基础工程课程设计20180702(20210409081729)

1、基础工程课程设计20180702-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI) J目录错误!未定义书签。基础工程课程设计错误!未定义书签。1工程概况错误!未定义书签。工程地质资料错误!未定义书签。荷载情况错误!未定义书签。2初步选择持力层，确定桩型和尺寸错误!未定义书签。3确定单桩承载力标准值错误!未定义书签。4初步确定桩数及承台尺寸错误!未定义书签。5群桩基础的单桩承载力验算错误!未定义书签。6确定群桩承载力设计值错误!未定义书签。7降量验算错误!未定义书签。8软弱下卧层的验算错误!未定义书签。9承台设计计算错误!未定义书签。承台抗弯设计验算错误!未定义书签。承台抗冲切验算错误!

2、未定义书签。承台剪切验算错误!未定义书签。附图1错误!未定义书签。附图2错误!未定义书签。附图3错误!未定义书签。附图4错误!未定义书签。附图5错误!未定义书签。基础工程课程设计设讣题LI：柱下钢筋混凝土桩基础适用专业：地质15-1一、课程设计基本要求1、课程设计目的利用所学基础工程课程的理论知识，能够独立完成一个较完整的基础设计 与计算过程，从而加深对所学理论的理解与应用。2、课程设计建议在复习本学期课程理论知识后，收集并阅读相关设计规范和参考书后进行 本课程设计任务。二、课程设计设计资料1、工程设计概况某城市新区拟建一栋15层框架结构的办公楼，其场地位于临街地块居中部 位，无其它邻近建筑物

3、，地层层位稳定，场地地质剖面及桩基讣算指标见丄程 地质资料。试设计柱下独立承台桩基础。（1）地基基础设计等级为乙级；（3）柱的截面尺寸为：450mmX600mm；（4）承台底面埋深：（也可自行按规范要求选定）；（5）根据地质资料以及上部荷载情况，自行选择桩型、桩径和桩长；（7）桩的类型：预制桩或者灌注桩（自行斟酌设定）；（8）沉桩方式：静压或者打入（自行斟酌设定）。（9）方案要求尽量先选择以粉质粘土为持力层，若不满足要求，再行选择卵石 或岩石层作为持力层，并作简要对比说明。2、荷载情况已知上部框架结构山柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合：轴力 F=（8300-10n）kN,弯矩 A4x=（80

4、+2n）kN-m, My=（750-n）kNo （其中，Mx. My 分别 为沿柱截面短边和长边方向作用；为15） o3、工程地质资料建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分 为5层，地质剖面与桩基讣算指标见表1,勘察期间测得地下水水位埋深为。 地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。三、设计内容及要求（1）确定单桩竖向承载力特征值；（2）确定桩数，桩的平面布置，承台平面尺寸，单桩承载力验算；（3）若必要，进行软弱下卧层承载力验算；表1地质剖面与桩基计算指标层厚 /m地下水位 /m桩基计算指标土层种类单桩布置 /m预制桩沉管桩冲.钻孔 桩qpkqsikQpkqsi

5、kqpkqsik粘土SZ504044g o淤泥Oo粘土144012粉质粘土3000920045009500淤泥300050200040100044淤泥质土粉质粘土201416卵石s淤泥质粘土1000012070001002800120强风化岩1072强风化岩未见底7000105000 02000 0四、设计成果及提交（1）计算说明书：计算说明书一律用A4幅面;装订顺序：封面（须注明：基础工程课程设计，专业班级，学号，姓名，日期），目录、设计任 务书，计算说明书；五、建议的设计步骤及涵盖内容（1）列出设计资料（包括上部结构资料、建筑场地资料）；（2）选择桩型、桩端持力层和承台埋深；（3）确定单桩

