地基与基础课程设计

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1、基础工程课程设计姓名学号 班级 指导教师、设计任务书（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5 层，物理力学指标 见下表。勘查期间测得地下水混合水位深为2.1m,本场地下水无腐蚀性。建筑安全等级为2 级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载。承台底面埋深：D = 1.58mA 柱：Nmax=4239KN, Mmax=193KN m, Vmax=75KN，截面面积：300mm x 300mmB 柱：Nmax=8782KN, Mmax=593KN m, Vmax=165KN，截面面积：500mm 500mm C 柱：Nmax=4159KN, Mmax=324KN

2、m, Vmax=79KN，截面面积：300mm x 300mm 附表一：土层主要物理力学指标土 层 代 号名称层 底 埋 深厚 度m含水量w%天 然 重 度rKN心孔 隙 比e液性指数$ ! 知直剪试验（快剪）压缩模量S El(kPa)承载 力标 准值r TiI 了i-(kPa)内 摩 擦 角0巾0粘聚力C (kPa)1杂填土1. 81.817.52灰褐色粉 质粘土10.18.33318.40.900.9521.116.75.41253灰色淤泥 粉质粘土22.112.03417.81.061.1018.614.23.8954黄褐色粉 质粘土27.45 . 33019.10.880.7023.3

3、18.411.51405灰-绿色 粉质粘土27.42619.70.4626.836.58.6210二）、设计要求：1 、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算2、确定桩数和桩的平面布置图；3、群桩中单桩的受力验算4、承台结构设计及验算；5、需要提交的报告：计算说明书。A柱柱下桩基础设计（一）、根据地质资料确定第四层黄褐色粉质粘土为桩端持力层，采用与现荷载试验相同的 尺寸预制桩截面为300mm x 300mm,柱截面为600mm x 500mm,桩长取22m 桩承台埋深 1.58m桩顶嵌入承台0.1m则桩顶进入持力层1.38m。如图1.1239kNM=193kN图1.1（二）、桩身材料混凝土采用强度

4、等级为C30 （fc=14.3N/mm2 ,ft=1.43N/mm2、钢筋采用HRB335级（fy=f=300 N/mm）纵向受力钢筋为416箍筋6100/200。如图y；t6l00/2002016三）、单桩竖向承载力标准值和设计值计算1）、单桩竖向承载力标准值Q = Q + Q = u 工 q l + q Auk SK pk p sik i pk P其中 u =4x300=1.2m A = 0.09m 2pP杂填土灰褐色粉质粘土灰色淤泥粉质粘土黄褐色粉质粘土q (kp )25403050其中黄褐色粉质粘土q取ioookppkaQ =1.2(0.22 x 25 + 8.3 x 40 +12 x

5、 30 +1.38 x 50) + 0.09 x lOOoL 1009.8kNuk2）、桩基竖向承载力特征值R =Q /k=504.9kNa uk3）、单桩竖向承载力设计值Q =申（f A + f A ） = 1.0（14.3 x 3002 + 300 x 256兀）=1528kN c y S（因为此桩基础为低承台桩所以取1.0）四）、确定桩数与桩的平面布置图1）、 此低承台桩承受竖向偏心荷载F +G n ukkRa=1.2x4239kN504.9kN= 8.39. 取桩数 n=9（未考虑承台土重及偏心荷载的影响乘以1.2的扩大系数）2）、桩的中心距查表8-1挤土预制桩（排数不少于3排且不少于

6、9根的摩擦型桩基）最小中心距3.5d. 取中心距 1100mm3）、桩的排列采用行列式，桩基再受弯方向排列3根另一方向排列3根。如图4）、桩承台A）、桩承台尺寸据桩的排列，桩外缘每边外伸净距为200mm,则桩承台/ x b = 2900mm x 2900mm 设计埋深D=1.58m位于填土以上B)、承台及上覆土重G = r Ad = 20x 2.92 x 1.58 = 265.756kN kGAy(五)(六)=541.1 kN61.12跖UDO 尸 1100 尹5才*沏0旷、群桩中单桩的受力验算1) 、按中心受压桩平均受力验算应满足下式的要求F + G(4239 + 265.756)Q = k

