第一篇：基礎工程課程設計
基礎工程課程設計
專業:土木工程 班級：土木四班 學號：201103160430 姓名：王華瑞
獨立基礎課程設計計算書
一、設計資料
10號題A軸柱底荷載：
① 柱底荷載效應標準組合值：Fk=1598KN, Mk=365KN·m, Vk=120KN;② 柱底荷載效應基本組合值：F=2078 KN, M=455KN·m, V=156KN。持力層選用③號粘土層，承載力特征值fak=180KPa,框架柱截面尺寸為500×500mm,室外地坪標高同自然地面，室內外高差450mm。
二、獨立基礎設計
1.選擇基礎材料：C25混凝土，HPB235鋼筋，預估基礎高度0.8m。
2.埋深選擇：根據任務書要求和工程地質資料: 第一層土：雜填土，厚0.5m，含部分建筑垃圾;第二層土：粉質粘土，厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值fak=130 KPa； 第三層土：粘土，厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值fak=180 KPa； 第四層土：全風化沙質泥巖，厚2.7m，承載力特征值fak=240 KPa； 地下水對混凝土無侵蝕性，地下水位于地表下1.5m。
取基礎底面高時最好取至持力層下0.5m，本設計取第三層土為持力層，所以考慮取外地坪到基礎底面為0.5+1.2+0.5=2.2m。由此得基礎剖面示意圖如下：
3.求地基承載力特征值fa 根據粘土e=0.58, =0.78, 查表2.6得=0.3, =1.6 基底以上土的加權平均重度
=16.23KN/m3
持力層承載力特征值fa（先不考慮對基礎寬度修正）fa=fak+(d－0.5)=180+1.6×16.23×(2.2－0.5)=224.15 KPa(上式d按室外地面算起)4.初步選擇基底尺寸
取柱底荷載標準值：Fk=1598KN, Mk=365KN·m, Vk=120KN 計算基礎和回填土重GK時的基礎埋深d=0.5(2.2+2.65)=2.425m 基礎底面積：A0= Fk/(fa－d)=1598/(224.15－0.7×10－1.725×20)=8.74m2 由于偏心不大，基礎底面積按20％增大，即： A=1.2A0=1.2×5.65=10.50m2
初步選定基礎底面面積A=l·b=4.2×2.7=11.34m2,且b=2.7m<3 m不需要再對fa進行修正。5.驗算持力層地基承載力
回填土和基礎重：=d?A=(0.7×10+1.725×20)×11.34 =470.61KN 偏心矩：===0.222m<=0.7m, >0, 滿足要求。
基底最大壓力=(1+6/l)×（1+）=240.27KPa<1.2fa=1.2×224.15=268.98KN 所以，最后確定基礎底面面積長4.2m，寬2.7m。6.計算基底凈反力
取柱底荷載效應基本組合設計值：F=2078KN, M=455KN, V=156KN。凈偏心矩：=M/N=[(455+156×0.8)/2078]=0.28m 基礎邊緣處的最大和最小凈反力 =()=×(1±)
7.基礎高度（采用階梯形基礎）柱邊基礎截面抗沖切驗算（見圖2）
l=4.2m, b=2.7m, =0.5m, =0.5m。初步選定基礎高度h=800mm,分兩個臺階，每階高度均為400mm的。=800－(40+10)=750mm(有墊層)=+2=0.5+2×0.75=2m =[(l／2－／2－)b－(b／2－／2－)2] =256.30×[(4.2／2－0.5／2－0.75)×2.7－(2.7／2－0.5／2－0.75)2] =729.81KN 抗沖切力： 0.7=0.7×1.0×1.27×103×1.25×0.75 =833.44KN>729.81, 滿足要求。8.變階處抗沖切驗算 =1.45m, =2.2m, =400－50=350mm =1.45+2×0.35=2.15m =256.30×[(4.2／2－2.2／2－0.35)×2.7－(2.7／2－1.45／2－0.35)2] =430.42KN 抗沖切力： 0.7=0.7×1.0×1.27×103×1.95×0.35 =606.74KN>430.42KN，滿足要求。9.配筋計算 選用的HPB235級鋼筋，=210N/mm2(1)基礎長邊方向 Ⅰ–Ⅰ截面（柱邊） 柱邊凈反力：+[(l+)／2l]×(－)=109.95＋ [(4.2+0.5) ／(256.30-109.95)=191.83KPa 懸臂部分凈反力平均值： 1／2（＋）=0.5×（256.30+191.83）=224.07KPa 彎矩：=1/24(l-)2(2b+)=1/24×224.07×(4.2-0.5)2×(2×2.7+0.5)=754.09KN?m 8.4] × =/0.9=754.09×/0.9×210×750=5320mm2 Ⅲ–Ⅲ截面處（變階處） +[(l+)/2l](－) =109.95＋[(4.2+2.2)／(2×4.2)]×(256.30-109.95)=221.45KPa =1/24(l-)2(2b+) =1/24×[(256.30+221.45)/2]×(4.2-2.2)2×(2×2.7+1.45)=272.717KN?m = /0.9=272.717×/0.9×210×350=4123mm2 比較和，應按配筋，實際配22Φ18@200 則鋼筋根數：n=4200/200+1=22，=254.5×22=5599mm2(2)基礎短邊方向 因為該基礎受單向偏心荷載作用，所以，在基礎短邊方向的基底反力可按均勻分布計算，取=0.5(+)=0.5×(256.30+109.95)=183.125KPa 與長邊方向的配筋計算方法相同，可得Ⅱ–Ⅱ截面（柱邊）的計算配筋值=1911mm2,Ⅳ–Ⅳ截面（變階處）的計算配筋值=892mm2(以上做法均同長邊方向做法，即該基礎為方形)。因此按 在短邊方向配筋實際配20Φ10@150。 則鋼筋根數n=2700/150+1=19，=113.1×19=12148.9mm2 10.基礎配筋大樣圖：見施工圖 11.確定B、C兩軸柱子基礎底面尺寸 由任務書得：2號題B、C兩柱子基底荷載分別為： B軸：Fk=2205KN, Mk=309KN·m, Vk=117KN C軸：Fk=1727KN, Mk=428KN·m, Vk=114KN 由前面計算得持力層承載力特征值fa=224.15KPa 計算基礎和回填土重時的基礎埋深d=2.425m B軸基礎底面積：A0= Fk/(fa－d)=2205/(224.15－0.7×10－1.725×20)=12.07m2 基礎底面積按20%增大，即：A=1.2=1.2×12.07=14.49m2 初步選定基礎底面面積A=l·b=4.9×3=14.7 m2（>14.49m2）,且b=3 m，不需要再對fa進行修正。 C軸基底底面積：A0= Fk/(fa－d)=1727/(224.15－0.7×10－1.725×20)=9.45m2 基礎底面積按20%增大，即：A=1.2=1.2×9.45=11.34m2 初步選定基礎底面面積A=l·b=4.2×2.7=11.35 m2（>11.34m2）,且b=2.7m<3m，不需要再對fa進行修正。12.B、C兩軸持力層地基承載力驗算（略） 根據以上計算，可以繪制出基礎平面布置圖和A軸柱子基礎大樣圖。 青海大學《土力學與基礎工程》課程設計 課程設計計算書 課 程： 《基礎工程》 課程設計 設 計 題 目： 獨立基礎和雙柱聯合基礎 指 導 教 師： 張 吾 渝 專 業 年 級： 2010級土木工程專業 （建筑方向）建筑（1）班 所在學院和系： 土木工程學院 設 計 者： 童 守 珍 學 號： 1000506007 日 期： 2013年5月 青海大學《土力學與基礎工程》課程設計 前 言 《基礎工程》是《土力學》的后繼課程，本課程是一本獨立的課程,但是又于《土力學》教材的內容密切結合。我國改革開放以來，大規模的現代化建設的需要以及國際上的科學進步和技術發展，基礎工程領域內取得了許多新的成就，在設計與施工領域涌現了許多新成熟的成果和觀點。本次課程設計，就是基于這樣的基礎，在老師以及同學幫助下，我學會了獨立基礎和雙柱聯合基礎的設計，這隊我以后的工作和學習有很大的幫助。 