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桩基础课程设计(预制桩)

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设计题目 本次课程设计题目：预制桩基设计 一、 设计荷载 (1)柱底荷载效应标准组合值如下： ○A轴荷载：Fk=1632kN Mk=195 kN•m Vk=86kN ○B轴荷载：Fk=1980kN Mk=164 kN•m Vk=93kN ○C轴荷载：Fk=1342kN Mk=187 kN•m Vk=96kN （2）柱底荷载效应基本组合值如下： ○A轴荷载：F=2203.2 kN M=263.3kN•m V=116.1kN ○B轴荷载：F=2673 kN M=221.4kN•m V=125.5kN ○C轴荷载：F=1811.7 kN M=252.5kN•m V=129.6kN 设计B轴柱下桩基，A,C轴柱下仅设计承台尺寸和估算桩数。 二、 设计资料、地层条件及其参数 某住宅楼，六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑场地位于城郊建筑室内地面标高为±0.00，室外地面标高为- 0.15m地下水位位于地表以下3.3m，柱底标高-0.7m。 地基基础设计等级：乙级 工程地质条件：该建筑物地处二级阶地，土层分布、物理力学性质指标见下表 设计规范：建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）； 混凝土结构设计规范（GB 50010--2002）； 建筑桩基技术规范（JGJ 94--2008）。 三、 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- 0.15m,自然地面标高同室外地坪标高。该建筑桩基属乙级建筑基桩，拟采用截面为400mm*400mm的混凝土预制方桩，以6号土层草黄色粉质黏土为持力层，桩尖深入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-1.50m，桩顶伸入承台50mm。 1、单桩承载力计算 根据以上设计，桩顶标高为-1.5m，装底标高为-12.6m，桩长11m。 （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： Quk= Qsk+ Qpk = up∑qsikli+ Apqpk

由于

Qsk=4×0.4×（78×1.25+32×2+32×3.5+50 ×4.0+78×0.25）=789kN

土层编号 土层名称 层厚 /m γ /kN/m3 w / % e IL c /kPa φ / ° ES

/MPa

地基承载

力特征值fak /kPa 1 填土 0.8 18.0 33.25

2 褐黄色粉质黏土 1.8 18.0 27.8 0.81 0.48 30 25.5 6.4 3 灰色淤泥质粉质黏土 2.0 17.8 38.8 1.09 1.18 14 19.3 4.5

4 灰色淤泥质黏土 3.5 17.0 53.1 1.51 1.29 12 10.5 2.1

5 褐色粉质黏土 4.0 18.0 35.4 1.02 0.80 16 18.5 4.8 250

6 草黄色粉质黏土 >20.0 18.5 24.7 0.71 0.31 36 25.0 7.8 320

Qpk=0.4×0.4×2800=448kN 则 Quk=789+448=1237kN （2）基桩竖向承载力特征值 本工程不考虑承台土效应，取ηc=0，则有

R= Ra =KQ uk=21237=618.5kN 根据上部荷载初步估计粧数为 n=akRF =5.6181980=3.20 则设计桩数为4根。 2、桩基竖向承载力验算 根据建筑桩基技术规范（JGJ 94--2008），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。本工程不进行地震效应的承载力验算。 根据桩数及承台构造要求初步设计为矩形承台，取承台边长为2.4m×2.4m，矩形布桩，桩中心距取4d，则s=4×400=1600mm，取s=1600mm，桩心距承台边缘为400mm。 承台及其上填土的总重为 Gk =2.4×2.4×1.5×20=172.8kN 计算时取荷载的标准组合，则 Nk =nGFkk=48.1721980=538.2kN﹤R（=618.5kN）

Nkmax=Nk+2yMymax=538.2+0.8×08×40.8×1640.8×93）（=538.2+74.5=612.7kN

Nkmin= Nk-2yMymax=538.2-74.5=463.7kN 因此 Nkmax=612.7kN＜1.2R(=1.2×618.5=742.2kN) Nkmin=463.7kN＞0 满足设计要求,故初步设计是合理的。 3、承台设计 根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2.4×2.4m，预估承台厚0.8m，承台混凝土选用C25，ƒt=1.27N/mm2，ƒc=11.9N/mm2；承台钢筋选用HRB335级钢筋，ƒy=300N/mm2. （1） 承台内力计算 承台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 Nmax=nF+2iiyyyM=

