某多层民用建筑地基与基础设计

1 目录目录 一一 设计题目设计题目 二二 工程概况工程概况 三三 工程地质条件工程地质条件 四四 荷载分布情况荷载分布情况 五五 基础设计基础设计 5 05 0 工艺流程图工艺流程图 5 15 1 确定基础埋深确定基础埋深 5 25 2 确定基础宽度确定基础宽度 5 35 3 确定基础底板厚度及配筋确定基础底板厚度及配筋 5 45 4 制基础底板配筋图制基础底板配筋图 六六 地基砂垫层设计地基砂垫层设计 七七 砂土方量计算砂土方量计算 八八 参考文献参考文献 2 1 1 设计题目设计题目 某多层民用建筑某多层民用建筑地基与基础设计地基与基础设计 二二 工程概况工程概况 2 12 1 该工程为该工程为 5 5 层砖混结构住宅楼 基础上部墙体平面层砖混结构住宅楼 基础上部墙体平面 布局如图所示 承重砖墙厚度布局如图所示 承重砖墙厚度 370mm370mm 拟采用墙下条形扩展基 拟采用墙下条形扩展基 础 室内外设计地坪高差为础 室内外设计地坪高差为 0 30m0 30m 以室内为 以室内为 0 0m0 0m 2 22 2 地基土层依次为 地基土层依次为 第第 1 1 层 松散回填土 层厚层 松散回填土 层厚 1 5m1 5m 重 重 15 8kN m15 8kN m3 3 f fak ak 85kPa 85kPa 压缩模量 压缩模量 6MPa6MPa 第第 2 2 层 粉质黏土 层厚层 粉质黏土 层厚 3 0m3 0m 重度 重度 3 16 5kN m16 5kN m3 3 f fak ak 120kPa 120kPa 压缩模量 压缩模量 10MPa10MPa 第第 3 3 层 淤泥质土 层厚层 淤泥质土 层厚 4m4m 重度 重度 16 0kN m16 0kN m3 3 f fak ak 70kPa 70kPa 压缩模量 压缩模量 3 8MPa3 8MPa 第第 4 4 层 粉质黏土 层厚超过层 粉质黏土 层厚超过 10m10m 重度 重度 17 5kN m17 5kN m3 3 压缩模量压缩模量 14MPa14MPa 2 32 3 为解决地基承载力不足的问题 拟采用砂垫层进为解决地基承载力不足的问题 拟采用砂垫层进 行地基处理 因第行地基处理 因第 3 3 层为淤泥质土 要进行软弱下卧层承载层为淤泥质土 要进行软弱下卧层承载 力验算 力验算 2 42 4 墙体传递到基础的荷载具体如下 墙体传递到基础的荷载具体如下 1 1 纵墙 纵墙 A A 两窗中心线间墙体荷载基本组合 轴心荷载两窗中心线间墙体荷载基本组合 轴心荷载 N 280 0kN mN 280 0kN m M 12 5kNM 12 5kN m mm m 2 2 纵墙 纵墙 B B 两门中心线间墙体荷载基本组合 轴心荷载两门中心线间墙体荷载基本组合 轴心荷载 N 290 0kN mN 290 0kN m M 14kNM 14kN m mm m 3 3 山墙 山墙 荷载基本组合 轴心荷载 荷载基本组合 轴心荷载 N 180kN mN 180kN m M 8 6kNM 8 6kN m mm m 4 4 内横墙 内横墙 荷载基本组合 轴 荷载基本组合 轴 心荷载心荷载 N 170kN mN 170kN m 2 52 5 该建筑所在场地抗震设计烈度为该建筑所在场地抗震设计烈度为 7 7 度 抗震等级为三度 抗震等级为三 级 级 三 工程地质条件三 工程地质条件 该地区地势平坦 无相邻建筑物 地质剖面如图 该地区地势平坦 无相邻建筑物 地质剖面如图 四 上部结构传至基础顶面的荷载具体情况 四 上部结构传至基础顶面的荷载具体情况 外纵外纵 A A 墙 两窗中心间墙 两窗中心间 4 0m4 0m 墙体 墙体 N1 280kNN1 280kN M 12 5kNM 12 5kN m mm m 外纵外纵 B B 墙 两窗中心间墙 两窗中心间 4 0m4 0m 墙体 墙体 N2 290kNN2 290kN 4 M 14kNM 14kN m mm m 山墙 山墙 1m1m 墙体 