基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（一）設(shè)計(jì)題目某賓館，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用柱下樁基礎(chǔ)，首層柱網(wǎng)布置如附件所示，試按要求設(shè)計(jì)該基礎(chǔ)。（二）設(shè)計(jì)資料1. 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件場(chǎng)地巖土層按成因類(lèi)型自上而下劃分：1、人工填土層（Qml）；2、第四系沖積層（Qal）；3、殘積層（Qel）；4、白堊系上統(tǒng)沉積巖層(K2)。各土（巖）層特征如下：1）人工填土層（Qml）雜填土：主要成分為粘性土，含較多建筑垃圾（碎磚、碎石、余泥等）。本層重度為16kN/m3。松散為主，局部稍密，很濕。層厚1.50m。2）第四系沖積層（Qal）-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰黑，可塑，含細(xì)砂及少量碎石。該層層厚3.50m。其主要物理力學(xué)性

2、質(zhì)指標(biāo)值為：=44.36%；= 1.65 g/cm3；e= 1.30；IL= 1.27；Es= 2.49MPa；C= 5.07kPa，= 6.07。承載力特征值取fak=55kPa。-2 粉質(zhì)粘土：灰、灰黑色，軟塑狀為主，局部呈可塑狀。層厚2.45m。其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值為：= 33.45%；= 1.86 g/cm3；e= 0.918;IL=0.78; Es=3.00Mpa；C=5.50kPa，=6.55。-3粉質(zhì)粘土：褐色，硬塑。該層層厚3.4m。其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值為：= 38.00%；= 1.98 g/cm3；e= 0.60;IL=0.20; Es=10.2MPa。3）第四系殘積

3、層（Qel）-1 粉土：褐紅色、褐紅色間白色斑點(diǎn)；密實(shí)，稍濕-濕。該層層厚2.09m。其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值為：= 17.50%；= 1.99 g/cm3；e= 0.604；IL=00.24； Es=16.5MPa;C= 41.24kPa;= 22.63。4）基巖白堊系上統(tǒng)沉積巖層(K2) 本場(chǎng)地揭露巖層為白堊系上統(tǒng)沉積巖層, 巖性以粉砂巖為主。根據(jù)巖石風(fēng)化程度的不同將本區(qū)巖石劃分為強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化巖、微風(fēng)化巖。-1強(qiáng)風(fēng)化層：褐紅色。厚度多在3.505.50m之間，平均為4.0m。其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值為：= 2.30 g/cm3； Es=100.0MPa。本層取1個(gè)土樣，作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)3次

4、，均在20cm出現(xiàn)標(biāo)貫錘反彈現(xiàn)象，擊數(shù)N=3036擊。-2中風(fēng)化層：褐紅色；巖質(zhì)較硬，節(jié)理、裂隙稍發(fā)育，巖芯多呈短柱狀，碎塊狀。厚度3.0m。Es=400.0MPa。-3微風(fēng)化層：褐紅色；巖石新鮮、堅(jiān)硬，巖芯多呈長(zhǎng)柱狀。其飽和抗壓強(qiáng)度值30.60MPa。2. 場(chǎng)地水文地質(zhì)條件擬建場(chǎng)地已人工填土整平，無(wú)明顯地表水體存在，僅在陰雨天氣可在低洼處見(jiàn)少量地面積水。場(chǎng)地地基土中無(wú)明顯的含水層, 地下水主要為儲(chǔ)存在雜填土中的上層滯水，補(bǔ)給來(lái)源為生活用水及大氣降水。經(jīng)觀測(cè)，本場(chǎng)地地下水靜止水位標(biāo)高在11.3011.89m之間。3. 上部結(jié)構(gòu)資料 上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，底層柱布置及上部結(jié)構(gòu)傳至0.00

5、m的荷載條件如附件。所有底層柱截面尺寸均為600mm600mm。柱子的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）確定樁型、樁長(zhǎng)； （2）確定單樁或基樁豎向承載力；（3）確定樁數(shù)、承臺(tái)尺寸及建筑物的樁基礎(chǔ)平面布置； （4）樁基礎(chǔ)承載力驗(yàn)算；（5）承臺(tái)及連梁設(shè)計(jì)計(jì)算；（6）樁沉降驗(yàn)算；（7）繪制施工圖（包括基礎(chǔ)平面布置圖、樁的布置及承臺(tái)平面圖、樁基礎(chǔ)剖面圖、承臺(tái)配筋圖、樁配筋圖、施工說(shuō)明等）。（四）設(shè)計(jì)依據(jù)（1）JGJ94-2008 建筑樁基技術(shù)規(guī)范（2）制圖標(biāo)準(zhǔn)等其它規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)。（五） 設(shè)計(jì)要求（1）設(shè)計(jì)符合施工圖設(shè)計(jì)深度要求。（2）計(jì)算書(shū)要求：書(shū)寫(xiě)工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂，任務(wù)書(shū)隨計(jì)算

