基礎工程課程設計計算書

1、基礎工程課程設計任務書（一）設計題目某賓館，采用鋼筋混凝土框架結構，基礎采用柱下樁基礎，首層柱網布置如附件所示，試按要求設計該基礎。（二）設計資料1. 場地工程地質條件場地巖土層按成因類型自上而下劃分：1、人工填土層（Qml）；2、第四系沖積層（Qal）；3、殘積層（Qel）；4、白堊系上統(tǒng)沉積巖層(K2)。各土（巖）層特征如下：1）人工填土層（Qml）雜填土：主要成分為粘性土，含較多建筑垃圾（碎磚、碎石、余泥等）。本層重度為16kN/m3。松散為主，局部稍密，很濕。層厚1.50m。2）第四系沖積層（Qal）-1淤泥質粉質粘土：灰黑，可塑，含細砂及少量碎石。該層層厚3.50m。其主要物理力學性

2、質指標值為：=44.36%；= 1.65 g/cm3；e= 1.30；IL= 1.27；Es= 2.49MPa；C= 5.07kPa，= 6.07。承載力特征值取fak=55kPa。-2 粉質粘土：灰、灰黑色，軟塑狀為主，局部呈可塑狀。層厚2.45m。其主要物理力學性質指標值為：= 33.45%；= 1.86 g/cm3；e= 0.918;IL=0.78; Es=3.00Mpa；C=5.50kPa，=6.55。-3粉質粘土：褐色，硬塑。該層層厚3.4m。其主要物理力學性質指標值為：= 38.00%；= 1.98 g/cm3；e= 0.60;IL=0.20; Es=10.2MPa。3）第四系殘積

3、層（Qel）-1 粉土：褐紅色、褐紅色間白色斑點；密實，稍濕-濕。該層層厚2.09m。其主要物理力學性質指標值為：= 17.50%；= 1.99 g/cm3；e= 0.604；IL=00.24； Es=16.5MPa;C= 41.24kPa;= 22.63。4）基巖白堊系上統(tǒng)沉積巖層(K2) 本場地揭露巖層為白堊系上統(tǒng)沉積巖層, 巖性以粉砂巖為主。根據巖石風化程度的不同將本區(qū)巖石劃分為強風化、中風化巖、微風化巖。-1強風化層：褐紅色。厚度多在3.505.50m之間，平均為4.0m。其主要物理力學性質指標值為：= 2.30 g/cm3； Es=100.0MPa。本層取1個土樣，作標準貫入試驗3次

4、，均在20cm出現(xiàn)標貫錘反彈現(xiàn)象，擊數(shù)N=3036擊。-2中風化層：褐紅色；巖質較硬，節(jié)理、裂隙稍發(fā)育，巖芯多呈短柱狀，碎塊狀。厚度3.0m。Es=400.0MPa。-3微風化層：褐紅色；巖石新鮮、堅硬，巖芯多呈長柱狀。其飽和抗壓強度值30.60MPa。2. 場地水文地質條件擬建場地已人工填土整平，無明顯地表水體存在，僅在陰雨天氣可在低洼處見少量地面積水。場地地基土中無明顯的含水層, 地下水主要為儲存在雜填土中的上層滯水，補給來源為生活用水及大氣降水。經觀測，本場地地下水靜止水位標高在11.3011.89m之間。3. 上部結構資料 上部結構為鋼筋混凝土框架結構，底層柱布置及上部結構傳至0.00

5、m的荷載條件如附件。所有底層柱截面尺寸均為600mm600mm。柱子的混凝土強度等級為C30。（三）設計內容（1）確定樁型、樁長； （2）確定單樁或基樁豎向承載力；（3）確定樁數(shù)、承臺尺寸及建筑物的樁基礎平面布置； （4）樁基礎承載力驗算；（5）承臺及連梁設計計算；（6）樁沉降驗算；（7）繪制施工圖（包括基礎平面布置圖、樁的布置及承臺平面圖、樁基礎剖面圖、承臺配筋圖、樁配筋圖、施工說明等）。（四）設計依據（1）JGJ94-2008 建筑樁基技術規(guī)范（2）制圖標準等其它規(guī)范、規(guī)程、標準。（五） 設計要求（1）設計符合施工圖設計深度要求。（2）計算書要求：書寫工整、數(shù)字準確、圖文并茂，任務書隨計算

