1、基 礎(chǔ) 工 程 課 程 設(shè) 計(jì)目錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2 設(shè)計(jì)資料三設(shè)計(jì)內(nèi)容四樁基承載力驗(yàn)算5 樁沉降驗(yàn)算6 樁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算和配筋7 承臺(tái)設(shè)計(jì)驗(yàn)算 八 聯(lián)系梁設(shè)計(jì)計(jì)算基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（一）設(shè)計(jì)題目某鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，采用柱下獨(dú)立承臺(tái)樁基礎(chǔ)，首層柱網(wǎng)布置及上部結(jié)構(gòu)傳至柱底的荷載相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值如圖所示，試設(shè)計(jì)該基礎(chǔ)。（二）設(shè)計(jì)資料（1）工程地質(zhì)條件 由地表向下土層分布及土層性質(zhì)如下： 雜填土：厚1.5m，重度為16kN/m3。 深灰色淤泥質(zhì)土，厚4.2m，重度為16.9 kN/m3，流塑軟塑狀，含少量有機(jī)質(zhì)，壓縮模量為3MPa，fak45kPa； 灰白色粘土：厚2.1m，重度為18.1kN

2、/m3，壓縮模量為5.0MPa，液性指數(shù)為0.85，fak95kPa； 黃色粉質(zhì)粘土：厚1.8m，重度為18.8kN/m3，壓縮模量為8.0MPa，液性指數(shù)為0.70，fak130kPa； 黃褐色粉質(zhì)粘土：厚8.5m，重度19.2kN/m3，硬可塑狀，液性指數(shù)為0.45， fak220kPa，壓縮模量為9.2MPa； 中砂土：勘探未鉆穿，重度20.1kN/m3，中密到密實(shí)狀態(tài)， fak245kPa，壓縮模量為20.0MPa； 地下水位位于地表下1.5m處。 （2）給定參數(shù) 所有柱截面尺寸均為500mm×500mm；相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，上部結(jié)構(gòu)傳至底層柱底的荷載見(jiàn)圖。相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)

3、，近似取荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值的1.35倍。假設(shè)豎向荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合值為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值的0.95倍。 柱子的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。（三）設(shè)計(jì)內(nèi)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)尺寸及建筑物的樁基礎(chǔ)平面布置； （4）樁基礎(chǔ)承載力驗(yàn)算；（5）承臺(tái)計(jì)算；（6）樁沉降驗(yàn)算；（7）繪制施工圖（包括基礎(chǔ)平面布置圖、樁的布置及承臺(tái)平面圖、樁基礎(chǔ)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)范（2）制圖標(biāo)準(zhǔn)等其它規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)。（五） 設(shè)計(jì)要求（1）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

4、訂。（2）制圖要求：所有圖線、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。（3）圖紙規(guī)格：A2；計(jì)算書(shū)：A4。（4）設(shè)計(jì)時(shí)間：1周。任務(wù)書(shū)附圖：（1）首層層柱網(wǎng)平面布置圖（2）相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)上部結(jié)構(gòu)傳至首層柱底的荷載分布圖二、設(shè)計(jì)資料（1）工程地質(zhì)條件 由地表向下土層分布及土層性質(zhì)如下： 雜填土：厚1.5m，重度為16kN/m3。 深灰色淤泥質(zhì)土：厚4.2m，重度為16.9 kN/m3，流塑軟塑狀，含少量有機(jī)質(zhì)，壓縮模量為3Mpa，fak45kPa； 灰白色粘土：厚2.1m，重度為18.1kN/m3，壓縮模量為5.

5、0Mpa，液性指數(shù)為0.85， fak95kPa； 黃色粉質(zhì)粘土：厚1.8m，重度為18.8kN/m3，壓縮模量為8.0Mpa，液性指數(shù)為0.70， fak130kPa； 黃褐色粉質(zhì)粘土：厚8.5m，重度19.2 kN/m3，硬可塑狀，液性指數(shù)為0.45， fak220kPa，壓縮模量為9.2Mpa； 中砂土：勘探未鉆穿，重度20.1 kN/m3，中密到密實(shí)狀態(tài)，fak245kPa，壓縮模量為20.0Mpa； 地下水位位于地表下1.5m處。 （2）給定參數(shù) 所有柱截面尺寸均為500mm×500mm；柱子的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。3、 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 設(shè)計(jì)一個(gè)多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑廠房