7、k =kN = 500.5kN R = 504.9kN”厂*亠k n9a满足要求2) 、按偏心荷载考虑承台四角最不利的桩的受力情况八 F + G M y M X4239 + 266 , (193 + 75 1)1.1Q = k + xk i 土_ 0ik minQ= 541.4kN 1.2 R = 605.88kNik maxa、群桩承载力验算经验算群桩承载力满足要求。(七)、承台结构设计及验算承台混凝土等级为 C25 (fc=11.9N/mm2 ,ft=1.27N/mm2 )配置 HRB335 级钢筋(fy= f=300 N/mm)承台厚1m桩顶伸入承台0.1m钢筋保护层为70mm承台有效高

8、度h =1-0.1-0.07=0.83m 承台 l x b =2900mmx 2900mm如图o19 G2O 13018 20 1401）、计算柱顶荷载设计值去程台及上土的平均重度r=20kNm 3则桩顶平均竖向设计值为=514.1 kN459.9曲 F + G(M + Vh) xN max = +maxmin nE X 22）、承台承受弯承载力计算x = 800mmy = 850mmiiM =E Ny = 3 x 500.5 x 0.85 = 1276.275kN - mxi i人MA =xs 0.9 f hc o1276.275 x106=5695mm 20.9 - 300 - 83023

9、 18105 A = 5853.5mm2=Y N xii=3 x 541.1 x 0.8 = 1298.64kN - m=1298.64 x106=5792mm 20.9 fh0.9 300 830co选用23 18105 A = 5853.5mm23）、承台承受冲切承载力验算A）、柱对承台的冲切a = 0.65moxa = 0.7 moy九ox=4 = 0.783 rF = 1.0(4239 - 0) = 4239kNol2 p (b + a ) + P (h + a(因为 h =830mm 所以 p = 0.9975 )ohpB)、角柱对承台的冲切= c = 0.5 ma21 x= a =

10、 0.65ma = a = 0.7ox1 yoy九1x= 0.783 ho a九=亠=0.8431 y hoP1x=咼=1xP1y =X + 0.21y0.5 = 0.537a卩1x (c2 +扌)+卩1y(c1hp t o=b.57(0.5 + 0.7/ 2) + 0.537(0.5 + 0.65 / 2)10.9975 1.27 830 满足要求=975.26kN rN = 541.1kNmax4）、承台受剪承载力计算件=仁=0.78卩=黑=98ho = 830mm 弋s =(霧)4 = O.P Pfb h = 0.99 - 0.98 1270 - 0.83 - 2.9 = 2965.8k

11、N 2rN= 1231.32kNhs t o oo max满足要求B柱柱下桩基础设计（一）、根据地质资料确定第四层黄褐色粉质粘土为桩端持力层，采用与现荷载试验相同的 尺寸预制桩截面为500mm x 500mm,柱截面为600mm x 600mm,桩长取22m桩承台埋深 1.58m桩顶嵌入承台0.m则桩顶进入持力层1.28m。如图1.1M=593kNV=165kN（二）、桩身材料混凝土采用强度等级为C30 （fc=14.3N/mm2 ,ft=1.43N/mm2、钢筋采用HRB335级（fy=f=300 N/mm）纵向受力钢筋为416箍筋6100/200。如图（三）、单桩竖向承载力标准值和设计值计

12、算1）、单桩竖向承载力标准值Q = Q + Q = u 工 q l + q Auk SK pk p sik i pk P其中 u =4x500=2m A = 0.25m 2pP杂填土灰褐色粉质粘土灰色淤泥粉质粘土黄褐色粉质粘土q (kp )25403050其中黄褐色粉质粘土q 7取1000kppkaQ = b（0.22 x 25 + 8.3 x 40 +12 x 30 +1.28 x 50） + 0.25 x 1000= 1773kNuk2）、桩基竖向承载力特征值R =Q /k=886.5kNa uk3）、单桩竖向承载力设计值Q =申（f A + f A ） = 1.0（14.3 x 5002

13、 + 300 x 256兀）=3816kN c y S（因为此桩基础为低承台桩所以取1.0）（四）、确定桩数与桩的平面布置图1）、 此低承台桩承受竖向偏心荷载、 F +G 8782kN 门、“n ukk = 1.2x= 11.89取桩数 n=12R886.5kN桩乂a（未考虑承台土重及偏心荷载的影响乘以1.2的扩大系数）2）、桩的中心距查表8-1挤土预制桩（排数不少于3排且不少于9根的摩擦型桩基）最小中心距3.5d.取中心距1750mm3）、桩的排列采用行列式，桩基再受弯方向排列4根另一方向排列3根。如图4）、桩承台A）、桩承台尺寸据桩的排列，桩外缘每边外伸净距为150mm,则桩承台/ x b

