1、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計班級：04土木15班姓名：宋興偉學(xué)號：20040411指導(dǎo)老師：羅書學(xué)西南交通大學(xué)土木學(xué)院土木工程專業(yè)第一章 第一節(jié)：一：設(shè)計題目：某單層廠房下基礎(chǔ)設(shè)計二：設(shè)計對象：某機(jī)械廠的裝配車間，廠房基礎(chǔ)頂面以上部分的建筑及結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作已完成。三：課程設(shè)計任務(wù)：完成柱下基礎(chǔ)與地基的設(shè)計與檢算。承擔(dān)任務(wù)：抗風(fēng)柱，第19號柱。截面形狀為矩形，尺寸=長×寬=700×400。平面布置位置如總平面圖所示。1 設(shè)計計算：（1）19號柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計計算a :平面尺寸，埋深的確定。b :基礎(chǔ)及地基的計算及檢算。 （2）19號柱下樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算 a :樁基類型的選擇 b:樁材和

2、樁徑的選擇 c:承臺底面和頂面標(biāo)高以及平面形狀，尺寸的確定 d:樁長和樁柱數(shù)的確定 e:樁的布置f:單樁承載力的檢算 （3）初步確定修筑基礎(chǔ)的施工方案 2圖紙 （1）基礎(chǔ)總平面布置圖（假定所有基礎(chǔ)均與自己設(shè)計的基礎(chǔ)相同） （2）基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)圖。包括平面圖，立面圖，剖面圖，同時在剖面圖上必須給出基礎(chǔ)底面的位置。（表示出埋深）圖1-1 裝配車間平面圖 /mm第二節(jié)：設(shè)計資料一：地質(zhì)勘察資料（1） 場地土層描述：場地處地面平坦。19號柱中心線土層的情況如下：第層：人工填土。分布于場地表面，以灰黑色粉土為主，伴有碎磚，爐渣等雜物的填土層。厚約 m,結(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)不均，平均天然重度17.1KN/ 第層：粉

3、質(zhì)黏土。呈棕紅色。除1#孔外各孔均有，厚度 m。硬塑可塑，土質(zhì)較均勻。 第層：黏土。呈黃黑色，各孔均有，沒有鉆透，據(jù)調(diào)查厚度在10m以上，可塑硬塑，土質(zhì)均勻。 場區(qū)地下水屬潛水，初見水位在2.5-3.1m深處，穩(wěn)定水位在2.9-3.9m深處。地下水補(bǔ)給來源為大氣降水，水位隨季節(jié)變化，無侵蝕性。根據(jù)鉆探及室內(nèi)土工實(shí)驗情況分析，第層雜填土不宜做建筑物地基。把第層或第層作為地基。其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為：第層：=200kpa；第層：=220kpa。（2） 土層剖面圖，土性指標(biāo)：實(shí)際建成后室外地面標(biāo)高為-0.15m，相當(dāng)于黃海高程454.85m，室內(nèi)地面標(biāo)高為0.00m，相當(dāng)于黃海高程455.00m。實(shí)際

4、地層厚度如下：第層：d=454.85-453.25=1.6m第層：d=10.35m第層: d>10m具體布置如下： 圖1-2 土層剖面圖 第二節(jié)：設(shè)計荷載1. 柱底位于室內(nèi)地面以下0.5m處，各柱在地面處的截面內(nèi)力取值如下：19號抗風(fēng)柱（縱向計算）標(biāo)準(zhǔn)組合： 基本組合： 縱向指沿車間的長軸方向。彎矩M以柱子的外側(cè)受拉為正，剪力H以指向車間內(nèi)部為正。荷載項下標(biāo)K表示基本組合，否則為基本組合。基礎(chǔ)梁上的荷重（包括基礎(chǔ)梁自重）按30計算。具體19號柱下作用基礎(chǔ)荷載重如下： 圖1-3 基礎(chǔ)梁作用荷載 /mm2. 由上圖得：基礎(chǔ)梁上的荷重： 30×0.9×9.45+30

