基础工程课程设计 (1)

《基础工程》课程设计目录设计原始资料 (2)第一章桥台及基础构造和拟定的尺寸 (2)第二章荷载计算 (3)第三章工况分析 (9)第四章地基承载力验算 (10)第五章基底偏心距验算 (13)第六章基础稳定性验算 (13)第七章沉降计算 (15)设计原始资料某桥上部构造采用装配式钢筋混凝土T形梁。

标准跨径24.0m，计算跨径23.6m。

板式橡胶支座，桥面宽度为7m＋2×1.0m，双车道，参照《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG3363—2019)进行设计计算。

设计荷载为公路—II级，人群荷载为3.0kN/m2。

材料：台帽、耳墙及截面a-a 以上均用C20混凝土，γ1=25.00kN/m3；台身(自截面a-a 以下)用M7.5浆砌片，块石(面墙用块石，其他用片石，石料强度不小于MU30)，γ2=23.00kN/m3；基础用C15素混凝土浇筑，γ3=24.0 kN/m3；台后及溜坡填土γ4=17.00kN/m3；填土的内摩擦角φ=35°，黏聚力c= 0.0。

水文、地质资料：设计洪水位高程离基底的距离为6.5m(a-a截面处)。

地基土的物理、力学性质指标见下表。

第一章桥台及基础构造和拟定的尺寸桥台及基础和拟定的尺寸如图所示，基础分两层，每层厚度为0.50m，襟边和台阶宽度相等，取0.4m。

基础用C15混凝土，混凝土的刚性角αmax=40°。

现基础扩散角α为α=tan−10.81.0=38.66°<αmax=40°满足要求。

桥台及基础构造和拟定的尺寸（尺寸单位cm高程单位m）第二章荷载计算（一）上部结构恒载反力及桥台台身、基础上土重计算（二）土压力计算土压力按台背竖直，ε=0；台后填土为水平，β=0；填土内摩擦角φ=35°，台背（圬工）与填土间外摩擦角按δ=12φ=17.5°计算。

1. 台后填土表面无活载时土压力计算台后填土自重所引起的主动土压力按库仑土压力公式计算：E a =12γ4H 2BK a 式中，γ4=17.00kN/m 3;B 取桥台宽度7.70m;自基底至填土表面的距离H=10.00m ；K a =cos 2(φ−ε)cos 2εcos (δ+ε)(1+√sin (φ+δ)sin (φ−β)cos (δ+ε)cos (ε−β))2=2cos 17.5°(1+√sin 52.5°sin 35°cos 17.5°)2=0.246故 E a =12×17.00×102×7.7×0.246=1610.07(kN) 其水平方向的分力E ax =E a cos (δ+ε)=1610.07×cos 17.5°=1535.55(kN)在竖直方向的分力E ay =E a sin (δ+ε)=1610.07×sin 17.5°=484.16(kN)离基础底面的距离e y =13×10=3.33(m)对基底形心轴的弯矩为M ex =−1535.55×3.33=−5113.38(kN ∙m)作用点离基底的距离e x =2.15−0.4=1.75(m)对基底形心轴的弯矩为M ey =484.16×1.75=847.28(kN ∙m)2. 台后填土表面有汽车荷载时桥台土压力计算采用车辆荷载，车辆荷载换算的等代均布土层厚度为h =∑G Bl 0γ4式中：l 0——破坏棱体长度，l 0=H(tan ε+cot α)； H ——桥台高度；ε——台背与竖直线夹角，对于台背为竖直时，ε=0；α——破坏棱体滑动面与水平面夹角。

