毕业设计计算书-陕西商州粮油仓库基础工程设计.docx

毕业设计全套图纸加扣3012250582 题 目 陕西商州粮油仓库基础工程设计 专 业 土木工程 班 级 土木101 学 生 指导教师 2014 年系 系 主 任 批准日期 2014.3.1 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 岩土所 系 岩土 专业 101 班 学生 毕业设计(论文)课题 陕西商州粮油仓库基础工程设计二、毕业设计(论文)工作自 2014 年 2 月 24 日起至 2014 年 6 月 20 日止三、毕业设计(论文)进行地点 教四楼209 四、毕业设计(论文)的要求:1、开题报告 阅读该工程地质情况和地形图、了解该地区的自然地理情况，研究地质情况和地基承载力。学习基础工程和地基处理，熟悉建筑桩基技术规范JGJ94-2008，地基基础设计规范GB50007-2002。了解本课题在国内外的研究状况及发展趋势、选题的目的及意义 、毕业设计课题来源、类型；本课题主要研究内容、完成设计的条件和拟采用的研究手段（途径）、本课题进度安排、各阶段预期达到的目标。2、设计报告 依照本任务书提出的实施条件，专业技术规范的要求完成该工程设计与施工组织。要求严格执行现行规范，施工组织设计要求内容全面、方案合理、文理通顺、字迹清楚；制图规范，图面整洁；计算书要求数据准确、细致。内容要求有：(1) 根据设计基本资料，确定建筑物的等级；(2)对基础的分类和各类种基础的形式，及其适用范围进行系统的学习；(3) 根据现有的地质勘查报告，进行基础方案的选择；（4）对可选的基础方案进行对比分析；(5) 对不同的基础所涉及的地基处理进行系统的学习；(6) 采用采用沉管灌注桩进行深基础设计；（7） 对采用柱下独立基础进行浅基础设计；（8）对采用CFG桩基础进行设计。（9）对比三种基础形式，确定最终的基础方案。3、外文翻译报告 阅读三篇外文文献，翻译不少于2000字与课题相关的外文文献 。 指 导 教 师 接受设计论文任务开始执行日期 2014.2.25 学生签名 2014届土木工程专业毕业设计摘 要陕西商州粮油仓库位于商州区翠江镇内，马运路与金枫路的交界处，交通便利。仓库框架传到柱下的竖向荷载为900kN，弯矩为250kNm，水平力为100kN。粮食均布荷载为35 KN/m。仓库为一层框架结构，长48m，宽18m。工程安全等级，场地等级，地基等级均为二级。场地地面标高在2.683.21m之间，相对高差为0.53m，原为农田，现已整平。场地内没有地表水系存在，场地西有一小河，水面标高为0.8m。根据地形勘察报告、上部结构设计图和荷载分布，初步选择沉管灌注桩基础，柱下独立基础和CFG（Cement fly-ash gravel）桩基础三种形式。经过方案论证，从技术上的可行性、经济上的合理性、工程的可靠性三方面综合考虑，最终决定选用CFG桩基础。基础分两类：角柱基础埋深为1.5m，高为0.6m，分上下二阶，上阶高250mm，面积为1.51.5m2，下阶高为350mm，面积为33m；中柱基础埋深为1.5m，高为0.6m，分上下二阶，上阶高250mm，面积为1.61.6m2，下阶高为350mm，面积为3.23.2m2混凝土保护层为50mm，变阶处h01为300mm，采用C20混凝土，级钢筋，配筋分别为1118272和1020320。承台下有200mm厚的C15混凝土垫层关键词：仓库；沉管灌注桩基础；独立基础 ；CFG桩基础AbstractStorehouse of rice and oil is located in the town of Chui Jiang in Ning Hua ,on the crossing street of Ma Yun and Jin Feng. It is convenient for transportation, storehouse is capacity of bearing is 150kN/m2. Carving moment is 250kNm and the vertical is 100kN. The safety level of construction is three, and the site, foundation level is two The site of construction