课程设计任务书

一、设计题目

     某办公大楼桩基础设计

二、设计原始资料

   1、地质、水文资料

       场地地下水类型的潜水，地下水位离地表3.0m，根据已有资料分析，该地地下水对混凝土无腐蚀性。建筑地基土层分布情况及各土层物理、力学指标见表一。

                   表1  地基各土层物理力学指标

注：上表中，（）内为饱和重度，Psk为单桥静力触探比贯入阻力标准值。

2、建筑物情况

该建筑物上部为11层框架结构，地基基础设计等级为乙级，不考虑抗震要求。

3、底层柱网平面布置如下图，A、D轴各柱荷载相同，B、C轴各柱荷载相同。

                                           

柱底荷载如下表

                           表2设计编号及荷载取值

课程设计计算书

1、 桩的类型与尺寸

因为柱间跨度较大而且不均匀，柱底荷载较大，不宜采用浅基础。

根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，选择桩基础。因转孔灌注桩泥水排泄不便，为减少对周围环境污染，采用静压预制桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务，同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。

根据地质情况，初步选择密实砂土层作为桩端持力层，进入密实砂土层2.5m（≈6d），

工程桩入土深度为h。可知h=24.5+2.5=27.0m。

由于第①层厚1.5m，地下水位为离地表3.0m,为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第②层土1.4m，即承台埋深为3.0m，桩基得有效桩长即为h0=27.0-3.0=24.0m。

2、桩截面尺寸选用

  一般普通实心方桩的截面边长为300-500mm，故取400mm×400mm，由施工设备要求，桩分为两节，上段长12m，下段长12m（不包括桩尖长度在内）。桩基以及土层分布

3、确定单桩极限承载力标准值

    本设计属于乙级建筑桩基，当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式计算：

根据表1地基各土层物理、力学指标，按《建筑桩基技术规范》JGJ 94-94查表得极限桩侧、桩端阻力标准值（表2）。

表2 极限桩侧、桩端阻力标准值

按经验参数法确定单桩竖向承载力极限承载力标准值：

＝

 ＝

   ＝

估算的单桩竖向承载力设计值（）

所以最终按经验参数法计算单桩承载力设计值，即采用，初步确定桩数。

4、确定桩数

    A、D轴线

                     

  取n＝5根，桩距 ,桩位平面布置如图，承台底面尺寸为

3.2m×3.2m。

                     A、D轴线桩——五桩桩基础

B、C轴线

             

 取n＝12根，桩距 ,取Sa=1.40m桩位平面布置如图，承台底面尺寸为3.2m×5.9m。

 

                        B、C轴线桩——十二桩桩基础

  5、复合基桩竖向承载力特征值

         不考虑地震作用

           R=Ra+ηcfakAc

        ηc查表得0.17-0.20，取ηc=0.18，

      

        粉质粘土  fak=145KPa

   R=Ra+ηcfakAc=1462+0.18×145×2.99=1540KN

6、桩数验算

     A、D轴线柱

     承台及覆土重     G=3×20×3.2×3.2=614.4KN

         满足要求

    B、C轴线柱

     承台及覆土重     G=3×20×3.2×4.4=845KN

            满足要求

    7、桩基验算

       A、D轴线柱下基础

        F=1.35×4230=5710KN

        M=1.35×293=396KN

        H=0

     平均竖向荷载

        ＜Ra=1462KN                                            

  基桩最大竖向荷载

    

      基本组合受偏荷载作用下，桩基工程级别为乙级，取γ0=1.0

      γ0N=1.0×1265=1265KN＜Ra=1462KN

      γ0Nmax=1.0×1326=1326KN＜1.2Ra=1754KN

 B、C轴线柱下基础

        F=2×1.35×5340=14418KN

        M=1.35×242=327KN

        H=0

     平均竖向荷载

        ＜Ra=1540KN                                            

  基桩最大竖向荷载

    