6、的樁基礎(chǔ)； （1） 確定樁型，樁長(zhǎng)根據(jù)地質(zhì)資料，以黃褐色粘土為樁尖持力層，鋼筋混凝土預(yù)制樁500，樁長(zhǎng)為21.0m（2） 確定單樁或基樁豎向承載力查建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GBJ 7-89)得：土層 液性指數(shù) Ic預(yù)制樁側(cè)阻力特征值 qsia(kPa)樁在該土層伸入長(zhǎng)度 Ln(m)深灰色淤泥質(zhì)土134.2灰白色粘土0.85232.1黃色粉質(zhì)粘土0.7033.51.8黃褐色粉質(zhì)粘土0.4541.40.9預(yù)制樁樁端端阻力特征值：L=9m,Ic=0.45 qpk=2140kPaA，B，C柱：樁截面面積 樁截面周長(zhǎng)=649.1+481.5=1130.6 kN;R=1130.6÷2=565.3

7、kN；(3) 確定樁數(shù)、承臺(tái)尺寸及建筑物的樁基礎(chǔ)平面布置、樁數(shù)n A柱： ；取4根 B柱： ； 取 4根 C柱： 取4根、柱距：大小直接影響群樁的群樁效應(yīng)，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，（m)取2m，邊距取0.5m深灰色淤泥質(zhì)土 黃色粉質(zhì)黏土 灰白色粘土雜填土 黃褐色粉質(zhì)黏土 圖1 樁基以及土層分布示意圖 、樁布置形式采用正方形布置，承臺(tái)尺寸如圖示：A柱：AB柱：C柱：BC 、樁數(shù)驗(yàn)算 A柱：承臺(tái)及上覆土重 B柱：承臺(tái)及上覆土重 C柱：承臺(tái)及上覆土重 均滿足要求。（4）、樁基礎(chǔ)承載力驗(yàn)算 A柱：荷載作用。基樁平均豎向荷載設(shè)計(jì)值樁基最大、最小豎向荷載設(shè)計(jì)值=332.7 kN; 在基本組合，受偏向荷載作用下，樁基

8、工程級(jí)別為二級(jí)，重要性系數(shù) 滿足要求。 B柱： 荷載作用。基樁平均豎向荷載設(shè)計(jì)值樁基最大、最小豎向荷載設(shè)計(jì)值=475.26 kN; 在基本組合，受偏向荷載作用下，樁基工程級(jí)別為二級(jí)，重要性系數(shù) 滿足要求。C柱：荷載作用。基樁平均豎向荷載設(shè)計(jì)值樁基最大、最小豎向荷載設(shè)計(jì)值=394.98kN;在基本組合，受偏向荷載作用下，樁基工程級(jí)別為二級(jí)，重要性系數(shù) 滿足要求。（5）、 樁沉降驗(yàn)算 （建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008 ） 由于樁的埋深為9m，故樁沉降由9m處往下計(jì)算。對(duì)于樁中心距不大于6倍樁徑的樁基，其最總沉降量計(jì)算可采用等效作用分層總和法。等效作用面位于樁端平面，等效作用面積為樁層臺(tái)投影面

9、積，等效作用附加近似取層臺(tái)底平均附加壓力，計(jì)算如下。計(jì)算地基土的自重壓力：地下水位以上：=1.5×16=24kPa；地下水位以下：=4.2×（16.910）2.1×（18.110）1.8×（18.810）0.9×（19.210）70.11kPa；總的自重應(yīng)力：24+70.11=94.11kPa(1)、對(duì)于A柱：附加應(yīng)力Z(m)=4094.11101.000113.441.0103.3110.30.978111.962.0112.5110.70.84695.973.0121.1711.00.70079.414.0130.9111.30.56664

10、.215.0140.1111.70.41847.426.0149.3112.00.33638.127.6164.0312.50.21424.28在Z=7.6m處，所以本基礎(chǔ)取Z=7.6m計(jì)算沉降量。Z（m）平均附加應(yīng)力系數(shù)01010-1.010.30.96150.96150.961592000.04742.010.70.81531.62700.665592000.03283.011.30.69802.94001.313092000.06484.011.70.60202.4080-0.53209200-0.02625.012.00.50302.51500.411092000.02026.012.

11、30.44602.67600.161092000.00797.612.50.37452.84600.170092000.0084所以0.0474+ 0.0328+ 0.0648 -0.0262+ 0.0202+ 0.0079+ 0.0084=0.1553 m;取沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）5.5.7，可得沉降計(jì)算如下： ，所以=2，由，得：，所以：。（2）、對(duì)于B柱：附加應(yīng)力Z(m)=4094.11101.000175.721.0103.3110.30.978171.852.0112.5110.70.846148.653.0121.1711.00.700123.00

12、4.0130.9111.30.56699.465.0140.1111.70.41873.456.0149.3112.00.33659.047.6164.0312.50.21432.82在Z=7.6m處，所以本基礎(chǔ)取Z=7.6m計(jì)算沉降量。Z（m）平均附加應(yīng)力系數(shù)01010-1.010.30.96150.96150.961592000.07352.010.70.81531.62700.665592000.05083.011.30.69802.94001.313092000.10034.011.70.60202.4080-0.53209200-0.04065.012.00.50302.51500.

