基-础-工-程

基础工程课程设计报告题目：某建筑工地桩基础工程设计院（系）：土木与建筑工程系专业班级：学生姓名：学号：指导教师：2017年5月5日至2017年6月5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）：2017年6月10日一、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Fk=3000KN，弯矩Mk=200KN*m，荷载准永久组合，竖向荷载FQ=2000KN，弯矩Mk=150KN*m,荷载基本组合，竖向荷载F=4000KN，弯矩M=300KN*m。桩径选择在0.5~1.2m之间取值，承台埋深2m。地勘资料地基土物理力学指标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fak(kPa)压缩模量EsMPa）内聚力C(kPa)内摩擦角φ(°)孔隙比e液性指数IL可塑粉质粘土5.518.501404.411170.70.6硬塑粉质粘土520.001606.019200.40.2淤泥5.5171002850.91.1硬塑粉质粘土520.001606.019200.40.2强风化泥岩以下均是24.00250主要材料混凝土：材料自选。钢筋：主筋用HRB335，其它的自选。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）。设计依据与参考资料《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）；《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《基础工程》教材；提供的技术资料；三、设计内容桩基础计算书桩基础平面布置图桩基础剖面图（1）选择桩型、桩材及桩长由试桩初步选择500mm的钻孔灌注桩，水下混凝土用25C，钢筋采用HPB335，经查表得指标地层cf=11.9N/mm2，tf=1.27N/mm2；yyff300N/mm2。初选第四层（粘土）为持力层，桩端进入持力层不得小于1m；承台底面埋深2.0m。则最小桩长为：l1+5.5+5+5.5-2+0.1=15.1（2）确定单桩竖向承载力特征值R①根据桩身材料确定，初选%45.0，0.1，8.0c，计算得：sypscc9.0AfAfaR=4/5000045.03009.04/5009.118.022=2107812N=2108kN②按土对桩的支承力确定，查表4-2,qsk1=59kpa，qsk2=94kpa，sk315qkpa,qsk4=94kpa查表4-3，qpk=1400kpa则：PpkisikpkskukAqlquQQQ=π*0.5*(59*3.5+94*5+15*5.5+1*94)+1400*π0.5*0.5/4=2051.048KNRa=Qu/2=2051.048/2=1025.524kN单桩竖向承载力设计值取上述三项计算值的最小者，则取Ra=1025.524KN。（3）确定桩的数量和平面布置不计算承台上覆土重估算桩的数量，因偏心荷载，桩数初定为N=μFk/Ra=1.2×3000/1025.524=3.51根，取4根取n=4，桩间距：5.15.033dsm。4根桩呈矩形形布置，桩的外边缘每边外伸净距为1/2d=250mm,则桩承台长3600mm，宽为2500mm,承台埋深为2米，如图1所示。承台尺寸确定后，可根据验算考虑承台效应的基桩竖向承载力特征值。Sa/d=3,Bc/l=0.170.4查表得：07.0c；承台底地基土净面积：96.3*5.2A计算基桩对应的承台底净面积：6.15/）4/π5.056.3*5.2（2cA㎡（2）承台及上覆土重取承台及上覆土的平均重度Rg=20KN/m3,则承台及上覆土重为Gk=20×2.5×3.6×2=360KN基底以下1.25m（1/2承台宽）土地基承载力特征值：fak=(140*1.25)/1.25=140kPa不考虑地震作用，群桩中基桩的竖向承载力特征值为：cakcaAfRR=1025.524+0.08*140*1.97=1047.588kN＞aR=1025.524kN（4）桩基承载力验算①轴心竖向力作用下Nk=(Fk+Gk)/n=(3000+360)/5=672kN＜Ra=1025.524kN，满足要求。②偏心荷载作用下ykikkxkikmax22iiMxFGMyNnyx=672+(200*1.3)/(4*1.3*1.3)=710kN＜1.2Ra=1257.1056kN，亦满足要求。