1、 地基基础课程设计学生姓名：王少冬学 号：20084023210指导教师：张兆强所在学院：工程学院专 业：土木工程中 国 大 庆2011 年 10 月地基基础课程设计任务书（预制桩基础）-土木08-2一、工程概况哈尔滨某机械厂车间，为单层单跨排架结构，跨度18米，柱距6米，纵向总长度72m，室内外地面高差0.30米。柱截面5001000mm。建筑场地地质条件见表A，作用于基础顶面的荷载见表B。表A 建筑场地地质条件编号 土层名称 土层厚度(m)kN/m3w(%) wL wpEskPaCkPa 杂填土 1.0 18.7 34.1 0.94 36.9 21.1 3900 17 15 淤泥质粘土 1
2、1.6 17.1 50.3 1.42 43.2 22.6 3000 7 10 灰色粘土 3.7 18.9 38.2 1.0 38.2 18.4 4800 12 18.6 亚粘土 2.7 18.7 30.0 0.90 36.6 20.0 6000 36 12 粉质粘土 40.0 19.6 26.7 0.78 32.7 17.7 7000 18 28.5注：地下水位在天然地面下2.5米处表B 上部结构传来荷载学号柱底荷载设计值（N， M，V）（kN，kNm，kN）学号柱底荷载设计值（N， M，V）（kN，kNm，kN）学号柱底荷载设计值（N， M，V）（kN，kNm，kN）1 2547，187，5
3、8 24 3321，197，72 47 3430，189，502 2977，279，109 25 4076，231，90 48 4490，176，563 3975，238，82 26 3276，212，96 49 2580，106，894 3121，197，62 27 4152，125，102 50 2320，178，545 4176，231，80 28 3643，203，98 51 3620，80，676 4276，112，86 29 2678，138，80 52 2200，86，627 3352，125，62 30 3956，231，110 53 4064，95，888 4043，203，
4、81 31 2832，120，62 54 2438，156，909 3678，138，70 32 3368，123，72 55 2498，220，5610 2956，231，80 33 3405，85，50 56 2080，110，7911 2421，104，30 34 3982，89，60 57 2169，75，10212 3678，98，70 35 3835，128，78 58 2280，63，8413 3261，134，68 36 2862，217，62 59 2500，103，8014 3352，134，68 37 3354，226，72 60 3520，139，5615 3206，1
5、27，66 38 3433，155，50 61 2280，189，6716 3276，112，86 39 3948，159，60 62 5120，88，6317 3852，225，62 40 3825，214，78 63 5300，198，8218 3943，203，81 41 4438，85，50 64 5268，140，6019 3678，118，88 42 4950，82，68 65 3087，85，4720 3956，281，80 43 5417，85，6021 3847，187，78 44 4430，155，5022 3577，279，89 45 4983，140，5023 4075
6、，248，62 46 5411，160，53注：1、荷载作用于基础顶面，弯矩作用于跨度方向；2、表中给出的是荷载设计值，如需用到荷载标准值，直接把设计值除以 1.3 即可。二、题目分配按学号选择表B中相应的荷载，全班地质条件均相同（表A） 。三、设计要求1、设计桩基础（包括桩、承台设计、群桩基础计算等） ；2、绘制施工图，包括基础平面布置图、承台和桩身详图及必要的施工说明等；（A1图纸594mm841mm） 。3、计算书内容应详尽，数据准确，排版规范（按附件的排版规范执行） 。图纸应符合制图规范相关要求，表达完整、准确。参考设计步骤：1、确定桩的类型、长度（包括确定桩端持力层） 、截面尺寸，初
7、步选择承台底面标高（要考虑预制桩的要求） ；2、按经验公式确定单桩承载力；3、确定桩数及布置；4、群桩基础计算；5、桩身设计；6、承台设计；7、绘制施工图。目 录1 设计资料 12 选择桩端持力层、承台埋深 13 确定单桩极限承载力标准值 24 确定桩数和承台尺寸 35 桩顶作用效用验算 36 桩基础沉降验算 46.1 求基底压力和基底附加压力 .46.2 确定沉降计算深度 .46.3 沉降计算 .46.4 确定沉降经验系数 .67 桩身结构设计计算 68 承台设计计算 88.1 承台受冲切承载力验算 .88.2 承台受剪切承载力验算 .98.3 承台受弯承载力验算 .108.4 承台局部受压
8、验算 .10参考文献 12桩基础课程设计计算书1.设计资料由上结构传至桩基的最大荷载设计值为：N=2956kN，M=231 kNm，V=80kN表A 建筑场地地质条件编号 土层名称 土层厚度(m) kN/m3 w(%) wL wp EskPa CkPa 杂填土 1.0 18.7 34.1 0.94 36.9 21.1 3900 17 15 淤泥质粘土 11.6 17.1 50.3 1.42 43.2 22.6 3000 7 10 灰色粘土 3.7 18.9 38.2 1.0 38.2 18.4 4800 12 18.6 亚粘土 2.7 18.7 30.0 0.90 36.6 20.0 6000