13、411092000.03146.012.30.44602.67600.161092000.01237.612.50.37452.84600.170092000.0130所以取沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）5.5.7，可得沉降計(jì)算如下： ，所以=2，由，得：，所以：。（3)對(duì)于C柱：附加應(yīng)力Z(m)=4094.11101.000137.011.0103.3110.30.978133.992.0112.5110.70.846115.913.0121.1711.00.70095.914.0130.9111.30.56677.555.0140.1111.70.41857.27

14、6.0149.3112.00.33646.037.6164.0312.50.21429.32在Z=7.6m處，所以本基礎(chǔ)取Z=7.6m計(jì)算沉降量。Z（m）平均附加應(yīng)力系數(shù)01010-1.010.30.96150.96150.961592000.05732.010.70.81531.62700.665592000.04013.011.30.69802.94001.313092000.07904.011.70.60202.4080-0.53209200-0.032025.012.00.50302.51500.411092000.02476.012.30.44602.67600.161092000.

15、00977.612.50.37452.84600.170092000.01023所以 0.0573+0.0401+0.0790-0.03202+0.0247+0.0097+0.01023=0.189 m ;取沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ94-2008）5.5.7，可得沉降計(jì)算如下： ，所以=2，由，得：，所以：。 (4)、沉降差：查建筑樁基技術(shù)規(guī)范表5.5.4有沉降差允許最大沉降差由上述的樁基礎(chǔ)沉降計(jì)算可知:C-1柱的沉降量為：30.03mm，C-2柱的沉降量為：26.19m，C-3柱的沉降量為：22.85mm驗(yàn)算過(guò)程如下： A柱與B柱： B柱與C柱： C柱與A柱：所以樁基礎(chǔ)的沉降

16、差均滿足要求。（6）.樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算及配筋 樁的直徑為0.5 m，樁長(zhǎng) 9 m，箍筋為HPB235級(jí)鋼筋，= 210N/mm2,鋼筋保護(hù)層為40mm，混凝土設(shè)計(jì)等級(jí) C30；樁身起吊驗(yàn)算：q=25kN/;把圓柱樁等效成邊長(zhǎng)c=0.44m 的預(yù)制混凝土方樁；1. 按兩點(diǎn)起吊計(jì)算： q A B C x x A點(diǎn)： ， B點(diǎn)：；， 得x=0.207·=0.207×9=1.863m，M1=M2=390.46kN/m; A點(diǎn),C點(diǎn)為起吊點(diǎn)；每延米樁的自重q=0.44×0.44×25=4.87kN/m,主筋計(jì)算； 控制彎矩為單點(diǎn)起吊時(shí)的情況，動(dòng)力系數(shù)取 K =1.

17、5；恒載分項(xiàng)系數(shù)為1.2；48.5KN*m；0.04821-00494<x=0.518;414.43選416，(As=803.9),整個(gè)截面的主筋為816，配筋率： ;其他構(gòu)造見(jiàn)施工圖。 3.樁身強(qiáng)度驗(yàn)算1.0×（1×14.3×440×400+300×1608）=2999.2× kNR強(qiáng)度滿足要求 ；樁的箍筋計(jì)算：<4；按構(gòu)造要求配箍筋：10160 ，As=78 .5 ；%=0. 16% ；滿足 ；(7)、承臺(tái)設(shè)計(jì)驗(yàn)算承臺(tái)的平面尺寸為3000mm×3000mm，厚度有沖切、彎曲、剪切、局部承壓等因素綜合確定，初步

18、擬定為1000mm，待抗沖切、抗彎、抗剪切、局部抗壓強(qiáng)度滿足要求，最后確定承臺(tái)厚度。鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋，承臺(tái)混凝土采用C20，=1100kPa，=9600 kPa，保護(hù)層取100mm，承臺(tái)剖面尺寸如圖所示。 （1） 抗彎驗(yàn)算 （建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008 5.9.25.9.5） 在承臺(tái)結(jié)構(gòu)計(jì)算中，取相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合的設(shè)計(jì)值，可按下式計(jì)算：A柱；Vx=1.35×21.7=29.3kN Vy=1.35×（-25.3）=34.16kN N = 1.35×（-923.1）= -1246.2kN Mx=1.35×29.5=39.8kN My

