锦城学院基础工程课程设计.docx

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1、锦城学院基础工程课程设计.doc 基础工程 课程设计报告 题 目： 某多层住宅小区基础工程设计 院 （系）： 土木工程系 专业班级： 2021 级土木工程* 班 学生姓名： * 学 号： *36 指导教师： 高芳芳 2021 年 5 月 13 日至 2021 年 6 月 36 日 课程设计成绩评定表 成绩评定 评定等级 优 良 中 及格 不及格 指导教师（签名）： 2021 年 6 月 30 日 目录 一.设计资料 . 错误! 未定义书签。 1.选择桩型及桩长 . 错误! 未定义书签。 2.确定单桩竖向承载力特征值 a R . . 错误! 未定义书签。 3.确定桩的数量和平面布置。 . 错误!

2、 未定义书签。 4.桩承台设计. 错误! 未定义书签。 5.桩基承载力验算 . 错误! 未定义书签。 6.群桩沉降计算 . 错误! 未定义书签。 附图.错 错误 误! 未定义书签。 （一）设计资料 1.建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为五层，地下水位位于地表以下 5m 处。 2.根据地基条件和施工设备，采用泥浆护壁钻孔桩。 3.桩身资料：混凝土为 C30，轴心抗压强度设计值 f c 14.3/mm2 。主筋用 HRB335，mmN f f y y2/ 300 "= = 。 4.承台设计资料：混凝土为 C25，轴心抗压强度设计值为 f c 11.9N/mm2 ，

3、承台埋深 2m。 5.工程概况：地基基础采用桩基础，拟建小区面积长 400m，宽 300m。建筑物结构传至柱下端的荷载组合为：荷载标准组合，竖向荷载 F k =3000KN，弯矩M k =200KN*m，荷载准永久组合，竖向荷载 F Q =2021KN，弯矩 M k =150KN*m,荷载基本组合，竖向荷载 F=4000KN，弯矩 M=300KN*m。桩径选择在 0.51.2m 之间取值，承台埋深 2m。 附表一.土层主要物理力学指标 土层厚度 m 天然重度 r(kN/m3) 承载力 特征值 f ak (kPa) 压缩模量E s MPa） 内聚力 C(kPa) 内摩擦角() 孔隙比 e 液性指

4、数I L 可塑粉质粘土 4 18.50 140 4.4 11 17 0.7 0.6 硬塑粉质粘土 3.5 20.00 160 6.0 19 20 0.4 0.2 淤泥 5 17 100 2 8 5 0.9 1.1 硬塑粉质粘土 3.5 20.00 160 6.0 19 20 0.4 0.2 强风化泥岩 以下均是 24.00 250 1.选择桩型及桩长 采用与试桩相同的直径为 0.6m，长为 16m 的钻孔灌注桩，初选第四层硬塑粉质粘土为持力层，桩端进入持力层不得小于 1m（2 倍桩径），承台埋深 2m，桩顶嵌入承台不宜小于 50mm，此处取 0.1m。 2.确定单桩竖向承载力特征值 a R .

5、 .根据桩身材料确定，初选 8 . 0 % 6 . 0 = = c j r ， ，计算得 KN NA f A f R s y ps c c a3691 36907564600006 . 0 300 9 . 046003 . 14 8 . 0 " " 9 . 02 2» =´ ´ ´ ´ + ´ ´ ´ = + = p p j 指标地层 .按经验参数法确定，查表得， kPa q kPa q kPa q kPa q k s k s k s k s 4 . 86 , 15 , 4 . 86 , 62

6、4 3 2 1 = = = = ， kPa q pk 1413 = ，则 KNA q l q u Q Q Q p pk i sik pk sk uk67 . 191346 . 01413 5 . 3 4 . 86 5 15 5 . 3 4 . 86 2 62 ( 6 . 02= ´ ´ + ´ + ´ + ´ + ´ ´ ´ =+ å = + =pp ） KNQRuka 8 . 9562= = 在竖向荷载作用下，桩丧失承载力一般表现为两种形式：桩周土的阻力不足，桩发生急剧且量大的竖向位移；或者虽然位移不急

7、剧增加，但因位移量过大而不适于继续承载。桩身材料的强度不够，桩身被压坏或拉坏。因此，桩身承载力应分别根据桩周土的阻力和桩身材料强度确定，采用其中的较小值。 单桩竖向承载力特征值取上述两者中的最小值，即取 KN R a 8 . 956 = 。 1.确定桩的数量和平面布置。 桩的数量 不计承台和承台上覆土重估算桩的数量。因偏心荷载，桩数初定为 根 5 . 38 . 95630001 . 1 = ´ = >akRFn m 取桩数 n=4 根 桩的中心距 通常桩的中心距 m d s a 8 . 1 3 = = 桩的布置 采用正方形布置，如图所示 2.桩承台设计 桩承台尺寸 根据桩的布置