6、承载力标准值；（4）确定桩数和承台底面尺寸：（5）确定群桩竖向承载力设计值；（6）桩基中单桩荷载验算；（7）桩基软弱下卧层验算（若不须验算桩基软弱下卧层沉降，建议另行设定条 件自行练习）；（8）承台设计（承台尺寸及桩的布置，提出承台配筋要求）。1工程概况某城市新区拟建一栋15层框架结构的办公楼，其场地位于临街地块居中部位， 无其它邻近建筑物，地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标见工程地质 资料。1.1工程地质资料建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分 为5层，地质剖面与桩基计算指标见表1,勘察期间测得地下水水位埋深为。 地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性

7、。1.2荷载情况已知上部框架结构山柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合：轴力F=(8300-10*15)kN,弯矩 /Wx=(80+2*15)kN-m, A4y=(750-15)kNo (其中，Mx. My 分别为沿柱截面短边和长边方向作用)。2初步选择持力层，确定桩型和尺寸根据荷载和地质条件，由于卵石土承载力在300KPa400Kpa之间，所以初步考虑以笫五层卵石做持力层。采用截面为450*600mm的预制钢筋混凝土方桩。桩端进入持力层1，桩长25m。3确定单桩承载力标准值根据单桩竖向极限承载力的标准值Quk公式Quk = Qsk+QPk =吃qi + 4站其中：Ap = 0.45 x 0.6

8、 = 0.27 m2u =0.45x4 = 1.8(/0Quk = 10000 xO.27+ 1.8x(50X 1 + 14 x 9.5 + 50 x 4.5 + 9.2 x 20+ 120 x 0.8) = 3388(k?/)R“ =乞=1694(鸟“)24初步确定桩数及承台尺寸先假设承台尺寸为3m*3m,厚度为lm,承台及其上的土的重度为20kN/m3,则承台及其上土自重的标准值为=20x3x3x2 = 360 伙 N)根据基础的竖向载荷和承台及其上自重确定桩数，当中心荷载作用时，根据公n= 5.02耳+q _ 8150 +360Rn1694a可取6根桩5群桩基础的单桩承载力验算按照设计的

9、承台尺寸，计算Gk =3x3x2x20 = 360山单桩竖向力计算公式得Nk =8150+3606= 141 弘 N因为汕=1418 k7Vv& =1694符合规范要求。根据偏心荷载下的应力计算公式土一求得单桩偏心荷载下最大竖向力为nX；=ia7=1418+110x1.14x1.lxl.l735x1.1H4x1.lxl.l= 1610( kN)根据规范要求Nmax1.2/?ng = 1610 12心=2032.8符合群桩基础的要求6确定群桩承载力设计值一般而言，桩的承载力主要取决于地基岩土对桩的支撑能力，但是对于端承 桩，超长桩或者桩身质量有缺陷的情况，可能山桩身混凝土控制。山于与材料 强度有

10、关的设讣，作用组合的效应应采用按承载能力极限状态下的基本组合的 效应，所以应该满足N “屮 c本次设计选用C30混凝土预制桩，得N 0.27 X 30000X 0.85 = 6885kN7降量验算桩端附加应力等于耳 + G& xaxb(% + 2/ tan )(6/() + 21 tan )44_ 8150+360-47x3x3 _ 80877.1*7.150.41=16042(切心)160.42*(0.503*12.3-0.858 *4.5)60= 5.16+83.017 +6.218 = 94.4mm沉降量计算深度Zn = Bq (2.5 - 0.4 In) = 7.1 * (2.5 -

11、0.4 X In 7.1) = 12.18m查表可以知道al = 0.987 ； a2 = 0.858 ； a、= 0.503Z =.5in : z2 = 4.5/n : z3 = 2.3tn山沉降量计算公式得160.42 * 0.987 *1.5160.42 *(0.858 *4.5-0.987 * 1.5)H464.6160.42*0.987*1.5 + 160.42*(0.858*4.5-0.987*1.5) + 160.42*(0.503*12.3-0.858*4.5)160.42*0.987*1.5160.42*(0.858*4.5-0.987*1.5)160.42*(0.503*1

