基础工程课程设计题Word格式文档下载.docx
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5、设计成果与要求：
（1）确定桩的长度，进行单桩承载力验算。
具体计算时按如下不同标准跨径分组进行，同组人员的设计桩径、桩长不得全部相同。
跨径（m）
13
20
25
30
35
40
编组
1~5
6~10
11~15
16~20
21~25
26~31
（2）桩身强度计算；
求出桩身弯矩图（用座标纸画），确定桩身最大弯矩值及其相应截面和相应轴力，配置钢筋，验算截面强度；
（3）计算主筋长度，螺旋钢筋长度，钢筋总用量；
（4）用2#图纸绘出桩的钢筋布置图。
设计步骤：
1、选定桩径、桩端持力层等；
2、计算上部荷载、系梁、盖梁等自重，进行各种荷载组合，并计算作用到桩顶的各种条件下的最不利荷载组合，如竖向力，横向力和弯矩值；
3、按最不利竖向荷载组合确顶桩长、并进行单桩竖向容许承载力验算；
4、计算桩土变形系数，判断刚性桩或弹性桩；
5、按最不利桩顶弯矩组合，计算桩身内力并绘制桩身弯矩与剪力分布图，确定地面下桩身最大弯矩值，验算地面处桩身水平位移；
6、桩身截面配钢筋与强度验算，并计算钢筋用量。
7、绘图（2号图纸）。
二、房屋建筑桩基础课程设计（建工方向）
某高层住宅共二十八层，地下室一层，作车库和设备层使用。
总建筑面积16600m2，总建筑高度86.8m。
上部结构为剪力墙体系，基础设计为桩箱基础，箱基埋置深度为5.5m。
上部结构平面图如下：
上部结构总荷载为：
垂直荷载∑N=283000kN。
垂直荷载＋水平荷载组合∑N=368000kN。
基础底面积为A＝638m2，则基底平均压力P=443~577kPa>
地基承载力。
根据地质勘察报告，场地内的岩土层的分布及相应的物理力学指标如下表：
建筑平面布置图
层号
1
2a
2b
2c
2d
3
4
5
6
岩土名称
杂填土
粉土
粉土-粉砂
淤泥质
粉质粘土
卵石
强风化泥质粉砂岩
中微风化粉砂岩
土层埋深（m）
3.2~4.3
5.0~5.7
9.2~10.9
12.0~14.0
19.0~20.5
36.9~37.5
37.6~38
39~43
岩土物理力学指标
W（%）
36.2
30.9
28.3
36.7
30.3
29.5
γ（kN/m3）
18.9
18.8
18.3
22.1
23
e
0.86
1.02
0.9
IL
1.38
1.7
1.27
0.89
IP
10~13
5~9
7~20
Es1-2（MPa）
11.2
15.3
7.3
8.9
5.2
c（kPa）
13.7
φuc（°
）
10.1
cuu（kPa）
21
φuu（°
7
KN（cm/s）
2.18×
10-3
3.43×
KH（cm/s）
1.52×
5.26×
岩石力学性质
天然强度σ（MPa）
0.65
0.78
干燥强度σc
2.76
5.12
软化系数
0.15
0.14
原位测试指标
qc（MPa）
0.85
4.20
2.85
1.42
5.57
0.94
12.0
fs（kPa）
39.7
2.16
37.1
55.7
20.9
Ps（MPa）
1.00
4.94
3.35
1.67
6.55
1.11
14.12
N（击）
9.2
11.0
8.5
13.9
5.7
N53.5（击）
44.0
43.0
设计建议值
Vs（m/s）
131
146
188
158
201
186
434
470
fk（kPa）
80
120
110
130
500
300
1200
qp（kPa）
3500
3000
5000
qs（kPa）
20/25
10/15
20/30
45/50
100
注：
斜线左上方数值表示灌注桩的摩擦力，右下方数值表示预制桩的摩阻力。
地表至20m深度的①、②层土为主要含水层，属地下潜水，埋深一般在地表下1m左右，受大气降水及地表水影响明显。
地下水对混凝土无侵蚀性。
拟建场地及其附近无不良地质现象，无活动构造断裂带分布，场地稳定性好。
地震基本烈度为7°
，建筑物抗震等级为二级。
基础设计安全等级为一级。
经波速实验测得建筑场地面以下15m内土体的平均剪切波速值为155m/s，为中软场地类型，Ⅱ类建筑场地。
自基岩以上地基土层的卓越周期为T=0.88s。
经现场标准贯入试验及室内颗粒分析，②层粉土－粉砂属非液化土层。
设计内容：
箱基以下桩基础的设计，包括桩的类型、尺寸、长度、配筋、承载力、桩基平面布置、沉降及整体性验算；
承台的尺寸及配筋。
要求有完整的计算设计说明书，手工绘制一张2号图纸，图纸上的内容应与计算书上的结果一致、准确、全面。
1.根据场地地质条件选择合理的成桩方式，需考虑的因素有选择持力层的深度、地下水的情况、浅层土质以及各种成桩方式的特点等等。
