基礎工程課程設計計算書

1、基礎工程課程設計運算書 基礎工程課程設計任務書 一設計題目 某賓館 ,接受鋼筋混凝土框架結構 件所示 ,試按要求設計該基礎； 二設計資料 1, 場地工程地質(zhì)條件 ,基礎接受柱下樁基礎 ,首層柱網(wǎng)布置如附 場地巖土層按成因類型自上而下劃分 :1 ,人工填土層 Q ;2 ,第四系沖積層 ml Q ;3 ,殘積層 Q ;4 ,白堊系上統(tǒng)沉積巖層 K 2； 各土 巖 層特點如下 : 1 人工填土層 Q 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 3 度為 16kN/m；松散為主 , 局部稍密 , 很濕；層厚 1,50m； al 2 第四系沖積層 Q -1 污泥質(zhì)粉

2、質(zhì)粘土 : 灰黑, 可塑 , 含細砂及少量碎石； 該層層厚 3,50m；其 3 主要物理力學性質(zhì)指標值為 : =44,36%;= 1,65 g/cm ; e= 1,30; I L= 1,27; Es= 2,49MPa;C= 5 ,07kPa, = 6 , 07； 承載力特點值取 f ak=55kPa； -2 粉質(zhì)粘土 : 灰,灰黑色 , 軟塑狀為主 , 局部呈可塑狀；層厚 2,45m；其 3 主要物理力學性質(zhì)指標值為 : = 33, 45%; = 1, 86 g/cm ;e= 0,918;I L=0, 78; Es=3,00Mpa;C=5,50kPa, =6,55； -3 粉質(zhì)粘土 : 褐色,

3、 硬塑；該層層厚 3,4m；其主要物理力學性質(zhì)指標值為 : = 38, 00%; = 1, 98 g/cm ;e= 0,60;I L=0,20; Es=10 ,2MPa； el 3 第四系殘積層 Q -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； 3 其主要物理力學性質(zhì)指標值為 : = 17,50%;= 1,99 g/cm ;e= 0 ,604;I L=0 0,24; 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； 依據(jù)巖石風化

4、 第 1 頁,共 14 頁基礎工程課程設計運算書 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 3 質(zhì)指標值為 : = 2,30 g/cm ; Es=100, 0MPa； 本層取 1 個土樣 , 作標準貫入試驗 3 次, 均在 20cm 顯現(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(zhì)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 ; 巖石新穎,堅硬 ,

5、巖芯多呈長柱狀；其飽與抗壓強度值 30,60MPa； 2, 場地水文地質(zhì)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(jīng)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 0,00m 的荷 載條件如附件；全部底層柱截面尺寸均為 等級為 C30； 三設計內(nèi)容 1確定樁型,樁長 ; 2確定單樁或基樁豎向承載力 ; 600mm600mm；柱子的

6、混凝土強度 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承臺及連梁設計運算 ; 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 ； 第 2 頁,共 14 頁基礎工程課程設計運算書 四設計依據(jù) 1JGJ94-2022 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運算書要求 :書寫工整,數(shù)字精確,圖文并茂 ,任務書隨運算書裝訂； 3制圖要求 : 全部圖線,圖例尺寸與標注方法均應符合新的制圖標準 ,圖紙上 全部漢字與數(shù)字均應書寫端正

7、,排列整齊,筆畫清晰 4圖紙規(guī)格 :A2; 運算書 :A4 ； 5設計時間 :1,5 周； 任務書附件 : 1上部結構底層柱網(wǎng)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 ,中文書寫為長仿宋字； 基礎工程課程設計運算書 1,設計資料 1,場地工程地質(zhì)條件 建筑地基的土層分布情形及各土層物理,力學指標見表 1,1 表 1,1 地基各土層物理 ,力學指標 土層 土層名稱 層底埋 層厚 3 kN/ m eI L c o ES f ak 深 編號 m kpa kpa Mpa 人工填土 m 16 1, 30 1,27 5,07 6, 55 2,49 55 1,5

8、0 1, 50 污泥質(zhì)粉 -1 5, 00 3,50 16, 3 質(zhì)粘土 -2 7, 45 2,45 18, 2 0, 918 0,78 5,50 3,00 粉質(zhì)粘土 -3 粉質(zhì)粘土 10, 85 3,40 19, 4 0, 60 0,20 10,2 -1 粉土 12, 94 2,09 19, 5 0, 604 0 41,24 22, 63 16,5 0,24 第 3 頁,共 14 頁基礎工程課程設計運算書 風化層 12,94 22, 5 100, 0 1, 2 荷載組合 對 28 根樁荷載進行組合 ,依據(jù)荷載大小把柱分成 2 組, 第一組為與 13 軸, 其次組為 12 軸；取各樁的最不利荷

