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1、基础工程课程设计任务书基础工程课程设计任务书某办公楼桩基础设计某办公楼桩基础设计一、计算书中需要完成的内容:一、计算书中需要完成的内容:(一):设计资料1、建筑场地土层按其成因土的特征和力学性质的不同自上而下划分为四层,物理力学指标见下表。地下水位在地面以下2.0m,地下水水质分析结果表明,本场地下水无腐蚀性。建筑安全等级为级,已知作用到基础顶面处的柱荷载:轴向力FK 2850kN,力矩M 395.0kN m,水平力H 42kN。2、根据地基条件和施工设备,采用钢筋混凝土预制桩,以黄土粉质粘土为桩尖持力层。3、桩身混凝土强度为 C35,承台混凝土强度为 C30。4、据地质资料,以黄土粉质粘土为
2、桩尖持力层,钢筋混凝土预制桩断面尺寸为*,桩长为 10m。5、桩身资料:混凝土为 C35,轴心抗压强度设计值16,强度设计值:f 16.7N/mm2,主筋采用:4cf300N/mm2。y6、台设计资料:混凝土为C30,轴心抗压强度设计值为深:D2.0m。附:1):土层主要物理力学指标;附表一:土层代号名称厚度m含水量%38.226.7天然孔重隙度比ekN/m318.8塑性指数Ip液性指数IL1.00.600.4f14.3 N/mm2,承台底面埋c压缩模量内摩粘聚力Es擦角C(kPa)(kPa)直剪 试验(快剪)2120251216154.67.08.2承载力标准值fak(kPa)1202202
3、601杂填土2.02灰色粘土 9.03418.91.02 19.819.60.751520.10.5412灰黄色粉4.0质粘土粉沙夹粉1021.6质粘土2附表二:桩静载荷试验Q-s 曲线(如下图)(二)设计要求:1、单桩竖向承载力标准值和设计值的计算;2、确定桩数和桩的平面布置图;3、群桩中基桩的受力验算4、承台结构设计及验算;5、桩及承台的施工图设计:包括桩的平面布置图,桩身配筋图,承台配筋和必要的施工说明;6、需要提交的报告:计算说明书和桩基础施工图,使用A4 图纸打印。三:桩基础设计(一):必要资料准备1、建筑物的类型及规模:住宅楼2、岩土工程勘察报告:见上页附表3、环境及检测条件:地下
4、水无腐蚀性,QS 曲线见附表3(二):外部荷载及桩型确定1、柱传来荷载:F=2850kN、M=395kNm、H=42kN2、桩型确定:1)、由题意选桩为钢筋混凝土预制桩;2)、构造尺寸:桩长 L10m,截面尺寸:400mm400mm3)、桩身:混凝土强度等级 C35、416f16.7 N/mm2、cfy300 N/mm24)、承台材料:混凝土强度等级C30、(三):单桩承载力确定1、单桩竖向承载力的确定:1)、根据桩身材料强度(1.0,配筋16)f14.3 N/mm2、cft1.43 N/mm2R fcAp fyAS1.0 16.74002300803.8 2913kN2)、根据地基基础规范公
5、式计算:、桩尖土端承载力计算:粉质粘土,IL0.60,入土深度为 12.0m由书105页表4-4知,当h在9和16之间时,当ILqpk1500kPa,当=0.75时,IL=0.5时,qpa 2100,由线性内插法:2100 1500qpk15000.5 0.750.6 0.75qpk1860kPa、桩侧土摩擦力:灰色粘土层 1:取 36kPa灰黄色粉质粘土层 2:可知,IIL1.0,由表 4-3,qsik=3650kPa,由线性内插法,L 0.60,由表 4-3,qsik=5066kPa,由线性内插法q506650sik,qsik 59.6kPa0.50.750.60.75Quk qpkApu
6、qsikli218600.4 40.4936159.6911.36kN3)、根据静载荷试验数据计算:根据静载荷单桩承载力试验Q s曲线,按明显拐点法得单桩极限承载力4Qu550kN单桩承载力标准值:RkQ2u550 275kN2根据以上各种条件下的计算结果,取单桩竖向承载力特征值Ra 275kN4)、确定桩数和桩的布置:、初步假定承台的尺寸为 34 上部结构传来垂直荷载:F=2850KN承台和土自重:G 23420 480kN桩数可取为 n=1.1x(F+G)/Ra=1.1x(2850+480)/275=13.32,取 n=16桩距:S(34)d=(34)0.4=1.21.6m 取S=1.5m
7、、承台平面尺寸及桩排列如下图:530040015001500A1500400400150040015001500B500B2600200A200承台平面布置图 1:1005300550026000020900000106740 6740桩立面图 1:100(四):单桩受力验算:1、单桩所受平均作用力:QGn28505.35.3220iF 16 248.35Ra2、单桩所受最大及最小力:QmaxF GnMxmaxx2 248.35 421.52.25.25kN1.2Raimin395271i80.752 2.252225.45kN03、单桩水平承载力计算:HHin4216 2.625kN,Vi2
8、85016178.125kNHiV2.625178.125 0.0147112i即Vi与Hi合力 与Vi的夹角小于5单桩水平承载力满足要求,不需要进一步的验算。6,(五):群桩承载力验算:1、根据实体基础法进行验算:1)、实体基础底面尺寸计算:桩所穿过的土层的摩擦角:1 219m,201m2取21 5.25,tan0.09194412边桩外围之间的尺寸为:4.94.9m实体基础底面长、宽均为:4.92100.0919 6.74m2)、桩尖土承载力设计值:、实体基础埋深范围内的土的平均重度(地下水位下取有效重度)018.8218.910919.610110.6kN12m3、实体基础底面粉质粘土修
