基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告計(jì)算書(shū)

-.z."根底工程"課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)〔一〕設(shè)計(jì)題目*賓館，采用鋼筋混凝土框架構(gòu)造，根底采用柱下樁根底，首層柱網(wǎng)布置如附件所示，試按要求設(shè)計(jì)該根底?！捕吃O(shè)計(jì)資料1.場(chǎng)地工程地質(zhì)條件場(chǎng)地巖土層按成因類(lèi)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(tǒng)沉積巖層(K2)。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/m3。松散為主，局部稍密，很濕。層厚1.50m。2〕第四系沖積層〔Qal〕②-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：灰黑，可塑，含細(xì)砂及少量碎石。該層層厚3.50m。其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值為：ω=44.36%；ρ=1.65g/cm3；e=1.30；IL=1.27；Es=2.49MPa；C=5.07kPa，φ=6.07°。承載力特征值取fak=55kPa。②-2粉質(zhì)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(xué)性質(zhì)指標(biāo)值為：ω=33.45%；ρ=1.86g/cm3；e=0.918;IL=0.78;Es=3.00Mpa；C=5.50kPa，Φ=6.55°。②-3粉質(zhì)粘土：褐色，硬塑。該層層厚3.4m。其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值為：ω=38.00%；ρ=1.98g/cm3；e=0.60;IL=0.20;Es=10.2MPa。3〕第四系殘積層〔Qel〕③-1粉土：褐紅色、褐紅色間白色斑點(diǎn)；密實(shí)，稍濕-濕。該層層厚2.09m。其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值為：ω=17.50%；ρ=1.99g/cm3；e=0.604；IL=0～0.24；Es=16.5MPa;C=41.24kPa;Φ=22.63°。4〕基巖—白堊系上統(tǒng)沉積巖層(K2)本場(chǎng)地揭露巖層為白堊系上統(tǒng)沉積巖層,巖性以粉砂巖為主。根據(jù)巖石風(fēng)化程度的不同將本區(qū)巖石劃分為強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化巖、微風(fēng)化巖。④-1強(qiáng)風(fēng)化層：褐紅色。厚度多在3.50～5.50m之間，平均為4.0m。其主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值為：ρ=2.30g/cm3；Es=100.0MPa。本層取1個(gè)土樣，作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)3次，均在20cm出現(xiàn)標(biāo)貫錘反彈現(xiàn)象，擊數(shù)N=30～36擊。④-2中風(fēng)化層：褐紅色；巖質(zhì)較硬，節(jié)理、裂隙稍發(fā)育，巖芯多呈短柱狀，碎塊狀。厚度3.0m。Es=400.0MPa。④-3微風(fēng)化層：褐紅色；巖石新鮮、堅(jiān)硬，巖芯多呈長(zhǎng)柱狀。其飽和抗壓強(qiáng)度值30.60MPa。2.場(chǎng)地水文地質(zhì)條件擬建場(chǎng)地已人工填土整平，無(wú)明顯地表水體存在，僅在陰雨天氣可在低洼處見(jiàn)少量地面積水。場(chǎng)地地基土中無(wú)明顯的含水層,地下水主要為儲(chǔ)存在雜填土中的上層滯水，補(bǔ)給來(lái)源為生活用水及大氣降水。經(jīng)觀(guān)測(cè)，本場(chǎng)地地下水靜止水位標(biāo)高在11.30～11.89m之間。3.上部構(gòu)造資料上部構(gòu)造為鋼筋混凝土框架構(gòu)造，底層柱布置及上部構(gòu)造傳至±0.00m的荷載條件如附件。所有底層柱截面尺寸均為600mm×600〔三〕設(shè)計(jì)容〔1〕確定樁型、樁長(zhǎng)；〔2〕確定單樁或基樁豎向承載力；〔3〕確定樁數(shù)、承臺(tái)尺寸及建筑物的樁根底平面布置；〔4〕樁根底承載力驗(yàn)算；〔5〕承臺(tái)及連梁設(shè)計(jì)計(jì)算；〔6〕樁沉降驗(yàn)算；〔7〕繪制施工圖〔包括根底平面布置圖、樁的布置及承臺(tái)平面圖、樁根底剖面圖、承臺(tái)配筋圖、樁配筋圖、施工說(shuō)明等〕。〔四〕設(shè)計(jì)依據(jù)〔1〕"JGJ94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)"〔2〕制圖標(biāo)準(zhǔn)等其它規(guī)、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)?！参濉吃O(shè)計(jì)要求〔1〕設(shè)計(jì)符合施工圖設(shè)計(jì)深度要求?！?〕計(jì)算書(shū)要求：書(shū)寫(xiě)工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂，任務(wù)書(shū)隨計(jì)算書(shū)裝訂。