墙体 N3 180kNN3 180kN M 8 6kNM 8 6kN m mm m 内横墙 内横墙 1m1m 墙体 墙体 N4 170kNN4 170kN 4 14 1 结构布置方案结构布置方案 该工程结构类型为砖混结构 采用横墙承重方案 该工程结构类型为砖混结构 采用横墙承重方案 4 24 2 基础类型基础类型 采用墙下钢筋混凝土条形基础 采用墙下钢筋混凝土条形基础 4 34 3 基础材料与构造基础材料与构造 混凝土强度等级不低于混凝土强度等级不低于 C20C20 基础垫层采用 基础垫层采用 C10C10 混凝土混凝土 100mm100mm 厚度 基础底板钢筋采用厚度 基础底板钢筋采用 HPB235HPB235 级 级 f fy y 210N mm 210N mm2 2 底板受力筋直径不宜小于底板受力筋直径不宜小于 10mm10mm 间距不宜大于 间距不宜大于 200mm200mm 也不 也不 宜小于宜小于 100mm100mm 纵向分布筋直径不小于 纵向分布筋直径不小于 8mm8mm 间距不宜大于 间距不宜大于 300mm300mm 基础设垫层 钢筋保护层厚度不小于 基础设垫层 钢筋保护层厚度不小于 40mm40mm 5 五 五 基础设计基础设计 根据设计资料 工程概况和设计要求 采用墙下钢根据设计资料 工程概况和设计要求 采用墙下钢 筋混凝土条形基础 基础材料选用筋混凝土条形基础 基础材料选用 C20C20 混凝土 混凝土 f ft t 1 1N mm 1 1N mm2 2 HPB235HPB235 级 级 f fy y 210N mm 210N mm2 2 5 05 0 墙下条形基础的施工流程图墙下条形基础的施工流程图 5 15 1 确定基础埋深确定基础埋深 综合地质条件等因素 确定基础埋深综合地质条件等因素 确定基础埋深 d 2 0md 2 0m 则基础底 则基础底 面以上土的加权平均重度面以上土的加权平均重度 m m 3 m 97 15 5 05 1 5 165 0 8 155 1 mkN 6 5 25 2 确定基础宽度确定基础宽度 1 1 持力层承载力修正值持力层承载力修正值 fafa 假定基础宽度假定基础宽度 b 3mb 3m 根据粘性土 根据粘性土 e 0 85e 0 85 I IL L 0 85 0 85 查表得承载力深度修正系数查表得承载力深度修正系数 d d 1 1 1 1 则 则 外纵外纵 A A 墙墙 m75 1 220 200 280 d f b G 1 N 外纵外纵 B B 墙墙 m81 1 220 200 290 d f b G 2 N 山墙基础山墙基础 m13 1 220 200 180 d f b G 3 N 内横墙基础内横墙基础m06 1 220 200 170 d f b G 4 N m0 2b 所有墙体基础宽度均取 5 35 3 确定基础底板厚度及配筋确定基础底板厚度及配筋 1 1 外纵外纵 A A 墙基础墙基础 1 1 地基净反力 地基净反力 kPa b F pj189 2 28035 1 2 2 验算截面内力 验算截面内力 7 mkNabpV j 15437 0 0 2189 2 1 2 1 mkN ab pM j 63 2 37 0 0 2 189 2 1 2 2 1 2 2 3 3 受剪承载力验算 受剪承载力验算 初定基础底板厚度初定基础底板厚度 h 400mmh 400mm 基础底部做 基础底部做 C10C10 素混凝土素混凝土 垫层垫层 100100 厚度 则基础有效高度厚度 则基础有效高度 h h0 0 400 40 360mm 400 40 360mm mkNmkNhft 154 2 2773601 17 07 0 0 满足要求 取满足要求 取 h 400mmh 400mm h h0 0 360mm 360mm 4 4 底板受力钢筋配筋面积 底板受力钢筋配筋面积 2 6 y0 s 926 2103609 0 1063 9 0 mm fh M A 结合构造要求 底板受力钢筋选用结合构造要求 