基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)2018070

1、.目錄目錄 .1基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì) .31工程概況 .61.1工程地質(zhì)資料 .61.2荷載情況 .62初步選擇持力層，確定樁型和尺寸.63 確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值 .64初步確定樁數(shù)及承臺尺寸 .75群樁基礎(chǔ)的單樁承載力驗(yàn)算 .76 確定群樁承載力設(shè)計(jì)值 .87降量驗(yàn)算 .88軟弱下臥層的驗(yàn)算 .99承臺設(shè)計(jì)計(jì)算 .109.1承臺抗彎設(shè)計(jì)驗(yàn)算 .109.2承臺抗沖切驗(yàn)算 .129.3承臺剪切驗(yàn)算 .13附圖 1 .15附圖 2 .16附圖 3 .17word 專業(yè)資料.附圖 418附圖 519word 專業(yè)資料.基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：柱下鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)適用專業(yè)：地質(zhì)15-1一、課程設(shè)計(jì)基本要

2、求1 、課程設(shè)計(jì)目的利用所學(xué)基礎(chǔ)工程課程的理論知識，能夠獨(dú)立完成一個較完整的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算過程，從而加深對所學(xué)理論的理解與應(yīng)用。2 、課程設(shè)計(jì)建議在復(fù)習(xí)本學(xué)期課程理論知識后，收集并閱讀相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和參考書后進(jìn)行本課程設(shè)計(jì)任務(wù)。二、課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)資料1 、工程設(shè)計(jì)概況某城市新區(qū)擬建一棟15 層框架結(jié)構(gòu)的辦公樓，其場地位于臨街地塊居中部位，無其它鄰近建筑物， 地層層位穩(wěn)定， 場地地質(zhì)剖面及樁基計(jì)算指標(biāo)見工程地質(zhì)資料。 試設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立承臺樁基礎(chǔ)。（ 1 ）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級為乙級；（ 3 ）柱的截面尺寸為： 450mm ×600mm ；（ 4 ）承臺底面埋深： d =2.0m （也可自行按規(guī)范

3、要求選定） ；（ 5 ）根據(jù)地質(zhì)資料以及上部荷載情況，自行選擇樁型、樁徑和樁長；（ 7 ）樁的類型：預(yù)制樁或者灌注樁（自行斟酌設(shè)定）；（ 8 ）沉樁方式：靜壓或者打入（自行斟酌設(shè)定）。（ 9 ）方案要求盡量先選擇以粉質(zhì)粘土為持力層，若不滿足要求，再行選擇卵石或巖石層作為持力層，并作簡要對比說明。2 、荷載情況已知上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳至承臺頂面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合：軸力F=(8300-10n )kN ，彎矩 M x=(80+2 n)kN m·， M y =(750- n)kN 。（其中， M x、 M y 分別為沿柱截面短邊和長邊方向作用； n 為 15 ）。3 、工程地質(zhì)資料word

4、專業(yè)資料.建筑場地土層按其成因、土性特征和物理力學(xué)性質(zhì)的不同，自上而下劃分為5 層，地質(zhì)剖面與樁基計(jì)算指標(biāo)見表1 ，勘察期間測得地下水水位埋深為2.2m 。地下水水質(zhì)分析結(jié)果表明，本場地地下水無腐蝕性。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求（ 1 ）確定單樁豎向承載力特征值；（ 2 ）確定樁數(shù)，樁的平面布置，承臺平面尺寸，單樁承載力驗(yàn)算；（ 3 ）若必要，進(jìn)行軟弱下臥層承載力驗(yàn)算；表 1 地質(zhì)剖面與樁基計(jì)算指標(biāo)樁基計(jì)算指標(biāo)層厚地下水位單樁布置預(yù)制樁沉管樁沖、鉆孔樁土層種類/m/m/mq siqsiq siqpkqpkq pkkkk2149320粘土3.0504044淤泥9.51440124.53000502004