height is the range of the 2.683.21 meter. The disparity of height is 0.5m. There was irrigate, but now is painted. The under ground of the site hasnt the water exist. The river located the west of the site. The height of water is 0.8m. The design and arrangement capacity of bearing the up ground, construction firstly choosing vibro pile foundation, CFG pile and individual footing as the foundation treatment after the calculation and analysis form the economical and reliability of technology, in addition, the safety of structure. Finally, the CFG pile as the best choice storehouse is the frame of structure the length is 48m, wide is 18m. The depth of foundation is 1.5m, the height is 0.6m. Which have two steps, the up steps height is 250mm, the site is 1.51.5m2. The down step is 350mm and 33 m2,another is 3.23.2 m 。and the concrete protection is 50mm. The change of step height is 550mm. Using C15 concrete, level steel. The arrangement of the steels is1118272 and020320。 There is a fitted stratum which thickness is 200mm under the bearing plan.Keywords:storehouse；vibro pile foundation；individual footing；CFG foundation目录摘 要3前 言1 工程概况1.1 位置及交通概况1.2 岩土工程勘察等级的确定1.3 场地工程地质条件1.3.1 地形地貌1.3.2 地基土的构成及分布规律1.3.3 场地水文地质条件1.4 地基承载力fak值的建议1.5 场地工程地质资料2 方案论证2.1 沉管灌注桩基础2.1.1 选择桩型、桩材及桩长2.1.2 确定单桩竖向承载力设计值2.1.3 确定桩的数量和平面布置2.1.4 群桩中单桩所受外力的验算2.1.5 群桩承载力验算2.1.6 承台设计2.1.7 沉管灌注桩的配筋计算2.1.8 群桩沉降计算2.2 柱下独立基础2.2.1 地基埋设情况和基础材料2.2.2 确定基础底面积2.2.3 持力层承载力验算：2.2.4 基础高度确定及底面配筋计算2.2.5下卧层承载力计算2.2.6 独立基础沉降计算2.3 CFG桩基础2.3.1 设计资料2.3.2 承台桩参数2.3.3 计算单桩承载力：2.3.4 变形计算2.3.5 下卧土层承载力验算2.3.6 CFG桩承台设计2.3.7 CFG优化桩设计2.3.8 CFG桩布置图2.4 地基处理2.4.1 地基处理方案的比选2.4.2 垫层设计计算2.5 桩基础独立基础CFG桩基础方案对比2.5.1 造价估算对比表2.5.2 工程造价分析分析2.5.3 方案选择2.6 CFG桩施工组织设计2.6.1 工程概况及场地地质条件2.6.2 设计工作量及设计要求2.6.3 安全管理计划2.6.4 施工机械计划配置表2.6.5 项目管理人员计划表2.6.6 本工程质量等级及工程质量保证措施2.6.7 施工进度计划表2.6.8 施工现场布置3 质量检测3.1 CFG桩质量检测3.2 混凝土质量检测4 施工工艺4.1 CFG桩施工工艺4.1.1 工艺流程4.1.2 施工要点4.2 基坑开挖4.3 验槽4.4 钢筋工程4.5 基坑的回填5 CFG桩沉降模拟5.1 Ansys 模拟CFG桩沉降结果参考文献III前 言最近十多年来，我国粮食产量很大，需要新建许多的仓库来储存这些粮食。