《基础工程》课程设计文档格式.docx
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8.6
32
3500
27
180
选择7号圆砾为持力层，为消除负摩阻力影响承台制于3号粉质粘土上，桩
径为0500桩，预制桩进入持力层深度为5d二2.5m,桩长11.2m。
3.2验算单桩承载力
确定单桩竖向极限承载力标准值0诚
Quk=Qsk+QPk=吃9詁
Qik——单桩极限摩阻力标准值（k
N）
Qpk——单桩极限端阻力标准值（k
//——桩的横断面周长（m）
码桩的横断面底面积（加2）
——桩周各层土的厚度（m）
q址——桩周第i层土的单位极限摩阻力标准值伙巧）
g艸一一桩底土的单位极限端阻力标准值
（峨）
U=兀“=3.14x0.5=1.57（〃?
）舛=勿2/4=3,14x0.52/4=0.20（亦）
0z（x.=1.57x（2.8x67+1.0x58+0.9x67+4.0x58+2.5x110）+2400x0.20=1276.25+480=1756.25伙N）
3.3确定桩数及桩布置
确定单桩竖向极限承载力设讣值R,并确定桩数N及其布置。
假设先不考虑群桩效应，估算单桩竖向承载力设计值R为:
R——单桩竖向极限承载力设讣值,kN
Q或——单桩总极限侧阻力力标准值，kNQrk一一单桩总极限端阻力力标准值，kNy,——桩侧阻力分项抗力系数
——桩端阻力分项抗力系数
查表得：
儿=乙二1.65
恥晋+罟"
如290.9“。
64.4綁
7A:
N=3755.5kN;
M=3>
5.5kNm\V=26.4W;
111上部荷载设计值：
7B:
N=5753.0kN;
M=30.5Ww;
V=20.1W;
7C:
N=451S.0kN-M=42AkNm;
V=29.5Z7V;
1A.P^
=3755.5+20x0.5=3765.5W;
由此可知：
P=
=5753.0+20x0.5=5763.5W;
P=4518.0+20x0.5=452&
0AN;
设计7A:
按轴力P和R估算桩数m为：
P=37655=354
1R1064.4
III于m>
3,应考虑群桩效应和承台的效应确定Ro
姑且先取桩数n=4根，桩的布置按矩形排列,桩距》=3〃=3x0.5=1.5加，取边桩中心至承台边缘距离为ld=0.5m,布置如图1-1,则承台底面尺寸为：
2.5mX2.5mo下面按桩数n尸4,求单桩竖向承载力设计值R：
—70“0/2
Ye
其中2警
=2£
iAfeA/
4A-
-一侧阻群桩效应系数
nP-
-—端阻群桩效应系数
-一承台土阻力阻群桩效应系数
-一承台内区土阻力群桩效应系数
-一承台外区土阻力群桩效应系数
Yc
承台土阻力分项抗力系数
Qlk
——桩基中相应于每一根桩的承台底地基土极限抗力标准值
（kN）,
Qck
-一承台底1/2承台宽度的深度范围内（/<
5/77）,地基土极限抗
力标准值，可按《地基规范》中相应的地基土承载力标准值乘以2取值，（kN）;
承台底地基土净面积（〃广）。
-一承台内区的净面积
V-
-—承台外区的净面积
A
承载力特征值，kpa
Ys=Yp:
=1.65yc=1.7
=1.20%=1.26
77/=0.11；
7/=0.63
qck=2x223=446k巴
Ac=2.5x2.5=6.25m2
4=^=446x6.25=696.875344
=（2.5-0.5）x（2.5-0.5）=4.0/h2
a'
=4-A；
=6.25-4.0=2.25m2
22540
〃=0.63x+0.11x—=0.2972
£
6.256.25
rI”1276.25」”480°
兀”696.875
R=1.20x+1.26x+0.2972x=1416.56WE
1.651.651.70°
下面验算取"
=4是否合适
承台重：
G=2.5x2.5x20x1.7=212.5W
P+G3765.5+212.5
R1416.56
故取4根桩可以，确定承台底面尺寸及桩的排列如图1—1
5QQ,151005Qq
图1~17A桩的布置及承台尺寸
设计7B:
按轴力P和R估算桩数Z为：
P5763.5…
n.=—==5.41
1R1064.4
由于m>
3,应考虑群桩效应和承台的效应确定R。
姑且先取桩数n=6根,桩的布置按矩形排列,桩距片=3〃=3x0.5=1.5/,取边桩中心至承台边缘距离为Id二0.5m,布置如图1一2,则承台底面尺寸为：
2.5mX4・Omo下面按桩数求单桩竖向承载力设计值R:
7。
-|70
儿YP/
其中心竿
/V°
A/
儿=乙=1.65yc=1.70
〃、=1.20/]p=1.26
I]；
.=0.11?