目 录一、已知技术参数和条件 ................................... 1 1.1、地质与水文资料 ................................... 1 1.2、桩、墩尺寸与材料 ................................. 1 1.3、荷载情况 ......................................... 1 二、任务和要求 ........................................... 2 三、计算 ................................................. 3 3.1、桩长的计算 ....................................... 3 3.2、桩的内力计算 ..................................... 4 3.2.1确定桩的计算宽度b1 ........................... 4 3.2.2计算桩的变形系数 ............................ 4 3.2.3计算墩柱顶外力i i i M Q P 、、及局部冲刷线处桩上外力00M Q P 、、 (4)3.2.5局部冲刷线以下深度z 处横向土抗力zx P 计算 ....... 6 3.2.6桩身配筋计算及桩身材料截面强度验算 ............ 7 3.2.7柱顶纵向水平位移计算 ......................... 9 四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等） 10 致谢 . (10)一、已知技术参数和条件1.1、地质与水文资料地基土为密实细砂夹砾石，地基土水平向抗力系数的比例系数；地基土的桩侧摩阻力标准值（土层单一，故桩侧摩阻力标准值用表示）；地基土内摩擦角，粘聚力；地基土容许承载力基本容许值；土重度（已考虑浮力）；一般冲刷线高程为335.34m，常水位高程为339.00m，局部冲刷线高程为330.66m。

基础工程课程设计设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握基础工程的基本概念、原理和设计方法，培养学生解决实际工程问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解基础工程的基本概念、原理和设计方法，掌握不同类型基础的设计和计算，了解基础工程的施工技术和质量控制。

2.技能目标：学生能够运用基础工程的知识解决实际工程问题，具备基础工程设计和施工的基本能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对基础工程的兴趣和热情，增强学生对工程事业的的责任感和使命感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括基础工程的基本概念、原理和设计方法，不同类型基础的设计和计算，基础工程的施工技术和质量控制。

具体安排如下：1.第一章：基础工程概述，介绍基础工程的基本概念、类型和设计原则。

2.第二章：基础工程的基本原理，讲解基础工程的受力分析、承载力和稳定性。

3.第三章：基础工程的设计方法，介绍不同类型基础的设计方法和计算公式。

4.第四章：基础工程的施工技术，讲解基础工程的施工流程、技术和质量控制。

5.第五章：基础工程的案例分析，分析实际工程中的基础工程设计和施工问题，培养学生解决实际工程问题的能力。

三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。

1.讲授法：通过讲解基础工程的基本概念、原理和设计方法，使学生掌握基础知识。

2.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生解决实际工程问题的能力。

3.案例分析法：分析实际工程中的基础工程设计和施工问题，使学生能够将理论知识应用于实际工程。

4.实验法：安排基础工程的实验课程，使学生了解基础工程的施工技术和质量控制。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

1.教材：选用权威的基础工程教材，为学生提供全面、系统的知识体系。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识面。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。

基础工程课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握基础工程的基本概念、设计和施工方法。

具体来说，知识目标包括了解基础工程的基本概念、设计和施工方法；技能目标包括能够运用基础工程的知识解决实际问题；情感态度价值观目标包括培养学生对基础工程学科的兴趣和热情。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括基础工程的基本概念、设计和施工方法。

具体来说，我们将讲解基础工程的定义、分类和功能，以及基础工程的设计原则和施工方法。

此外，我们还将通过案例分析，让学生了解基础工程在实际工程中的应用。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，我们将采用多种教学方法。

包括讲授法、案例分析法和实验法。

在讲授法中，我们将通过生动的讲解和实例，让学生了解基础工程的基本概念和设计原则。

在案例分析法中，我们将引导学生分析实际工程中的基础工程问题，培养学生的解决问题的能力。

在实验法中，我们将学生进行基础工程的实验，让学生亲身体验基础工程的施工方法。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备适当的教学资源。

