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1、地基基础工程课程设计-土木工程专业02.1 设计资料2.1.1 上部结构资料某教学实验楼，上部结构为七层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30。底层层高 3.4m（局部 10m，内有 10 t 桥式吊车） ，其余层高 3.3m，底层柱网平面布置及柱底荷载见附图。2.1.2 建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦，建筑物平面位置见图 2-1。图 2-1 建筑物平面位置示意图建筑物场地位于非地震区，不考虑地震影响。场地地下水类型为潜水，地下水位离地表 2.1 米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表 2
2、.1.表 2.1 地基各土层物理，力学指标土层编号 土层名称层底埋深（m）层厚（m）3(kN/)e(%)LI(kPa)c(Ma)sEkPfas（ ）1 杂填土 1.8 1.8 17.52灰褐色粉质粘土 10.1 8.3 18.4 0.90 33 0.95 16.7 21.1 5.4 125 0.723灰褐色泥质粘土 22.1 12.0 17.8 1.06 34 1.10 14.2 18.6 3.8 95 0.864黄褐色粉土夹粉质粘土 27.4 5.3 19.1 0.88 30 0.70 18.4 23.3 11.5 140 3.445灰-绿色粉质粘土 27.4 19.7 0.72 26 0.
3、46 36.5 26.8 8.6 210 2.82地基基础工程课程设计-土木工程专业12.2 选择桩型、桩端持力层 、承台埋深2.2.1 选择桩型 因为框架跨度大而且不均匀，柱底荷载大 ，不宜采用浅基础。根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，选择桩基础。因转孔灌注桩泥水排泄不便，为减少对周围环境污染，采用静压预制桩，这样可以较好的保证桩身质量，并在较短的施工工期完成沉桩任务，同时，当地的施工技术力量、施工设备以及材料供应也为采用静压桩提供可能性。2.2.2 选择桩的几何尺寸以及承台埋深依据地基土的分布，第层是灰色淤泥质的粉质粘土，且比较后，而第层是粉土夹粉质粘土，所以第层是比较适合的桩端
4、持力层。桩端全断面进入持力层 1.0m（2d） ，工程桩入土深度为 mh1.23.81, 由于第层后 1.8m，地下水位为离地表2.1m,为了使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第层土 0.3m，即承台埋深为2.1m，桩基得有效桩长即为 23.1-2.1=21m。桩截面尺寸选用：由于经验关系建议：楼层R2,所以最终按经验参数法计算单桩承载力设计值，即采用 ，初步确定桩数。kNR74322.4 确定桩数和承台底面尺寸下面以B, C 的荷载计算。2.4.1 B 柱桩数和承台的确定最大轴力组合的荷载： F294kN,M=78mQ47kN ， 初步估算桩数,由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，
5、规范中建议取 ，1.2现在取 1.1 的系数，即： 根.3174.1n2R取 n4 根，桩距 ,.05daS桩位平面布置如图 2-5，承台底面尺寸为 .9m1。2.4.2 C 柱柱桩数和承台的确定最大轴力组合的荷载 F324kN,M=Q56kN ， 地基基础工程课程设计-土木工程专业4初步估算桩数 （ 根 ） 4.617325.1nRF取 n5 根， ，取 ，则承台底尺寸为.0m3daSSa. 2.3m.。桩位平面布置如图 2-6(四个角上的桩与中间桩的 )d10580图 2-5 四桩桩基础 图 2-6 五桩桩基础2.5 确定复合基桩竖向承载力设计值该桩基属于非端承桩，并 n3,承台底面下并非
6、欠固结土，新填土等，故承台底面不会于土脱离，所以宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应，按复合基桩计算竖向承载力设计值。目前，考虑桩基的群桩效应的有两种方法。 地基规范采用等代实体法， 桩基规范采用群桩效应系数法。下面用群桩效应系数法计算 B,C 复合基桩的竖向承载力设计值2.5.1 四桩承台承载力计算（B 承台）地基基础工程课程设计-土木工程专业5图 2-7承台净面积： 。2221.35.049.1mAc承台底地基土极限阻力标准值： KPafqkc 50NnqQckc 19542.3kluisksk.6qApp529分项系数 70.1,.cs因为桩分布不规则，所以要对桩的距径比进行修正，修正如下
7、：4.23509.86.0bneAdaS9.21lBc群桩效应系数查表得： 64.1,8.ps承台底土阻力群桩效应系数: cecicA承台外区净面积 222.1)35.091(. mAec 承台内区净面积 m29.eci查表 6.,.0ecic31.02.61.30cecicA那么，B 复合桩基竖向承载力设计值 R:kNQRckpksk 760.1956.4.98地基基础工程课程设计-土木工程专业62.5.2 五桩承台承载力计算（C 承台）承台净面积： 222675.43.05. mAc承台底地基土极限阻力标准值： KPafqkc 01NnqQckc 234567.2kluisksk.9qAp
