西南交通大學(xué)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計模板

1、基 礎(chǔ) 工 程 課 程 設(shè) 計指導(dǎo)老師： 班 級：姓 名：學(xué) 號：2010年12月目 錄一、工程概況和設(shè)計任務(wù).11.1 工程概況.1 1.2 設(shè)計任務(wù).21.3 地勘資料.21.4 設(shè)計依據(jù).5二、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計.5 2.1 基本荷載組合.52.2 確定基底埋深及持力層.52.3 基底尺寸初步設(shè)計.62.4 地基承載力及偏心距驗算.62.5 地基變形驗算.62.6 確定基底高度及尺寸.72.7 施工設(shè)計.7三、擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計.73.1 設(shè)計荷載.73.2 確定基底埋深及持力層.73.3 基底尺寸初步設(shè)計.83.4 地基承載力及偏心距驗算.83.5 擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計.93.6 地基穩(wěn)定性驗算.11

2、3.8 擴(kuò)展基礎(chǔ)施工設(shè)計.12四、樁基礎(chǔ)設(shè)計.124.1 設(shè)計荷載.124.2 確定持力層及承臺尺寸.134.3 初步設(shè)計樁數(shù)目.134.4 計算復(fù)合基樁豎向承載力特征值.134.5 計算樁頂荷載.154.6 承臺受沖切承載力驗算.154.7 承臺受剪計算.164.8 承臺受彎計算.164.9 樁基礎(chǔ)施工方案.17附圖一 擴(kuò)展基礎(chǔ)平面布置圖.18附圖二 擴(kuò)展基礎(chǔ)施工圖.19附圖三 樁基礎(chǔ)平面布置圖.20附圖四 樁基礎(chǔ)施工圖.2118一、工程概況和設(shè)計任務(wù)1.1 工程概況某裝配車間采用單層鋼筋混凝土排架承重結(jié)構(gòu)，設(shè)計跨度24m，柱距6m，車間內(nèi)有2對30噸中級工作制橋式吊車。建筑平面圖見圖2-1

3、。規(guī)定室內(nèi)地面標(biāo)高為±0.00，相當(dāng)于黃海高程455.00m，室外地面標(biāo)高為-0.15m，柱頂標(biāo)高為12.50m，軌頂標(biāo)高為9.80m。圖1-1 裝配車間平面圖 /mm 柱子編號為（1）（20），根據(jù)布置的位置和功能來分，柱子的類別主要有邊柱z1、角柱z2及抗風(fēng)柱z3三類。各柱在基礎(chǔ)頂面處的截面形狀為矩形，尺寸為： 圖1-2 基礎(chǔ)梁的橫截面尺寸示意圖（單位：mm）邊柱z1： 長´寬=1000´400mm；角柱z2： 長´寬=1000´400mm；抗風(fēng)柱z3： 長´寬=700´400mm；基礎(chǔ)梁的橫截面尺寸如圖2-2，梁與柱之

4、間的凈距為20mm，置于柱子外側(cè)的基礎(chǔ)頂面（淺基礎(chǔ)）或承臺（樁基礎(chǔ)）上。1.2 設(shè)計任務(wù)根據(jù)所給的某機(jī)械廠廠房的圖紙和地質(zhì)資料，要求對邊柱z1中的3號柱進(jìn)行地下基礎(chǔ)設(shè)計；完成尺寸計算、內(nèi)力驗算并繪制施工圖，安排施工方案和流程，達(dá)到施工要求。基礎(chǔ)梁上的荷重（包括基礎(chǔ)梁自重）按30kn/m計算。各柱底位于室內(nèi)地面以下0.5m處，各柱在地面處的截面內(nèi)力取值如下：邊柱 z1（橫向計算），荷載組合編號： l11 l12 基礎(chǔ)梁作用荷載： 1.3 地勘資料勘察工作按施工圖設(shè)計階段的要求進(jìn)行。共完成鉆孔6個，并結(jié)合鉆孔取原狀土樣x個進(jìn)行了室內(nèi)土工實驗，場地處地面平坦。據(jù)鉆探揭露，各地層的情況如下：第層：人工

