《基础工程》课程设计
任务书
福建工程学院土木工程系
一、课程设计目的和要求
1. 《基础工程》课程设计是学生在学习《土力学》、《钢筋混凝土》和《基础工程》的基础上，综合应用所学的理论知识完成基础工程的设计任务。其目的是培养学生综合应用基础理论和专业知识的能力，同时培养学生独立分析和解决基础工程设计问题的能力。
2. 通过课程设计，要求学生对基础工程设计内容和过程有较全面的了解和掌握，熟悉基础工程的设计规范、规程、手册和工具书。
3. 在教师指导下，独立完成课程设计任务指导书规定的全部内容。设计计算书要求计算正确、文理通顺，施工图布置合理、表达清晰，符合规范要求。
二、课程设计资料 1. 工程概况
某高层住宅楼，上部结构为钢筋混凝土框架结构，建筑物高度60米。底层柱子截面600×800mm（砼强度等级C60），抗震设防烈度为7度，抗震等级为3级。±0.00相当于罗零高程+7.50m，室内外高差为300mm。设一层地下室，地下室底板面标高为3.00m，柱底荷载见附图。
2. 岩土工程勘察资料
场地上部为人工回填的①杂填土（Qml）、冲洪积的粉质粘土（Q4al+pl），淤积的淤泥和淤泥质土（Q4 al+m），下伏基岩为燕山晚期花岗岩（γπ53）、花岗斑岩及其风化层，除拟建场地外围存在地下管线外，勘察中未见、活动性断裂、滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降等不良地质现象，未见有对本工程不利的埋藏物，如河滨、洞穴、孤石等。
根据野外钻探取芯肉眼鉴别，结合原位测试及室内土工试验成果分析，场地岩土层按其成因及力学强度不同可分为8层，现将各岩土层的特征自上而下分述如下：
①杂填土：人工堆填（Qml），灰黑、土黄～灰褐等杂色，稍湿～饱和，松散～稍密状，上部主要由人工回填土，主要由粘性土，生活、建筑垃圾及碎石、碎砖构成，局部为原建筑地基，为条基或条石，该层全场地均有分布，均匀性较差，上部杂填土为前期拆迁堆填，下部堆填的粘土、瓦、砾等堆积年代大于10年。该层全场均有分布，该层分布厚度约2.60～3.80m，平均厚度3.01m。
②淤泥：冲、淤积成因(Q4cal+m)，灰黑色，很湿～饱和，流塑状，稍具臭味，含有少量机质及腐植质，粘性较强，切面光滑，有光泽，干强度、韧性中等，无摇震反应，局部夹少量呈透镜状及薄片状的粉细砂，含量约10%左右。该层局部相变为淤泥质土。该层场地均有分布，厚度变化大，层厚12.00～17.60m，平均厚度为13.30m。
③粉质粘土：冲洪积成因(Q4cal+pl)，灰黄色、灰色，饱和，可塑，局部呈硬塑。含有铁锰质氧化物，以粉质粘性土为主，局部含较多的粉细砂。粘性较强，切面光滑，干强度、韧性高，无摇震反应。该层场地均有分布，厚度变化大，层厚8.30～11.90m，平均厚度为10.05m。
④淤泥质土：冲、淤积成因(Q4cal+m)，灰黑色，饱和，流塑～软塑，含腐植质，稍有臭味，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，切面光滑，局部含薄层（片）粉细砂。该层场地均有分布，厚度变化大，层厚2.90～8.20m，平均厚度为5.45m。
⑤粉质粘土：冲积成因(Q4cal+pl)，浅红色、深黄色、灰色，很湿～饱和，可塑，局部呈硬塑。含有铁锰质氧化物，以粉质粘性土为主，局部含较多的砂粒。粘性较强，切面较光滑，干强度、韧性高，无摇震反应。该层仅在场地中均有分布，厚度为4.00～10.00m，平均厚度6.32m。
⑥砂土状强风化花岗岩：燕山晚期侵入岩（γ53(2)），灰黄色、褐黄、灰白色，风化强烈，岩芯呈砂土状。岩芯采取率为71%，为散体状～碎裂状结构，岩体完整程度为极破碎～破碎，岩石坚硬程度等级为极软岩～软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层场地中均有分布，厚度为3.40～10.50m，平均厚度6.96m。
⑦碎块状强风化花岗岩：燕山晚期侵入岩（γ53(2)），灰黄色、褐黄、灰白色，上部风化强烈，岩芯呈砂土状，下部风化较弱，岩芯多呈碎块状。岩芯采取率为67%，为散体状～碎裂状结构，岩体完整程度为极破碎～破碎，岩石坚硬程度等级为极软岩～软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层场地中均有分布，厚度为1.70～9.70m，平均厚度5.60m。