      基本组合受偏荷载作用下，桩基工程级别为乙级，取γ0=1.0

      γ0N=1.0×1272=1272KN＜R=1540KN

      γ0Nmax=1.0×1322=1322KN＜R=1848KN

   8、承台设计

          桩两端均长12m，采用单点吊立的强度进行桩身配筋设计。吊立位置在距桩顶、桩端平面0.293L（L=12m）处。

起吊时桩身最大负弯矩

           Mmax=0.0429kql2，其中k=1.3；q=0.52×25×1.2=7.5KN/m

桩身采用混凝土强度C30，HRB335级钢筋，所以

           Mmax=0.0429kql2=0.0429×1.3×7.5×122=60.2KN/m

桩身截面有效高度

           h0=0.4-0.04=0.36m

       γ

 桩身受拉主筋

      

选用414（As=615mm2＞564.2mm2）

配筋率   

桩身强度

   ψ（ψcfcA+fyAs）=1.0×（1.0×14.3×400×360×10-3+300×615×10-3）=2243.7KN

 ＞R=1536KN             

    满足要求

9、承台计算

1）承台受冲切承载力验算

    柱边冲切按式

           Fl≤βhpβ0μmfth0

           Fl=F-∑Ni

           β0=

可求得冲跨比与冲切系数β0

 独立基础

          λox=λoy=

          βox=βoy=

      因为h=1200＞800

      取βhp=1-=0.95

      2【βox（bc+aoy）+βoy（hc+aox）】βhpfth0

=2×【1.09（0.3+0.8）+1.09（0.4+0.8）】×0.95×1430×1.4

=9536KN＞Fl=4230KN

满足要求

角柱向上冲切，从角柱内边缘至承台外边缘距离C1=C2=0.6m

      a1x=aox，λ1x=λox，a1y=aoy，λ1y=λoy

β1x=β1y=

【β1x（C2+a1y/2）+β1y（C1+a1x/2）】βhpfth0

=【1.09（0.6+0.8/2）+1.09(0.6+0.8/2)】×0.95×1430×1.4

=4146KN＞Nk，max=1326KN

满足要求

 联立基础

          λox=λoy=

          βox=βoy=

      因为h=1200＞800

      取βhp=1-=0.95

      2【βox（bc+aoy）+βoy（hc+aox）】βhpfth0

=2×【1.2（0.3+0.8）+1.2（0.4+0.8）】×0.95×1430×1.4

=10955KN＞Fl=2×5340=10680KN

满足要求

角柱向上冲切，从角柱内边缘至承台外边缘距离C1=C2=0.6m

      a1x=aox，λ1x=λox，a1y=aoy，λ1y=λoy

β1x=β1y=

【β1x（C2+a1y/2）+β1y（C1+a1x/2）】βhpfth0

=【1.2（0.6+0.8/2）+1.2(0.6+0.8/2)】×0.95×1430×1.4

=4565KN＞Nk，max=1326KN

满足要求

2）承台受剪切承载力计算

    独立基础

       根据式V≤βhsαftb0h0

       剪跨比与以上冲垮比相同，αx=λox=0.57

       故剪切系数：α=

             βhs=

      βhsαftb0h0=0.904×1.115×1430×3.2×1.4=6457KN＞2Nmax=2×1326=2652KN

       满足要求

    

   联立基础

        根据式V≤βhsαftb0h0

       剪跨比与以上冲垮比相同，αx=λox=0.57

       故剪切系数：α=

             βhs=

      βhsαftb0h0=0.904×1.115×1430×3.2×1.4=6457KN＞2Nmax=2×1322=2644KN

       满足要求

    

  3）承台受弯承载力计算

独立基础

         Mx=∑Niyi=2×1265×1.05=2656KNm

         As=

          选用1030，As=7065mm2延平行y轴方向均匀布置

         My=∑Nixi=2×1265×1.0=2535KNm

           As=

        选用1030，As=7065mm2延平行x轴方向均匀布置

    联立基础

            Mx=∑Niyi=2×1272×1.05=2671KNm

         As=

          选用932，As=7235mm2延平行y轴方向均匀布置

         My=∑Nixi=3×1272×1.0=3816KNm

           As=

        选用1234，As=10890mm2延平行x轴方向均匀布置