1、基礎工程課程設計任務書（一）設計題目某賓館，采用鋼筋混凝土框架結構， 基礎采用柱下樁基礎， 首層柱網布置如 附件所示，試按要求設計該基礎。（二）設計資料1. 場地工程地質條件場地巖土層按成因類型自上而下劃分： 1、人工填土層（ Qml）； 2、第四系沖 積層（Qal）; 3、殘積層（Qel）; 4、白堊系上統沉積巖層（&）。各土（巖）層特征如下：1）人工填土層（ Qml） 雜填土：主要成分為粘性土，含較多建筑垃圾（碎磚、碎石、余泥等） 。本層重度為 16kN/m 3。松散為主，局部稍密，很濕。層厚 1.50m。2）第四系沖積層（ Qal） -1 淤泥質粉質粘土：灰黑，可塑，含細砂及少量

2、碎石。該層層厚3.50m。其主要物理力學性質指標值為：爐44.36%; p 1.65 g/cm3; e= 1.30; Il= 1.27;Es= 2.49MPa C= 5.07kPa 護 6.07°。承載力特征值取 fak=55kPa。-2粉質粘土：灰、灰黑色，軟塑狀為主，局部呈可塑狀。層厚 2.45m=其主要物理力學性質指標值為：= 33.45%;p= 1.86 g/cm3; e= 0.918;IL=0.78;Es=3.00Mpa； C=5.50kPa =6.55°。 -3粉質粘土：褐色，硬塑。該層層厚 3.4m。其主要物理力學性質指標值為：3= 38.00%;p= 1.9

3、8 g/cm3; e= 0.60;L=0.20; Es=10.2MPa3）第四系殘積層（ Qel） -1 粉土：褐紅色、褐紅色間白色斑點;密實，稍濕 -濕。該層層厚 2.09m。其主要物理力學性質指標值為：併17.50%; p 1.99 g/cm3; e= 0.604; I l=00.24;Es=16.5MPa;C= 41.24kPa?= 22.63°。4）基巖白堊系上統沉積巖層 （K2） 本場地揭露巖層為白堊系上統沉積巖層 , 巖性以粉砂巖為主。根據巖石風化程度的不同將本區巖石劃分為強風化、中風化巖、微風化巖。 -1 強風化層：褐紅色。厚度多在3.5（5.50m之間，平均為4.0m

4、=其主要物理力學性質指標值為：p= 2.30 g/cm3;Es=100.0MPa本層取1個土樣，作標準貫入試驗3次，均在20cm出現標貫錘反彈現象，擊數N=3036擊。-2 中風化層：褐紅色;巖質較硬，節理、裂隙稍發育，巖芯多呈短柱狀，碎塊狀。厚度3.0m。 Es=400.0MPa。-3 微風化層：褐紅色;巖石新鮮、堅硬，巖芯多呈長柱狀。其飽和抗壓強度值30.60MPa。2. 場地水文地質條件擬建場地已人工填土整平， 無明顯地表水體存在， 僅在陰雨天氣可在低洼處 見少量地面積水。場地地基土中無明顯的含水層 , 地下水主要為儲存在雜填土中 的上層滯水， 補給來源為生活用水及大氣降水。 經觀測，

5、本場地地下水靜止水位 標高在11.30 11.89m之間。3. 上部結構資料上部結構為鋼筋混凝土框架結構，底層柱布置及上部結構傳至土0.00m的荷載條件如附件。所有底層柱截面尺寸均為600mmX 600mm。柱子的混凝土強度等級為 C30。（三）設計內容（ 1）確定樁型、樁長；（2）確定單樁或基樁豎向承載力；（3）確定樁數、承臺尺寸及建筑物的樁基礎平面布置；（ 4）樁基礎承載力驗算；（5）承臺及連梁設計計算；（6）樁沉降驗算；（7）繪制施工圖（包括基礎平面布置圖、樁的布置及承臺平面圖、樁基礎剖 面圖、承臺配筋圖、樁配筋圖、施工說明等） 。（四）設計依據（1）JGJ94-2008建筑樁基技術規范

6、（2）制圖標準等其它規范、規程、標準。（五）設計要求（1）設計符合施工圖設計深度要求。（2）計算書要求：書寫工整、數字準確、圖文并茂，任務書隨計算書裝訂。（3）制圖要求：所有圖線、圖例尺寸和標注方法均應符合新的制圖標準，圖 紙上所有漢字和數字均應書寫端正、 排列整齊、筆畫清晰，中文書寫為長仿宋字（4）圖紙規格：A2;計算書：A4。（ 5）設計時間： 1.5 周。任務書附件：（ 1）上部結構底層柱網平面布置圖（ 2）恒載作用下底層柱底的荷載作用標準值（ 3）活載作用下底層柱底的荷載作用標準值基礎工程課程設計計算書1.設計資料1.場地工程地質條件建筑地基的土層分布情況及各土層物理、力學指標見表 1

