基础工程课程设计
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土木工程专业基础工程课程设计任务书
————桩基础设计
一、设计资料
1、某建筑场地在钻孔揭示深度内共有6个土层，各层土的物理力学指标参数见表1。土层稳定混合水位深为地面下1.0m ，地下水水质分析结果表明，本场地下水无腐蚀性。
建筑桩基设计等级为乙级，已知上部框架结构由柱子传来的荷载（作用在柱底即承台顶面）：
kN V k 3200=,kNm M k 400=，H = 50kN ；
柱的截面尺寸为：400×400mm ；
承台底面埋深：d=1.5m 。
2、根据地质资料，以第4层粉质粘土为桩尖持力层，采用钢筋混凝土预制桩
3、承台设计资料：混凝土强度等级为C20，轴心抗压强度设计值为kPa f c 9600=，轴心抗拉强度设计值为kPa f t 1100=，钢筋采用HRB335级钢筋，钢筋强度设计值2/300mm N f y =
4、《建筑桩基技术规范》(GJG94-2008) 二、设计内容及要求：
1、按照持力层埋深确定桩长，按照长径比40-60确定桩截面尺寸；
2、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值；
3、确定桩数和桩的平面布置图；
4、群桩中基桩的受力验算；
5、软弱下卧层强度验算；
6、承台结构计算；
7、承台施工图设计：包括桩的平面布置图，承台配筋图和必要的图纸说明； 8、需要提交的报告：任务书、计算书和桩基础施工图。
注：1、计算书打印，按照A4页面，上下左右页边距设置为2.0cm ，字体采用宋小四号
2、图纸采用3号图幅，图纸说明即为图中的说明
3、任务书、计算书和桩基础施工图装订成一册
4、将电子稿按班打包交上来，每人的电子稿名称按照学号+姓名命名
. 表1 地基土物理力学指标设计参数表
桩基础设计计算书
一、按照持力层埋深确定桩长，按照长径比40-60确定桩截面尺寸；
由地基土物理力学指标设计参数表，桩插入承台的深度50mm。选第四层粉质粘土为持力层，设桩进入持力层深度为1.95m。则桩的长度
L=0.05+3.0+15.0+1.95=2.0m。
根据长径比40-60选定桩的截面边长b=450mm，显然40<=44.4<60。
二、计算单桩竖向承载力极限标准值和特征值；
= u+
=4×0.45×(24×3+14×15+1.95×32)+1600×
Ra===472KN
三、确定桩数和桩的平面布置图；
初选桩的根数
N==6.72根，暂取7根。
易知4.5d=450×4.5=2025mm，取桩心距s=2050mm。
采用梅花桩，平面布置如下：
承台的宽度和长度分别为:
=2050+450+450=5000mm
=2050+450+450=5000mm
取承台埋深为1.5m。承台及其上填土重，地下水位以下土的重度取浮重度。
单桩的竖向作用力Nk=546kN〉Ra=472KN（不可行）
当n=8根时，平面布置如下：
Nk=478kN〉Ra=472KN（不可行）
当n=9根时，平面布置图如下：
Nk=425kN Ra=472KN（可以）
综上，应取9根桩。
四、群桩中基桩的受力验算；
1、复合桩基竖向承载力特征值R的计算。
根据Sa/d=2050/450=4.56，Bc/l=5000/20000=0.25，查表得ηc=0.20
计算基桩所对应的承台底净面积：
=
承台下1/2承台宽度且不超过5m的深度范围内土的地基承载力特征值为=75Kpa，得桩基的竖向承载力特征值
R=Ra+ηc Ac=472+0.1975=508.7KN
2、桩基顶的竖向荷载。
轴心力作用 Nk=425kN
偏心竖向力作用 My=Mk+Hk=400+50=460kN
作用在桩顶的最大、最小竖向力：
=472=
满足竖向承载力要求。
3、桩基顶的水平荷载。
单桩水平承载力特征值计算公式
=0.75
=10mm，m=4.4MN/mm，C30混凝土的弹性模量为3N/，HPB335级钢筋的弹性模量 2.0N/。
b，=1.5b+0.5=1.5=1.175m
钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值：
方形截面：
=
桩的抗弯刚度EI=0.85 ,换算截面惯性矩
N/
水平变形系数==0.4302（1/m）
换算深度
查表得=2.441，
所以，=0.7585.86KN
单桩水平承载力（可以）
五、软弱下卧层强度验算；
桩心距〈6d，可以将桩基础是为实体基础，软弱下卧层的计算公式为：
淤泥质粉质粘土的孔隙比，故深度修正系数，地下水以下的土的浮重度，根据公式及=
则浮重度==（
=（
=（
=（
基础底面以上土的厚度加权平均重度
=（203+7.39
=8.74/
①按扩散作用基础底面处的附加应力：
实体深基础底面积，查表的
②不考虑扩散作用时基础底面处的附加应力：
<0（不可行）
软弱层顶面以上土的厚度加权平均重度
=（203+7.39
=8.8.97/
两层土的弹性模量之比为，查表得桩端持力层的扩散角。实体基础的计算宽度和长度
即有
软弱层顶面的附加应力
=
=30.78Kpa
经深度修正后的地基承载力
=+=75+1.68.97=405.10kpa 易知，
下卧层满足承载力要求。
六、承台结构计算；
相应于荷载标效应组合时作用于柱底的荷载设计值为：
F=1.35=1.35
M=1.35=1.35
H=1.35Hk=1.35
扣除承台和其上填土自重后的柱顶竖向设计值：
N=
在偏心荷载作用下
=N=480=
1、承台受冲切承载力验算
①柱对承台冲切的承载力计算。
首先对柱边冲切进行计算
=4320-480=3840KN
取mm
取=1.0
同理，，
由线性内插法的
2[]
=5197.2KN
满足要求。
②角桩对承台的冲切计算。
，=1625mm
==1625/1130=1.44>1.0，取
=0.4667
[]
=[]
=1682.65k>(可以)
2、承台受剪承载力计算。
柱下桩基础独立承台斜截面受剪承载力按下式计算：
V
对A-A截面
1.438 (介于0.3与3之间)
==0.917
剪力系数=1.75/（1.438+1）=0.7178
=0.917
=4090.7KN>(535.9=1607.7KN(可以)
3、承台抗弯承载力计算
计算柱边x，y方向的钢筋量。
=535.9=2612.5KN m
选用1428，实际，沿x轴方向均匀布置，通长配筋。
由对称关系，y方向的配筋与x轴一致。
七、承台施工图设计：包括桩的平面布置图，承台配筋图和必要的图纸说明；
说明：承台配筋图中，其承台边缘和四角应采用加密钢筋。桩与承台连接处应保证防水构造要求。