9、 36 12 粉质粘土 40.0 19.6 26.7 0.78 32.7 17.7 7000 18 28.5注：地下水位在天然地面下2.5米处1.选择桩端持力层、承台埋深根据表 A 地质条件，以粉质粘土层为桩尖持力层，采用预制混凝土方桩，桩长L=20m，截面尺寸为 400mm 400mm，桩尖进入粉质粘土层为 2m。桩身材料：混凝土，C30 级， =14.3 ；钢筋，二级钢筋， = =300 。承台用 C20 及混凝土，cf2/mNyf 2/mN=9.6 ； =1.10 ，承台底面埋深 d=2.0m。cf2/tf2/3.确定单桩极限承载力标准值根据地基基础规范经验公式 Ppkiskpksuk
10、AqluQ桩侧土的极限侧阻力标准值（kPa）按表 8.6 取值得：淤泥质粘土层， =22-30kPa，取 =23.14kPa.ksq1ks1灰色粘土层， 时， =40-55kPa，取 =42.14kPa。0.LIksq2ksq2亚粘土层， 时， =55-70kPa，取 =57.14kPa。6.ks3ks3粉质粘土层， 时， =55-70kPa，取 =57.14kPa。60.LIksq4ksq4桩的极限端阻力标准值，可按查表 8.7 取值：粉质粘土层， （可塑） ，混凝土预制桩桩长 20m，取 =1900-2800kPa，取.LI pk=2028.57 kPapkqPpkispksuk Aqlu
11、QkN19.364.05728)14.57.27.31426.014.23(.04 2单桩竖向承载力特征值： =aRkNKuk 0.98/./水平承载力特征值：（ 一般取 10mm） oaxhaXVEI375.0oaX51Imb085.EcII200bWI620bhb= 由于混凝土预制桩桩型为方形，故 取 1.0).0.(dkf m1 fkm 地基土横向抗力系数的比例系数 24.5，取 2.5桩顶水平位移系数，ah=0.5720=11.44 取 ah=4，则 =0.940xV0 xV0则 kNhaR 2.6801.94.00213.1528.57.0. 73 4.确定桩数和承台尺寸取 n=4
12、根 257.310.6985.273akRFN桩距 ， 取 s=1.8m。mds4承台尺寸 a=b=2 ，承台高取 0.8m。6确定承台平面尺寸及桩的排列如下图所示。5.桩顶作用效用验算单桩所受的平均作用力（取承台及其上的土的平均重度 ):3/20mkNgkRnGFN akk 1.698.644)30.2(6.285.73 单桩所受的最大作用力：kNRkNxhHMN aikkk 72.83.123.7099.04.)8561.7(20.64)( 22mamax 基桩水平力设计值远小于 Rha=68.22kN 故无须验算考虑群桩效应kNnkH385.14.61的基桩水平承载力。6.桩基础沉降验算
13、6.1 求基底压力和基底附加压力基 底 压 力： kPaAGFp37.826.1542基底附加压力： =382.37-19.6 6 2640Pdr -Ma264.06.2 确定沉降计算深度因不存在相邻荷载影响，故：取 = 6.0m(2.504ln)2.6(50.4ln2.6)5nZb mnZ6.3 沉降计算 表 B 计算桩基础最终沉降量点号 Zil/bz/bi_ iz1iizsEp0iS1 5.4 1.0 4.2 0.4292 2317.68 2317.68 0.038 88.072 6.0 1.0 4.6 0.4000 2400.00 82.32 0.038 3.13桩尖以下 6m 处附加应
14、力： =105.6kPa2640.2z自重应力 kPa.536.19320cz由于 计算到桩尖一下 6m 即可。.2cz6.4 确定沉降经验系数等效沉降系数： 356.097.1)2(97.130)1(20e Cnb桩基沉降经验系数： （查桩基规范 5.5.11）65.桩基沉降为：，其他2m%8.07.036415min构造钢筋见施工图，桩的吊装图如图 3 所示。地基基础课程设计图 3 桩的吊装图桩身强度：RkNAffgypc 92.83)1256309.40.185.0()9.0(上段桩吊点位置：距桩端 处2721lm下段桩吊点位置：距桩端 处.箍筋采用 8200,在桩顶和桩尖应适当加密，具
15、体见桩身结构施工图。桩尖长，取 ，桩顶设置三层 850 钢筋网，层距 。1.450.6bm0. 50m8 承台设计计算 承台高 0.8m，桩顶伸入承台 50mm，钢筋的保护层取 35mm，则承台有效高度：。m715.035.0.h0 8.1 承台受冲切承载力验算 8.1.1.柱边冲切有公式可求得冲垮比 与冲切系数 ：0，280.715.0haox 750.1280.42.ox， 6940oy 3.690ox因 h=800mm，故可取 。.1hpkNhfahabtpoxcoycox 25.471.0.1)20.(13.)45.0(75.12) F=2273.85x1.35=3069.70kN(满
16、足)6.1.2 角柱向上冲切从柱角内边缘至承台外边缘距离 ，mC60.21。oyoyxoxaa1011 , 67.0269.05,7.28.562. 11 yx 112 )/()/( hfacactpxyyx（ 满 足 ）kNkN46.9573.9.1 715.0.1)/(0/607max 6.2 承台受剪承载力计算剪跨比与以上冲垮比相同，故 ，629.0yo 074.1629.0517.因 .1,8h,80715hsoo mmh取（满足） 。kNkNbfthp 92.14235.2.9675.06214. max0 6.3 承台受弯承载力计算 mkNyNMix 08.13465.320.6420 .879.1.hfAyxs选用 ， ，沿平行于 y 轴方向均匀布置。218256msmkNxNMiy 97.654.031.7260 73.91539.07. mhfMAys 选用 ， ，沿平行 x 轴方向均匀布置。18624s参考文献【1】 张忠苗桩基工程中国建筑工业出版社【2】 沈蒲生建筑工程课程设计指南高等教育出版社【3】 赵明华土力学与基础工程武汉理工大学出版社【4】 众智软件 建筑桩基技术规范和建筑地基基础设计规范
