基础工程—课程设计计算书.doc

基础工程课程设计
——桩基础设计
任务书
一、 设计题目
某高层框架-剪力墙结构商住楼，其基础设计拟采用桩基础。
二、 设计内容
1、 选择桩型、桩端持力层、承台埋深；
2、 确定单桩承载力特征值；
3、 确定桩数、桩位布置，拟定承台底面尺寸；
4、 确定复合基桩竖向承载力设计值；
5、 桩顶作用验算、桩基沉降验算和桩身结构设计计算；
6、 承台设计；
7、 绘制桩基施工图（桩的平面布置图、承台配筋图、桩截面配筋图）。
三、 设计资料
1、 基础顶面的内力标准值、柱截面尺寸根据学号(括号内数字)按表1选取。地基分组见表2。
表1
基础顶面内力标准值
Mk(kN·m), Nk(kN), Vk(kN)
柱截面尺寸
(mm)
地基分组
188,
2670,
96
164,
2720,
105
216,
2460,
76
184,
2906,
91
167,
2980,
67
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
500×700
(A)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
550×650
(B)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
600×800
(C)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
650×800
(D)
(21)
(22)
(23)
(24)
(25)
600×850
(E)

表2
土层
（厚度m）
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)

(kPa)

(kPa)
杂填土
1.4
1.6
1.8
1.7
2.1

粉质粘土
2.2
2.4
2.5
2.1
2.3
62

饱和软粘土
4.6
4.4
4.8
5.4
5.2
38

粘土
>7m
>7m
>7m
>7m
>7m
86
2650

2、 混凝土强度等级均为C30，主筋可选HRB400，HRB335，箍筋为HPB300。
四、 设计要求
1、 计算内容完整，计算正确，有必要的示意图。
2、 计算书装订：封皮、任务书、计算书，格式采用统一模板，可电子录入后打印（单面或双面打印均可），也可手写但不得用铅笔书写。
3、 计算书部分表述符合专业要求。所有示意图、表格都有编号，安排在正文引用的附近位置。示意图线条规整、字迹清楚、整洁。
4、 施工图符合建筑制图规范的要求。

计算书
一、设计资料
学号：19
基础顶面内力标准值：
Mk=184kN·m,Nk=2906kN,Vk=91kN
柱截面尺寸：650×800 地基分组：（D）
土层（厚度m）：杂填土：1.7m，粉质粘土：2.1m
饱和软粘土：5.4m，粘土：>7m
混凝土采用C30，主筋选用HRB400级，箍筋为
HPB300级
二、选择桩型、桩端持力层、承台埋深
采用第四层粘土为桩端持力层，持力层的单桩极限端阻力标准值为qpk=2650kPa。采用端承摩擦型方桩，几何尺寸为400mm×400mm，桩长为8.5m，桩端嵌入持力层1m，桩顶嵌入承台0.1m，承台埋深1.8m。
三、确定单桩承载力特征值
Quk=Qsk+Qpk=uqsikli+qpkAp
u=1.6m,qs1k=62kPa,qs2k=38kPa,qs3k=86kPa
l1=2m,l2=5.4m,l3=1m,qpk=2650kPa,Ap=0.16m2
Quk=1.6×62×2+38×5.4+86×1+2650×0.16=1088.32kN
Ra=1KQuk=12×1088.32=544.16kN
四、确定桩数、桩位布置，拟定承台底面尺寸
n≥μNkRa=1.1×2906544.16=5.87,取桩数n=6
桩的最小中心距取为s=4.0d=4.0×0.4=1.6m,装的布置按矩阵形式排列
承台底面尺寸：承台长边：a=2×0.4+1.6=4m
承台短边：b=2×0.4+1.6=2.4m
承台厚度：h=1m

五、确定复合基桩竖向承载力设计值
考虑地震作用，西安地区为8度设防区
R=Ra+ζa1.25ηcfakAc
fak=220kPa
ζa按《建筑抗震设计规范》表4.2.3取为1.3
sd=1.60.4=4 lb=2.48.5=0.28
ηc=0.14+0.280.4×0.03=0.16
Ac=A-nApsn=2.4×4-6×0.4×0.46=1.44m2
R=544.16+1.31.25×0.16×220×1.44=596.88kN
六、桩顶作用验算、桩基沉降验算和桩身结构设计计算
①桩顶作用验算
取承台及其上土γG=20kN/m3
承台及覆土重：Gk=20×2.4×4×1.8=345.6kN
Qk=Nk+Gkn=2906+345.66=541.93kN<R=596.88kN
Qk,max=Ok+Mk+Vkhxmaxxi2
=541.93+184+91×1×1.64×1.62
=584.90kN<1.2R=1.2×596.88=716.26kN
②桩基沉降验算
桩基础的桩中心距小于6d，可采用等效作用分层总和法计算沉降，桩基沉降量为
s=4ΨΨeP0i=1nziαi-zi-1αi-1Esi
z的取值从承台底面算起
z/m
2z/b
a/b
α
Es
ziαi-zi-1αi-1Esi
0
0
1.67
1
15
0.055
1
0.83
1.67
0.824
15
0.024
2
1.67
1.67
0.589
7
0.036
3.8
3.17
1.67
0.377
7
0.011
5.6
4.67
1.67
0.269
7
0.052
7.4
6.17
1.67
0.253
20
0.013
8.4
7
1.67
0.253
承台底压力P=Nk+GkA=2906+345.64×2.4=338.71kPa
承台底附加压力P0=P-γGd=302.71kPa
Es=AiAiEsi
=1×0.5+0.824×1+0.589×1.4+0.377+0.269×1.8+0.253×1.91×0.5+0.824×1+0.589×0.515+0.589×0.9+0.377+0.269×1.8+0.253×0.97+0.253×120
=8.84kPa
Ψ取为1.2
Ψe=C0+nb-1C1nb-1+C2
nb=2,sd=4,ab=1.67,ld=21.25
C0=0.1225,C1=1.488,C2=5.291
Ψe=0.1225+2-11.488×2-1+5.291=0.27
s=4×1.2×0.27×302.71×(0.055+0.024+0.036
+0.011+0.052+0.013)
=74.93mm<s=200mm
③桩身结构设计计算
根据构造要求，主筋采用10Φ14HRB400级钢筋，箍筋采用φ6@200，桩顶以下2m范围内箍筋间距加密为100mm，保护层厚度取为30mm
N≤ΨcfcAps+0.9fy'As'
Ψc=0.85,fc=14.3N/mm2,Aps=4002=160000mm2
fy'=360 N/mm2, As'=1539.38mm2

