《基础工程》课程设计任务书

桩的截面及长度的确定

根据施工条件，以第5层中等风化泥岩为桩尖持力层 端承桩直径拟采用d=0.8m，桩嵌入岩层的最小深度为，即桩长l=21m,墩柱直径d=0.8m.

桩根数的确定

由假设条件，桩的周长

桩底截面积

 底处岩石的强度和嵌入岩层的深度，可按下式完成计算：

         

圆形截面柱桩嵌入岩层的最小深度计算公式如下：

，这里，值取为。

Rc=Ra=51000kPa

 

         

 

桩根数的估算：取μ=1.1

≥         取n=4       

即确定为为根桩。

桩在承台底面的布置：

当桩间中心距离≥时，不考虑群桩效应。

取桩距，桩在地面或最大冲刷线下的计算深度

          

故

       <

取，

 

所以，

桩的平面布置：

取桩间距为，

              

桩的内力及变位计算

⑴单桩轴向承载力验算：

检查单桩容许承载力，应以最不利荷载组合计算出受轴向力最大的一根基桩进行验算：

≤

已知混凝土的重度为。

自重

⑵计算桩的计算宽度：

=1.53m

⑶求桩—土变形系数

    故地基系数的比例系数取为

    桩身混凝土强度等级设为，则其受压弹性模量

   

   

  

   

桩在最大冲刷线以下深度，则其计算长度为：

故按弹性桩计算。

⑷计算桩顶外力、、及最大冲刷线处桩上外力、、

①桩顶刚度系数、、、值的计算

；；；  

              

设土的重度（未计浮力），土内摩擦角。

       

按桩心距计算面积，故取

   

∴

   

        

，取用4

查《基础工程》附表、、：      

②计算承台底面原点处位移、、

                                      

                      

                      

                      

③计算作用在每根桩顶上的作用力、、

因为桩均为竖直且对称：

竖向力

 

   水平力 

   弯矩

 

  校核    

        

④计算最大冲刷线处桩身弯矩、水平力及轴向力

弯矩    

水平力  

轴向力 

桩基计算

①计算桩身最大弯矩位置和最大弯矩

由得：

由及。查《基础工程》附表得：，故

由及，查《基础工程》附表得：

②桩在最大冲刷线以下各截面的横向土抗力计算

  由已知，          

无量纲系数、由《基础工程》附表、查得，值列于下表

③桩顶纵向水平位移验算

桩在最大冲刷线处水平位移和转角的计算：

取=；

据此，查《基础工程》附表和附表得：

位移系数，位移系数。

  

符合规范要求。

同理，查《基础工程》附表和附表得：

转角系数，转角系数

  

由             

得                      

桩顶纵向水平位移的计算：

由，；；; .

查《基础工程》附表和附表得：

    

则

同理，

假设跨径L=25m

         

≤ 

符合规范要求。

综上，经过一系列的计算，满足要求。

第二篇：基础工程课程设计参考1

第1章  设计资料

1.1工程概况

已知某办公楼，框架结构，柱距6m´6m，柱的截面尺寸为400mm´600mm。规定室内地面标高为±0.00，相当于黄海高程455.00m，室外地面标高为-0.15m。基础梁的横截面尺寸为250mm´300mm，基础梁上的荷重（包括基础梁自重）按30kN/m计算。弯矩M以柱子的外侧受拉为正，剪力H以指向房间内部为正。

1.2工程地质勘查资料

场地处地面平坦。拟建房屋的部分坐落在一古河道上，现已淤填。据钻探揭露，各地层的情况如下：

第①层：人工填土。分布于场地表面，以灰黑色粉土为主，伴有碎砖，炉渣等杂物的填土层。厚约0.5~1.2m，结构疏松，土质不均，平均天然重度为17.1kN/m³。

第②层：粉质粘土。呈棕红色。除古河道外的各部分均有，厚度9.5~10.1m。硬塑~可塑，土质较均匀，承载力标准值 f_k=260kPa。

第③层：粉土。呈褐黄色。仅在古河道部分可见到，厚约3.3m，流塑，承载力标准值f_k=140kPa。

第④层：淤泥。呈黑色，流塑。含大量有机质，有臭味。仅在古河道部分见到，厚度约8.0m。

第⑤层：粉质粘土。呈灰黄色，仅在古河道部分见到，厚约3.6m，夹有粉砂薄层，流塑，承载力标准值f_k=160kPa。

第⑥层：粘土。呈黄黑色，各孔均可见到，没有钻透，据调查厚度在10m以上。土质均匀，可塑~硬塑，承载力标准值f_k=270kPa。

场区地下水属潜水，初见水位在2.5~3.1m深处，稳定水位在2.9~3.9m深处。地下水补给来源为大气降水，水位随季节变化，无侵蚀性。地质剖面见下图1 ， 土工试验成果报告见表1。

