基础工程课程研发设计

1、08级土木工程专业1、2班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 X 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020,轴心抗压强度设计值为 fc =9600kP

2、a,轴心抗拉强度设计值为ft =1100kPa,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,字体采用宋小四号2、图纸采用3号

3、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+姓名命名计算书第1页表1地基土物理力学指标设计参数表工程编号：工程名称:层序岩土名称，层凤m）含 水量土 的 重 度孔隙 比土 的 比 重液限B R ,塑 性 指 数液性指数压 缩 系 数固快法快售法无例 限 抗 压 强 度建议值凝 聚 力摩 擦 角凝 聚 力摩 擦角压缩 ,：.地基 承载 力特 征值预制优极限标准值版周 上摩 擦力桩端 土承 载引必Y*Gs叫3fk儿* 7CC雄用度2Q*(%)（kN/）(%)W闾(%)(MPa-)(KPa)(口 )(KPa)L )0M(

4、MPa)(KPa)(KPa)(KPa)1素填土/L517. 52粉质粘上,3. 038,718. 31, 0722, 7341.024. 816.20. 8620.611.8.18. 349.93.27524S淤泥八,058. 516. 51. 632工7453.82左627.21. 1B11.295.52.08.0也16. 11.065144粉版粘上网.027.319. 0. 788a. 7232.919. 313.6Q. 6920. 3621. 58.028.516. 05.21003216005淞泥炭粉履粘土/6.Q42,917,61,2192, 731L226 111.51. 1110

5、. 867.33泊W, 21L62.475166粉砂”口. 08. 5250603000基础工程课程设计计算书1、确定桩长和截面面积以第4层粉质粘土为桩尖持力层，取桩截面尺寸为 400 X 400mm，设桩端深入持力层深 度为L5rn3d,桩长1=3+15+L5 = 195mm,桩径比为48.75符合要求。2、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值标准值的计算：Q*=Qik+Qpk=04 X 4 X(24 X 3 + 14 X 15 + 32 X 1.5) + 1600 X O42=784播特征值：二：3、确定桩数和桩的平面布置图(1)初选桩的根数3200,n - =二8.16 暂取 9根 %3

6、92(2)初选承台尺寸桩距一一 一：. . .承台边长一 一取承台高度为1.1m,桩顶伸入承台50mm ,钢筋保护层厚度取70mm ,则承台有效高 度.一一4、群桩中的受力计算(1)计算桩顶荷载计算书第3页取承台极其上土的平均重度1Qk=(yk + 金)加=(3200+ 20 X 3.2 X 32 X 1.5J/9 = 389.7WV 392kN+ HkK)xmax400 + 50 X 1.11 X 12; Qm + L: 389.7 +/ = 3B9.7 + 63.2“一 lx?一 6 X 1.22一_55294。Vk32O0kNpC：/fk=4Ci0kN 门 、Hk 二二 UKN单桩水平力

7、-二- -此值远小于单桩水平承载力特征值，可以。(2)群桩承载能力校核计算书第4页按应力扩散法计算，取土层内摩擦角为16度，则扩散角为16/4=4度。边桩外侧尺寸为2.8 X 2,8m，则桩端应力面的长：实体基础埋深范围土的平均重度为：21X15 +183 X1 + (18.3 -10) X 2 + (165 -10) X15 + (19.5 - 10) X 1.5Yp19.5 + 1.5=848LN第四层粉质粘土的承载力特征值按下式修正：fa = fak + %F(b -3)+ 宿% W - 05)=100 + 0,3 X 9,5 X (5.53 -3)+1.6 X 846 X (195 -

8、 0.5)=365.00kJV/W地下水位在承台地面处，取承台以下的取 % = 8.铝双,则实体的自重为：Gk = 5.53 X 5.53 X (20 X L5 + 8.48 X 19.5) = 5974.3kW当底面按轴心受压时：Pk = (yk + G/B2 = (3200 + 59743)/553 工=300.00fcPa 0.5扩散角直线内插0 = 12 +23-123-1X(217-1) = 18.435顶面处的附加应力(4+GQ3/2(4 0+E 口)%张1(240+2t-tan9)(ff0+2t-tan9)计算书第5页(3200+59743)倒2出+2即(24)3+1骗15+32

9、)(周 iBK一 (2,8+2X4Xtanl8(S34) X (2.8+2X4Xtanl8.534)=214,2kPfl卜卧层顶面处的自重应力aei=YgZ= 3.48 X 22 = 186.56/cPafa2= 75 + 2.0 X 8.46 X (22 - 0.5 = 433.78fc/wn2%+u = = 400,76fcPa fas438.78kPa经验算，基础地面尺寸及基础埋深满足要求6、承台结构计算相应于荷载效应基本组合时作用于柱底的荷载设计值为:F = L35% = L35 X 3200 = 4320fcNM = 1.35M. = 1.35 X 400 = 5404N m KH

10、= L35乩=135 X 50 = 67SkN扣除承台和其土自重后的桩端竖向力设计值：N = F/n = 4320/9 = 480kW=N(M +=480 +(540 + 67.5 X 2.2) X 1.26 X 1.22=480 + 85.3_供53研 1394.7M(i)承台柱边冲切计算柱边冲剪冲切力一 一 .一； 一一 一 一 一一二受冲切承载力截面高度影响系数计算：1.0 - 0.9= 1X (1100 - 300)= 0.975kp 2000-800 1*冲跨比人与系数a的计算800 工h = %=加=7( Nmax = 565.3WV max(2)承台受剪切承载力计算因为承台为正方形，所以只需要求截面I-I的剪切承载力即可，剪跨比与以上冲跨比相同。剪切承载力截面高度影响系数计算= 0.939剪切系数241 0L777+1=0.985= 0.939 X 0.985 X 1100 X 3.2 X 1.03 = 3353.4kN 3心 二 1695.9WVf riliUa%(4)承台受弯承载力计算Mx- Nly = 3 X 430 X 1,0 = 1440A/V，m1440X1039=5178mm20.9 X 300 X1030计算书第