7、.1表1.1地基各土層物理，力學指標土層編號土層名稱層底埋深（m）層厚（m）3(kN/m)eIlc(kpa)(0)E (Mpa)f ak(kpa人工填土1.501.5016-1淤泥質粉 質粘土5.003.5016.31.301.275.076. 072.4955-2粉質粘土7.452.4518.20.9180.785.506.553.00-3粉質粘土10.853.4019.40.600.2010.2-1粉土12.942.0919.50.60400.2441.2422.6316.5風化層>12.9422.5100.01.2荷載組合對28根樁荷載進行組合，根據荷載大小把柱分成2組，第一組為和

8、13軸, 第二組為12軸。取各樁的最不利荷載，結果如下：標準組合：用于進行樁的承載力計算，計算公式為：Sk 1.0恒載1.0活載。第一組：F 2742.80kN,M11.10kN m，V 72.9kN第二組：F 4009.1kN ,M 8kN m，V 46.5kN基本組合：用于承臺設計及樁身配筋，計算公式為：S 1.35恒載 0.7 1.4活載。第一組：F 3587.3kN ,M15.3kN m，V53.3kN第二組：F 5211.3kN ,M11.5kN m，V64.2 kN準永久組合：用于樁基沉降驗算，計算公式為：Sq1.0恒載0.7活載第一組：F 2645.4kN , M11.3kN m

9、，V74.5kN第二組：F 3846.1kN,M8.2kN m，V 47.6kN2樁型選擇和持力層確定根據施工場地、地基條件以及場地周圍環境條件，采用預制混凝土管樁。樁邊長取 400mmX 400mm。選擇第層風化層作為樁端持力層，樁端全斷面進入持力層 1.0m (>2d )樁 入土深度為h 12.94 1.0 13.94m。取承臺厚度為1.0m,承臺埋深為1.94m,則 樁長 h 11.0m。3確定單樁承載力根據建筑樁基技術規范(JGJ94-2008 535:用經驗參數法確定單樁極 限承載力標準值：Quk Qsk Qpk uqJiqpkApqsik為樁側第i層土的極限側阻力標準值。由規

10、范表 得各層土的 極限側阻力標準值如表3.1表3.1各層土的極限側阻力標準值土層編號-1-2-1-1-1土層名稱人工填土淤泥質粉質粘土粉質粘土粉質粘土粉土強風化層qsik /(kPa)3030578870220qpk為極限端阻力標準值，由規范表 得: qpk 6000kPa樁極限承載力標準值：Quk Qsk Qpk uqJi qpkAp24 0.4(30 3.06 57 2.45 88 3.40 70 2.09 220 1.0) 6000 0.42396kpa1根據規范單樁承載力特征值Ra Quk , K為安全系數，取K=2<K得：Ra1 2396 1198kpa4.確定樁數和承臺底面尺

11、寸4.1和13軸柱樁數和承臺的確定取最大軸力組合的荷載F=2742.8kN初步估算樁數，考慮偏心受壓，取調整系數為1.1，即:n 匸 1.1R2742.811982.5取門=3根，樁中心距 Sa 1.4m 3d=1.2m，樁承臺為等邊三角形承臺，樁位平面布置見附圖4.212軸柱樁數和承臺的確定取最大軸力組合的荷載F=4009.1kN初步估算樁數，考慮偏心受壓，取調整系數為1.1，即:n 匸 1.1R沁1.111983.7取門=4根，取樁中心距 Sa 1.4m 3d=1.2m，樁心距承臺力緣取 500mm,承臺底面尺寸為2400mmX 2400mm,樁位平面布置見附圖。5.樁基承載力驗算5.1和

12、13軸柱樁單樁承載力軸心豎向力作用下：1F G 27428 20 2.4 2.2 1.94Qk Fk一k29484 & 119&pa，滿足要求n3偏心豎向力作用下FkGkMykx max2nXi=9484+(124 290794)0.7 =他込皿卄沏耳滿足要求5.212軸柱樁單樁承載力軸心豎向力作用下FkGk40091 20 2.4 2.4 1.94 “，廠，“ 、卄口由+Qk-10581Ra119 8kpa，滿足要求n4偏心豎向力作用下小Fk GkMyxx maxQkmx -2nxi=1058.1 + (0.1 46.5 1.94) 0.7 = 1090.3<1.2Ra

