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目录TOC\o1-3\h\z\u第1部分桩基础设计任务书1
(一)设计题目1
(二)设计内容2
(三)设计要求2
(四)参考资料2第2部分桩基础设计5
(一)必要的资料准备5
(二)选定桩型、桩长和截面尺寸5
(三)确定单桩竖向及水平承载力特征值,确定桩数并进行桩的布置6
(四)桩身结构设计6
(五)桩基承载力验算7
(六)沉降计算9
(七)承台设计13
(八)绘施工图、施工说明15第1部分桩基础设计任务书
(一)设计题目某试验大厅柱下基础形式拟采用桩基,试验大厅中结构设计给出的柱截面尺寸为同时,在进行桩基设计之前进行了详细的勘察工作,根据勘察的资料得知,该柱下35m范围内的土层基本可划分为五层,各地层的情况如下土层编号土层名称层底埋深(m)层厚mKN/m3)ew%ILckpaoESMpafkkpapsMpa1杂填土
1.
51.
518.52卵石
20.
520.
020.03粉质粘土
5.
83.
819.
30.
819260.
613811.
26.
431401.604淤泥质粘土
16.
310.
517.
21.
34954.
61.
581232.
0700.755粉质粘土
36.
820.
519.
70.
72260.
4636.
526.
88.
81852.806淤泥质土
39.
02.
216.
919.87卵石很深
20.2勘查期间测得地下水水位深为
2.0m地下水水质分析结果表明,本场地下水无腐蚀性建筑安全等级为2级,不考虑地震的影响,且已知上部框架结构由柱子传来的荷载V=3010kN,M=350kNm,H=60kN(荷载参数根据学号详见附表选用)请根据上述的地质资料,选择合理的持力层,桩的类型及桩长,桩身及承台的材料可结合《混凝土结构设计规范》,《建筑地基基础设计规范》及《建筑桩基技术规范》选取合适等级的钢筋及混凝土建议基础设计可采用桩基础基础形式可采用柱下现浇独立基础、沉管灌注桩基础或预应力管桩基础等设计桩基时不宜采用大直径桩(如大直径灌注桩),而宜采用小直径桩(如预应力管桩)在桩基础设计时,桩径或边长建议取值范围为300~400mm,即选择桩径(或边长)为300mm、350mm、400mm的圆桩(方桩)
(二)设计内容
(1)搜集工程地质资料和设计资料
(2)选择桩型、桩端持力层及桩身截面
(3)确定单桩竖向承载力标准值和设计值
(4)初步选择承台尺寸
(5)确定桩数及其平面布置
(6)单桩承载力验算和桩身结构验算
(7)承台结构设计及验算
(8)进行软弱下卧层(若存在)验算和桩基中心点沉降计算
(9)基础施工图设计,包括桩的平面布置图,桩身配筋图,承台配筋和必要的施工说明
(三)设计要求
(1)计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂
(2)制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准,图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰,中文书写为仿宋字
(3)设计时间一周半
(四)参考资料
[1]中华人民共和国行业标准.建筑桩基技术规范JGJ94-
2008.北京中国建筑工业出版社,2008
[2]中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范GB50007-
2011.北京中国建筑工业出版社,2011
[3]莫海鸿等.高校土木工程专业指导委员会规划推荐教材.基础工程.北京中国建筑工业出版社,2003
[4]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范GB50010-
2010.北京中国建筑工业出版社,2010
[5]刘辉等.基础工程.北京人民交通出版社,2008
(五)附表学号VMH学号VMH31006031012900280180310060320120801701203100603102286827417531006032022099171120310060310328372691713100603204211817312131006031042806263166310060320521371741213100603105277525716131006032062156176121310060310627452521573100603207217617712231006031072715246152310060320821961791223100603108268524114831006032092215180123310060310926552361433100603210223618212331006031102626230139310060321122561831243100603111259722513531006032122276185124310060311225682201303100603213229718712431006031132540215126310060321423181881253100603114251221012231006032152339190125310060311524842051183100603216236119212631006031162456200113310060321723821941263100603117242919510931006032182404195127310060311824021901053100603219242619712731