14、 = 6050mm x 4300mm 设计埋深D=1.58m位于填土以上B）、承台及上覆土重G = r Ad = 20x 6.05 x 4.3 x1.58 = 822.074kNkGAy6050（五）群桩中单桩的受力验算1）、按中心受压桩平均受力验算应满足下式的要求Q = Fk + Gk = （8782 + 822.074）kN = 800.34kN 0ik minQ= 848.37kN 1.2 R = 1063.8kNik maxa（六）群桩承载力验算经验算群桩承载力满足要求。（七）承台结构设计及验算承台混凝土等级为 C25 （fc=11.9N/mmz ,ft=1.27N/mm2 ）配置 H

15、RB335 级钢筋（fy= f=300 N/mm）承台厚1.5m桩顶伸入承台0.2m钢筋保护层为40mm承台有效高度 h =1.5-0.2-0.04=1.26m 承台 l x b =6050mmx 4300mm 如图o已知基础顶面的荷载设计值N=8782 kN M =593 kN - m V =165 kNmaxmaxmax1蔗。6-1601）、计算柱顶荷载设计值去程台及上土的平均重度r=20kNm 3则桩顶平均竖向设计值为N maxminF + G 丄(M + Vh)x土maxnX X 2800.34 土 竺 165 凹 26256(2.6252 0.8752)=848.34 kN752.3

16、42）、承台承受弯承载力计算x = 0.325或2.075miy = 1.5miM =Z Ny = 4 x 800.34 xl.5 = 4802.04kN - mxi i人MA =xs 0.9 f hc o4208.04 x1060.9 - 300 -1260=14115.3mm 2A = 14236.1mm 2sM =X Nx = 3(2.075 0.325) x 848.37 = 6108.264kN - m yi i乂 M 6108.264x106 门一 c选用A = y = 17954.9mm 2s0.9 f h0.9 300 1260coA =18163.3mm2 s、承台承受冲切承

17、载力验算A）、柱对承台的冲切a = 0.325m oxa = 1.2 m oyXox=aox = 0.258 rF = 1.0(8782 - 0) = 8782kNol2 p (b + a ) + P (h + aB)、角柱对承台的冲切= c = 0.65 ma21 x= a = 0.325ma = a =1.2ox1 y oyX1x= 0.258 hoX1ya= 1y = 0.952 hoP1x=0.56=1.22X + 0.21xP = . 56 = 0.486iyX + 0.21ya卩1x (c2 +扌)+卩1y(c1a+ 1x2hp t ohp(因为h =1260mm 所以 p = 0

18、.96167 )=1.22(0.65 +1.2/2) + 0.486(0.65 + 0.325 / 2) 0.96167 1.27 1260=2954.25kN rN = 848.34kNmax满足要求X = X =x oxP fifbhhs t o o=1082.2kN 满足要求承台受剪承载力计算1.845 P = = 615ho = 1260mm Phs = (1800j)t = 0893x=0.893 0.615 1270 4.3 1.26 = 3778.9kN 2rN o maxC柱柱下桩基础设计（一）、根据地质资料确定第四层黄褐色粉质粘土为桩端持力层，采用与现荷载试验相同的 尺寸预制

19、桩截面为300mm x 300mm,柱截面为600mm x 500mm,桩长取22m 桩承台埋深 1.58m桩顶嵌入承台0.1m则桩顶进入持力层1.38m。如图1.1=4159kNV 、丄（二）、桩身材料混凝土采用强度等级为C30 （fc=14.3N/mm2 ,ft=1.43N/mm2、钢筋采用HRB335级（fy=f=300 N/mm）纵向受力钢筋为416箍筋6100/200。如图（三）单桩竖向承载力标准值和设计值计算6100/2002162516Q = Q + Q = u 工 q l + q Auk SK pk p sik i pk P其中 u =4x300=1.2m A = 0.09m