仓库一般都是单层，荷载不大，但层高较高，另外还要注意防潮及通风。本次设计初选三种方案，然后从中挑选了一个比较适用及经济的方案：CFG桩基础。这种基础形式是一种运用普遍的基础，它有一定的优越性。首先，桩体采用工业废料作为掺合料大大降低了工程造价。其次，它在满足设计要求的情况下，比别的基础形式强度和抗变形能力高。因此本次设计选用了CFG桩基础形式1 工程概况1.1 位置及交通概况 拟建场地位于商州区翠江镇内，马运路与金枫路的交界处，交通便利。1.2 岩土工程勘察等级的确定表1-1岩土工程勘察等级的确定工程安全等级场地等级地基等级综合确定岩土工程勘察等级说明二级二级二级乙级1.3 场地工程地质条件1.3.1 地形地貌场地地面标高在2.683.21米之间，相对高差为0.53米。场地原为农田，现以整平，场地地处闽江三角洲冲积平原。1.3.2 地基土的构成及分布规律 层填土：黄褐色，湿，松散，上部主要为粘性土组成，夹有大量碎石块，下部为耕土，夹有植物根系，本层厚度0.32.70米,平均1.43米,层底标高0.212.71米,平均1.53米。本层场地内均有分布。-1层粉质粘土：灰黄色-兰灰色，饱和，可塑，上部夹有黄色锈斑，具有光泽，干强度、韧性高。本层厚度0.402.40米，平均0.99米，层底标高-0.321.21米，平均0.65米。本层在场地内除J21、N8、N11号孔缺失外均有分布。-2层粉质粘土：兰灰色，饱和，可塑，夹有少量黄色锈斑，下部夹有少量腐质物，粉质含量增多，具有光泽，干强度、韧性中。本层厚度0.403.30米，平均1.41米，层底标高-2.990.58米，平均-0.75米。本层在场地内除J21号孔缺失外均有分布。层粉质粘土：灰兰色，饱和，可塑，土质不均匀，具有光泽，干强度、韧性中等。粉质含量较高，本层厚度0.703.60米，平均1.75米，层底标高-5.40-1.07米，平均-2.49米。本层场地内均有分布。层粉质粘土：灰兰色，饱和，可塑，土质均匀，具有光泽，干强度中、韧性中。本层厚度0.305.50米，平均1.80米，层底标高-7.66-2.51米，平均-4.24米。本层场地内均有分布。层粉质粘土：灰兰色，饱和，可塑，土质不均匀，局部成层状，本层厚度0.703.80米，平均1.73米，层底标高-8.66-4.06米，平均-5.93米。本层在J45-N14号缺失。层粉质粘土：灰色，饱和，软塑，土质均匀，稍有光泽，干强度、韧性中，本层厚度0.704.60米，平均2.63米，层底标高-9.79-7.03米，平均-8.55米。本层场地内均有分布。层粉土：灰色，饱和，中密，土质不均匀，摇震反应迅速，干强度、韧性低，本层厚度0.503.40米，平均1.58米，层底标高-11.56-8.56米，平均-9.80米。本层在6-11号剖面缺失。层粉质粘土：灰色，饱和，软塑，土质不均匀，成层状，稍有光泽，干强度、韧性中，本层厚度1.405.30米，平均2.71米，层底标高-15.45-10.89米，平均-12.60米。本层场地内均有分布。层粉土：灰色，饱和，中密，土质均匀，摇震反应迅速，干强度、韧性低，本层厚度1.503.00米，平均2.41米，层底标高-16.98-14.07米，平均-15.06米。本层场地内局部缺失。层粉质粘土：灰色，饱和，软塑，土质均匀，稍有光泽，干强度、韧性中，本层厚度3.407.30米，平均4.92米，层底标高-20.46-16.00米，平均-18.55米。本层场地内局部缺失。层粉质粘土：灰色-灰绿色，饱和，可塑，土质均匀，具有光泽，干强度、韧性高，本层未揭穿，最大在控制厚度为2.0米。1.3.3 场地水文地质条件地表水：场地内没有地表水系存在。场地西有一小河，水面标高为0.8米。 地下水本次勘察查得25.25米以浅的地下水的类型为孔隙型潜水和微承压水具体情况如下： 、勘察期间测得地下水初见水位标高在6.75米7.64米之间，平均为7.33米。、浅层孔隙型潜水赋存于表层填土中，主要受大气降水补给，其水位随季节、气候变化而波动，雨季水位相对升高。据区域水文地质资料，地下水年平均变化幅度1.0米左右。