基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

1、溫州大學(xué)甌江學(xué)院基礎(chǔ)工程課 程 設(shè) 計(jì) 題 目： 樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 土木工程 學(xué)生姓名：張全 張炯耀 趙鑫淼 蘇涵 孫偉 陳亮宇 葉龍根 杜澤挺 學(xué) 號(hào)：13230630337132202307221323063040113230630404 指導(dǎo)老師： 吳雯雯 完成日期：2015年12月12日目錄1.設(shè)計(jì)資料32. 選擇樁端持力層、承臺(tái)埋深33.確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值44.柱荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)44.1 -44.1.1初選承臺(tái)尺寸：44.1.2樁的根數(shù)54.1.3計(jì)算樁頂荷載54.

2、1.4承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算64.1.5承臺(tái)受剪切承載力計(jì)算74.1.6承臺(tái)受彎承載力計(jì)算84.1.7承臺(tái)局部受壓驗(yàn)算84.1.8承臺(tái)之間連續(xù)梁計(jì)算（-和-）94.2-龍根)104.2-偉)114.3 -涵)124.5 -鑫淼)154.7 - 炯耀)164.8 - 炯耀)184.9 - 亮宇)194.10 -亮宇)201.設(shè)計(jì)資料本課程設(shè)計(jì)題目為溫州某后勤大樓柱下樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，提供地質(zhì)堪察資料

3、如下圖，層序巖土名稱層厚（m）壓縮模量（Mpa）地基承載力特征值（kpa）極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsk（kpa）極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk（kpa）預(yù)制樁灌注樁預(yù)制樁灌注樁(1)素填土0.6-（2）粘土2.57.51022623-（3）淤泥62.55512 10-(2)淤泥質(zhì)粘土93.8701816-(3)碎石混砂1216196383223001800(5)中風(fēng)化巖未鉆穿2000-470-6000柱子尺寸、分布及其荷載（M、N、Q）見附圖。2. 選擇樁端持力層、承臺(tái)埋深根據(jù)上表土層條件，以碎石混砂層為樁尖持力層，采用鋼筋混凝土預(yù)制樁，型號(hào)（PC,AB,500,100,9,11）。樁端進(jìn)入持力層1m（1d

4、）樁入土深度h=0.6+2.5+6+9+1=19.1m，承臺(tái)埋深d=1.8m，則樁基有效長度為L=19.1-1.8= 17.3m，直徑為500mm，樁尖進(jìn)入碎石混砂層為1m。樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80。承臺(tái)用C20級(jí)混凝土，=9.6；=1.10，HRB400級(jí)鋼筋。3.確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsk粘土 qs1k=26 kpa淤泥 qs2k=12 kpa淤泥質(zhì)粘土 qs3k=18 kpa碎石混砂 qs4k=38 kpa極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk qpk=2300 kpaQuk=qpkAp+upqsikli=2300x0.252x+0.5x(26x1.3+12x6+18x9+38x1

5、)=932kN單樁豎向承載力特征值：Ra=Quk/K=932/2=466kN4.柱荷載下的樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)4.1 -4.1.1初選承臺(tái)尺寸： 樁距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m4.1.2樁的根數(shù)取承臺(tái)及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra=18821.35+20×5×3×1.8466x1.2=4.98根 取n=6根承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m承臺(tái)埋深為1.8m，承臺(tái)高度h為0.9m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，

6、鋼筋保護(hù)層取70mm，則承臺(tái)有效高度為：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm4.1.3計(jì)算樁頂荷載樁頂平均豎向力：Nk=Fk+Gkn=18821.35+20×5.0×3.0×1.86=322kN<Ra=466kNMxk=241.35=17.8kN·mNkminkmax=Nk±Mxkyiyi2±Mykxixi2=322±17.8×16×12±0=324.97kN<1.2Ra=559.2kN319.03>0 符合要求作用于柱底的荷載設(shè)計(jì)值為：F=1882kN；M=24

7、 kN·m；H=0扣除承臺(tái)和其上填土自重后的樁頂豎向設(shè)計(jì)值：N=Fn=18826=313.67kNNminmax=N±Mxyiyi2±Myxixi2=313.67±24×16×12±0=317.67kN309.67kN4.1.4承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算柱邊沖切沖切力： Fl=F-Ni=1882-2x313.67=1254.67kN受沖切承載力截面高度影響系數(shù)hp計(jì)算hp=1-1-0.92000-800×900-800=0.992沖垮比與系數(shù)的計(jì)算a0x=1.55m>h0=0.83m 取a0x= h0=0.83m0

8、x=a0xh0=0.830.83=1(介于0.25-1之間） 0x=0.840x+0.2=0.841+0.2=0.70.25h0=0.25x0.83=0.2075m< a0y=0.55m<h0=0.83m 取a0y=0.55m0y=a0yh0=0.550.83=0.663(介于0.25-1之間）0y=0.840y+0.2=0.840.663+0.2=0.97320xbc+a0y+0yhc+a0xhpfth0=2×0.70.5+0.55+0.9730.5+0.83×0.992×1100×0.83=3675kN>Fl=1254.67kN（可

