石家庄铁道大学毕业设计
第2章
2.1工程概况
某工程总建筑面积14086m2无地下室，建筑平面尺寸为38.5m×30.5m，设架空地下室一层。地上15层框架剪力墙结构，底层层高4.5m，以上各层层高均为3.0m。工程重要性等级为一级。已知上部框架结构由柱子传来的荷载：Nmax=3396.8kN, Mmax=193kN·m，Vmax=75kN·m。
2.2地质条件
场地土自地表向下依次由杂填土、硬塑红粘土、淤泥质粘土、粉土、稍密粉细砂、及三叠系中统关岭组中厚层状泥质白云岩构成，下覆基岩为中风化白云岩,钻探深度范围内无地下水。
2.3土层参数
表2-1 地基土层参数
承载力特征值（kPa） 岩编土号 层 杂填① 土 硬塑红② 粘土 淤泥质③ 粘土 土层厚度(m) 天然重r 3(kN·m) fak 80 fa — 内摩擦粘聚力C 角φ（°） (kPa） 压缩模量ES(MPa) 变形模量EO(MPa) 1.5m 17.5 12.00 15.00 3.00 — 2.8m 19 200 — 11.6 28.70 5.2 — 9.5m 17.50 150 — 12.00 16.00 2.80 —
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续表2-1
岩编土号 层 粉④ 土 松散状粉细沙 稍密粉细沙 密实粉砂 强风化白砂岩 土层厚度(m) 天然重r 3(kN·m) 承载力特征值（kPa） fak 170 fa — 内摩擦粘聚力C (kPa) 角φ（°） 压缩模量ES(MPa) 变形模量EO(MPa) 8.50m 20.0 19 3 10.0 ⑤ 2.7m 19.50 110 — 20 0 7.5 — ⑥ 1.8m 20.50 160 — 25 0 10.5 ⑦ 3.5m 21.6 176 — 26.6 0 14.03 ⑧ 揭露10.20m 26.11 — 650
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第3章
3.1 基础选型
由于建筑结构荷载大．分析研究表明，在柱荷载作用下天然地基难以满足承载力要求，场地分布的杂填土及硬塑的红粘土不具备作持力层条件，粉细砂强度低厚度薄，也不具备作持力层条件，故拟采用粉土，以粉土作持力层，采用独立基础结合桩基础。
3.2 桩的选型
桩型选择要做到经济合理、技术可行，除了应满足建筑物结构荷载、变形的要求，同时应考虑成桩的可能性及对环境的影响。拟建建筑物基础的选型应综合考虑设计、施工、场地条件等各方面的因素。
钢筋混凝土预制桩具有质量稳定、混凝土强度高、耐打性好、桩身承载力高、施工进度快、施工现场整洁、安全可靠、经济环保的优点。综合考虑本工程场地以粉土作为持力层，桩长较短．采用钢筋混凝土预制桩，即经济又满足承载力要求。
3.3 桩基础设计
上部结构传来不利荷载基本组合为：轴力Nmax=3996.8kN；Mmax=193kN·m，Vmax=75kN,根据地质条件以粉土做持力层，所以桩类型为端承摩擦桩。地下水位于承台底面，承台埋深1.5m,承台厚0.8m。桩的尺寸为400mm×400mm,桩尖进入持力层1.6m,桩插入承台10cm,所以桩长14m。桩身混凝土强度等级C30，C=1.5x104 kN／m ,承台混凝土强度C30。
3.4单桩承载力确定
3．4.1 单桩竖向极限承载力标准值Quk的确定
查《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》表(5.3.5－1)、(5.3.6－1) 杂填土 qsik=20kPa L=1.5m 硬塑红粘土 qsik=35kPa L=2.8m 淤泥质粘土 qsik=25kPa L=9.5m
粉土 qsik=50kPa L=1.6m qpk=1300kPa
由《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》
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(5.3.5-1)
=4×0.4×(1.5×20+2.8×35+9.5×25+1.6×50)+0.4×0.4×1300=912.8 kN
Quk?Qsk?Qpk?u?qsikli?qpkApk3.4.2 单桩竖向承载力特征值计算
由《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》式
1Ra?Quk=456.4kN (5.2.2-1)
2考虑承台效应的复合桩基竖向承载力特征值按《建筑桩基技术规范》计算
R?Ra??cfakAC (5.2.5-1)
3.5 确定桩数和承台尺寸
由于桩数未知，承台尺寸未知，先不考虑承台质量，初步确定桩数，带布置完后再计算承台质量，验算桩数是否满足要求。
由最不利荷载标准组合：
轴力Nmax=3996.8kN, Mmax=193kN·m，Vmax=75 kN·m
F?G?8.5(根) n??1.1~1.2?R取n=9（根）；桩距S>=3d=3×0.4=1.2m,承台尺寸取3.4m×3.4m。
桩位平面布置图，承台底面尺寸如下图：
图3-1 平面图(mm) 图3-2 立面图(mm)
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3.6 计算单桩承受外力
3.6.1桩数验算
承台及承台上土的天然重度取rG?20kN·m-3 3.4×3.4×1.5=346.8 kN Gk?rgAdd=20×
Nk?Fk?Gk=4343.6/9=482.6 kN n考虑承台效应的复合桩基竖向承载力特征值按《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》
R?Ra??cfakAC (5.2.5-1)
=456.4+0.06×172.4×(3.4×3.4-9×0.4×0.4)=561.08 kN
即满足:Nk?R
3.6.2在偏心竖向荷载作用下
作用在承台底的弯矩:Mx? M+Hd=193+1.5×75=305.5 kN·m 由《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》5.1.1-2 式
.6(193?1.5?75)?1.2F?GkMXyiMyxi4343??525.1kN Nik?k???22229(6?1.2?3?0)n?yj?xj由于該承台是正方形承台，所以在边角的桩所受偏心弯矩最大，由上面的分析计算可知：NKMax?525.1 kN
即满足：NKMax≤1.2R=673.3 kN
3.7桩身结构设计计算
由于桩长14m，则可不用分两节生产，采用两点吊立的强度计算来进行桩身的配筋计算。吊点在位于桩顶0.207L处（L为桩身长度）。起吊时桩身的最大负弯矩为：q=1.2×0.4×0.4×25=4.8 kN/m (1.2为恒Mmax? 0.0214ql,其中k=1.3,延桩长每米自重：
载分项系数)，桩身混凝土强度等级C30,HRB335级钢筋。
故：Mmax?0.0214×4.8×14×14=20.13 kN·m 桩身有效截面高度h0?0.4-0.03=0.37m
20.13?106M?0.025 ?s??22fcbh014.3?400?3703
??1?1?2?s?0.026??b?0.518 ?s?0.5?(1?1?2?s)?0.099
桩身受拉主筋：
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