5、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0.51.2m，結(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)不均，平均天然重度為17.1kn/m3。第層：粉質(zhì)粘土。呈棕紅色。除1#孔外各孔均有，厚度9.510.1m。硬塑可塑，土質(zhì)較均勻。第層：粘土。呈黃黑色，各孔均可見到，沒有鉆透，據(jù)調(diào)查厚度在10m以上。土質(zhì)均勻，可塑硬塑。場區(qū)地下水屬潛水，初見水位在2.53.1m深處，穩(wěn)定水位在2.93.9m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)土工實驗的情況分析，第層雜填土不宜用作建筑物地基。建議把基礎(chǔ)埋置在強(qiáng)度較高的第層粉質(zhì)粘土或第層粘性土中。其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為：第

6、層：fk=200kpa， 第層：fk=220kpa鉆探點布置見圖1-3，地質(zhì)剖面見圖1-4，土工試驗成果見表1-1，地質(zhì)柱狀圖略。 圖1-3 地質(zhì)鉆孔平面布置圖圖1-4 ii地質(zhì)剖面（m）表1-1 某機(jī)械廠裝配車間土工試驗結(jié)果匯總表試樣編號取樣深度/m土的分類名稱天然含水量/%天然重度/kn/m3比重天然孔隙比液限/%塑限/%塑性指數(shù)液性指數(shù)壓縮系數(shù)/mpa-1內(nèi)摩擦角粘聚力/kpa1孔-13.003.40粉土32.919.52.720.85432.626.46.21.050.3916°15.62-29.009.40粉質(zhì)粘土29.0619.42.740.8130.4920.1710.

7、320.8610.3323°395.96-316.6017.00粘土26.120.22.750.71843.1520.6522.50.2420.2719°205.40-421.0021.40粘土27.1219.72.730.78639.0821.7617.320.3090.2515°487.222孔-12.603.00粉質(zhì)粘土24.420.12.70.68133.8121.3112.50.250.1925°156.22-28.008.40粉質(zhì)粘土25.3520.32.710.68731.572110.570.4120.2216°558.64-3

8、11.0011.40粘土25.5120.42.720.66937.7120.1117.60.250.1718°418.84-415.0015.40粘土26.5919.92.70.71843.122.1920.910.210.2316°129.263孔-15.005.40粉質(zhì)粘土23.0820.12.710.62933.9620.0413.920.2180.2120°156.224孔-14.104.50粉質(zhì)粘土22.9419.92.730.68737.4323.9613.47<00.2122°296.045孔-17.507.90粉質(zhì)粘土26.6420

9、.12.720.74130.819.2711.530.6390.2320°277.26-213.1013.50粘土28.9519.52.730.80548.329.6418.66<00.2316°519.606孔-13.203.60粉質(zhì)粘土24.5020.12.710.69230.319.8510.450.4450.2220°567.08由以上數(shù)據(jù)可以得出，3號柱下底層分布情況為（以室內(nèi)地面為參考點）：3號基礎(chǔ)中心位置各土層厚度表土層號厚度/m0.7789.7333.7671.4 設(shè)計依據(jù)本次課程設(shè)計的依據(jù)為本課程設(shè)計指導(dǎo)書和相關(guān)規(guī)范。gb50007-200

10、2建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范； gb50010-2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范；jgj 94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范。二、無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計2.1荷載的基本組合 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)值，即：,，。2.2確定無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)的埋深及持力層根據(jù)地勘報告，層土土質(zhì)疏松，不適合作為持力層。層土土質(zhì)較為密實、均勻，且厚度較大，不宜再向下尋找持力層，故選取層土作為持力層。且考慮無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)埋深較深,因此，基礎(chǔ)計算埋深初擬為2.0m(以室外地面標(biāo)高為基準(zhǔn)線)，在地下水位以上。圖2-1 基礎(chǔ)受力示意圖2.3基底尺寸初步設(shè)計(1)先按中心荷載初算。 計算粘土地基承載力特征值。據(jù)粉質(zhì)粘土層，查表得承載力修正系數(shù)。 基礎(chǔ)

