基础工程课程设计

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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）：

kN V k 3200=,kNm M k 400=，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kPa f c 9600=，轴心抗拉强度设计值为kPa f t 1100=，钢筋采用HRB335级钢筋，钢筋强度设计值2/300mm N f y =

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

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1.95m。则桩的长度

L=0.05+3.0+15.0+1.95=2.0m。

根据长径比40-60选定桩的截面边长b=450mm，显然40<=44.4<60。

二、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值；

= u+

=4×0.45×(24×3+14×15+1.95×32)+1600×

Ra===472KN

三、确定桩数和桩的平面布置图；

初选桩的根数

N==6.72根，暂取7根。

易知4.5d=450×4.5=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1.5m。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=4.56，Bc/l=5000/20000=0.25，查表得ηc=0.20

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+ηc Ac=472+0.1975=508.7KN

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

=0.75

=10mm，m=4.4MN/mm，C30混凝土的弹性模量为3N/，HPB335级钢筋的弹性模量 2.0N/。

b，=1.5b+0.5=1.5=1.175m

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=0.85 ,换算截面惯性矩

N/

水平变形系数==0.4302（1/m）

换算深度

查表得=2.441，

所以，=0.7585.86KN

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+7.39

=8.74/

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+7.39

=8.8.97/

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