基础工程课程设计doc.docx
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基础工程课程设计doc
土木工程专业基础工程课程设计任务书
————桩基础设计
一、设计资料
1、某建筑场地在钻孔揭示深度内共有6个土层，各层土的物理力学指标参数见表1。
土层稳定混合水位深为地面下1.0m，地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。
建筑桩基设计等级为乙级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载（作用在柱底即承台顶面）：
Vk3200kN,Mk400kNm，H=50kN；
柱的截面尺寸为：
400×400mm；
承台底面埋深：
d=1.5m。
2、根据地质资料，以第4层粉质粘土为桩尖持力层，采用钢筋混凝土预制桩
3、承台设计资料：
混凝土强度等级为
C20，轴心抗压强度设计值为
fc
9600kPa，轴心抗
拉强度设计值为
ft
1100kPa
，钢筋采用
HRB335级钢筋，钢筋强度设计值
fy
300N/mm2
4、《建筑桩基技术规范》
（GJG94-2008）
二、设计内容及要求：
1、按照持力层埋深确定桩长，按照长径比
40-60确定桩截面尺寸；
2、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值；
3、确定桩数和桩的平面布置图；
4、群桩中基桩的受力验算；
5、软弱下卧层强度验算；
6、承台结构计算；
7、承台施工图设计：
包括桩的平面布置图，承台配筋图和必要的图纸说明；
8、需要提交的报告：
任务书、计算书和桩基础施工图。
注：
1、计算书打印，按照A4页面，上下左右页边距设置为2.0cm，字体采用宋小四号
2、图纸采用3号图幅，图纸说明即为图中的说明
3、任务书、计算书和桩基础施工图装订成一册
4、将电子稿按班打包交上来，每人的电子稿名称按照学号+姓名命名
表1地基土物理力学指标设计参数表
工程编号：
岩
土
层
名
序
称
/层厚（m）
1素填土/
2粉质粘土/
3淤泥/
4粉质粘土/
淤泥质粉质
5
粘土/
6粉砂/
工程名称：
含
土
孔
土
塑
液
压
的
的
液
塑
性
性
缩
水
隙
重
比
限
限
指
指
系
量
比
度
重
数
数
数
ω
0
γ
e
Gsωl
ωp
I
P
I
L
α1-2
0
（%）
（kN/m3）
（%）
（%）
（%）
（%）
（%）
（MPa-1）
固快法
快剪法
无侧
建
议
限
地基
预制桩
凝
摩
凝
摩
抗
极限标准
压缩
承载
聚
擦
聚
擦
压
桩周
模量
力特
力
角
力
角
强
土摩
征值
度
擦力
c
φ
c
φ
q
E
f
ak
q
u
s1-2
sk
（KPa）
（°）
（KPa）
（°）
（KPa）（MPa）
（KPa）
（KPa）（
7524
6514
10032
7516
25060
桩基础设计计算书
一、按照持力层埋深确定桩长，按照长径比40-60确定桩截面尺寸；
由地基土物理力学指标设计参数表，桩插入承台的深度50mm。
选第四层粉质粘土
为持力层，设桩进入持力层深度为。
则桩的长度
L=+++=。
根据长径比40-60选定桩的截面边长b=450mm，显然40<=<60。
二、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值；
=u+
=4××（24×3+14×15+×32）+1600×
Ra===472KN
三、确定桩数和桩的平面布置图；
初选桩的根数
N==根，暂取7根。
易知=450×=2025mm，取桩心距s=2050mm。
采用梅花桩，平面布置如下：
承台的宽度和长度分别为:
=2050+450+450=5000mm
=2050+450+450=5000mm
取承台埋深为。
承台及其上填土重，地下水位以下土的重度取浮重度。
单桩的竖向作用力Nk=546kN〉Ra=472KN（不可行）
当n=8根时，平面布置如下：
Nk=478kN〉Ra=472KN（不可行）
当n=9根时，平面布置图如下：
Nk=
425kN
Ra=472KN（可以）
综上，应取9根桩。
四、群桩中基桩的受力验算；
1、复合桩基竖向承载力特征值
R的计算。
根据Sa/d=2050/450=，Bc/l=5000/20000=，查表得ηc=计算基桩所对应的承台底净面积：
=
承台下1/2承台宽度且不超过5m的深度范围内土的地基承载力特征值为
=75Kpa，得桩基的竖向承载力特征值
R=Ra+ηcAc=472+=
2、桩基顶的竖向荷载。
轴心力作用Nk=
425kN
偏心竖向力作用
My=Mk+Hk
=400+50
=460kN
作用在桩顶的最大、最小竖向力：
=472=
满足竖向承载力要求。
3、桩基顶的水平荷载。
单桩水平承载力特征值计算公式
=
=10mm，m=mm，C30混凝土的弹性模量为3N/，HPB335级钢筋
的弹性模量。
b，=+==
钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值：
方形截面：
=
桩的抗弯刚度EI=,换算截面惯性矩
N/
水平变形系数
换算深度
查表得=，
=
=（1/m）
所以，=单桩水平承载力
（可以）
五、软弱下卧层强度验算；
桩心距〈6d，可以将桩基础是为实体基础，软弱下卧层的计算公式为：
淤泥质粉质粘土的孔隙比，故深度修正系数，地下
水以下的土的浮重度，根据公式及=
则浮重度==（
=（
=（
=（
基础底面以上土的厚度加权平均重度
=（203+
=
①按扩散作用基础底面处的附加应力：
实体深基础底面积，查表的
②不考虑扩散作用时基础底面处的附加应力：
<0（不可行）
软弱层顶面以上土的厚度加权平均重度
=（203+
=两层土的弹性模量之比为，查表得桩端持力层的扩散角。
实体基础的计算宽度和长度
即有
软弱层顶面的附加应力
=
=
经深度修正后的地基承载力
=+=75+易知，
下卧层满足承载力要求。
六、承台结构计算；
相应于荷载标效应组合时作用于柱底的荷载设计值为：
F==
M==
H==
扣除承台和其上填土自重后的柱顶竖向设计值：
N=
在偏心荷载作用下
=N=480=
1、承台受冲切承载力验算
①柱对承台冲切的承载力计算。
首先对柱边冲切进行计算
=4320-480=3840KN
取
mm
取
=
同理，
，
由线性内插法的
2[]
=
满足要求。
②角桩对承台的冲切计算。
，=1625mm
==1625/1130=>，取
=
[]
=[]
=>（可以）
2、承台受剪承载力计算。
柱下桩基础独立承台斜截面受剪承载力按下式计算：
V
对A-A截面
（介于与3之间）
==
剪力系数=（+1）=
=
=>=（可以）
3、承台抗弯承载力计算
计算柱边x，y方向的钢筋量。
==
选用1428，实际，沿x轴方向均匀布置，通长配筋。
由对称关系，y方向的配筋与x轴一致。
七、承台施工图设计：
包括桩的平面布置图，承台配筋图和必要的图纸说明；
说明：
承台配筋图中，其承台边缘和四角应采用加密钢筋。
桩与承台连接处应保证防水构
造要求。
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