基礎(chǔ)工程課程設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上土木工程專業(yè)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計任務(wù)書樁基礎(chǔ)設(shè)計一、設(shè)計資料1、某建筑場地在鉆孔揭示深度內(nèi)共有6個土層，各層土的物理力學(xué)指標參數(shù)見表1。土層穩(wěn)定混合水位深為地面下1.0m，地下水水質(zhì)分析結(jié)果表明，本場地下水無腐蝕性。 建筑樁基設(shè)計等級為乙級，已知上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳來的荷載（作用在柱底即承臺頂面）：,，H = 50kN；柱的截面尺寸為：400×400mm；承臺底面埋深：d=1.5m。 2、根據(jù)地質(zhì)資料，以第4層粉質(zhì)粘土為樁尖持力層，采用鋼筋混凝土預(yù)制樁 3、承臺設(shè)計資料：混凝土強度等級為C20，軸心抗壓強度設(shè)計值為，軸心抗拉強度設(shè)計值為，鋼筋采用HRB335級鋼

2、筋，鋼筋強度設(shè)計值 4、建筑樁基技術(shù)規(guī)范(GJG94-2008)二、設(shè)計內(nèi)容及要求： 1、按照持力層埋深確定樁長，按照長徑比40-60確定樁截面尺寸；2、計算單樁豎向承載力極限標準值和特征值； 3、確定樁數(shù)和樁的平面布置圖； 4、群樁中基樁的受力驗算； 5、軟弱下臥層強度驗算； 6、承臺結(jié)構(gòu)計算； 7、承臺施工圖設(shè)計：包括樁的平面布置圖，承臺配筋圖和必要的圖紙說明； 8、需要提交的報告：任務(wù)書、計算書和樁基礎(chǔ)施工圖。 注：1、計算書打印，按照A4頁面，上下左右頁邊距設(shè)置為2.0cm，字體采用宋小四號2、圖紙采用3號圖幅，圖紙說明即為圖中的說明3、任務(wù)書、計算書和樁基礎(chǔ)施工圖裝訂成一冊4、將電子

3、稿按班打包交上來，每人的電子稿名稱按照學(xué)號+姓名命名專心-專注-專業(yè)表1 地 基 土 物 理 力 學(xué) 指 標 設(shè) 計 參 數(shù) 表 工程編號： 工程名稱： 層序巖土 名稱 /層厚(m)含 水 量土 的 重 度孔 隙 比土 的 比 重液  限塑限塑 性 指 數(shù)液 性 指 數(shù)壓 縮 系 數(shù)固 快法快剪法無側(cè)限 抗 壓 強 度建 議 值凝 聚 力摩 擦 角凝 聚 力摩 擦 角 壓縮 模量地基承載力特征值預(yù)制樁極限標準值樁周土摩擦力樁端土承載力0e0GslpIPIL1-2ccquEs1-2fakqskqpk(%)(kN/m3)(%)(%)(%)(%)(%)(MPa-1)(KPa)(

4、° )(KPa)( ° )(KPa)(MPa)(KPa)(KPa)(KPa)1素填土/1.52粉質(zhì)粘土/3.038.7 18.3 1.072 2.73 41.0 24.8 16.2 0.862 0.61 18.1 8.3 49.9 3.2 75 24 3淤泥/15.058.5 16.5 1.632 2.74 53.8 26.6 27.2 1.181 1.29 5.5 2.0 8.0 8.8 16.1 1.9 65 14 4粉質(zhì)粘土/4.027.3 19.5 0.788 2.72 32.9 19.3 13.6 0.592 0.36 21.5 8.0 28.5 16.0 5.2

5、 100 32 1600 5淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土/6.042.9 17.6 1.219 2.73 41.2 26.1 14.5 1.114 0.86 7.3 3.4 10.2 11.6 2.4 75 16 6粉砂/10.08.5 250 60 3000 樁基礎(chǔ)設(shè)計計算書一、 按照持力層埋深確定樁長，按照長徑比40-60確定樁截面尺寸；由地基土物理力學(xué)指標設(shè)計參數(shù)表，樁插入承臺的深度50mm。選第四層粉質(zhì)粘土為持力層，設(shè)樁進入持力層深度為1.95m。則樁的長度L=0.05+3.0+15.0+1.95=2.0m。根據(jù)長徑比40-60選定樁的截面邊長b=450mm，顯然40<=44.4<60。

