基础工程课程设计计算书

1、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

2、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.

3、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

4、。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

5、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600mm×600mm。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）JGJ94-2008 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。

6、（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1.501.501

7、6-1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

8、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400mm×400mm。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）：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-1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-1-2-

9、1-1-1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-2得：。桩极限承载力标准值：根据规范：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，

10、承台底面尺寸为2400mm×2400mm，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+= 1025.2<1.2=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+= 1090.3<1.2=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

11、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：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：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

12、范：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：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：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：=0.21<0.3，取=0.3；=0.32剪切系数：， 受剪切承载力截面

13、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：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：=0.21<0.3，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

14、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：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，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

15、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），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