7/=0.63
q&
=2x223=446代4=2.5x4.0=10.0nr
Q严沁=446x10.0=743.3册q6
V=（2.5-0.5）x（4.0_0.5）=7.0加$
A°
=4-A」=10.0-7.0=3曲
3070
n=0.63x—+0.1lx—=0.266
10.010.0
/?
=1.20x1276,2>
+1.26x—+0.266x耳兰=1411.03圮
1.651.651.70
下面验算取n=6是否合适
G=2.5x4.0x20x1.7=340.03
P+G5763.5+340.0…
R1411.03
故取6根桩可以，确定承台底面尺寸及桩的排列如图1-2
A>
图1-27B桩的布置及承台尺寸
设计7C：
按轴力P和R估算桩数"
3为：
P4528.0川“
厲=—==4.25
R1064.4
由于n3>
姑且先取桩数n二4根，桩的布置按矩形排列，桩距5<
7=36/=3x0.5=1.5/h,取边桩中心至承台边缘距离为Id二0.5m,布置如图1-1,则承台底面尺寸为：
2.omX2.5mo下面按桩数nF4,求单桩竖向承载力设计值R：
查表得:
人％=165
7=120
rj；
=0.11
yc=1.70
J1P=1%
=0.63
c/ek=2x223=446级
^4=446x^25=6%875W
54
V=（2.5-0.5）x（2.5一0.5）=4.0m2
A'
=4-A'
=6.25-4.0=2.25m2
22540
n=0.63x+0.11x—=0.2972
=1.20x
1276,25
1.65
6.256.25
+1.26x^+0.2972x^=1416.56^
1.651.70
下面验算取/?
=4是否合适承台重：
（7=2.5x2.5x20x1.7=2125kN
P+G4528.0+212.5o“
故取4根桩可以，确定承台底面尺寸及桩的排列如图1-3
5QQ,15|005QU,
aoLP
0J
图1-37C桩的布置及承台尺寸
3.4桩基中各单桩受力验算
对于7A:
单桩所受的平均竖向作用力为：
N=='
7&
5.、〜2Q=994.5<
R=1416.56RN
n4
桩基中单桩最大受力为：
——作用于承台底面的外力对通过群桩形心的y轴的力矩设计值xf第/•桩至y轴的距离，m
桩基中单桩最小力叫“为:
=940.9W>
0
P+GM、・・舌（35.5+26.4x1.7）x0.75
2x0.752
mixft'
Ev
j-i
以上二项都满足要求
由于水平力T=26.43。
则与竖向的合力与铅锤线夹角tana=-=-^-=0.0070P3765.5
tana=0.0070vtan5,故可以不验算单桩竖向承载力。
对于7B:
max
P+G
n
单桩所受的平均竖向作用力为:
」763・5+340一]0]7・25<
R—1411・03阳
n6
桩基中单桩最大受力N嗅为：
M、一一作用于承台底面的外力对通过群桩形心的y轴的力矩设汁值a;
——第i桩至y轴的距离，m
P+GA/-x（30.5+20」xl・7）xl・5
=+—=1017.25+———=1028.03RNY1・2/?
=1693.236RN
n总"
4xl.52
桩基中单桩最小力他血为：
P+GM・兀（35.5+26.4x1.7）x0.75f
%=_—=1017.25-4=1006.47W>
m,xn匕22x0.752
Z-s
由于水平力T=20.13。
则与竖向的合力与铅锤线夹角tana=-=-^-=0.0035
P5763.5
tanfz=0.0035<
tan5=0.0875,故可以不验算单桩竖向承载力。
对于7C：
2+7
一4528.0+212.5_]185.1vR-1416.563
桩基中单桩最大受力N唤为：
M、一一作用于承台底面的外力对通过群桩形心的y轴的力矩设计值a;
P+G（42.1+29.5x1.7）x0.75
N=+=1185.1+4=1246.6WNy1・27?
=1699.9RN
n2x0.752
J-I
桩基中单桩最小力他和为:
=1185.1W>
¥
P+G•兀_&
（42.1+29.5x1.7）x0.75
mixn'
"
E-v
/-I
由于水平力T=29.53。
T9Q5
则与竖向的合力与铅锤线夹角tan«
=-=^—=0.0078
P3765.5
tantz=0.0078<
tan5,故可以不验算单桩竖向承载力。
3・5承台的抗冲切验算
对于7A：
I
取承台1.7m,钢筋混凝土保护层厚度100mm,构造见图1—4,选用混凝土为其/=14303/亦。
取柱的截面尺寸为:
420mmX60Omm
（1）柱对承台的冲切验算
07?