⑧中风化花岗岩：燕山晚期侵入岩（γ53(2)），浅砖红色、灰白色，中等风化，块状构造，含石英、长石、云母等矿物，钻进较困难，节理、裂隙少量发育，多呈闭合高倾角，岩芯多呈长柱状，少数短柱状。岩芯采取率为85-95%，RQD=50-75%，为块状结构，岩体完整程度为较完整，岩石坚硬程度等级为较硬岩～坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。该层场地均有分布，普遍揭示，揭示层厚4.60～9.60m，平均揭示厚度为7.12m，均未揭穿
各岩土层分布情况详见《工程地质剖面图》。
3. 场地特征状况
3.1场地水文地质情况
场地上部土层②淤泥、③粉质粘土、④淤泥质土及⑤粉质粘土的透水性差，且局部厚度较大，隔水性能较好，可视为相对隔水层，上层滞水与下部弱承压水的联系差。根据勘察施工期间钻孔内水位观测及各岩土层性状分析，本次勘察期间测得场地地下水混合稳定水位埋深为0.90～1.20m，标高为5.34～5.49m，受季节性变化影响本场地常年水位变幅约为2.00m。近期内年最高水位约为7.00米（罗零标高）。
地下水在干湿交替环境与长期浸水环境下对混凝土结构均具微腐蚀性，地下水在干湿交替环境对钢筋混凝土结构中的钢筋均具弱腐蚀性，在长期浸水环境下对混凝土结构均具微腐蚀性。场地内地基土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
对建筑材料腐蚀的防护应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046）及《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第3.5条桩基结构的耐久性要求。
3.2场地抗震评价
根据《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》福建省区划一览表，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，设计地震分组为第二组，拟建物均为抗震设防类别为标准设防类（丙类），设计地震作用和抗震措施均应符合7度标准的要求。本建筑场地的场地土类型为软弱场地土，ZK1、ZK12号孔地段的建筑场地类别均为Ⅲ类，其特征周期为0.55s。场地埋深20m范围内不存在饱和的砂类土或粉土，可不考虑砂土液化问题。场地埋深20m范围内存在一定厚度的软土层(②淤泥和⑥淤泥质土)，本区抗震设防烈度属7度区，根据波速实测结果其剪切波速值＞90m/s,根据省标《岩土工程勘察规范》（DBJ13-84-2006）判断，可不考虑软土震陷影响。
3.3场地稳定性与适宜性评价
拟建场地内杂填土中存在碎块石、条石、旧基础地梁外，场地内未发现河沟、洞穴等埋藏物，未见活动断裂，无滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降等不良地质现象，场地内存在厚层饱和软土，
按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010)第4.1.1条规定，判定本场地属抗震不利地段，采用桩基础后，可消除不良影响, 适宜拟建物的建设。
根据场地工程地质条件，拟建的住宅楼基础形式建议采用桩基础方案。桩型可采用预应力管桩、方桩或冲钻孔灌注桩长桩方案。地基土层物理-力学性质指标见表1。
各岩土层设计计算参数表 表1
三、提交的课程设计成果及考核方法
1、设计说明书
要求写出完整的计算说明书，包括确定基础类型、确定桩型、桩数、桩尺寸以及桩的平面布置、确定桩身材料以及根据地质资料确定桩的持力层、单桩竖向承载力计算、群桩基础中单桩承载力验算、群桩沉降验算、桩及承台结构设计与验算。
2、图纸
绘制所设计桩基础施工图，包括桩平面布置图、桩身配筋图、承台配筋图和必要的施工说明。 3、考核办法
课程设计成绩分3部分，设计计算书占 50℅，设计图纸内容及图面质量占40℅，考勤占10℅。成绩考核按照优，良，中，及格，不及格五级给分。
四、参考文献
1. 中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）. 北京：中国建筑工业出版社，2011
2. 中华人民共和国国家标准，《建筑桩基技术设计规范》（JGJ94-2008）. 北京：中国建筑工业出版社，2008
3. 《基础工程》，闫富有主编，中国电力出版社，2008