6、書(shū)裝訂。（3）制圖要求：所有圖線、圖例尺寸和標(biāo)注方法均應(yīng)符合新的制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖紙上所有漢字和數(shù)字均應(yīng)書(shū)寫(xiě)端正、排列整齊、筆畫(huà)清晰，中文書(shū)寫(xiě)為長(zhǎng)仿宋字。（4）圖紙規(guī)格：A2；計(jì)算書(shū)：A4。（5）設(shè)計(jì)時(shí)間：1.5周。任務(wù)書(shū)附件：（1）上部結(jié)構(gòu)底層柱網(wǎng)平面布置圖（2）恒載作用下底層柱底的荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值（3）活載作用下底層柱底的荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1.設(shè)計(jì)資料1.場(chǎng)地工程地質(zhì)條件建筑地基的土層分布情況及各土層物理、力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1.1表1.1地基各土層物理，力學(xué)指標(biāo)土層編號(hào)土層名稱(chēng)層底埋深（m）層厚（m）人工填土1.501.5016-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土5.003.5016.31.301.27

7、5.076072.4955-2粉質(zhì)粘土7.452.4518.20.9180.785.506.553.00-3粉質(zhì)粘土10.853.4019.40.600.2010.2-1粉土12.942.0919.50.60400.2441.2422.6316.5風(fēng)化層12.9422.5100.01.2荷載組合對(duì)28根樁荷載進(jìn)行組合，根據(jù)荷載大小把柱分成2組，第一組為和13軸，第二組為12軸。取各樁的最不利荷載，結(jié)果如下：標(biāo)準(zhǔn)組合：用于進(jìn)行樁的承載力計(jì)算，計(jì)算公式為：。第一組：,，第二組：,，基本組合：用于承臺(tái)設(shè)計(jì)及樁身配筋，計(jì)算公式為：。第一組：,，第二組：,，準(zhǔn)永久組合：用于樁基沉降驗(yàn)算，計(jì)算公式為：。第

8、一組：,，第二組：,，2.樁型選擇和持力層確定根據(jù)施工場(chǎng)地、地基條件以及場(chǎng)地周?chē)h(huán)境條件，采用預(yù)制混凝土管樁。樁邊長(zhǎng)取400mm400mm。選擇第層風(fēng)化層作為樁端持力層，樁端全斷面進(jìn)入持力層1.0m（2d）樁入土深度為。取承臺(tái)厚度為1.0m，承臺(tái)埋深為1.94m，則樁長(zhǎng)。 3.確定單樁承載力 根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）5.3.5：用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值： 為樁側(cè)第層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值。由規(guī)范表5.3.5-1得各層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值如表3.1表3.1 各層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值土層編號(hào)-1-2-1-1-1土層名稱(chēng)人工填土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粉土強(qiáng)風(fēng)化層

9、3030578870220為極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，由規(guī)范表5.3.5-2得：。樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：根據(jù)規(guī)范5.2.2：?jiǎn)螛冻休d力特征值，K為安全系數(shù)，取K=2。得：4確定樁數(shù)和承臺(tái)底面尺寸4.1 和13軸柱樁數(shù)和承臺(tái)的確定取最大軸力組合的荷載F=2742.8kN初步估算樁數(shù),考慮偏心受壓，取調(diào)整系數(shù)為1.1，即：取n3根，樁中心距 ，樁承臺(tái)為等邊三角形承臺(tái)，樁位平面布置見(jiàn)附圖。4.2 12軸柱樁數(shù)和承臺(tái)的確定取最大軸力組合的荷載F=4009.1kN初步估算樁數(shù),考慮偏心受壓，取調(diào)整系數(shù)為1.1，即：取n4根，取樁中心距 ，樁心距承臺(tái)力緣取500mm，承臺(tái)底面尺寸為2400mm2400mm，樁位平面

10、布置見(jiàn)附圖。5.樁基承載力驗(yàn)算5.1 和13軸柱樁單樁承載力軸心豎向力作用下：，滿足要求。偏心豎向力作用下=948.4+= 1025.21.2=1437.6kpa，滿足要求 。5.2 12軸柱樁單樁承載力軸心豎向力作用下，滿足要求。偏心豎向力作用下=1058.1+= 1090.31.2=1437.6kpa，滿足要求。6.承臺(tái)受彎計(jì)算6.1 和13軸柱樁承臺(tái)受彎計(jì)算承臺(tái)厚度，保護(hù)層為，則，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，混凝土的抗拉強(qiáng)度為，采用對(duì)稱(chēng)配筋，鋼筋選用HRB335級(jí)，。取荷載基本組合：，選用7B20150鋼筋，6.2 12軸柱樁承臺(tái)受彎計(jì)算取荷載基本組合：， 選用B20150鋼筋，7.承臺(tái)抗沖

