基础工程课程设计-柱下钢筋混凝土桩基础.docx

《基础工程》课程设计 设计题目：柱下钢筋混凝土桩基础 适用专业：地质14-2 一、课程设计基本要求 1、课程设计目的 利用所学基础工程课程的理论知识，能够独立完成一个较完整的基础设计与计算过程，从而加深对所学理论的理解与应用。 2、课程设计建议 在复习本学期课程理论知识后，收集并阅读相关设计规范和参考书后进行本课程设计任务。 二、课程设计设计资料 1、工程设计概况 某城市新区拟建一栋15层框架结构的办公楼，其场地位于临街地块居中部位，无其它邻近建筑物，地层层位稳定，场地地质剖面及桩基计算指标见工程地质资料。试设计柱下独立承台桩基础。 （1）地基基础设计等级为乙级； （3）柱的截面尺寸为：450mm×600mm； （4）承台底面埋深：d=2.0m（也可自行按规范要求选定）； （5）根据地质资料以及上部荷载情况，自行选择桩型、桩径和桩长； （7）桩的类型：预制桩或者灌注桩（自行斟酌设定）； （8）沉桩方式：静压或者打入（自行斟酌设定）。 （9）方案要求尽量先选择以粉质粘土为持力层，若不满足要求，再行选择卵石或岩石层作为持力层，并作简要对比说明。 2、荷载情况 已知上部框架结构由柱子传至承台顶面的荷载效应标准组合：轴力F=(7500-10n)kN，弯矩Mx=(80+2n)kN·m，My=(800-n)kN。（其中，Mx、My分别为沿柱截面短边和长边方向作用；n为学生学号最后两位数）。 3、工程地质资料 建筑场地土层按其成因、土性特征和物理力学性质的不同，自上而下划分为5层，地质剖面与桩基计算指标见表1，勘察期间测得地下水水位埋深为2.2m。地下水水质分析结果表明，本场地地下水无腐蚀性。 三、设计内容及要求 （1）确定单桩竖向承载力特征值； （2）确定桩数，桩的平面布置，承台平面尺寸，单桩承载力验算； （3）若必要，进行软弱下卧层承载力验算； 表1 地质剖面与桩基计算指标 土层种类 层厚 /m 地下水位 /m 单桩布置 /m 桩基计算指标 预制桩 沉管桩 冲、钻孔桩 qpk qsik qpk qsik qpk qsik 粘土 3.0 粘土 粘土 淤泥 粉质粘土 淤泥质粘土 卵石 0.5 200 1800 9500 1000 200 4500 9200 强风化岩 3000 50 40 44 淤泥 9.5 14 40 12 粉质粘土 4.5 3000 50 2000 40 1000 44 淤泥质土 9.2 20 14 16 卵石 3.0 10000 120 7000 100 2800 120 强风化岩 未见底 7000 100 5000 72 2000 100 四、设计成果及提交 （1）计算说明书：计算说明书一律用A4幅面；装订顺序：封面（须注明：《基础工程》课程设计，专业班级，学号，姓名，日期），目录、设计任务书，计算说明书； 五、建议的设计步骤及涵盖内容 （1）列出设计资料（包括上部结构资料、建筑场地资料）； （2）选择桩型、桩端持力层和承台埋深；（桩端持力层建议选择粉质粘土层） （3）确定单桩承载力标准值； （4）确定桩数和承台底面尺寸； （5）确定群桩竖向承载力设计值； （6）桩基中单桩荷载验算； （7）桩基软弱下卧层验算（若不须验算桩基软弱下卧层沉降，建议另行设定条件自行练习）； （8）承台设计（承台尺寸及桩的布置，提出承台配筋要求）。 设计过程： 柱端传至承台顶面处的荷载设计值： 轴力F=(7500-10n)kN=7400kN 弯矩Mx=(80+2n)kN·m=100kN·m，My=(800-n)kN=790kN 柱的截面尺寸为：450mm×600mm 地基基础设计等级为乙级 承台底面埋深：d=2.0m 初选方案 选用 C40 （ ft = 1.71N / mm2 ）的混凝土预制桩（动力打桩），配置 HRB335 级 （ fy = 300 N / mm2 ）钢筋；承台混凝土强度等级取 C40（ ft = 1.71N / mm2 ），配置 HRB335级（ fy = 300 N / mm2 ）钢筋。桩截面尺寸为 500 mm × 500mm ，长度为 12m，承台底面标高为-2.000m。 承台与桩的大致尺寸如下： 二、确定单桩竖向承载力特征值 桩长12m，桩顶伸入承台0.5m，则打穿了厚度l1=9.5m的淤泥，进入粉质粘土的长度为l2=12-0.5-1-9.5=1m。 （1）确定单桩竖向极限承载力标准值 桩基安全等级为二级，当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式计算： 式中 qsik ——桩侧第 i 层土的极限侧阻力标准值，按《建筑桩基技术规范》查表值； qpk ——极限端阻力标准值，按《建筑桩基技术规范》查表取