6、書裝訂。（3）制圖要求：所有圖線、圖例尺寸和標注方法均應符合新的制圖標準，圖紙上所有漢字和數(shù)字均應書寫端正、排列整齊、筆畫清晰，中文書寫為長仿宋字。（4）圖紙規(guī)格：A2；計算書：A4。（5）設計時間：1.5周。任務書附件：（1）上部結構底層柱網平面布置圖（2）恒載作用下底層柱底的荷載作用標準值（3）活載作用下底層柱底的荷載作用標準值基礎工程課程設計計算書1.設計資料1.場地工程地質條件建筑地基的土層分布情況及各土層物理、力學指標見表1.1表1.1地基各土層物理，力學指標土層編號土層名稱層底埋深（m）層厚（m）人工填土1.501.5016-1淤泥質粉質粘土5.003.5016.31.301.27

7、5.076072.4955-2粉質粘土7.452.4518.20.9180.785.506.553.00-3粉質粘土10.853.4019.40.600.2010.2-1粉土12.942.0919.50.60400.2441.2422.6316.5風化層12.9422.5100.01.2荷載組合對28根樁荷載進行組合，根據荷載大小把柱分成2組，第一組為和13軸，第二組為12軸。取各樁的最不利荷載，結果如下：標準組合：用于進行樁的承載力計算，計算公式為：。第一組：,，第二組：,，基本組合：用于承臺設計及樁身配筋，計算公式為：。第一組：,，第二組：,，準永久組合：用于樁基沉降驗算，計算公式為：。第

8、一組：,，第二組：,，2.樁型選擇和持力層確定根據施工場地、地基條件以及場地周圍環(huán)境條件，采用預制混凝土管樁。樁邊長取400mm400mm。選擇第層風化層作為樁端持力層，樁端全斷面進入持力層1.0m（2d）樁入土深度為。取承臺厚度為1.0m，承臺埋深為1.94m，則樁長。 3.確定單樁承載力 根據建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-2008）5.3.5：用經驗參數(shù)法確定單樁極限承載力標準值： 為樁側第層土的極限側阻力標準值。由規(guī)范表5.3.5-1得各層土的極限側阻力標準值如表3.1表3.1 各層土的極限側阻力標準值土層編號-1-2-1-1-1土層名稱人工填土淤泥質粉質粘土粉質粘土粉質粘土粉土強風化層

9、3030578870220為極限端阻力標準值，由規(guī)范表5.3.5-2得：。樁極限承載力標準值：根據規(guī)范5.2.2：單樁承載力特征值，K為安全系數(shù)，取K=2。得：4確定樁數(shù)和承臺底面尺寸4.1 和13軸柱樁數(shù)和承臺的確定取最大軸力組合的荷載F=2742.8kN初步估算樁數(shù),考慮偏心受壓，取調整系數(shù)為1.1，即：取n3根，樁中心距 ，樁承臺為等邊三角形承臺，樁位平面布置見附圖。4.2 12軸柱樁數(shù)和承臺的確定取最大軸力組合的荷載F=4009.1kN初步估算樁數(shù),考慮偏心受壓，取調整系數(shù)為1.1，即：取n4根，取樁中心距 ，樁心距承臺力緣取500mm，承臺底面尺寸為2400mm2400mm，樁位平面

10、布置見附圖。5.樁基承載力驗算5.1 和13軸柱樁單樁承載力軸心豎向力作用下：，滿足要求。偏心豎向力作用下=948.4+= 1025.21.2=1437.6kpa，滿足要求 。5.2 12軸柱樁單樁承載力軸心豎向力作用下，滿足要求。偏心豎向力作用下=1058.1+= 1090.31.2=1437.6kpa，滿足要求。6.承臺受彎計算6.1 和13軸柱樁承臺受彎計算承臺厚度，保護層為，則，混凝土強度等級為C25，混凝土的抗拉強度為，采用對稱配筋，鋼筋選用HRB335級，。取荷載基本組合：，選用7B20150鋼筋，6.2 12軸柱樁承臺受彎計算取荷載基本組合：， 選用B20150鋼筋，7.承臺抗沖

