基础工程课程设计计
算书
班级：土木08 市政班 姓名：蓝小川 学号：0608101123
指导老师：李志高
一、课程设计资料
1. 工程概况
某高校学生公寓楼，上部结构为钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为7度，抗震等级为3级。室内外高差为400mm，柱底受竖向荷载：2460KN，弯矩：184.5KN.m。
2. 岩土工程勘察资料
根据钻孔揭露，场地岩土层自上而下分述如下：
(1)粉质粘土：灰黄、黄褐色，湿~饱和，呈软塑~可塑状，蜂窝结构，该层属全新统长乐组冲积层，标贯试验实测值3~12击，平均7.5击，强度一般，属中高压缩性土。本场地除河沟处缺失外,其余地段均有分布，揭示层厚2.40~3.90m,平均层厚3.00m，底板标高1.29~5.09m。
（2）淤泥质土：深灰、灰黑色，鳞片状结构，饱和，呈流塑至软塑状，含腐殖质。该层属全新统长乐组海积层，全场区均有分布，揭示层厚1.10~5.70m，平均层厚2.40m，底板标高-17.67~3.39m。
（3）粉质粘土：灰黄、褐黄色，很湿，呈可塑、絮状结构，含少量石英细中砂，标贯实测击数6~21击，均值10.9击，为中等压缩性土，力学强度一般。属全新统长乐组冲积层，分布于场地内的大部分地段，揭示厚度1.80~17.30m，平均层厚7.00m，底板标高-21.16~-3.79m。
（4）淤泥质土：深灰、灰黑色，很湿至饱和，呈软塑~流塑状，薄层状构造。为低强度、高压缩性软弱土，工程性能差，属全新统长乐组海积层，水平分布不均，多处缺失，揭示厚度0.70~18.00m，平均层厚5.50m，底板标高-25.31~-6.84m。
（5）中细砂：灰黄、浅灰，饱和，多呈稍密状，局部松散状，砂粒成份以石英为主，次圆状，级配差，含泥量10%~15%，夹极薄层淤泥质土，局部过渡为中砂，标贯实测击数7~19击，均值11.0击，力学强度一般，该地层为全新统长乐组冲积层，水平分布不均，本场地大部分地段缺失，揭示层厚0.50~6.80m，平均层厚3.30m，底板标高-23.22~1.09m。
（6）粉质粘土：灰黄、褐黄，很湿，呈可塑状，标贯试验实测值7~14击，均值11.1击，为中等压缩性土，力学强度一般。属全新统长乐组冲积层，分布于场地内的局部地段，多处地段缺失，揭示厚度0.80~9.90m, 平均层厚4.0m，底板标高-25.99~-10.66m。
（7）淤泥质土：深灰、灰黑色，很湿至饱和，呈软塑~流塑状。为低强度、高压缩性软弱土，工程性能差，属全新统长乐组海积层，分布于场地内的局部地段，多处地段缺失，揭示厚度0.60~10.30m, 平均层厚5.0m，底板标高-29.18~0.04m。
（8）圆砾：灰黄色~灰白色，饱和，多呈稍密状，局部中密状。重型动探试验击数修正值1.8~11.7击，均值7.0击，力学强度一般，为全新统长乐组冲洪积层。分布不均，局部地段缺失,揭示层厚0.70~11.10m, 平均层厚3.0m，平均2.55m,底板标高-28.23~-0.76m。
（9）残积砂质粘性土：灰黄色~灰绿色，为中粒花岗岩风化残留物。标贯试验实测击数一般4~31击，均值16.3击，天然状态下属中等压缩性土，力学强度较高，但具泡水易软化，崩解的不良特性。揭示厚度0.50~20.20m, 平均层厚5.0m，底板标高-37.15~-7.41m。
（10）全风化花岗岩：灰黄色，岩芯呈散体状，组织结构已基本破坏，长石等矿物已风化成土状，岩芯遇水易软化、崩解，极软岩，岩体完整性程度为极破碎，岩体基本质量等级为V级，ＲＱＤ指标为0，标贯试验击数实测27～49击，均值36.9击，力学强度较高，。本次勘察所有钻孔均有揭示，揭示厚度0.70～9.80m，平均3.00m。底板标高-39.54~-13.01m。
(11)强风化花岗岩：灰黄、褐黄色，风化裂隙发育，岩体极破碎，呈散体状结构，上
部岩芯呈砂土状，手捏易碎，中下部岩芯呈碎块状。成份主要由石英、风化长石及少许云母组成，其中部分长石已高岭土化，属软岩，岩体基本质量等级为5级，标贯试验击数实测50~63击，均值55.8击，力学强度高，压缩性低，但如遭受长时间泡水作用，也会较快软化，崩解而导致强度降低。本次钻探所有钻孔均有揭示该地层,有9个钻孔揭穿该地层，揭示厚度10.40～12.50m，平均层厚11.0m，其余钻孔均未揭穿。
（12）中风化细粒花岗岩：浅灰、灰白色，矿物成份由石英、长石及少许云母组成，岩体较破碎，风化节理、裂隙较发育，碎块状结构，岩芯呈短柱状，RQD值一般75%～90%,岩石工程性质较好，岩石室内饱和单轴抗压强度87.00～126.20MPa，标准值95.16 MPa，属坚硬岩，岩体基本质量等级为3级。本次勘探有９个钻孔进入该岩层，进入深度1.50～7.92m。