5、010044粉質(zhì)粘土00淤泥質(zhì)土9.2201416卵石3.01000127001028012000000強(qiáng)風(fēng)化巖未見底70001050072200100000四、設(shè)計(jì)成果及提交（1 ）計(jì)算說明書：計(jì)算說明書一律用A4 幅面；裝訂順序：封面 （須注明：基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)，專業(yè)班級，學(xué)號，姓名，日期），目錄 、設(shè)計(jì)任務(wù)書 ，計(jì)算說明書 ；word 專業(yè)資料.五、建議的設(shè)計(jì)步驟及涵蓋內(nèi)容（ 1 ）列出設(shè)計(jì)資料（包括上部結(jié)構(gòu)資料、建筑場地資料）；（ 2 ）選擇樁型、樁端持力層和承臺埋深；（ 3 ）確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值；（ 4 ）確定樁數(shù)和承臺底面尺寸；（ 5 ）確定群樁豎向承載力設(shè)計(jì)值；（ 6 ）樁基中

6、單樁荷載驗(yàn)算；（ 7 ）樁基軟弱下臥層驗(yàn)算 （若不須驗(yàn)算樁基軟弱下臥層沉降， 建議另行設(shè)定條件自行練習(xí)） ；（ 8 ）承臺設(shè)計(jì)（承臺尺寸及樁的布置，提出承臺配筋要求）。word 專業(yè)資料.1 工程概況某城市新區(qū)擬建一棟15 層框架結(jié)構(gòu)的辦公樓，其場地位于臨街地塊居中部位，無其它鄰近建筑物，地層層位穩(wěn)定，場地地質(zhì)剖面及樁基計(jì)算指標(biāo)見工程地質(zhì)資料。1.1 工程地質(zhì)資料建筑場地土層按其成因、土性特征和物理力學(xué)性質(zhì)的不同，自上而下劃分為5 層，地質(zhì)剖面與樁基計(jì)算指標(biāo)見表1 ，勘察期間測得地下水水位埋深為2.2m 。地下水水質(zhì)分析結(jié)果表明，本場地地下水無腐蝕性。1.2 荷載情況已知上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳至

7、承臺頂面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合：軸力F=(8300-10*15 )kN ，彎矩 M x =(80+2*15 )kN m·， M y=(750- 15 )kN 。（其中， M x、M y 分別為沿柱截面短邊和長邊方向作用）。2 初步選擇持力層，確定樁型和尺寸根據(jù)荷載和地質(zhì)條件，由于卵石土承載力在300KPa400Kpa之間，所以初步考慮以第五層卵石做持力層。采用截面為450*600mm的預(yù)制鋼筋混凝土方樁。樁端進(jìn)入持力層1 ，樁長 25m 。3 確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)單樁豎向極限承載力的標(biāo)準(zhǔn)值Q uk 公式QukQSK Qpk u qsik l i qpk Ap其中：Ap0.450.60

8、.27mu0.4541.8(m)2Q uk100000.271.8(501149.5504.59.2201200.8)3388( kN )word 專業(yè)資料.R aQuk1694( kN )24 初步確定樁數(shù)及承臺尺寸先假設(shè)承臺尺寸為3m*3m，厚度為1m ，承臺及其上的土的重度為20kN/m3 ，則承臺及其上土自重的標(biāo)準(zhǔn)值為G k20332360(kN )根據(jù)基礎(chǔ)的豎向載荷和承臺及其上自重確定樁數(shù)，當(dāng)中心荷載作用時(shí)，根據(jù)公式Fk Gk8150 360n5.02Ra1694可取 6根樁5 群樁基礎(chǔ)的單樁承載力驗(yàn)算按照設(shè)計(jì)的承臺尺寸，計(jì)算G k33220360kN由單樁豎向力計(jì)算公式N kFkG