13、=1437.6kpa 滿足要求 4 0.726承臺受彎計算6.1和13軸柱樁承臺受彎計算承臺厚度1.0m，保護層為50mm，則h。0.95m，混凝土強度等級為C25,混凝土的抗拉強度為ft 1.19N / mm2，采用對稱配筋,鋼筋選用 HRB335級,2y 300N / mm。取荷載基本組合：F 3587.30kN，M 15.28kN m，V 53.27kN匸空竺1195.8kNN maxF M yX max2 Xj1195.8(1528 5327 14)2 0.72071280.5kNAsN max /V(sa523.60.9 fyh01280.5(1.4 0.4)523.6kN m341

14、0622041.3mm0.9 300 950選用 7B20150l岡筋，As 2199.4mm26.212軸柱樁承臺受彎計算取荷載基本組合：F 5211.34kN , M 11.5kN m , V 64.18kN1302.8kNN max匚 MyXmx 1302.8 (11.5 64.18 嚴 0.7 i347.3kN nXj 2.04(0.6 0.3) 1.62(0.6 0.2)0.9944 0.72MyNixi 2Nmaxx 2 1347.3 0.4 1077.8kN mMA50.9 fyh。1077.8 1060.9 300 9504202mm2選用 B20150鋼筋，As 5027.2

15、mm27承臺抗沖切驗算7.1和13軸柱樁承臺抗沖切驗算柱對承臺的沖切驗算：根據規范5.9.7:承臺受柱沖切的承載力可按以下公式計算:Fl 2Ox (bca0y )0 y ( hca0x) hp ft h0柱邊到最近樁邊的水平距離：a°x 0.2m，a°y 0.3m。沖切系數:hp沖垮比:0y0.840.840x2.04， 0yx 0.20.210.20.84y 0.20.840.32 0.21.621 0.952000 800(950 800)0.094承臺抗沖切承載力:2 0x(bca0y)0y (hca°x)1190 0.95 7083.9kN角樁對承臺的沖切

16、驗算:根據規范5.9.8:三樁三角形承臺受角樁沖切的承載力可按以下公式計算:底占部角樁：Ni11 (2ci an) hp ta ng ft ho ，頂部角樁：Ni12 (2c2 ai2) hp tan- fthop 2從角樁內邊緣至承臺外邊緣距離：G 1.07m， C2 1.04m承臺變階處相交點至角樁內邊緣水平距離:a11 0.20m， a12 0.26m ；角樁沖跨比:12=0.27沖切系數:11056直 1.36，n 0.20.210.212空鳴1.19120.20.27 0.2承臺抗沖切承載力11 (2c1a11)hp tanfth°p 21.36(21.070.20)0.9

17、94otan 3011900.952064.7kN12 (2C2a12)hp tanft h0p 21.19(21.040.26)0.994otan 3011900.951806.6 kNN, Nmax 1280.5kN1806.6kN2064.7 kN，滿足要求7.212軸柱樁承臺抗沖切驗算柱對承臺的沖切驗算：根據規范5.9.7:柱下矩形獨立承臺受柱沖切沖切承載力可按以下公式計 算：Fl 2 0x( bc a0y)0y(hc a0x) hp ft h0柱邊到最近樁邊的水平距離：a°x 0.2m，a°y 0.2m。沖垮比：0x=a0x =0.21，0y = a0y =0.2

18、1沖切系數:0.840.840xx 0.20.210.2204 ,0y0.840.842.04y 0.2 0.21 0.2受沖切承載力截面高度影響系數:hp1 0.95 (950 800)0.0942000 800hp ft h0承臺抗沖切承載力:2 0x(bc a0y )0y(hc a0x)2 2.04(0.6 0.2) 2.04(0.6 0.2)0.994 1190 0.95 7335.6kNFl 5211.34kN7335.6kN，滿足要求。角樁對承臺的沖切驗算:根據規范承臺受角樁沖切的承載力可按以下公式計算:Nla1y1x C221y C1a1x2hp ft ho從角樁內邊緣至承臺外邊

19、緣距離：G C2 0.7m，承臺變階處相交點至角樁內邊緣水平距離：a1x a1y 0.2m，角樁沖跨比:0x = 0y = a0x 一 =0.21Xh0沖切系數:0.560.21.360.21 0.21x C2a1 y21y C1hp ft ho1.36 0.7 0221.36 0.70.994 1190 0.95 2445.2kNNl Nmax 1347.3kN2445.2kN，滿足要求。8承臺斜截面抗剪驗算8.1和13軸柱樁承臺斜截面抗剪驗算根據規范承臺斜截面受剪承載力可按以下公式計算:hs f tb°h。柱邊到最近樁邊的水平距離:ax0.2may0.3m o剪垮比:x=axu

20、=0.21<0.3,bbx=0.3;剪切系數:1.751.7510.3 11.35沁嚴21.751.7510.32 11.32受剪切承載力截面高度影響系數:hsy1/4800800h09501/40.958對于I -1截面:b00.5 0.4040.8080.5 2.212mhsxftb)ho0.958 1.35 1190 2.212 0.95 3234.11kN對于U -U截面:b°(0.289 0.289 0.7) 22.556mhsxftb0h°0.958 1.32 1190 2.556 0.95 3654.02kNV 2Nmax 2 1280.5kN2561.