8、p26分项系数 70.1,5.cs因为桩分布不规则，所以要对桩的距径比进行修正，修正如下：6.2350.86.0bneAdaS195.23lBc群桩效应系数查表得： 64.1,8.ps承台底土阻力群桩效应系数: cecicA承台外区净面积 2224875.1)3.0(. mAec 承台内区净面积 m29.3.6.eci查表 .0,1.ecic275.06.48130675.491cecicA那么，C 复合桩基竖向承载力设计值 R:kNQRckpksk 7690.123456.12945.9802.6 桩顶作用验算2.6.1 四桩承台验算（B 承台）（1）荷载取 B 柱的 组合 ：maxNF29
9、4kN,M=78mQ47kN ， 地基基础工程课程设计-土木工程专业7承台高度设为 1m 等厚，荷载作用于承台顶面。本工程安全等级为二级，建筑物的重要性系数 =1.0.0由于柱处于轴线，它是建筑物的边柱，所以室内填土比室外高，设为 0.3m，即室内高至承台底 2.4m，所以承台的平均埋深 。md25.)41.2(作用在承台底形心处的竖向力有 F,G,但是 G 的分项系数取为 1.2.kNGF 248919.0.942 作用在承台底形心处的弯矩 M5478桩顶受力计算如下： kynNi 674.0129)(2maxmax NGFi 5.48)(22axin kNN6489Rk2.17max0in
10、满足要求kNkN660（2）荷载取 组合：maxMF197,M=254kmQ38kN ， G38254桩顶受力计算如下：kNynFNi 7.64.125436.029417)(2maxmax MGi 3.)(22axin kNFN54317R2.6max0in地基基础工程课程设计-土木工程专业8满足要求kNRkN7654302.6.2 五桩承台验算（C 承台）（1）荷载取 B 柱的 组合 ：maxNF3254kN,M=1mQ56kN ， 承台高度设为 1m 等厚，承台的平均埋深 。d25.作用在承台底形心处的竖向力有 F,G,但是 G 的分项系数取为 1.2.kGF 340863.1205.3
11、2542 作用在承台底形心处的弯矩 N9754桩顶受力计算如下： kyMnNi 3.8.03)(22maxmax NGFi 7.6.4975)(22axin kNN708534Rk2.1max0in满足要求kNkN769780（2）荷载取 组合：maxMF3241,M=85kmQ6kN ， kGF96185桩顶受力计算如下：kNynNi 7654.9.7058.4195327)(22maxmax MGFi 8.)(22axin kNN4.7053地基基础工程课程设计-土木工程专业9RkN2.1765max0in满足要求kk94.02.7 桩基础沉降验算采用长期效应组合的荷载标准值进行桩基础的沉
12、降计算。由于桩基础的桩中心距小于 6d，所以可以采用分层总和法计算最终沉降量。2.7.1 B 柱沉降验算竖向荷载标准值 kNF1764基底处压力 kPaAGp 7.539.120.基底自重压力 d.2385.基底处的附加应力 kPd.467.0桩端平面下的土的自重应力 和附加应力 （ ）计算如下：cz0p在 z=0 时：1)0.9(12)8.7()14.8(3.018.57 ich=206.9kPakPapbzl s .496.25.,2.,02,10在 时：mkPahic 1.9.6kapbzl s 16.57.49086.4,0786,12.42,1 0在 时：8.kahic 3.2.9.
13、06 kPapbzl s 8.7.4960.4,07,3.152, 0在 时m3.4kPahic 26.94.06 kapbzl s 5.437.960218.4,018,5.182, 将以上计算资料整理于表 2.4表 2.4 的计算结果（B 柱）zc,地基基础工程课程设计-土木工程专业10Z(m)(kPacblz2)(kPaz0 206.9 1 0 0.25 496.72 225.1 1 2.1 0.0786 156.162.8 232.38 1 3 0.0447 88.84.3 246 1 4.5 0.0218 43.5在 z=4.4m 处， ，所以本基础取 计算沉降量。2.076.245
14、.3cz mZn3.4计算如表 2.5表 2.5 计算沉降量（B 柱）Z(mm) blz2i)(mzi 1zii)(kPaEsi )104iizEpS0 1 0 0.25 02000 1 2.1 0.1771 342.2 342.2 11500 59.12800 1 3 0.1369 383.3 41.1 11500 7.14300 1 4.5 0.1017 437.3 54 11500 9.3S=59.1+7.1+9.3=75.5mm桩基础持力层性能良好，去沉降经验系数 。0.1短边方向桩数 ，等效距径比 ，长径比 ，承2bn 4.235091.86bnAedSa 6035.21dl台的长宽比 ，查表：0.1BcL .7,.,3.210CC8.59.)(9.)(210 nCbe所以，四桩桩基础最终沉降量 = 满足要求Sem21.670812.7.2 C 柱沉降验算竖向荷载标准值 kNF2053基底处压力 kPaAGp 53.2.基底自重压力 d711.048.7基底处的附加应力 kdP50桩端平面下的土的自重应力 和附加应力 （ ）计算于表 2.6 中如下：cz04p表 2.6 的计算结果（C 柱）z,地基基础工程课程设计-土木工程专业11Z(m)(kPacblz2)(kPaz0 206.9 1 0 0.25 4812.3 227.8 1 2 0.084 161.64.3 2
