基础工程课程设计报告计算书

-.z."根底工程"课程设计任务书〔一〕设计题目*宾馆，采用钢筋混凝土框架构造，根底采用柱下桩根底，首层柱网布置如附件所示，试按要求设计该根底。〔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〕②-1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。其主要物理力学性质指标值为：ω=44.36%；ρ=1.65g/cm3；e=1.30；IL=1.27；Es=2.49MPa；C=5.07kPa，φ=6.07°。承载力特征值取fak=55kPa。②-2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：ω=33.45%；ρ=1.86g/cm3；e=0.918;IL=0.78;Es=3.00Mpa；C=5.50kPa，Φ=6.55°。②-3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：ω=38.00%；ρ=1.98g/cm3；e=0.60;IL=0.20;Es=10.2MPa。3〕第四系残积层〔Qel〕③-1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：ω=17.50%；ρ=1.99g/cm3；e=0.604；IL=0～0.24；Es=16.5MPa;C=41.24kPa;Φ=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。④-1强风化层：褐红色。厚度多在3.50～5.50m之间，平均为4.0m。其主要物理力学性质指标值为：ρ=2.30g/cm3；Es=100.0MPa。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=30～36击。④-2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。④-3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11.30～11.89m之间。3.上部构造资料上部构造为钢筋混凝土框架构造，底层柱布置及上部构造传至±0.00m的荷载条件如附件。所有底层柱截面尺寸均为600mm×600〔三〕设计容〔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根底平面布置；〔4〕桩根底承载力验算；〔5〕承台及连梁设计计算；〔6〕桩沉降验算；〔7〕绘制施工图〔包括根底平面布置图、桩的布置及承台平面图、桩根底剖面图、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"〔2〕制图标准等其它规、规程、标准。〔五〕设计要求〔1〕设计符合施工图设计深度要求。〔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〕上部构造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"根底工程"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〕①人工填土1.501.5016②-1淤泥质粉质粘土5.003.5016.31.301.275.076．072.4955②-2粉质粘土7.452.4518.20.9180.785.506.553.00②-3粉质粘土10.853.4019.40.600.20\\10.2③-1粉土12.942.0919.50.6040～0.2441.2422.6316.5④风化层>12.9422.5100.01.2荷载组合对28根桩荷载进展组合，根据荷载大小把柱分成2组，第一组为①和13轴，第二组为②~12轴。取各桩的最不利荷载，结果如下：标准组合：用于进展桩的承载力计算，计算公式为：。第一组：,，第二组：,，根本组合：用于承台设计及桩身配筋，计算公式为：。第一组：,，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④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"〔JGJ94-2008〕：用经历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"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①②-1②-2③-1③-1④-1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"表-2得：。桩极限承载力标准值：根据"规"：单桩承载力特征值，K为平安系数，取K=2。得：4．确定桩数和承台底面尺寸4.1①和13轴柱桩数和承台确实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n＝3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。4.2②~12轴柱桩数和承台确实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n＝4根，取桩中心距，桩心距承台力缘取500mm，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5.1①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。5.2②~12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6.1①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，。取荷载根本组合：，，选用7B20150钢筋，6.2②~12轴柱桩承台受弯计算取荷载根本组合：，，选用B20150钢筋，7.承台抗冲切验算7.1①和13轴柱桩承台抗冲切验算柱对承台的冲切验算：根据"规"：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"：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：从角桩边缘至承台外边缘距离：，承台变阶处相交点至角桩边缘水平距离：，；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。7.2②~12轴柱桩承台抗冲切验算柱对承台的冲切验算：根据"规"：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"：承台受角桩冲切的承载力可按以下公式计算：从角桩边缘至承台外边缘距离：，承台变阶处相交点至角桩边缘水平距离：，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8.1①和13轴柱桩承台斜截面抗剪验算根据"规"：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：，受剪切承载力截面高度影响系数：对于Ⅰ-Ⅰ截面：对于Ⅱ-Ⅱ截面：,满足要求。8.2②~12轴柱桩承台斜截面抗剪验算根据"规"：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.桩身构造设计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，桩顶轴压力应符合以下规定：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的钢筋，间距200mm，距桩顶2m围箍筋加密，间距为100m，桩身主筋混凝土保护层厚30mm。10.连梁设计根据"规"：连梁宽度不宜小于250mm，其高度可取承台中心距的1/10~1/15,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"，采用等效作用分层总和法计算其最总沉降量。①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：。②根底的自重应力：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，，所以本根底取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"〔JGJ94-2008〕，可得沉降计算如下：取沉降经历系数。，由，，，得：，，，所以：。〔2〕②~12轴桩附加应力Z(m)0234.0100.250123.81.2249.010.50.232114.92.4264.011.00.17586.73.6276.011.50.12260.43.8281.511