基礎(chǔ)工程課程設(shè)計20180702.doc

目 錄目錄1基礎(chǔ)工程課程設(shè)計21 工程概況51.1 工程地質(zhì)資料51.2 荷載情況52 初步選擇持力層，確定樁型和尺寸53確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值54 初步確定樁數(shù)及承臺尺寸55 群樁基礎(chǔ)的單樁承載力驗算66確定群樁承載力設(shè)計值67 降量驗算78 軟弱下臥層的驗算79 承臺設(shè)計計算99.1承臺抗彎設(shè)計驗算99.2承臺抗沖切驗算109.3承臺剪切驗算11附圖112附圖213附圖314附圖415附圖516基礎(chǔ)工程課程設(shè)計設(shè)計題目：柱下鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)適用專業(yè)：地質(zhì)15-1一、課程設(shè)計基本要求1、課程設(shè)計目的利用所學(xué)基礎(chǔ)工程課程的理論知識，能夠獨立完成一個較完整的基礎(chǔ)設(shè)計與計算過程，從而加深對所學(xué)理論的理解與應(yīng)用。2、課程設(shè)計建議在復(fù)習(xí)本學(xué)期課程理論知識后，收集并閱讀相關(guān)設(shè)計規(guī)范和參考書后進(jìn)行本課程設(shè)計任務(wù)。二、課程設(shè)計設(shè)計資料1、工程設(shè)計概況某城市新區(qū)擬建一棟15層框架結(jié)構(gòu)的辦公樓，其場地位于臨街地塊居中部位，無其它鄰近建筑物，地層層位穩(wěn)定，場地地質(zhì)剖面及樁基計算指標(biāo)見工程地質(zhì)資料。試設(shè)計柱下獨立承臺樁基礎(chǔ)。（1）地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級；（3）柱的截面尺寸為：450mm600mm；（4）承臺底面埋深：d=2.0m（也可自行按規(guī)范要求選定）；（5）根據(jù)地質(zhì)資料以及上部荷載情況，自行選擇樁型、樁徑和樁長；（7）樁的類型：預(yù)制樁或者灌注樁（自行斟酌設(shè)定）；（8）沉樁方式：靜壓或者打入（自行斟酌設(shè)定）。（9）方案要求盡量先選擇以粉質(zhì)粘土為持力層，若不滿足要求，再行選擇卵石或巖石層作為持力層，并作簡要對比說明。2、荷載情況已知上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳至承臺頂面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合：軸力F=(8300-10n)kN，彎矩Mx=(80+2n)kNm，My=(750-n)kN。（其中，Mx、My分別為沿柱截面短邊和長邊方向作用；n為15）。3、工程地質(zhì)資料建筑場地土層按其成因、土性特征和物理力學(xué)性質(zhì)的不同，自上而下劃分為5層，地質(zhì)剖面與樁基計算指標(biāo)見表1，勘察期間測得地下水水位埋深為2.2m。地下水水質(zhì)分析結(jié)果表明，本場地地下水無腐蝕性。三、設(shè)計內(nèi)容及要求（1）確定單樁豎向承載力特征值；（2）確定樁數(shù)，樁的平面布置，承臺平面尺寸，單樁承載力驗算；（3）若必要，進(jìn)行軟弱下臥層承載力驗算；表1 地質(zhì)剖面與樁基計算指標(biāo)土層種類層厚/m地下水位/m單樁布置/m樁基計算指標(biāo)預(yù)制樁沉管樁沖、鉆孔樁qpkqsikqpkqsikqpkqsik粘土3.0504044淤泥9.5144012粉質(zhì)粘土4.5300050200040100044淤泥質(zhì)土9.2201416卵石3.01000012070001002800120強(qiáng)風(fēng)化巖未見底70001005000722000100四、設(shè)計成果及提交（1）計算說明書：計算說明書一律用A4幅面；裝訂順序：封面（須注明：基礎(chǔ)工程課程設(shè)計，專業(yè)班級，學(xué)號，姓名，日期），目錄、設(shè)計任務(wù)書，計算說明書；五、建議的設(shè)計步驟及涵蓋內(nèi)容（1）列出設(shè)計資料（包括上部結(jié)構(gòu)資料、建筑場地資料）；（2）選擇樁型、樁端持力層和承臺埋深；（3）確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值；（4）確定樁數(shù)和承臺底面尺寸；（5）確定群樁豎向承載力設(shè)計值；（6）樁基中單樁荷載驗算；（7）樁基軟弱下臥層驗算（若不須驗算樁基軟弱下臥層沉降，建議另行設(shè)定條件自行練習(xí)）；（8）承臺設(shè)計（承臺尺寸及樁的布置，提出承臺配筋要求）。