根据公式：
7血56（・人・％・瓜；
F、=F-工N「a='
；
;
式中：
/o——建筑桩基重要性系数，取人二1・1；
F.——作用于冲切破坏上的冲切力设计值（kN）,即等于作用于桩
的竖向荷载设计值F减去冲切破坏锥体范围内各基桩底的净反力设计值之和；
f,——承台混凝土抗拉强度设计值（kN）;
心一一冲切破坏锥体有效高度中线如处的周长（加）；
仏一一承台冲切破坏锥体的有效高度（加）；
&
——冲切系数；
久一一冲跨比，入心为冲跨，即柱边或承台变阶处到桩边的水平距离，按圆桩的有效宽度进行计算。
当你<
0.2九时，取00二0・20/ig；
1|t/g>
力0时9取00二HqO
F——作用于柱（墙）底的竖向荷载设计值；
——冲剪破坏椎体范围内各基桩的净反力（不计承台和承台上自重）设计值之和。
对于圆桩：
计算时应将截面换算成方桩，取换算柱或者柱截面边宽bp=0.8d。
可求得冲垮比久与冲剪系数Q柱的截面尺寸为：
600mmX420mm
九=〃一100=1700—100=1600"
=1.6加
F\=F_ZNt=3765.5-0=3765.5创
乂二250
°
x九一1600
=0.156
0.72
九+0.2
0.156+0.2
=2.02
4V=—=——=0.2125儿1600
4+0.20.2125+0.2
2[a,仗.+如.）+%•仇•+%）]讥
=2x[0.202x（0.42//Z+0.34〃?
）+1.745x（0.6/7?
+0.25/?
/）]x1430"
“x16”
=7489.86^A儿斤=1.0x3765.5W=3765.5EN
满足要求
7A是四桩承台需进行角桩冲切验算
取承台1・7皿钢筋混凝土保护层厚度100mm,构造见图1一4,选用混凝土为C30其"
1430kN阳。
（1）柱对承台的冲切验算07?
了店SaJ"
”•九；
F、=F-叫«
=—
A+0.2
hf=〃一100=1700—100=1600〃"
=1.6m
Fi=F-》N,=5763.5-0=5763.5W
九=
a1000
=av==0.625
%1600
0.720.72八m
a（”=
4r+0.20.625+0.2
oy
“舒號"
2125
=1.745
0.72_0.72
+0.2"
0.2125+0.2
2[aox（bc+%）+%（hc+aox）\仇
=2x[0.87x（0.42/?
?
+0.34〃?
）+1.745x（O.6777+1.0//?
）]x1430kPax1.6m=15801.8WA久£
=1.0x5763.5&
N=5763.5W
7B非四桩承台，无需进行角桩冲切验算，所以承台不发生冲切破坏。
取承台1.7m,钢筋混凝土保护层厚度100mm,构造见图3—2,选用混凝土为G。
其/=1430册伽A
/oFl<
a-f,-u„lJh.Fl=F-^l；
ez=—
hf=77-100=1700-100=1600〃"
F\=F-2M=4528.0—0=452&
（WV
_如=250
x几一1600
0・72
心+0.2
〜0.720.72
a。
、.一一一1.745
4,+0.20.2125+0.2
2[%（$+①,）+%（hc+a（>
x）]讥
=2x[0.202x（0.42/?
+0.34〃“+1.745x（0.6〃?
+0.25〃/）]x\430kPax1.6m
=7489.86^=1.0x4528.0WN=4528.0W
7C是四桩承台，需进行角桩冲切验算。
（2）角桩冲切验算对于7A和7C分析：
对于四桩承台，受角桩冲切的承台应满足下式：
0.48
=；
九+0・2
_0.48
x~备+0.2；
弘一一作用于角桩顶的竖向力设计值（kN）-
alx,aly——角桩的冲切系数；
九，备——角桩冲跨比，其值满足0.2〜1・0,几二玉，备二空；
cpc2——从角桩内边缘至承台外边缘的距离（加），血处应取诰的有效宽度；
cpc2g,切——从承台底角桩内边缘引一45°
冲切线与承台顶面相交点，至角桩内边缘的水平距离；
当柱或承台边阶处位于该45°
线以内时，取由柱边或变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线。
对7A：
“=化叭=1123.1kN
对7C:
N}==1246.6^
aXx=250mmaly=340mmc,=c2=0.7m人）=1600mm,
妒卩誥"
ex.1.348
x0.156+0.2
0.48（让
«
iv==1.16
y0.2125+0.2
所以:
+aivC]+¥
）”•〃（）
1.348x|0.7+—I2
+1.16X0.7+#
1430x1.6
=4820.2£
Na%N|
对7A和7C均满足要求
所以承台7A和7C均不发生冲切破坏。
3.6承台剪切验算
对7A和7C分析：