教材将是主要的教学资源，我们将选用权威的基础工程教材，确保学生能够获得准确的知识。

此外，我们还将准备相关的参考书籍、多媒体资料和实验设备，以丰富学生的学习体验。

五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面客观地评价学生的学习成果。

评估方式包括平时表现、作业和考试。

平时表现将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的表现进行评估。

作业将根据学生的完成质量和创新性进行评估。

考试将采用选择题和问答题的形式，测试学生对基础工程的基本概念、设计和施工方法的理解和应用能力。

六、教学安排本节课的教学安排将紧凑合理，确保在有限的时间内完成教学任务。

教学进度将按照教材的章节进行安排，每个章节安排相应的教学时间。

教学时间将根据学生的实际情况和需要进行调整，以确保教学内容能够适应学生的学习节奏和兴趣爱好。

教学地点将选择适合教学的环境，如教室或实验室，以便学生能够更好地进行学习和实践。

《基础工程》课程设计一、墙下条形基础课程设计任务书某教学楼采用毛石条形基础，教学楼建筑平面如图1所示，试设计该基础。

地下水位在天然地表下8.5m，水质良好，无侵蚀性。

室外设计地面-0.6m，室外设计地面标高同天然地面标高。

梁L-1截面尺寸为200mm×500mm，伸入墙内240 mm，梁间距为3.3 m，外墙及山墙的厚度为370 mm，双面粉刷。

基础采用两种方案：(1) 采用M5水泥砂浆砌毛石；(2) 采用水泥砂浆M5，砌MU10砖基础。

标准冻深为1.20m。

荷载及土层参数如表1。

图1 教学楼建筑平面图表1 荷载及土层参数设计内容⑴荷载计算（包括选计算单元、确定其宽度）。

⑵确定基础埋置深度。

⑶确定地基承载力特征值。

⑷确定基础的宽度和剖面尺寸。

⑸软弱下卧层强度验算。

二、柱下钢筋混凝土独立基础设计任务书某教学楼为四层钢筋混凝土框架结构，采用柱下独立基础，柱网布置如图2所示，试设计该基础。

该地区地势平坦，无相邻建筑物，经地质勘察：持力层为粘性土，土的天然重度为18 kN/m3，地基承载力特征值f ak=230kN/m2，地下水位在-7.5m处，无侵蚀性，标准冻深为1.0m（根据地区而定）。

荷载参数表如表2。

传来轴心荷载为680kN，弯矩值为80kN·m，水平荷载为10kN。

表2 柱下独立基础荷载参数表组号柱截面尺寸上部结构传下来的荷载标准值轴力kN 弯矩kN.m 剪力KN1 350mm×500mm 680 80 102 300mm×450mm 678 89 123 400mm×500mm 658 88 114 350mm×550mm 655 75 155 350mm×500mm 687 78 146 300mm×450mm 654 89 137 400mm×500mm 638 88 158 350mm×550mm 689 80 169 350mm×500mm 656 83 1210 300mm×450mm 632 84 11设计内容：（1）确定基础埋置深度（2）确定地基承载力特征值（3）确定基础的底面尺寸（4）确定基础的高度（5）基础底板配筋计算（6）绘制施工图（基础的平面布置图及基础配筋图）三、桩基础设计任务书：某多层建筑一框架结构，柱所采用的混凝土等级为C30，建筑场地位于市区，地势平坦。