11、切驗算7.1 和13軸柱樁承臺抗沖切驗算柱對承臺的沖切驗算：根據規(guī)范5.9.7：承臺受柱沖切的承載力可按以下公式計算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。沖垮比：=0.21，=0.32沖切系數(shù)：，承臺抗沖切承載力：，滿足要求。角樁對承臺的沖切驗算：根據規(guī)范5.9.8：三樁三角形承臺受角樁沖切的承載力可按以下公式計算：底部角樁：，頂部角樁：從角樁內邊緣至承臺外邊緣距離：，承臺變階處相交點至角樁內邊緣水平距離：，；角樁沖跨比：=0.21，=0.27沖切系數(shù)：，承臺抗沖切承載力: ，滿足要求。7.2 12軸柱樁承臺抗沖切驗算柱對承臺的沖切驗算：根據規(guī)范5.9.7：柱下矩形獨立承臺受柱沖切沖切承載力可按以下

12、公式計算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。沖垮比：=0.21，=0.21沖切系數(shù)：，受沖切承載力截面高度影響系數(shù)：承臺抗沖切承載力：，滿足要求。角樁對承臺的沖切驗算：根據規(guī)范5.9.8：承臺受角樁沖切的承載力可按以下公式計算：從角樁內邊緣至承臺外邊緣距離：，承臺變階處相交點至角樁內邊緣水平距離：，角樁沖跨比：=0.21沖切系數(shù)：，滿足要求。8.承臺斜截面抗剪驗算8.1 和13軸柱樁承臺斜截面抗剪驗算根據規(guī)范5.9.10：承臺斜截面受剪承載力可按以下公式計算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。剪垮比：=0.210.3，取=0.3；=0.32剪切系數(shù)：， 受剪切承載力截面高度影響系數(shù)：對于-截面：對于-

13、截面： ,滿足要求。8.2 12軸柱樁承臺斜截面抗剪驗算根據規(guī)范5.9.10：承臺斜截面受剪承載力可按以下公式計算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。剪垮比：=0.210.3，取=0.3剪切系數(shù)：， 受剪切承載力截面高度影響系數(shù)： 由于承臺截面對稱：,滿足要求。9.樁身結構設計9.1樁身配筋計算預制樁的樁身混凝土強度等級選用C30，鋼筋選用HRB335級，樁頂軸壓力應符合下列規(guī)定：計算樁身軸線抗壓強度時，一般不考慮壓屈影響，?。粚τ陬A制樁，樁基施工工藝系數(shù) ；C30混凝土 =14.3N/樁身軸承載力滿足要求。故按構造配筋，選取8B14，。9.2樁身構造設計箍筋選用A8的鋼筋，間距200mm，距樁頂

14、2m范圍內箍筋加密，間距為100m，樁身主筋混凝土保護層厚30mm。10.連梁設計根據規(guī)范4.2.6：連梁寬度不宜小于250mm，其高度可取承臺中心距的1/101/15,且不宜小400mm。，取連梁高度h=500mm，寬度b=300mm。按構造配筋，選取8B14，。箍筋選取A8200mm。11.樁樁沉降驗算由于樁的埋深為13.94m，故樁沉降由13.94m處往下計算。根據規(guī)范5.5.6，采用等效作用分層總和法計算其最總沉降量。計算地基土的自重壓力：地下水位以上：；地下水位以下：；總的自重應力：。基礎的自重應力：地下水位以上：；地下水位以下：；總的應力。（1） 和13軸樁：三角形承臺的面積為3.

15、82把其等效為邊長為的矩形附加應力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處，所以本基礎取Z=4m計算沉降量。Z（m）平均附加應力系數(shù)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所以根據建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-2008）5.5.7，可得沉降計算如下： 取沉降經驗系數(shù)。，由，得：， 所以：。（2）12軸樁附加應力Z(m)0234.0100.250123.81.2249.010.50.232114.92.4264.011.00.17586.73.6276.011.50.12260.43.8281