5、5;9×4.5= 可得=163.35kN3. 設(shè)計荷載作用圖如下： 圖1-4 設(shè)計荷載作用圖 第二章：柱下獨(dú)立擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計第一節(jié)：獨(dú)立基礎(chǔ)尺寸確定1. 由于第二層土層厚度較深且土質(zhì)較好，同時地下穩(wěn)定水位為2.9m3.9m，故初步擬定基礎(chǔ)持力層取為第二層土，假定深度為d=1.8m.。（以標(biāo)高0.00為基準(zhǔn)線），如上頁圖。因基底尺寸尚未確定，故先計算深度修正后的承載力。e=0.687<0.85 粉質(zhì)黏土查基礎(chǔ)工程表3-4，承載力修正系數(shù)因為穩(wěn)定水位為2.9m3.9m，對于基底以上部分不考慮地下水的影響，取基礎(chǔ)底面以上的土的加權(quán)平均重度，修正取標(biāo)高-0.15m為基準(zhǔn)線。同時荷載取標(biāo)準(zhǔn)

6、組合。=17.20kN/m3=+.(d-0.5)=200+1.6×17.20×(1.8-0.15-0.5)=231.65kPa2. 確定基底尺寸。先按中心荷載計算： A=3.11m2擴(kuò)大面積1.2倍得：1.2A=1.2×3.11=3.73m2基底尺寸擬定為2.4×1.9m2=4.56m2，由于b=1.9m<3.0m，所以無需重新進(jìn)行寬度修正。3. 承載力和偏心距e的驗算：Pk=169.01 kPa<=231.65kPa（中心承載力滿足要求）Fk=Fk1+Fk2=450+163.35=613.35KNGk=20×2.4×1.

7、9×(1.8-0.075)=157.32KNMk=Mk1+MH-MJ=200+30×(1.8-0.075)-163.35×(0.145+0.7/2)=170.89kNm262.70kPa<1.2fa=1.2×231.65=277.98kPa（偏心承載力滿足要求）75.32kPa>0（偏心距滿足要求）=第二節(jié) 確定基礎(chǔ)高度確定基礎(chǔ)高度和配筋時采用基本組合值1. 計算基底基礎(chǔ)梁由標(biāo)準(zhǔn)值提高1.2倍為基本組合值即F=650+163.35×1.2=846.02KNM=280+50×(1.8-0.075)-163.35×1

8、.2×(0.145+0.35)=269.22kNm2. 確定基礎(chǔ)高度初步擬定高度h=500mm，按規(guī)范要求，鋪設(shè)墊層時保護(hù)層厚度不小于40mm，因此假定鋼筋中心到混凝土外表面的距離為50mm，故鋼筋的有效高度h。=500-50=450mm 圖2-1沖切破壞計算圖（長度單位：mm）抗沖切破壞驗算公式為：首先計算ab=at+2h。=0.4+2×0.45=1.3m1.90m故Al=0.67m2近似地取=333.13kPa 得=333.13×0.67=223.20kN式中，h。=450mm<800mm，故=1.0，基礎(chǔ)混凝土采用C20，其=1.1MPa=0.85m=

9、0.7×1.0×1.1××0.85×0.45=294.53kN>Fl=223.20kN故h=500mm，能夠滿足抗沖切破壞要求。第三節(jié)：內(nèi)力計算圖2-2 矩形獨(dú)立基礎(chǔ)底版板的彎矩計算臺階的寬高比為<2.5且偏心距e<，已由上計算驗證滿足要求顯然，控制截面在柱邊處：， =228.58kPa=154.00kNm=96.55kNm第四節(jié) 基礎(chǔ)配筋采用HPB235的鋼筋，其fy=210N/mm2，混凝土，fc=9.6N/mm2沿長邊方向，由=154.00kNm，=450mm，寬度=1900mm 按梁進(jìn)行配筋， 得：=0.04169 =