°基础工程课程设计三：设计内容：（1） 确定桩型，桩长根据地质资料，以黄褐色粘土为桩尖持力层，钢筋混凝土预制桩Φ500mm ，承台埋深1.8m.，初步将桩打入第五层黄褐黏土下3.2m ，桩长为19.5m （1） 确定单桩或基桩竖向承载力 查《建筑地基基础设计规范》（GBJ 7-89)得： 土层液性指数Ic 预制桩侧阻力特征值 Q sia (kPa)桩在该土层伸入长度 L n (m) 灰色粘土 0.7 25.4 8.5 灰黄色粘土 0.5 31 4 黄色粉质粘土 0.35 35.2 3.6 黄褐色粘土0.25383.2预制桩桩端端阻力特征值：L=20m,Ic=0.25 q pk =2500kPa中柱：柱截面面积2220.04m d A P ==π柱截面周长m d U 57.1==π is i a pp pa l qu A q R ∑+=51.142325002.0)2.3386.32.354315.84.25(57.1=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=R边柱：柱截面面积2220.04m d A P ==π柱截面周长m d U 57.1==πi sia p p pa l q u A q R ∑+=51.142325002.0)2.3386.32.354315.84.25(57.1=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=R 角柱：柱截面面积2220.04m d A P ==π柱截面周长m d U 57.1==π is i a pp pa l qu A q R ∑+=51.142325002.0)2.3386.32.354315.84.25(57.1=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=R(3)确定桩数、承台尺寸及建筑物的桩基础平面布置 ①、桩数n中柱： 86.351.142350001.11.1=÷⨯=≥R Fn 取4根 边柱：25.351.142342001.11.1=÷⨯=≥R Fn 取4根角柱：96.151.142325301.11.1=÷⨯=≥RFn 取2根②、柱距a S柱距a S 大小直接影响群桩的群桩效应，根据规范规定，2~5.1)4~3(==d S a （m)取2m ，边距取0.5m杂填土 316m kN=γ灰色黏土 39.17m kN=γ 7.0=l I 50.0=eo 12=ϕ kPa c 15= kPa f ak 110=32.18m kN =γMPa E S 0.4=50.0=l I 70.0=e o 16=ϕkPa c 25=kPa f ak 170=黄色粉质黏土30.18m kN =γ MPa E s 0.5= 35.0=l I 70.0=e kPa f ak 200=黄褐色黏土35.18mkN=γo 18=ϕ kPa c 35=MPa E S 0.6= kPa f ak 220=③、桩布置形式采用正方形布置，承台尺寸如图示：中柱：边柱：角柱：④、桩数验算 承台及上覆土重中柱：kN G 36033202=⨯⨯⨯=477.351.1423)3605000(≤=÷+=+RGF 边柱：kNG 36033202=⨯⨯⨯=420.351.1423)3604200(≤=÷+=+RGF 角柱：kNG 24032220=⨯⨯⨯=295.151.1423)2402530(≤=÷+=+RGF（5）桩基验算①、桩基竖向承载力验算 中柱：F=5000kN M=240kN.m H=50kN 荷载作用。

基础工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解基础工程的基本概念，掌握其分类和功能。

2. 使学生掌握基础工程的施工方法，了解各种施工工艺的优缺点。

3. 帮助学生了解基础工程在土木工程中的重要性，认识到基础工程对整个工程质量的影响。

技能目标：1. 培养学生运用基础工程知识解决实际问题的能力。

2. 提高学生分析基础工程案例的能力，学会从多角度评价工程方案的合理性。

3. 培养学生团队合作能力，通过小组讨论、汇报等形式，提高沟通与表达能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱工程专业，增强对基础工程学科的兴趣。

2. 培养学生具备良好的职业道德，强调工程质量和安全意识。

3. 增强学生的环保意识，使其在工程实践中注重环境保护。

课程性质：本课程为基础工程学科的入门课程，旨在让学生了解基础工程的基本概念、分类、功能及施工方法，培养学生解决实际问题的能力。

学生特点：学生为初中年级，具备一定的物理和数学知识，对工程学科有一定的好奇心，但缺乏实际操作经验。

教学要求：注重理论与实践相结合，通过案例分析和课堂讨论，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

同时，注重培养学生的职业道德和环保意识，使他们在未来的工程实践中能够为我国的基础工程建设做出贡献。

在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 基础工程概念与分类：讲解基础工程的基本概念、功能及分类，包括浅基础、深基础、桩基础等。