19、=1.35×25.3=34.156kN則各樁不計(jì)承臺(tái)以及其上土重部分的凈反力為：各樁平均豎向力為 最大豎向力 345.9kN 對(duì)于-斷面： 鋼筋面積：=518.85×÷（0.9×300×900）=2135則每米的配筋量為：712按最小配筋計(jì)算：則每米的配筋量為：1500選用，1608 ，沿平行Y軸均勻布置。 對(duì)于-斷面=2×345.9×0.75=518.85 kN·m鋼筋面積： =518.85×÷（0.9×300×900）=2135則每米的配筋量為：712按最小配筋計(jì)算： 則

20、每米的配筋量為：1500選用，1608，沿平行X軸均勻布置。B柱：; 則各樁不計(jì)承臺(tái)以及其上土重部分的凈反力為：各樁平均豎向力為 最大豎向力 對(duì)于-斷面： 鋼筋面積：=775.37×÷（0.9×300×900）=3191則每米的配筋量為：1063.61按最小配筋計(jì)算：則每米的配筋量為：1500選用， 1608 ，沿平行Y軸均勻布置。 對(duì)于-斷面=2×510.67×0.75766.01kN·m鋼筋面積： =766.01×÷（0.9×300×900）=3152則每米的配筋量為：1050.6

21、7按最小配筋計(jì)算： 則每米的配筋量為：1500選用， 1680，沿平行X軸均勻布置。 C柱： ; 則各樁不計(jì)承臺(tái)以及其上土重部分的凈反力為：各樁平均豎向力為 最大豎向力 對(duì)于-斷面： 鋼筋面積：=603.36×÷（0.9×300×900）=2483則每米的配筋量為：828.按最小配筋計(jì)算：則每米的配筋量為：1500選用，1608 ，沿平行Y軸均勻布置。 對(duì)于-斷面=2×387×0.75580.5kN·m鋼筋面積： =580.5×÷（0.9×300×900）=2389則每米的配筋量為：7

22、96.3按最小配筋計(jì)算： 則每米的配筋量為：1500選用， 1608 ，沿平行X軸均勻布置。16120（2） 沖切驗(yàn)算 (建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ94-2008 5.9.7） 承臺(tái)的沖切驗(yàn)算。A柱：根據(jù) 柱邊到最近樁內(nèi)邊緣的水平距離為=0.5m， =0.5。沖垮比 =0.56； =0.56；、滿足0.21.0，沖切系數(shù) 則： =2×1.11×（0.50.5）1.11×（0.50. 5）×0.992×1100×0.9=4360kN樁頂平均凈反力 ：則： 滿足設(shè)計(jì)要求。B柱：根據(jù) 柱的截面尺寸為500mm×500mm，柱短邊到最

23、近樁內(nèi)邊緣的水平距離為=0.5m，柱長(zhǎng)邊至最近樁被邊緣水平距離為=0.5。沖垮比 =0.56； =0.56；、滿足0.21.0，沖切系數(shù) 則： =2×1.11×（0.50.5）1.11×（0.50. 5）×0.992×1100×0.9=4360kN樁頂平均凈反力 ：則： 滿足設(shè)計(jì)要求。C柱：根據(jù) 柱的截面尺寸為500mm×500mm，柱短邊到最近樁內(nèi)邊緣的水平距離為=0.5m，柱長(zhǎng)邊至最近樁被邊緣水平距離為=0.5。沖垮比 =0.56； =0.56；、滿足0.21.0，沖切系數(shù) 則： =2×1.11×（0

24、.50.5）1.11×（0.50. 5）×0.992×1100×0.9=4360kN樁頂平均凈反力 ：則： 滿足設(shè)計(jì)要求。 沖切力必須大于抗沖切力。A柱：即： ， ；則沖跨比 角樁沖切系數(shù)： 抗沖切力為：滿足要求。B柱：即： ， ；則沖跨比 角樁沖切系數(shù)： 抗沖切力為：滿足要求。C柱：即： ， ；則沖跨比 角樁沖切系數(shù)： 抗沖切力為：滿足要求。（3）承臺(tái)斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 （建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ94-2008 5.9.10)A柱：（介于0.31.4之間），；承臺(tái)剪切系數(shù)：對(duì)-截面：滿足斜截面抗剪強(qiáng)度要求。對(duì)-截面：滿足斜截面抗剪強(qiáng)度要求。B柱：（介于0.31.4之間），承臺(tái)剪切系數(shù)：對(duì)-截面：滿足斜截面抗剪強(qiáng)度要求。對(duì)-截面：滿足斜截面抗剪強(qiáng)度要求。C柱：（介于0.31.4之間），承臺(tái)剪切系數(shù)：對(duì)-截面：滿足斜截面抗剪強(qiáng)度要求。對(duì) -截面：滿足斜截面抗剪強(qiáng)度要求。 (4) 承臺(tái)的局部受壓驗(yàn)算（建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JG