目录1 .设计资料 (2)(一)工程概况 (2)(二)设计资料 (2)2 .选择桩型、桩端持力层、承台埋深 (4)3 .确定单桩极限承载力标准值 (5)4 .确定桩数和承台底面尺寸 (6)5 .单桩竖向承载力验算 (7)6 .柱下独立承台的冲切计算和受剪计算 (8)7 .承台的抗弯计算和配筋 (15)8 .基础梁(连系梁)的结构设计 (21)9 .参考文献 (24)1. 设计资料(本组采用的工况为ACE)(一)工程概况凤凰大厦为六层框架结构,±0.00以上高度19.6米。
底层柱网尺寸如图1所示。
根据场地工程地质条件,拟采用(A)400×400mm2钢筋混凝土预制桩或(B)450×450mm2钢筋混凝土预制桩基础,要求进行基础设计。
Z1Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z1Z1Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z2Z1Z3Z3Z4Z4Z4Z4Z4Z4Z4Z4Z4Z4Z4Z4Z4Z4Z3Z3 123456789DCBA图1 底层柱网平面布置图(二)设计资料①场地工程地质条件(1)钻孔平面布置图17.5m16.0m16.0m16.0mZk5Zk6Zk7Zk8Zk1Zk2Zk3Zk4(2)工程地质剖面图-1.8-2.0-2.2-2.5-5.1(-5.8) -9.5(-10.5) -18.4(-20.4)-3.0(-4.0)-15.5(-17.3)-4.5(-5.3)-8.6(-9.2)-20.5(-21.8)-6.0(-6.5)-9.0(-9.7)-20(-21.2)杂填土淤泥粉质粘土砾质粘土-8.5(-9.8)Ⅰ—Ⅰ剖面-1.8-2.0-2.2-2.4-4.9(-4.5) -10.0(-11.4) -14.5(-16.3)-3.0(-4.5)-8.0(-9.4)-17.0(-18.5)-5.5(-6.2)-22.0(-23.0)-6.5(-7.5)-9.5(-11.3)-21.5-(22.0)杂填土淤泥粉质粘土砾质粘土-8.5(-10.7)Ⅱ—Ⅱ剖面注:括号外数据为(C)工况,括号内数据为(D)工况(3)预制桩桩端承载能力标准值土层名称桩周侧摩阻力标准值q sk(kPa)桩端极限承载力标准值q pk(kPa) 杂填土未完成自重固结/ / /淤泥10 (5)/ / /粉质粘土40 (30)1800(1600)1900(1700)2000(1800)砾质粘土50 (40)3000(2500)3500(3000)4500(3500)注:括号外数据为(E)工况,括号内数据为(F)工况②底层柱截面尺寸及荷载底层柱柱截面尺寸轴力(KN)偏心距离Z1400×400 1050 0.2Z2400×400 1280 0.2Z3400×600 1900 0.2Z4500×700 2000 0.1③其它条件(1)柱底标高为-1.0m;(2)基础梁(连系梁)顶面荷载Q=15kN/m ; (3)建筑物处于非地震区,可不考虑抗震。
2. 选择桩型、桩端持力层 、承台埋深根据要求选用400×400mm 2钢筋混凝土预制桩;依据地基土的分布,第①层为杂填土,第②层是淤泥,第③层是粉质粘土,且比较厚,而第④层是砾质粘土,为比较坚硬土层。
所以第④层是较适合的桩端持力层。
桩端全断面进入持力层1.0m (>2d ),工程桩入土深度为h 。
故:m h 0.23122=+=(桩长设置成一样长)按规范要求承台高度不小于500mm ,选取承台高度为0.9m ,垫层0.1m ,加上柱底标高为-1.0m ,则桩基的有效桩长为m 0.210.10.10.23=--=L 。
3. 确定单桩极限承载力标准值本设计属于二级建筑桩基,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:p pk i s ik pk s k uk A q l q u Q Q Q +=+=∑式中sikq 与pkq 上面表格中均给出,八个钻探孔得出八个uk Q ,取最小值用来求基桩承载力特征值。
(对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土不计算其桩侧阻力sik q 。
)桩身穿过各土层的深度i l 及特征值Ra杂填土 淤泥 粉质粘土 砾质粘土 uk Q2Q uka =R Zk 13.14.48.94.61488744Zk 2 1.0 5.5 7.0 7.5 1616 808Zk 3 2.5 4.1 11.9 2.5 1507.2 753.6Zk 4 4.0 3.0 11.0 3.0 1472 736Zk 5 2.9 5.1 4.5 8.5 1529.6 764.8Zk 6 1.0 5.0 9.0 6.0 1616 808Zk 7 3.5 3.0 13.5 1.0 1472 736Zk 84.5 3.0 12.0 1.5 1416 7081.6m0.44u =⨯=2p m6.10.40.40=⨯=A50kPa q kPa,40q 10kPa,q kPa0q kPa 3000k s k s k s k s 4321=====,pk q828kN 2up a ==Q R 为最小值,用来作为整个桩基础的承载力特征值。
4 .确定桩数和承台底面尺寸1)、对Z 1类柱。
竖向柱压力:K F =1050 KN 估算桩数:63.170810501.11.1=⨯==a K R K n 桩心距≥3.5d=1400mm 桩心到承台边缘距离≥d=400mm所以初步拟定承台尺寸,长2200mm ,宽800mm ,承台埋深1.9m 。
确定桩数aK K R G F n +≥=708 2.20.81.9201050⨯⨯⨯+=1.58 取n=2根2)、对2Z 类柱。