N=1.35Qk,max=1.35×584.90=789.62kN<
0.85×14.3×160000+0.9×360×1539.38=2443.56kN
满足
七、承台设计

①受弯计算
取x轴平行于承台长边方向，y轴平行于承台短边方向，柱边处弯矩最大
Mx=Niyi=3×1.35×541.93×475=1042.54kN·m
取h0=880mm
As=Mx0.9fyh0=1042.54×1060.9×360×880=3656.50mm2
选用24Φ18HRB400级钢筋，As=6107.26mm2，满足最小配筋率要求
My=Nixi=2×1.35×584.9×1.2=1895.08kN·m
取h0=900mm
As=My0.9fyh0=1895.08×1060.9×360×900=6498.89mm2
选用18Φ22HRB400级钢筋，As=6842.39mm2，满足最小配筋率要求
②受冲切计算
Fl=F-Qi=1.35×2906-0=3923.10kN
βhp=1-1000-8002000-800×0.1=0.983
λ0x=a0xh0=1000900=1.11>1,取λ0x=1
β0x=0.841+0.2=0.7
λ0y=a0yh0=275900=0.306
β0y=0.840.306+0.2=1.66
2[β0xbc+a0y+β0y(hc+a0x)]βhpfth0
=2×[0.7×650+275+1.66(800+1000)]×0.983×1.43×900
=9198.69kN>Fl，冲切承载力满足
③受剪计算
βhs=（800h0）14=（800900）14=0.97
λx=λ0x=1.11,λy=λ0y=0.306
αx=1.75λx+1=1.751.11+1=0.83
αy=1.75λy+1=1.750.306+1=1.34
βhsαxftb0h0=0.97×0.83×1.43×2400×900=2486.79kN>2Qk,max=1169.80kN
βhsαyftb0h0=0.97×1.34×1.43×4000×900=6691.37kN>3Qk=1625.79kN
抗剪承载力满足

参考文献
[1] 华南理工大学，浙江大学，湖南大学合编，基础工程（第二版）[M]，北京：中国建筑工业出版社，2005
[2] 建筑桩基技术规范JGJ94 [S]．北京：中国建筑工业出版社，2012．
[3] 建筑结构制图标准GB/T50105-2010[S]．北京：中国计划出版社，2010．

目录
第一章项目基本情况 3
一、项目情况说明 3
二、可行性研究的依据 5
第二章项目建设的必要性与可行性 8
一、项目建设背景 8
二、项目建设的必要性 9
三、项目建设的可行性 14
第三章市场供求分析及预测 17
一、项目区生猪养殖和养殖粪污的利用现状 17
二、禽畜粪污产量、沼气及沼肥产量调查与分析 18
三、项目产品市场前景分析 20
第四章项目承担单位的基本情况 21
一、养殖场概况 21
二、资产状况 21
三、经营状况 21
第五章项目地点选择分析 23
一、选址原则 23
二、项目选点 23
三、项目区建设条件 24
第六章 工艺技术方案分析 27
一、污水处理模式的选择 27
二、处理工艺的选择 29
三、项目工艺流程 31
四、主要技术参数 35
五、主要设备选型 39
第七章项目建设目标 40
一、项目建设目标 40
二、项目建设规模 40
第八章项目建设内容 42
一、建安工程 42
二、仪器设备 46
第九章投资估算和资金筹措 48
一、投资估算的范围 48
二、投资估算的依据 48
三、投资估算 49
四、资金使用计划 54
五、资金筹措 54
第十章建设期限和实施进度安排 55
一、项目建设期限 55
二、项目实施进度安排 55
第十一章土地、规划和环保 57
一、土地与规划 57
二、环境保护 57
三、安全防护 60
第十二章项目组织管理与运行 63
一、项目建设组织管理 63
二、项目建成后运行管理 66
三、项目运行费用 67
第十三章效益分析与风险评价 69
一、经济效益分析 69
二、项目风险评价 72
三、生态效益 75
四、社会效益 76
五、附表 77
第十四章招标方案 78
一、编制依据 78
二、招标范围 78
三、招标方式 78
四、招标组织形式 79
有关证明材料及附件 81

12