地基与基础课程设计

基础工程课程设计

姓 名： 学 号： 班 级：

指导教师：

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一、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 ＝ 1.58m

A柱：Nmax=4239KN，Mmax=193KN·m，Vmax=75KN，截面面积：300mm × 300mm B柱：Nmax=8782KN，Mmax=593KN·m，Vmax=165KN，截面面积：500mm500mm C柱：Nmax=4159KN，Mmax=324KN·m，Vmax=79KN，截面面积：300mm × 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 r KN/ 孔 隙 比 e 直剪 试验 压缩 液性 （快剪） 模量 指数 （kPa） 内粘聚力 摩 擦C（kPa） 角° ψ° 5.4 125 承载力标准值 (kPa) 1 2 杂填土 1．8 1.8 33 17.5 灰褐色粉108.3 质粘土 ．1 18.4 0.90 0.95 21.1 16.7 3 4 5 灰色淤泥2212.0 34 粉质粘土 ．1 黄褐色粉275．3 30 质粘土 ．4 灰-绿色>27. 粉质粘土 4 26 17.8 1.06 1.10 19.1 0.88 0.70 19.7 0.46 18.6 14.2 23.3 18.4 26.8 36.5 3.8 11.5 8.6 95 140 210 （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。

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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 × 300mm，柱截面为600mm × 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

图1.1

（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’y=300 N/mm）纵向受力钢筋为416箍筋6@100/200。如图

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（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

QukQSKQpkupqsikliqpkAP

其中up=4×300=1.2m AP0.09m

qsik(kpa) 2杂填土 25 灰褐色粉质粘土 40 灰色淤泥粉质粘土 30 黄褐色粉质粘土 50 其中黄褐色粉质粘土qpk取1000kpa

Quk1.2(0.22258.34012301.3850)0.0910001009.8kN

2）、桩基竖向承载力特征值 RaQuk/k504.9kN 3）、单桩竖向承载力设计值

Q(fcAfyAS)1.0(14.3300300256)1528kN (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 nu2

FkGk4239kN1.28.39 取桩数n=9 Ra504.9kN (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1100mm

3)、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 lb2900mm2900mm 设计埋深D=1.58m位于填土以上 B）、承台及上覆土重GkrGAd202.91.58265.756kN

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2

（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

QkFkGk(4239265.756)kN500.5kNRa504.9kN 满足要求 n9 2）、按偏心荷载考虑承台四角最不利的桩的受力情况

FkGkMxkyiMykXi4239266(193751)1.1541.1 Qik459.9kN 222n961.1yixi Qikmax541.4kN1.2Ra605.88kN Qikmin459.9kN0

（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/mm2 ,ft=1.27N/mm2 ）配置HRB335级钢筋（fy= f’y=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

ho=1-0.1-0.07=0.83m承台lb=2900mm2900mm 如图

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1)、计算柱顶荷载设计值

去程台及上土的平均重度rG20kNm则桩顶平均竖向设计值为 Nminmax3FG(MVh)xmax514.1459.9kN 2nXI 2)、承台承受弯承载力计算 xi800mm yi850mm MxNyii3500.50.851276.275kNm

Mx1276.2751065695mm2 选 用 As0.9fcho0.9300830

2318@105 As5853.5mm2

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MyNxMyii3541.10.81298.64kNm

1298.64106 As5792mm2 选用

0.9fcho0.9300830

2318@105 As5853.5mm

2 3）、承台承受冲切承载力验算 A)、柱对承台的冲切

aox0.65m aoy0.7m

oxoxaoxaoy0.7831.0 oy0.843 hoho0.840.850.84ox0.20.805 oyoy0.2

2ox(bcaoy)oy(hcaox)hpftho

20.85(0.50.7)0.805(0.60.65)0.99751.278304261.02kNroFl1.0(42390)4239kN 满足要求

(因为ho=830mm所以hp0.9975） B)、角柱对承台的冲切

c1c20.5m a1xaox0.65m a1yaoy0.7

a 1x1x0.783

ho 1x1ya1yho0.843

0.560.560.537 0.57 1y1y0.21x0.2a1ya1x(c)(c)hpftho1y11x222 0.57(0.50.7/2)0.537(0.50.65/2)0.99751.27830 满足要求

975.26kNrNmax541.1kN 4）、承台受剪承载力计算

8004)0.99 xox0.781.750.98 ho830mmhs(8301.0 hsftboho0.990.9812700.832.92965.8kN2roNmax1231.32kN

1 满足要求

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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 × 500mm，柱截面为600mm × 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1.1

（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’y=300 N/mm）纵向受力钢筋为416箍筋6@100/200。如图

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(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

QukQSKQpkupqsikliqpkAP

其中up=4×500=2m AP0.25m

qsik(kpa) 2杂填土 25 灰褐色粉质粘土 40 灰色淤泥粉质粘土 30 黄褐色粉质粘土 50 其中黄褐色粉质粘土qpk取1000kpa

Quk2(0.22258.34012301.2850)0.2510001773kN

2）、桩基竖向承载力特征值 RaQuk/k886.5kN 3）、单桩竖向承载力设计值

Q(fcAfyAS)1.0(14.3500300256)3816kN (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 nu2FkGk8782kN1.211.89 取桩数n=12 Ra886.5kN (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1750mm

3)、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 lb6050mm4300mm 设计埋深D=1.58m位于填土以上 B）、承台及上覆土重GkrGAd206.054.31.58822.074kN

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（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 Qk

