《基础工程》课程设计任务书（一）设计题目某宾馆，采用钢筋混凝土框架结构，基础采用柱下桩基础，首层柱网布置如附件所示，试按要求设计该基础。

（二）设计资料1. 场地工程地质条件场地岩土层按成因类型自上而下划分：1、人工填土层（Q ml）；2、第四系冲积层（Q al）；3、残积层（Q el）；4、白垩系上统沉积岩层(K2)。

各土（岩）层特征如下：1）人工填土层（Q ml）杂填土：主要成分为粘性土，含较多建筑垃圾（碎砖、碎石、余泥等）。

本层重度为16kN/m3。

松散为主，局部稍密，很湿。

层厚1.50m。

2）第四系冲积层（Q al）②-1淤泥质粉质粘土：灰黑，可塑，含细砂及少量碎石。

该层层厚3.50m。

其主要物理力学性质指标值为：ω=44.36%；ρ= 1.65 g/cm3；e= 1.30；I L= 1.27；E s= 2.49MPa；C= 5.07kPa，φ= 6.07°。

承载力特征值取f ak=55kPa。

②-2 粉质粘土：灰、灰黑色，软塑状为主，局部呈可塑状。

层厚2.45m。

其主要物理力学性质指标值为：ω= 33.45%；ρ= 1.86 g/cm3；e= 0.918;I L=0.78; Es=3.00Mpa；C=5.50kPa，Φ=6.55°。

②-3粉质粘土：褐色，硬塑。

该层层厚3.4m。

其主要物理力学性质指标值为：ω= 38.00%；ρ= 1.98 g/cm3；e= 0.60;I L=0.20; Es=10.2MPa。

3）第四系残积层（Q el）③-1 粉土：褐红色、褐红色间白色斑点；密实，稍湿-湿。

该层层厚2.09m。

其主要物理力学性质指标值为：ω= 17.50%；ρ= 1.99 g/cm3；e= 0.604；I L=0～0.24；Es=16.5MPa;C= 41.24kPa;Φ= 22.63°。

4）基岩—白垩系上统沉积岩层(K2)本场地揭露岩层为白垩系上统沉积岩层, 岩性以粉砂岩为主。

根据岩石风化程度的不同将本区岩石划分为强风化、中风化岩、微风化岩。

④-1强风化层：褐红色。

厚度多在3.50～5.50m之间，平均为4.0m。

其主要物理力学性质指标值为：ρ= 2.30 g/cm3；Es=100.0MPa。

本层取1个土样，作标准贯入试验3次，均在20cm出现标贯锤反弹现象，击数N=30～36击。

④-2中风化层：褐红色；岩质较硬，节理、裂隙稍发育，岩芯多呈短柱状，碎块状。

厚度3.0m。

Es=400.0MPa。

④-3微风化层：褐红色；岩石新鲜、坚硬，岩芯多呈长柱状。

其饱和抗压强度值30.60MPa。

2. 场地水文地质条件拟建场地已人工填土整平，无明显地表水体存在，仅在阴雨天气可在低洼处见少量地面积水。

场地地基土中无明显的含水层, 地下水主要为储存在杂填土中的上层滞水，补给来源为生活用水及大气降水。

经观测，本场地地下水静止水位标高在11.30～11.89m之间。

3. 上部结构资料上部结构为钢筋混凝土框架结构，底层柱布置及上部结构传至±0.00m的荷载条件如附件。

所有底层柱截面尺寸均为600mm×600mm。

柱子的混凝土强度等级为C30。

（三）设计容（1）确定桩型、桩长；（2）确定单桩或基桩竖向承载力；（3）确定桩数、承台尺寸及建筑物的桩基础平面布置；（4）桩基础承载力验算；（5）承台及连梁设计计算；（6）桩沉降验算；（7）绘制施工图（包括基础平面布置图、桩的布置及承台平面图、桩基础剖面图、承台配筋图、桩配筋图、施工说明等）。

（四）设计依据（1）《JGJ94-2008 建筑桩基技术规》（2）制图标准等其它规、规程、标准。

（五）设计要求（1）设计符合施工图设计深度要求。

（2）计算书要求：书写工整、数字准确、图文并茂，任务书随计算书装订。

（3）制图要求：所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为长仿宋字。

（4）图纸规格：A2；计算书：A4。

（5）设计时间：1.5周。

任务书附件：（1）上部结构底层柱网平面布置图（2）恒载作用下底层柱底的荷载作用标准值（3）活载作用下底层柱底的荷载作用标准值《基础工程》课程设计计算书1.设计资料1.场地工程地质条件建筑地基的土层分布情况及各土层物理、力学指标见表1.1表1.1地基各土层物理，力学指标1.2荷载组合对28根桩荷载进行组合，根据荷载大小把柱分成2组，第一组为①和13轴，第二组为②~12轴。

取各桩的最不利荷载，结果如下：标准组合：用于进行桩的承载力计算，计算公式为：活载恒载0.10.1+=k S 。

第一组：kN F 80.2742=,m kN M ⋅=10.11，kN V 9.72= 第二组：kN F 1.4009=,m kN M ⋅=8，kN V 5.46=基本组合：用于承台设计及桩身配筋，计算公式为：活载恒载4.17.035.1⨯+=S 。

