基础工程课程设计刘

基础工程课程设计姓 名：刘明祥学 号：0841023090班 级：08土二 指导教师：贺海斌一、设计任务书(一)、设计资料1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为5层，物理力学指标见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.1m,本场地下水无腐蚀性。 建筑安全等级为2级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载。承台底面埋深：D 2.1m。附表一：土层主要物理力学指标土层代号名称层底埋深厚度m含水量w%天然重度rKN/孔隙比eMPa液性指数直剪 试验（快剪）压缩模量（kPa）承载力标准值(kPa)内摩擦角粘聚力C（kPa）1杂填土181.817.52灰褐色粉质粘土1018.33318.40.900.340.9521.116.75.41253灰色淤泥粉质粘土22112.03417.81.060.61.1018.614.23.8954黄褐色粉质粘土274533019.10.881.00.7023.318.411.51405灰-绿色粉质粘土27.42619.70.720.4626.836.58.6210（二）、设计要求： 1、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算； 2、确定桩数和桩的平面布置图； 3、群桩中基桩的受力验算 4、承台结构设计及验算； 5、桩及承台的施工图设计：包括桩的平面布置图，桩身配筋图，承台配筋和必要的施工说明； 6、需要提交的报告：计算说明书和桩基础施工图。二、桩基持力层，桩型，桩长的确定根据设计任务书所提供的资料，分析表明，在柱下荷载作用下，天然地基基础难以满足设计要求，故考虑选用桩基础。由地基勘查资料，确定选用第四土层黄褐色粉质粘土为桩端持力层。根据工程请况承台埋深2.1m，预选钢筋混凝土预制桩断面尺寸为450450。桩长21.1m。三、单桩承载力确定（一）、单桩竖向承载力的确定：1、根据地质条件选择持力层，确定桩的断面尺寸和长度。根据地质条件以第四层黄褐色粉土夹粉质粘土为持力层，采用截面为450450mm的预置钢筋混凝土方桩，桩尖进入持力层1.0m；镶入承台0.1m，桩长21.1 m。承台底部埋深2.1 m。2、确定单桩竖向承载力标准值Quk可根据经验公式估算： Quk= Qsk+ Qpk=qsikli+qpkAp 桩周长：=4504=1800mm=1.8m 桩横截面积：Ap=0.45=0.2025 桩侧土极限摩擦力标准值qsik：查表得：用经验参数法： 粉质粘土层：=0.95，取qsk=35kPa 淤泥质粉质粘土：qsk=29kPa 粉质粘土：=0.70，取qsk=55kPa桩端土极限承载力标准值qpk,查表得：qpk=2200 kPa用经验参数法求得Quk1=1.8(358.0+2912.0+1.055) +22000.2025=1674.9KN用静力触探法求得Quk2=1.8(368.0+4312.0+1.0111) +1784.50.2025=2008.4KN3、确定单桩竖向承载力设计值R，并且确定桩数n和桩的布置 先不考虑群桩效应，估算单桩竖向承载力设计值R为： R=Qsk/rs+Qpk/rp 用经验参数法时：查表rs=rp=1.65 R1=Qsk/rs+Qpk/rp=1229.4/1.65+445.5/1.65=1015.09KN用静力触探法时：查表rs=rp=1.60 R2=Qsk/rs+Qpk/rp=1647/1.60+361.4/1.60=1255.25KN Rz=min(R1,R2)= 1015.09 KN 四、桩数布置及承台设计根据设计资料，以轴线为例。1、轴A柱：Nmax=2617km.m ,Mmax=193KN.m，Vmax=75KN.m 柱的截面尺寸为400500mm；按照轴力P和R粗估桩数n1为： n1=P/R=2617/1015=2.58,由于没有考虑弯矩M,基础及承台上土重,以及承台底土分担荷载作用桩数,n=1.2n1=3.0584根由于n14，应按考虑群桩效应和承台效应确定单桩竖向承载力设计值R先取桩数n=5根，桩的布置按对称多边形排列，桩距Sa=(34)d=(34)0.45=1.351.8m,取Sa=1.4，取边桩中心至承台边缘距离为1d=0.45 m 四桩承台布置图如下： 五：复合桩基荷载验算根据上面承台布置，按下式计算复合桩基。 、5桩承台1).A柱 由及，查表：； 查表： 得： 查表：预制桩 （1） 按中心荷载计算 （2） 按偏心荷载计算 满足要求。六、桩身设计混凝土为C30，轴心抗压强度设计值 14.3MPa，抗拉强度设计值为1.43MPa，主筋采用：416，强度设计值：310Mpa。其余按结构图集预制钢筋混凝土方桩要求。七：承台设计承台设计选C30混凝土，轴心抗压强度设计值为1.MPa，轴心抗拉强度设计值为1.43MPa。、五柱承台柱：（1） 柱对承台得冲切 满足要求。（2） 角柱对承台的冲切 满足要求。D柱：和A柱受力近似，故可以不验算承台抗冲切。、联合承台 （1）单独考虑每个柱对承台得冲切B柱 满足要求。C柱 满足要求。（2）考虑B、C柱共同作用对承台的冲切作用 满足要求。（3） 角柱对承台得冲切作用冲切力柱1： 满足要求柱2： 满足要求八、沉降计算1、五桩承台A柱：由于弯矩较小，故可按轴心受压计算。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加应力近似取承台底平均附加压力。 （1）基底接触压力：（2）基底附加应力 ： （3）确定地基手压层深度：故分两层，第一层：4.3m 第二层：1.715m （4） 计算基础中心下地基中的附加应力：地层深度 (m)l/bz/bP(kpa)02.9/2.9=100.251.00210.797 4.314.3/(2.9/2)=2.970.04470.17880.13690.547637.691 6.01516.015/(2.9/2)=4.150.02530.10120.10900.43621.333（5） 计算压缩模量：（6） 软土地区且桩端无良好持力层时，当桩长l25m时,取1.7； 查附表H： 桩基等效沉降系数（7） 计算A桩基沉降量：2、联合承台B、C桩基可认为是承受沿7轴线方向的偏心。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加应力近似取承台底平均附加压力。（1） 求基底接触压力： （2） 求基底附加压力 求出最大附加压力处的沉降和最小附加压力处的沉降，便可求出沉降差（略）（3）确定地基手压层深度：故分两层，第一层：4.3m 第二层：1.715m （4）计算联合承台中心沉降：地层深度 (m)l/bz/b06.5/2.3=2.80 4.32.84.3/(2.3/2)=3.740.14960.5984 6.0152.86.015/(2.3/2)=5.230.12120.4848软土地区且桩端无良好持力层时，当桩长l25m时,取1.7； 查附表： 桩基等效沉降系数3、计算沉降差（1）A、BC桩基沉降差： （2）BC、D桩基沉降计算：满足要求。九、施工图参考文献：1.预制钢筋混凝土方桩图集（97G361） 2. 建筑桩基础技术规范（JGJ9494）3.混凝土结构设计规范（GB500102002）