基础工程课程设计计算书.doc

基础工程课程设计任务书（一）设计题目某宾馆,采用钢筋混凝土框架结构，基础采用柱下桩基础，首层柱网布置如附件所示，试按要求设计该基础.（二）设计资料1。 场地工程地质条件场地岩土层按成因类型自上而下划分:1、人工填土层(Qml)；2、第四系冲积层(Qal）;3、残积层（Qel）;4、白垩系上统沉积岩层(K2）.各土（岩）层特征如下：1）人工填土层（Qml）杂填土：主要成分为粘性土，含较多建筑垃圾（碎砖、碎石、余泥等）。本层重度为16kN/m3。松散为主，局部稍密，很湿.层厚1。50m.2）第四系冲积层（Qal）1淤泥质粉质粘土：灰黑，可塑，含细砂及少量碎石。该层层厚3。50m。其主要物理力学性质指标值为:=44。36；= 1。65 g/cm3；e= 1。30;IL= 1。27；Es= 2.49MPa；C= 5。07kPa，= 6。07.承载力特征值取fak=55kPa。2 粉质粘土:灰、灰黑色,软塑状为主，局部呈可塑状。层厚2。45m。其主要物理力学性质指标值为:= 33.45；= 1。86 g/cm3；e= 0。918;IL=0.78; Es=3。00Mpa;C=5。50kPa,=6。55.3粉质粘土:褐色，硬塑.该层层厚3.4m.其主要物理力学性质指标值为:= 38。00；= 1。98 g/cm3;e= 0。60；IL=0.20； Es=10。2MPa.3）第四系残积层(Qel）1 粉土：褐红色、褐红色间白色斑点;密实,稍湿湿。该层层厚2。09m。其主要物理力学性质指标值为：= 17.50;= 1。99 g/cm3；e= 0。604;IL=00。24； Es=16。5MPa;C= 41。24kPa；= 22.63。4）基岩-白垩系上统沉积岩层(K2） 本场地揭露岩层为白垩系上统沉积岩层， 岩性以粉砂岩为主。根据岩石风化程度的不同将本区岩石划分为强风化、中风化岩、微风化岩.-1强风化层:褐红色.厚度多在3。505.50m之间，平均为4。0m。其主要物理力学性质指标值为:= 2。30 g/cm3; Es=100.0MPa。本层取1个土样,作标准贯入试验3次,均在20cm出现标贯锤反弹现象，击数N=3036击。-2中风化层:褐红色；岩质较硬,节理、裂隙稍发育,岩芯多呈短柱状，碎块状。厚度3。0m。Es=400.0MPa。3微风化层：褐红色;岩石新鲜、坚硬，岩芯多呈长柱状。其饱和抗压强度值30。60MPa。2。 场地水文地质条件拟建场地已人工填土整平，无明显地表水体存在,仅在阴雨天气可在低洼处见少量地面积水.场地地基土中无明显的含水层， 地下水主要为储存在杂填土中的上层滞水，补给来源为生活用水及大气降水。经观测，本场地地下水静止水位标高在11.3011。89m之间。3. 上部结构资料 上部结构为钢筋混凝土框架结构,底层柱布置及上部结构传至0.00m的荷载条件如附件。所有底层柱截面尺寸均为600mm600mm.柱子的混凝土强度等级为C30。(三)设计内容(1）确定桩型、桩长； （2）确定单桩或基桩竖向承载力；（3）确定桩数、承台尺寸及建筑物的桩基础平面布置； （4）桩基础承载力验算；（5)承台及连梁设计计算；(6)桩沉降验算；（7）绘制施工图(包括基础平面布置图、桩的布置及承台平面图、桩基础剖面图、承台配筋图、桩配筋图、施工说明等)。(四）设计依据（1)JGJ942008 建筑桩基技术规范（2)制图标准等其它规范、规程、标准.(五） 设计要求(1）设计符合施工图设计深度要求。(2)计算书要求：书写工整、数字准确、图文并茂,任务书随计算书装订。（3)制图要求：所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准,图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰,中文书写为长仿宋字。（4）图纸规格：A2；计算书：A4。（5）设计时间：1.5周.