基础设计说明书.doc

西安建筑科技大学本科毕业设计题目陕西榆林吴堡煤矿 办公楼及边坡加固设计学生姓名刘超学号081030110院（系）土木工程专业土木0802班指导教师冯志焱 罗少锋时间2012年05月02日基础设计说明书目录一、基础埋深2二、地基处理2（一）、 黄土湿陷性评价2（二）、 处理范围4（三）、 处理深度4（四）、 设桩要求5三、基础设计7（一）、 地基承载力修正值7（二）、 荷载7（三）、 基础内力计算8四、基础配筋11五、边坡的加固与设计12（一）、 边坡稳定性验算12（二）、 锚索计算18（三）、 格构梁的计算19参考文献230一、 基础埋深本工程室内外高差0.45m，其中：基础梁顶面到室外地面为0.800m，柱下交叉条形基础高度取1.20m，基础埋深2.00m。二、 地基处理灰土挤密桩法是利用横向挤压程控设备成孔，使桩间土得以挤密。是用灰土填入桩孔内分层夯实形成灰土桩，并与桩间土组成复合地基的地基处理方式。（一）、 黄土湿陷性评价表2.1某探井土工试验资料取样深度(m)1.02.03.04.05.06.07.08.00.0200.0360.0250.0220.0120.0100.0060.0450.0500.0330.0280.0200.0160.0150.002湿陷性黄土场地自重湿陷量的计算值,应按下式计算:其中：自重湿陷量的计算值，应自天然地面（当挖、填方的厚度和面积较大时，应自设计地面）算起，至其下非湿陷性黄土层的顶面止，其中自重湿陷系数值小于0.015的土层不累计。湿陷性黄土地基受水浸湿饱和，其湿陷量的计算值，应按下式计算：其中：湿陷量的计算值的计算深度，应自基础底面（如基底标高不确定时，自地面下1.50m）算起；在非自重湿陷性黄土场地，累计至基底下10m（或地基压缩层）深度止；在自重湿陷性黄土场地，累计至非湿陷黄土层的顶面止。其中湿陷系数（10m以下为）小于0.015的土层不累计计算：根据湿陷性黄土地区建筑规范表4.4.7可判断该黄土地基为类中等自重湿陷性场地。（二）、 处理范围灰土挤密桩处理地基的面积，应大于基础或建筑物底层平面面积。本工程采用整片处理，超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度为2.5m（三）、 处理深度本建筑为丙类建筑，由湿陷性黄土地区建筑设计规范6.1.5查的，地基处理厚度不宜小于2.5m，且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于200mm。可取5.000m表2.2 各层物理力学指标平均值土层含水量%重度kN/m孔隙比液限%塑限%压缩系数MPa湿陷系数s承载力特征值kPa16.315.41.02129.918.00.430.0212018.114.01.24330.418.30.790.01117019.016.60.92030.018.00.21220土层：d1=/(1+w)=1.54/(1+0.163)=1.32g/cmSr1=d/(n*d)=d(1+e)/(e*pw)=0.36土层：d2=/(1+w)=1.40/(1+0.181)=1.19 g/cmSr1=d/(n*d)=d(1+e)/(e*pw)=0.39土层：d2=/(1+w)=1.66/(1+0.19)=1.39Sr1=d/(n*d)=d(1+e)/(e*pw)=0.55的湿陷性黄土，土层位于地下水位以上。因此可以采用挤密法。挤密地基其基底下设300mm厚的灰土垫层（四）、 设桩要求桩径：取400mm桩距：桩孔按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离，可按桩径的（2.02.5）倍，也可估算为：其中：可得：S=0.95*(0.93*1.75*0.4/(0.93*1.75-1.19)=0.79m取0.8m成孔的数量可估算为：式中：其中：可得：Ae=de/4=3.14*(1.05*0.80)/4=0.554n=A/Ae=1177桩孔填料：灰土为石灰和土的拌合料其体积比为2:8。桩体内的平均压实系数。三、 基础设计（一）、 地基承载力修正值地基承载力设计值应符合下列规定：当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5米时除岩石地基外，其地基承载力设计值应按下式计算：式中修正后的地基承载力设计值地基承载力标准值基础宽度和埋深的地基承载力修正系数土的重度为基底以下:基础底面宽度基础底面以上土的加权平均重度地下水位以下取有效重度基础埋置深度一般自室外地面标高算起计算：=14.0kN/m,m=(15.4+14)/2=14.7fa=180+0+1.0*14.7*(2-0.5)=202.1kN（二）、 荷载表3-1上部荷载层次截面内力标准值组合值一层边柱柱底M9.6899319.6126.47N7281568841193.4一层中柱柱底M-8.69-7.31 -16-21.6N852649161236.6柱弯矩为左部受拉为正（三）、 基础内力计算确定基础底面尺寸设基础端部外伸长度为边跨跨距的0.25倍，即6*0.25=1.5m取1.5m,则基础总长度为39.45m,于是基底宽度为： b= =(5*1193.4)/39.45/(180-20*2)=1.08m1用弯矩分配法计算肋梁弯矩沿基础纵向地基净反力为： Bpj=Fk/l=5967/39.45=151.3kN/m边跨固端弯矩为：MBA=MEF=1/12*bpj*l1=652kNm因跨距相同，故边跨固端弯矩等于中跨固端弯矩A截面左边伸出端弯矩：MA1=1/2bpj*l22=169.9kNm所以边跨固端弯矩：12=21=56=65=1/122=1/121517.22=652中跨固端弯矩：23=32=34=43=45=54=1/122=1/121517.22=652伸出端弯矩：1左=6右=1202=1/21511.52=169.9分配系数与固端弯矩123456分配系数010.50.50.50.50.50.50.50.510集中弯矩26.47000026.47固端弯矩170-652652-652652-652652-652652-652652-170分配045600000000-4560传递0228000000-2280分配00-114-114000011411400传递0-5700-57005700570分配057002928.5-29-2900-570传递0028.514.30-14140-14.3-2900分配00-21-217.27.2-7-7.221.42100杆端弯矩170-196773-773631-631631-631773-773196-1702. 