同济大学岩土工程课程设计计算书(刘射洪).docx

目录一、设计资料及要求11、设计题目12、上部结构资料13、建筑场地资料14、设计要求15、设计流程3二、选择桩型、截面及长度31、选择桩型32、选择桩的几何尺寸及承台埋深4三、确定单桩承载力51、经验参数法52、原位测试法（静力触探法）5四、初步确定桩数7五、承台尺寸设计及桩位布置91、单桩承台92、两桩承台93、三桩承台94、四桩承台105、五桩承台106、六桩承台127、八桩承台12六、确定基桩（复合基桩）承载力特征值141、四桩承台142、五桩承台153、六桩承台154、八桩承台16七、桩顶作用效应验算161、单桩承台172、两桩承台173、三桩承台19八、沉降计算211、轴212、轴273、沉降分析32九、桩身结构设计和计算351、配筋计算352、桩身强度验算38十、承台结构设计和计算391、单桩承台392、两桩承台403、三桩承台44十一、联系梁设计49十二、参考文献50十三、附录51一、设计资料及要求1、设计题目某教学实验楼桩基础设计2、上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十二层框架，其框架主梁、次梁及楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级C30。底层层高3.4米（局部10米，内有10t桥式吊车），其余层高3.3米，底层柱网平面布置图及柱底荷载见图1。3、建筑场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦。建筑物场地位于非地震区，不考虑地震影响。场地地下水类型为潜水，地下水位距地表2.1米，根据已有分析资料，该场地地下水对混凝土无腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理力学指标见表1。表1 地基各土层物理力学指标土层编号土层名称层底埋深(米)层厚(米)(kN/m3)e (%)C (kPa) (MPa) (kPa) (MPa)1杂填土1.81.817.52灰褐色粉质粘土10.18.318.40.90330.9516.721.15.41250.723灰色淤泥质粉质粘土22.112.017.81.06341.1014.218.63.8950.864黄褐色粉土夹粉质粘土27.45.319.10.88300.7018.423.311.51403.445灰绿色粉质粘土27.419.70.72260.4636.526.88.62102.824、设计要求本工程建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为乙级，环境类别为二（a）类，重要性系数均取1.0。5、设计流程桩基础设计流程图见图2。图2 桩基础设计流程图二、选择桩型、截面及长度1、选择桩型因本工程中框架结构跨度大而且不均匀，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的环境条件，选择桩基础。因钻孔灌注桩泥浆排泄不便，为了减小对周围环境的污染，采用静压预制桩。这样可以较好地保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务。同时，当地的施工工艺、技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供了可能性。2、选择桩的几何尺寸及承台埋深依据地基土的分布，同时为了减小桩数，增大单桩承载力，选择第层土作为持力层。因为该层土液性指数较小，处于硬可塑状态，承载力较高。桩端全断面进入持力层1.2m（2d），工程桩入土深度为28.6m。承台底进入第层土0.3m，与地下水位线齐平，减小了地下水对承台的影响（包括腐蚀性、浮力等）。所以承台埋深为2.1m，桩基的有效桩长为26.5m。同时，承台厚度初步选取为1.0m。桩截面选择方形，尺寸选用500mm×500mm。由于施工设备要求，桩分两段，上、下段均为14m（不包括桩尖长度在内）。实际桩长比有效桩长大1.5m，这主要是考虑持力层起伏、桩顶嵌入承台长度以及压桩完毕后需要凿去一定长度的桩顶混凝土以露出主筋锚入承台等情况，而留有余地。桩基及土层分布情况示意图见图3。图3 桩基及土层分布示意图三、确定单桩承载力本设计属二级建筑桩基，采用经验参数法和原位测试法（静力触探法）估算单桩承载力特征值。1、经验参数法其中，m，m2查《建筑桩基技术规范》，计算如下表2：表2 经验参数法计算单桩承载力特征值土层（m）（kPa）（kPa3641.2803100∴ kN2、原位测试法（静力触探法）当时，当时，这里，为桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，取kPa，为桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值，取kPa。∴kPa又由于桩长m，即15m30m∴查表可知，桩端阻力修正系数按值直线内插得∴ 下面再计算各层土的。根据曲线图，如图4所示。图4 曲线图对于地表以下6m范围内的土层，即承台底面以下3.9m范围内的土层，选取直线（A）计算，kPa。对于其他土层，均选取折线（B）计算，即当kPa时，当kPa时，当kPa时，∴ 各层土的计算如下表3所示。表3原位测试法（静力触探法）计算单桩承载力特征值土层（m）（kP