、微承压水主要赋存在层粉土和层粉土中，水位变化幅度，根据区域资料为0.8米左右。 、地下水、土的腐蚀性 根据周边勘察资料，确定场地的地基土、水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。、该地区最高洪水位为2.49，最低水位为0.01。1.4 地基承载力fak值的建议表1-2 各层地基承载力特征值表 项目土层编号土工试验静力触探标准贯入固结快剪ak(k)建议值(k)ak(k)Nak(k)CKKak(k)-1层粉质粘土2371.76416436.414.6259140-2层粉质粘土2411.39113726.214.0241120层粉质粘土2062.04318518.114.9284130层粉质粘土2031.18812121.514.4374110层粉质粘土1861.857171145层粉质粘土1541.021109100层粉土1585.472159140层粉质粘土1611.490144130层粉土1575.150235150层粉质粘土1701401.5 场地工程地质资料 地层序号地层名称深度（m）地层厚（m）重度（kN/m3）天然含水量（%）天然孔隙比e液性指数I L粘聚力C（kPa）内摩擦角压缩模量E（MPa）杂填土01.51.5161粉层粘土1.52.5118301.00.7510124.62粉质粘土2.54.01.4119330.90.7015154.7粉层粘土4.05.751.7518311.00.5511134.6粉质粘土5.757.251.8020340.80.50151610表1-3 场地工程地质资料2 方案论证根据地形、勘察报告、上部结构设计图及荷载分布，初步选择沉管灌注桩基础、柱下独立基础和CFG桩基础三种形式。2.1 沉管灌注桩基础2.1.1 选择桩型、桩材及桩长初步选择500沉管灌注桩，混凝土采用C30，钢筋采用级。经查表得fc=14.3N/mm2，；钢筋fy=fy=300N/mm2。初步选择第层（粉质粘土）为持力层，确定桩端进入持力层不得小于1m。初步选择承台底面埋深1.5m，则最小桩长为6.751.5=5.25m。2.1.2 确定单桩竖向承载力设计值1.根据桩身材料强度确定单桩竖向承载力设计值，按下式取=1，fc按0.8折减。配筋率初步按0.6%计算，则按试（2-1）计算单桩承载力Rc=（fcAfyAs）=0.814.30.5243000.0060.524 =2.2460.353=2.600MN=2600kN 式（2-1）式中 Rc 按桩材料强度确定的单桩竖向承载力设计值，N； 纵弯曲稳定系数，对全埋入土中的桩可取=1；但高承台桩、液化或极软土层应考虑桩身纵向弯曲的影响，值与桩身计算长度有关。 A 桩身的横截面积，mm2； As 全部纵向钢筋的截面面积，mm2； fy纵向钢筋抗压强度设计值，N/mm2； fc 混凝土轴心抗压强度设计值，N/mm2；2.根据土的物理指标与承载力间的经验关系确定单桩竖向承载力标准值。桩信息:桩类型：水下冲(钻)孔桩桩长：l=5.25m桩径：d=0.50m桩顶标高：bg=-1.50m图2-1 桩相对土层位置示意图.土层信息:表2-1 土层参数表格序号土名称土层厚度(m)压缩模量(MPa)重度(kN/m3)内摩擦角()黏聚力(kPa)1填土1.5010.0016.0015.000.002层粉质粘土1.004.6018.0012.00103层粉质粘土1.414.7019.0015.00154层粉质粘土1.754.6018.0013.00115层粉质粘土1.8010.0020.0016.00156层粉质粘土1.7310.0018.005.00117层粉质粘土2.6310.0018.005.00168粉土1.5810.0020.0015.00119层粉质粘土2.7110.0018.005.001310粉土2.4110.0020.0015.001511层粉质粘土4.9210.0018.005.001012层粉质粘土2.0010.0018.0013133.设计时执行的规范建筑桩基规范（JGJ94-2008）4.计算结果. 表2-2 桩周土层信息土层计算厚度(m)li桩侧阻力(kPa)qsik桩端阻力(kPa)qpk侧阻力端阻力21.0045.00400.0045031.4135.00600.0049.35041.7550.00850.0087.5051.0946.001200.0050.141200.