基礎(chǔ)工程課程設(shè)計20180702

目錄目錄 1《根底工程》課程設(shè)計 21工程概況 51.1工程地質(zhì)資料 51.2荷載情況 52初步選擇持力層，確定樁型和尺寸 53確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值 54初步確定樁數(shù)及承臺尺寸 55群樁根底的單樁承載力驗(yàn)算 66確定群樁承載力設(shè)計值 67降量驗(yàn)算 78軟弱下臥層的驗(yàn)算 79承臺設(shè)計計算 99.1承臺抗彎設(shè)計驗(yàn)算 99.2承臺抗沖切驗(yàn)算 109.3承臺剪切驗(yàn)算 11附圖1 12附圖2 13附圖3 14附圖4 15附圖5 16《根底工程》課程設(shè)計設(shè)計題目：柱下鋼筋混凝土樁根底適用專業(yè)：地質(zhì)15-1一、課程設(shè)計根本要求1、課程設(shè)計目的利用所學(xué)根底工程課程的理論知識，能夠獨(dú)立完成一個較完整的根底設(shè)計與計算過程，從而加深對所學(xué)理論的理解與應(yīng)用。2、課程設(shè)計建議在復(fù)習(xí)本學(xué)期課程理論知識后，收集并閱讀相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和參考書后進(jìn)行本課程設(shè)計任務(wù)。二、課程設(shè)計設(shè)計資料1、工程設(shè)計概況某城市新區(qū)擬建一棟15層框架結(jié)構(gòu)的辦公樓，其場地位于臨街地塊居中部位，無其它鄰近建筑物，地層層位穩(wěn)定，場地地質(zhì)剖面及樁基計算指標(biāo)見工程地質(zhì)資料。試設(shè)計柱下獨(dú)立承臺樁根底?！?〕地基根底設(shè)計等級為乙級；〔3〕柱的截面尺寸為：450mm×600mm；〔4〕承臺底面埋深：d=2.0m〔也可自行按標(biāo)準(zhǔn)要求選定〕；〔5〕根據(jù)地質(zhì)資料以及上部荷載情況，自行選擇樁型、樁徑和樁長；〔7〕樁的類型：預(yù)制樁或者灌注樁〔自行斟酌設(shè)定〕；〔8〕沉樁方式：靜壓或者打入〔自行斟酌設(shè)定〕?！?〕方案要求盡量先選擇以粉質(zhì)粘土為持力層，假設(shè)不滿足要求，再行選擇卵石或巖石層作為持力層，并作簡要比照說明。2、荷載情況上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳至承臺頂面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合：軸力F=(8300-10n)kN，彎矩Mx=(80+2n)kN·m，My=(750-n)kN?！财渲?，Mx、My分別為沿柱截面短邊和長邊方向作用；n為15〕。3、工程地質(zhì)資料建筑場地土層按其成因、土性特征和物理力學(xué)性質(zhì)的不同，自上而下劃分為5層，地質(zhì)剖面與樁基計算指標(biāo)見表1，勘察期間測得地下水水位埋深為2.2m。地下水水質(zhì)分析結(jié)果說明，本場地地下水無腐蝕性。三、設(shè)計內(nèi)容及要求〔1〕確定單樁豎向承載力特征值；〔2〕確定樁數(shù)，樁的平面布置，承臺平面尺寸，單樁承載力驗(yàn)算；〔3〕假設(shè)必要，進(jìn)行軟弱下臥層承載力驗(yàn)算；表1地質(zhì)剖面與樁基計算指標(biāo)土層種類層厚/m地下水位/m單樁布置/m樁基計算指標(biāo)預(yù)制樁沉管樁沖、鉆孔樁qpkqsikqpkqsikqpkqsik粘土3.0粘土粘土淤泥粉質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土卵石0.520018009500100020045009200強(qiáng)風(fēng)化巖3000504044淤泥9.5144012粉質(zhì)粘土4.5300050200040100044淤泥質(zhì)土9.2201416卵石3.01000012070001002800120強(qiáng)風(fēng)化巖未見底70001005000722000100四、設(shè)計成果及提交〔1〕計算說明書：計算說明書一律用A4幅面；裝訂順序：封面〔須注明：《根底工程》課程設(shè)計，專業(yè)班級，學(xué)號，姓名，日期〕，目錄、設(shè)計任務(wù)書，計算說明書；五、建議的設(shè)計步驟及涵蓋內(nèi)容〔1〕列出設(shè)計資料〔包括上部結(jié)構(gòu)資料、建筑場地資料〕；〔2〕選擇樁型、樁端持力層和承臺埋深；〔3〕確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值；〔4〕確定樁數(shù)和承臺底面尺寸；〔5〕確定群樁豎向承載力設(shè)計值；〔6〕樁基中單樁荷載驗(yàn)算；〔7〕樁基軟弱下臥層驗(yàn)算〔假設(shè)不須驗(yàn)算樁基軟弱下臥層沉降，建議另行設(shè)定條件自行練習(xí)〕；〔8〕承臺設(shè)計〔承臺尺寸及樁的布置，提出承臺配筋要求〕。