4. 福建省建筑标准设计，钢筋混凝土桩基承台（闽2004G104），2004
《基础工程》课程设计
任务书
福建工程学院土木工程系
一、课程设计目的和要求
1. 《基础工程》课程设计是学生在学习《土力学》、《钢筋混凝土》和《基础工程》的基础上，综合应用所学的理论知识完成基础工程的设计任务。其目的是培养学生综合应用基础理论和专业知识的能力，同时培养学生独立分析和解决基础工程设计问题的能力。
2. 通过课程设计，要求学生对基础工程设计内容和过程有较全面的了解和掌握，熟悉基础工程的设计规范、规程、手册和工具书。
3. 在教师指导下，独立完成课程设计任务指导书规定的全部内容。设计计算书要求计算正确、文理通顺，施工图布置合理、表达清晰，符合规范要求。
二、课程设计资料 1. 工程概况
某高层住宅楼，上部结构为钢筋混凝土框架结构，建筑物高度60米。底层柱子截面600×800mm（砼强度等级C60），抗震设防烈度为7度，抗震等级为3级。±0.00相当于罗零高程+7.50m，室内外高差为300mm。设一层地下室，地下室底板面标高为3.00m，柱底荷载见附图。
2. 岩土工程勘察资料
场地上部为人工回填的①杂填土（Qml）、冲洪积的粉质粘土（Q4al+pl），淤积的淤泥和淤泥质土（Q4 al+m），下伏基岩为燕山晚期花岗岩（γπ53）、花岗斑岩及其风化层，除拟建场地外围存在地下管线外，勘察中未见、活动性断裂、滑坡、泥石流、崩塌、地面沉降等不良地质现象，未见有对本工程不利的埋藏物，如河滨、洞穴、孤石等。
根据野外钻探取芯肉眼鉴别，结合原位测试及室内土工试验成果分析，场地岩土层按其成因及力学强度不同可分为8层，现将各岩土层的特征自上而下分述如下：
①杂填土：人工堆填（Qml），灰黑、土黄～灰褐等杂色，稍湿～饱和，松散～稍密状，上部主要由人工回填土，主要由粘性土，生活、建筑垃圾及碎石、碎砖构成，局部为原建筑地基，为条基或条石，该层全场地均有分布，均匀性较差，上部杂填土为前期拆迁堆填，下部堆填的粘土、瓦、砾等堆积年代大于10年。该层全场均有分布，该层分布厚度约2.60～3.80m，平均厚度3.01m。
②淤泥：冲、淤积成因(Q4cal+m)，灰黑色，很湿～饱和，流塑状，稍具臭味，含有少量机质及腐植质，粘性较强，切面光滑，有光泽，干强度、韧性中等，无摇震反应，局部夹少量呈透镜状及薄片状的粉细砂，含量约10%左右。该层局部相变为淤泥质土。该层场地均有分布，厚度变化大，层厚12.00～17.60m，平均厚度为13.30m。
③粉质粘土：冲洪积成因(Q4cal+pl)，灰黄色、灰色，饱和，可塑，局部呈硬塑。含有铁锰质氧化物，以粉质粘性土为主，局部含较多的粉细砂。粘性较强，切面光滑，干强度、韧性高，无摇震反应。该层场地均有分布，厚度变化大，层厚8.30～11.90m，平均厚度为10.05m。
④淤泥质土：冲、淤积成因(Q4cal+m)，灰黑色，饱和，流塑～软塑，含腐植质，稍有臭味，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等，切面光滑，局部含薄层（片）粉细砂。该层场地均有分布，厚度变化大，层厚2.90～8.20m，平均厚度为5.45m。
⑤粉质粘土：冲积成因(Q4cal+pl)，浅红色、深黄色、灰色，很湿～饱和，可塑，局部呈硬塑。含有铁锰质氧化物，以粉质粘性土为主，局部含较多的砂粒。粘性较强，切面较光滑，干强度、韧性高，无摇震反应。该层仅在场地中均有分布，厚度为4.00～10.00m，平均厚度6.32m。
⑥砂土状强风化花岗岩：燕山晚期侵入岩（γ53(2)），灰黄色、褐黄、灰白色，风化强烈，岩芯呈砂土状。岩芯采取率为71%，为散体状～碎裂状结构，岩体完整程度为极破碎～破碎，岩石坚硬程度等级为极软岩～软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层场地中均有分布，厚度为3.40～10.50m，平均厚度6.96m。
⑦碎块状强风化花岗岩：燕山晚期侵入岩（γ53(2)），灰黄色、褐黄、灰白色，上部风化强烈，岩芯呈砂土状，下部风化较弱，岩芯多呈碎块状。岩芯采取率为67%，为散体状～碎裂状结构，岩体完整程度为极破碎～破碎，岩石坚硬程度等级为极软岩～软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。该层场地中均有分布，厚度为1.70～9.70m，平均厚度5.60m。