本設計是基礎工程課程的一個重要環節，對培養和提高學生的基本技能，啟發學生對實際結構工作情況的認識和鞏固所學的理論知識具有重要作用。 本設計主要分為三個層次，獨立基礎的設計及其荷載配筋計算、雙柱聯合基礎的設計及荷載配筋計算，最后是地梁的設計。 由于編者水平，本設計中還存在很多錯誤和不足，敬請廣大老師和讀者批評指正。 編 者 2013年5月 青海大學《土力學與基礎工程》課程設計 目 錄 一、《土力學基礎工程》課程設計任務書………………………………… 1 1.工程概況……………………………………………………………… 1 2.地質資料……………………………………………………………… 1 3.上部荷載……………………………………………………………… 1 4.設計要求……………………………………………………………… 1 5.設計步驟……………………………………………………………… 1 二.根據底層柱網平面圖可知柱截面尺寸………………………………… 2 三.B-9軸處柱下設計鋼筋混凝土獨立基礎……………………………… 2 3.1 初步確定基礎尺寸………………………………………………… 2 3.2 驗算荷載偏心距e………………………………………………… 2 3.3 驗算基底的最大壓力Pkmax………………………………………… 2 3.4 計算基底凈反力設計值…………………………………………… 2 3.5 基礎高度 ………………………………………………………… 3 3.6 配筋計算 ………………………………………………………… 3 四.鋼筋混凝土雙柱聯合基礎設計………………………………………… 5 4.1 確定基底尺寸……………………………………………………… 5 4.2 計算基礎內力……………………………………………………… 6 4.3 確定基礎高度…………………………………………………………6 4.4 抗沖切承載力驗算……………………………………………………6 4.5 抗剪切強度的驗算……………………………………………………7 4.6 配筋計算 ……………………………………………………………7 五.柱間地梁設計………………………………………………………………8 5.1 外墻地梁設計…………………………………………………………8 5.2 內墻地梁設計…………………………………………………………9 六.施工圖的繪制………………………………………………………………9 七.參考文獻……………………………………………………………………9 八.課程設計感想 ……………………………………………………………9 青海大學《土力學與基礎工程》課程設計 課程設計計算書任務書 一、《土力學與基礎工程》課程設計任務書 1 工程概況： 某中學五層教學樓，全框架結構，底層柱網平面如圖所示。2 地質資料： 自上而下：第一層：素填土，厚2.5m，γ?17.8kN/m3； 第二層：砂礫石，厚7.0m，γ?18.7kN/m3。上部荷載：⑨軸處 3.1 外柱：B軸，基礎承受上部荷載M?64kN?m，F?3240kN； D軸，基礎承受上部荷載M?109kN?m,F?2471kN，； 3.2 內柱：C軸，基礎承受荷載上部荷載M?138kN?m，F?3055kN。4 設計要求： 4.1 設計柱下鋼筋混凝土獨立基礎、兩柱聯合基礎； 4.2 繪制基礎平面布置圖、基礎詳圖并編寫計算說明書。5 設計步驟： 5.1 根據持力層承載力特征值fak?350kPa確定持力層承載力設計值；5.2 按持力層承載力特征值確定基底尺寸； 5.3 基礎結構設計； 5.4 必要時驗算地基沉降量； 5.5 繪制施工圖。設計時間：2013年4月29日～5月15日。 土木工程學院10級建筑（1）班 青海大學《土力學與基礎工程》課程設計 Pj?F3240??405kPa ，凈偏心距：e?M?64?0.019m，F3240bl2?4基底最大和最小凈反力設計值 PjmaxPjmin??Fbl(1?6el)?405?(1?6?0.0194)??416.5kPa393.5kPa 3.5 基礎高度 采用C235混凝土，HRB400級鋼筋，查得ft?1.57N/mm,fy?360N/mm2 3.5.1 柱邊截面 取h?700mm,as?40mm,取h0?660mm，bc?2h0?0.6?2?0.66?1.92m?b?2m，P???(l?achbb2?jmax?22?0)b?(2?c2?h0)???416.5???420.6?(2?0.62?0.66)?2?(?2?2?0.66)2?? ?865.6kN0.7?hpft(bc?h0)h0?0.7?1.0?1570?(0.6?0.66)?0.66 ?913.9kN?856.6kN(可以)基礎分兩階，下階h1?400mm,h01?360mm，取l1?2m,b1?1m ，3.5.2 變階處截面 b1?2h01?1?2?0.36?1.72m?b?2m，P?ll?hbb2?jmax???(2?1201)b?(2?12?h01)??沖切力：?416.5????(42?22?0.36)?2?(21?2?2?0.36)2?? ?524.9kN0.7?hpft(b1?h01)h01抗沖切力：?0.7?1.0?1570?(0.6?0.36)?0.36 ?538.1kN?524.9kN3.6 配筋計算 3.6.1 計算基礎長邊方向的彎矩設計值，取???截面 土木工程學院10級建筑（1）班 青海大學《土力學與基礎工程》課程設計 ???284.4?106?s?????1330.2mm2 0.9fyh010.9?360?660?V??V截面 ??V??1Pj(b?b1)2(2l?l1)241?405?(2?1)2?(2?4?2)24?168.75kN?m?s?V??V168.75?106???1446.7mm2 0.9fyh010.9?360?360比較?s??和?s?V,應按?s?V配筋，現于4m寬度范圍內按構造配14?12@250，實配面積為?s?1582mm2 四.柱下鋼筋混凝土雙柱聯合基礎設計 4.1確定基地尺寸（對稱） 由架柱梁定位平面可知：l1?2700mm 1212l0?(~)l1?(~)?2700?900mm~1800mm 取l0?1300mm 3333則l?l1?2l0?2700?2?1300?5300mm ?k??1??2?(F1?F2)偏心距：e?l12.7?138?109?(3055?2471)??1035.4kN?m 22?k1035.4??0.187m F1?F23055?2471F1?F23055?2471??2.24m l(fa??Gd)5.3?(514.56?20?2.5)底面寬度為：b?因偏心擴大，取b?2.4?3m，不需要進行深度修正 所以基底尺寸為：b?l?2.4m?5.3m FK?GK?3055?2471?20?5.3?2.4?2.5持力層強度驗算：? 5.3?2.4?484.4kPa?fa?514.56kPaPK? 土木工程學院10級建筑（1）班 青海大學《土力學與基礎工程》課程設計 ?l?(ac?2h0)(bc?2h0)?(0.6?2?0.66)?(0.6?2?0.66)?3.686m2bm1?2(ac?bc)?4h0?2?(600?600)?4?660?5040mm Fl?F1?Pj?l?3055?434.4?3.686?1453.8kN 0.7ft?hpbm1h0?0.7?1.43?1.0?5040?660?3329.73kN?fl?1453.8kN 滿足4.4.2 變階處抗沖切驗算 ?l?(l1?2h01)(b1?2h01)?(1.4?2?0.36)?(1,4?2?0.36)?4.49m2bm1?2(l1?b1)?4h01?2?(1400?1400)?4?360?7040mm Fl?F1?Pj?l?3055?434.4?4.49?1104.5kN 0.7ft?hpbm1h01?0.7?1.43?1.0?7040?360?2536.9kN?fl?1104.5kN 4.5 抗剪切強度驗算 4.5.1 柱邊抗剪切強度驗算 V?F1?bPcj(l0?a2?h?3055?1042.6?(1.3?0.60)2?0.66)?698.7kN 0.7ft?hpbh0?0.7?1.43?1.0?2400?660?1585.58kN?V?698.7kN 滿足 4.5.2 變階處抗剪切強度驗算 V?F11?bPj(l0?l2?h?