11、切驗(yàn)算7.1 和13軸柱樁承臺(tái)抗沖切驗(yàn)算柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算：根據(jù)規(guī)范5.9.7：承臺(tái)受柱沖切的承載力可按以下公式計(jì)算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。沖垮比：=0.21，=0.32沖切系數(shù)：，承臺(tái)抗沖切承載力：，滿足要求。角樁對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算：根據(jù)規(guī)范5.9.8：三樁三角形承臺(tái)受角樁沖切的承載力可按以下公式計(jì)算：底部角樁：，頂部角樁：從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣距離：，承臺(tái)變階處相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣水平距離：，；角樁沖跨比：=0.21，=0.27沖切系數(shù)：，承臺(tái)抗沖切承載力: ，滿足要求。7.2 12軸柱樁承臺(tái)抗沖切驗(yàn)算柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算：根據(jù)規(guī)范5.9.7：柱下矩形獨(dú)立承臺(tái)受柱沖切沖切承載力可按以下

12、公式計(jì)算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。沖垮比：=0.21，=0.21沖切系數(shù)：，受沖切承載力截面高度影響系數(shù)：承臺(tái)抗沖切承載力：，滿足要求。角樁對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算：根據(jù)規(guī)范5.9.8：承臺(tái)受角樁沖切的承載力可按以下公式計(jì)算：從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣距離：，承臺(tái)變階處相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣水平距離：，角樁沖跨比：=0.21沖切系數(shù)：，滿足要求。8.承臺(tái)斜截面抗剪驗(yàn)算8.1 和13軸柱樁承臺(tái)斜截面抗剪驗(yàn)算根據(jù)規(guī)范5.9.10：承臺(tái)斜截面受剪承載力可按以下公式計(jì)算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。剪垮比：=0.210.3，取=0.3；=0.32剪切系數(shù)：， 受剪切承載力截面高度影響系數(shù)：對(duì)于-截面：對(duì)于-

13、截面： ,滿足要求。8.2 12軸柱樁承臺(tái)斜截面抗剪驗(yàn)算根據(jù)規(guī)范5.9.10：承臺(tái)斜截面受剪承載力可按以下公式計(jì)算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。剪垮比：=0.210.3，取=0.3剪切系數(shù)：， 受剪切承載力截面高度影響系數(shù)： 由于承臺(tái)截面對(duì)稱(chēng)：,滿足要求。9.樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.1樁身配筋計(jì)算預(yù)制樁的樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C30，鋼筋選用HRB335級(jí)，樁頂軸壓力應(yīng)符合下列規(guī)定：計(jì)算樁身軸線抗壓強(qiáng)度時(shí)，一般不考慮壓屈影響，?。粚?duì)于預(yù)制樁，樁基施工工藝系數(shù) ；C30混凝土 =14.3N/樁身軸承載力滿足要求。故按構(gòu)造配筋，選取8B14，。9.2樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)箍筋選用A8的鋼筋，間距200mm，距樁頂

14、2m范圍內(nèi)箍筋加密，間距為100m，樁身主筋混凝土保護(hù)層厚30mm。10.連梁設(shè)計(jì)根據(jù)規(guī)范4.2.6：連梁寬度不宜小于250mm，其高度可取承臺(tái)中心距的1/101/15,且不宜小400mm。，取連梁高度h=500mm，寬度b=300mm。按構(gòu)造配筋，選取8B14，。箍筋選取A8200mm。11.樁樁沉降驗(yàn)算由于樁的埋深為13.94m，故樁沉降由13.94m處往下計(jì)算。根據(jù)規(guī)范5.5.6，采用等效作用分層總和法計(jì)算其最總沉降量。計(jì)算地基土的自重壓力：地下水位以上：；地下水位以下：；總的自重應(yīng)力：。基礎(chǔ)的自重應(yīng)力：地下水位以上：；地下水位以下：；總的應(yīng)力。（1） 和13軸樁：三角形承臺(tái)的面積為3.

15、82把其等效為邊長(zhǎng)為的矩形附加應(yīng)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處，所以本基礎(chǔ)取Z=4m計(jì)算沉降量。Z（m）平均附加應(yīng)力系數(shù)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所以根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）5.5.7，可得沉降計(jì)算如下： 取沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。，由，得：， 所以：。（2）12軸樁附加應(yīng)力Z(m)0234.0100.250123.81.2249.010.50.232114.92.4264.011.00.17586.73.6276.011.50.12260.43.8281