〔3〕制圖要求：所有圖線(xiàn)、圖例尺寸和標(biāo)注方法均應(yīng)符合新的制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖紙上所有漢字和數(shù)字均應(yīng)書(shū)寫(xiě)端正、排列整齊、筆畫(huà)清晰，中文書(shū)寫(xiě)為長(zhǎng)仿宋字。〔4〕圖紙規(guī)格：A2；計(jì)算書(shū)：A4?！?〕設(shè)計(jì)時(shí)間：1.5周。任務(wù)書(shū)附件：〔1〕上部構(gòu)造底層柱網(wǎng)平面布置圖〔2〕恒載作用下底層柱底的荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值〔3〕活載作用下底層柱底的荷載作用標(biāo)準(zhǔn)值"根底工程"課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1.設(shè)計(jì)資料1.場(chǎng)地工程地質(zhì)條件建筑地基的土層分布情況及各土層物理、力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1.1表1.1地基各土層物理，力學(xué)指標(biāo)土層編號(hào)土層名稱(chēng)層底埋深〔m〕層厚〔m〕①人工填土1.501.5016②-1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土5.003.5016.31.301.275.076．072.4955②-2粉質(zhì)粘土7.452.4518.20.9180.785.506.553.00②-3粉質(zhì)粘土10.853.4019.40.600.20\\10.2③-1粉土12.942.0919.50.6040～0.2441.2422.6316.5④風(fēng)化層>12.9422.5100.01.2荷載組合對(duì)28根樁荷載進(jìn)展組合，根據(jù)荷載大小把柱分成2組，第一組為①和13軸，第二組為②~12軸。取各樁的最不利荷載，結(jié)果如下：標(biāo)準(zhǔn)組合：用于進(jìn)展樁的承載力計(jì)算，計(jì)算公式為：。第一組：,，第二組：,，根本組合：用于承臺(tái)設(shè)計(jì)及樁身配筋，計(jì)算公式為：。第一組：,，第二組：,，準(zhǔn)永久組合：用于樁基沉降驗(yàn)算，計(jì)算公式為：。第一組：,，第二組：,，2.樁型選擇和持力層確定根據(jù)施工場(chǎng)地、地基條件以及場(chǎng)地周?chē)h(huán)境條件，采用預(yù)制混凝土管樁。樁邊長(zhǎng)取400mm×400mm。選擇第④層風(fēng)化層作為樁端持力層，樁端全斷面進(jìn)入持力層1.0m〔>2d〕樁入土深度為。取承臺(tái)厚度為1.0m，承臺(tái)埋深為1.94m，則樁長(zhǎng)。3.確定單樁承載力根據(jù)"建筑樁基技術(shù)規(guī)"〔JGJ94-2008〕：用經(jīng)歷參數(shù)法確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：為樁側(cè)第層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值。由"規(guī)"表-1得各層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值如表3.1表3.1各層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值土層編號(hào)①②-1②-2③-1③-1④-1土層名稱(chēng)人工填土淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粉土強(qiáng)風(fēng)化層3030578870220為極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，由"規(guī)"表-2得：。樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：根據(jù)"規(guī)"：?jiǎn)螛冻休d力特征值，K為平安系數(shù)，取K=2。得：4．確定樁數(shù)和承臺(tái)底面尺寸4.1①和13軸柱樁數(shù)和承臺(tái)確實(shí)定取最大軸力組合的荷載F=2742.8kN初步估算樁數(shù),考慮偏心受壓，取調(diào)整系數(shù)為1.1，即：取n＝3根，樁中心距，樁承臺(tái)為等邊三角形承臺(tái)，樁位平面布置見(jiàn)附圖。4.2②~12軸柱樁數(shù)和承臺(tái)確實(shí)定取最大軸力組合的荷載F=4009.1kN初步估算樁數(shù),考慮偏心受壓，取調(diào)整系數(shù)為1.1，即：取n＝4根，取樁中心距，樁心距承臺(tái)力緣取500mm，承臺(tái)底面尺寸為2400mm×2400mm，樁位平面布置見(jiàn)附圖。5.樁基承載力驗(yàn)算5.1①和13軸柱樁單樁承載力軸心豎向力作用下：，滿(mǎn)足要求。偏心豎向力作用下=948.4+=1025.2<1.2=1437.6kpa，滿(mǎn)足要求。5.2②~12軸柱樁單樁承載力軸心豎向力作用下，滿(mǎn)足要求。偏心豎向力作用下=1058.1+=1090.3<1.2=1437.6kpa，滿(mǎn)足要求。6.承臺(tái)受彎計(jì)算6.1①和13軸柱樁承臺(tái)受彎計(jì)算承臺(tái)厚度，保護(hù)層為，則，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，混凝土的抗拉強(qiáng)度為，采用對(duì)稱(chēng)配筋，鋼筋選用HRB335級(jí)，。取荷載根本組合：，，選用7B20150鋼筋，6.2②~12軸柱樁承臺(tái)受彎計(jì)算取荷載根本組合：，，選用B20150鋼筋，7.