
0.07x
69.4x
12.36=
2000.90式中为安全系数普通取值K K=2;为单桩燎向承载力标准值；Quk为单桩竖向承载力特征值Ran为承台效应系数，按照规范中的标准取值为
0.07为承台下承台宽度且不超过深度范围内各层土的地基承/ak
0.55m载力特征值按厚度加权的平均值；为计算基桩所对应的承台净底面积；Ac各桩顶荷载设计值
3.2N:对于荷载效应基本组合时作用于桩顶的荷载没计值，安全储备设计为即安全系数取值为04所以设计值
1.4,F F1-4F=12880KN3-3M=L4M=574KN*M3-4KHAL4H=420KN3-5扣除承台和其上面填土自重后的桩顶骚向力设计值N=FK/N=
2146.6667KN3-6虹》二N+M*Xm/E Xi3-7N—=
2146.6667+574+420x
1.775x
2.4/4x
2.4x
2.4=
2284.2179KNNi=N—Mxk+Hi Xm/Z XiN=
2146.6667-574+420x
1.775x
2.4/4x
2.4x
2.4=
2022.3221KNM验算基桩盟向承载力
3.3
①轴心竖向力作用下二N Fg/n3-9N=F+S.Y iH./nk二N9200+20x2x
25.6/6=1704KN
②偏心作用下竖向力计算二4N+Yi/Z yi3-10N.=1704+[410300X
1.775x
2.4/4x
2.4x
2.4]=
1802.1771KN
1.2R.=2382KNNiAN-Mxk+HQ Yi/Z yi3-11心N=1704-[410+300X
1.775x
2.4/4x
2.4x
2.4]=
1605.8229KN0式中荷载综合作用下作用于承台顶面的赂向力Fk桩基承台的自重标准值；Gk荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或者复合基桩的平均N竖向力；荷载效应标准组合下，作用于承台底面，绕通过桩群主轴的力M矩桩顶水平力；偏心荷载作用下最大单桩竖向力H二Ni
1802.1771KN N=
2146.6667KN固单桩竖向承载力符合规范要求，设计合理；计算基桩水平承载力并验算
3.4Rha
①水平承载力计算HAlVn3-12Hm=Hii/n=420/6=70KN
②水平承载力估算根据基础工程建造工业出版社规定的公式Rha=
0.75a y m/tWO
1.25+22p gl+n-N/ym/tAn}/v m3-13Rha=
0.75x
0.3663x2x1710x
0.0525x
1.25+22x
0.004256[1+
0.5x1704/2x1710x0）］.5170/
1.1Rha=
86.91KN HA=70KN（符合设计要求）式中单桩水平承载力特征值；RhaYm桩截面反抗矩塑性系数圆形取值为Y；2/t桩身混凝土抗拉强度设计值/t=
1.71xlO3mpa WO桩身换算截面受拉边缘的弹性反抗矩W0F,0525；桩的水平变形系数取值；a桩顶鞋向力影响系数，竖向压力取值为骚向B------------------------
0.5,拉力取值为
1.0a=3v Gxltfxl.53/
1.28x10s=
0.3663圆形截面dvlm时,b0=
0.9L5d+
0.5=
1.53根据所给出的土层情况m取最小值的土层为层
①粉土，其水平抗力系数的比例系数为6Mli/m；并且值浮现在份子上，若最小值满足要求，则全部土层满足要求；mEI=
0.85E.1=
0.85x
3.25x10*14x
0.8732=
1.39x103-15WO,dd2+2a E-l p gi2/323-16WO二
3.14x
0.
