佛山科学技术学院

《基础工程》

课程设计说明书

  

专   业：            

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学   号：           

指导老师：           

时   间：            

基础工程课程设计

1、   选择桩型、桩端持力层、承台埋深 …………………..…3

2、   确定单桩极限承载力标准值………………….…….……4

3、   确定桩数和承台底面尺寸……………………….…...……5

4、   确定复合基桩竖向承载力设计值………..………….….…6

5、   桩顶作用验算………………………………….…….……7

6、   桩基础沉降验算…………………………………..………7

7、   桩身结构设计计算……………………………..…………9

8、   承台设计………………………………………..…………10

1、设计资料

某写字楼为多层现浇框架结构，底层平面布置如图1所示，已知上部结构传递至基础顶面的荷载设计值为轴力N=1450kN，弯矩M=100kN·m,柱截面尺寸为400mm×400mm，土层分布及各土层的物理力学指标如表1所示，地下水位距离地表1.0m，试设计此桩基础。底层柱网平面布置及柱底荷载见附图。

建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1.

2.选择桩型、桩端持力层、承台埋深

2.1 根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，选择静压混凝土预制桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务，同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。

2.2 依据地质条件和地基土的分布，第③层是淤泥质的粉质粘土，且比较厚，而第④层是粉土夹粉质粘土，所以第④层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m（>2d），预制桩入土深度为h=2.0+6.0+7.0+1=16m，如下图2.1所示。

由于第①层土厚2.0m，地下水位为离地表1.0m,为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台埋深为1.0m，桩基得有效桩长即为16.0-1.0=15.0m。由施工要求，分为两节，上段长7.8m, 下段长7.8m（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1.6m，考虑持力层可能有一定的起伏以及桩需要嵌入承台一定长度，取实际桩长为16.6m。

由于经验得当楼层数n<10层时,桩边长取350mm×350mm。桩基及土层分布示意图见下所

示。

3.确定单桩承载力标准值              

（1）根据建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表2.1，按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-94查表得极限桩侧，桩端阻力标准值列于下表：

表1地基各土层物理、力学指标

按经验参数法确定单桩竖向承载力极限承载力标准值：

=40.0? =35.0   =42.0     =70.0??=1000

     =4×0.35×(40.0×1.0+35.0×6+42.0×7+70.0×1.0)+0.35×0.35×1000

=859.6+122.5

=982.1KN

估算的单桩竖向承载力设计值（==2）

                                      所以最终按经验参数发计算单桩承载力设计值，即采用R=491.05kN，初步确定 桩数。

4.确定桩数和承台底面尺寸

下面以1-C的荷载计算。已知上部结构传递至基础顶面的荷载设计值为轴力N=1450kN，弯矩 M=100kN·m，初步估算桩数 ，由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，规 范中建议取1.1-1.2，现取1.1的系数，即：

    取n=4(根)

取n=4根，桩距S≥3d=3×0.35=1.05m，桩位平面布置如图4.1， 承台底面尺寸为2.0m×2.0m

                                                     桩基及土层分布示图

      

  四桩承台布置图  

5、      确定复合桩基竖向承载力设计值

该桩属于非端承桩，并n>3，承台地面下并非欠固结土，新填土等，故承台底面不会与土脱离，所以宜考虑桩群、土、

承台的相互作用效应，按复合桩基计算竖向承载力设计值。    

目前，考虑桩基的群桩效应的有两种方法。《地基规范》采                                       

用等待实体法，《桩基规范》采用群桩效应系数法。下面用群桩效应系数法计算复合基桩的竖向承载力设计值。

四桩承台承载力计算：

承台净面积：

承台底地基土极限阻力标准值：

安全系数

因为桩分布不规则，所以要对桩的距径比进行修正，修正如下：

群桩效应系数查表得：

承台底土阻力群桩效应系数:

承台外区净面积

承台内区净面积m²

查表

那么，C复合桩基竖向承载力设计值R:

6、桩顶作用验算

四桩承台验算(1-C承台)

按上部结构传递至基础顶面的荷载设计值计算：F=1450KN,M=100KN.m

承台高度设为800mm等厚，荷载作用于承台顶面。

该建筑物桩基安全等级为二级，建筑物的重要性系数=1.0.

由于柱处于1轴线，它是建筑物的边柱，所以室内填土比室外高，设为0.3m，                所以承台的平均埋深d=(1+1.3)/2=1.15m

F+G=1450+20××1.15×1.2=1560.4KN

作用在承台底形心处的弯矩:

 ∑M=100KN.m

桩顶受力计算如下：

?

由于

且

  所以满足要求.

