基础工程20080489.docx

基础工程课程设计西 南 交 通 大 学基础工程课程设计报告学生姓名: 张仁巍 学生学号: 20070324 班 级: 07土木11班 指导教师: 魏 星 2010年12月目 录第一章 概 述2第一节 设计任务2第二节 设计资料4第二章 柱下独立扩展基础设计8第一节 独立基础尺寸确定8第二节 独立基础高度的确定10第三节 内力计算及基础配筋11第四节 扩展基础施工方案13第三章 柱下桩基础设计13第一节 桩基类型和桩尺寸的选择13第二节 确定桩数14第三节 桩基础施工方案18 附录：扩展基础施工图桩基础施工图第1章 概 述第一节 设计任务一、设计题目：某单层厂房6号（边柱）柱下基础设计二、设计对象：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。三、工程概况：某装配车间采用单层钢筋混凝土排架承重结构，设计跨度24m，柱距6m，车间内有2对30吨中级工作制桥式吊车。建筑平面图见图1-1。规定室内地面标高为0.00，相当于黄海高程455.00m，室外地面标高为-0.15m，柱顶标高为12.50m，轨顶标高为9.80m。 图1-1 某厂房建筑平面图 单位：mm四、课程设计任务：完成6号柱下基础的设计与地基的检算。6号柱为边柱，截面形状为矩形，尺寸：长宽=1000400mm；1. 设计计算：6号柱下独立基础的设计计算：平面尺寸、埋深确定；基础（包括地基）的计算、检算。桩基类型选择；桩材和桩径的选择；承台底面和顶面以及平面形状、尺寸拟定；桩长和桩数确定；桩的布置；单桩承载力检算。2. 图纸：1）基础总平面布置图；2）独立基础的平、立、剖面图及桩基础的平、立、剖面图（包括配筋图）。第二节 设计资料 地质勘察资料 II地质剖面（m）1. 场地、土层描述：场地处地面平坦。据钻探揭露，各地层的情况如下：第层：人工填土。以灰黑色粉土为主，伴有碎砖、炉渣等杂物的填土层。厚度为0.51.0m，结构疏松，土质不均，平均天然重度=17.1kN/m。第层：粉质粘土。呈棕红色，厚度为9.610.1m，硬塑可塑，土质较均匀。土质指标：=23.08%,=20.1kN/m,=2.71,=0.629,=33.96%，=20.04%,=13.92,=0.218,=0.21,=2015,=6.22kPa。 第层：粘土。呈黄黑色，没有钻透，据调查厚度在10m以上。土质均匀，可塑硬塑。土质指标：=25.51%,=20.4kN/m,=2.72,=0.669,=37.71%，=20.11%,=17.6,=0.25,=0.17,=1841,=8.84kPa。场区地下水属潜水，初见水位在2.53.1m深处，稳定水位在2.93.9m深处。地下水补给来源为大气降水，水位随季节变化，无侵蚀性。根据钻探及室内土工实验的情况分析，第层杂填土不宜用作建筑物地基。建议把基础埋置在强度较高的第层粉质粘土或第层粘性土中。地基承载力标准值分别为：第层：=200kPa；第层：=220kPa。2. 地层剖面图：室外地面标高为-0.15m，相当于黄海海拔454.85m。室内地面标高为0.00，相当于海拔高程455.00m。实际地层厚度如下：第层：d=0.53m；第层：d=10.0m；第层：d10m。地层剖面示意如图1-2所示。 2、 设计荷载a1. 设计柱在地面处的截面内力取值如下：（1）边柱 Z1：（横向计算）荷载组合编号： L11 L12 上述所谓纵向是指沿车间的长轴方向，横向是指沿车间的短轴方向。弯矩M以柱子的外侧受拉为正，剪力H以指向车间内部为正。在荷载组合编号“Lij”中，“i”表示柱的类别，边柱、角柱、抗风柱分别用1、2、3表示，“j”表示荷载效应的组合类别，“1”表示标准组合、“2”表示基本组合。各荷载项中带下标K者表示荷载效应的标准组合，否则为荷载效应的基本组合。