80.82+
26.15-1xO.004256x
0.702/32=
0.0519AnFd2[l+aE—1pg]/43-17An=
3.14x
0./f[1+
6.15-lx
0.004256]/4=
0.51342B式中p t桩身配筋率（p（=
0.004256%）；桩身换算截面面积；A.v.桩身最大弯矩系数v.=
1.1；扣除保护层的桩直径（二.加）；dO0钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;aEa E=20/
3.25=
6.15确定单桩配筋量
4.规范中对于柱中配筋要求，纵筋直径不宜小于12mm，全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5%；全部纵向钢筋的配筋率不宜小于规范中要求的最小配筋率
0.2%—
0.62%a单桩混凝土的强度等级暂时选择柱中纵筋选用级，箍筋选用级C40,HRB400HPB300
①计算所要配置钢筋的长度U取浇筑混凝土的长度L=
32.5mo
②计算稳定性系数9:二Lo/d
32.5/
0.8=
40.6254-1查表＜的取值为p
0.23
③求纵筋面积A$，己知圆形混凝土截面的面积为二77d74=502400mm24-2=N/
0.9q〜LA///4—3A=
2.146x
1070.9x
0.23-
19.1x
5.024x1//360=2142mm2
④求配筋率估算配筋率符合要求p=As,/A=
0.4265%
0.2-
0.65根据估算的要求来选用纵筋』二其相邻主筋的净间距为符合净间距不小
90.18,A2290mm\244,于的要求，所以最终纵筋配筋率60min二p As/A=2290/502400=
0.456%
⑤求解箍筋的配筋率所配置的主筋可以满足设计的要求，理论上不需要在配置箍筋，但是为了安全起见，提高安全系数，按规范中要求设置箍筋，因为纵筋的配筋率取值为二混凝土的保护层厚度取值为p*
0.426%,，取钢筋混凝土规范中对箍筋的最小要求，螺旋箍筋的直径则得到50mm cUFOmm,二二As pA2290mm,cL=800-2x50=700mmor箍筋的间距取要求的范围值s=250mmAssoF cU]/S=
3.14x700x
78.5/250=
690.17As$o=O.25As=690mm〉
0.25As=
572.5mm箍筋的直径则单枝箍筋的截面面积，则螺旋箍筋的间距d=10mm,Assx=
78.5mm承台设计计算
5.
①柱对承台冲切的承载力冲切力队二二F=F-Z12880-012880KN5-1L I受冲切承载力截面高度影响系数取值为冲跨比入与系数的计算F b
0.9a『弘/扇二A
1.375/
1.775=
0.77465-2入F=
0.84/,+
0.2=
0.86195-3A“=aOy/ho=
0.375/
1.775=
0.21135-4p=
0.84/A+
0.2=
2.04235-52[p,«b+a.J+P.h+J]0kp/.ho5-6二符合要
286190.85+
0.375+
2.
04231.25+
1.375]
0.9x300x
1.77=
22484.68KNF=12880KNL求
②角桩向上冲切，二入血广曲，舟人侦多桩矩形承台受角桩冲切的承载力计c]=C2=1-2m,A QP,A算|3ix=
0.56/A lx+
0.2=
0.56/
0.7746+
0.2=
0.57465-7板0=
0.56/A ly+
0.2=
0.56/
0.2113+
0.2=
1.36155-8N L[P IX5+,/2+P i7ci+aix/2]P KAho5-9[p iic+ai/2+0i,Ci+a/2]p/h5T027u二二[
0.
57461.2+
0.375/2+
1.
36151.2+
1.375/2]xO.9x1100x
1.77=
5904.52KNNw
2284.符合要求
③承台受剪切承载力计算2179按照规范中给出的公式，剪跨比与以上式中的冲跨比相同受剪切承载力截面高度影响系数〃计算6坛二P800/K%=800/1770%=
0.81995-11对于斜截面I-I介于之间剪切系数A x=A0x=
0.
77460.3—3入P=L75/+
1.0-!.75/
0.7746+
1.0-
0.98615/2§hsP ftboho5-13=
0.8199x
0.9861x1100x4x
1.77二二符合要求对于斜截面二取值6296KN2Nm2xl802=3604KN II11-11A y=A Oy
0.
21330.3剪切系数二入P
1.75/+
1.0=
1.75/
0.3+
1.0=
1.3461P hsPfi boho5-14二〉符合要求=
0.8199x
1.3461x1100x4x
1.778595KN3N=3x1704=5112KN5-15
④承台受弯承载力计算Mx=S NiYi=3xl
802.1771x
0.375=
2027.4492KN.m5-16A=M/
0.9/iho=
2.027x
1070.9x300x1770=
4241.473mm5-17s x2根据钢筋的公称直径，公称截面面积表选用钢筋沿着平行于轴的方向7cL28,As=4310mm2,Y均匀布置Mi=Z NiXi=2x
2284.2179x
1.375=
6281.5992KN.m5-18As二M/O.9/Tho=
6.282x
1070.9x300x1770=
13145.010mm25-19根据钢筋的公称直径，公称截面面积表选用钢筋虫沿着平行于轴的方8_50,As-15712mni2,X向均匀布置.绘制桩基结构图6。
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