底板受力钢筋选用 12 100 12 100 A As s 942mm 942mm2 2 分布钢筋选用 分布钢筋选用 8 300 8 300 2 2 外纵外纵 B B 墙基础墙基础 1 1 地基净反力 地基净反力 kPa b F pj196 2 29035 1 2 2 验算截面内力 验算截面内力 mkNabpV j 16037 0 2196 2 1 2 1 mkN ab pM j 65 2 37 02 196 2 1 2 2 1 2 2 3 3 受剪承载力验算 受剪承载力验算 初定基础底板厚度初定基础底板厚度 h 400mmh 400mm 基础底部做 基础底部做 C10C10 素混凝素混凝 8 土垫层土垫层 100100 厚度 则基础有效高度厚度 则基础有效高度 h h0 0 400 40 360mm 400 40 360mm mkNmkNhft 160 2 2773601 17 07 0 0 满足要求 取满足要求 取 h 400mmh 400mm h h0 0 360mm 360mm 4 4 底板受力钢筋配筋面积 底板受力钢筋配筋面积 2 6 y0 s 955 2103609 0 1065 9 0 mm fh M A 结合构造要求 底板受力钢筋选用结合构造要求 底板受力钢筋选用 12 100 12 100 A As s 942mm 942mm2 2 分布钢筋选用 分布钢筋选用 8 300 8 300 2 2 山墙基础山墙基础 1 1 地基净反力 地基净反力 kPa b F pj 5 121 2 18035 1 2 2 验算截面内力 验算截面内力 mkNabpV j 9937 0 25 121 2 1 2 1 mkN ab pM j 4 40 2 37 0 2 5 121 2 1 2 2 1 2 2 3 3 受剪承载力验算 受剪承载力验算 初定基础底板厚度初定基础底板厚度 h 400mmh 400mm 基础底部做 基础底部做 C10C10 素混凝土垫素混凝土垫 层层 100100 厚度 则基础有效高度厚度 则基础有效高度 h h0 0 400 40 360mm 400 40 360mm mkNmkNhft 99 2 2773601 17 07 0 0 满足要求 取满足要求 取 h 400mmh 400mm h h0 0 360mm 360mm 4 4 底板受力钢筋配筋面积 底板受力钢筋配筋面积 9 2 6 y0 s 594 2103609 0 10 4 40 9 0 mm fh M A 结合构造要求 底板受力钢筋选用结合构造要求 底板受力钢筋选用 12 100 12 100 A As s 942mm 942mm2 2 分布钢筋选用 分布钢筋选用 8 300 8 300 3 3 内横墙基础内横墙基础 1 1 地基净反力 地基净反力 kPa b F pj115 2 17035 1 2 2 验算截面内力 验算截面内力 mkNabpV j 9437 02115 2 1 2 1 mkN ab pM j 2 38 2 37 0 2 115 2 1 2 2 1 2 2 3 3 受剪承载力验算 受剪承载力验算 初定基础底板厚度初定基础底板厚度 h 400mmh 400mm 基础底部做 基础底部做 C10C10 素混凝土垫素混凝土垫 层层 100100 厚度 则基础有效高度厚度 则基础有效高度 h h0 0 400 40 360mm 400 40 360mm mkNmkNhft 94 2 2773601 17 07 0 0 满足要求 取满足要求 取 h 300mmh 300mm h h0 0 260mm 260mm 4 4 底板受力钢筋配筋面积 底板受力钢筋配筋面积 2 6 y0 s 562 2103609 0 102 38 9 0 mm fh M A 10 结合构造要求 底板受力钢筋选用结合构造要求 底板受力钢筋选用 12 100 12 100 A As s 942mm 942mm2 2 分布钢筋选用 分布钢筋选用 8 300 8 300 5 5 