桩周长u及底面积Ap计算u = 0.5000p = 1.5708 mAp = 0.25000.2500p=0.1963 m2.单桩竖向承载力计算根据“桩基规范(JGJ94-2008)”5.3.5用公式如下 Quk = Qsk + Qpk = uqsikli + q pkAp 式（2-2）计算土的总极限侧阻力QskQsk = uqsikli = 1.57(45.001.00+35.001.41+50.001.75+46.001.09) = 363.2 kN式中 - 桩侧极限侧阻力标准值按建筑桩基技术规范JGJ 94-2008计算总极限端阻力QpkQpk = qpkAp = 12000.20 = 240.00kN式中 q pk - 桩端土的极限端阻力标准值按建筑桩基技术规范JGJ 94-2008中表5.3.5-2（桩的极限桩端阻力标准值）取值。单桩竖向极限承载力标准值Quk计算：Quk = Qsk + Qpk = 603.2 kN单桩竖向极限承载力特征值Ra计算：根据桩基规范JGJ94-2008 5.2.2条规定Ra = Quk/gsp =603.2/2.00 = 301.6kN2.1.3 确定桩的数量和平面布置初步假定承台的底面积为33m2，承台和土自重G=331.520=270kN承台顶面传来的竖向荷载F=900 kN。粮食荷载P=35KN/m，其产生的荷载：边柱： F=3531.5-0.12-0.70.35-0.12=139.3 KN中柱：近似以F=0.9pA=0.9359=283.5 KN令 F1=139.3+900=1039.3 KNF2=283.5+900=1183.5KN则桩数为n1=F1+GR=1.11039.3+270301.6=4.77根，取n1=5 n2=F2+GR=1.11183.5+270301.6=5.3根，取n2=6。式中 n桩数； F作用于桩基础上的竖向荷载设计值，kN； G桩基承台和承台上的土受到的重力，kN； R单桩竖向承载力设计值，kN； 系数，当桩基为轴心受压时，=1；当偏心受压时，由于柱子是偏心受压=1.11.2。（a）边柱 （b）中柱图 2-2承台桩布置图（mm）桩距S=3d=30.5=1.5m承台平面布置如图2-2所示，承台尺寸分别为3.23.2=10.24 m，和2.54=10 m 边柱5根桩呈对称布置（G1=10.241.520=307.2kN，F1近似以F1=0.45p0计算 F1=0.453.235=161.3 KN。中柱6根桩对称布置（G2=101.520=300 KN）F=0.91035=315 KN令F1=161.3+900=1061.3 KN则 F2=315+900=1215KN按试验参数确定承载力的公式如下，验算考虑承台效应的基桩竖向承载力设计值。不考虑地震作用R=Ra+cfakAc 式（2-3）式中 承台效应系数，可按表5.2.5取值；承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值；计算基桩所对应的承台底净面积；为桩身截面面积；为承台计算域面积。对于柱下独立桩基，为承台总面积；对于桩筏基础，为柱、墙筏板的1/2跨距和悬臂边2.5倍筏板厚度所围成的面积；桩集中布置于单片墙下的桩筏基础，取墙两边各1/2跨距围成的面积，按条基计算。表2-3承台效应系数c snd Bcl345660.40.060.080.140.170.220.260.320.380.500.800.40.80.080.100.170.200.260.300.380.440.100.120.200.220.300.340.440.50单排桩条形承台0.150.180.250.300.380.450.500.60边柱：=0.52/4=0.196 m2= 3.2=10.24 m2=（3.250.5/4）/5=1.85 m2=（1401+1200.6）/1.6=132.5 kN查表得=0.09=301.6+0.09132.51.85=323.7 kN中柱：=0.52/4=0.196 m2= 2.54=10 m2=（1050.5/4）/6=1.634 m2=（1401+1200.6）/1.6=132.5 kN查表得=0.09=301.6+0.09132.51.634=321.08kN2.1.4 