426730.8×0.8×4

0.8×221.40.8×6.125）（

=668.3+100.6=768.9kN Nmin=nF-2iiyyyM=668.3-100.6=567.7kN N=nF=42673=668.3kN （2）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0.8m，承台底保护层厚度50mm，则h0=800-60=740mm。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柱对承台冲切 承台受桩冲切的承载力应满足下式： Fl≤2 [β0x（bc+aoy）+βoy（bc+aox）]βhpƒth0

由于Fl = F-iN=2673-0=2673kN，则冲垮比为

λox=0oxha=74.04.0=0.54 λoy=0oyha=74.04.0=0.54 冲切系数为 Βox=2.0x084.0=2.054.084.0=1.135

Βoy=2.0y084.0=2.054.084.0=1.135 2[β0x（bc+aoy）+βoy（bc+aox）]βhpƒth0

=2×[1.135×（0.4+0.4）+1.135×（0.4+0.4）]×1×1270×0.74

=3413.4kN＞Fl（=2673kN） 故厚度为0.8m的承台能够满足柱对承台的冲切要求。 ○2角桩冲切验算 承台受角桩的承载力应满足下式：

Nl≤{β1x（c2+2a1y）+β1y（c1+2a1x）}βhpƒth0

由于Nl=Nmax=768.9kN，从角桩内边缘至承台边缘距离为 c1=c2=0.6m a1x=0.4m a1y=0.4m λ1x=01xha=74.04.0=0.54 λ1y=0y1ha=74.04.0=0.54 β1x=2.056.0x1=2.074.056.0=0.575 β1x=2.056.0y1=2.00.156.0=0.575 [β1x（c2+2a1y）+β1y（c1+2a1x）]βhpƒth0

=1259.2kN＞Nmax（=768.9kN） 故厚度为0.8m的承台能够满足角桩对承台的冲切要求。 ○3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，对于I-I截面 λoy=00yha=74.04.0=0.54（介于0.25-3之间） 剪切系数为 α=11.75=154.01.75=1.136 受剪切承载力高度影响系数计算：由于h0<800mm,故取βha=1 I-I截面剪力为 V=2Nmax=2×768.9=1537.8kN 则 βhsαƒtb0h0=1×1.136×1.27×1000×2.4×0.74 =2562.3kN＞V=1537.8kN 故满足抗剪切要求。 ○4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Nmax=768.9kN进行计算，则 yi=800-200=600mm=0.6m Mx=∑Niyi=2×768.9×0.6=922.7 kN•m Asl=0yxhf9.0M=7403009.0107.9226=4618mm2 选用15Φ20@160,平行y轴布置，实际钢筋As=4713mm2，满足要求。 对于II-II截面，取基桩净反力平均值N=668.3kN进行计算，则 xi=800-200=600mm=0.6m My=∑Nixi=2×668.3×0.6=802 kN•m As2=0yyhf9.0M=7403009.0108026=4014 mm2 选用16Φ18@150,平行x轴布置，实际钢筋As=4072mm2，满足要求。 ○5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-0.7m，与承台平齐，根据构造要求，梁宽250mm，梁高400mm，梁内主筋上下共4φ12通长配筋，箍筋采用φ8@200.承台底做100mm厚C10混凝土垫层，垫层挑出承台边缘100mm。 四、 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》（JGJ94-2008）第5.8.2条的规定，桩顶轴向压力应符合下列规定：