9、正后的承载力特征值为:查表得取b 0.3,1.6dfa fakbb3d0d 0.5 2200.39.66.7431.610.6120.5 425.8kPa、取G 20kNm3,10kNmm3,基础自重为:G 6.746.742201010 6359.9kN、实体基础底面压力计算:1 当仅有轴力作用时:P0F G2850 6359.9 202.73kPafakA6.742F GM2850 6359.9395 421.56 263.23kPa22AW6.746.742 考虑轴力和弯矩时计算:Pmax1.2 fa由以上验算,单桩及整体承载力满足要求。(六)、承台设计:承台尺寸由图 1 所示,无垫层,
10、钢筋保护层厚取100mm。进行承台冲切、抗剪及抗弯计7算时,均应采用单桩净反力设计值(对由永久荷载效应控制的基本组合,按S 1.35SK)。1、单桩净反力的计算:单桩净反力,即不考虑承台及覆土重量时桩所受的力1)、单桩净反力的最大设计值:271.25Qmax5.35.3201.35 318.785kN162)、平均单桩净反力:Qi 1.352850 240kN162、承台冲切验算:1)、柱边冲切:冲切力:FL F Ni 2850kN受冲切承载力截面高度影响系数hp的计算:当h0800mm,hp=1.0,当h0 2000mm,hp=0.9,由线性内插法可知hp=0.95冲夸比与系数的计算:0 x
11、a0 x300 0.214 0yh014000.840.84 2.030y0 x0.20.2140.20 x20 xbca0y0yhca0 xhpfth0 22.035003002.035003000.951.43140012354.7kN FL满足要求。边柱:a0 x b0 x1800mm h0,取a0 x b0 x h01400mm0 xa0 x10yh00.84 0.7 0y1 0.20 x20 xbca0y0yhca0 xhpfth0 20.750014000.750014000.951.43140010118kN FL满足要求。3、角桩向上冲切:c1 c2 0.6m,a1y a1x
12、0.75m,1y1x0.75 0.75181x1y0.56 0.5890.750.2a1yc a1xf hc hpt01y11x222 0.589 0.60.7520.951.43100021560kN Nmax 292.2kN满足要求。4、承台抗剪验算:斜截面受剪承载力可按下面公式计算:Vhsfb ht00,ax ay 0.3m,0.3 0.214,因 为 0.3,所 以 取1.4 0.3。1.751.75 800 1.35,hs 0.869140010.3114A-AA-A 截面处承台抗剪验算:边上一排桩净反力最大设计值Qimax 318.785kN,按 4 根桩进行计算。剪力V 4Qim
13、ax 4318.785 1275.14kN承台抗剪时的截面尺寸为:by2h1500 2600by1by0 10.5110.515300 4.82m,h01.4mhb140053000y1hsftb0h0 0.8691.3514304.821.4 11320.4kN V满足要求边桩:1.751.75 0.875111hsftb0h0 0.8690.87514304.821.4 7337.3kN V满足要求B-BB-B 截面处承台抗剪验算:边排桩单桩净反力平均值Qi 1.352850 240kN,按 4 根桩计算。16剪切力V 4Qi 4240 960kN承台抗剪时的截面尺寸为:h bx2500
14、2600bx010.511b 10.515300 4.82m,h01.4my1h0bx114005300hsftb0h0 0.8691.3514304.821.4 11320.4kN V9满足要求。边桩:1.7511.7511 0.875hsftb0h0 0.8690.87514304.821.4 7337.3kN V满足要求5、承台弯矩计算及配筋计算:1)、承台弯矩计算:A-AA-A 截面,按 4 根桩计算:M 4318.7852.40.4 0.5 3187.85kN mB-BB-B 截面,按 4 根桩计算:M 42402.40.4 0.5 2400kN m2)、承台配筋计算:取h01.4m
15、,K 1.4AM3187.85106配筋:S0.9h f 8433.46mm20y0.91400300选配22200A5mm2s 379.925 9497.AM2400106S.9h 6349mm200fy0.9140030020200A2s 379.918 6838.2mm承台配筋图:101000500承台配筋图(七)、桩的强度验算桩的截面尺寸为400mm400mm,桩长为10.0m,配筋为 416,为通长配筋,钢筋保护层厚度选40mm。因桩的长度不大,桩吊运及吊立时的吊点位置宜采用同一位置,如下图所示,控制弯矩为吊立时的情况:20002000600080002000桩的吊点位置2.0 0.25,取动力系数为1.5,则8.022ql21Mmax121.5 0.422482 10.2521.5 40.5kN m8811M40.5106sbh2360214.3 0.0550fc400 12ss12 0.972M40.5106As300386mm2sh0fy0.972360选用216A2s 402mm桩的配筋构造见图纸。(图纸另附)12
限制150内