9、kn得N k815036061418kN因?yàn)?N k 1418kNRa1694kN符合規(guī)范要求。根據(jù)偏心荷載下的應(yīng)力計(jì)算公式N ikFkGkM xk yiM yk xin2nj 1 x j2nj 1 x j求得單樁偏心荷載下最大豎向力為N kmaxFk GkM xk yiM yk xi110 1.1735 1.11610（kN ）nnj1 x j2nj1 x j214181.1 1.14 1.1 1.14根據(jù)規(guī)范要求word 專業(yè)資料.N max1.2RaN kmax16101.2Ra2032.8符合群樁基礎(chǔ)的要求6 確定群樁承載力設(shè)計(jì)值一般而言， 樁的承載力主要取決于地基巖土對樁的支撐能力，

10、但是對于端承樁，超長樁或者樁身質(zhì)量有缺陷的情況，可能由樁身混凝土控制。由于與材料強(qiáng)度有關(guān)的設(shè)計(jì)，作用組合的效應(yīng)應(yīng)采用按承載能力極限狀態(tài)下的基本組合的效應(yīng)，所以應(yīng)該滿足NA p fcC本次設(shè)計(jì)選用C30 混凝土預(yù)制樁，得N0.2730000 0.856885kN7 降量驗(yàn)算樁端附加應(yīng)力等于P0Fk GkPc0ab8150 360473 380877.1* 7.1160.42(Kpa )(b02l tan)(a02l tan )50.4144沉降量計(jì)算深度ZnB0 ( 2.50.4 ln B0 )7.1* (2.50.4ln 7.1)12.18m查表可以知道10.987 ；20.858 ；30.5

11、03z11.5m ； z24.5m ； z312.3m由沉降量計(jì)算公式得s'P0( zi izi 1 i1)（）160.42* 0.987 * 1.5 160.42 * 0.858* 4.5 0.987 * 1.5Esi464.6（）160.42*0.503* 12.30.858 * 4.55.1683.0176.21894.4mm60word 專業(yè)資料.EsAi160.42* 0.987* 1.5160.42* (0.858* 4.50.987*1.5)160.42* (0.503* 12.30.858* 4.5)AI160.42 * 0.987* 1.5160.42* (0.858

12、* 4.50.987*1.5)160.42 * (0.503* 12.30.858* 4.5)Esi464.66010.516樁基礎(chǔ)沉降量sp s'根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范2094-2008表 p 0.808sps'0.808* 94.476.3200mm所以樁基沉降量滿足設(shè)計(jì)要求。8 軟弱下臥層的驗(yàn)算假設(shè)卵石下有3m 厚的淤泥質(zhì)土，因此需要進(jìn)行軟弱下臥層的驗(yàn)算查閱相關(guān)資料得到相關(guān)土的工程性質(zhì)：表 1 ：土的工程參數(shù)土體種類內(nèi)摩擦角范圍內(nèi)摩擦角取值壓縮模量重度范圍重度取值粘土1030202017.81918淤泥3305218.518.5粉質(zhì)粘土18252020182119淤泥質(zhì)土3

13、30204.61919卵石30403546192121強(qiáng)風(fēng)化巖20302560212423（1 ）樁端上部土的自重應(yīng)力G k20 * 3* 3* 2 0.2* 18(1810) * 0.8(1810) * 9.5(1910) * 4.5(1910) * 9.2( 2110) * 0.8 * 3* 32322.9kN（2 ）群樁實(shí)體深基礎(chǔ)等效底面邊長word 專業(yè)資料.B 0b02l tan2.62* 25* tan 52.64.57.1m4A 0a02l tan2.62* 25* tan 52.64.57.1m4（3 ）基地壓力Fk Gk8150 2322.9Pk207.75kPaA7.1*

14、7.1（4 ）下臥層允許承載力faM b b M d md M cCk查閱相關(guān)資料可以知道：內(nèi)摩擦角k 20，查表得M b0.51; M d0.36; M c 5.66;Ck 30KN ;11KN / m3 ;b 2.6m; d27m基礎(chǔ)底面至下臥層距離z=2m ，由于 z / b0.240.25 ，因此擴(kuò)散角0m2.2 * 180.8* 88.5* 9.5 9* 4.59* 9.2 11* 0.89.59kM / m339.54.59.20.8則f a 0.51* 11* 2.60.36* 27 * 9.75.66* 30278.67 kPa（5 ）下臥層頂面自重壓力G k 9.7* 27

