1、 - 1 -目 录2 桩基础课程设计 92.1 设计资料 .92.11 地形 92.12 工程地质条件 92.13 岩土设计技术参数 92.14 水文地质条件 102.15 场地条件 102.16 上部结构资料 102.17 本人设计资料 102.2 灌注桩基设计 112.21 单桩承载力计算 112.22 桩基竖向承载力验算 122.23 承台设计 132.24 桩身结构设计 172.25 桩身构造设计 182.26 估算 A、B 轴线柱下桩数 182.27 设计图纸 193 衡重式挡土墙课程设计 203.1 设计题目 .203.2 地层条件及参数 .203.3 上墙土压力计算 .203.4
2、 下墙土压力计算 .213.5 墙身截面计算 .233.6 设计图纸 .26- 2 -2 桩基础课程设计设计题目：本次课程设计的题目：桩基础设计2.1 设计资料2.11 地形拟建建筑场地地势平坦，局部堆有建筑垃圾。2.12 工程地质条件自上而下土层依次如下：号土层：素填土，层厚 1.5m，稍湿，松软，承载力特征值 。akf95KP号土层：淤泥质土，层厚 3.3m，流塑，承载力特征值 。6号土层：粉砂，层厚 6.6m，稍密，承载力特征值 。10akf号土层：粉质粘土，层厚 4.2m，湿，可塑，承载力特征值 。5akfKP号土层：粉砂层，钻孔未穿透，承载力特征值 。28akf2.13 岩土设计技术
3、参数表 2.1 地基岩土物理力学参数土层编号 土的名称 孔隙比 e 含水量 W0()液性指数 lI标准贯入锤击数N（次）压缩模量 ()sEMPa 素填土 5.0 淤泥质土 1.04 62.4 1.08 3.8 粉砂 0.81 27.6 14 7.5 粉质粘土 0.79 31.2 0.74 9.2 粉砂层 0.58 31 16.8- 3 -表 2.2 装的极限侧阻力标准值 和极限端阻力标准值skqpkq土层编号 土的名称 桩的侧阻力 sk桩的端阻力 pk 素填土 22 淤泥质土 28 粉砂 45 粉质粘土 60 900 粉砂层 75 24002.14 水文地质条件拟建厂区地下水对混凝土结构无腐蚀
4、性。地下水位深度：位于地表下 3.5m。2.15 场地条件建筑物所处场地抗震设防烈度为 7 度，场地内无可液化砂土、粉土。2.16 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 9.6m。室外地坪标高同自然地面，室内外高差 450mm。柱截面尺寸均为 ，横向承重，柱40m网布置图如图 2.1 所示。- 4 -2.17 本人设计资料本人分组情况为第二组第七个，根据分组要求及参考书柱底荷载效应标准组合值及柱底荷载效应基本组合值选用 C 轴柱底荷载.柱底荷载效应标准组合值和柱底荷载效应基本组合值如下：柱底荷载效应标准组合值A 轴荷载： 160;196.m;134kkkFKNMVKN
5、。B 轴荷载： 220。C 轴荷载： 8;3.;2kkk。柱底荷载效应基本组合值A 轴荷载： 2140;215.m;16kkkFKNMVKN。B 轴荷载： 39657。C 轴荷载： 5;8.;2kkk。2.2 预制桩基设计建筑物基础设计方案采用混凝土预制桩，具体设计方案如下：室外地坪标高为-0.45m，自然地面标高同室外地坪标高。该建筑桩基属于丙级建筑桩基，拟采用直径为 400mm 的混凝土沉管灌注桩，以号土层粉质粘土层为持力层，桩尖伸入持力层 1.2m，设计桩长 11.0m，初步设计承台高 0.8m，承台底面埋置深度为-1.60m，桩顶伸入承台 50mm。2.21 单桩承载力计算根据以上设计
6、，桩顶标高为-1.6m，桩底标高为-12.6m，桩长为 11.0m。1单桩竖向极限承载力标准值单桩竖向极限承载力标准值按下式计算： ukspksikpkQuqlA式中：- 5 -单桩竖向极限承载力标准值，KN；ukQ单桩总极限侧阻力标准值，KN；s单桩总极限端阻力标准值，KN;pk桩身周长，m；u桩侧第 i 层土的极限侧阻力标准值 Kpa；sikq桩周第 i 层土的厚度，m；il桩端面积， ；pA2桩端极限端阻力标准值，KPa。kq0.4(.352.86.451.260)589.sQ KN1901pk KN587.u2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