支座反力计算：单元1（结点01）1=(11/22)/1=(170170)/1.5=0 单元2（结点12）1=1/2-(1+2)/=1/2151.37.2(-196+773)/7.2=464.52=1/2+(1+2)/=1/2151.37.2+(196+773)/7.2=624.8单元3（结点23）2=1/2151.37.2(773+631)/7.2=564.43=1/2151.37.2+(773+631)/7.2=525.0 单元4（结点34）3=1/2151.37.2(631+631)/7.2=544.74=1/2151.37.2+(631+631)/7.2=544.7由结构对称荷载对称：6=1=1+1=0+464.5=464.5 5=2=2+2=624.8+564.4=1189.24=3=3+3=525+544.7=1069.73. 剪力及跨中弯矩计算单元1（01）1=1/202+1=(1/2151.31.52+169.9)/1.5=226.7 单元2（12）1=(1/202+(1+2)/0=(1/2151.37.22+773196)/7.2=464.5 2=(1/202+(1+2)/0=(1/2151.37.22+773196)/7.2=624.8 剪力为零处：x=V1r/bpj=464.5/151.3=3.0712=1+11/22=196+464.53.071/2151.33.072=517单元3（23）2=(1/202+(2+3)/0=(1/2151.37.22+631773)/7.2=564.4 3=(1/202+(2+3)/0=(1/2151.37.22+631773)/7.2=525 剪力为零处：=2/=3.7323=2+V21/22=773+564.43.731/2151.33.732=279.7 单元4（34）3=(1/202+(3+4)/0=(1/2151.37.22)/7.2=544.7 4=(1202+(3+4)0=(1/2151.37.22)/7.2=544.7 剪力为零处：=3/=3.60 34=3+V31/22=631+544.73.601/2151.33.602=349.5图11剪力图及弯矩图四、 基础配筋基础材料C30混凝土，HRB400级钢筋。由图1-1可知：M1=773,M2=631,V=625kN 地基净反力：pj=bpj/b=151.3/1.08=140kN 基础有效高度：h0V/0.7/ft=625103/0.7/1430=607 取基础高度h=1200，h0=120050=1150607 下部钢筋：As1=M/(0.9fy0)=773106/(0.93601150)=2074mm2 配置：818，As=2036mm2 上部钢筋As2=M/(0.9fy0)=631106/(0.93601150)=1693mm2 配置:620，As=1884mm2五、 边坡的加固与设计（一）、 边坡稳定性验算本工程根据边坡的地质条件及理正计算结果，对边坡的稳定性进行验算，过程如下：-计算项目： 等厚土层土坡稳定计算 2-计算简图控制参数: 采用规范:通用方法 计算目标:安全系数计算 滑裂面形状: 圆弧滑动法 不考虑地震坡面信息 坡面线段数 5 坡面线号 水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数 1 6.900 12.100 0 2 5.700 0.000 0 3 7.800 15.300 0 4 4.100 0.000 0 5 8.120 15.800 0土层信息 上部土层数 3 层号 层厚 重度 饱和重度 孔隙水压 (m) (kN/m3) (kN/m3) 力系数 1 55.000 16.600 20.000 - 2 10.000 14.000 20.000 - 3 2.000 15.400 20.000 - 层号 粘聚力 内摩擦角 水下粘聚 水下内摩 (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) 1 50.000 25.800 10.000 25.000 2 33.600 24.200 10.000 25.000 3 11.100 20.000 10.000 25.000 层号 十字板 强度增 十字板羲 强度增长系 (kPa) 长系数 下值(kPa) 数水下值 1 - - - - 2 - - - - 3 - - - - = 下部土层数 1 层号 层厚 重度 饱和重度 孔隙水压 (m) (kN/m3) (kN/m3) 力系数 1 100.000 16.600 20.000 - 层号 粘聚力 内摩擦角 水下粘聚 水下内摩 (kPa) (度) 力(kPa) 擦角(度) 1 50.000 25.800 10.000 25.000 层号 十字板 强度增 十字板羲 强度增长系 (kPa) 长系数 下值(kPa) 数水下值 1 - - - - 不考虑水的作用计算条件 圆弧稳定分析方法: 瑞典条分法 