9、以）角樁向上沖切c1=c2=0.7m，a1x=a0x，1x=0x，a1y=a0x，1y=0y。1x=0.561x+0.2=0.561+0.2=0.4671y=0.561y+0.2=0.560.663+0.2=0.6721xc2+a1y2+1yc1+a1x2hpfth0=0.467×0.7+0.552+0.672×0.7+0.832×0.992×1100×0.83=1091kN>Nmax=317.67kN（可以）4.1.5承臺(tái)受剪切承載力計(jì)算剪跨比與以上沖垮比相同。受剪切承載力截面高度影響系數(shù)hs計(jì)算hs=800h014=80083014=

10、0.991x=0x=1(介于0.25-3之間）剪切系數(shù) =1.75+1.0=1.751+1.0=0.875hsftb0h0=0.991×0.875×1100×3.0×0.83=2375kN>2Nmax=2×317.67=635.34kN（可以）y=0y=0.663(介于0.25-3之間）剪切系數(shù) =1.75+1.0=1.750.663+1.0=1.05hsftb0h0=0.991×1.05×1100×5.0×0.83=4750kN>2Nmax=2×317.67=635.34kN（可以

11、）4.1.6承臺(tái)受彎承載力計(jì)算Mx=Niyi=3×0.75×317.67=715kN·mAs=Mx0.9fyh0=715×1060.9×360×830=2659mm2按最小配筋率0.15%計(jì)算，需As=5000x830x0.15%=6225mm2，現(xiàn)選用20C20，As=6283mm2，沿平行y軸方向均勻布置。My=Nixi=2×1.75×317.67=1112kN·mAs=My0.9fyh0=1112×1060.9×360×830=4135mm2選用14C20，As=439

12、8mm2（>bh0min=3000x830x0.15%=3735），沿平行x軸方向均勻布置。為滿足錨固長度要求，鋼筋兩端均向上彎折，彎折段長度為200mm。4.1.7承臺(tái)局部受壓驗(yàn)算柱的截面面積：At=0.5×0.5=0.25m2局部受壓凈面積：Aln= At=0.25m2局部受壓計(jì)算面積：Ab=3×0.5×3×0.5=2.25m2混凝土局部受壓強(qiáng)度提高系數(shù)：l=AbAt=2.250.25=31.35clfcAln=1.35×1.0×3×9600×0.25=9720kN>F=1.35×1882

13、=2541kN滿足條件。4.1.8承臺(tái)之間連續(xù)梁計(jì)算（-和-）軸-柱子的豎向荷載為F=932kN，軸-柱子的豎向荷載為F=1882kN。連續(xù)梁上的磚墻寬度a=250mm，高度為H=5100mm連續(xù)梁伸入承臺(tái)部分50mm，則可知軸-和軸-之間的連續(xù)梁的長度l=5100-500=4600mm取地梁寬b=250mm，地梁高h(yuǎn)=l8=46008=575mm，取h=600mm地梁有效截面高度h0=600-35=555mm連續(xù)梁的設(shè)計(jì)采用拉力配筋法，取Fmax=1882kN由F10=fyAs，可得As=F10fy523mm2查表得，選用4C14，實(shí)配As=615mm2。磚墻重 2

14、3×0.25×5.1=29.325kN/mM=ql28=29.325×4.628=77.56 kN·ms=M1fcbh02=77.56×1061.0×11.9×250×5552=0.0846=1-(1-2s)=1-(1-2×0.0846)=0.0886As=bh01fcfy=0.0886×250×555×9.6360=328mm2查表得，選用4C12，實(shí)配As=452mm2。V=29.325×5.1=149.56kN0.25cfcbh0=0.25×1.0&

15、#215;9.6×250×555=330000N>0.7ftbh0=0.7×1.1×250×555=106838N箍筋選用2A8，Asv=101mm2s=fyvAsvh0V-0.7ftbh0=360×101×555149.56×103-106838=472mm按構(gòu)造可取s=200。4.2-龍根)（1）初選承臺(tái)尺寸： 樁距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）樁的根數(shù)取承臺(tái)及其上土的平均重度

16、G=20kN/m3nFk/Ra= （1324/1.35)/466=2.1 取n=4根承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+1x2.0=3m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m承臺(tái)埋深為1.8m，承臺(tái)高度h為0.9m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，鋼筋保護(hù)層取70mm，則承臺(tái)有效高度為：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）計(jì)算樁頂荷載樁頂平均豎向力：=(F+G)/4=(1324/1.35+324）/4=326<Ra=466=23/1.35=17.0KN·M= 符合要求作用于柱底的荷載設(shè)計(jì)值為：F=1324kN；M=23 kN·m；H=0扣除承臺(tái)和其上填土自重后