对于柱下正方形独立承台，只需要对柱的一个轴进行验算承台的斜截面抗剪承载力即可。
《桩基规范》规定，剪切破裂面为通过柱边和桩边连接线形成的斜截面，抗剪验算应满足：
/oK<
%,
匕一一垂直于X方向斜截面的最大剪力值，可取抗剪计算截面一侧的桩顶净反力设计值总和（kN）;
Vv——垂直于y方向斜截面的最大剪力值，可取抗剪计算截面一侧的桩顶净反力设计值总和（kN）；
V.x——垂直于x方向的斜截面抗剪承载力设计值（kN）Voy——垂直于y方向的斜截面抗剪承载力设计值（kN）
乙二•九,
剪切系数，当1.4<
A<
3.0时，0=
2+0.3
当0.3<
1.4时,
当2>
3,取2=3；
A——混凝土轴心抗压强度设计值伙几/）:
九一一承台计算截面的有效高度（加）；
bj儿——承台计算截面处的计算高度5）。
对于I-1截面抗剪验算：
b=Bc=2.5人二1・0
对7A：
匕=2%=2x1123.1=2246.20
VX=2g=2x1246.6=2493.2W
对7A：
VQx=0・£
・优•九=0.2x14300x2.5x1.6=11440.0W>
/0V=2246.23对7C：
・bjh°
=0.20X14300x2.5x1.6=11440.00>
/0Vv=2493.2W于II-II截面抗剪验算
优=A=2.5人二1.0
对7A：
对7C：
V=2N7=2x1123.1=2246.2W
V.=2%=2x1246.6=2493.2RN
/^"
1600
=0.2125<
0.3
对7A和7C：
VQx=flfcbx-/：
□=0.2x14300x2.5x1.6=11440.OkN>
所以7A和7C均满足要求
对7B分析:
对于1-1截面抗剪验算：
by=Bf=2.5—1.0
匕=2"
叭=2x1028.03=2056.063
0.12
0.625+0.3
=0.13
bj/?
0=0.13x14300x2.5xl.6=7436.03>
/0Vv=2056.06EN于h-h截面抗剪验算
11-11截面左侧共3根单桩其反总力为：
yv=3^=3x1028.03=3084.09W
人厂齐誥"
212M3
0.2
0.3+0.3
=0.2
hx=Lc=4.0/n/0=1.0
VQx=0•bj/?
o=O.2x14300x4.0xl.6=l8304.03>
y0V
7C满足要求
3.7承台的配筋计算
混凝土采用C15,钢筋用II级钢筋人=3OON/mm2
对7A分析：
承台IT截面处最大弯矩M=2Nm,,y=2x1123.1x（0.25+—）=1123.\kN.m
人占5^6…沪
=1077/n/n2>
1040/w/n2
每米宽度范圉的配筋4=二ft=1040〃〃"
'
，选7014,A,
2•5
整个承台宽度范圉内用筋7x2.5=17.5tK,取20根
承台11-11截面处最大距M=2/Vnlixy=2x1123.1x（034+^）=1325.2kN.rn
A=—一=•门"
*1（）=3067.6〃"
20・9人％0.9x300x1600
每米宽度范围的配筋―警"
227曲选辿心“23曲>
1227泅整个承台宽度范圉内用筋8x2.5=20根，取20根。
所以整个承台7A双向布置，即20①14（双向布置）详细见图纸对7B分析：
承台1一1截面处最大弯矩M=2叫1=2x1028.3x（1.0+弓）=2570.75kM”
4M2570.75xlO6门,
Ac===5951.0/7277?
‘0.9/vA（）0.9x300x1600
每米宽度范围的配筋儿=竺凹=1487.75〃〃/,选
”4.0
6①1&
4=\527mnr>
1487.75〃〃沪
整个承台宽度范圉内用筋6x4.0=24根,取24根
承台1I-H截面处最大距M=27Vmaxy=2x1028.3x（0.34+—）=1213.0kN.m
A=亠=⑵3.0x"
=2808.0〃加
O・9/"
o0.9x300x1600
每米宽度范圉的配筋A=竺竺=1123/讪彳，选8①14,4=1231〃"
2>
1123〃"
『
2.5—
整个承台宽度范圉内用筋8x2.5=20ffil,取20根
所以整个承台7B横向布置24盘18,纵向布置20^14.详细见图纸
对7C分析：
承台IT截面处最大弯矩M=2NmQ=2x1246.6x（0.25+¥
）=1246.6kN.m
—=12466X106=2886.0^0・9f、h°
0.9x300x1600
每米宽度范圉的配筋A=^—=1154〃〃心选8创4,4=1231〃州2>
1154〃〃/
2.5_
整个承台宽度范围内用筋8x2.5=20根，取20根
承台11-11截面处最大距M=2/Vmaxy=2x1246.6x（0.3
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