基礎工程課程設計20180702

1、目 錄目錄1基礎工程課程設計21 工程概況51.1 工程地質(zhì)資料51.2 荷載情況52 初步選擇持力層，確定樁型和尺寸53確定單樁承載力標準值54 初步確定樁數(shù)及承臺尺寸55 群樁基礎的單樁承載力驗算66確定群樁承載力設計值67 降量驗算78 軟弱下臥層的驗算79 承臺設計計算99.1承臺抗彎設計驗算99.2承臺抗沖切驗算109.3承臺剪切驗算11附圖112附圖213附圖314附圖415附圖516基礎工程課程設計設計題目：柱下鋼筋混凝土樁基礎適用專業(yè)：地質(zhì)15-1一、課程設計基本要求1、課程設計目的利用所學基礎工程課程的理論知識，能夠獨立完成一個較完整的基礎設計與計算過程，從而加深對所學理論的

2、理解與應用。2、課程設計建議在復習本學期課程理論知識后，收集并閱讀相關設計規(guī)范和參考書后進行本課程設計任務。二、課程設計設計資料1、工程設計概況某城市新區(qū)擬建一棟15層框架結構的辦公樓，其場地位于臨街地塊居中部位，無其它鄰近建筑物，地層層位穩(wěn)定，場地地質(zhì)剖面及樁基計算指標見工程地質(zhì)資料。試設計柱下獨立承臺樁基礎。（1）地基基礎設計等級為乙級；（3）柱的截面尺寸為：450mm×600mm；（4）承臺底面埋深：d=2.0m（也可自行按規(guī)范要求選定）；（5）根據(jù)地質(zhì)資料以及上部荷載情況，自行選擇樁型、樁徑和樁長；（7）樁的類型：預制樁或者灌注樁（自行斟酌設定）；（8）沉樁方式：靜壓或者打入

3、（自行斟酌設定）。（9）方案要求盡量先選擇以粉質(zhì)粘土為持力層，若不滿足要求，再行選擇卵石或巖石層作為持力層，并作簡要對比說明。2、荷載情況已知上部框架結構由柱子傳至承臺頂面的荷載效應標準組合：軸力F=(8300-10n)kN，彎矩Mx=(80+2n)kN·m，My=(750-n)kN。（其中，Mx、My分別為沿柱截面短邊和長邊方向作用；n為15）。3、工程地質(zhì)資料建筑場地土層按其成因、土性特征和物理力學性質(zhì)的不同，自上而下劃分為5層，地質(zhì)剖面與樁基計算指標見表1，勘察期間測得地下水水位埋深為2.2m。地下水水質(zhì)分析結果表明，本場地地下水無腐蝕性。三、設計內(nèi)容及要求（1）確定單樁豎向承

4、載力特征值；（2）確定樁數(shù)，樁的平面布置，承臺平面尺寸，單樁承載力驗算；（3）若必要，進行軟弱下臥層承載力驗算；表1 地質(zhì)剖面與樁基計算指標土層種類層厚/m地下水位/m單樁布置/m樁基計算指標預制樁沉管樁沖、鉆孔樁qpkqsikqpkqsikqpkqsik粘土3.0504044淤泥9.5144012粉質(zhì)粘土4.5300050200040100044淤泥質(zhì)土9.2201416卵石3.01000012070001002800120強風化巖未見底70001005000722000100四、設計成果及提交（1）計算說明書：計算說明書一律用A4幅面；裝訂順序：封面（須注明：基礎工程課程設計，專業(yè)班級，學

5、號，姓名，日期），目錄、設計任務書，計算說明書；五、建議的設計步驟及涵蓋內(nèi)容（1）列出設計資料（包括上部結構資料、建筑場地資料）；（2）選擇樁型、樁端持力層和承臺埋深；（3）確定單樁承載力標準值；（4）確定樁數(shù)和承臺底面尺寸；（5）確定群樁豎向承載力設計值；（6）樁基中單樁荷載驗算；（7）樁基軟弱下臥層驗算（若不須驗算樁基軟弱下臥層沉降，建議另行設定條件自行練習）；（8）承臺設計（承臺尺寸及樁的布置，提出承臺配筋要求）。1 工程概況某城市新區(qū)擬建一棟15層框架結構的辦公樓，其場地位于臨街地塊居中部位，無其它鄰近建筑物，地層層位穩(wěn)定，場地地質(zhì)剖面及樁基計算指標見工程地質(zhì)資料。1.1 工程地質(zhì)資料