第一组：kN F 3.3587=,m kN M ⋅=3.15，kN V 3.53=第二组：kN F 3.5211=,m kN M ⋅=5.11，kN V 2.64=准永久组合：用于桩基沉降验算，计算公式为：活载恒载7.00.1+=q S 。

第一组：kN F 4.2645=,m kN M ⋅=3.11，kN V 5.74= 第二组：kN F 1.3846=,m kN M ⋅=2.8，kN V 6.47=2.桩型选择和持力层确定根据施工场地、地基条件以及场地周围环境条件，采用预制混凝土管桩。

桩边长取400mm ×400mm 。

选择第④层风化层作为桩端持力层，桩端全断面进入持力层1.0m （>2d ）桩入土深度为m h 94.130.194.12=+=。

取承台厚度为1.0m ，承台埋深为1.94m ，则桩长m h 0.11=。

3.确定单桩承载力根据《建筑桩基技术规》（JGJ94-2008）5.3.5：用经验参数法确定单桩极限承载力标准值：p i pk sk uk A q l qu Q Q Q pk sik+=+=∑sik q 为桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值。

由《规》表5.3.5-1得各层土的极限侧阻力标准值如表3.1表3.1 各层土的极限侧阻力标准值pk q 为极限端阻力标准值，由《规》表5.3.5-2得：kpa pkq 6000=。

桩极限承载力标准值：kpaA q l q u Q Q Q pi pk sk uk pk sik 23964.06000)0.122009.27040.38845.25706.330(4.042=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=+=+=∑ 根据《规》5.2.2：单桩承载力特征值uk a Q KR 1=，K 为安全系数，取K=2。

得：kpa R a 1198239621=⨯=4．确定桩数和承台底面尺寸4.1 ①和13轴柱桩数和承台的确定取最大轴力组合的荷载F=2742.8kN初步估算桩数,考虑偏心受压，取调整系数为1.1，即：5.21.111988.27421.1n =⨯=⨯≥R F 取n ＝3根，桩中心距 m 2.13d 4.1＝>=m S a ，桩承台为等边三角形承台，桩位平面布置见附图。

4.2 ②~12轴柱桩数和承台的确定取最大轴力组合的荷载F=4009.1kN初步估算桩数,考虑偏心受压，取调整系数为1.1，即：7.31.111981.40091.1n =⨯=⨯≥R F 取n ＝4根，取桩中心距 m 2.13d 4.1＝>=m S a ，桩心距承台力缘取500mm ，承台底面尺寸为2400mm ×2400mm ，桩位平面布置见附图。

5.桩基承载力验算5.1 ①和13轴柱桩单桩承载力 轴心竖向力作用下：kpa R n G F Q a k k k 11984.948394.12.24.221208.2742=<=⨯⨯⨯⨯+=+=，满足要求。

偏心竖向力作用下∑++=2maxi yk k k x x M n G F Q kmx=948.4+27.027.0)94.1494.12(⨯⨯⨯+= 1025.2<1.2a R =1437.6kpa ，满足要求 。

5.2 ②~12轴柱桩单桩承载力 轴心竖向力作用下kpa R n G F Q a k k k 11981.1058494.14.24.2201.4009=<=⨯⨯⨯+=+=，满足要求。

偏心竖向力作用下∑++=2maxi yk k k x x M n G F Q kmx=1058.1+27.047.0)94.15.461.0(⨯⨯⨯+= 1090.3<1.2a R =1437.6kpa ，满足要求。

6.承台受弯计算6.1 ①和13轴柱桩承台受弯计算承台厚度m 0.1，保护层为mm 50，则m h 95.00=，混凝土强度等级为C25，混凝土的抗拉强度为2/19.1mm N f t =，采用对称配筋，钢筋选用HRB335级，2/300mm N f y =。

取荷载基本组合：3587.30kN =F ，m 15.28kN ⋅=M ，53.27kN =VkN n F N 8.1195330.3587===kN x x M n F N jy 5.12807.027.0)94.127.5328.15(8.119522max max =⨯⨯⨯++=+=∑m kN c s N M a ⋅=⨯-=-=6.523)4.0434.1(35.1280)43(3max 2603.20419503009.0106.5239.0mm h f MA y s =⨯⨯⨯==选用7B20150钢筋，24.2199mm A s = 6.2 ②~12轴柱桩承台受弯计算取荷载基本组合：kN 34.2115=F ，m kN 5.11⋅=M ，64.18kN =V kN n F N 8.1302434.5211===kN x x M n F N j y 3.13477.047.0)94.118.645.11(8.130222max max =⨯⨯⨯++=+=∑m kN x N x N M i i i y ⋅=⨯⨯===∑8.10774.03.134722max 26042029503009.0108.10779.0mm h f MA y s =⨯⨯⨯==选用B20150钢筋，22.5027mm A s =7.承台抗冲切验算7.1 ①和13轴柱桩承台抗冲切验算 柱对承台的冲切验算：根据《规》5.9.7：承台受柱冲切的承载力可按以下公式计算：00000)]()([2h f a h a b F t hp x c y y c x l βββ+++≤柱边到最近桩边的水平距离：m a x 2.00=，m a y 3.00=。