四川大学锦城学院基础工程课程设计

基础工程课程设计报告题目：某多层住宅小区基础工程设计院（系）：土木工程系专业班级：2014级土木工程五班学生姓名：学号：141110508指导教师：任杰2017年5月10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5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。2.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518.501404.411170.70.6硬塑粉质粘土4.520.001606.019200.40.2淤泥5171002850.91.1硬塑粉质粘土4.520.001606.019200.40.2强风化泥岩以下均是24.002503.主要材料1)混凝土：C30混凝土2)钢筋：主筋用HRB335，其它选HPB300。4.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）。5.设计依据与参考资料1)《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2011）；2)《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）3)《基础工程》教材；指标地层4)提供的技术资料；（1）选择桩型、桩材及桩长由试桩初步选择直径为600mm、桩长为l3+4.5+5+3.5=16m的钻孔灌注桩，水下混凝土用C30混凝土，钢筋采用HRB335，经查表得cf=14.3N/mm2，tf=1.43N/mm2；yyff300N/mm2。初选第四层（硬塑粉质粘土）为持力层，桩端进入持力层不得小于1.2m（两倍桩径）；承台底面埋深2.0m。桩顶嵌入承台不宜小于50mm，此处取0.1m。（2）确定单桩竖向承载力特征值Ra①根据桩身材料确定，初选%5.0（当桩身直径为300-2000mm时，正截面配筋率可取0.2%－0.65%），8.0c，计算得：sypscc9.0AfAfaR=4/600005.03009.04/6003.148.022=3616287N=3616.3kN②按经验参数法确定，查表4-2得,aksKPq621;aksKPq4.862;aksKPq153、aksKPq4.864，查表4-3，akKPq1400p则：u=3.140.6=1.885m283.04/6.02PAKNQRKNAqlquQQQuka10952/21902/21901400×283.0)4.86×35×1554.×4.863×62(*885.1Ppkisikpkskuk在竖向荷载作用下，桩丧失承载能力表现为两种形式：一是桩周土的阻力不足，桩身发生急剧且量大的竖向位移；或虽位移不急剧增加，但因位移量过大而不适于继续承载。二是桩身材料强度不够，桩身被压坏或拉坏。因此，桩身承载能力应分别根据桩身土的阻力和桩身材料强度确定，采用其中最小值。单桩竖向承载力设计值取上述两项项计算值的最小者，则取KNR1095a。（3）确定桩的数量和平面布置①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nμFk/Ra=1.2×3000/1095=3.28根取桩数n=4根。②桩的中心距通常桩的中心距为m8.16.033ads。③桩的布置4根桩呈方形布置，如图1所示。（4）桩承台设计①桩承台尺寸根据桩的布置，桩的外边缘每边向外延伸净距为1/2d=300mm。则承台长度l为1200+1800=3000mm。承台埋深为2米，承台高为1m。②承台及上覆土重。取承台及上覆土的平均重度γg=20KN/m3,则承台及上覆土重为Gk=γgAd=20×3×3×2=360KN验算考虑承台效应的基桩竖向承载力特征值不考虑地震作用cakAfRRcaSa/d=1800/600=3、Bc/Lc=3/16.5=0.181查表得：07.0c；承台底地基土净面积：22c97.14/)4/π6.0433(/)n（mnAAAPS承台下1/2承台宽且不超过5m深度范围内各土层的地基承载力特征值：148fakkPacakcaAfRR=KN1115148×97.1×07.01095（5）桩基承载力验算①轴心竖向力作用下RGRNnkakKNRKNGRN11158404/)3603000(nkak满足要求。②偏心荷载作用下22///）（maxminiskxijskyikkyMyMnGFN=（3000+360）/4±200×0.9/（4×0.92）=840±56=896784kNNmax=896＜1.2R=1338kN，亦满足要求。由于minN=784kN＞0，因此桩不受上拔力。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=1.8m，属于小于6倍桩径（6.36dm）的桩基，可将群桩作为假想的实体基础计算，其最终沉降里计算可采用等效作用分层总和法，等效作用面位于桩端平面，等效作用面积为桩承台投影面积，等效作用附加应力近似取承台底平均附加应力，等效作用面以下的应力分布采用各向同性均质直线变形理论。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）：计算矩形桩基中点沉降/SSe桩端位于地面下16+2-0.1=17.9m，地下水位-5m。地下水位以下混合重度取10kN/m3kpa2.4512.91×105×20）3×3（/2000/）（AGFP桩端平面处土的自重压力：KPaPC5.206104.35)1017(5.41055.18桩端平面处桩基对土的平均附加压力：kpa7.2445.2062.451p0cpp取36.0/8.1/dSa，7.266.0/16/dl，13/3/ceBl，由10SE可知2.1由此查《桩基规范》附录E（内插值法）得到：059.00C，521.11C，282.82C，ccb/.LBnn=23/34161.0282.8）12（×521.112059.0)1(1210CCCbbe沉降计算表iZi(m)ciiBzbz2iiizsiE(MPa)s1104.iiiiesizzpEs（mm）0000.2506.000153.330.12750.63756.020.4720.47264.000.11140.66846.00.99521.46374.670.09880.69166.00.74522.21485.330.08880.71046.00.60522.81桩基沉降计算深度按应力比法确定。假定取Zn=6m，Zn深处的自重应力KPaZPnC5.28614×510×15.206CKPaKPai3.5786.52×2.043.267.244×027.0×440Z所以桩的最终沉降量为21.46mm。（7）承台设计：承台混凝土强度C30，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0.6×0.8=0.48m，承台上柱的尺寸定为0.7m×0.7m。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：kNkNxyMnFNixk91710838310009.049.0300440002maxmaxmin2边桩和轴向桩间的中间桩净反力为：（因为承台为正方形）kN10832/)10831083(mNyNMiix.k11921083)2/7.09.0(2mNxNMiiy.k11921083)2/7.09.0(2承台x、y向配筋为26049059003009.0101192mmhfMAyaysy可选配1620@180钢筋，则sA=50262mm受冲切计算00000)()(2hfahabFthpxcyycxl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：kNQFFil40000400028.096.0/25.0/0haxx28.09.0/25.0/0hayy75.12.028.084.02.084.02.084.000yyxx柱下矩形承台受冲切承载力为：00000)()(2hfahabthpxcyycxkN108119.01043.11)5.07.0(275.123kNFl4000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28.0y1x117.12.028.056.02.056.02.056.011yyxx59.021cc25.011yxaa011112122hfacacthpxyyxkN21539.01043.11225.059.017.123kNNl1000故角桩对承台的冲切承载力满足要求。受剪切计算00hbfVths28.0，所以取25.028.0yxyx37.1128.075.1175.1175.1yyxx97.090080080041410hhs截面的最大剪力设计值：kNVVyx216721083斜截面受剪力承载力设计值为：kNhbfxtxhs47619.031043.137.197.0300kNhbfkNVxtxhsx4761216700，满足要求。kNhbfxtxhs47619.031043.137.197.0300kNhbfkNVytyhsy4761216700，斜截面受剪承载力满足要求。故该设计各项内容均满足要求。