006031192375185101310060322024481991283100603121234918097310060322124712011283100603122232317593310060322224942031293100603123229717189310060322325162051293100603124227116686310060322425402071303100603125224516182310060322525632091303100603126222015778310060322625872111313100603127219515274310060322726102141323100603128217114871310060322826342161323100603129214614367310060322926592181333100603130212213963310060323026832201333100603301283032090310060340122102101103100603302279431589310060340222482131113100603304275930988310060340422872161123100603305272430487310060340523272201143100603306268929986310060340623672231153100603307265529385310060340724082271163100603308262128883310060340824502301173100603309258828382310060340924932341193100603310255527781310060341025372371203100603311252227280310060341125812411223100603312249026779310060341226272451233100603313245826278310060341326732491243100603314242625677310060341427212531263100603315239525176310060341527692571273100603316236424675310060341628182611293100603317233324074310060341728692651303100603318230323573310060341829202691323100603319227323072310060341929722741343100603320224322570310060342030252781353100603321221421969310060342130802831373100603322218521468310060342231352871393100603323215620967310060342331922921403100603324212720466310060342432502971423100603325209919965310060342533083021443100603326207219364310060342633683071463100603327204418863310060342834303121483100603329201718362310060342934923171500608103205301035060310030522727943139606091032032978345643100701329276430810306091033062947339683101202131273530311231003012282916334733101301107270629812131003021122885329783101602118267729313031003024262854323833101602307264928814131003043192824318893101605305262128315331016053262593278166第2部分桩基础设计一资料准备工作某试验大厅柱下基础形式拟采用桩基,试验大厅中结构设计给出的柱截面尺寸为同时,在进行桩基设计之前进行了详细的勘察工作,根据勘察的资料得知,该柱下35m范围内的土层基本可划分为五层,各地层的情况如下土层编号土层名称层底埋深(m)层厚mKN/m3)ew%ILckpaoESMpafkkpapsMpa1杂填土
1.
51.
518.52卵石
20.
520.
020.03粉质粘土
5.
83.
819.
30.
819260.
613811.
26.
431401.604淤泥质粘土
16.
310.
517.
21.
34954.
61.
581232.
0700.755粉质粘土
36.
820.
519.
70.
72260.
4636.
526.
88.
81852.806淤泥质土
39.
02.
216.
919.87卵石很深
20.2勘查期间测得地下水水位深为
2.0m地下水水质分析结果表明,本场地下水无腐蚀性建筑安全等级为2级,不考虑地震的影响,且已知上部框架结构由柱子传来的荷载V=2759kN,M=309kNm,H=88kN
(二)选择桩型、桩端持力层及桩身截面设计为沉管灌注桩根据GM50007-
20118.
5.
2.4桩基宜选用中、低压缩性土层作桩端持力层故选择第五层粉质粘土作为桩端持力层根据GM50007-
20118.
5.
3.10取桩顶嵌入承台100mm,选择桩截面为方桩,为400mm×400mm,根据GM50007-
20118.
5.