本次勘察未发现风化岩内有洞穴、临空面或软弱岩层存在。
3. 场地特征状况
1.20~2.30m。区内地下水位
年变幅约1.50m。地下水对混凝土结构和钢结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性。
抗震设防：拟建场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，拟建建筑抗震设防类别为丙类。场地地震效应：本场地地面下20m深度范围内分布有饱和细砂⑸，初步判别属可液化土层。根据标贯试验结果，依照国标《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）有关规定，可不考虑震陷问题。
建筑场地类别：按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规定，拟建建筑场地类别为Ⅲ类，场地设计特征周期值为0.45s。建筑场地下埋藏有软弱土和液化土，场地应划分为对抗震不利地段。
根据场地工程地质条件，拟建的福建工程学院新校区南区学生公寓及食堂C基础形式建议采用桩基础方案。桩型可采用预应力管桩或冲钻孔灌注桩长桩方案，可选择强风化花岗岩⑾作为桩端持力层。地基土层物理-力学性质指标见表1。
地下水埋藏与性质：各钻孔混合地下水稳定水位埋深为
表1 地基土设计计算指标
地基承载预应力管桩极限压缩 力特征值承载力标准值序重度r 模量 fak(kPa) (KPa) 土层名称 号 kN/m3 Es1-2 推荐值 qsiK qpK MPa 冲钻孔桩极限 承载力标准值 (KPa) qsiK qpK ⑴ 粉质粘土 18.1 4.80 ⑵ 淤泥质土 15.1 1.93 ⑶ 粉质粘土 18.9 5.73 ⑷ 淤泥质土 16.7 2.91 ⑸ 中细砂 18.5 7.50 ⑹ 粉质粘土 18.3 6.56 ⑺ 淤泥质土 15.5 3.53 ⑻ 圆砾 残积砂质120 45 150 50 150 170 55 280 200 310 500 46 22 52 24 52 56 26 86 70 90 120 8000 8500 9000 34 18 36 18 38 38 20 68 58 78 2400 2600 3000 3500 20.0 12.0 ⑼ 粘性土 17.5 4.43 ⑽ 花岗岩 20.0 13.0 ⑾ 强风化岩 21.0 15.0
全风化 10000 100 二：选定桩型，桩长和截面尺寸
1桩的类型：选用冲钻摩擦非挤土桩。
2确定桩长：选10层为持力层，桩长为38.25m 3确定桩的截面尺寸：暂时定为d=400㎜ 4柱底受竖向荷载：Fk =2460 KN
m 5柱底受弯矩：184.5 KN.
确定单桩竖向及水平承载力特征值，确定桩数并进行桩的布置 1初选桩的根数
U=3.14×0.4=1.256m Ap=0.4×0.4×3.14÷2=0.1256㎡ Quk?up?qsikil?qpkAp=1.256×(1.5×34+2.4×18+7×36+5.5×18+3.3×38+4×38+5
×20+3×68+5×58+78×1.5)+0.1256×2600=2127.1616KN Ra?Quk2?2127.1616?1063.5808KN
2 n?Fk2460KN??2.313， 暂取4根 Ra1063.5808KN桩身为钻孔灌注桩 取C30混凝土 Fc=143000kpa Ft=1430kpa 取HRB335级筋
2初选承台尺寸
桩距：s=2.5×bp=2.5×0.4=1.0m
承台变长：承台取正方形 a=b=0.5×2+1=2m
暂取承台埋深为1.5m，承台高度h=1.0m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取70mm，则承台有效高度为：930mm
3计算桩顶荷载
取承台及其上土的平均重度rG=20KN/m 圆桩换算成方桩边长=0.8d=0.32m
3Qk?Fk?Gk2460?20?2?2?1.5??645?Ra?1063.5808KN n4(Mk?Hkh)xmax?xi2?645?184.5?1??737.25KN?1276.30KN,565.32KN?0?1?12maxQkkmin?Qk?其中1276.30=1.2Ra
相应于荷载效应基本组合时作用于柱底的荷载设计值为
F?1.35Fk?1.35?2460?3321KN M?1.35Mk?1.35?184.5?249.075KN.m
扣除承台和其上填土自重后的桩顶竖向力设计值为
N?F3321??830.25KN n4(M?Hh)xmax?xi2?830.25?249.075?1.2??705.713,954.788? 21?1maxNmin?N?