预制桩基础课程设计副本Word下载.docx
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土层编号
土的名称
孔隙比
E
含水量
W（%）
液性指数
Il
标准灌入锤击数
N（次）
压缩模量
Es
①
素填土
-
②
淤泥质土
③
粉砂
14
④
粉质粘土
⑤
粉砂层
31
表2桩的极限侧阻力标准值qsk
桩的侧阻力qsk
桩的端阻力qpk
22
28
45
60
900
75
2700
4）.水文地质条件
1．拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。
2．地下水位深度：
位于地表下
5）.场地条件
建筑物所处场地抗震设防烈度７度，场地内无液化砂土，粉土。
6）.上部结构资料
拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构，长30m，宽。
室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。
柱截面尺寸均为400×
400，横向承重，柱网布置如图A所示。
４．预制桩基设计
根据荷载和地质条件，以第四号粉质粘土为桩端持力层。
采用截面为400mmX400mm的预制钢筋混凝土方桩。
桩端进入持力层为，桩长12m承台埋深为。
1）.单桩承载力计
单桩竖向极限承载力标准值按下式计算：
Quk=Qsk+Qpk=up∑qsikli+Apqpk
由于
Qsk=4×
×
（×
22+×
28+×
45+×
60）=
Qpk=×
900=144kN
则Quk=+144=
2）.桩基竖向承载力特征值
承台底部地基土为较松软的填土，压缩性大，因此本工程不考虑成太土效应取ηc=0，则有
R=Ra=
=2=
根据上部荷载初步估计粧数为n=
=2280/=
取设计桩数为6根。
3）.桩基竖向承载力验算
根据《建筑桩基技术规范》，当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应标准组合值。
由于桩基所处场地的抗震设防烈度为7度，且场地内无可液化砂土，因此不进行地震效应的承载力验算。
根据粧数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台，取承台变长为×
，矩形布桩，桩中心距取，则s=3×
400=1200mm，取s=1200mm，桩心距承台边缘为400mm。
如图2所示:
承台及其上土壤的总重为Gk=×
20=270kN
计算时取荷载的标准组合，则
Qk=
=（2280+270）/6=425﹤R（=）
符合要求
Qkmax=Qk+
=425+（223+153×
×
（6×
=425+70=495KN
因此
Qkmax=＜（=*=
满足设计要求,故初步设计是合理的。
4）.承台设计
F=3560KNM=V=175KN
对承台进一步设计，取承台厚下设厚度100mm，强度等级C25的混凝土垫层，保护层为50mm，则h=0。
85m，混凝土强度等级为C30混凝土的抗拉强度为ft=mm
，钢筋延用HRB335，fy=300N/mm
。
如图所示：
3
承台内力计算：
承台的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
Qmax=
+
=3560/6+（371+233×
4×
=Qmin=
=3560/==
N=
=1580/4=395kN
5）.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，承台底保护层厚度80mm，则h0=600-80=520mm。
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。
（1）.柱的向下冲切验算
承台受桩冲切的承载力应满足下式：
Fl≤2{β0x（bc+aoy）+βoy（ac+aox）}βhpƒth0
式中：
aox=λoy=aoy/h0=β0x=+λox）=aoy=
λox=aox/h0=β0y=+λox）=bc=ac=βhp=
2{β0x（bc+aoy）+βoy（bc+aox）}βhpƒth0
=2×
{×
（+）+×
（+）}×
1×
1270×
=＞Fl（=1580kN）
故厚度为的承台能够满足柱对承台的冲切要求。
（2）.角桩的冲切验算
承台受角桩的承载力应满足下式：
N/≤{β1x（c2+
）+β1y（c1+
）}βhpƒth0
由于Nl=Nmax=，从角桩内边缘至承台边缘距离为
c1=c2=a1x=a1y=λ1x=
==λ1y=
=β1x=
=+=β1y=
=
抗冲切力={β1x（c2+
）}βhpƒth0=＞N,max（=）
故厚度为的承台能够满足角桩对承台的冲切要求。
6）.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，剪切力V必须不大于抗剪切力，即满足:
V≤βhsβƒtbh0,对于I-I截面：
A1x=λx=
==β=λ+1=
βhs=（800/h0）1/4=b=V=2×
=1155kN
抗剪切力=×
=>
1155kN