2.选择持力层。
3.假定一桩径，计算单桩的承载能力：
如果满足要求则计算桩的总数，布置桩基；
不满足则重新选择桩径或持力层。
4.验算基础的沉降及整体性，看是否符合要求，不符合则应重新选择桩径或持力层。
5.如果承载力、沉降及整体性等指标均符合要求，进行桩身配筋（注意单桩承载能力是否是按照材料强度确定）。
6.承台设计与配筋，使之既满足受力要求，又经济合理。
7.绘图（2号图纸）。
三．岩土方向可任选上面二题中的一个完成。
四、道路方向设计题
Ⅰ设计任务书
（土木道路）
1.题目:
某四层办公大楼承重外墙基础设计
2.设计资料
1）建筑地点：
长沙
2）上部结构：
上部为砖混结构，墙厚240mm；
墙体材料：
外墙用MU10红砖，±
0.00以下采用M10水泥砂浆,±
0.00以上采用M7.5混合砂浆。
第一层外墙用49墙，以上用37墙。
作用在室内设计地面以上的主要荷载组合标准值为248kN／m，设计地面高程为50.5m。
3）建筑物简图
（1）建筑地区平面图（附钻孔布置），见附录一；
（2）建筑物平面图及剖面图，见附录二、附录三。
4）建筑地点地质及水文气象资料
（1）钻孔柱状图、地质剖面图（见附录四、附录五）；
（2）地基土壤分析结果报告表（见附录六）；
（3）地下水位距地面1.0～2.0m，对混凝土无侵蚀性，水位年变化约2m左右。
5）其它
（1）建筑材料供应情况：
在附近约5公里处有质量较好的石英砂岩，约20公里处有砂、卵石等供应（可用船运输）；
（2）附近有水源及自来水供应；
（3）有插入式及表面震捣器以及打桩设备；
（4）工程期限：
3.设计要求
（1）做3～4个基础比较方案的设计（①天然地基上浅基础<
无筋扩展基础或“宽基浅埋”的钢筋混凝土扩展基础>
、②桩基设汁、③换土砂垫层设计）；
（2）每个方案粗略的工程概算；
（3）根据经济、技术、施工条件选择其中一个较好的方案；
（4）绘制基础施工图（浅基础剖面图、桩基平面布置图及桩身结构图，建筑地区平面图、钻孔柱状图及地质剖面图）。
以上资料归纳为设计计算说明书一本，设计图纸—张（A1）。
Ⅱ设计指示书
1.教学要求与设计依据
根据教学大纲的要求，使学生通过《土力学》与《基础工程
（一）》课程的学习，能够基本掌握主要承受竖向力时的浅基础、桩基础和换土垫层的基本设计步骤与计算方法。
设计依据：
除教科书外，还有《地基基础设计规范（GB50007—2002）》、《建筑桩基技术规范（JGJ94—94）》、《混凝土结构设计规范（GB500l0—2002）》及湖南省概预算定额等。
2.资料整理
（1）设计目的、任务、建筑地点、地形及原有建筑物描述；
（2）建筑地点气象及水文地质描述；
（3）根据土壤分析结果报告表，校核各钻孔、探井土壤名称及地基承载力特征值（暂不做深度、宽度修正），并填入报告表中。
3.天然地基上浅基础设计（无筋扩展基础）
（1）确定基础结构类型和材料；
（2）选定基础埋置深度；
（3）确定地基承载力（先确定地基承载力特征值，后再考虑修正）；
（4）按地基承载力计算基础尺寸；
（5）无筋扩展基础台阶宽高比验算；
（6）地基承载力验算；
（7）基础沉降验算；
（8）工程造价概算（工程单价查定额）。
4.钢筋混凝土扩展基础设计（略，参见书上“墙下钢筋混凝土”例题及钢筋混凝土结构知识进行）
5.换土（砂）垫层设计
（1）按上述浅基的基本步骤定基础结构类型、材料及埋深；
（2）按砂垫层fa＝200kPa确定基础尺寸；
（3）确定垫层厚度及宽度（先试算厚度，再进行验算）。
（4）估算造价。
6．桩基设计
（1）结合勘察报告、荷载情况、上部结构条件及经验等确定桩基持力层；
（2）确定桩的类型及承台底面标高；
（3）选择桩材、桩径、桩长；
楼层数与桩截面（mm）的经验关系
桩型楼层数
＜10
10～20
20～30
30～40
预制桩
300～400
400～500
450～500
500～550（预应力）
灌注桩
φ500～600
φ800～1000
φ1000～1200
φ＞1200
（4）确定单桩承载力设计值；
（5）确定桩数及其排列，初拟承台埋深及轮廓尺寸；
（6）确定群桩基础承载力，验算群桩基础的地基强度和沉降；
（7）桩基中各基桩受力验算；
（8）承台计算（见桩基规范附录F）、基桩截面设计及配筋计算（可参考JSJT-89《全国通用建筑标准设计结构试用图集预制钢筋混凝土桩》或教科书图）；
（9）工程造价估算；
（10）绘制桩的结构及施工详图。
7.设计方案比较及绘图
所有图都绘在一张A1图纸上（手工绘制），注意各图合适的比例和位置，以使全图匀称；
线条、尺寸线按工程制图要求，施工说明字体工整,全图可观性好。
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