群桩中单桩所受外力的验算边柱：F1产生的最大弯矩为M=12p0l22=0.5353.222=40 KNm取0=1.0轴心竖向作用力:N=F+G /n偏心竖向作用下:Ni=水平力:式中，F作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，kN；G桩基承台和承台上土重设计值（自重荷载分项系数当效应对结构不利时取1.2，有利时取1.0），地下水位以下扣除水的浮力，kN；N轴心竖向力作用下任一复合基桩或基桩的竖向力设计值，kN；Ni偏心竖向力作用下第i复合基桩或基桩的竖向力设计值，kN；Mx、My作用于承台底面的外力通过对桩群形心的X、Y轴的弯矩设计值，kNm；xi、yi第i复合基桩或基桩至Y、X轴的距离，m；H作用于桩基承台底面的水平力设计值，kN；Hi作用于任一复合基桩或基桩的水平力设计值，kN；n基桩中的桩数；桩基竖向承载力设计值计算一般规定：轴心竖向作用下：0NR式中，0建筑桩基重要性系数，对于一、二、三级建筑分别取1.1、1.0、0.9；对于柱下单桩按提高一级考虑，对柱下单桩的一级基桩取0=1.2；R桩基中复合基桩或基桩的竖向承载力设计值，kN；取0=1.0，则轴心荷载下（即平均）作用力N1=（F+G）/n=（900+307.2+161.3）/5=273.7 kNR=301.6 kN，满足要求。Nmax=F1+Gn+Mxyiyi=273.7+250+40+1.11001.141.12=273.7+82.6=356.3kN1.2R=361.9 kN，满足要求。Nmin=273.2-82.6=191.1KN 桩不受上拔力中柱：F2产生的最大弯矩为M=12p0l222=0.535422=70 KNm取0=1.0N2=（F2+G）/n=（1215+300）/6=250 kNR=301.6 kN，满足要求。Nmax=F2+Gn+Mxyiyi=250+250+70+1.11001.541.5=250+71.67=324.17kN1.2R=361.9 kN，满足要求。Nmin=250-71.67=178.33，桩不受上拔力。2.1.5 群桩承载力验算边柱：假想的群桩实体基础为长方形锥台（图2-3），桩所穿过土层内摩擦角的加权平均值为：0=ilili=121+151.5+131.75+1615.25=13.95则A=3.2+25.25tan13.952=33.73m2按GBJ789规定，地基承载力设计值按下式计算f=fak+bb-3+d0d-0.5式中，f地基承载力设计值，kPa；fak 地基承载力标准值，kPa；b、d基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，可按基底下土类查表；基底以下土的重度，地下水位以下取有效重度，kN/m3；0基底以上土的加权平均重度，地下水位以下取有效重度，kN/m3；i、hi分别为第i 层土的重度和厚度；b基础底面宽度，当基宽小于3m时按3m考虑，大于6m时按6m考虑； 图2-3：假想群桩实体图（mm）d基础埋置深度，一般自室外地面标高算起，对于地下室，如采用箱基或筏基时，亦从室外标高算起，在其他情况下，应从室内地面标高算起。当计算所得设计值f fak时，可按f=1.1fak。查表得b =0，d=1.1，d=6.75m，b=5.793m，0=（161.5+181+191.5+181.75+201）/6.75=18.07 kN/m3；则得f=110+1.118.07（6.75-0.5）=233.75 kN；取承台桩土的混合重度为20 kN/m3；则假想实体自重为G=33.736.7520=4553.55kN；假想实体基础底面压力：在仅作用轴心荷载时P=（F+G）/A=（900+160.1+4553.55）/33.73=166.42kPa1.25f=292.18 kPa，安全。在偏心荷载（或同时作用弯矩、水平力）时，实体基础底面压力pmax=F+GA+MW=166.42+2003.226=312.91.5f=350.6KPa结果安全 中柱：A=2.5+25.25tan13.954+25.25tan13.95=33.75m2G=33.756.7520=4556.25kNP=（F+G）/A=（900+160.1+4556.25）/33.75=166.44kPa1.25f=292.18 kPa，安全。