故满足抗剪切要求。
对于II-II截面：
a1y=λy==β=λ+1=
395=790kN
790kN
7）.承台受弯承载力计算
承台计算截面弯矩如下:
对于I-I截面，取基桩净反力最大值N/max=进行计算，则
xi=600-200=400mm=My=∑Nixi=2×
=Asl=
=462×
106/×
300×
520）=3291mm2
因此，承台x轴方向选用二级钢筋18@145，钢筋数为n=2000/145+1=14
取，14Φ18@145实际钢筋As=3562mm2，满足要求。
对于II-II截面，取基桩净反力平均值N=395进行计算，此时
xi=600-200=400mm=
则Mx=∑Niyi=2×
395×
As=
=316×
520）=2251mm2
因此，承台y轴方向选用12二级直径16@180，钢筋根数为n=2000/180+1=12，
取12根二级直径16@180，实际钢筋As=2412mm2，满足要求。
8）.承台构造设计
混凝土桩桩顶伸入承台长度为50mm，两承台间设置连系梁，梁顶面标高，与承台平齐，根据构造要求，梁宽250mm，梁高400mm，梁内主筋上下共四根一级钢筋直径12通长配筋，箍筋采用一级钢筋直径为8间距为200.承台底做100mm厚C10混凝土垫层，垫层挑出承台边缘100mm。
9）.桩身结构设计
预制桩的桩身混凝土强度等级选用C30，钢筋选用HRB335级。
根据《建筑桩基技术规范》，桩顶轴向压力应符合下列规定：
Nmax≤φψcƒcaps
Nmax=
=（1580+128）/4+（198+150×
=427+=
计算桩基轴心抗压强度时，一般不考虑压屈影响，故取稳定系数φ=1；
对于预制桩，基桩施工工艺系数ψc=；
C30级混凝土，ƒc=mm2，则
ΦψcƒcA=1×
106×
=＞Nmax（=）
故桩身轴向承载力满足要求。
10）.桩身构造设计
了桩身按构造要求配筋，选用8根直径为14的HRB335级钢筋通长配筋；
箍筋选用直径为6的HPB300级钢筋，间距200mm，距桩顶2m范围内间距50mm，距桩顶2-4m范围内间距100mm。
采用打入法沉桩，桩顶设置三层直径为6，间距为50mm的钢筋网，桩尖所有主筋应焊接在一根圆钢上，桩尖范围内箍筋加密，间距50mm，桩身主筋混凝土保护层厚30mm。
11）.吊装验算
由于桩的长度不大，桩身吊装时采用二点起吊，吊点位置如图4所示。
起吊点距桩两端距离为
a==×
11=
则吊起时桩身最大弯矩为
Ml==×
25）×
112=桩身配筋验算；
混凝土采用C30级，钢筋采用HRB335级，则ƒc=mm2，ƒy=300N/mm2，由于b=400mm，h0=400-40=360mm，每边配3根直径为14的二级钢筋,As=461N/mm2，则
X=fyAS/α1ƒcb=（300×
461）/×
400）=
Mu=α1ƒcbx（h0-
）
=×
400×
（360-
=×
=所以Mu＞Ml
故桩身配筋满足吊装要求。
5.估算轴线柱下粧数
1）.桩数估算
设计BC轴线下的桩基础的方法和A轴线下相同。
单桩极限承载力标准值为，基桩竖向承载力特征值为.
轴柱下荷载标准组合值为Fk=1765kNMk=169kNVk=130kN
根据
轴下荷载初步估算
轴柱下根数，
n=
=1765/=取n=4
则
轴下设计桩数为4根。
轴柱下荷载标准组合值为Fk=1564kNMk=197kNVk=112kN
n=
=1564/=取n=4
则轴
下设计桩数为4根。
2）.承台平面尺寸确定
根据估算的桩数和承台构造要求，设计
轴线承台平面尺寸为×
，庄中心距取2000mm，桩心与承台边缘距离400mm。
根据粧数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台，设计
轴线承台变长为×
，矩形布桩，桩中心距取2400，桩心距承台边缘为400mm。
如图5所示：
6.设计图纸
根据以上计算，可绘制出承台平面图与剖面图、桩基平面布置图和桩基大样图，见附录1所示。
7.参考文献
（1）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），中国建筑工业出版社，2002.
（2）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）,中国建筑工业出版社，2002.
（3）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）,中国建筑工业出版社，2008.
（4）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）,中国建筑工业出版社，2002.
（5）周景星李广信虞石民王洪瑾编著.基础工程.第2版【M】.北京：
清华大学出版社，2007.
（6）张忠苗主编.桩基工程.第一版【M】.北京:
中国建筑工业出版社，2007.
发出任务书日期：
年月日指导教师签名：
计划完成日期：
年月日基层教学单位责任人签章：
主管院长签章：
附录1:
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