1工程概況某城市新區(qū)擬建一棟15層框架結(jié)構(gòu)的辦公樓，其場地位于臨街地塊居中部位，無其它鄰近建筑物，地層層位穩(wěn)定，場地地質(zhì)剖面及樁基計算指標(biāo)見工程地質(zhì)資料。工程地質(zhì)資料建筑場地土層按其成因、土性特征和物理力學(xué)性質(zhì)的不同，自上而下劃分為5層，地質(zhì)剖面與樁基計算指標(biāo)見表1，勘察期間測得地下水水位埋深為2.2m。地下水水質(zhì)分析結(jié)果說明，本場地地下水無腐蝕性。荷載情況上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳至承臺頂面的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合：軸力F=(8300-10*15)kN，彎矩Mx=(80+2*15)kN·m，My=(750-15)kN。〔其中，Mx、My分別為沿柱截面短邊和長邊方向作用〕。2初步選擇持力層，確定樁型和尺寸根據(jù)荷載和地質(zhì)條件，由于卵石土承載力在300KPa~400Kpa之間，所以初步考慮以第五層卵石做持力層。采用截面為450*600mm的預(yù)制鋼筋混凝土方樁。樁端進(jìn)入持力層1，樁長25m。3確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)單樁豎向極限承載力的標(biāo)準(zhǔn)值Quk公式其中：4初步確定樁數(shù)及承臺尺寸先假設(shè)承臺尺寸為3m*3m，厚度為1m，承臺及其上的土的重度為20kN/m3，那么承臺及其上土自重的標(biāo)準(zhǔn)值為根據(jù)根底的豎向載荷和承臺及其上自重確定樁數(shù)，當(dāng)中心荷載作用時，根據(jù)公式可取6根樁5群樁根底的單樁承載力驗(yàn)算按照設(shè)計的承臺尺寸，計算由單樁豎向力計算公式得因?yàn)榉蠘?biāo)準(zhǔn)要求。根據(jù)偏心荷載下的應(yīng)力計算公式求得單樁偏心荷載下最大豎向力為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求符合群樁根底的要求6確定群樁承載力設(shè)計值一般而言，樁的承載力主要取決于地基巖土對樁的支撐能力，但是對于端承樁，超長樁或者樁身質(zhì)量有缺陷的情況，可能由樁身混凝土控制。由于與材料強(qiáng)度有關(guān)的設(shè)計，作用組合的效應(yīng)應(yīng)采用按承載能力極限狀態(tài)下的根本組合的效應(yīng)，所以應(yīng)該滿足本次設(shè)計選用C30混凝土預(yù)制樁，得7降量驗(yàn)算樁端附加應(yīng)力等于沉降量計算深度查表可以知道；；；；由沉降量計算公式得樁根底沉降量所以樁基沉降量滿足設(shè)計要求。8軟弱下臥層的驗(yàn)算假設(shè)卵石下有3m厚的淤泥質(zhì)土，因此需要進(jìn)行軟弱下臥層的驗(yàn)算查閱相關(guān)資料得到相關(guān)土的工程性質(zhì)：表1：土的工程參數(shù)土體種類內(nèi)摩擦角范圍內(nèi)摩擦角取值壓縮模量重度范圍重度取值粘土10~30202017.8~1918淤泥3~305218.518.5粉質(zhì)粘土18~25202018~2119淤泥質(zhì)土3~30204.61919卵石30~40354619~2121強(qiáng)風(fēng)化巖20~30256021~2423樁端上部土的自重應(yīng)力〔2〕群樁實(shí)體深根底等效底面邊長〔3〕基地壓力下臥層允許承載力查閱相關(guān)資料可以知道：內(nèi)摩擦角，查表得根底底面至下臥層距離z=2m，由于，因此擴(kuò)散角那么下臥層頂面自重壓力經(jīng)過計算可以知道，軟弱下臥層的承載力，所以符合標(biāo)準(zhǔn)要求。9承臺設(shè)計計算9.1承臺抗彎設(shè)計驗(yàn)算在承臺結(jié)構(gòu)計算中，取相應(yīng)于作用根本組合有效的設(shè)計，可以按照下式進(jìn)行計算：所以對于承臺進(jìn)一步設(shè)計為：取承臺厚1.5m，下設(shè)厚度為100mm強(qiáng)度為C10的混凝土墊層，保護(hù)層厚度為100mm，那么承臺有效高度h0=1.4m；承臺設(shè)計混凝土強(qiáng)度等級為C20，混凝的抗拉強(qiáng)度，鋼筋選用HRB335二級，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為fy=300N/mm2。承臺設(shè)計圖如附圖各樁平均豎向力最大豎向力彎矩計算以及配筋對Ⅰ-Ⅰ截面鋼筋面積應(yīng)該為采用13根直徑為30mm的鋼筋，As=9188mm2,平行于x軸布置。對Ⅱ-Ⅱ斷面鋼筋面積應(yīng)該為采用11根直徑為30mm鋼筋，As=7774.5mm2，平行于y軸布置。9.2承臺抗沖切驗(yàn)算柱下抗沖切驗(yàn)算柱下抗