承臺(tái)抗沖切驗(yàn)算7.1①和13軸柱樁承臺(tái)抗沖切驗(yàn)算柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算：根據(jù)"規(guī)"：承臺(tái)受柱沖切的承載力可按以下公式計(jì)算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。沖垮比：==0.21，==0.32沖切系數(shù)：，承臺(tái)抗沖切承載力：，滿(mǎn)足要求。角樁對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算：根據(jù)"規(guī)"：三樁三角形承臺(tái)受角樁沖切的承載力可按以下公式計(jì)算：底部角樁：，頂部角樁：從角樁邊緣至承臺(tái)外邊緣距離：，承臺(tái)變階處相交點(diǎn)至角樁邊緣水平距離：，；角樁沖跨比：==0.21，==0.27沖切系數(shù)：，承臺(tái)抗沖切承載力:，滿(mǎn)足要求。7.2②~12軸柱樁承臺(tái)抗沖切驗(yàn)算柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算：根據(jù)"規(guī)"：柱下矩形獨(dú)立承臺(tái)受柱沖切沖切承載力可按以下公式計(jì)算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。沖垮比：==0.21，==0.21沖切系數(shù)：，受沖切承載力截面高度影響系數(shù)：承臺(tái)抗沖切承載力：，滿(mǎn)足要求。角樁對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算：根據(jù)"規(guī)"：承臺(tái)受角樁沖切的承載力可按以下公式計(jì)算：從角樁邊緣至承臺(tái)外邊緣距離：，承臺(tái)變階處相交點(diǎn)至角樁邊緣水平距離：，角樁沖跨比：===0.21沖切系數(shù)：，滿(mǎn)足要求。8.承臺(tái)斜截面抗剪驗(yàn)算8.1①和13軸柱樁承臺(tái)斜截面抗剪驗(yàn)算根據(jù)"規(guī)"：承臺(tái)斜截面受剪承載力可按以下公式計(jì)算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。剪垮比：==0.21<0.3，取=0.3；==0.32剪切系數(shù)：，受剪切承載力截面高度影響系數(shù)：對(duì)于Ⅰ-Ⅰ截面：對(duì)于Ⅱ-Ⅱ截面：,滿(mǎn)足要求。8.2②~12軸柱樁承臺(tái)斜截面抗剪驗(yàn)算根據(jù)"規(guī)"：承臺(tái)斜截面受剪承載力可按以下公式計(jì)算：柱邊到最近樁邊的水平距離：，。剪垮比：===0.21<0.3，取=0.3剪切系數(shù)：，受剪切承載力截面高度影響系數(shù)：由于承臺(tái)截面對(duì)稱(chēng)：,滿(mǎn)足要求。9.樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)9.1樁身配筋計(jì)算預(yù)制樁的樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C30，鋼筋選用HRB335級(jí)，樁頂軸壓力應(yīng)符合以下規(guī)定：計(jì)算樁身軸線(xiàn)抗壓強(qiáng)度時(shí)，一般不考慮壓屈影響，??；對(duì)于預(yù)制樁，樁基施工工藝系數(shù)；C30混凝土=14.3N/樁身軸承載力滿(mǎn)足要求。故按構(gòu)造配筋，選取8B14，。9.2樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)箍筋選用A8的鋼筋，間距200mm，距樁頂2m圍箍筋加密，間距為100m，樁身主筋混凝土保護(hù)層厚30mm。10.連梁設(shè)計(jì)根據(jù)"規(guī)"：連梁寬度不宜小于250mm，其高度可取承臺(tái)中心距的1/10~1/15,且不宜小400mm。，取連梁高度h=500mm，寬度b=300mm。按構(gòu)造配筋，選取8B14，。箍筋選取A8200mm。11.樁樁沉降驗(yàn)算由于樁的埋深為13.94m，故樁沉降由13.94m處往下計(jì)算。根據(jù)"規(guī)"，采用等效作用分層總和法計(jì)算其最總沉降量。①計(jì)算地基土的自重壓力：地下水位以上：；地下水位以下：；總的自重應(yīng)力：。②根底的自重應(yīng)力：地下水位以上：；地下水位以下：；總的應(yīng)力。①和13軸樁：三角形承臺(tái)的面積為3.82把其等效為邊長(zhǎng)為的矩形附加應(yīng)力Z(m)0234.0100.250130.11.0246.510.50.232120.72.0259.011.00.17591.03.0271.511.50.12263.54.0284.812.00.08443.7在Z=4.0m處，，所以本根底取Z=4m計(jì)算沉降量。Z〔m〕平均附加應(yīng)力系數(shù)0100.25000------------1.010.50.24480.24480.24481005.0942.011.00.22520.45040.20561004.2783.011.50.19910.59730.14691003.0574.012.00.17460.69840.10114000.526所以根據(jù)"建筑樁基技術(shù)規(guī)"〔JGJ94-2008〕，可得沉降計(jì)算如下：取沉降經(jīng)歷系數(shù)。，由，，，得：，，，所以：?！?〕②~12軸樁附加應(yīng)力Z(m)0234.0100.250123.81.2249.010.50.232114.92.4264.011.00.17586.73.6276.011.50.12260.43.8281.511