9、載 , 結果如下 : 標準組合 :用于進行樁的承載力運算 ,運算公式為 : Sk 恒載 活載 ； 第一組 : F 2742.80kN , M m, V 其次組 : F 4009.1kN , M 8kN m , V 基本組合 :用于承臺設計及樁身配筋 ,運算公式為 : S 恒載 活載 ； 第一組 : F 3587.3kN , M 15.3kN m , V 其次組 : F 5211.3kN , M m, V 準永久組合 :用于樁基沉降驗算 ,運算公式為 : Sq 恒載 活載 ； 第一組 : F 2645.4kN , M m, V 其次組 : F 3846.1kN , M m , V 2,樁型選擇與

10、持力層確定 依據(jù)施工場地,地基條件以及場地四周環(huán)境條件 邊長取 400mm400mm；, 接受預制混凝土管樁；樁 選擇第層風化層作為樁端持力層 , 樁端全斷面進入持力層 1,0m2d樁入 土深度為 h ；取承臺厚度為 1,0m,承臺埋深為 1,94m,就 樁長 h ； 3,確定單樁承載力 依據(jù)建筑樁基技術規(guī)范 JGJ94-20225 , 3, 5: 用體會參數(shù)法確定單樁 極限承載力標準值 : Quk Qsk Qpk u q l sik i q Ap pk qsik 為樁側第 層土的極限側阻力標準值；由規(guī)范表 i 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

11、側阻力標準值 土層編號 -1 -2 -1 -1 -1 土層名稱 人工填土 污泥質(zhì)粉 粉質(zhì)粘土 粉質(zhì)粘土 粉土 強風化層 質(zhì)粘土 第 4 頁,共 14 頁基礎工程課程設計運算書 qsik / kpa 30 30 57 88 70 220 q pk為極限端阻力標準值 , 由規(guī)范表 5, 3, 5-2 得: q pk6000kpa ； 樁極限承載力標準值 : Quk Qsk Qpk uqsikliqpkAp70 2.09 220 1.0 6000 24 0.430 57 88 2396kpa 依據(jù)規(guī)范 5, 2, 2: 單樁承載力特點值 Ra 1Quk ,K 為安全系數(shù) , 取 K=2； K 得:

12、Ra 12396 1198kpa24. 確定樁數(shù)與承臺底面尺寸 4,1 與 13 軸柱樁數(shù)與承臺的確定 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(diào)整系數(shù)為 1,1, 即: nF 1198 1.4m 3d1.2m , 樁承臺為等邊三角形承臺 , 樁位 R取 n3 根, 樁中心距 Sa 平面布置見附圖； 4,2 12 軸柱樁數(shù)與承臺的確定 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(diào)整系數(shù)為 1,1, 即: F n R 1198 取 n 4 根, 取樁中心距 Sa 3d1.2m , 樁心距承臺力緣取 500mm

13、承 , 臺底面尺寸為 2400mm 2400mm樁 , 位平面布置見附圖； 5,樁基承載力驗算 5,1 與 13 軸柱樁單樁承載力 軸心豎向力作用下 : Qk Fk nGk 20 132.2 Ra 1198kpa, 中意要求； 2第 5 頁,共 14 頁基礎工程課程設計運算書 偏心豎向力作用下 Q kmx Fk nGk Mykx max 2 xi 1.94 = 1025,21,2 Ra =1437,6kpa, 中意要求 ； =948,4+ 49 225,2 12 軸柱樁單樁承載力 軸心豎向力作用下 Q k Fk nGk 20 42.4 R a1198kpa, 中意要求； 偏心豎向力作用下 Q

14、kmx Fk nGk Mykx max 2 xi 1.94 = 1090,31,2 Ra =1437,6kpa, 中意要求； =1058,1+ 426,承臺受彎運算 6,1 與 13 軸柱樁承臺受彎運算 承臺厚度 1.0m, 愛惜層為 50mm, 就 h0 m , 混凝土強度等級為 C25,混凝 土的抗拉強度為 f t 2 1.19N / mm , 接受對稱配筋 , 鋼筋選用 HRB335 級, f y 2 300N / mm ；取荷載基本組 合: , Mm , V NF 3nNmax F My xmax 21.94 x j 2n2MN max sa 3c 330.4 m344As M6 52