6、二、計算單樁豎向承載力極限標準值和特征值；Qu= uqiskli+APqpk=4×0.45×(24×3+14×15+1.95×32)+1600×0.452=943.92KNRa=QuK=943.922=472KN 三、確定樁數(shù)和樁的平面布置圖；初選樁的根數(shù)N=VkRa=6.72根，暫取7根。易知4.5d=450×4.5=2025mm，取樁心距s=2050mm。 采用梅花樁，平面布置如下： 承臺的寬度和長度分別為:bc=2050×2+450+450=5000mmhc=2050×2+450+450=5000m

7、m 取承臺埋深為1.5m。承臺及其上填土重，地下水位以下土的重度取浮重度。 Gk=Ad=（20×1.0+0.5×20-10）×5.0×5.0= 625KN 單樁的豎向作用力Nk=Fk+Gkn=3200+6257=546kNRa=472KN（不可行） 當(dāng)n=8根時，平面布置如下：Nk=Fk+Gkn=3200+6258=478kNRa=472KN（不可行） 當(dāng)n=9根時，平面布置圖如下：Nk=Fk+Gkn=3200+6259=425kN<Ra=472KN（可以）綜上，應(yīng)取9根樁。四、群樁中基樁的受力驗算；1、 復(fù)合樁基豎向承載力特征值R的計算。根據(jù)Sa

8、/d=2050/450=4.56，Bc/l=5000/20000=0.25，查表得c=0.20計算基樁所對應(yīng)的承臺底凈面積：Ac=A-nApsn=25-9×0.45×0.459=2.575mm2承臺下1/2承臺寬度且不超過5m的深度范圍內(nèi)土的地基承載力特征值為fak=75Kpa，得樁基的豎向承載力特征值 R=Ra+cfakAc=472+0.19×75×2.575=508.7KN2、 樁基頂?shù)呢Q向荷載。軸心力作用 Nk=Fk+Gkn=3200+3659=425kN偏心豎向力作用 My=Mk+Hk×1.2=400+50×1.2=460kN

9、m Nik=Fk+Gkn±Mxyiyi2±Myxixi2作用在樁頂?shù)淖畲?、最小豎向力： Nminmax=472±460×1.856×1.852=513.44KN<1.2R=610.4KN430.56KN>0滿足豎向承載力要求。3、 樁基頂?shù)乃胶奢d。單樁水平承載力特征值計算公式RHa=0.75×3EIXx0ax0a=10mm，m=4.4MN/mm，C30混凝土的彈性模量為EC=3×104N/mm2，HPB335級鋼筋的彈性模量Es=2.0×105N/mm2。b<1m，b0=1.5b+0.5=1.5

10、×0.45+0.5=1.175m鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值：E=EsEc=2.0×1053×104=6.67，g=0.7%方形截面：W0=b6b2+2E-1gb02 =0.456×0.452+2×6.67-1×0.7%×1.1752 =2.341×107mm3樁的抗彎剛度EI=0.85ECI0 ,換算截面慣性矩I0=12W0b0 EI=0.85×3×104×12×2.341×107×1175=3.51×108N/m2水平變形系數(shù)=5mb0

11、EI=54.4×106N/m4×1.1753.51×108=0.4302（1/m）換算深度h=0.4302×20=8.6m查表得vx=2.441，所以，RHa=0.75×0.×3.51×1082.441×10=85.86KN單樁水平承載力Hk=Hn=509=5.56kNRHa=85.86KN（可以）五、軟弱下臥層強度驗算； 樁心距6d，可以將樁基礎(chǔ)是為實體基礎(chǔ)，軟弱下臥層的計算公式為：z+mzfaz淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的孔隙比<0.85，液性質(zhì)數(shù)IL=0.529<0.85，故深度修正系數(shù)d=1.6，地下水以下