(1.3?1.401)?3055?1042.62?0.36)?594.5kN 0.7ft?hpbh01?0.7?1.43?1.0?2400?360?864.86kN?V?594.5kN 滿足 4.6 配筋計算 4.6.1 基底縱向鋼筋 ????max880.99?106s0.9f??660?4119.8mm2 yh00.9?360 土木工程學院10級建筑（1）班 青海大學《土力學與基礎工程》課程設計 實配：2?20 ?s?628mm2 箍筋 ?8@10 05.2 內墻地梁設計：l?6.9m，設混凝土保護層as?35mm 荷載設計值：q?1.35???3.9?0.2?7.5?0.3?0.6?25??13.97kN/m 彎矩：??11ql??13.97?6.92?83.14kN?m 88?83.14?106受力筋：?s???454.16mm2 0.9fyh00.9?360?5650實配：2?18 ?s?509mm2 箍筋 ?8@10 六.繪制施工圖（附） 包括：基礎平面布置圖(1:100) 基礎詳圖(1:20) 地梁剖面圖(1:10)七.參考文獻 [1]華南理工大學 浙江大學 湖南大學.《基礎工程》第二版 中國建筑出版社2011 [2]劉立新 葉燕華.《混凝土結構原理》第2版 武漢理工大學出版社 2012 [3]重慶大學 同濟大學 哈爾濱工業大學.《土木工程施工》（上冊)中國建筑出版社 2012 [4]何斌 陳錦昌.《建筑制圖》第五版 高等教育出版社 2010 八.課程設計感想 課程設計任務下發后我們在老師的講解下開始對本次設計的步驟有了初步了解，之后就是認真反復的復習老師所講的基礎的設計知識，另外又通過網絡或者書籍查閱有關規范，有條不紊的開始做設計。首先，我是報的很積極的態度對待本次設計，因為，這樣的經歷會對今后的畢業設計乃至工作都會有很大的幫助者。所以，我很認真的做每一步，反反復復的修改，一點點的將其輸入到電腦里。在做設計期間，遇到很多很多問題，我發現我所學的知識還掌握的不牢固，經過一段時間的努力，本人在張吾渝老師的帶領下，在大家的相互幫助下，順利的完成了本次的《土力學與基礎工程》的課程設計。通過此次課程設計我掌握了更多電腦運用的方法和技巧給大四的時候做畢業設計積累了經驗, 在此，首先要感謝張吾渝老師在本學期的悉心教誨，感謝她把知識無私的傳授給我們，感謝她在本次設計中提供的詳細解答，使我對此次課程設計有了更深的了解和掌握。同時，也要感謝許多同學的幫助,對于老師和同學的幫助和指導我表示誠摯的謝意.童守珍 土木工程學院10級建筑（1）班 獨立基礎課程設計 一、設計資料 10號A軸柱底荷載： ①柱底荷載效應標準組合值： FK?1598KN,MK?365KN?m,Vk?120KN;② 柱底荷載效應基本組合值： F?2078KN,M?455KN?m,V?156KN。持力層選用 ③ 號粘土層，承載力特征值 fak?180KPa，框架柱截面尺寸500mm?500mm，室外地坪標高同自然地面，室內外高差450mm。 二、獨立基礎設計 1、選用基礎材料：C30混凝土，HRB335鋼筋，預計基礎高度0.8m。 2、基礎埋深選擇：根據任務書要求和工程地質資料，第一層土：雜填土，厚0.5m，含部分建筑垃圾; 第二層土：粉質粘土，厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值 第三層土：粘土，厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值 第四層土：全風化砂質泥巖，厚2.7m，承載力特征值 地下水對混凝土無侵蝕性，地下水位于地表下1.5m。 取基礎底面高時最好取至持力層下0.5m，本設計取第三層土為持力層，所以考慮 取室外地坪到基礎底面為0.5+1.2+0.5=2.2m。由此得基礎剖面示意圖如下： ffak?130KPa;?180KPa; akfak?240KPa; 3、求地基承載力特征值 fa 根據粘土e=0.58,IL?0.78,查表2.6得?b?0.3,?d?1.6 基礎以上土的加權平均重度 ?m?18?0.5?20?1?10?0.2?9.4?0.5?16.23KN/3 m2.2 持力層承載力特征值 fa（先不考慮對基礎寬度修正） fa?fak??d?(d?0.5)?180?1.6?16.23?(2.2?0.5)?224.15KPa m（上式d按室外地面算起） 4、初步選擇基礎尺寸 取柱底荷載標準值：Fk?1598KN,MK?365KN?m,Vk?120KN 計算基礎和回填土重Gk時的基礎埋深d?(2.2?2.65)?2.425m 基礎底面積： 12A0?f???daGFk?15982?8.75m 224.15?0.7?10?1.725?20 由于偏心不大，基礎面積按20％增大，即： A?1.2?A0?1.2?8.75?10.08m2 2初步選定基礎底面面積A?l?b?3.8?2.8?10.64m，且b=2.1m<3m不需再對fa進行修正。 5、驗算持力層地基承載力 回填土和基礎重： Gk??G?d?A?(0.7?10?1.725?20)?10.64?441.56KN 偏心距： ek0.8k?FM?365?120??0.226m 基地最大壓力： P6ekk?Fk?GkmaxA(1?10.6456l)?1598?441.(1?6?30..8216) ?260.1KPa?1.2fa(?268.98KPa) 所以，最后確定基礎地面面積長3.8m。寬2.8m。 6、計算基底凈反力 取柱底荷 載 效 應 基 本 組 合設 計 值F?2078KN,M?455KN?m,V?165KN.凈偏心距 e455?156?0.n,0?MN?20788?0.28m 基礎邊緣處的最大和最小凈反力 ： Pn,max?F1?6en,02078n,minlb(l)?(1?6?0.28)?281.64KPa3.8?2.83.8108.96KPa 7、基礎高度 柱邊基礎截面抗沖切驗算（見圖2） ： l?3.8m,b?2.8m,at?bc?0.5m,ac?0.5m.初步選定基礎高度h?800mm,分兩個臺階，每階高度均為400mm的。h0?800?(40?10)?750mm（有墊層）。 a?a?2h?0.5?2?0.75?2m bt0bat?am?ab2?500?2000?1250mm 2因偏心受壓,Pn取Pn，max?281.64KPa 沖切力： 因 b?2.8m?bc?2h0?0.5?2?0.75?2m（即：沖切在地面范圍內） bbac?[(??)b?](??)hFPh0222222.10.53.80.5??0.75)] ?281.64[(2?2?0.75)?2.8?(22lcln,max02?664.67KN抗沖切力： 0.7?hpftamh0?0.7?1.0?1.43?103?1.25?0.75?938.44KN?664.67KN,滿足要求！ 8、變階處抗沖切驗算 ?b?1.5m,a?2.0m,h?400?50?350mma a?a?2h?1.5?2?0.35?2.2m?b?2.8mt1101bt0取ab=2.2m am?a1.5?2.2a???1.85m t2b沖切力： Fl?l?a1?b[()b?(?1?h01)]Pn,max22h01222b2 ?281.64[(3.8?2?0.35)?2.8?2.80.5(??0.35)] 2222?408.38KN抗沖切力： 0.7?hpftamh01?0.7?1.0?1.43?103?1.85?0.35?648.15KN?408.38KN 滿足要求。 9、配筋計算 選用HRB335級鋼筋，（1） 基礎長邊方向 1—1截面（柱邊） 柱邊凈反力： fy?300Nmm 2l?ac(p???Pn,IPnmin2lPn,min)n,max3.8?0.5?108.96?(281.64?108.96) 2?3.8?206.66KPa懸臂部分凈反力平均值： 1(1(281.64?206.66)?244.15KPa ?)?2Pn,maxpn,I彎矩： ??221??Pn,maxPn,I?(l?)(2b?)?1?244.15?(3.8?0.5)?