8、，桩的外缘每边外伸净距为 mm d 30021= 。则桩承台长度 m l 3 = ，承台宽度 m b 3 = 。承台埋深设计 2m，假设承台高 1m。 承台及覆土重 去承台及上覆土的平均重度mKN G3/ 20 = g ，则承台及上覆土重为 KN Ad G G k 360 2 3 3 20 = ´ ´ ´ = = g 验算考虑承台效应的基桩竖向承载力特征值 不考虑地震作用时 c ak c a A f R R h + = ，查表得 06 . 0 = c h 基桩对应的承台底净面积nnA AApsc-= ， mA c2 297 . 1 4 )46 . 04 3 3 (

9、 = ¸ ´ ´ - ´ =p 承台下21承台宽度且不超过 5m 深度范围内各层土的地基承载力特征值kPa f ak 140 = KN A f R R c ak c a 4 . 973 97 . 1 140 06 . 0 8 . 956 = ´ ´ + = + = h 3.桩基承载力验算 中心荷载作用下 RnG FNk kk £+= ，即 KN R KN N k 4 . 973 8404360 3000= £ =+= 偏心荷载作用下 KN KNxx MnG FNiyk k kik 54 . 716 / 46 . 9

10、63 46 . 123 8409 . 042 ) 1 0 200 (4360 30002 2max= ± =´´ ´ +±+=å±+=KN R N k 08 . 1168 4 . 973 2 . 1 2 . 1 46 . 963 max = ´ = < = 0 54 . 716 min > = k N ，因此，桩不受上拔力。 偏心荷载作用下，最边缘桩承载力满足要求，受力安全。 4.群桩沉降计算 桩的中心距 m d m s a 6 . 3 6 8 . 1 = < = ，可将群桩作为假想的实体深基础，

11、采用等效作用分层总和法计算群桩沉降。等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加压力近似取承台底平均附加压力。 计算矩形桩基中点沉降 å=- - -· · · = · · =nisii i i iEz zp e s e s11 10 4 "a af f f f c p p p - = 0 桩端位于地面下 18m，地下水位-5m，地下水位以上取mKN G3/ 20 = g ，地下水位以下取mKN G3/ 10 " = g 桩端平面的平均压力 kPaAG Fp 453 13 10 5 203 32

12、021= ´ + ´ +´=+= 桩端平面土的自重压力 kPa p c 299 5 . 3 20 5 17 5 . 3 20 4 5 . 18 = ´ + ´ + ´ + ´ = k P a p p p c 1 5 4 0 = - = 2 10) 1 (1C n CnCbbe+ -+ = f ，查表 2 . 1 = f 。 根据群桩距径比 3 =ds a，长径比 7 . 266 . 016= =dl，及基础长宽比 1 =ccBL，按桩基规范内插法查表确定可得 06028 . 0 0 = C ， 51428 . 1 1 = C

13、 ， 13446 . 8 2 = C 。 83 . 2338 = ´ = · =ccbLBn n 22808 . 013446 . 8 83 . 1 51428 . 11 83 . 206028 . 0) 1 (12 10 =+ ´-+ =+ -+ =C n CnCbbe f 沉降计算见下表 沉降计算表 i i z (m) ciBzb2 z i= i a i z i a si E (MPa) å * * ´ = D=- - -n1 si1 1 i0 eEai z4 sii i a zp y y S(mm) 0 0 0 0.25 0 6 0 0

14、1 5 3.33 0.1275 0.6375 6 17.907 17.907 2 6 4 0.1114 0.6684 6 1.348 19.255 3 7 4.67 0.0988 0.6916 6 0.989 20.244 4 8 5.33 0.0888 0.7104 6 0.775 21.019 桩基沉降计算深度 n z 按应力比法确定，即 c z s s 2 . 0 £ 。 假定取 m z n 6 = ， n z 深处土的自重应力 kPa z p n c c 359 6 10 299 = ´ + = + = g s kPa kPa p c i z 718 2 . 0 7

15、9 . 22 154 037 . 0 4 " 4 0 = < = ´ ´ = = s a s 桩基最终沉降量为 mm s 255 . 19 = 。 5.承台设计 承台混凝土强度 C25，采用等厚度承台，高度为 1m，底面钢筋保护层厚 0.1m，承台有效高度为 0.9m，圆桩直径换算为方桩的边长 0.48m。 受弯计算。单桩净反力的平均值为： KNnFN 100044000= = = 边角桩的最大和最小净反力为： KN KNxx MnFNiyk54 . 876 / 46 . 12139 . 0 42 20210002 2maxmaxmin=´

16、0;± = ± =å 边桩和轴向桩间的中间桩静反力为： KN 73 . 1106246 . 1213 1000=+ m 15 . 1456 ) 2 / 6 . 0 9 . 0 ( 46 . 1213 2m 1200 ) 2 / 6 . 0 9 . 0 ( 1000 2y · = - ´ ´ = =· = - ´ ´ = =ååKN y N MKN y N Mi ii i x 承台长向配筋为： 26035 . 5992900 300 9 . 010 15 . 1456mmh fMAy s

