基础工程课程设计计算书

《基础工程》课程设计任务书

（一）设计题目

某宾馆，采用钢筋混凝土框架结构，基础采用柱下桩基础，首层柱网布置如附件所示，试按要求设计该基础。

（二）设计资料

1. 场地工程地质条件

场地岩土层按成因类型自上而下划分：1、人工填土层（Q ml）；2、第四系冲积层（Q al）；3、残积层（Q el）；4、白垩系上统沉积岩层(K2)。

各土（岩）层特征如下：

1）人工填土层（Q ml）

杂填土：主要成分为粘性土，含较多建筑垃圾（碎砖、碎石、余泥等）。本层重度为16kN/m3。松散为主，局部稍密，很湿。层厚1.50m。

2）第四系冲积层（Q al）

②-1淤泥质粉质粘土：灰黑，可塑，含细砂及少量碎石。该层层厚3.50m。其主要物理力学性质指标值为：ω=44.36%；ρ= 1.65 g/cm3；e= 1.30；I L= 1.27；

E s= 2.49MPa；C= 5.07kPa，φ= 6.07°。

承载力特征值取f ak=55kPa。

②-2 粉质粘土：灰、灰黑色，软塑状为主，局部呈可塑状。层厚 2.45m。

=0.78; 其主要物理力学性质指标值为：ω= 33.45%；ρ= 1.86 g/cm3；e= 0.918;I

L

Es=3.00Mpa；C=5.50kPa，Φ=6.55°。

②-3粉质粘土：褐色，硬塑。该层层厚3.4m。其主要物理力学性质指标值

=0.20; Es=10.2MPa。

为：ω= 38.00%；ρ= 1.98 g/cm3；e= 0.60;I

L

3）第四系残积层（Q el）

③-1 粉土：褐红色、褐红色间白色斑点；密实，稍湿-湿。该层层厚2.09m。

其主要物理力学性质指标值为：ω= 17.50%；ρ= 1.99 g/cm3；e= 0.604；I

=0～

L

0.24； Es=16.5MPa;C= 41.24kPa;Φ= 22.63°。

4）基岩—白垩系上统沉积岩层(K2)

本场地揭露岩层为白垩系上统沉积岩层, 岩性以粉砂岩为主。根据岩石风化程度的不同将本区岩石划分为强风化、中风化岩、微风化岩。

④-1强风化层：

褐红色。厚度多在3.50～5.50m之间，平均为4.0m。其主要物理力学性质指标值为：ρ= 2.30 g/cm3； Es=100.0MPa。

本层取1个土样，作标准贯入试验3次，均在20cm出现标贯锤反弹现象，击数N=30～36击。

④-2中风化层：

褐红色；岩质较硬，节理、裂隙稍发育，岩芯多呈短柱状，碎块状。厚度

3.0m。Es=400.0MPa。

④-3微风化层：

褐红色；岩石新鲜、坚硬，岩芯多呈长柱状。其饱和抗压强度值30.60MPa。

2.场地水文地质条件

拟建场地已人工填土整平，无明显地表水体存在，仅在阴雨天气可在低洼处见少量地面积水。场地地基土中无明显的含水层, 地下水主要为储存在杂填土中的上层滞水，补给来源为生活用水及大气降水。经观测，本场地地下水静止水位标高在11.30～11.89m之间。

3. 上部结构资料

上部结构为钢筋混凝土框架结构，底层柱布置及上部结构传至±0.00m的荷载条件如附件。所有底层柱截面尺寸均为600mm×600mm。柱子的混凝土强度等级为C30。

（三）设计内容

（1）确定桩型、桩长；

（2）确定单桩或基桩竖向承载力；

（3）确定桩数、承台尺寸及建筑物的桩基础平面布置；

（4）桩基础承载力验算；

（5）承台及连梁设计计算；

（6）桩沉降验算；

（7）绘制施工图（包括基础平面布置图、桩的布置及承台平面图、桩基础剖面图、承台配筋图、桩配筋图、施工说明等）。

（四）设计依据

（1）《JGJ94-2008 建筑桩基技术规范》

（2）制图标准等其它规范、规程、标准。

（五）设计要求

（1）设计符合施工图设计深度要求。

（2）计算书要求：书写工整、数字准确、图文并茂，任务书随计算书装订。

（3）制图要求：所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为长仿宋字。

（4）图纸规格：A2；计算书：A4。

（5）设计时间：1.5周。

任务书附件：

（1）上部结构底层柱网平面布置图

（2）恒载作用下底层柱底的荷载作用标准值

（3）活载作用下底层柱底的荷载作用标准值

《基础工程》课程设计计算书

1.设计资料

1.场地工程地质条件

建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1.1

表1.1地基各土层物理，力学指标

1.2荷载组合

对28根桩荷载进行组合，根据荷载大小把柱分成2组，第一组为①和13轴，第二组为②~12轴。取各桩的最不利荷载，结果如下：

标准组合：用于进行桩的承载力计算，计算公式为：活载恒载0.10.1+=k S 。

第一组：kN F 80.2742=,m kN M ⋅=10.11，kN V 9.72= 第二组：kN F 1.4009=,m kN M ⋅=8，kN V 5.46=

基本组合：用于承台设计及桩身配筋，计算公式为：活载恒载4.17.035.1⨯+=S 。

第一组：kN F 3.3587=,m kN M ⋅=3.15，kN V 3.53=

第二组：kN F 3.5211=,m kN M ⋅=5.11，kN V 2.64=

准永久组合：用于桩基沉降验算，计算公式为：活载恒载7.00.1+=q S 。

第一组：kN F 4.2645=,m kN M ⋅=3.11，kN V 5.74= 第二组：kN F 1.3846=,m kN M ⋅=2.8，kN V 6.47=

2.桩型选择和持力层确定

根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，采用预制混凝土管桩。桩边长取400mm ×400mm 。

选择第④层风化层作为桩端持力层，桩端全断面进入持力层1.0m （>2d ）桩入土深度为m h 94.130.194.12=+=。取承台厚度为1.0m ，承台埋深为1.94m ，则桩长m h 0.11=。

3.确定单桩承载力

根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）5.3.5：用经验参数法确定单桩极限承载力标准值：p i pk sk uk A q l q

u

Q Q Q pk sik

+=+=∑

sik q 为桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值。由《规范》表5.3.5-1得各层土的极限侧阻力标准值如表3.1

表3.1 各层土的极限侧阻力标准值

pk q 为极限端阻力标准值，由《规范》表5.3.5-2得：kpa pk

q 6000=。

桩极限承载力标准值：

kpa

A q l q u Q Q Q p

i pk sk uk pk sik 23964.06000)0.122009.27040.38845.25706.330(4.042=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=+=+=∑