任务书附件：(1)上部结构底层柱网平面布置图(2）恒载作用下底层柱底的荷载作用标准值（3）活载作用下底层柱底的荷载作用标准值基础工程课程设计计算书1。设计资料1.场地工程地质条件建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1。1表1。1地基各土层物理,力学指标土层编号土层名称层底埋深（m）层厚（m）人工填土1.501.5016-1淤泥质粉质粘土5。003。5016.31.301。275。076072.4955-2粉质粘土7.452.4518。20。9180.785。506。553。00-3粉质粘土10。853。4019。40。600.2010。2-1粉土12。942.0919.50.60400.2441。2422.6316.5风化层12.9422。5100。01。2荷载组合对28根桩荷载进行组合，根据荷载大小把柱分成2组，第一组为和13轴，第二组为12轴.取各桩的最不利荷载，结果如下:标准组合：用于进行桩的承载力计算，计算公式为:.第一组：，第二组：,，基本组合：用于承台设计及桩身配筋，计算公式为:。第一组:，,第二组：，,准永久组合：用于桩基沉降验算,计算公式为：。第一组:，第二组:，2。桩型选择和持力层确定根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，采用预制混凝土管桩.桩边长取400mm400mm。选择第层风化层作为桩端持力层,桩端全断面进入持力层1。0m(2d)桩入土深度为.取承台厚度为1。0m,承台埋深为1.94m，则桩长.3.确定单桩承载力 根据建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）5。3。5:用经验参数法确定单桩极限承载力标准值：为桩侧第层土的极限侧阻力标准值。由规范表5。3.51得各层土的极限侧阻力标准值如表3.1表3。1 各层土的极限侧阻力标准值土层编号12111土层名称人工填土淤泥质粉质粘土粉质粘土粉质粘土粉土强风化层3030578870220为极限端阻力标准值,由规范表5.3.5-2得：.桩极限承载力标准值：根据规范5.2。2:单桩承载力特征值，K为安全系数，取K=2。得:4确定桩数和承台底面尺寸4。1 和13轴柱桩数和承台的确定取最大轴力组合的荷载F=2742。8kN初步估算桩数，考虑偏心受压，取调整系数为1。1，即:取n3根,桩中心距 ，桩承台为等边三角形承台，桩位平面布置见附图。4。2 12轴柱桩数和承台的确定取最大轴力组合的荷载F=4009。1kN初步估算桩数,考虑偏心受压，取调整系数为1。1，即：取n4根,取桩中心距 ,桩心距承台力缘取500mm，承台底面尺寸为2400mm2400mm,桩位平面布置见附图.5.桩基承载力验算5。1 和13轴柱桩单桩承载力轴心竖向力作用下：,满足要求。偏心竖向力作用下=948。4+= 1025.21.2=1437。6kpa,满足要求 。5。2 12轴柱桩单桩承载力轴心竖向力作用下，满足要求。偏心竖向力作用下=1058。1+= 1090。31。2=1437。6kpa，满足要求.6。承台受弯计算6。1和13轴柱桩承台受弯计算承台厚度，保护层为，则，混凝土强度等级为C25,混凝土的抗拉强度为，采用对称配筋，钢筋选用HRB335级,。取荷载基本组合：,，选用7B20150钢筋，6。2 12轴柱桩承台受弯计算取荷载基本组合：,选用B20150钢筋，7。承台抗冲切验算7.1和13轴柱桩承台抗冲切验算柱对承台的冲切验算：根据规范5。9。7：承台受柱冲切的承载力可按以下公式计算：柱边到最近桩边的水平距离：，。冲垮比：=0。21，=0。32冲切系数：，承台抗冲切承载力：，满足要求。角桩对承台的冲切验算:根据规范5.9.8：三桩三角形承台受角桩冲切的承载力可按以下公式计算：底部角桩:，顶部角桩：从角桩内边缘至承台外边缘距离：，承台变阶处相交点至角桩内边缘水平距离：，；角桩冲跨比：=0。