由于Nkmin=634kN＞0，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。（6）群桩沉降计算桩中心距sa=1.5m，属于小于6倍桩径（0.36dm）的桩基，可将群桩作为假想的实体基础，按等效作用分层总和法计算群桩的沉降。桩端平面至承台底范围内平均压力（地下水位之上混合重度取20kN/m3）：桩端位于地面下17m，地下水位-5m。地下水位以下混合重度取10kN/m3P=2000/(2.5*3.6)+5*20+12*10=442kPa桩端平面处土的自重压力：Pc=18.5*5+8.5*0.5+10*5+5*7+1*10=192kPa桩端平面处桩基对土的平均附加压力：P0=P-Pc=442-192=250kPa取/3.0asd，l/d=15.1/0.5=30，Lc/Bc=3.6/2.5=1.44，查表知=1.2；由此查《桩基规范》附录E（内插值法）得到：C0=0.077，C1=1.548，C2=8.198，ccb/.LBnn=86.16.3/5.25Ψe=C0+(nb-1)/(C1*(nb-1)+C2)=0.077+0.09=0.167由于桩端4m以下为强风化泥岩，可不考虑其沉降，故只需计算桩端4m以内土层的沉降，计算过程见下表。沉降计算表iZi(m)ciiBzbz2iiizsiE(MPa)s1104.iiiiesizzpEs（mm）0000.2506.000110.80.21260.21266.01.781.78221.60.13520.27046.00.482.26332.40.08240.247260443.20.0540.21660故桩基最终沉降量为S=2.26mm。7、承台设计：承台混凝土强度C25，采用等厚度承台，高度为1m，地面刚劲保护层厚0.1m（承台有效高度0.9m），圆桩直径换算为方桩的边长0.4m，承台上柱的尺寸定为0.8m×0.6m。7.1受弯计算单桩净反力（不计承台和承台上土重）的平均值为：kNnFN10004/4000/边角桩的最大和最小净反力为：kNkNxyMnFNixk3.9427.10577.5710003.143.1300440002maxmaxmin2边桩和轴向桩间的中间桩净反力为：kN85.10282/)10007.1057(900)2/6.075.0(10002iixyNMkN.m86.1903)2/8.03.1(7.10572iiyxNMkN.m承台长向配筋为mmhfMAyaysy81.78349003009.01086.190360可选配1625@150钢筋，则24.7854169.490mmAS。承台短向配筋为2607.37039003009.010900mmhfMAysxsx可选配825@160钢筋，则22.392789.490mmAS。7.2受冲切计算00000)()(2hfahabFthpxcyycx作用在冲切破坏椎体上相应于荷载效应基本组合的冲切力设计值为：kNQFFil3171829400078.09.0/7.0/0haxx33.09.0/3.0/0hayy86.02.078.084.02.084.00xx58.12.033.084.02.084.00yy柱下矩形承台受冲切承载力为：00000)()(2hfahabthpxcyycxkN64689.01027.19.0)7.08.0(58.1)3.06.0(86.023kNFl3171故柱对承台的冲切承载力满足要求。角桩对承载力的冲切验算：011112122hfacacNthpxyyxlkNnFNl10004400078.01x33.01y57.02.078.056.02.056.01xx06.12.033.056.02.056.01yy5.011cc7.01xa3.025.01ya011112122hfacacthpxyyxkN13089.01027.19.027.05.006.123.05.057.03kNNl1000故角桩对承台的冲切承载力满足要求。7.3受剪切计算00hbfVths98.0178.075.1175.1xx32.1133.075.1175.1yy97.090080080041410hhs截面的最大剪力设计值：kNVx4.211527.1057kNVy200021000斜截面受剪力承载力设计值为：kNhbfxtxhs27169.05.21027.198.097.0300kNhbfkNVxtxhsx27164.211500，满足要求。kNhbfytyhs75.36589.05.21027.132.197.0300kNhbfkNVytyhsy75.3658200000，满足要求。故该设计各项内容均满足要求。图1桩的布置图图2柱基础详图