18试样编号取样深度/m土的分类名称天然含水量/%天然重度/kN/m3比重天然孔隙比液限/%塑限/%塑性指数液性指数压缩系数/MPa-1内摩擦角粘聚力/kPa1孔-13.003.40粉土32.919.52.720.85432.626.46.21.050.391615.62-29.009.40粉质粘土29.0619.42.740.8130.4920.1710.320.8610.3323395.96-316.6017.00粘土26.120.22.750.71843.1520.6522.50.2420.2719205.40-421.0021.40粘土27.1219.72.730.78639.0821.7617.320.3090.2515487.222孔-12.603.00粉质粘土24.420.12.70.68133.8121.3112.50.250.1925156.22-28.008.40粉质粘土25.3520.32.710.68731.572110.570.4120.2216558.64-311.0011.40粘土25.5120.42.720.66937.7120.1117.60.250.1718418.84-415.0015.40粘土26.5919.92.70.71843.122.1920.910.210.2316129.263孔-15.005.40粉质粘土23.0820.12.710.62933.9620.0413.920.2180.2120156.224孔-14.104.50粉质粘土22.9419.92.730.68737.4323.9613.4700.2122296.045孔-17.507.90粉质粘土26.6420.12.720.74130.819.2711.530.6390.2320277.26-213.1013.50粘土28.9519.52.730.80548.329.6418.6600.2316519.606孔-13.203.60粉质粘土24.5020.12.710.69230.319.8510.450.4450.2220567.08 2. 基础梁上的荷重基础梁上的荷重（包括基础梁自重）按30kN/m计算，梁的横截面尺寸如图1-3，梁与柱之间的净距为20mm，置于柱子外侧的基础顶面（浅基础）或承台（桩基础）上。 设计基础为角柱基础，根据车间平面布置图，基础梁计算单元纵向取3m。图1-3 基础梁的横截面尺寸示意图（单位：mm）第2章 柱下独立扩展基础设计第1节 独立基础尺寸确定一、 确定基础埋深及持力层承载力根据地层情况，第层土层厚度较深且土质较好，同时地下稳定水位为2.93.9m，故基础持力层取为第层土，且置于地下水位以上，基础埋深初拟为1.2m(到室外地面)。持力层土承载力先只进行深度修正：由持力层土e=0.6290.85，IL=0.21820m），所以采用摩擦桩，分析地质资料，选第层土作为持力层，取桩长为8.0m（桩不穿透第层土）。第2节 确定桩数一、确定单桩竖向极限承载力标准值由IL=0.218，查表5-6查得桩的极限侧阻力标准值，桩的入土深度，查表5-7得桩的极限端阻力标准值。故单桩竖向极限承载力标准值为：二、初步估算所需桩数n在估算桩数时，首先需计算单桩竖向承载力设计值，由于桩的布置和桩数未知，先不考虑承台效应和群桩效应。从表5-19查得 中心荷载时，估算桩数，式中为经验系数，建筑桩基可取1.11.2,在此取1.2，则有 为了方便桩的布置，取n=4，即采用4根桩。初选承台尺寸：拟定承台尺寸为，桩在平面上采用行列式布置，桩中心距，则边桩中心至承台边缘的距离，承台边缘至桩的外边缘为150mm，符合规范要求。桩的布置及承台平面尺寸如图。三、求算桩顶荷载取承台高度h为0.7m，桩顶伸入承台0.05m。承台有效高度取为 取承台及其上土的平均重度。各桩顶平均竖向力基桩的最大和最小竖向压力设计值为两项验算均满足要求。四、水平承载力验算水平力，水平力合竖向力的合力与铅垂线的夹角，故可以不验算基桩的水平承载力。五、 承台抗冲切验算（1）柱对承台的冲切验算二级基桩，由于在x方向，在y方向。由于，故取，采用两者的平均值，即取 承台混凝土选用C30,抗拉强度设计值，则角柱向上冲切，从角柱内边缘至承台外边缘距离 ，。而，取为0.2 ，有 承台受角桩冲切承载力为 满足要求。六、承台剪切承载力计算剪跨比和以上冲跨比相同，对截面因，故可取得 满足要求，而对于斜截面按0.25计算，其受剪切承载力更大，故验算从略。承台受弯承载力计算配筋，采用HRB335，其选用,