基础工程课程设计

1、土木工程专业基础工程课程设计任务书桩基础设计一、设计资料1、某建筑场地在钻孔揭示深度内共有 6 个土层，各层土的物理力学指标参数见表 1。土 层稳定混合水位深为地面下 1.0m，地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。建筑桩基设计等级为乙级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载(作用在柱底即承台顶 面)：Vk 3200kN , Mk 400kNm ，H = 50kN；柱的截面尺寸为： 400 400mm；承台底面埋深： d=1.5m。2 、根据地质资料，以第 4 层粉质粘土为桩尖持力层，采用钢筋混凝土预制桩3 、承台设计资料：混凝土强度等级为 C20，轴心抗压强度设计值为 fc 9600kPa

2、 ，轴心抗拉强度设计值为 ft 1100 kPa ，钢筋采用 HRB335级钢筋，钢筋强度设计值 fy 300N /mm24 、建筑桩基技术规范 (GJG94-2008)二、设计内容及要求：1 、按照持力层埋深确定桩长，按照长径比 40-60 确定桩截面尺寸；2、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值；3 、确定桩数和桩的平面布置图；4 、群桩中基桩的受力验算；5 、软弱下卧层强度验算；6 、承台结构计算；7 、承台施工图设计：包括桩的平面布置图，承台配筋图和必要的图纸说明；8 、需要提交的报告：任务书、计算书和桩基础施工图。注：1、计算书打印，按照 A4 页面，上下左右页边距设置为 2.0cm

3、，字体采用宋小四号2、图纸采用 3 号图幅，图纸说明即为图中的说明3、任务书、计算书和桩基础施工图装订成一册4、将电子稿按班打包交上来，每人的电子稿名称按照学号 +姓名命名表 1 地 基 土 物 理 力 学 指 标 设 计 参 数 表工程编号： 工程名称：层序/ 层厚 (m)含水量土 的 重 度孔隙比土 的 比 重液限塑 限塑 性 指 数液 性 指 数压 缩 系 数固 快法快剪法无侧 限 抗 压 强 度建凝聚力摩擦角凝聚力摩擦角压缩模量0e0GslpIPIL1-2ccquEs1-2(%)(kN/m3)(%)(%)(%)(%)(%)(MPa-1)(KPa)( )(KPa)( )(KPa)(MPa

4、)1素填土 /1.52粉质粘土/3.038.718.31.0722.7341.024.816.20.8620.6118.18.349.93.23淤泥/15.058.516.51.6322.7453.826.627.21.1811.295.52.08.08.816.11.94粉质粘土/4.027.319.50.7882.7232.919.313.60.5920.3621.58.028.516.05.25淤泥质粉质粘土/6.042.917.61.2192.7341.226.114.51.1140.867.33.410.211.62.46粉砂/10.08.5桩基础设计计算书按照持力层埋深确定桩长，按

5、照长径比 40-60 确定桩截面尺寸； 由地基土物理力学指标设计参数表， 桩插入承台的深度 50mm。选第四层粉质粘土为 持力层，设桩进入持力层深度为 1.95m。则桩的长度L=0.05+3.0+15.0+1.95=2.0m 。根据长径比 40-60 选定桩的截面边长 b=450mm，显然 40 =44.460、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值；= u +=40.45 (243+1415+1.9532)+1600Ra= =472KN、确定桩数和桩的平面布置图；初选桩的根数=6.72 根，暂取 7 根。易知 4.5d=450 4.5=2025mm，取桩心距 s=2050mm。采用梅花桩，平面

6、布置如下：承台的宽度和长度分别为=2050 +450+450=5000mm =2050 +450+450=5000mm取承台埋深为 1.5m。承台及其上填土重，地下水位以下土的重度取浮重度单桩的竖向作用力 Nk=546kNRa=472KN（不可行）当 n=8 根时，平面布置如下：Nk=478kNRa=472KN（不可行）当 n=9 根时，平面布置图如下：Nk=425kN Ra=472KN（可以）综上，应取 9 根桩。四、群桩中基桩的受力验算；1、 复合桩基竖向承载力特征值 R的计算根据 Sa/d=2050/450=4.56 ，Bc/l=5000/20000=0.25 ，查表得 c=0.20计算

7、基桩所对应的承台底净面积：承台下 1/2 承台宽度且不超过 5m的深度范围内土的地基承载力特征值为=75Kpa，得桩基的竖向承载力特征值R=Ra+ c Ac=472+0.19 75 =508.7KN2、 桩基顶的竖向荷载。轴心力作用Nk=425kN偏心竖向力作用My=Mk+Hk =400+50 =460kN作用在桩顶的最大、最小竖向力：=472满足竖向承载力要求。3、 桩基顶的水平荷载。单桩水平承载力特征值计算公式HPB335级钢=0.75=10mm，m=4.4MN/m，mC30 混凝土的弹性模量为3 N/ ，筋的弹性模量 2.0 N/ 。b ， =1.5b+0.5=1.5 =1.175m钢筋

8、弹性模量与混凝土弹性模量的比值：方形截面：桩的抗弯刚度 EI=0.85 , 换算截面惯性矩水平变形系数=0.4302（1/m）N/换算深度查表得 =2.441 ，所以， =0.7585.86KN单桩水平承载力 (可以)五、软弱下卧层强度验算；桩心距 6d，可以将桩基础是为实体基础，软弱下卧层的计算公式为：淤泥质粉质粘土的孔隙比 ，故深度修正系数 ，地下水以下的土的浮重度，根据公式 及 =则浮重度 =(=(=(=(=(基础底面以上土的厚度加权平均重度=(203+7.39=8.74 /按扩散作用基础底面处的附加应力 ：实体深基础底面积 ，查表的不考虑扩散作用时基础底面处的附加应力 ：1.0 ，取=0.4667 = =1682.65k（ 可以）2、承台受剪承载力计算。 柱下桩基础独立承台斜截面受剪承载力按下式计算：V对 A-A 截面1.438 （ 介于0.3 与3之间）=0.917剪力系数=1.75/ （1.438+1） =0.7178=0.917=4090.7KN（535.9=1607.7KN（可以 ）3、承台抗弯承载力计算 计算柱边 x，y 方向的钢筋量。=535.9=2