pmax=F+GA+MW=166.44+2003.226=313.31.5f=350.6KPa安全。2.1.6 承台设计立柱截面积为0.70.7m2，取混凝土强度C20，查表得fc=9.6N/mm，ft=1.10/mm采用等厚度承台高度1m，底面钢筋保护层厚0.1m（即承台有效高度0.9m），圆桩直径换算为方桩的边长0.4m。（a）边柱 （b）中柱图2-4 承台弯矩计算图（mm）受弯计算边柱单桩静反力（不计承台和承台上土重）设计值的平均值为：N1=F1n1=1061.35=212.2KN边柱桩的最大静反力为Nmax1=212.2+82.6=294.8 KN桩基承台的弯矩，按小下式计算，Mx=Niyi My=Nixi 式（2-4）式中，Mx、My垂直X轴和Y轴方向计算截面处的弯矩设计值，kNm； xi、yi垂直X轴、Y轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离，m；Ni扣除承台和承台上土自重设计值后，第i桩竖向静反力设计值；当符合不考虑承台底土阻力的条件时，则为第i桩竖向总反力设计值，kN ；Mx1=My1=2294.81.1+0.35+2294.81.1-0.35=1292.9kNm则承台配筋为（一般取）As1=Mx1sfyh0=1292.91060.9210900=7600 mm2则选配2520128，20钢筋截面积为314.2mm2，即实际配筋面积：Asy=314.225=7855mm2，承台双向配筋相同。中柱：N2=F2n2=12156=202.5KNNmax2=202+71.67=271.67 KNMx2=Niyi=3271.670.75+0.35+3271.670.75-0.35 =1222.2 KNMAsx=Mx1sfyh0=1222.21060.9210900=7185 mm2 式（2-5）选配2320108，在2.5m范围内配23根钢筋。20钢筋截面积为314.2mm2，实际配筋面积：Asx=314.223=7226.6mm2My2=Nixi=3271.671.5+0.35+3271.671.5-0.35=2444.8KNMAsy=My2sfyh0=2444.81060.9210900=14372 mm2选配3025133，在4m范围内配30根钢筋。25钢筋截面积为490.9mm2，即实际配筋面积：Asy=490.930=14727mm2 受冲切计算边柱：冲跨比0x=0xh0=0.510.9=0.57=0y (满足0.21.0) 冲切系数 得 式（2-6）取，对柱下正方形承台受冲切承载力 式（2-7）式中:F1作用于冲切破坏锥体上的冲切力设计值，kN；ft承台混凝土抗拉强度设计值，kPa；h0承台冲切破坏锥体的有效高度，m；冲切系数；冲跨比，a0为冲跨，即柱（墙）边或承台变阶处到桩边的水平距离；当ao0.2ho时，取ao=0.2ho，当ao=ho，满足0.21.0；F作用于柱（墙）底的竖向荷载设计值，kN； 4.50 MN=4500kNkN，安全。角桩冲切验算如下：四桩（含四桩）以上承台受角桩冲切的承载力式（2-8）计算： 式（2-8）式中，N1作用于角桩顶的竖向压力设计值，kN；1x、2x角桩冲切系数；1x、2x角桩冲跨比，；其值满足0.21.0；c1、c2从角桩内边缘至承台外边缘的距离，m； a1x、a1y从承台底角桩内边缘引45冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘的水平距离；当柱或承台变阶处位于该45线以外时，则取由柱边或变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线，m；ho承台外边缘的有效高度，m。取m， m，则MN=1307kN，安全。中柱：同理显然满足。受剪计算边柱：取ax=ay=0.51m，则剪跨比x=y=0.510.9=0.57（介于0.33.0之间）则减切系数，斜截面的最大剪切力设计值：kN=，斜截面受剪承载力设计值按下式为：3.8126MN=3812.6kN603.2kN，安全。（a）边柱 （b）中柱图2-5 承台受剪计算图（mm）式中，V斜截面的最大剪力设计值，kN； fc混凝土轴心抗压强度设计值，kPa； bo、ho承台计算截面处的计算宽度与有效高度，m； 剪切系数； 计算截面的剪跨比， ax、ay柱墙边或承台变阶处至x，y方向所计算某一排桩桩边的水平距离，m；当时，取；当时，取，满足0.33.0。