21,=0.27冲切系数：,承台抗冲切承载力：，满足要求.7。2 12轴柱桩承台抗冲切验算柱对承台的冲切验算：根据规范5.9.7：柱下矩形独立承台受柱冲切冲切承载力可按以下公式计算：柱边到最近桩边的水平距离：，。冲垮比：=0。21，=0。21冲切系数：，受冲切承载力截面高度影响系数:承台抗冲切承载力：，满足要求.角桩对承台的冲切验算：根据规范5.9.8:承台受角桩冲切的承载力可按以下公式计算：从角桩内边缘至承台外边缘距离：，承台变阶处相交点至角桩内边缘水平距离:，角桩冲跨比：=0.21冲切系数：，满足要求.8。承台斜截面抗剪验算8。1 和13轴柱桩承台斜截面抗剪验算根据规范5.9.10：承台斜截面受剪承载力可按以下公式计算：柱边到最近桩边的水平距离：，。剪垮比:=0.210。3，取=0。3；=0。32剪切系数：， 受剪切承载力截面高度影响系数:对于截面:对于-截面：，满足要求。8。2 12轴柱桩承台斜截面抗剪验算根据规范5。9。10:承台斜截面受剪承载力可按以下公式计算：柱边到最近桩边的水平距离：，。剪垮比：=0.210.3，取=0。3剪切系数:, 受剪切承载力截面高度影响系数:由于承台截面对称：,满足要求。9。桩身结构设计9.1桩身配筋计算预制桩的桩身混凝土强度等级选用C30,钢筋选用HRB335级,桩顶轴压力应符合下列规定:计算桩身轴线抗压强度时，一般不考虑压屈影响，取；对于预制桩，桩基施工工艺系数 ；C30混凝土 =14.3N/桩身轴承载力满足要求。故按构造配筋,选取8B14，。9。2桩身构造设计箍筋选用A8的钢筋，间距200mm，距桩顶2m范围内箍筋加密，间距为100m，桩身主筋混凝土保护层厚30mm。10。连梁设计根据规范4.2。6：连梁宽度不宜小于250mm，其高度可取承台中心距的1/101/15，且不宜小400mm.,取连梁高度h=500mm,宽度b=300mm.按构造配筋,选取8B14,。箍筋选取A8200mm。11.桩桩沉降验算由于桩的埋深为13。94m，故桩沉降由13。94m处往下计算。根据规范5.5。6，采用等效作用分层总和法计算其最总沉降量.计算地基土的自重压力：地下水位以上:;地下水位以下：;总的自重应力：。基础的自重应力：地下水位以上：;地下水位以下:;总的应力.（1） 和13轴桩:三角形承台的面积为3.82把其等效为边长为的矩形附加应力Z（m）0234.0100.250130。11。0246。510.50。232120。72。0259。011.00。17591.03。0271。511。50。12263。54。0284。812.00.08443.7在Z=4.0m处，所以本基础取Z=4m计算沉降量.Z（m）平均附加应力系数0100.25000-1。010.50。24480.24480.24481005.0942。011。00.22520.45040。20561004。2783。011。50.19910。59730。14691003.0574.012.00.17460。69840.10114000。526所以根据建筑桩基技术规范(JGJ94-2008）5。5。7，可得沉降计算如下：取沉降经验系数.，由,得:，,所以：。(2）12轴桩附加应力Z（m）0234。0100.250123。81。2249.010.50。232114.92.4264。011.00。17586。73.6276。011。50.12260。43.8281。511.580.11355。9在Z=3.8m处，所以本基础取Z=3。8m计算沉降量.Z（m）平均附加应力系数0100。25000-1.210。50。24480。29380。29381005。8222。411.00。22520。54950.25571005.6703.611。50。19910。71680.16734000.8293。811.580。19370。73610.01934000.096所以取沉降经验系数。，由,，得:，,，所以:。根据规范表5。5.4,最大沉降差允许值，满足要求.