1.3荷载设计

基础梁上的荷重（包括基础梁自重）按30kN/m 计算。

(1)受古河道影响的柱：

荷载效应标准组合

荷载效应基本组合

（2）其余部分柱：

荷载效应标准组合

荷载效应基本组合

基础梁作用在基础上的力：F=30×6=180KN

第2章 方案设计

2.1  基础类型的选择

（1）浅基础

未受古河道影响的柱采用柱下钢筋混凝土独立基础，基础长边（x轴方向）与柱的长边平行且与弯矩的方向一致。材料用C20混凝土和HPB235级钢筋，垫层用C10混凝土，厚度100mm。

（2）桩基础

受古河道影响的柱采用桩基础。为使制作方便，故采用等截面的实心方桩。桩径为300mm×300mm。

2.2  持力层的选择

（1）浅基础

地基持力层选在第②层，粉质粘土上。取基础底面标高为-2.0m，基础埋深1.85m，距室外设计地面1.85m。因粉质黏土强度较高且较厚（厚度9.5~10.1m），故选在该层。

（2）桩基础

从土层剖面图及各层土的土性指标看来，①层土土质疏松，不适合作为持力层。从1#钻孔的钻探数据来看，⑥层土为粘性土，选取⑥层土作为持力层。由于桩端进入持力层的长度要大于3d，综合考虑以上因素，取桩长为16m。

第3章  浅基础技术设计

3.1  基础尺寸的确定

取第二层土体为持力层，基础埋深设为1.85m（以室外地面-0.15m为基准）。且基础底面位于地下水位上面。由第二层土体的性质：e=0.687<0.85 ，I_L =0.412，查表得：承载力修正系数=0.3，=1.6，

承载力计算公式： 

(1) 深度修正   

=260+1.6×18.7(1.85?0.5)=300.4KPa

b为基础底面宽度当小于3m时按3m取值；

 (2) 确定基础尺寸

将面积扩大 A=1.2=1.2×7.60=9.12m2

取基础面积 A=b×l=3.6×3=10.8 m²

对基础承载力进行宽度修正=260+0.3×20.1×（3.6-3） +1.6×18.7(1.85?0.5)=308.50KPa

 (3) 承载力及偏心距验算

竖向力 =Fk+Gk=1980+3.6×3×2.0×20=2412KN

==2412/10.8=223.33KPa<fa=308.50KPa   满足要求；

弯矩   =380+40×(2.0-0.075)-180(0.02+0.3+0.125)=376.9KN·M

    满足要求；

偏心距e===0.156m<=0.6m ， 满足要求。

3.2基础高度的确定

初步拟定基础高度为h=800mm，按规范要求，铺设垫层时保护层的厚度不小于40mm。因此假定钢筋重心到混凝土外表面的距离为50mm，故基础的有效高度为=800?50=750mm。

（1）计算基底净反力

根据荷载组合原则，确定基础高度及配筋时采用基本组合值。

M=500KN?m，F=2400KN ，H=50KN，基础梁荷载F=1.2×180=216KN；

竖向荷载：F=2400+216=2616KN ，

弯矩：M=500+50×（2.0-0.075）+1.2×180×0.445=500.13KN·m

（2）抗冲切验算

抗冲切破坏验算公式：

先计算 ，当+2 =400+2×750=1900≤l=3000mm

其中： =1.15m

所以基础的抗冲切满足要求。

（3）内力计算

台阶的宽高比：<2.5且偏心距e<，所以可按下面公式计算弯矩。

控制截面在柱边处（Ⅰ-Ⅰ及Ⅱ-Ⅱ截面），此时有：， ，

3.3抗弯钢筋的配置

采用HPB235级钢筋，其fy=210MPa，混凝土等级为C20，fc=9.6MPa

(1)沿长边方向，由 ， ，宽度。

按梁进行配筋，可得4715，选用（总面积4836），故实际的800-40-18/2=751大于原先假定的750mm，上述配筋满足要求。满足最小配筋率。

（2）沿短边方向，由于短边方向的钢筋通常是置于长边方向钢筋之上，并假设采用?16钢筋。

故,宽度,再由,可得，选用（总面积为3820）。