7、承台土效应，即取 ，则有0c702.6351.uksQRKNK根据上部荷载初步估计桩数为则取设计桩数为 6 根。1825.3ksFn2.22 桩基竖向承载力验算根据建筑桩基技术规范 （JGJ942008） ，当按单桩承载力特征值进行计算时，荷载应取其效应的标准组合值。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、粉土问题，因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。根据桩数及承台尺寸构造要求初步设计矩形承台（见图，取承台边长为- 6 -承台平面布置，矩形布桩，桩中心距取 3.5d，则 ，取2.3.6m 3.5401Sms=1400mm，桩心距承台边缘均为 400mm. 承台及其上填
8、土的总重为2.361.20.kGKN计算时取荷载的标准组合，则 85.4.(351.)6kKFNRnmaxmax2 2(108)43. 0kkMy KNaxin2 2(3)1.45. 9kky- 7 -因此 max401.2(.351.42.6)kNRKNin9K满足设计要求，股初步设计是合理的。2.23 承台设计根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为 ，预估承台厚 0.8m，承2.3.6m台混凝土选用 C25， ， ，承台钢筋选用 HRB33521.7tfN219cfN级， 230ymf承台计算简图 1 承台内力计算承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合设计值，则基桩净反力设计值为 ,max2
9、 250(8150.)479.16yiMFN KNn,in2 2(.)35.24yi2.承台厚度及受冲切承载力验算为防止承台产生剪切破坏，承台应具有一定的厚度，初步设计承台厚 0.8m，承台底保护层厚度 50mm，则 。分别对柱边冲切和角桩冲切0850hm进行计算，以验算承台厚度的合理性。由于基础为圆形桩，计算时应将截面换- 8 -算成方桩，则换算方桩截面边宽为0.8.4032pdmb圆桩换算后边长为 320mm 的方桩。a 柱对承台冲切承台受压冲切的承载力应满足下式： 2()()loxcoycoxhptoFbaaf由于 502,liNKN则 冲 跨 比 为；ox0.34.7ahoy01.4.
10、3871.05h取 =1.0。oy冲切系数为；ox0.84.1.2862530oy0.84.0.53213720()()xcoycoxhptbaaf 1.86.4153(.4)0.54279(2)lKNF故厚度为 0.8m 的承台能够满足柱对承台的冲切要求。b 角桩冲切验算承台受角桩冲切的承载力应满足下式： , 1112 0()()2xxxyhptaaNccf由于 从角桩内边缘至承台外边缘距离为,max479.,t K; ; .120.56Cm10.34xa1089yam;10347xh1075yh1 1.56.65; 0.412.22182x y- 9 -则 1112 0()()2yxx h
11、ptaaCf0.89.340.85(.6).4(.56)1270.513271tKNKN故厚度为 0.8m 的承台能够满足角桩对承台的冲切要求C承台受剪切承载力计算承台剪切破坏发生在与桩边连线所形成的斜截面处，对于-截面， 1.04.387(0.2535oyah介 于 之 间 ）剪切系数为 .7受剪切承载力高度影响系数计算：由于 0hs8,1hm故 取-截面剪力为 ,maxV2N479.15.2KN则 301. 9.7hstafb V 故满足抗剪切要求d.承台受弯承载力计算承台计算截面弯矩如下。对于-截面，取基桩净反力最大值 ,max479.1NK进 行 计 算 ， 则iy140202M8xi
12、 Nm621098157.30xsyAfh因此，承台长边方向选用 26则 钢 筋 根 数 为n/15取 15 22160，实际配筋 =5701.5 ,满足要求。sA2m对于-截面，取基桩净反力平均值 ,0416.7FNKNn进 行 计 算 。- 10 -此时 0h8720mx.5i则 3416yiMNKNA2202315.9.70ysAmfh因此，承台短边方向选用 148,n681则 钢 筋 根 数 ，满足要求。22s253m315实 际 配 筋e.承台构造设计混凝土桩顶伸入承台长度为 50mm。两承台间设置连续梁，梁顶面标高-0.8m，与承台顶平齐，根据构造要求，梁宽 250mm,梁高 40