(2?2.8?0.5)?bc24ac? MI24? 2???675.78KN?m6675.78?2M10I???3337.2mm AS,10.9f0.9?300?750yh0 III—III截面(變階處) l?a1(Pn,max?Pn,min)Pn,Ⅲ2l3.8?2.0(281.64?108.96) ?108.96?2?3.8?240.74KPa?Pn,min? ??21??Pn,maxPn,Ⅲ（?l?a1)(2b?)?b1MⅢ24??2??2?1?281.64?240.74?(3.8?2.0)?(2?2.8?1.5)242?250.35KN?m250.35?102MⅢ ???2649mmAS,Ⅲ0.9fyh010.9?300?350比較AsⅠ 和As,Ⅲ，應AsⅠ按配筋 ，實際配 16@180 ，則鋼筋根數： 62800?40?2n??1?17,180 As?201.1?17?3418.7mm2（2）基礎短邊方向 因為該基礎受單向偏心荷載作用，所以，在基礎短邊方向的基底反力可 按均布分布計算，取 11Pn?(pn,max?pn,min)?(281.64?108.85)?261.19KPa 22彎矩： II-II截面： 21?Pn,max?Pn,min??(b?bc)(2l?ac)M??24?2??21?261.19?(2.8?0.5)?(2?3.8?0.5) ?24?466.32KN?m466.32?106MI??2303mm2 AS,??0.9fyh00.9?300?750IV-IV截面(變階處)M?V1?Pn,max?Pn,min?2???b?b1)(2l?a1)（24?2?21281.64?108.96???(2.8?1.5)?(2?3.8?2)242?176.5KN?mAS,IV176.5?102MⅢ???1868mm 0.9fyh010.9?300?3506比較AS,II 和AS,IV，應AS,II按配筋 ，實際配 22 12@180 則鋼筋根數： 3800?40?2n??1?2218010、基礎詳圖配筋大樣圖： 見施工圖 三、B、C兩軸計算 2?113.1?22?2488.2mmAs1、由任務書得：10號B軸柱子基底荷載為 ： B軸：Fk?2205KN,Mk?309KN?m,Vk?117KN; 試取 A'0?l?b?4?3.6?14.4m 持力層承載力特征值： f?f???(b?3)???(d?0.5)aakbdm ?180?0.3?9.4?(3.6?3)?1.6?16.23?(2.2?0.5) ?225.84KPa 基礎底面積： 22052 ???11.96mA0fa??G?d225.84?0.7?10?1.725?20Fk 基礎面積按20％增大，即： A?1.2?A0?1.2?11.96?14.35m2 2初步選定基礎底面面積A?l?b?4?3.6?14.4m 2、驗算持力層地基承載力 回填土和基礎重： Gk??G?d?A?(0.7?10?1.725?20)?14.4?597.6KN 309?117?0.8lMk 偏心距： ek???0.145m??0.8m ?597.66Fk?Gk220P>0，滿足要求。 kmin 基地最大壓力： Al14.44.8?229.9KPa?1.2fa?1.2?224.15?268.98KPaPkmax?G6e2205?597.66?0.145F?(1?)?(1?)kkk 所以，最后確定基礎地面面積長4m；寬3.6m。 3、計算基底凈反力 取柱底荷載效應 基本組合設計值： F?2866KN,M?402KN?m,V?153KN.凈偏心距 ： en,0?M402?153?0.8??0.183m N2866 基礎邊緣處的最大和最小凈反力 ： Pn,maxn,minF1?6en,028666?0.183244.56KPa ?()?(1?)?153.50KPalbl4.0?3.64.84、基礎高度 柱邊基礎截面抗沖切驗算（見圖3） l?4.0m,b?3.6m,at?bc?0.5m,ac?0.5m.初步選定基礎高度h?800mm,分兩個臺階，每階高度均為400mm的。h0?800?(40?10)?750mm（有墊層）。 a?a?2hbt0?0.5?2?0.75?2m?b?3.6m 取ab?2m at?amn?ab2?500?2000?1250mm 2P取Pn，max?244.56KPa 沖切力： 因 b?2.8m?bc?2h0?0.5?2?0.75?2m（即：沖切在地面范圍內） Flblat?Pn,max[(??h0)b?(?bc?h0)]2222223.60.534.00.5?244.56[(??0.75)?3.6?(??0.75)]2222?723.90KN抗沖切力： 0.7?hp ftamh0?0.7?1.0?1.43?10?1.25?0.75?938.44KN?732.90KN39 滿足要求！ 5、變階處抗沖切驗算 at?b1?1.5m,a1?2.0m,h01?400?50?350mm ab?at?2h01?1.5?2?0.35?2.2m?b?3.6m 取ab=2.2m am?a1.5?2.2a???1.85m t2b沖切力： Flbb1la1?Pn,max[(??h01)b?(??h01)]2222223.60.54.02?281.64[(??0.35)?3.6?(??0.35)]2222?452.44KN抗沖切力： 0.7?hpftamh01?0.7?1.0?1.43?10?1.85?0.35?648.15KN?452.44KN3滿足要求。 6、由任務書得：10號C 軸柱子基底荷載為 ： C軸：Fk?1727KN,Mk?428KN?m,Vk?114KN; 試取 A'0?l?b?4?3.6?14.4m 由A軸計算得持力層承載力特征值： 2f??224.15KPa a12計算基礎和回填土重Gk時的基礎埋深d?(2.2?2.65)?2.425m 基礎底面積： 17272 ???9.46mA0fa??G?d224.15?0.7?10?1.725?20Fk 由于偏心不大，基礎面積按20％增大，即： A?1.2?A0?1.2?9.46?11.35m2 初步選定基礎底面面積A?l?b?3.8?3?11.4m，且b=3m不需再對進行修正。 7、驗算持力層地基承載力 回填土和基礎重： faGk??G?d?A?(0.7?10?1.725?20)?11.4?473.1KN 428?114?0.8lMk 偏心距： ek???0.236m??0.633m 6Fk?Gk1727?473.10 P>0，滿足要求。 kmin 基地最大壓力： Al11.43.8?264.91KPa?1.2fa?1.2?224.15?268.98KPaPkmax?G6e1727?473.106?0.236F?(1?)?(1?)kkk 所以，最后確定基礎地面面積長3.8m；寬3.0m。 8、計算基底凈反力 取柱底荷載效應 基本組合設計值： F?2245KN,M?557KN?m,V?149KN.凈偏心距 ： en,0?M557?149?0.8??0.301m N2245 基礎邊緣處的最大和最小凈反力 ： Pn,maxn,minF1?6en,022456?0.301290.52KPa ?()?(1?)?103.34KPalbl3.8?3.03.89、基礎高度 柱邊基礎截面抗沖切驗算（見圖3） l?3.8m,b?3.0m,at?bc?0.5m,ac?0.5m.初步選定基礎高度h?800mm,分兩個臺階，每階高度均為。h?800?(40?10)?750mm（有墊層）0400mm的。 a?a?2hbt0?0.5?2?0.75?2m?b?3.0m 取ab?2m at?amn?ab2?500?2000?1250mm 2P取Pn，max?290.52KPa 沖切力： 因 b?3.0m?bc?2h0?0.5?2?0.75?2m（即：沖切在地面范圍內） Flblatb?Pn,max[(??h0)b?(?c?h0)]2222223.00.53.80.5?290.52[(??0.75)?3.0?(??0.75)]2222?711.77KN抗沖切力： 0.7?hpftamh0?0.7?1.0?1.43?103?1.25?0.75?938.44KN?711.77KN滿足要求！ 