FkGk(8782822.074)kN800.34kNRa886.5kN 满足要求 n12FkGkMxkyiMykXi(5931651.5)2.625848.37800.34752.21kN 2222n6(2.6250.875)yixi 2）、按偏心荷载考虑承台四角最不利的桩的受力情况 Qik Qikmax848.37kN1.2Ra1063.8kN Qikmin752.21kN0

（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/mm2 ,ft=1.27N/mm2 ）配置HRB335级钢筋（fy= f’y=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

ho=1.5-0.2-0.04=1.26m承台lb=6050mm4300mm 如图

已知基础顶面的荷载设计值Nmax=8782kN Mmax=593kNm Vmax=165kN

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1)、计算柱顶荷载设计值

3

去程台及上土的平均重度rG20kNm则桩顶平均竖向设计值为 NminmaxFG(MVh)xmax(5931651.5)2.625848.34800.34752.34kN 222n6(2.6250.875)XI 2)、承台承受弯承载力计算

xi0.325或2.075m yi1.5m MxNyii4800.341.54802.04kNm

用

Mx4208.0410614115.3mm2 选 As0.9fcho0.93001260

As14236.1mm

2 MyNxii3(2.0750.325)848.376108.264kNm

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6108.264106 As17954.9mm2 选用

0.9fcho0.93001260

As18163.3mm

2My 3）、承台承受冲切承载力验算

A)、柱对承台的冲切

aox0.325m aoy1.2m

oxaoxaoy0.2581.0 0.952 hooyho0.840.840.73 1.834 oyoy0.2ox0.2 ox2ox(bcaoy)oy(hcaox)hpftho 21.834(0.61.2)0.73(0.60.325)0.961671.271260 满足要求

12238.2kNroFl1.0(87820)8782kN (因为ho=1260mm所以hp0.96167） B)、角柱对承台的冲切

c1c20.65m a1xaox0.325m a1yaoy1.2

a 1x1x0.258

ho 1x1ya1yho0.952

0.560.560.486 1.22 1y1y0.21x0.2a1ya1x(c)(c)hpftho1y11x222 1.22(0.651.2/2)0.486(0.650.325/2)0.961671.271260

2954.25kNrNmax848.34kN满足要求 4）、承台受剪承载力计算

80041.75)0.893 xox1.8450.615ho1260mmhs(1260x1.0

1hsftboho0.8930.61512704.31.263778.9kN2roNmax1082.2kN 满足要求

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C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 × 300mm，柱截面为600mm × 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

（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’y=300 N/mm）纵向受力钢筋为416箍筋6@100/200。如图

（三）、单桩竖向承载力标准值和设计值计算

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1）、单桩竖向承载力标准值

QukQSKQpkupqsikliqpkAP

其中up=4×300=1.2m AP0.09m

qsik(kpa) 2杂填土 25 灰褐色粉质粘土 40 灰色淤泥粉质粘土 30 黄褐色粉质粘土 50 其中黄褐色粉质粘土qpk取1000kpa

Quk1.2(0.22258.34012301.3850)0.0910001009.8kN

2）、桩基竖向承载力特征值 RaQuk/k504.9kN 3）、单桩竖向承载力设计值

Q(fcAfyAS)1.0(14.3300300256)1528kN (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 nu2

FkGk4159kN1.28.23 取桩数n=9 Ra504.9kN (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1100mm

3)、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 lb2900mm2900mm 设计埋深D=1.58m位于填土以上 B）、承台及上覆土重GkrGAd202.91.58265.756kN

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(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 QkFkGk(4159265.756)kN491.6kNRa504.9kN 满足要求 n9 2）、按偏心荷载考虑承台四角最不利的桩的受力情况

QikFkGkMxkyiMykXi4159265.756(324791)1.1552.66430.54kN 222n961.1yixi Qikmax552.66kN1.2Ra605.88kN Qikmin430.54kN0

（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/mm2 ,ft=1.27N/mm2 ）配置HRB335级钢筋（fy= f’y=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

ho=1-0.1-0.07=0.83m承台lb=2900mm2900mm 如图

已知基础顶面的荷载设计值N=4159kN M=324kNm V=79kN

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1)、计算柱顶荷载设计值

去程台及上土的平均重度rG20kNm则桩顶平均竖向设计值为 Nminmax3FG(MVh)xmax552.66430.54kN 2nXI 2)、承台承受弯承载力计算 xi800mm yi850mm MxNyii3491.60.851253.58kNm

Mx1253.581065593.8mm2 选 用 As0.9fcho0.9300830

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1820@140 As5655.6mm2

MyNxMyii3552.660.81326.38kNm

1326.38106 As5918.7mm2 选用

0.9fcho0.9300830

1920@130 As5918.8mm

2 3）、承台承受冲切承载力验算 A)、柱对承台的冲切

aox0.65m aoy0.7m

oxoxaoxaoy0.7831.0 oy0.843 hoho0.840.850.84ox0.20.805 oyoy0.2

2ox(bcaoy)oy(hcaox)hpftho

20.85(0.50.7)0.805(0.60.65)0.99751.278304261.02kNroFl1.0(41590)4159kN 满足要求

(因为ho=830mm所以hp0.9975） B)、角柱对承台的冲切

c1c20.5m a1xaox0.65m a1yaoy0.7 1xa1x0.783 ho1ya1yho0.843

1x0.560.560.537 0.57 1y1y0.21x0.2a1ya1x(c)(c)hpftho1y11x222 0.57(0.50.7/2)0.537(0.50.65/2)0.99751.27830 满足要求

975.26kNrNmax552.66kN 4）、承台受剪承载力计算

8004)0.99 xox0.781.750.98 ho830mmhs(8301.0 hsftboho0.990.9812700.832.92965.8kN2roNmax1105.32kN 满足要求

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