17、ysy =´ ´´= =g 可以选配 200 22 16 f 钢筋，则mmAs26 . 6081 16 1 . 380 = ´ = 承台短向配筋为： 26027 . 4938900 300 9 . 010 1200mmh fMAy sxsx =´ ´´= =g 可以选配 200 22 14 f 钢筋，则mmAs24 . 5321 14 1 . 380 = ´ = 受冲切计算 0 t hp 0x c 0 0 x 0 l h f ) a h ( ) ( 2 b b b + + + £ y y c a b F

18、作用在冲切破坏锥体上相应于荷载效应基本组合的冲切力设计值为： å= - = KN Q F F i l 4000 5 . 09 . 045 . 0444 . 09 . 04 . 00 0= = = = = =hahaxyyxl l ， 3 . 12 . 0 45 . 084 . 02 . 084 . 0, 24 . 12 . 0 444 . 084 . 02 . 084 . 00 0 =+=+= =+=+=yyxxlblb 柱下矩形承台受冲切承载力为： 0 t hp 0x c 0 0 0 h f ) ( ) ( 2 b b b a h a b y y c x + + + KN 4000

19、 F KN 65 . 45709 . 0 10 43 . 1 9 . 0 ) 45 . 0 4 . 0 ( 3 . 1 ) 4 . 0 3 . 0 ( 24 . 1 2l3= > =´ ´ ´ ´ + ´ + + ´ ´ = 故柱对承台的冲切承载力满足要求。 角柱对承台的冲切验算： 011 112 1 )2( )2( h fx acac N t hp yyx l b b b + + + £ KN 1000 4 / 4000nFN l= = = 445 . 0 5 . 0 1 1 = = x y l l ， 5

20、6 . 05 . 0 5 . 056 . 0, 593 . 05 . 0 445 . 056 . 01 1 =+= =+= y x b b 45 . 0 , 4 . 0 6 . 0 1 1 2 1 = = = = y x a a C C ， 公式右边即为: KN N KN l 1000 59 . 10859 . 01043 . 1 9 . 0 )24 . 06 . 0 ( 56 . 0 )245 . 06 . 0 ( 593 . 0 3= > =´ ´ ´ ´ + ´ + + ´ 故角桩对承台的冲切承载力满足要求。 受剪切计算

21、由于不受水平力的作用，所以省略剪切计算。 附图： 基础工程课程设计任务书 一、设计题目 某建筑工地桩基础工程设计 二、基本设计资料 . 1. 工程概况 某建筑工地，拟建高层建筑小区，地基基础采用桩基础，拟建小区面积长 400m，宽 300m。建筑物结构传至柱下端的荷载组合为：荷载标准组合，竖向荷载 F k =3000KN，弯矩 M k =200KN*m，荷载准永久组合，竖向荷载 F Q =2021KN，弯矩 M k =150KN*m,荷载基本组合，竖向荷载F=4000KN，弯矩 M=300KN*m。桩径选择在 0.51.2m 之间取值，承台埋深 2m。 . 2. 地勘资料 地基土物理力学指标

22、根据钻探揭露情况及上述试验统计成果，并结合当地建筑经验，地基土物理力学指标评价见下表，地下水位位于地表以下 5m 处。 土层厚度 天然重度 r(kN/m3 ) 承载力 特征值 f ak (kPa) 压缩模量E s MPa） 内聚力 C(kPa) 内摩擦角() 孔隙比 e 液性指数I L 可塑粉质粘土 （学号末位数字+2）/2 4 18.50 140 4.4 11 17 0.7 0.6 硬塑粉质粘土 (学号首位数字+末位数字)/2 3.5 20.00 160 6.0 19 20 0.4 0.2 指标地层 淤泥 学号首位*2+末位数字/2 5 17 100 2 8 5 0.9 1.1 硬塑粉质粘土

23、 (学号首位数字+末位数字)/2 3.5 20.00 160 6.0 19 20 0.4 0.2 强风化泥岩 以下均是 24.00 250 . 3. 主要材料 1) 混凝土：材料自选。 2) 钢筋：主筋用 HRB335，其它的自选。 . 4. 计算方法 极限状态设计法（正常使用极限状态设计和承载能力极限状态设计）。 . 5. 设计依据与参考资料 1) 建筑地基基础设计规范（GB5007-2021）； 2) 建筑桩基技术规范（JGJ94-2021） 3) 基础工程教材； 4) 提供的技术资料； 三、设计内 容 1. 桩基础计算书 2. 桩基础平面布置图 3. 桩基础剖面图 四、设计要求 1. 计算说明书要内容全面，条理清晰，数据正确； 2. 按时完成任务（8 周） 五、上交成果 1. 桩基础计算书（A4） 2桩基础平面布置图（A4）； 3桩基础详图（A4）； 课程设计封面如下： 基础工程 课程设计报告 题 目： 某多层住宅小区基础工程设计 院 （系）： 土木工程系 专业班级： 2021 级土木工程*班 学生姓名： * 学 号： * 指导教师： 高芳芳 2021 年 5 月 13 日至 2021 年 6 月 26 日 课程设计成绩评定表 成绩评定 评定等级 优 良 中 及格 不及格 指导教师（签名）： 2021 年 6 月 30 日