10、變階處抗沖切驗算 at?b1?1.5m,a1?2.0m,h01?400?50?350mm ab?at?2h01?1.5?2?0.35?2.2m?b?3.0m 取ab=2.2m at?am?ab2?1.5?2.2?1.85m 沖切力： Fl?Pn,max[(bl?a1?h01)b?(?b1?h01)]222222?290.52[(3.00.53.82??0.35)?3.0?(??0.35)]2222?432.87KN抗沖切力： 0.7?hpftamh01?0.7?1.0?1.43?10?1.85?0.35?648.15KN?432.87KN3 滿足要求。 根據以上計算，可以繪制出基礎平面布置圖和A軸柱子基礎大樣圖。見基礎平面布置圖。 08級土木工程專業1、2班基礎工程課程設計任務書 ————樁基礎設計 一、設計資料 1、某建筑場地在鉆孔揭示深度內共有6個土層，各層土的物理力學指標參數見表1。土層穩定混合水位深為地面下1.0m，地下水水質分析結果表明，本場地下水無腐蝕性。 建筑樁基設計等級為乙級，已知上部框架結構由柱子傳來的荷載（作用在柱底即承臺頂面）： Vk?3200kN,Mk?400kNm，H = 50kN； 柱的截面尺寸為：400×400mm； 承臺底面埋深：d=1.5m。 2、根據地質資料，以第4層粉質粘土為樁尖持力層，采用鋼筋混凝土預制樁 3、承臺設計資料：混凝土強度等級為C20，軸心抗壓強度設計值為fc?9600kPa，軸心抗拉強度設計值為ft?1100kPa，鋼筋采用HRB335級鋼筋，鋼筋強度設計值fy?300N/mm4、《建筑樁基技術規范》(GJG94-2008) 二、設計內容及要求： 1、按照持力層埋深確定樁長，按照長徑比40-60確定樁截面尺寸； 2、計算單樁豎向承載力極限標準值和特征值； 3、確定樁數和樁的平面布置圖； 4、群樁中基樁的受力驗算； 5、軟弱下臥層強度驗算 6、承臺結構計算； 7、承臺施工圖設計：包括樁的平面布置圖，承臺配筋圖和必要的圖紙說明； 8、需要提交的報告：任務書、計算書和樁基礎施工圖。 注：： 1、計算書打印，按照A4頁面，上下左右頁邊距設置為2.0cm，字體采用宋小四號 2、圖紙采用3號圖幅，圖紙說明即為圖中的說明 3、任務書、計算書和樁基礎施工圖裝訂成一冊 4、將電子稿按班打包交上來，每人的電子稿名稱按照學號+姓名命名 計算書 第1頁 基礎工程課程設計計算書 1、確定樁長和截面面積 以第4層粉質粘土為樁尖持力層，取樁截面尺寸為度為，樁長，設樁端深入持力層深，樁徑比為48.75符合要求。 2、計算單樁豎向承載力極限標準值和特征值 標準值的計算： 特征值： 3、確定樁數和樁的平面布置圖 （1）初選樁的根數 暫取9根 （2）初選承臺尺寸 樁距承臺邊長 取承臺高度為1.1m，樁頂伸入承臺50mm，鋼筋保護層厚度取70mm，則承臺有效高度 5、軟弱下臥層強度驗算 計算書 第2頁 擴散角直線內插 頂面處的附加應力 下臥層頂面處的自重應力 經驗算，基礎地面尺寸及基礎埋深滿足要求 計算書 第3頁 基礎工程灌注樁課程設計 本工程是辦公大樓，上部結構采用框架結構體系，基礎擬采用樁基礎。根據工程場地《巖土工程勘察報告》，地基土層依次為素填土、粉質粘土、淤泥質填土、粉土，均在地下水位以上。地下有四種土層，考慮地質特征、荷載加載情況及柱網尺寸較大，土層分布不均勻，混凝土預制樁的預制長度較難掌握，故可以選擇灌注樁基礎為基礎形式。根據《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008），選用內夯沉管灌注樁，單打法施工，與一般鉆孔灌注樁比，沉管灌注樁避免了一般鉆孔灌注樁樁尖浮土造成的樁身下沉，持力不足的問題，同時也有效改善了樁身表面浮漿現象。另外，這種樁的施工設備簡單，沉樁進度快，成本低，該工藝 也更 節省材料，用鋼量較省。1.1 設計題目 本次課程設計的題目：灌注樁基設計。 一、1.2設計荷載（○C○3樁） 柱底荷載效應基本組合值如下。 F?4681.4kN，Mx?72.8kN?m，Vx?-0.2kN，My?0.2kN?m，Vy?138.3kN 柱底荷載效應標準組合值如下。 Fk?3467.7KN，Mxk?53.9kN?m，Vxk?-0.15kN，Myk?0.15kN?m，Vyk?102.4kN1.3底層條件及其參數 底層條件及其參數詳見樁基任務書。1.4灌注樁基設計 根據工程場地的《巖土工程勘察報告》，建筑物基礎設計方案采用混凝土沉管灌注樁，結合各土層物理力學性質和具體工程地質條件，具體設計方案如下：室外地坪標高為-0.30m，自然地面標高同室外地坪標高。因該建筑樁基屬丙級建筑樁基，擬采用直徑為600mm的圓形混凝土沉管灌注樁。選擇④號的粉土層作為樁基礎的持力層。樁端伸入持力層2.15m（3d~10d=1800~6000mm），設計樁長為13.0m，預制樁尖長0.5m。初步設計承臺高1.0m，承臺地面埋置深度-1.70m，樁頂伸入承臺50mm。1.4.1單樁承載力計算 根據以上設計，樁頂標高為-1.65m,樁底標高為-14.65m，樁長為13m。1.單樁豎向極限承載力特征值計算 1?1400?3.14?0.6??3.14?0.6??0.3?11?2?26?8.5?11?2.15?33??809.6kN42Ra?qpaAp?up?qsiali2.樁數確定 根據上部荷載初步估計樁數為 n?則設計樁數為5根。1.4.2樁基的驗算 Fk3467.7??4.3 Ra809.6 根據《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）,當按單樁承載力特征值進行計算時，荷載應取其效應的標準組合值。由于樁基所處場地的抗震設防烈度為7度，且場地內無可液化砂土、粉土問題，因此可不進行地震效應的豎向承載力驗算。 根據樁數設計矩形承臺，邊長為3.8m?3.8m，邊樁的中心距為2.6m，樁心至承臺邊緣為600mm（見圖1）。 承臺及其上填土的總重為 Gk?3.8?3.8?1.7?20?490.96kN 計算時取荷載的標準組合，則 Fk?Gk3467.7?490.96??791.732kN?Ra?823.3kN，n5Qkmax??53.9-0.15?1??1.3??0.15?102.4?1??1.3MxymaxMyxmax?Q???791.732??kQkmin?4?1.324?1.32?yi2?xi2?821.8kN?1.2Ra?1.2?823.3?987.96kN???761.7kN?0Qk?滿足設計要求，可知此初步設計是合理的。1.4.3承臺設計 根據以上樁基設計及構造要求，承臺尺寸為3.8m?3.8m，初步設計承臺厚1.0m（見圖2），承臺混凝土選用C30，ft?1.43N/mm2,fc?14.3N/mm2。承臺鋼筋選用HRB335級，fy?300N/mm2。1.承臺內力計算——采用荷載效應基本組合值 承臺內力計算采用荷載效應基本組合值，基樁凈反力設計值為 Nmax?FMxXiMyYi4681.4?72.8-0.2?1??1.3?0.2?138.3?1??1.3?976.87kN?????????2222Nmin?n?xi?yi54?1.34?1.3?895.69kN N?F4681.4??936.28kN。n5 2.承臺厚度及受沖切承載力驗算 為防止承臺產生沖切破壞，承臺應具有一定的厚度，初步設計承臺厚1.0m，承臺保護層厚40mm，則ho?1000?40?960mm。分別對柱邊沖切和角樁沖切進行計算，以驗算承臺厚度的合理性。 由于樁基為圓形樁，計算時應將截面換算為方樁，則換算方樁截面邊寬為 bp?0.8d?0.8?600?480mm 圖2所示承臺計算簡圖中的基樁是換算后邊長為480mm的方樁。（1）.柱對承臺沖切 承臺受樁沖切的承載力應滿足下式： Fl?2?ox?bc?aoy???oy?hc?aox??hpftho 由于Fl?F??Ni?4681.4?936.28?3745.12kN，則沖跨比為 ?ox?aox860??0.895 8（在0.25~1.0之間）ho960?? ?oy?沖切系數為 ?ox?aoyho?860?0.895?89600.840.84??0.766 ?ox?0.20.8958?0.?oy?0.840.84??0.766 ?oy?0.20.8958?0.2h?800,?hp?1.0;h?2000,?hp?0.9 內插可得 ?hp?1.0-1.0-0.9?