⑧中风化花岗岩：燕山晚期侵入岩（γ53(2)），浅砖红色、灰白色，中等风化，块状构造，含石英、长石、云母等矿物，钻进较困难，节理、裂隙少量发育，多呈闭合高倾角，岩芯多呈长柱状，少数短柱状。岩芯采取率为85-95%，RQD=50-75%，为块状结构，岩体完整程度为较完整，岩石坚硬程度等级为较硬岩～坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。该层场地均有分布，普遍揭示，揭示层厚4.60～9.60m，平均揭示厚度为7.12m，均未揭穿
各岩土层分布情况详见《工程地质剖面图》。
3. 场地特征状况
3.1场地水文地质情况
场地上部土层②淤泥、③粉质粘土、④淤泥质土及⑤粉质粘土的透水性差，且局部厚度较大，隔水性能较好，可视为相对隔水层，上层滞水与下部弱承压水的联系差。根据勘察施工期间钻孔内水位观测及各岩土层性状分析，本次勘察期间测得场地地下水混合稳定水位埋深为0.90～1.20m，标高为5.34～5.49m，受季节性变化影响本场地常年水位变幅约为2.00m。近期内年最高水位约为7.00米（罗零标高）。
地下水在干湿交替环境与长期浸水环境下对混凝土结构均具微腐蚀性，地下水在干湿交替环境对钢筋混凝土结构中的钢筋均具弱腐蚀性，在长期浸水环境下对混凝土结构均具微腐蚀性。场地内地基土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
对建筑材料腐蚀的防护应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046）及《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第3.5条桩基结构的耐久性要求。
3.2场地抗震评价
根据《中国地震动峰值加速度区划图》和《中国地震动反应谱特征周期区划图》福建省区划一览表，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，设计地震分组为第二组，拟建物均为抗震设防类别为标准设防类（丙类），设计地震作用和抗震措施均应符合7度标准的要求。本建筑场地的场地土类型为软弱场地土，ZK1、ZK12号孔地段的建筑场地类别均为Ⅲ类，其特征周期为0.55s。场地埋深20m范围内不存在饱和的砂类土或粉土，可不考虑砂土液化问题。场地埋深20m范围内存在一定厚度的软土层(②淤泥和⑥淤泥质土)，本区抗震设防烈度属7度区，根据波速实测结果其剪切波速值＞90m/s,根据省标《岩土工程勘察规范》（DBJ13-84-2006）判断，可不考虑软土震陷影响。
3.3场地稳定性与适宜性评价
拟建场地内杂填土中存在碎块石、条石、旧基础地梁外，场地内未发现河沟、洞穴等埋藏物，未见活动断裂，无滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降等不良地质现象，场地内存在厚层饱和软土，
按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010)第4.1.1条规定，判定本场地属抗震不利地段，采用桩基础后，可消除不良影响, 适宜拟建物的建设。
根据场地工程地质条件，拟建的住宅楼基础形式建议采用桩基础方案。桩型可采用预应力管桩、方桩或冲钻孔灌注桩长桩方案。地基土层物理-力学性质指标见表1。
各岩土层设计计算参数表 表1
三、提交的课程设计成果及考核方法
1、设计说明书
要求写出完整的计算说明书，包括确定基础类型、确定桩型、桩数、桩尺寸以及桩的平面布置、确定桩身材料以及根据地质资料确定桩的持力层、单桩竖向承载力计算、群桩基础中单桩承载力验算、群桩沉降验算、桩及承台结构设计与验算。
2、图纸
绘制所设计桩基础施工图，包括桩平面布置图、桩身配筋图、承台配筋图和必要的施工说明。 3、考核办法
课程设计成绩分3部分，设计计算书占 50℅，设计图纸内容及图面质量占40℅，考勤占10℅。成绩考核按照优，良，中，及格，不及格五级给分。
四、参考文献
1. 中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）. 北京：中国建筑工业出版社，2011
2. 中华人民共和国国家标准，《建筑桩基技术设计规范》（JGJ94-2008）. 北京：中国建筑工业出版社，2008
3. 《基础工程》，闫富有主编，中国电力出版社，2008
4. 福建省建筑标准设计，钢筋混凝土桩基承台（闽2004G104），2004