20、2pP杂填土灰褐色粉质粘土灰色淤泥粉质粘土黄褐色粉质粘土q (kp )25403050其中黄褐色粉质粘土 q取1000 kppkaQ =1.2(0.22 x 25 + 8.3 x 40 +12 x 30 +1.38 x 50) + 0.09 x 1000= 1009.8kNuk2）、桩基竖向承载力特征值R =Q /k =504.9kNa uk3）、单桩竖向承载力设计值Q =申（f A + f A ） = 1.0（14.3 x 3002 + 300 x 256兀）=1528kN c y S（因为此桩基础为低承台桩所以取1.0）四）、确定桩数与桩的平面布置图1）、 此低承台桩承受竖向偏心荷载F +

21、G n ukkRa=1.2x4159kN504.9kN= 8.23. 取桩数 n=9（未考虑承台土重及偏心荷载的影响乘以1.2的扩大系数）2）、桩的中心距查表8-1挤土预制桩（排数不少于3排且不少于9根的摩擦型桩基）最小中心距3.5d. 取中心距 1100mm3）、桩的排列采用行列式，桩基再受弯方向排列3 根另一方向排列3 根。如图4）、桩承台A）、桩承台尺寸据桩的排列，桩外缘每边外伸净距为200mm,则桩承台/ x b = 2900mm x 2900mm 设计埋深D=1.58m位于填土以上B)、承台及上覆土重G = r Ad = 20x 2.92 x 1.58 = 265.756kN kGa

22、y35CV 1100 L 110035C#/2900*樹平面布麴（五）群桩中单桩的受力验算1）、按中心受压桩平均受力验算应满足下式的要求q = FkGkk n满足要求(4159 + 265.756)kN = 49.6kN R = 504.9kN9a2）、按偏心荷载考虑承台四角最不利的桩的受力情况八 F + G M y M X 4159 + 265.756 , (324 + 79 1)1.1仆Qk 土 xk i +yk_i =土=552.66 kNik n 乙 y 2 乙 x 296 1.12iiQ= 552.66kN 0ik maxaik min(六) 群桩承载力验算经验算群桩承载力满足要求。

23、(七) 承台结构设计及验算承台混凝土等级为 C25 (fc=11.9N/mm2 ,ft=1.27N/mm2 )配置 HRB335 级钢筋(fy= f=300 N/mm)承台厚1m桩顶伸入承台0.1m钢筋保护层为70mm承台有效高度h =1-0.1-0.07=0.83m 承台 l x b =2900mmx 2900mm如图o已知基础顶面的荷载设计值N =4159kNM=324 kN - mV=79kN1）、计算柱顶荷载设计值145J*L45Df去程台及上土的平均重度rG = 2003则桩顶平均竖向设计值为M F + G (M + Vh) x“N max =+max =552.66 kNminn工

24、 X 2430.54I2)、承台承受弯承载力计算x = 800mmy = 850mmiiM =Y Ny = 3x491.6x0.85 = 1253.58kN-mxi i人MA =xs 0.9 f hc o1253.58 x 1060.9 - 300 - 830=5593.8mm 2选用1820 140 A = 5655.6mm2s=Y N xiiMy=3 x 552.66 x 0.8 = 1326.38kN - m1326.38 x 106 =5918.7mm 20.9 f h0.9 300 830co选用1920 130 A = 5918.8mm23）、承台承受冲切承载力验算A）、柱对承台的

25、冲切a = 0.65moxa = 0.7 moy九ox=2 = 0.783 rF = 1.0(4159 - 0) = 4159kNol2 p (b + a ) + P (h + a(因为 h =830mm 所以 P = 0.9975 )ohpB)、角柱对承台的冲切= c = 0.5 ma21 x= a = 0.65ma = a = 0.7ox1 yoy九1x= 0.783 ho a九=亠=0.8431 y hoP1x=咼=1xP1y =X + 0.21y= 0.537a卩1x (c2 +扌)+卩1y(c1hp t o=b.57(0.5 + 0.7/ 2) + 0.537(0.5 + 0.65 / 2)10.9975 1.27 830 满足要求=975.26kN rN= 552.66kNmax4）、承台受剪承载力计算件=仁=0.78 P= = 0.98ho= 830mm 弋s =(霧)4 = 0.P Pfbh = 0.99 0.98 1270 0.83 2.9 = 2965.8kN 2rN= 1105.32kN 满足要求hs t o oo max