(100-0800?)0.98 4200-08002?ox?bc?aoy???oy?hc?aox??hpftho?5215.1kN?Fl?3745.12kN?? ?2??0.766??0.4?0.86??0.766??0.4?0.86???0.984?1430?0.96 故厚度為1.0m的承臺能夠滿足柱對承臺的沖切要求。（2）.角樁沖切驗算 承臺受角樁沖切的承載力應滿足下式： ??a1y?a1x??? Nl???1x??c2?2????1y?c1?2???hpftho ??????'由于Ni?Nmax?976.87kN,從角樁內邊緣至承臺外邊緣距離為 c1?c2?0.84m,a1x?a1y?0.86m，?1x??1y?a1x0.86，??0.895（在80.25~1.0之間） ho0.960.560.56??0.511，?1x?0.20.8958?0.2 ?1x??1y???a1y?a1x??????c???c???1x?2?1y12???hpftho2????????0.984?1430?0.9（0.84?0.86/2）?0.511?（0.84?0.86/2） ??0.511??1698.5kN?Nmax?976.87kN故厚度為1.0m的承臺能滿足角樁對承臺的沖切要求。 3.承臺受剪承載力計算 剪跨比與以上沖垮比相同。 承臺剪切破壞發生在柱邊與樁便連線所形成的斜截面處，對于I-I截面，?ox??oy?剪切系數為 ??1.75???1.01.75?0.923 0.8958?1.0860?0.8958（介于0.3~3之間）960受剪切承載力高度影響系數為 ?hs?(800/ho)I-I截面剪力為 V?2?Nmax?2?976.87?1953.74kN 則 0.25?(800/960)0.25?0.955 ?hs?ftbho?0.955?0.923?3.8?1430?0.96?4598.3kN?2Nmax?2?976.87?1953.74kN故承臺能滿足抗剪切的要求。 4.承臺受彎承載力計算 '對于I-I截面，取基樁凈反力最大值Nmax?976.87kN進行計算，則 Mx??Niyi?2?976.87?（1.3-0.2）?2149.1kN?m，Mx2149.1?106 As???8291mm.32 0.9fyho0.9?30?0960因此，承臺長邊方向選用B22@180，鋼筋數n=3800/180+1=23，實際配筋As?23?380.1 ?8742.3mm2，滿足要求。沿平行y軸方向均勻布置。 '對于Ⅱ—Ⅱ截面，取基樁凈反力最大值Nmax?976.87kN進行計算，則 My??Nixi?2?976.87?（1.3-0.2）?2149.1kN?m，2149.1?106 As???8291mm.32 0.9fyho0.9?30?0960因此，承臺長邊方向選用B22@180，鋼筋數n=3800/180+1=23，實際配筋 MyAs?23?380.1 ?8742.3mm2，滿足要求。沿平行x軸方向均勻布置。 5.承臺構造設計 混凝土樁頂伸入承臺長度50mm，兩承臺之間設置連系梁，梁頂面標高-0.7m,與承臺頂齊平。 梁高 h?0.5m h?(1/10~1/15)?4.5或h?(1/10~1/15)?6.0即h?0.3~0.6m取取梁寬b=0.3m 按構造要求： N?11?Fmax??4681.4?468.14kN 1010按軸心受拉計算時： AS?N/fy?468.14?103/300?1560.5mm2 采用8B16 As?1608.8mm2 鋼筋錨入承臺長度計算： la??fyftd?0.14?300?16?469.9mm,取la?470mm 1.43箍筋采用A8@200。承臺底做100mm厚C10素混凝土墊層，墊層挑出承臺邊緣100mm 樁身結構設計 沉管灌注樁和預制樁尖選用C30混凝土，鋼筋選用HRB335級。1.單樁配筋 樁身按構造要求配筋，樁身配10B12縱向鋼筋，As?1131mm2，則樁身的配筋率為 ?g?As1131??0.4% A1/4?3.14?6002滿足0.2%~0.65%之間的要求。 驗算配筋： 樁身截面尺寸 直徑600mm, 混凝土C30 經比較樁??為最不利樁，有 M?My?0.2kN?m;H?Vy?126.5kN?m 根據灌注樁周土層的類別，土的地基抗力的比例系數m以主要影響深度 hm?2(d?1)米范圍內的m平均值作為m的計算值。 hm?2(d?1)?2?(0.6?1)?3.2m，在3.2m深度范圍內存在三種不同土層，故土的地基抗力比例系數為： 2m?[m1h12?m2(2h1?h2)h2?m3(2h1?2h2?h3)h3]/hm?[4.5?0.32?10.0?（2?0.3?2）?4.5?（2?0.3?2?2?0.9）?0.9]/3.22?4.75MN/m4圓形樁樁身的計算寬度為 b0?0.9?(1.?5d?0.5?)0.?9(1.?50.6?0.5?)1.26 m對C30混凝土，有 Ec?3.0?104N/mm2 對HRB335級鋼筋，有 Es?2.0?105N/mm2 扣除保護層厚的樁直徑為： d0?0.6-0.04?0.56m 樁身換算截面受拉邊緣的截面模量為 W0??d 53.14?0.62.0?1023?[0.62?2(-1)?0.4%?0.56]?0.0220m323.0?104[d2?2(?E-1)?gd02] I0?W0d/2?0.0220?0.6/2?6.6?10-3m4 EI?0.85EcI0?0.85?3.0?104?6.6?10-3?16.83MN?m2 則 樁的變形系數 ??樁頂荷載 M0?mb054.75?1.26??0.513 EI168.3M?0.2/5?0.04kN?m nV H0??126.5/5?25.3kN n故 CI??M0?0.513?0.04/25.3?0.000392 H023.43769?4.59637?(0.03381?0.000811)?18.258 0.03381?0.144791.4?1.3?(0.033-80.100081?11.)361 h?1.3? 0.0338?10.14479查表得 C??23.43769?故樁身最大彎矩深度為：Zmax?樁身最大彎矩： h??1.361?2.65m 0.513 Mmax?C??M0?18.258?0.04?0.73kN?m 按上述配構造配筋的10B12縱向鋼筋，As?1131mm2 能承擔的彎矩M?0.9fyh0As ?0.9?300?560?1131?171kN?m?0.73kN?m。 故上述配筋滿足要求。 1.樁身軸向承載力驗算 根據《建筑樁基技術規范》（JGJ 94-2008）第5.8.2條規定，樁頂軸向壓力應符合下列規定： Nmax???cfcAps F?G(Mx?Vxh)ymax(My?Vyh)xmaxNmax???n?yi2?xi2?4681.4?1.2?490.96（72.8-0.2?1.0）?1.3（0.2?13.83?1.0）?1.3??54?1.324?1.32 ?1049.7kN 計算樁身軸心抗壓強度時，一般不考慮壓屈影響，故取穩定系數??1；對于灌注樁，基樁施工工藝系數?c?0.7；C30混凝土 fc?14.3N/mm2，則 ??cfcA?1.0?0.7?14.3?106?1/4?3.14?0.62?2828.8kN?Nmax（?1094.7kN） 故樁身軸向承載力滿足要求。 2.樁身水平承載力驗算 由設計資料得樁低傳至承臺頂面的水平荷載標準值為： 222?Hyk?(-0.15)?102.42?102.4kN HK?Hxk每根基樁承受水平荷載為 Hik?Hk?102.4/5?20.48kN n對于配筋率小于0.65%的灌注樁，單樁水平承載力特征值按下式計算： RHa?0.75??mft?0?m(1.25?22?g)(1??N?Nk)?mftAn樁身為圓形截面，故?m?2,?N?0.5。 ??0.513 Ec?3.0?104N/mm2 Es?2.0?105N/mm2?g?0.4% 樁頂最大彎矩系數?m取值：由于樁的入土深度h=13m,樁與承臺為固接，?h?0.513?13?6.669?4,取?h?4,查表得?m?0.926。 An??d24[1?