土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待 稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面 条分法的土条宽度: 1.000(m) 搜索时的圆心步长: 1.000(m) 搜索时的半径步长: 0.500(m) 计算结果图 最不利滑动面: 滑动圆心 = (-11.080,57.431)(m) 滑动半径 = 58.490(m) 滑动安全系数 = 1.074土条详细表 表中符号意义: i 土条编号 x 起始x(m) l 土条底长(m) 土条底部倾角(度) c 土条底部粘聚力(kPa) 土条底部内摩擦角(度) W 土条重(kN) N 土条底部法向力(kN) T 土条底部切向力(kN)ixlcWNT1011.4121.0065025.812.512.4856.2120.98612.3991.0095025.837.48.0368.1231.97113.391.0135025.861.9914.3679.8242.95714.3851.0185025.886.2921.4491.2953.94315.3841.0225025.8110.2829.26102.5264.92916.3881.0275025.8133.9837.8113.5175.91417.3971.0335025.8157.3647.05124.2486.918.3931.0015025.8160.3650.6123.6297.8519.3771.0075025.8155.2451.51121.15108.820.3661.0135025.8149.8252.14118.57119.7521.3621.025025.8144.1152.5115.891210.722.3651.0275025.8138.152.55113.11311.6523.3751.0355025.8131.7852.28110.221412.624.4071.0715025.8143.8259.43116.851513.57525.461.085025.8167.4471.98127.081614.5526.5231.095025.8190.785.16136.971715.52527.5951.15025.8213.5998.94146.521816.528.6781.1115025.8236.1113.3155.71917.47529.7731.1235025.8258.23128.23164.522018.4530.881.1365025.8279.95143.68172.952119.42531.9991.155025.8301.26159.64180.992220.433.0410.9785025.8258.61141153.712321.2234.0050.9895025.8251.2140.49150.132422.0434.981.0015025.8243.54139.62146.52522.8635.9661.0135025.8235.59138.36142.832623.6836.9651.0265025.8227.33136.7139.122724.538.0291.1455025.8253.37156.09153.752825.40239.161.1645025.8268.88169.79158.972926.30440.3091.1835025.8283.94183.68163.833027.20741.4781.2045025.8298.53197.72168.333128.10942.6691.2275025.8312.62211.88172.473229.01143.8831.2525025.8326.19226.11176.243329.91345.1231.2795025.8339.2240.36179.643430.81646.391.3085025.8351.61254.58182.643531.71847.6871.345025.8363.39268.72185.273632.6249.0391.425025.8372.55281.33189.063733.55150.451.4625025.8355.55274.15182.543834.48251.9051.5095025.8337.67265.74176.153935.41353.4091.5625025.8318.81255.97169.954036.34354.9691.6225025.8298.86244.72164.024137.27456.5911.6915025.8277.7231.81158.454238.20558.2861.7715025.8255.16217.06153.384339.13660.0671.8665025.8231.03200.21149.014440.06761.9511.985025.8205.04180.95145.594540.99863.9592.125025.8176.82158.87143.554641.92966.1242.35025.8145.85133.37143.544742.85968.4942.5395025.8111.35103.6146.714843.7971.152.8815025.872.0368.17155.324944.72174.243.4285025.825.4824.53174.73总的下滑力 = 6577.951(kN) 总的抗滑力 = 7065.266(kN) 土体部分下滑力 = 6577.951(kN) 土体部分抗滑力 = 7065.266(kN) 总锚固力 = 1486.07(kN)（二）、 锚索计算设计锚固力应根据边坡不稳定力（下滑力