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3.1预制桩

3.1预制桩


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第二节 混凝土预制桩的施工
定义： 是一种先制作混凝土桩体，然后将其运
至设计桩位，再用沉桩设备把它沉入土中而 成的桩。 预制桩施工过程：
预制、起吊、运输、堆放、沉桩 其中预制、沉桩为主要工序。
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一、桩的预制
桩的截面： 正方形（实心、边长 250~550㎜） 圆形（空心、外径300~550 ㎜ ，空 心管桩）
缺点： 不能适应土层变化，沉桩时有挤土、噪 声、振动等。
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灌注桩施工特点： 优点： 能适应土层变化、可做成直径、
深度大的桩，无挤土，噪声、振 动小，节约钢材。 缺点： 桩身质量难保证，存在泥浆处理问 题（湿作业灌注桩）
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桩基础的发展趋势
预制桩——灌注桩——两者并存 预制桩——振动、挤土、噪声问题 灌注桩——泥浆、桩的质量问题 预制桩——静力压桩（无振动、噪声） 发展趋势： 高质量、有利环保、文明施工、人性化施工。 桩基础工程专业性较强，技术要求高，一般 由有资质的基础工程公司进行施工。
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4、打桩注意事项
（1）做好每根桩的详细记录（隐蔽工程） （2）严禁打偏（桩锤、帽、身在一垂直线上） （3）同一根桩连续不间断 （4）送桩与桩身同一垂直线 （5）偏斜了，拔出重打，或补桩
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5、打桩的质量要求与验收
1、贯入度或标高（见前述） 2、平面尺寸、垂直度偏差
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与桩基础有关技术规范
建筑地基与基础施工质量验收规范 GB50202-2002 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002 建筑基桩检测技术规范 JGJ106-2002 建筑地基处理技术规范 JGJ79-2002 建筑桩基技术规范 JGJ94-94 建筑工程施工质量验收统一标准 GB50300-2001 砼结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002 砼强度检验评定标准 GBJ107-87 先张法预应力砼管桩 GB13476-1999 预应力砼管桩 （图集03SG409）
桩基础施工准备及预制桩灌注桩施工要点

桩基础施工准备及预制桩灌注桩施工要点

桩基础施工准备及预制桩灌注桩施工要点桩基础是建筑工程中常用的一种基础形式，其作用是通过将桩体深入地下，使其承担建筑物的荷载并将其传递到地下的更稳固的土层或岩石中。