中柱：同理显然满足。桩、柱与承台的连接构造桩嵌入承台内的长度为50mm。 混凝土桩的桩顶纵向主筋应锚入承台内，其锚入长度不宜小于 35倍纵向主筋直径。对于多桩承台，柱纵向主筋应锚入承台不应小于 35 倍纵向主筋直径。承台与承台之间的连接构造一柱一桩时，应在桩顶两个主轴方向上设置联系梁。当桩与柱的截面直径之比大于2 时，可不设联系梁。两桩桩基的承台，应在其短向设置联系梁。有抗震设防要求的柱下桩基承台，宜沿两个主轴方向设置联系梁。联系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高。联系梁宽度不宜小于 250mm，其高度可取 承台中心距的 1/101/15，且不宜小于 400mm。联系梁配筋应按计算确定，梁上下部配筋不宜小于 2 根直径 12mm 钢筋；位于同一 轴线上的联系梁纵筋宜通长配置。由分析，取梁截面250mm400mm，梁上下部配2 根直径 12mm 钢筋。由于水平荷载不高，且无抗震要求，不设置基础梁。2.1.7 沉管灌注桩的配筋计算配筋率：当桩身直径为3002000mm时，正截面配筋率可取0.650.2 （小直径桩取高值）；已知桩径500 mm。按内插法取配筋率0.6%，按构造配筋即可，则As=0.6%Ap=0.6%2502=1178mm2.选择814配筋，则实际配筋为As=8153.9=1231mm配置螺旋箍筋，按JTJ02485要求每格2m设一的加强筋。2.1.8 群桩沉降计算边柱桩端平面处承台底面积范围内的平均压力，取承台、桩、土的混合重度为20 kN/m3，则）p=FA+Gd=900+161.33.22+6.7520=103.5+135=238.5Kpa桩端平面处土的自重压力p=161.5+181+191.5+181.75+201=122kPa，则桩端平面处桩基对土的平均附加应力p0=238.5-122=116.5 kPa沉降量：式（2-9）式中：-沉降计算经验系数，应根据同类地区已有房屋和构筑物实测最终沉降量与计算沉降量对比确定，一般采用下表的数值.表2-4 建筑地基基础设计规范沉降计算经验系数 基底附加压力2.54.07.015.020.0P0fk1.41.31.00.40.2P00.75fk1.11.00.70.40.2注： 为沉降计算深度范围内压缩模量的当量值，应按下式计算： ，其中为第i层土附加应力沿土层厚度的积分； fk为地基承载力标准值等效作用底面以下第i层土的压缩模量，采用地基土在自重压力至自重压力加附加应力作用时的压缩模量，MPa；桩端平面第i块荷载计算点至第i层土，第i-1层土底面的距离，m；aij，a（i-1）j桩端平面第i块荷载计算点至第i-1层土底面深度范围内平均附加应力系数， 表2-5 边柱桩基沉降量计算表查表2-4得按内插法得= 1； ，n为桩数，系数C0、C1、C2查表可得；C0=0.125， C1=1.419， C2=4.861. ，则得 S=es=10.31265.46=20.42mm地基沉降计算深度Zn按附加应力验算，假定取Zi=10m；查表得 （按a/b=1，）则附加应力按式得=40.0114105.77=4.823kPa，Zn深处土的自重应力 图2-6群桩沉降计算图（mm）kPa，可见已减到的0.2以下（4.823/322=0.0150）已符合要求，即桩基最终沉降量为S=10.27mm。中柱p=FA+Gd=12152.54+6.7520=121.5+135=256.5Kpapc=161.5+181+191.5+181.75+201=122kPa，则桩端平面处桩基对土的平均附加应力p0=256.5-122=134.5 kPa沉降量：表2-6 中柱桩基沉降计算表查表2-4得按内插法得= 1； ，n为桩数，系数C0、C1、C2查表可得；C0=0.178， C1=1.503， C2=4.778. nb=nBcLc=62.54=1.94 ，则得 =10.3366.27=21.86 mm即中柱桩基础最终沉降量为21.86mm2.2 柱下独立基础2.2.1 地基埋设情况和基础材料根据地质勘察质料选择2号土层为持力层，并初步假定基础埋深为1.5米. 基础采用C20混凝土，=9.6 N/mm2 ，ft=1.10N/mm2 钢筋采用HPB235钢筋，=210 N/mm2，钢筋的混凝土保护层厚度为50mm