1 工程概況某城市新區(qū)擬建一棟15層框架結(jié)構(gòu)的辦公樓，其場地位于臨街地塊居中部位，無其它鄰近建筑物，地層層位穩(wěn)定，場地地質(zhì)剖面及樁基計算指標(biāo)見工程地質(zhì)資料。1.1 工程地質(zhì)資料建筑場地土層按其成因、土性特征和物理力學(xué)性質(zhì)的不同，自上而下劃分為5層，地質(zhì)剖面與樁基計算指標(biāo)見表1，勘察期間測得地下水水位埋深為2.2m。地下水水質(zhì)分析結(jié)果表明，本場地地下水無腐蝕性。1.2 荷載情況已知上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳至承臺頂面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合：軸力F=(8300-10*15)kN，彎矩Mx=(80+2*15)kNm，My=(750-15)kN。（其中，Mx、My分別為沿柱截面短邊和長邊方向作用）。2 初步選擇持力層，確定樁型和尺寸根據(jù)荷載和地質(zhì)條件，由于卵石土承載力在300KPa400Kpa之間，所以初步考慮以第五層卵石做持力層。采用截面為450*600mm的預(yù)制鋼筋混凝土方樁。樁端進(jìn)入持力層1，樁長25m。3確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)單樁豎向極限承載力的標(biāo)準(zhǔn)值Quk公式其中：4 初步確定樁數(shù)及承臺尺寸先假設(shè)承臺尺寸為3m*3m，厚度為1m，承臺及其上的土的重度為20kN/m3，則承臺及其上土自重的標(biāo)準(zhǔn)值為根據(jù)基礎(chǔ)的豎向載荷和承臺及其上自重確定樁數(shù)，當(dāng)中心荷載作用時，根據(jù)公式可取6根樁5 群樁基礎(chǔ)的單樁承載力驗算按照設(shè)計的承臺尺寸，計算由單樁豎向力計算公式得因為符合規(guī)范要求。根據(jù)偏心荷載下的應(yīng)力計算公式求得單樁偏心荷載下最大豎向力為根據(jù)規(guī)范要求符合群樁基礎(chǔ)的要求6確定群樁承載力設(shè)計值一般而言，樁的承載力主要取決于地基巖土對樁的支撐能力，但是對于端承樁，超長樁或者樁身質(zhì)量有缺陷的情況，可能由樁身混凝土控制。由于與材料強(qiáng)度有關(guān)的設(shè)計，作用組合的效應(yīng)應(yīng)采用按承載能力極限狀態(tài)下的基本組合的效應(yīng)，所以應(yīng)該滿足本次設(shè)計選用C30混凝土預(yù)制樁，得7 降量驗算樁端附加應(yīng)力等于沉降量計算深度查表可以知道；由沉降量計算公式得樁基礎(chǔ)沉降量根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范2094-2008表5.5.11所以樁基沉降量滿足設(shè)計要求。8 軟弱下臥層的驗算假設(shè)卵石下有3m厚的淤泥質(zhì)土，因此需要進(jìn)行軟弱下臥層的驗算查閱相關(guān)資料得到相關(guān)土的工程性質(zhì)：表1：土的工程參數(shù)土體種類內(nèi)摩擦角范圍內(nèi)摩擦角取值壓縮模量重度范圍重度取值粘土1030202017.81918淤泥3305218.518.5粉質(zhì)粘土18252020182119淤泥質(zhì)土330204.61919卵石30403546192121強(qiáng)風(fēng)化巖20302560212423（1） 樁端上部土的自重應(yīng)力（2）群樁實體深基礎(chǔ)等效底面邊長（3）基地壓力（4） 下臥層允許承載力查閱相關(guān)資料可以知道：內(nèi)摩擦角，查表得基礎(chǔ)底面至下臥層距離z=2m，由于，因此擴(kuò)散角則（5） 下臥層頂面自重壓力經(jīng)過計算可以知道，軟弱下臥層的承載力，所以符合規(guī)范要求。9 承臺設(shè)計計算9.1承臺抗彎設(shè)計驗算在承臺結(jié)構(gòu)計算中，取相應(yīng)于作用基本組合有效的設(shè)計，可以按照下式進(jìn)行計算：所以對于承臺進(jìn)一步設(shè)計為：取承臺厚1.5m，下設(shè)厚度為100mm強(qiáng)度為C10的混凝土墊層，保護(hù)層厚度為100mm，則承臺有效高度h0=1.4m；承臺設(shè)計混凝土強(qiáng)度等級為C20，混凝的抗拉強(qiáng)度，鋼筋選用HRB335二級，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為fy=300N/mm2。承臺設(shè)計圖如附圖1、 各樁平均豎向力2、 最大豎向力3、 彎矩計算以及配筋對-截面鋼筋面積應(yīng)該為采用13根直徑為30mm的鋼筋，As=9188mm2,平行于x軸布置。對-斷面鋼筋面積應(yīng)該為采用11根直徑為30mm鋼筋，As=7774.5mm2，平行于y軸布置。9.2承臺抗沖切驗算1、 柱下抗沖切驗算柱下抗沖切驗算