11、埋深范圍土的重度。先假設(shè)基底寬度不大于3m，粘土地基承載力特征值：。 中心荷載作用基礎(chǔ)底面積：（2）考慮偏心荷載不利影響,取。采用矩形基礎(chǔ)，由于基底的最小尺寸為2.8m,不大于3m故不需要對再進(jìn)行寬度修正。2.4 地基承載力及偏心距驗算 豎向力：彎 矩：因此： 經(jīng)驗算，滿足要求。因此基底選用。 由于該地層處不存在軟弱下臥層，所以無需進(jìn)行軟弱下臥層承載力驗算。2.5 地基變形驗算 由于該建筑屬一般工業(yè)建筑，在地基基礎(chǔ)設(shè)計等級中屬于丙級。由地基規(guī)范知，該地基在可不作地基變形計算設(shè)計等級為丙級的建筑物范圍。而且其地基承載力特征值大于130kpa,所以可不進(jìn)行地基變形驗算。2.6確定基礎(chǔ)高度以及構(gòu)造尺

12、寸 采用c15混凝土，因，取，從兩個方向確定基礎(chǔ)高度。 因此，取。無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)埋深d=2m,其構(gòu)造如下圖所示：圖2-2 無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)布置圖2.7施工設(shè)計施工時，由于基礎(chǔ)埋深較淺，不需降水。基坑開挖時，可采取必要的支護(hù)措施。若遇到與地質(zhì)勘察資料差別較大的土層，則需根據(jù)實際土體情況，對該設(shè)計進(jìn)行修正。三、擴(kuò)展基礎(chǔ)的設(shè)計3.1 設(shè)計荷載：對于擴(kuò)展基礎(chǔ)，采用如下荷載：,，。,，。3.2 確定基礎(chǔ)埋深與持力層。根據(jù)地勘報告，層土土質(zhì)疏松，不適合作為持力層。層土土質(zhì)較為密實、均勻，且厚度較大，不宜再向下尋找持力層，依然選取層土作為持力層以室外地面標(biāo)高為基準(zhǔn)線。基礎(chǔ)計算埋深初擬為1.2m(以室外地面標(biāo)高為基

13、準(zhǔn)線)，基底位于地下水位以上。 3.3 基礎(chǔ)底面尺寸初步設(shè)計 (1)先按中心荷載初算。 計算粘土地基承載力特征值。據(jù)粉質(zhì)粘土層，查表得承載力修正系數(shù)。 基礎(chǔ)埋深范圍土的重度。先假設(shè)基底寬度不大于3m，粘土地基承載力特征值：。 中心荷載作用基礎(chǔ)底面積：（2）考慮偏心荷載不利影響,取。采用矩形基礎(chǔ)，由于基底的最小尺寸為2.8m,不大于3m故不需要對再進(jìn)行寬度修正。3.4 地基承載力及偏心距驗算 豎向力：彎 矩：因此： 經(jīng)驗算，滿足要求。因此基底選用。 3.5 擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計1.計算基底凈反力：在計算基礎(chǔ)內(nèi)力、確定基礎(chǔ)高度、進(jìn)行配筋等基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作時，采用承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合。 基底

14、凈反力：2. 確定基礎(chǔ)高度初步擬定，按地基規(guī)范要求，鋪設(shè)墊層時保護(hù)層厚度不小于因此假設(shè)鋼筋重心到混凝土外表面的距離為，故鋼筋的有效高度為。抗沖切破環(huán)驗算公式為首先計算。如圖3-1所示。因為，所以： 偏安全地取，則有因，故?；A(chǔ)混凝土采用c20，其， 故能夠滿足抗沖切承載力的要求。3.內(nèi)力計算： 臺階的高寬比為： ，且偏心距。圖3-1 擴(kuò)展基礎(chǔ)布置圖因此，取控制截面在柱邊處： 4.抗彎鋼筋設(shè)置采用hpb235級鋼筋，其。沿長邊方向，寬度3000mm,按梁進(jìn)行配筋?？傻?選用16a18180.（鋼筋總面積為4072mm²）。故實際的，大于原先假定的，故上述配筋滿足要求。沿短邊方向，鋼筋通