6、建筑場地土層按其成因、土性特征和物理力學性質(zhì)的不同，自上而下劃分為5層，地質(zhì)剖面與樁基計算指標見表1，勘察期間測得地下水水位埋深為2.2m。地下水水質(zhì)分析結果表明，本場地地下水無腐蝕性。1.2 荷載情況已知上部框架結構由柱子傳至承臺頂面的荷載效應標準組合：軸力F=(8300-10*15)kN，彎矩Mx=(80+2*15)kN·m，My=(750-15)kN。（其中，Mx、My分別為沿柱截面短邊和長邊方向作用）。2 初步選擇持力層，確定樁型和尺寸根據(jù)荷載和地質(zhì)條件，由于卵石土承載力在300KPa400Kpa之間，所以初步考慮以第五層卵石做持力層。采用截面為450*600mm的預制鋼筋混

7、凝土方樁。樁端進入持力層1，樁長25m。3確定單樁承載力標準值根據(jù)單樁豎向極限承載力的標準值Quk公式其中：4 初步確定樁數(shù)及承臺尺寸先假設承臺尺寸為3m*3m，厚度為1m，承臺及其上的土的重度為20kN/m3，則承臺及其上土自重的標準值為根據(jù)基礎的豎向載荷和承臺及其上自重確定樁數(shù)，當中心荷載作用時，根據(jù)公式可取6根樁5 群樁基礎的單樁承載力驗算按照設計的承臺尺寸，計算由單樁豎向力計算公式得因為符合規(guī)范要求。根據(jù)偏心荷載下的應力計算公式求得單樁偏心荷載下最大豎向力為根據(jù)規(guī)范要求符合群樁基礎的要求6確定群樁承載力設計值一般而言，樁的承載力主要取決于地基巖土對樁的支撐能力，但是對于端承樁，超長樁或

8、者樁身質(zhì)量有缺陷的情況，可能由樁身混凝土控制。由于與材料強度有關的設計，作用組合的效應應采用按承載能力極限狀態(tài)下的基本組合的效應，所以應該滿足本次設計選用C30混凝土預制樁，得7 降量驗算樁端附加應力等于沉降量計算深度查表可以知道；由沉降量計算公式得樁基礎沉降量所以樁基沉降量滿足設計要求。8 軟弱下臥層的驗算假設卵石下有3m厚的淤泥質(zhì)土，因此需要進行軟弱下臥層的驗算查閱相關資料得到相關土的工程性質(zhì)：表1：土的工程參數(shù)土體種類內(nèi)摩擦角范圍內(nèi)摩擦角取值壓縮模量重度范圍重度取值粘土1030202017.81918淤泥3305218.518.5粉質(zhì)粘土18252020182119淤泥質(zhì)土330204.

9、61919卵石30403546192121強風化巖20302560212423（1） 樁端上部土的自重應力（2）群樁實體深基礎等效底面邊長（3）基地壓力（4） 下臥層允許承載力查閱相關資料可以知道：內(nèi)摩擦角，查表得基礎底面至下臥層距離z=2m，由于，因此擴散角則（5） 下臥層頂面自重壓力經(jīng)過計算可以知道，軟弱下臥層的承載力，所以符合規(guī)范要求。9 承臺設計計算9.1承臺抗彎設計驗算在承臺結構計算中，取相應于作用基本組合有效的設計，可以按照下式進行計算：所以對于承臺進一步設計為：取承臺厚1.5m，下設厚度為100mm強度為C10的混凝土墊層，保護層厚度為100mm，則承臺有效高度h0=1.4m；承臺設計混凝土強度等級為C20，混凝的抗拉強度，鋼筋選用HRB335二級，鋼筋抗拉強度設計值為fy=300N/mm2。承臺設計圖如附圖1、 各樁平均豎向力2、 最大豎向力3、 彎矩計算以及配筋對-截面鋼筋面積應該為采用13根直徑為30mm的鋼筋，As=9188mm2,平行于x軸布置。對-斷面鋼筋面積應該為采用11根直徑為30mm鋼筋，As=7774.5mm2，平行于y軸布置。9.2承臺抗沖切驗算1、 柱下抗沖切驗算柱下抗沖切驗算