10、0.9787 取1114180鋼筋總面積為1693mm2故實(shí)際的，大于原先假定的450mm，上述配筋顯然是可以的。沿短邊方向：由于沿短邊方向的鋼筋通常置于長邊鋼筋之上，并假設(shè)采用12鋼筋，故寬度=2400mm得：選用1410180鋼筋總面積為1099mm2第三章 樁基礎(chǔ)設(shè)計一：樁基類型和樁尺寸的選擇并確定樁端持力層和承臺埋深 樁型采用預(yù)制方樁，擬尺寸為300mm×300mm方樁。由于地面以下很大深度沒有基巖（d>20m）所以采用摩擦樁，選第層硬塑-可塑的粉質(zhì)黏土作為持力層，承臺埋深為1.9m，假設(shè)承臺底面以下的柱長為4m，只穿越第層土層。二： 確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk

11、由表5-6查得樁的極限 阻力標(biāo)志值qsik為粘性土：Il=0.412 因為d=1.9+2=3.9<5.0m所以qsik的修正系數(shù)為0.8，所以qsik=樁的入土深度：h=1.9+4=5.9m<9m粘性土：Il=0.412，h=5.9m，查表得qpk=1600kPa故單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為：=2×(0.3+0.3) ×61×4+1600×0.3×0.3=292.8+144=436.8kN三：初步估算所需樁數(shù)n在估算樁數(shù)時，首先需計算單樁豎向承載力設(shè)計值R由于樁的布置和樁數(shù)未知，先不考慮承臺效應(yīng)和群樁效應(yīng)。從表5-19查得， 得確定

12、樁數(shù)時，由于承臺尺寸還未確定，可先根據(jù)單樁承載力設(shè)計值R和上部結(jié)構(gòu)物荷載初步估算確定中心荷載時，估算樁數(shù)，=1.1，F(xiàn)=846.02kN 取n=4，即采用4根樁。四：進(jìn)行樁位布置和確定承臺尺寸（1）樁在平面上采用行列式布置，由于預(yù)制樁根數(shù)<9，所以S3d=0.9m。在x方向取樁間距Sx=1.1m，因為承臺邊緣至邊樁中心的距離不應(yīng)小于樁的邊長，即承臺bx=1.1+2×0.3=1.7m在y方向取樁間距Sy=3d=3×0.3=0.9m，即承臺by=0.9+2×0.3=1.5m平面布置如下：圖3-1承臺平面圖（2）承臺埋深1.9m，承臺高0.7m，樁頂伸入承臺50m

13、m，鋼筋保護(hù)層取35mm，則承臺有效高度h。=0.7-0.050-0.035=0.615m=615mm承臺平面布置如下：五：計算考慮群樁效應(yīng)下的基樁豎向承載力設(shè)計值R并驗算樁數(shù)是否合適，其中（1）求系數(shù)和，以和，按樁為粘性土、從表5-20得，（2）求系數(shù)，按5-70計算，首先求出承臺內(nèi)區(qū)、外區(qū)的凈面積、和承臺底地基土凈面積查表5-21得， 得（3）求R。先基樁的承臺底地基t，極限抗力標(biāo)準(zhǔn)值Qck經(jīng)深度修正，d=1.9+1/2*1.5=2.65m；因為b=1.5m<3.0m,所以不需進(jìn)行寬度修正。=200+1.6*18.25*(2.65-0.15-0.5)=258.4kPa， n=4從表5

14、-19查得，且得基樁豎向承載力設(shè)計值R：（4）驗算考慮承臺 和群樁效應(yīng)下的樁數(shù)承臺及其 G=1.2*1.7*1.5*1.9*20=116.28kN根說明取n=4根可以滿足要求六：樁頂荷載設(shè)計值計算豎向力：F+G=962.30KN；承臺高0.7m，則承臺底所受的彎矩（繞y軸） 則樁頂平均豎向力設(shè)計值為，七：基樁豎向抗壓承載力驗算基礎(chǔ)是偏心受壓：兩項驗算均滿足要求。八：水平承載力驗算水平力H=50kN，水平力和豎向力的合力與鉛垂線的夾角，故可以不驗算基樁的水平承載力。九：承臺抗沖切驗算（1）柱對承臺的沖切驗算在x方向，在y方向 取故取， 承臺混凝土選用C20，滿足要求（2）角柱對承臺的沖切驗算：應(yīng)驗算受樁頂荷載最大的角柱對承臺的沖切 所以取 而滿足要求十：承臺受剪切承載力計算最危險截面為A-A截面，因其右側(cè)的兩樁