12、的土的浮重度，根據(jù)公式sat=Gs+e1+ww及=sat-w則浮重度=sat-w=（Gs+e1+w-1）w2=（2.73+1.072%1+0.378-1）×10=9.76kN/m33=（2.74+1.634%1+0.585-1）×10=7.39kN/m34=（2.73+0.788%1+0.273-1）×10=11.43kN/m3基礎(chǔ)底面以上土的厚度加權(quán)平均重度m1=（20×1.0+10×0.5+9.76×3+7.39×15+11.43×1.95）/21.45=8.74 kN/m3按擴散作用基礎(chǔ)底面處的附加應(yīng)力p0k

13、：p0k=pk-C=FK+GK'A-c實體深基礎(chǔ)底面積A=a0+2ltan4b0+2ltan4，查表的=23°A=4.55+2×19.5×tan23°44.55+2×19.5×tan23°4=71.86m2p0k=3200+19-10×71.86×21.4571.86-8.74×21.45=50.11Kpa不考慮擴散作用時基礎(chǔ)底面處的附加應(yīng)力p0k：p0k=pk-C=FK+Gk+GK'-2a0+b0qsialia0b0-m1(l+d)p0k=3200+625+20×4.

14、55×4.55×19.5-2×9.1×344.44.55×4.55-8.74×21.45 <0（不可行）軟弱層頂面以上土的厚度加權(quán)平均重度m2=（20×1.0+10×0.5+9.76×3+7.39×15+11.43×4）/23.5=8.8.97 kN/m3兩層土的彈性模量之比為ES1Es2=5.22.4=2.17，查表得樁端持力層的擴散角=18.4°。實體基礎(chǔ)的計算寬度和長度A0=a0+2ltan4，B0=b0+2ltan4。即有A0=B0=4.943m軟弱層頂面的附加

15、應(yīng)力z=p0k×A0+B0A0+2ttan(B0+2ttan) =(50.11×(4.943×4.943)4.943+2×2.05×tan18.4×(4.943+2×2.05×tan18.4) =30.78Kpa經(jīng)深度修正后的地基承載力faz=fak+dm2（d-0.5）=75+1.6×8.97×（23.5-0.5）=405.10kpa易知， z+mz=30.78+8.94×23.5=236.4kpa<faz=405.10kpa下臥層滿足承載力要求。六、承臺結(jié)構(gòu)計算；相應(yīng)于荷載標

16、效應(yīng)組合時作用于柱底的荷載設(shè)計值為：F=1.35Vk=1.35×3200=4320kN M=1.35Mk=1.35×400=540KNm H=1.35Hk=1.35×50=67.5kN扣除承臺和其上填土自重后的柱頂豎向設(shè)計值：N=Fn=43209=480kN在偏心荷載作用下 Nik=Fk+Gkn±Mxyiyi2±Myxixi2Nminmax=N±（M+Hh）xmaxxi2=480±（540+67.5×1.2）×1.856×1.852=535.9kN424.0KN1、 承臺受沖切承載力驗算柱對承臺

17、沖切的承載力計算。首先對柱邊沖切進行計算Fl=F-Ni=4320-480=3840KN取a0x=1625mm>ho=1130mm取a0x=ho=1130mm。0x= a0x h0=1.0同理，a0y=aoy=1130mm，0y=0x=10x=0x=0.84a0x+0.2=0.7由線性內(nèi)插法的hp=0.96720xbc+a0y+0y(hc+a0x) hpftb0 =2×0.7×0.4+1.13×2 ×0.976× 1100×1.13 =5197.2KN>Fl=3840KN滿足要求。角樁對承臺的沖切計算。C1=C2=675mm

18、，a1x=a1y=1625mm1x=1y=a1x/ho=1625/1130=1.44>1.0，取1x=1y=1.01x=1y=0.561x+0.2=0.4667 1xC2+a1x/2+1y(C1+a1y/2)hpftb0=0.467×0.675+1.6252+0.467×(0.675+1.6252)×0.976×1100×1.13=1682.65k>Nmax=535.9kN(可以)2、 承臺受剪承載力計算。柱下樁基礎(chǔ)獨立承臺斜截面受剪承載力按下式計算： Vhsftb0h0對A-A截面x=axh0=1.438 (介于0.3與3之間) hs=800h01/4=/4=0.917 剪力系數(shù) =1.75/（+1.0）=1.75/（1.438+1）=0.7178hsftb0h0=0.917×0.7178×1100×5×1.13 =4090.