教材章节：第一章 基础工程概述2. 基础工程施工方法：介绍基础工程的常用施工方法，如挖掘、浇筑、打桩等，分析各种施工方法的优缺点。

教材章节：第二章 基础工程施工技术3. 基础工程案例分析：分析典型的基础工程案例，使学生了解基础工程在实际工程中的应用。

教材章节：第三章 基础工程案例解析4. 基础工程质量管理：讲解基础工程质量控制措施，培养学生的工程质量意识。

教材章节：第四章 基础工程质量控制5. 基础工程环境保护：介绍基础工程中的环保措施，提高学生的环保意识。

2017年度桥梁基础工程课程设计任务书题目:某公路桥梁桩基础设计1. 课程设计教学条件要求本设计对象为某公路桥梁，该桥梁的上部结构设计已经完成，本课程设计的任务是完成桥墩基础与地基的设计与检算。

要求同学选择（或由任课教师分配）一个基础，按给定的条件完成相关的设计和计算工作。

2. 课程设计任务2.1工程概况某公路桥梁设计采用桩（柱）式桥墩，初步拟定尺寸如图1所示。

该桥梁上部结构为25米钢筋混凝土装配式T梁桥。

桥面宽7米，两边各0.5米人行道。

该桥墩基础由两根钻孔桩组成，旋转钻成孔。

桩的设计直径d（即钻头直径，精确至0.1m）自选，桩底沉渣厚度控制为t=(0.2~0.4)d。

在局部冲刷线处设置横系梁，其断面尺寸可按构造等要求确定，高度约1.0m。

2.2 工程地质和水文地质地质资料：标高20.00以上桩侧土为软塑亚粘土，各物理性质指标为：容重γ =18.5kN/m3,土粒比重G s=2.70，天然含水量w=21%，液限w L=22.7%，塑限w p=16.3%；标高20.00以下桩侧及桩底均为硬塑性亚粘土，其物理性质指标为：容重γ =19.5kN/m3，土粒比重G s=2.70，天然含水量w=17.8%，液限w L=22.7%，塑限w p=16.3%。

2.3 设计荷载（1）一跨上部结构自重G1=2000×(L/20)1.2 kN（取整），其中L为跨径；（2）盖梁自重G2=350kN；（3）局部冲刷线以上桩重应分别考虑最低水位及常水位；汽车荷载应考虑最不利荷载组合（双孔和单孔布载）；人群荷载尚应考虑最不利情况；荷载布载长度为梁长（L-0.1）m。

（4）设计汽车荷载为公路—Ⅱ级，汽车可能产生的横向偏心距为0.55m，单。

)=5kN；图22.4 材料桩身混凝土强度等级拟采用C25，混凝土弹性模量E h=2.85×104MPa，可选择的钢筋有HPB235和HRB335。

2.5 具体任务要求如下：（1）确定桩的长度，进行单桩承载力验算。

目录第1章概述 (1)1.1 设计任务 (1)1.2 设计资料 (1)1.2.1工程概况 (1)1.2.2工程地质勘查资料 (2)1.2.3荷载设计 (7)第二章方案设计 (7)2.1 基础类型的选择 (7)2.2 持力层的选择 (8)第3章浅基础技术设计 (9)3.1 基础尺寸的确定 (9)3.2 基础高度的确定 (11)3.3 抗弯钢筋的配置 (13)3.4 施工方法简介 (15)第4章桩基础技术设计 (16)4.1 桩基的类型选择 (16)4.2单桩竖向极限承载力和桩数的确定 (16)4.3基桩竖向承载力设计值 (18)4.4基桩竖向抗压承载力验算 (19)4.5承台抗冲切合抗剪切验算 (20)4.6承台受弯计算 (24)4.7承台配筋计算 (25)4.8桩基施工方法 (27)附图 (27)第1章概述1.1 设计任务本设计对象为某机械厂的装配车间。

厂房基础顶面以上部分的建筑和结构设计工作已经完成。

本课程设计的任务是完成柱下基础与地基的设计与检算。

要求同学选择（或由指导教师分配）一个基础，按给定的条件完成相关的设计和计算工作，具体要求如下：1．设计计算：（1）综合分析设计资料，对三种常用的房屋基础类型（无筋扩展基础、钢筋混凝土扩展基础和桩基础）的技术合理性进行比较（限于课时，本次课程设计不考虑造价因素），选择较为合理的基础方案。