12、2.3-0.858*4.5；46+46+60= 10.516桩基础沉降量根据建筑桩基技术规范2094-2008表/ = 0.808 s =屮$ = 0.808 *94.4 = 76.3 200山所以桩基沉降量满足设计要求。8软弱下卧层的验算假设卵石下有3m厚的淤泥质土，因此需要进行软弱下卧层的验算查阅相关资料得到相关土的匸程性质：表1: 土的工程参数土体种类内摩擦角范用内摩擦角取值压缩模虽重度范闌重度取值粘土10302020T918淤泥33052粉质粘土18252020182119淤泥质土330201919卵石30403546192121强风化岩20302560212423(1)桩端上部土的自

13、重应力Gk =20 *3*3*2 + 0.2*18+ (18-10)*0.8 + (18-10)*9.5 + (19-10)*4.5 + (19-10)*9.2(2)+ (21 -10)*0.8*3 * 3 = 2322.9kN群桩实体深基础等效底面边长B() = b0 + 2/ tan = 2.6 + 2*25* tan 5 = 2.6 + 4.5 = 7. bn 4(b .A() = a0 + 2/ tan : = 2.6 + 2*25* tan 5 = 2.6 + 4.5 = 7. ni(3)基地压力h=g = W229=20T下卧层允许承载力人+ M 泌/ + MG查阅相关资料可以知道

14、:内摩擦角久=20。，查表得Mb =0.51;M =036;M( =5.66;C = 30 KN; 了 = 11 KN / m3; b = 2.6m; d = 27 in基础底面至下卧层距离z=2m,由于z/b = 024200kPu,所以符合规 范要求。9承台设计计算承台抗弯设计验算在承台结构计算中，取相应于作用基本组合有效的设计，可以按照下式进行计 算：S = l35s虑所以F = 1.35R =11002 .5伙N)Mx = 1.35Mkv = 148.5(kN)My =1.35M,v=992.25(kN)对于承台进一步设计为：取承台厚，下设厚度为100mm强度为CIO的混凝土 垫层，保

15、护层厚度为100mm,则承台有效高度ho=；承台设计混凝土强度等级为C20,混凝的抗拉强度ft=AkN/m2 ,钢筋选用HRB335二级，钢筋抗拉强度设计值为fv=300N/mm2o各桩平均竖向力1、2承台设计图如附图N = -= 1 1()()2 ? = 1833.75伙N)n 62、最大竖向力NmaxyF M x992 25*1 1肿亍E3.75 +卡亍“。.34+吹 7554.0W)N 丄+刈心maxx148 5*1 1工刀23、弯矩计算以及配筋对II截面MY=NiX/ = 3 * maxv Xf. = 3 * 1856.25 * 0.6 = 3341.25伙 N)钢筋面积应该为My0.

16、9*/*/?03341.25x1()60.9*300*1400= 8839.3(加加 2)采用13根直径为30mm的钢筋，As=9188mm2, 行于x轴布置。 对II断面Mx =工呼=2*=2* 1984*0.675 = 2678.钢筋面积应该为a My2678.4 *106”“A = 7085.14（innr）s 0.9*/*/?（）0.9*300*1400釆用11根直径为30mm钢筋，As=,平行于y轴布置。 承台抗冲切验算1、柱下抗冲切验算柱下抗冲切验算应该满足 20（他+孤）+九（心+仏）九.皿式中0皿；九弋唏“43;角0.84乂丫 + 0.2= 1.33伽=0.675叽二斜詈=0.

17、49;0。厂才|存1.221-0 9b叫“6叽亠丽航（1400-80。） “.95200血 +仏)+ 0(八(4 +仏)10切 o=21.33* (0.45 + 0.675) + 1.22* (0.6+0.6)* 0.95 *1100*1.4 =4330.48伙 N)桩顶净反力N = 1 = 1833.75伙 N)n根据公式 =F 2 = 4330.48 1833 .75 = 2496.77伙N）4330.48（kN） 符合承台设讣要求2、角桩抗冲切验算冲切力NI必须不大于抗冲切力N. S久 +牛）+久 +学）0涮九其中c2 = 0.45/7?% = OS;仏=晋=罟=0.43;九=f备=1.33仆。.675弋二詈“4