15、* 3* 32357.1KNGk12357.146.76(KPa )Pco7.1* 7.1AP0FkG k1Pc 0 * a * b81502357.1 47 * 3* 3200.04(kPa)(b02l tan)( a0 2l tan)7.1* 7.144經(jīng)過計(jì)算可以知道，軟弱下臥層的承載力f a 278.7kPa 200kPa ，所以符合規(guī)范要求。9 承臺設(shè)計(jì)計(jì)算9.1 承臺抗彎設(shè)計(jì)驗(yàn)算在承臺結(jié)構(gòu)計(jì)算中，取相應(yīng)于作用基本組合有效的設(shè)計(jì)，可以按照下式進(jìn)行計(jì)算：S1.35skword 專業(yè)資料.所以F1.35Fk11002.5(kN )Mx1.35M kx148.（5 kN ）M y1.35M

16、 ky992.25（ kN ）對于承臺進(jìn)一步設(shè)計(jì)為：取承臺厚1.5m ，下設(shè)厚度為100mm強(qiáng)度為 C10 的混凝土墊層，保護(hù)層厚度為100mm，則承臺有效高度h 0 =1.4m ；承臺設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級為C20 ，混凝 的 抗 拉 強(qiáng) 度 f t1.1kN / m2 ， 鋼 筋 選 用 HRB335二 級 ， 鋼 筋 抗 拉 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 為f y=300N/mm2。承臺設(shè)計(jì)圖如附圖1 、各樁平均豎向力F11002.5N1833.75(kN )n62 、最大豎向力N maxyFM y xmax1833.75992.25* 1.1 150.341833.75 1984.05( kN)nx

17、 j26*1.12N maxxFM x ymax148.5* 1.11856.25(kN )n21833.75y j6* 1.1* 1.13 、彎矩計(jì)算以及配筋對 - 截面M YN i X i 3* Nmax y X i 3* 1856.25 * 0.6 3341.25(kN )鋼筋面積應(yīng)該為A sM Y3341.25 1068839.3(mm2 )0.9* ft * h00.9* 300* 1400采用 13 根直徑為 30mm的鋼筋， As=9188mm 2,平行于 x 軸布置。對 - 斷面M xNiYi2 * N max xYi2 * 1984* 0.6752678.4(kN )word

18、 專業(yè)資料.鋼筋面積應(yīng)該為A sM Y2678.4 * 10620.9 * f t * h00.9 * 300* 14007085.14( mm )采用 11 根直徑為 30mm鋼筋， As=7774.5mm2，平行于 y 軸布置。9.2 承臺抗沖切驗(yàn)算1 、柱下抗沖切驗(yàn)算柱下抗沖切驗(yàn)算應(yīng)該滿足Ft2 0 x (bca0 y )0 y (aca0 x )hpf t h0式中a0 x 0.6m;0 xa0 x0.60.43;0 x0.841.33h01.40 x0.2a0y0.675m;a0 y0.6750.49;0.840 yh01.40 y1.220x0.2bc0.45m; ac0.6m;h

19、p110.9(1400800) 0.952000800則2 0 x (bca0 y )0y (aca0 x) hp f t h021.33* (0.45 0.675)1.22* (0.60.6) * 0.95 * 1100* 1.44330.48(kN )樁頂凈反力FN1833.75(kN )n根據(jù)公式FlFN4330.481833.752496.77 (kN )4330.48（ kN ）符合承臺設(shè)計(jì)要求2 、角樁抗沖切驗(yàn)算沖切力 Nl 必須不大于抗沖切力word 專業(yè)資料.N l 1xa1 y) 1y (c1a1 x)hp ft h0(c222其中c1c20.45ma0 x 0.6m;a0 x0.60.43;0.841.330 xh01.40 x0 x0.2a0y 0.675m;a0 y0.6750.49; 0 y0.840 yh01.41.220x0.2沖切力為N l N max 1856.25(kN )F 1.33* (0.450.6