15、3.6 10 2 f y h0 300 950 選用 7B20150 鋼筋 , A s 2第 6 頁,共 14 頁基礎工程課程設計運算書 6,2 12 軸柱樁承臺受彎運算 取荷載基本組合 : F 5211.34kN , M m , V N F kN n 4Nmax F My xmax 2 64.18 1.94 2n x j 4M y Ni xi 2Nmax xi 2 1077.8kN m M 1077.8 10 62As 4202mm f y h0 0.9 300 950 選用 B20150 鋼筋 , s mm 2A 7,承臺抗沖切驗算 7,1 與 13 軸柱樁承臺抗沖切驗算 柱對承臺的沖切驗

16、算 : 依據(jù)規(guī)范 5,9,7:承臺受柱沖切的承載力可按以下公式運算 : 1. 62 Fl 2 0 x bc a0 y 0 y hc a0 x hp f t h0 柱邊到最近樁邊的水平距離 : a0 x m , a0 y ； 沖垮比 : 0 x =a0 x h0 =0,21, 0 y =a0 y h0 =0, 32 沖切系數(shù) : 0 x x 0.21 ,0 y y hp 11 950 800 2022 800 承臺抗沖切承載力 : 2 0 x bc a0 y 0 y hc a0 x hp ft h0 1190 2 0.3 0.2 Fl , 中意要求； 角樁對承臺的沖切驗算 : 依據(jù)規(guī)范 5,9,

17、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 : Nl11 2c1 a11 hp tan 1f h0 , 2第 7 頁,共 14 頁基礎工程課程設計運算書 頂部角樁 : Nl12 2c 2a hp tan 2f h 0 0.20m , a12 ; 2從角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣距離 : c1 1.07m , c2 承臺變階處相交點至角樁內(nèi)邊緣水平距離 : a11 角樁沖跨比 : 11=a11h0 =0,21, 12=a12h0 =0, 27 沖切系數(shù) : 11 , 11 12 12 承臺抗沖切承載力 : 11 2c1a11 hp tan 1f t h0 1190 1806

18、.6kN 21.362 o 0. 200.994 tan 30 12 2c2a12 hp tan 2f t h0 1190 21.192 o tan 30 N l Nmax kN , 中意要求； 7,2 12 軸柱樁承臺抗沖切驗算 柱對承臺的沖切驗算 : 依據(jù)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公式 運算 : Fl 2 0 x bc a0 y 0 y hc a0 x hp f t h0 柱邊到最近樁邊的水平距離 : a0 x m , a0 y ； 沖垮比 : 0 x =a0 x h0 =0,21, 0 y =a0 y h0 =0, 21 沖切系數(shù) : 0 x , 0 y

19、 x y 受沖切承載力截面高度影響系數(shù) : hp 1 1 950 800 2022 800 承臺抗沖切承載力 : 2 0 x bc a0 y 0 y hc a0 x hp ft h0 1190 2 0.2 0.2 第 8 頁,共 14 頁基礎工程課程設計運算書 Fl 7335.6kN , 中意要求； 角樁對承臺的沖切驗算 : 依據(jù)規(guī)范 5, 9, 8: 承臺受角樁沖切的承載力可按以下公式運算 : Nl 1x c2 a1 y 1 y c1 a1x hp ft ho 22從角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣距離 : c1 c2 m , 承臺變階處相交點至角樁內(nèi)邊緣水平距離 : a1x a1 y m , 角樁沖

20、跨比 : 0 x =0y =a0 x h0 =0,21 沖切系數(shù) : 1x 1 y x 1 x c2 a1 y 1y c1 a1 x hp ft ho 22Nl Nmax 221190 , 中意要求； 1347.3kN 8,承臺斜截面抗剪驗算 8,1 與 13 軸柱樁承臺斜截面抗剪驗算 依據(jù)規(guī)范 5,9,10: 承臺斜截面受剪承載力可按以下公式運算 : V hs f tb0h0 =0, 32 1柱邊到最近樁邊的水平距離 : ax m , ay ； 剪垮比 : x =ax h0 =0,210,3, 取 x =0,3; y =ay h0 剪切系數(shù) : x x 11,y y 1受剪切承載力截面高度影