3.10知桩端嵌入持力层为1d-3d故选择3d材料混凝土,C30级,=
14.3;钢筋,二级钢筋,==300承台用C30及混凝土,=
14.3;=
1.43,钢筋保护层取50mm基础埋深选择在卵石层之上,故基础埋深在
1.5m故桩身长度为
16.1m
(三)确定单桩竖向及水平承载力特征值,确定桩数并进行桩的布置=
0.5×(
1.6×1×
0.5×150+
1.6×1×
3.8×
51.6+
1.6×
10.5×13+1×
0.16×3000)=566KN初步确定承台尺寸为1m×
4.0m×
2.4m桩基承台和承台以上土自重设计值为G=
2.4×
4.0×
1.5×
21.25=306kN粗估桩数n为n=
1.1×F+G/R=
1.1×2759+306/566=
5.96根取桩数n=6根,桩的平面布置为右图所示,承台面积为
4.0m×
2.4m,承台高度为
1.0m,桩身拟采用c30混凝土,桩顶作用力为F+G=3065KN计算桩宽b1=
1.5b+
0.5=
1.1m
(四)桩身结构设计箍筋采用8@200在桩顶和桩尖应适当加密,具体第九页图桩尖长
1.5b=
1.5×
0.4=
0.6m,取,桩顶设置三层8@50钢筋网保护层厚度为50mm
(五)桩基承载力验算主要影响深度hm=
14.8m单桩平均轴向作用力单桩最大轴向作用力基桩水平力设计值桩顶水平位移系数,h=
0.61×
16.1=
9.824取h=4,则=
0.940,一般取10mm=
81.41kN所以符合要求桩长为
16.1m,采用双点吊立的强度计算进行桩身配筋设计桩身采用双点吊立的强度计算进行桩身配筋设计按两个起吊点考虑,根据起吊时桩身跨中正负弯矩相等原则即确定起吊点,,由即=得a=
0.207L=
0.207×
16.1=
3.33m所以起吊点的位置分别为距离顶端
3.33m和
12.77m处吊点位置在距桩顶、桩端平面处,起吊时桩身最大正负弯矩桩身截面有效高度,桩身受拉主筋配筋量选用214(),因此整个截面的主筋为414
(615),其配筋率﹪故按构造配筋,取则截面的主筋为420
(1256)桩身强度其他构造钢筋见施工图,桩的吊装图如下图所示
(六)沉降计算桩基础沉降验算基底压力和基底附加压力基底压力基底附加压力=
476.562-
18.
51.5+
20.0×
0.5=
281.521沉降计算hi≤
0.4b=
0.4×
2.4=
0.96m所以取低级分层厚度为
0.9m桩端平面下的土的自重应力和附加应力()计算如下1.当z=0时2.当z=
0.9m时3.当z=
1.8m时4.当z=
2.7m时5.当z=
3.6m时6.当z=
4.5m时7.当z=
5.4m时8.当z=
6.3m时9.当z=
7.2m时10.当z=
8.1m时在z=
8.1m处,,所以取计算沉降量所以总沉降量矩形布桩时的短边布桩数,,长径比,承台的长宽比,查表所以,六桩桩基础最终沉降量=符合要求软弱下卧层验算当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧层,则作用于软弱下卧层顶面的附加应力sz=承台底面以上各层土重度(地下水位以下取浮重度)按土层厚度计算的加权平均值gm==承台埋深h=
2.00m基础长度桩群外缘矩形面积的长边长A0=
3.6m基础长度桩群外缘矩形面积的短边长B0=
2.0m
51.6´
3.8+13´
10.5+
71.4´2=
476.14kN,查表
5.
4.1取q=12°;坚硬持力层厚度t=
18.5m;sz==即无附加应力则承载力满足要求
(七)承台设计承台高1m,桩顶伸入承台100mm,钢筋的保护层取50mm,则承台有效高度假设该桩基础荷载基本组合值为永久荷载效应控制,则F=
1.35V=
3724.65kNM=
1.35MK=
417.15kN·mH=
1.35HK=
118.8kN则桩基础最大净反力设计值和平均值分别为承台受冲切承载力验算柱边冲切有公式可求得冲垮比与冲切系数,,因h=1000mm,故可取F=
3721.65kN满足角柱向上冲切从柱角内边缘至承台外边缘距离,承台受剪承载力计算剪跨比与以上冲垮比相同,故截面,(满足)承台受弯承载力计算选用,,沿平行于y轴方向均匀布置选用,,沿平行x轴方向均匀布置
(八)、绘施工图、施工说明见上文。