21、0kN3234.11kN3654.02kN滿足要求8.212軸柱樁承臺斜截面抗剪驗算根據規范承臺斜截面受剪承載力可按以下公式計算:V hs f tb0h0柱邊到最近樁邊的水平距離：ax 0.2m , ay 0.2m=0.21<0.3,=0.3剪切系數：xy 1.751.751.35，x 10.3 1剪垮比:取x受剪切承載力截面高度影響系數:1/41/4800800 chs0.958h09503508.98kNhsx ftboho0.958 1.35 1190 2.4 0.95由于承臺截面對稱:V 2Nmax2 1347.3kN2694.6kN3508.98kN滿足要求9樁身結構設計9.1

22、樁身配筋計算預制樁的樁身混凝土強度等級選用 C30,鋼筋選用HRB335級，樁頂軸壓力應符合下列規定：“ F MyXmax “ccc (0.17 64.18 1.94) 0.7 “.亠“Nmax1302.821347.3kNnXj4 0.7計算樁身軸線抗壓強度時，一般不考慮壓屈影響，取1 ;對于預制樁，樁基施工工藝系數0.8 ； C30混凝土 f =14.3N/ mm2C7I ccfcAps 1 0.8 14.3 106 0.4 0.4 1830.4kN 1347.3kN樁身軸承載力滿足要求。故按構造配筋，選取8B14, As 1231mm2。9.2樁身構造設計箍筋選用A8的鋼筋，間距200m

23、m,距樁頂2m范圍內箍筋加密，間距為100m,樁身主筋混凝土保護層厚30mm。10連梁設計根據規范連梁寬度不宜小于250mm,其高度可取承臺中心距的1 1 1/101/15,且不宜小 400mm。() 7200 480 720mm，取連梁高度1015h=500mm,寬度b=300mm。按構造配筋，選取8B14, As 1231mm2。箍筋選取A8200mm。11樁樁沉降驗算由于樁的埋深為13.94m,故樁沉降由13.94m處往下計算。根據規范采用等效作用分層總和法計算其最總沉降量 計算地基土的自重壓力:地下水位以上:cl16 1.5 16.3 3518.2 2.45 19.4 3.4 19.5

24、 1211.1kPa ；地下水位以下:c2(19.5 10) 1.09(22.5 10) 1.022.9kPa ；總的自重應力:cc1c2 234.0kPa。基礎的自重應力:地下水位以上:p120 11.85 237kPa ；地下水位以下:p2 20 (13.9411.85)41.8kPa ；總的應力p1p2 278.8kPa 。(1)和13軸樁:三角形承臺的面積為3.82m2把其等效為邊長為2m 2m的矩形Z(m)c(kPa)>bzbzP°(kPa)0234.0100.250130.11.0246.510.50.232120.72.0259.011.00.17591.03.0

25、271.511.50.12263.54.0284.812.00.08443.7附加應力PoF GAc2645.4 20 3.82 1.943.82211.1520.2kPa在 Z=4.0m 處，43 7Z 284.0 °154 02，所以本基礎取Z=4m計算沉降量。Z（m）%平均附加應力系數ii乙(m)i Zii 1 Zz -Esi (MPa)Si (i Zii 1 Zi 1)0100.250001.010.50.24480.24480.24481005.0942.011.00.22520.45040.20561004.2783.011.50.19910.59730.14691003

26、.0574.012.00.17460.69840.10114000.526所以 S 5.094 4.278 3.057 0.526 12.955mm根據建筑樁基技術規范（JGJ94-2008 5.5.7,可得沉降計算如下:eSP n Zi i 乙 1 i 1 ePoi 1EsiEsA&Esi89.14MPa520.2 (5.094 4.278 3.057 0.526)520.2 5.094 520.2 4.278520.2 3.057取沉降經驗系數Co100100100520.2 0.52640040MPa0.40。1.73,1.43.5l 110.4d 0.427.5 ,LcBe得:0.059 , e11.499 ,c27.380,nb1.73Coegb 1)C20.0591.499(1.73