13、0mm，梁内主筋上下共 4 12通长配筋，箍筋采用 。承台底做 100mm 厚 C10 素混凝土层，垫层挑出820承台边缘 100mm.2.24 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 （JGJ942008）第 5.8.2 条的规定，桩顶轴向压力应符合下列规定： maxcpsNfAmax2yiMFGn2501.3.4(8150.)459.786 KN计算桩身轴心抗压强度时，一般不考虑屈压影响，故取稳定系数 ；对于挤1土灌注桩，基桩施工工艺系数 20.8;25.,c cCfm级 混 凝 土 ， 则6c ax110.8934.196(5
14、9.78)fAKNKN2.桩身水平承载力验算由设计资料得柱底传至承台顶面的水平荷载标准值为 122 k，平均每根- 11 -基桩承受的水平荷载为： 120.36kik KNnH桩身按构造要求进行配筋，由于受水平荷载，桩身配筋为 612 的纵向配筋且均匀的布置在桩周，配筋面积 278.sAm，钢筋保护层厚度为 40mm，则其配筋率为：26.10%.54143sg满足建筑桩基技术规范中对桩身的配筋要求。由于桩身的配筋率 0.5.6g，且为灌注桩，故单桩水平承载力特征值 haR按式 15 计算：ntmkNgMtmha AfWf 125.17.00 15其中 为桩的水平变形系数， ； 为桩横截面模量塑
15、性系数，由于本工程中采用圆形截面，故 2m； tf为桩身混凝土抗拉强的设计值， kPa；0W为桩身换算截面受拉边缘的截面模量； nA为截面换算面积， 2m； N为桩顶竖向力影响系数，本工程表现为压力，故取 5.0由于 50EImb ，从地质资料中可看出灌注桩周围主要为淤泥质土，查取相应规范取桩侧土水平抗力系数的比例系数 425mMN圆形桩桩身的计算宽度，由于桩直径小于 1 米即 d0.按式5.0.190db计算： 091.504.9- 12 -根据 csEcdWII285.00对 C25 混凝土4222.801.80cmMN对 HPB235 级钢筋5221sE扣除保护层厚度后的桩直径为0.47
16、0.3dm220 052431.4.1.%0.386.581EgWm 340.0.2170IWdm4320.85.8.1.cEII 故 0552.9.531mmIbM为桩身最大弯矩系数，由于桩长为 11m，桩与承台的链接为固端；0.9531.484hh取，通过桩基规范可知 926.0M换算截面积为： 2 52 24.1010.4.%0.1348nEgdA mkN取在荷载效应标准组合下桩顶的最小竖向力即 9.kN，则- 13 -06336.751.251.970.581.250.4%.0.5211.43.420.mt Nkha gMmtnikfWRfAH故桩身的水平承载力满足要求.1. 配筋长度
17、计算本工程中采用的基桩为端承摩擦型桩，其单桩的配筋长度不小于桩长的32即 17.3m，同时不小于 4.0.9534.20m，所以配筋长度取8.0m。钢筋锚入承台应不小于 35 倍的主筋直径，即不小于 1，本工程取锚固长度为 420mm。2. 箍筋配置箍筋按构造要求配置，即采用 6220 的螺旋式箍筋，柱顶下箍筋不再加密，由于钢筋笼的长度取值为 8m，大于 4.0m，故按构造要求应每隔 2.0m 设置一道 12 的焊接加劲肋。2.25 估算 A、B 轴线柱下桩数1桩数估算设计 A、B 轴线下桩基础的方法与 C 轴下相同，单桩极限承载力标准值为702.6KN，基桩竖向承载力特征值为 3351.3K
18、N。A 轴柱下荷载标准组合值为 160;196.m;134kkkFKNMVKN。根据 A 轴荷载初步估计 A 轴柱下桩数，即 4.735knR则 A 轴下设计桩数为 5 根。B 轴柱下荷载标准组合值为 206;20.m;143kkkFKNMVKN。- 14 -根据 B 轴荷载初步估计 B 轴柱下桩数，即 2065.831kFnR则 B 轴下设计桩数为 6 根。.2承台平面尺寸的确定根据估算的桩数和承台的构造要求，设计 A 轴线承台平面尺寸为2.2m 2.2m，桩中心距取 1.4m，桩心与承台边缘距离 0.4m; B 轴桩数与 C 轴相同 A 轴承台布置示意图 2.26 设计图纸根据以上计算，可
19、以绘制出桩基平面布置图和桩基大样图，施工详图（02）所示- 15 -3.重力式挡土墙课程设计3.1 设计资料1.地形平原山地过渡地带，为一系列呈带状延伸的平行岭谷分布区，以丘陵，台地为主。2.工程地质条件自上而下土层依次如下：1 号土层：人工填土，层厚约 0.7m，黄褐色，含杂质较多。2 号土层：含砂粉质粘土，层厚 2.1m，地基容许承载力 R=250kPa。3 号土层：中风化泥岩，厚度未揭露，地基容许承载力 R=500kPa。3.墙身及墙后填料材料参数墙身容重 ，截面容许应力 ， 。填料32/kNm60akP50ika容重 ， 。基地摩擦系数 f=0.4.填土边坡 1：1.5。318/5o4