确定所选柱下基础的类型，平面尺寸及埋深；（2）完成该基础（包括地基）的计算，要求分别采用扩展基础和桩基础共两种方案完成设计计算；（3）初步决定修筑基础的施工方案。

2．图纸：每种设计方案，都必须绘出如下图纸：（1）基础总平面布置图（假定所有基础均与自己设计的基础相同）；（2）基础结构图（应包含图纸说明和工程数量表），包括平面图、立面图及剖面图（三者均需给出），同时在剖面图中，必须给出基础底面的位置（表示出埋深）。

因此，每种设计方案需要上交总平面布置图（占1 张图纸）和基础结构图（含平面图、立面图及剖面图，占1 张图纸）共2 张图纸，两套方案共需上交4 张图纸（浅基础2 张、桩基础2张）。

《基础工程》课程设计设计说明书一、设计资料1、地质及水文（1）河床土质：从地面（河床）至标高32.5m为软塑粘土，以下为密实粗砂，深度达30米。

（2）水文：地面（河床）标高为40.5m，一般冲刷线标高为38.5m，最大冲刷线为35.2m，常水位42.5m。

2、土质指标表1 土质指标规范规定：钻（挖）孔灌注的摩擦桩中心距不得小于2.5倍成孔直径，所以取：承台尺寸：7.0m×5.0m×2.0m。

（1）拟定采用四根桩，设计直径为1.0m。

（2）桩身及承台混凝土用20号，其受压弹性模量E h =2.6×104Mpa。

（3）平面布置图如下图1所示：图1 平面布置图4、荷载情况(1)上部为等跨25m的预应力梁桥，混凝土桥墩，承台顶面上纵桥向荷载为：恒载及一孔活载时：∑N=6103.4KN∑H=310.25KN(制动力及风力)∑M=4123.6KN（竖直力偏心、制动力、风力等引起的弯矩）恒载及二孔活载时∑N=6503.24KN（2）桩（直径 1.0m ）自重每延米为 78.11154)0.1(2=⨯⨯=πq KN/m (已扣除浮力)(3) 故,作用在承台底面中心的荷载力为:∑N=6103.4+(7.0×5.0×2.0×25)=7853.4 KN∑H=310.25KN∑M=4123.6+310.25×2.0=4744.1KN •M恒载及二孔活载时:∑N=6503.24+(7.0×5.0×2.0×25)=8253.24KN (4)则拟定桩基础采用冲抓钻孔灌注桩基础,为摩擦桩。

二、 单桩容许承载力的确定根据《公路桥涵地基与基础设计规范》中确定单桩容许承载力的经验公式初步反算桩的长度，设该桩埋入最大冲刷线以下深度为h ，一般冲刷线以下深度为h 3，则：N h =[P]=21U ∑i i l τ +λm 0 A{[σ0]+K 2γ2(h 3-3)}当两跨活载时：N h =424.8253 + (38.5-35.2) ×11.78 +21×11.78h (kN) =2102.18 + 5.89h (kN)计算[P]时取以下数据：桩的设计桩径为1.0m ，冲抓锥成孔直径为1.15m ，U=π×1.15=3.61m ，A=π×1.02/4=0.785㎡ , λ=0.70 , m 0=0.8 , K 2=6.0 ，[σ0]=550kpaΥ2=7.2812)]5.322.35([12)5.325.40(-+⨯--+⨯-h h=hh++3.5126.63 (kN/㎡) (已扣除浮力)τ1=30kpa , τ2=110kpa[P]=21×3.61×[2.7×30 + (h-2.7)×110] + 0.7×0.8×0.785×{550 + 6.0×hh++3.5126.63(h+3.3-3)} = N h = 2102.18 + 5.89h所以，则解一元二次方程得：h=9.99m现取 h=10m ，桩底标高为25.20m ，桩的轴向承载力符合要求。