7.桩基础沉降计算

采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉降计算。由于桩基础的桩中心 距小于6d，所以可以采用分层总和法计算最终沉降量。

C柱沉降验算：

竖向荷载标准值   F =1450/1.3=1115KN

                 G=2.0×2.0×1.0×20=80KN

基底处压力 

基底自重压力=18.0×1.0=18.0kpa

基底处的附加应力   =P-d=298.75-18.0×1.0=280.75kpa

桩端平面下的土的自重应力附加应力()计算如下：

(1)．当z=0时：

  

(2)．当z=2m时：

    

(3)．当z=4m时：

(4)．当z=6m时：

在z=6m处，  所以取计算沉降量。

计算如下表7.1：

表4 计算沉降量

所以总沉降量=49.13-1.965-9.265=37.9mm

桩基础持力层性能良好，去沉降经验系数

每边方向桩数  

等效距径比：

长径比：

承台的长宽比：      查表：

所以，三桩桩基础最终沉降量：

=<0.002L=0.002×6000=12mm

(满足)

8、桩身结构设计计算

1.桩身结构设计计算：

两端桩长各7.8m，采用单点吊立的强度进行桩身配筋设计。吊立位置在距桩 顶、桩端平面0.293L(L=11m)，K=1.3，  即为每延米桩的自重（1.2为恒载分项系数）。

桩身长采用混凝土强度C30, II级钢筋，所以：

桩身截面有效高度:

桩身受拉主筋面积  

选用114，（=153.9）因此整个截面的主筋为，配筋率为％>％。其他构造要求配筋见施工图。

桩身强度

故满足要求。

9.承台设计

1-C柱子（4桩）承台设计计算

承台底钢筋混凝土保护层厚度取100mm，混凝土强度等级为C20，采用HPB335级钢筋。

各桩净反力为：

由于桩的受力可知，桩顶最大反力；平均反力,桩顶净反力：

      

（1） 柱对承台的冲切

因，承台厚度H=0.8m, 计算截面处的有效高度，承台底保护层厚度取80mm.

冲垮比

冲切系数

C柱截面取，混凝土的抗拉强度设计值

冲切力设计值

（2） 角桩对承台的冲切

因

角桩冲垮比

角桩冲切系数

满足要求

（3） 斜截面抗剪验算

计算截面为I-I，截面有效高度，截面的计算宽度，混

凝土的抗压强度，该计算截面的最大剪力设计值：

剪跨比   当时，取＝0.3；

剪切系数

满足要求、

（4） 受弯计算

承台I-I截面处最大弯矩

混凝土弯曲抗压强度设计值 ;级钢筋

  

承台配筋示意图

选用

整个承台宽度范围内用钢筋取12根，即（双向布置）

（5）承台局部受压验算

C柱截面面积

局部受压净面积

局部受压计算面积 

混凝土的局部受压强度提高系数

满足条件。

                             四桩承台结构计算图

                                 

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第二篇：课程设计小结

基础工程

盐城工学院土木工程学院

二O20xx年x月

基础工程课程设计小结

基础工程课程设计是土木工程专业的重要实践环节，是前面所讲的专业知识的一个综合训练，也是毕业设计环节的基础训练。

本次课程设计历时一周，外加16学时上机。设计内容主要是桩基础工程设计。学生应完成的成果包括：一套完整的结构计算书和一张打印的A3桩基、承台配筋图。

在课程设计期间对一些关键问题进行了集中讲解。第一次讲解安排在设计的刚开始阶段，主要讲解设计的主要内容、设计总思路、步骤和设计要求；其余的讲解安排在设计的中期阶段，主要讲解学生在承台设计和桩配筋计算时出现的一些问题。

本次课程设计要求指导教师每天在教室的时间不少于1小时，且坚持每天点名制度。另外，其他时间保证学生与指导教师的联系畅通，确保学生的问题能及时得到解决。

从完成的情况来看，大部分学生经过系统的练习后，成果质量较好；但也有小部分学生综合应用知识的能力较差，设计中有部分之处需要整改。设计成果中普遍出现的问题有：（1）由于学生以前未经过设计绘图的训练，本次课程设计的时间也短，部分学生的图纸中存在有字体、粗细线、尺寸标注不规范等问题。指导教师对这些同学的图纸进行了认真批改，并提出了有关的修改意见，错误严重的学生令其整改。（2）施工图中图名未标，或有的图名与图不相吻合。（3）承台剖面图中的纵向钢筋未标注。设计成果中，少数学生出现的问题：（1）桩配筋部分，图纸与计算书不相符合。（2）

有少数同学未画桩配筋详图中的网片1、2图。

通过本次课程设计，使学生进一步了解桩基础设计的基本概念，将土力学与地基基础课程中理论部分和实践相结合，设计有关基础工程的图纸，得到了桩基础的全过程设计的培训；同时进一步深化了建筑结构的基本知识，为以后的毕业设计打下良好基础。本次的基础工程课程设计总体上是成功的，全体同学都能遵守课程设计纪律，按时了完成设计任务，达到了教学要求。

此次课程设计的体会：要统一规范图纸中的字体、粗细线、尺寸标注等。另外，因本次课程设计要求采用的是20xx版桩基规范，尽管课程设计刚开始阶段，老师对新规范做了详尽的讲述，但因为前一学期上课时，这部分采用的是老规范，而20xx版桩基规范与课本上的旧规范差异较大，同学们有没有现成的例题可参照，故同学们感觉本次课程设计有一定的难度。对此，我建议下一届学生上课时，老师讲到桩基部分的设计例题时，一定要讲新规范，最好是新旧规范对照讲。

于小娟

20xx.1.1