21、響系數(shù) : hs 800 1/ 4 800 1/ 4 h0 950 對于 - 截面 : b0 hs x ft b0 h0 1190 第 9 頁,共 14 頁基礎工程課程設計運算書 對于 - 截面 : b0 0.289 1190 0.7 2, hs x ft b0 h0 V 2 Nmax 2中意要求； 8,2 12 軸柱樁承臺斜截面抗剪驗算 依據(jù)規(guī)范 5,9,10: 承臺斜截面受剪承載力可按以下公式運算 : V hs f tb0h0 800 1/ 4 , 柱邊到最近樁邊的水平距離 : ax m , ay ； 剪垮比 : x = y =ax h0 =0, 210, 3, 取 x =0,3 剪切系數(shù)

22、 : x y x 11, 受剪切承載力截面高度影響系數(shù) : hs 800 1/ 4 h0 950 hs x ft b0 h0 1190 由于承臺截面對稱 : V 2Nmax 2 kN 中意要求； 9,樁身結構設計 9, 1 樁身配筋運算 預制樁的樁身混凝土強度等級選用 符合以下規(guī)定 : C30,鋼筋選用 HRB335 級 , 樁頂軸壓力 應 N max c f c Aps1 ; 對于預制樁 , 樁基 Nmax F My xmax 41.94 n2 x j 2運算樁身軸線抗壓強度時 , 一般不考慮壓屈影響 , 取 施工工藝系數(shù) c 0.8 ;C30 混凝土 f c =14, 3N/ mm2c f

23、 c Aps16 14.3 10 第 10 頁,共 14 頁基礎工程課程設計運算書 樁身軸承載力中意要求；故按構造配筋 , 選取 8B14, A s 1231mm2 ； 9,2 樁身構造設計 箍筋選用 A 8的鋼筋 , 間距 200mm距 , 樁頂 2m 范疇內(nèi)箍筋加密 , 間距為 100m, 樁身主筋混凝土愛惜層厚 30mm；10,連梁設計 依據(jù)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； 1 10 15 1 7200 480 720mm, 取連梁高度 h=500mm寬 , 度 b=300mm；按構造配筋 , 選

24、取 8B14, As 1231mm 2 ；箍筋選取 A8200m；m11,樁樁沉降驗算 由于樁的埋深為 13,94m,故樁沉降由 13,94m 處往下運算； 依據(jù)規(guī)范 5, 5,6,接受等效作用分層總與法運算其最總沉降量； 運算地基土的自重壓力 : 地下水位以上 : c1 16 2.45 19.4 1 ; 地下水位以下 : c 2 10 c1 c 2 10 1.0 kPa ; 總的自重應力 : c 234 .0kPa ； 基礎的自重應力 : 地下水位以上 : p1 20 11 .85 237 kPa ; kPa ; 地下水位以下 : p 2 20 13 .94 總的應力 pp1 p 2 278

25、 .8 kPa ； （ 1）與 13 軸樁 : 三角形承臺的面積為 3,82 m2 把其等效為邊長為 2m 2m 的矩附加應力 p0F G 20 形 c A 第 11 頁,共 14 頁基礎工程課程設計運算書 Zm c kPa lbz bz P0 kPa 0234,0 100,250 130, 1 1,0 246,5 0, 5 0,232 120, 7 12,0 259,0 11, 0 0,175 91,0 3,0 271,5 1, 5 0,122 63,5 14,0 284,8 2, 0 0,084 43,7 1在 Z=4,0m 處, z ,所以本基礎取 Z=4m 運算沉降量； c Z lbz

26、 b平均附 加應力 iZi izi i1zz 1Esi S 4P0 m Ei m MPa 0 1,0 10 0, 系數(shù) i- 0,2448 - izi i 1 zi 1 0, 2500 0, 2448 0 0,2448 - 5,094 1100 2,0 50, 2252 0,4504 0,2056 4,278 1100 1, 0 1, 3,0 10, 1991 0,5973 0,1469 100 3,057 54,0 12, 0, 1746 0,6984 0,1011 400 0,526 0所以 S 依據(jù)建筑樁基技術規(guī)范 JGJ94-20225 ,5,7, 可得沉降運算如下 : s e s 4ePo nzi izi 1i 1 100 0.526 400 Esi Es i 1 Ai 100 100 A Esi 40MPa