20、.荷载参数车辆荷载换算等代土层厚度为 0.84，布置在 7.5m 全宽路基上。5.水文地质条件本次勘探未见地下水，可以不考虑地下水的影响。3.2 设计要求每人根据所在组号和题号，完成各自要求的挡土墙设计。要求分析过程详细，计算步骤完整，设计说明书的编写应具有条理性，图纸整洁清晰。3.3 设计内容1.设计公路挡土墙，包括确定挡土墙土压力，挡土墙尺寸，挡土墙基础和挡土墙结构，对挡土墙进行稳定性验算，挡土墙基础承载力验算以及挡土墙结构的内力分析，强度计算，并满足构造设计要求，编写设计计算书。2.绘制挡土墙施工图，包括挡土墙立面图，挡土墙大样图，并提出必要的技术说明。- 16 -3.4 设计成果1.设
21、计计算书设计计算书包括以下内容：1) 土压力计算。2) 确定挡土墙截面3) 滑动、倾覆稳定性验算4) 基底应力验算5) 截面应力验算2.设计图纸设计图纸包括以下内容：（1） 挡土墙立面图（2） 挡土墙大样图（3） 设计说明- 17 -重力式挡土墙设计计算书1. 设计题目本次课程设计的题目：浆砌片重力式路堤墙设计。2. 地层条件及其参数（1） 题号：重力式路堤墙课程设计任务书中第 8 组第三题（墙高 6.5m，墙后填土高度 3.0m） 。（2） 地层：地基埋置深度不小于 1.0m，持力层为 号土层含粉质粘性土层，地基容许承载力 R=250kPa。（3） 载荷资料：车辆荷载换算等代土层厚度为 0.
22、84m，不知在 7.5m 全宽路基上（4） 其他设计参数 填料容重 ， 。基地摩擦系数318/kNm5of=0.4，墙身容重 ，截面容许应力 ，32/k60akP， 。填土边坡 1：1.5。50ikPa/,根据给定设计资料，初步确定墙身尺寸如下：挡土墙高 6.5m，墙身仰斜 1：0.25 。墙身为平行于墙背的直线，墙顶宽1402o1.54m，墙身分段长 10m。为增大墙身抗滑稳定性，设置基底按坡度 0.2：1 内倾。3. 主动土压力计算1. 破裂角 假设破裂面交于荷载内，按表计算，a=3m，b=4.5m，H=6.5m, =0.84m，tan =0.250h即 0 022tan34.5.8456
23、.3.840.253.0.1abhdHAah102729- 18 -tantcotant0.69A则3450验核破裂面位置如下：堤顶破裂面矩墙踵距离为tan6.530.96.12Hm荷载内边缘矩墙踵距离为t0.24.5b荷载外缘至墙踵距离为0tan6.157.362Hm6.125m6.612m13.625m,故破裂面交于荷载内，与设计相符，可采用所选计算公式。2.求主动土压力系数 K 和 K1主动土压力系数 K 和 K1 计算如下：costan0.164i由于3t4.53.95.an062bhm43.1.H041 221816.565893hK3.求主动土压力 E 及其作用点位置 yZ主动土压
24、力 E 为22186.5014.8931HKkN主动土压力的作用点位置 为yZ- 19 -2304126.5.83.126.5.365.92.14yaHhHZKm4.设计挡土墙截面由于墙面平行墙背，基底倾斜 0.2：1 。通过试算，选墙顶0。1.54b1.计算墙身重 G 及其力臂 zGZ墙身重 G 及其力臂 计算结果，列于下表体积 V（ ）3m自重 G（kN） 力臂 GZ （ ）3m2110.9.546.54bH120.3110.25.4765.GHb2210.954.3Vb2.1G210.564.GZb129.0125.42.滑动稳定性验算抗滑稳定系数为000 cosinsi215.4918
25、4217390.48cs27395.sin1.3cGEfKG - 20 -3.倾覆稳定验算cos18cos402173.8xE kNinin4y 因基底倾斜，土压力对墙踵 O 的力臂改为110.92.40.91.58yZbmtan240.2.xyB则12101.35.07.4281.2.GyxxZEZK稳定性验算的结果表明，断面尺寸由滑动控制，上述估计符合实际。4.基底应力验算12111120.9540.35.07.4281.5230.6.NGyxyBeZEZbBm maxin 250.215.476.125047yGEe kPaRkPaB5.截面应力验算墙面与墙背为平行的直线，截面的最大应力出现于接近基地处。由基底应力验算可知，偏心距及基底应力均满足地基的要求，则截面应力肯定也满足墙身- 21 -材料要求，故可不做验算。通过上述验算，所拟截面符合各项要求，决定采用此截面，顶宽为 1.54m6.设计图纸根据上述计算，绘制浆砌片重力式路堤立面图、缎面做法示意图及大样图。见附图。