(?E-1)?g]??4?0.62?[1?(202 m-1)?0.4%?]0.2893NK取在荷載效應標準組合下樁頂的最小豎向力（用該值計算所得單樁水平承載力特征值最小），有前面計算得Nk?761.7kN,則 單樁水平承載力特征值： RHa?0.75??mft?0?m(1.25?22?g)(1??N?Nk)?mftAn0.75?0.513?2?1.43?106?0.0220?0.9260.5?761.7?103?（1.25?22?0.004）?（1?）?51097N?51.1kN?Hik(?20.48kN)62?1.43?10?0.289故樁身水平承載力滿足要求。3.配筋長度計算 配筋長度應不小于樁長的2/3(即2/3×13=8.67m)，同時不宜小于4.0/??4.0/0.513?7.797m，則配筋長度取9.0m。由于9.0m沒有穿過淤泥質土層，故鋼筋應通長布置。鋼筋錨入承臺35倍主筋直徑，即35?12?420mm。4.箍筋配置 箍筋采用A8@200mm螺旋式箍筋，且在樁頂以下5d?5?0.6?3m范圍內箍筋加密，間距為100mm。由于鋼筋籠長度超過4m,每隔2m設一道A8@2000焊接加勁箍筋。 二、1.2設計荷載（○D○3樁） 柱底荷載效應基本組合值如下。 F?3635.3kN，Mx?72.7kN?m，Vx?-10.9kN，My?11.7kN?m，Vy?138.2kN 柱底荷載效應標準組合值如下。 Fk?2692.8kN，Mxk?53.85kN?m，Vxk?-8.07kN，Myk?8.67kN?m，Vyk?102.4kN1.3底層條件及其參數 底層條件及其參數詳見樁基任務書。1.4灌注樁基設計 根據工程場地的《巖土工程勘察報告》，建筑物基礎設計方案采用混凝土沉管灌注樁，結合各土層物理力學性質和具體工程地質條件，具體設計方案如下：室外地坪標高為-0.30m，自然地面標高同室外地坪標高。因該建筑樁基屬丙級建筑樁基，擬采用直徑為500mm的圓形混凝土沉管灌注樁。選擇④號的粉土層作為樁基礎的持力層。樁端伸入持力層1.95m（3d~10d=1800~6000mm），設計樁長為13.0m，預制樁尖長0.5m。初步設計承臺高0.9m，承臺地面埋置深度-1.50m，樁頂伸入承臺50mm。1.4.1單樁承載力計算 根據以上設計，樁頂標高為-1.45m,樁底標高為-14.45m，樁長為13m。1.單樁豎向極限承載力特征值計算 1?1400?3.14?0.5??3.14?0.5??0.5?11?2?26?8.5?11?1.95?33??612.8kN42Ra?qpaAp?up?qsiali2.樁數確定 根據上部荷載初步估計樁數為 n?則設計樁數為5根。1.4.2樁基的驗算 根據《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）,當按單樁承載力特征值進行計算時，荷載應取其效應的標準組合值。由于樁基所處場地的抗震設防烈度為7度，且場地內無可液化砂土、粉土問題，因此可不進行地震效應的豎向承載力驗算。 根據樁數設計矩形承臺，邊長為3.2m?3.2m，邊樁的中心距為1.5m，樁心至承臺邊緣為500mm（見圖1）。 承臺及其上填土的總重為 Gk?3.2?3.2?1.5?20?307.2kN 計算時取荷載的標準組合，則 Qk?Fk?Gk2692.8?307.2??600kN?Ra?612.8kN n5Fk269.82??4.4 Ra61.28Qkmax??53.85-8.07?0.9??1.1??8.67?102.4?0.9??1.1MxymaxMyxmax?Q???612.8??k2222Qkmin?yx4?1.14?1.1?i?i?646.3kN?1.2Ra?1.2?612.8?735.36kN???519.3kN?0滿足設計要求，可知此初步設計是合理的。 1.4.3承臺設計 根據以上樁基設計及構造要求，承臺尺寸為3.2m?3.2m，初步設計承臺厚0.9m（見圖2），承臺混凝土選用C30，ft?1.43N/mm2,fc?14.3N/mm2。承臺鋼筋選用HRB335級，fy?300N/mm2。1.承臺內力計算——采用荷載效應基本組合值 承臺內力計算采用荷載效應基本組合值，基樁凈反力設計值為 Nmax?FMxXiMyYi3635.3?72.7-10.9?0.9??1.1?11.7?138.2?0.9??1.1?772.28kN?????????Nmin?n?xi2?yi254?1.124?1.12?681.84kN N?F3635.3??727.06kN。n5 2.承臺厚度及受沖切承載力驗算 為防止承臺產生沖切破壞，承臺應具有一定的厚度，初步設計承臺厚0.9m，承臺保護層厚40mm，則ho?900?40?860mm。分別對柱邊沖切和角樁沖切進行計算，以驗算承臺厚度的合理性。 由于樁基為圓形樁，計算時應將截面換算為方樁，則換算方樁截面邊寬為 bp?0.8d?0.8?500?400mm 圖2所示承臺計算簡圖中的基樁是換算后邊長為400mm的方樁。（1）.柱對承臺沖切 承臺受樁沖切的承載力應滿足下式： Fl?2?ox?bc?aoy???oy?hc?aox??hpftho, 由于Fl?F??Ni?3635.3?727.06?2908.24kN，則沖跨比為 ?ox?aox700??0.814（在0.25~1.0之間）ho860?? ?oy?沖切系數為 ?ox?aoyho?700?0.814?1 8600.840.84??0.828 ?ox?0.20.814?0.2 ?oy?0.840.84??0.82 8 ?oy?0.20.814?0.2h?800,?hp?1.0;h?2000,?hp?0.9 內插可得 ?hp?1.0-1.0-0.9?(90-0800?)0.99 2 200-08002?ox?bc?aoy???oy?hc?aox??hpftho?4444.56kN?Fl?2908.24kN?? ?2??0.828??0.4?0.70??0.828??0.4?0.70???0.992?1430?0.86 故厚度為0.9m的承臺能夠滿足柱對承臺的沖切要求。 （2）.角樁沖切驗算 承臺受角樁沖切的承載力應滿足下式： ??a1y?a1x????c???c? Nl???1x???22?1y12???hpftho ??????'由于Ni?Nmax?772.28kN,從角樁內邊緣至承臺外邊緣距離為 c1?c2?0.70m,a1x?a1y?0.70m，?1x??1y?a1x0.700.25~1.0之間），??0.81（在4ho0.860.560.56，??0.552?1x?0.20.814?0.2 ?1x??1y???a1y?a1x??????c???c?????hpftho?1x?21y1?2?2???????0.992?1430?0.86 （0.70?0.70/2）?0.552?（0.70?0.70/2） ??0.552??1414.2kN?Nmax?772.28kN故厚度為0.9m的承臺能滿足角樁對承臺的沖切要求。 3.承臺受剪承載力計算 剪跨比與以上沖垮比相同。 承臺剪切破壞發生在柱邊與樁便連線所形成的斜截面處，對于I-I截面，?ox??oy?剪切系數為 700（介于0.3~3之間）?0.814860 ??1.75???1.01.75 ?0.9650.814?1.0受剪切承載力高度影響系數為 ?hs?(800/ho)I-I截面剪力為 V?2?Nmax?2?772.28?1544.56kN 則 0.25?(800/860)0.25?0.982 ?hs?ftbho?0.982?0.965?3.2?1430?0.86?3729.3kN?2Nmax?2?772.28?1544.56kN故承臺能滿足抗剪切的要求。 4.承臺受彎承載力計算 '對于I-I截面，取基樁凈反力最大值Nmax?772.28kN進行計算，則 Mx??Niyi?2?772.28?（1.1-0.2）?1390.1kN?m，Mx1390.1?106 As???5986.7mm2 0.9fyho0.9?300?860因此，承臺長邊方向選用B20@170，鋼筋數n=3200/170+1=20，實際配筋As?20?314.2?6284mm2，滿足要求。沿平行y軸方向均勻布置。 '對于Ⅱ—Ⅱ截面，取基樁凈反力最大值Nmax?772.28kN進行計算，則 My??Nixi?2?772.28?（1.1-0.2）?1390.1kN?m，1390.1?106 As???5986.7mm2 0.9fyho0.9?300?860因此，承臺長邊方向選用B20@170，鋼筋數n=3200/170+1=20，實際配筋 mm2，滿足要求。沿平行x軸方向均勻布置。As?20?314.2?6284My5.承臺構造設計 混凝土樁頂伸入承臺長度50mm，兩承臺之間設置連系梁，梁頂面標高-0.6m,與承臺頂齊平。 梁高 h?(1/10~1/15)?4.5或h?(1/10~1/15)?6.0即h?0.3~0.6m取h?0.5m 取梁寬b=0.3m 按構造要求： N?11?Fmax??4681.4?468.14kN 1010按軸心受拉計算時： AS?N/fy?468.14?103/300?1560.5mm2 采用8B16 As?1608.8mm2 鋼筋錨入承臺長度計算： la??fyftd?0.14?300?16?469.9mm,取la?470mm 1.43箍筋采用A8@200。承臺底做100mm厚C10素混凝土墊層，墊層挑出承臺邊緣100mm 樁身結構設計 沉管灌注樁和預制樁尖選用C30混凝土，鋼筋選用HRB335級。1.單樁配筋 樁身按構造要求配筋，樁身配8B12縱向鋼筋，As?904mm2，則樁身的配筋率為 ?g?As904??0.46% 2A1/4?3.14?500滿足0.2%~0.65%之間的要求。 驗算配筋： 樁身截面尺寸 直徑500mm, 混凝土C30 下面對樁身配筋率進行驗算。 經比較，選取最不利組合，荷載M?11.7kN?m，H?138.2kN 根據灌注樁周土層的類別，土的地基抗力的比例系數m以主要影響深度 hm?2(d?1)米范圍內的m平均值作為m的計算值。 hm?2(d?1)?2?(0.5?1)?3.0m，在3.0m深度范圍內存在三種不同土層，故土的地基抗力比例系數為： 2m?[m1h12?m2(2h1?h2)h2?m3(2h1?2h2?h3)h3]/hm?[4.5?0.52?10.0?（2?0.5?2）?4.5?（2?0.5?2?2?0.5）?0.5]/3.02?4.83MN/m4圓形樁樁身的計算寬度為 b0?0.9?(1.? m5d?0.5?)0.?9(1.?50.5?0.5?)1.125對C30混凝土，有 Ec?3.0?104N/mm2 對HRB335級鋼筋，有 Es?2.0?105N/mm2 扣除保護層厚的樁直徑為： d0?0.5-0.04?0.4m6 樁身換算截面受拉邊緣的截面模量為 W0??d 53.14?0.52.0?10?[0.52?2(-1)?0.46%?0.462]?0.0128m34323.0?10[d2?2(?E-1)?gd02] I0?W0d/2?0.0128?0.5/2?3.2?10-3m4 EI?0.85EcI0?0.85?3.0?104?3.2?10-3?81.6MN?m2 則 樁的變形系數 ??5 樁頂荷載 M0?mb054.83?1.125??0.58 2EI81.6M?11.7/5?2.34kN?m nV H0??138.2/5?27.64kN n故 CI??M0?0.582?2.34/27.6?40.049 3H023.43769-3.87572?(0.0493-0.03381)?22.007 0.24563-0.033811.3?1.2?(0.04-90.30338?11).293 h?1.3- 0.245-603.03381查表得 C??23.43769?故樁身最大彎矩深度為：Zmax?樁身最大彎矩： h??1.293?2.22m 0.582 Mmax?C??M0?22.007?2.34?51.5kN?m 按上述配構造配筋的10B12縱向鋼筋，As?1131mm2 能承擔的彎矩M?0.9fyh0As ?0.9?300?560?1131?171kN?m?51.5kN?m。 故上述配筋滿足要求。 2.樁身軸向承載力驗算 根據《建筑樁基技術規范》（JGJ 94-2008）第5.8.2條規定，樁頂軸向壓力應符合下列規定： Nmax???cfcAps Nmax? F?G(Mx?Vxh)ymax(My?Vyh)xmax??2n?yi?xi2? 3635.3?1.2?307.2（72.7-10.9?0.9）?1.1（11.7?138.2?0.9）?1.1??54?1.124?1.12 ?846.0kN 計算樁身軸心抗壓強度時，一般不考慮壓屈影響，故取穩定系數??1；對于灌注樁，基樁施工工藝系數?c?0.7；C30混凝土 fc?14.3N/mm2，則 ??cfcA?1.0?0.7?14.3?106?1/4?3.14?0.52?1964.5kN?Nmax（?846.0kN） 故樁身軸向承載力滿足要求。 3.樁身水平承載力驗算 由設計資料得樁低傳至承臺頂面的水平荷載標準值為： 222?Hyk?(-8.07)?102.42?102.7kN HK?Hxk每根基樁承受水平荷載為 Hik?Hk?102.7/5?20.54kN n對于配筋率小于0.65%的灌注樁，單樁水平承載力特征值按下式計算： RHa?0.75??mft?0?m(1.25?22?g)(1??N?Nk)?mftAn樁身為圓形截面，故?m?2,?N?0.5。 ??0.582 Ec?3.0?104N/mm2 Es?2.0?105N/mm2?g?0.46% 樁頂最大彎矩系數?m取值：由于樁的入土深度h=13m,樁與承臺為固接，?h?0.582?13?7.566?4,取?h?4,查表得?m?0.926。 An??d24[1?(?E-1)?g]??4?0.52?[1?(202-1)?0.46%?0].201 m3NK取在荷載效應標準組合下樁頂的最小豎向力（用該值計算所得單樁水平承載力特征值最小），有前面計算得Nk?681.84kN,則 單樁水平承載力特征值： RHa?0.75??mft?0?m(1.25?22?g)(1??N?Nk)?mftAn0.75?0.582?2?1.43?106?0.0128?0.9260.5?681.84?103?（1.25?22?0.0046）?（1?）?37145N?37.145kN?Hik(?20.54kN)62?1.43?10?0.201故樁身水平承載力滿足要求。3.配筋長度計算 配筋長度應不小于樁長的2/3(即2/3×13=8.67m)，同時不宜小于4.0/??4.0/0.513?7.797m，則配筋長度取9.0m。由于9.0m沒有穿過淤泥質土層，故鋼筋應通長布置。鋼筋錨入承臺35倍主筋直徑，即35?12?420mm。4.箍筋配置 箍筋采用A8@200mm螺旋式箍筋，且在樁頂以下5d?5?0.6?3m范圍內箍筋加密，間距為100mm。由于鋼筋籠長度超過4m,每隔2m設一道A8@2000焊接加勁箍筋。1.4.5 估算○A○7與○B○7柱下樁數 1.樁數估算 設計○A○7與○B○7柱下樁基礎的方法與○C○3柱下相同。A○7柱下荷載標準值為 ○Fk?2733.4kN,Mxk?-44.8kN,Vxk?6.07kN,Myk?-6.52kN,Vyk?-92.67kN 樁徑600mm,樁尖進入持力層1.95m 基樁豎向極限力特征值R?801.35kN 初步估計樁數為 n?Fk2733.4??3.4 R801.35則○A○7柱下設計樁數為4根。B○7柱下荷載標準值為 ○Fk?3382.3kN,Mxk?-45.78kN,Vxk?0.15kN,Myk?-0.15kN,Vyk?-93.7kN 樁徑500mm,樁尖進入持力層1.95m 基樁豎向極限力特征值R?612.98kN 初步估計樁數為 n?Fk3382.3??5.5 R612.98則○B○7柱下設計樁數為6根。2.承臺平面尺寸確定 根據估算的樁數和承臺構造要求，設計○A○7柱下承臺平面尺寸為3.0m?3.0m，樁最小中心距為1.8m,樁心與承臺邊緣距離0.6m;○B○7柱下承臺平面尺寸為2.5m?4.0m，樁最小中心距為1.5m,樁心與承臺邊緣距離0.5m。第二篇：基礎工程課程設計
第三篇：基礎工程課程設計
第四篇：基礎工程課程設計
第五篇：基礎工程課程設計-
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