17、的樁頂豎向設(shè)計(jì)值：N=4.2-偉)（1）初選承臺(tái)尺寸： 樁距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）樁的根數(shù)取承臺(tái)及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra= 取n=6根承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m承臺(tái)埋深為1.8m，承臺(tái)高度h為0.9m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，鋼筋保護(hù)層取70mm，則承臺(tái)有效高度為：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）計(jì)算樁頂荷載樁頂平均豎向力：Nk=Mxk= Nkamx

18、kmin=Nk或273.9 符合要求作用于柱底的荷載設(shè)計(jì)值為：F=1514kN；M=17 kN·m；H=0扣除承臺(tái)和其上填土自重后的樁頂豎向設(shè)計(jì)值：Nmax min=N4.3 -涵)（1）初選承臺(tái)尺寸： 樁距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）樁的根數(shù)取承臺(tái)及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra=14031.35+20×5×3×1.8466x1.2=4.07根 取n=6根承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5m承臺(tái)短邊

19、：b= 2x0.5+1x2.0=3m承臺(tái)埋深為1.8m，承臺(tái)高度h為0.9m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，鋼筋保護(hù)層取70mm，則承臺(tái)有效高度為：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）計(jì)算樁頂荷載樁頂平均豎向力：Nk=Fk+Gkn=14031.35+20×5.0×3.0×1.86=263kN<Ra=466kNMxk=261.35=19.3kN·mNkminkmax=Nk±Mxkyiyi2±Mykxixi2=263±19.3×16×12±0=259.78kN<1.2Ra=5

20、59.2kN236.03>0 符合要求作用于柱底的荷載設(shè)計(jì)值為：F=1403kN；M=26 kN·m；H=0扣除承臺(tái)和其上填土自重后的樁頂豎向設(shè)計(jì)值：N=Fn=14036=233.83kNNminmax=N±Mxyiyi2±Myxixi2=233.83±26×16×12±0=238.16kN229.50kN4.4 -和-澤挺鑫淼)（1）初選承臺(tái)尺寸： 樁距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1

21、x2.0=3m（2）樁的根數(shù)nFk/Ra= 根 取n=4根承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+1x2.0=3m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3mnFk/Ra= =4.60根 取n=6根承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m承臺(tái)埋深為1.8m，承臺(tái)高度h為0.9m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，鋼筋保護(hù)層取70mm，則承臺(tái)有效高度為：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）計(jì)算樁頂荷載Nk=211KN=466KN 符合要求作用于柱底的荷載設(shè)計(jì)值為：F=983kN；M=21 kN·m；H=0扣除承臺(tái)和其上填土自重后的樁頂豎向設(shè)計(jì)

22、值：N=357kN=466kN 符合要求作用于柱底的荷載設(shè)計(jì)值為：F=2163kN；M=11 kN·m；H=0扣除承臺(tái)和其上填土自重后的樁頂豎向設(shè)計(jì)值：4.5 -鑫淼)（1）初選承臺(tái)尺寸： 樁距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）樁的根數(shù)取承臺(tái)及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra= 取n=6根承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m承臺(tái)埋深為1.8m，承臺(tái)高度h為0.9m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，鋼筋保護(hù)

23、層取70mm，則承臺(tái)有效高度為：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）計(jì)算樁頂荷載樁頂平均豎向力： 符合要求作用于柱底的荷載設(shè)計(jì)值為：F=1943kN；M=8kN·m；H=0扣除承臺(tái)和其上填土自重后的樁頂豎向設(shè)計(jì)值： N=4.7 - 炯耀)（1）初選承臺(tái)尺寸： 樁距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5ml 承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）樁的根數(shù)取承臺(tái)及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra= 取n=4根承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+1x2.0=3m承臺(tái)短邊：b= 2x0

24、.5+1x2.0=3m承臺(tái)埋深為1.8m，承臺(tái)高度h為0.9m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，鋼筋保護(hù)層取70mm，則承臺(tái)有效高度為：h0=0.9m-0.07m=0.83m=830mm（3）計(jì)算樁頂荷載樁頂平均豎向力：Nk= 符合要求作用于柱底的荷載設(shè)計(jì)值為：F=915kN；M=28 kN·m；H=0扣除承臺(tái)和其上填土自重后的樁頂豎向設(shè)計(jì)值：N=4.8 - 炯耀)（1）初選承臺(tái)尺寸： 樁距： s4d=4x0.5=2m 取s=2m承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+2x2.0=5ml 承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m（2）樁的根數(shù)取承臺(tái)及其上土的平均重度G=20kN/m3nFk/Ra= 取n=4根承臺(tái)長邊：a= 2x0.5+1x2.0=3m承臺(tái)短邊：b= 2x0.5+1x2.0=3m承臺(tái)埋深為1.8m，承臺(tái)高度h為0.9m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，鋼筋保護(hù)層取70mm，則承臺(tái)有效高