15、常布置與長邊鋼筋之上，寬度3600mm,按梁進(jìn)行配筋，可得:采用（鋼筋總面積3817.5mm2）。故實際的，大于原先假定的650mm²，故上述配筋滿足要求。3.6 地基穩(wěn)定性驗算大多數(shù)基礎(chǔ)在設(shè)計時不做穩(wěn)定性檢算，本單層工業(yè)廠房滿足穩(wěn)定性要求，不做需做穩(wěn)定性檢算。3.7 淺基礎(chǔ)施工方案1.建筑定位：根據(jù)房屋建筑的布置由建筑總平面圖確定。宜先確定主軸線然后逐步進(jìn)行細(xì)部定位。2.基礎(chǔ)放線：在不受施工影響的地方設(shè)置基線和水準(zhǔn)點，布置測量控制網(wǎng)。根據(jù)軸線，放出基槽開挖的邊線?？紤]到上步填土層，故采用適當(dāng)放坡，根據(jù)現(xiàn)場開挖實際調(diào)整，但不宜過大。3.土方開挖：由于設(shè)計地面高于實際地面，故開挖的土方

16、宜在周圍堆積保留，由于基坑小而數(shù)量多且基坑較淺，故宜分組人工開挖。4.基槽驗收：開挖完成后由勘察、設(shè)計、施工人員共同進(jìn)行。檢查槽平面位置、斷面尺寸、底部高程等是否符合要求。特別注意是否有古河道、古墓穴等地基土異常情況，并做好記錄。5.基礎(chǔ)施工：驗槽完成后應(yīng)及時施做墊層，防止水對基地土擾動和浸泡，然后再墊層上定出基礎(chǔ)的外邊線。然后支側(cè)模板，放置鋼筋，最后澆注混凝土，澆注前進(jìn)行隱蔽工程驗收。6.基槽回填：基礎(chǔ)施工完成后，應(yīng)及時進(jìn)行回填?；靥顟?yīng)時與地下管線的埋設(shè)等工作統(tǒng)籌安排。最后進(jìn)行壓實。就此開始上部主體結(jié)構(gòu)的的施工。7.主要施工機(jī)具：鐵鏟等人工挖土器具、卷尺、測量儀器。挖掘機(jī)、推土機(jī)、卡車、吊車

17、。混凝土攪拌器、混凝土罐車、振搗器、模板。四、樁基礎(chǔ)設(shè)計4.1設(shè)計荷載對3號柱，其設(shè)計荷載為：,，。,， 基礎(chǔ)梁作用荷載： 。4.2 確定樁端持力層及承臺尺寸根據(jù)地質(zhì)資料選用低承臺確定承臺埋深1.2m(相對于外部地面)。并初步選定采用鋼筋混凝土預(yù)制方樁，樁的截面尺寸選為300mm×300mm,根據(jù)2#-1粉質(zhì)黏土層的液性指數(shù),壓縮性指數(shù)，可見該粉質(zhì)黏土層從上到下的該土層屬于硬塑的低壓縮性土，可作為持力層，樁端進(jìn)入持力層的深度，對于黏性土不宜小于2d,故選用樁長8m。混凝土選用：混凝土，鋼筋選用：級鋼筋，。4.3 初步確定樁的數(shù)目 采用公式 樁側(cè)樁端都是2#-1粉質(zhì)黏土層，因上側(cè)，樁端

18、，取其平均值，查表，得， 根據(jù)樁基規(guī)范得單樁豎向承載力設(shè)計值4.4 計算復(fù)合基樁豎向承載力特征值r 1.初步確定樁的數(shù)目：由于樁的布置和樁數(shù)還未知，先不考慮承臺效應(yīng)和群樁效應(yīng)，根據(jù)公式可知： 因此，取n=4，即采用4根樁。2. 確定樁位布置和確定承臺尺寸：因樁距，所以，取a=1.80+2×0.3=2.40m, b=1.20+2×0.3=1.80m,采用矩形形式。埋深d=1.2m,承臺高0.8m，樁頂深入承臺50mm，承臺有效高度取為：。3.考慮承臺效應(yīng)的復(fù)合基樁豎向承載力特征值r。 由和，查表取 所以。驗算： 滿足要求。圖4-1 樁基布置圖4.5 計算樁頂荷載取承臺及其上土的平均重度，則樁頂平均豎向力為： 滿足要求。承臺擬采用c20級砼，配筋為hrb33