在进行桩基础施工前，需要进行一系列的准备工作。

同时，桩基础的施工方式可以分为预制桩和灌注桩两种，它们各有特点和要点。

以下是桩基础施工准备及预制桩、灌注桩施工要点的详细介绍。

一、桩基础施工准备1.确定桩基础类型：根据地质勘察报告和工程设计要求，确定桩基础的类型，包括哪种类型的桩适合该工程、桩的布设方式等。

2.设计桩基础参数：根据结构设计要求，设计并确定桩的直径、长度、间距、深度等参数。

3.地质勘察：进行详细的地质调查和勘察，了解地质情况，确定桩基础的施工方式和桩的类型。

4.施工方案编制：根据地质勘察和设计要求，编制桩基础的施工方案，明确施工工艺和施工步骤。

5.资料准备：准备施工所需的资料，包括地质勘察报告、设计图纸、施工图纸、施工规范等。

6.施工设备准备：准备各类施工机械设备和工具，包括打桩机、输送设备、振动器、检测仪器等。

7.施工人员培训：对参与桩基础施工的人员进行培训，使其熟悉施工流程和操作要点，提高施工质量和安全性。

1.预制桩的制作：在预制场地进行桩的制作，根据设计要求和施工图纸的要求进行浇筑和养护，确保预制桩的质量。

2.桩的布置：根据设计要求和布置图进行桩的布置，保证桩之间的间距和垂直度符合要求。

3.装桩：使用专用的起吊工具将预制桩吊装到预埋位置，同时检查桩的垂直度和水平度，调整桩的位置和方向。

4.固定桩：将预制桩通过焊接、膨胀螺栓、混凝土浇注等方式固定在土体或岩石中，保证桩的稳定性和承载力。

5.清理桩顶：清理桩顶的浮泥和杂物，保证桩顶平整，并对桩顶进行必要的处理，以便进行后续的连接工作。

6.连接桩帽：根据设计要求，在桩顶上安装桩帽，通过焊接或螺栓连接，使桩帽和桩体形成一个整体。

7.检测桩的质量：使用合适的检测仪器对桩进行检测，检查桩的垂直度、桩身的强度等指标是否符合设计要求。

预制桩、灌注桩基础施工详解这些示意图太形象了

预制桩、灌注桩基础施工详解这些示意图太形象了


采用先进施工工艺
03
采用先进的施工工艺和设备，如超声波检测、高压注浆等，提
高施工质量和效率。
提高承载力和抗震性能优化设计方案
增加桩径和桩长
通过增加桩径和桩长来提高单桩承载力，同时增加桩身配筋来增 强桩的抗震性能。
采用高性能混凝土
采用高性能混凝土来提高桩身的强度和耐久性，从而提高桩的承载 力和抗震性能。
验收标准
符合国家相关规范及设计 要求，如《建筑地基基础 设计规范》等。
验收程序
施工单位自检合格后报监 理单位验收，监理单位组 织相关单位进行联合验收。
02
灌注桩基础施工
灌注桩类型及适用条件
钻孔灌注桩
适用于各种地质条件，成孔方式多样，可根据实际情 况选择。
人工挖孔桩
适用于地下水位较低、地质条件较好的地区，具有施 工方便、成本低等优点。
无损检测技术是利用物质的某些 物理性质（如声学、光学、电学 等）在缺陷或异常情况下会产生 变化的特性，通过测量这些变化 来了解和评价材料、产品或构件 内部和表面质量的技术。
无损检测技术在桩基 工程中的应用
无损检测技术可用于检测桩身完 整性、桩身缺陷位置及程度等。 常用的无损检测方法包括超声波 法、射线法、电磁法等。
静载试验设备 静载试验设备主要包括反力装置、加载装置、测量装置等。其中，反力装置用于提供反力，加载装置用 于施加荷载，测量装置用于测量桩顶沉降和桩身应力或应变。
动力检测技术应用实例分析
动力检测技术原理
动力检测技术是通过在桩顶施加激振力，使桩产生振动，利用安装在桩顶或桩身的传感器接 收桩的振动信号，通过对信号的分析处理，得到桩的动刚度、阻尼比等动力特性参数，进而 评价桩的承载力及桩身完整性。
基础工程课程设计 - 《基础工程》课程设计

基础工程课程设计 - 《基础工程》课程设计

《基础工程》课程设计Design of Foundation Engineering设计题目：柱下钢筋混凝土桩基础适用专业：土木工程一、课程设计基本要求1、课程设计目的利用所学基础工程课程的理论知识，能够独立完成一个较完整的基础设计与计算过程，从而加深对所学理论的理解与应用。

2、课程设计建议在复习本学期课程理论知识后，收集并阅读相关设计规范和参考书后进行本课程设计任务。

二、课程设计设计资料1、工程设计概况某城市新区拟建一栋15层框架结构的办公楼，其场地位于临街地块居中部位，无其它邻近建筑物，地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标见工程地质资料。

试设计柱下独立承台桩基础。

（1）地基基础设计等级为乙级；（3）柱的截面尺寸为：450mm×600mm；（4）承台底面埋深：d=2.0m（也可自行按规范要求选定）；（5）根据地质资料以及上部荷载情况，自行选择桩型、桩径和桩长；（6）桩基沉降量容许值：[s]= 200mm或查相关规范确定；（7）桩的类型：预制桩或者灌注桩（自行斟酌设定）；（8）沉桩方式：静压或者打入（自行斟酌设定）。

（9）方案要求尽量先选择以粉质粘土为持力层，若不满足要求，再行选择卵石或岩石层作为持力层，并作简要对比说明。

2、荷载情况已知上部框架结构由柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合：轴力F=(8300-10n)kN，弯矩M x=(80+2n)kN·m，M y=(750-n)kN。

（其中，M x、M y分别为沿柱截面短边和长边方向作用；n为学生学号最后两位数）。

3、工程地质资料建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分为5层，地质剖面与桩基计算指标见表1，勘察期间测得地下水水位埋深为2.2m。

地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。

三、设计内容及要求（1）确定单桩竖向承载力特征值；（2）确定桩数，桩的平面布置，承台平面尺寸，单桩承载力验算；（3）若必要，进行软弱下卧层承载力验算；（4）桩基沉降验算；（5）桩身结构设计及验算；（6）承台结构设计及验算；（7）桩及承台施工图设计：包括桩平面布置图、桩身配筋图、承台配筋图、节点详图、钢筋图、钢筋表和必要的施工说明；表1 地质剖面与桩基计算指标四、设计成果及提交（1）计算说明书：计算说明书一律用A4幅面；装订顺序：封面（须注明：《基础工程》课程设计，专业班级，学号，姓名，日期），目录、设计任务书，计算说明书；（2）桩基础施工图：建议图纸采用A3幅面，表达要清楚，施工图（图纸折叠成A4大小）。