地基钢筋用量表 地基钢筋用量表 基础材料名称及等级受力钢筋分布钢筋 A钢 材 一级盘圆钢 12 100 12 100 8 300 8 300 B钢 材 一级盘圆钢 12 100 12 100 8 300 8 300 1钢 材 一级盘圆钢 12 100 12 100 8 300 8 300 2钢 材 一级盘圆钢 12 100 12 100 8 300 8 300 3钢 材 一级盘圆钢 12 100 12 100 8 300 8 300 4钢 材 一级盘圆钢 12 100 12 100 8 300 8 300 5钢 材 一级盘圆钢 12 100 12 100 8 300 8 300 6钢 材 一级盘圆钢 12 100 12 100 8 300 8 300 7钢 材 一级盘圆钢 12 100 12 100 8 300 8 300 5 45 4 制基础底板配筋图制基础底板配筋图 详见大图详见大图 6 6 地基砂垫层设计地基砂垫层设计 11 6 06 0 砂垫层施工工艺流程图砂垫层施工工艺流程图 6 16 1 砂垫层材料采用粗砂 根据表砂垫层材料采用粗砂 根据表 5 25 2 基础工基础工 程程 中垫层承载力要求 压缩系数可取 中垫层承载力要求 压缩系数可取 0 95 0 95 承载 承载c 力标准值力标准值 kpa200fak 6 26 2 考虑淤泥质土软弱 基础宜浅埋 基础埋深初步确定考虑淤泥质土软弱 基础宜浅埋 基础埋深初步确定 d 2 0m d 2 0m 6 2 16 2 1 计算墙基的宽度 要求满足下式计算墙基的宽度 要求满足下式 外纵外纵 A A 墙墙m75 1 220 200 280 d f b G 1 N 外纵外纵 B B 墙墙m81 1 220 200 290 d f b G 2 N 山墙基础山墙基础m13 1 220 200 180 d f b G 3 N 12 内横墙基础内横墙基础m06 1 220 200 170 d f b G 4 N m0 2b 所有墙体基础宽度均取 6 2 26 2 2 初步设计粗砂垫层厚度 取初步设计粗砂垫层厚度 取 Z 2 3mZ 2 3m 6 2 36 2 3 垫层底面土的自重应力 可采用下式计算垫层底面土的自重应力 可采用下式计算 kpa695 1 3 22 5 165 18 15 cz 1211 hzdhP 6 2 46 2 4 垫层底面土的附加应力 附加应力扩散角可按表垫层底面土的附加应力 附加应力扩散角可按表 5 1 5 1 基础工程基础工程 取值 采用 取值 采用 30 63 30tan3 222 2 8 15 2 2220280 2 tan2 tan2 1 1 1z zb d b bdN b zb ppb P G ck 65 30tan3 222 28 15 2 2220290 2 tan2 tan2 1 2 2z zb d b bdN b zb ppb P G ck 43 30tan3 222 2 8 15 2 2220180 2 tan2 tan2 1 3 3z zb d b bdN b zb ppb P G ck 13 40 30tan3 222 28 15 2 2220170 2 tan2 tan2 1 4 4z zb d b bdN b zb ppb P G ck 6 2 56 2 5 垫层底面淤泥质土的承载力垫层底面淤泥质土的承载力 可由下式求得 可由下式求得 az f kpa1375 0 3 4 97 151 170 5 0 3 ff akaz kpaDb mdb 6 2 66 2 6 验算垫层底面下卧层的强度 根据下式进行验算验算垫层底面下卧层的强度 根据下式进行验算 取最大值 取最大值 kpapp czz 137kpa1346965 满足承载力要求 满足承载力要求 6 2 76 2 7 确定垫层的宽度确定垫层的宽度 按下式计算 按下式计算 b m6 430tan3 222tanz2bb 七 砂土方量计算七 砂土方量计算 15 1 2 6 0tan26 0b IAB L z