竖向压力柱:KN 1280F K = 估算桩数:.99170812801.11.1=⨯==a K R K n 桩心距≥3.5d=1400mm 桩心到承台边缘距离≥d=400mm所以初步拟定承台尺寸,长2400mm ,宽800mm 。
确定桩数桩数:91.17084.2.809.1201280R G F n a K K =⨯⨯⨯+=+≥取2n =根 3)、对3Z 类柱。
竖向柱压力:KN 1900F K = 估算桩数:22.370819002.12.1=⨯==a K R K n 所以初步拟定承台为正四边形承台,边长为2200mm ,承台埋深为1.9m 。
确定桩数94.27089.14.22.2201900R G F n a K K =⨯⨯+=+≥X ,取n=4根 4)、对4Z 类柱。
竖向压力为:KN 2000F K =估算桩数:39.370820002.12.1=⨯==a K R K n 桩心距》3.5d=1400mm 所以初步拟定承台为正四边形承台,边长为2200mm ,承台厚埋深为1.9m 确定桩数桩数为 08.37089.12.22.2202000R G F n a K K =⨯⨯⨯+=+≥,取n=3根 5 .单桩竖向承载力验算 1)、对1Z 类柱下桩单桩平均竖向力:58.44KN 529.1.220.8201050n G F Q K K K =⨯⨯⨯+=+=<KN 708R a = 单桩偏心荷载下最大竖向力为:708.44KN 49.027.02.01050558.44x Mx n G F Q 2imax K K max K,=⨯⨯⨯+=++=∑<849.6KN R 2.1a = 满足要求。
2)、对2Z 类柱下桩单桩平均竖向力: 6.48KN 6729.1.420.8201280n G F Q K K K =⨯⨯⨯+=+=<KN 708R a = 单桩偏心荷载下最大竖向力为: 836.48KN 64.028.02.012803.4467x Mx n G F Q 2imax K K max K,=⨯⨯⨯+=++=∑<.6KN 849R 2.1a = 满足要求。
3)、对3Z 类柱下桩单桩平均竖向力: KN 98.52049.1222.2201900n G F Q K K K =⨯⨯⨯+=+=<KN 708R a = 单桩偏心荷载下最大竖向力为:KN 6.6567.0x 7.047.02.0190079.713x Mx n G F Q 2imax K K max K,=⨯⨯⨯+=++=∑ < 849.6KN R 2.1a =满足要求。
4)、对4Z 类柱下桩单桩平均竖向力:KN 98.54549.12.22.2202000n G F Q K K K =⨯⨯⨯+=+=<KN 708R a = 单桩偏心荷载下最大竖向力为:KN 41.6177.047.01.0200012.747xMx nG F Q 22imax K K max K,=⨯⨯⨯+=++=∑ < KN 6.849R 2.1a = 满足要求。
6. 柱下独立承台的冲切计算和受剪计算在承台结构设计中,取相应荷载效应基本组合的设计值。
柱下承台混凝土强度等级选用30C 混凝土,21430m KN f t ⋅=。
取845m m 5-50-900h 0==(15C 素混凝土垫层厚100mm ,保护层厚度50mm ,钢筋直径假设为10mm ) 1)、对1Z 类柱下承台只需进行承台的抗剪验算 0V bh f t hs ββ≤KN x x M n F j y K 5.291149.027.02.010*********.135.1V max =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑ mm a x 300= 所以355.0845300===x λλ >0.25,取355.0=λ所以29.10.11.75==+λβ , mm 8450=h ,986.08004s ==h h β ∴1229.6KN 845.08.0143029.1986.00=⨯⨯⨯⨯=bh f t hs ββ>KN 5.2911V =满足要求。
2)、对2Z 类柱下承台 只需进行承台的抗剪验算 0V bh f t hs ββ≤KN x x M n F j y K 108064.028.02.012802128035.135.1V max =⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯+⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑ 473.0845400011===h a x x λ 所以 473.0845400===x λλ >0.25,取473.0=λ19.10.175.1=+=λβ,986.08004s ==h h β ∴KN 24.1134845.08.0143019.1986.00=⨯⨯⨯⨯=bh f t hs ββ >KN 1080V = 3)、对3Z 类柱下承台 ①、柱对承台的冲切计算()()[]0oy oy c ox l a a b 2F h f a t hp ox c βββ+++≤KN N F K l 75.19234/1900*35.1009135.135.1F =-⨯=-= mm h 8455509000=--= bc=0.4m ac=0.6m ()96.90800-845800-2000.90-1-1=⨯=hp β237.0845200a 000x ===h x λ,335.084530000y 0===h a y λ92.12.084.000=+=x x λβ,51.12.084.000=+=y y λβ ∴()()[]0oy oy cox2a a b h f a t hp ox c βββ+++ =()()[]KN 75.6142845.01430996.02.06.01.13.04.092.12=⨯⨯⨯+++>KN l 75.1923F =满足要求。