基础工程大作业-xzw

1、中 国 矿 业 大 学地基与基础工程大作业20 13 至 20 14 学年 第 二 学期 姓 名： 李 学 号： 学 院： 力学与建筑工程学院 专 业： 土木工程 电 话： 138*01 邮 箱： 4967*6768 任课教师： 徐 * 伟 力学与建筑工程学院11目 录一、工程概况和设计任务.11.1 工程概况.1 1.2 设计任务.21.3 地勘资料.21.4 设计依据.5二、无筋扩展基础设计.5 2.1 基本荷载组合.52.2 确定基底埋深及持力层.52.3 基底尺寸初步设计.62.4 地基承载力及偏心距验算.62.5 地基变形验算.62.6 确定基底高度及尺寸.72.7 施工设计.7三、

2、扩展基础设计.73.1 设计荷载.73.2 确定基底埋深及持力层.73.3 基底尺寸初步设计.83.4 地基承载力及偏心距验算.83.5 扩展基础设计.93.6 地基稳定性验算.113.8 扩展基础施工设计.12四、桩基础设计.124.1 设计荷载.124.2 确定持力层及承台尺寸.134.3 初步设计桩数目.134.4 计算复合基桩竖向承载力特征值.134.5 计算桩顶荷载.154.6 承台受冲切承载力验算.154.7 承台受剪计算.164.8 承台受弯计算.164.9 桩基础施工方案.17一、工程概况和设计任务1.1 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6

3、m，车间内有2对15吨中级工作制桥式吊车。规定室内地面标高为±0.10，相当于黄海高程450.00m，室外地面标高为-0.1m，柱顶标高为12.00m，轨顶标高为9.80m。根据布置的位置和功能来分，柱子的类别主要有边柱Z1、角柱Z2及抗风柱Z3三类。Z2Z3Z11.2 设计任务要求对边柱Z1中的中间柱子进行基础设计；分别完成无筋扩大基础（刚性基础）、有筋扩展基础（柔性基础）、及采用桩基方案的三种基础的尺寸计算、内力验算，并安排施工方案和流程，达到施工要求。各柱底位于室内地面以下0.5m处，各柱在地面处的截面内力取值如下： 1.3 地勘资料勘察工作按施工图设计阶段的要求进行。共完成钻

4、孔6个，并结合钻孔取原状土样X个进行了室内土工实验，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。分布于场地表面，以灰黑色粉土为主，伴有碎砖，炉渣等杂物的填土层。厚约0.51.2m，结构疏松，土质不均，平均天然重度为17.1kN/m3。第层：粉质粘土。呈棕红色。除1#孔外各孔均有，厚度9.510.1m。硬塑可塑，土质较均匀。第层：粘土。呈黄黑色，各孔均可见到，没有钻透，据调查厚度在10m以上。土质均匀，可塑硬塑。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

5、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。其地基承载力标准值分别为：第层：fk=200kPa， 第层：fk=220kPa钻探点布置见图1-3，地质剖面见图1-4，土工试验成果见表1-1，地质柱状图略。 图1-3 地质钻孔平面布置图问题：勘探点布置是否合理？答：不合理。场地较方，只在场地周围勘探不合理，在场地内部也要适当设置勘探点；控制性勘探点和一般性勘探点不明确。若将已有勘探点视为控制性勘探点，可在上下两排勘探点中间加设置一般性勘探点，勘探点布置趋为合理。图图2-6 IIIIII剖面和图例（m）表1-1 某机械厂装配车间土工试验结果汇总表试样编号取样深度/

6、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32.919.52.720.85432.626.46.21.050.3916°15.62-29.009.40粉质粘土29.0619.42.740.8130.4920.1710.320.8610.3323°395.96-316.6017.00粘土26.120.22.750.71843.1520.6522.50.2420.2719°205.40-421.0021.40粘土27.1219.72.730.786

7、39.0821.7617.320.3090.2515°487.222孔-12.603.00粉质粘土24.420.12.70.68133.8121.3112.50.250.1925°156.22-28.008.40粉质粘土25.3520.32.710.68731.572110.570.4120.2216°558.64-311.0011.40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

8、6;129.263孔-15.005.40粉质粘土23.0820.12.710.62933.9620.0413.920.2180.2120°156.224孔-14.104.50粉质粘土22.9419.92.730.68737.4323.9613.47<00.2122°296.045孔-17.507.90粉质粘土26.6420.12.720.74130.819.2711.530.6390.2320°277.26-213.1013.50粘土28.9519.52.730.80548.329.6418.66<00.2316°519.606孔-13.20

9、3.60粉质粘土24.5020.12.710.69230.319.8510.450.4450.2220°567.08由以上数据可以得出，3号柱下底层分布情况为（以室内地面为参考点）：3号基础中心位置各土层厚度表土层号厚度/m0.7789.7333.7671.4 场地处理按工程规定：室内地面标高为±0.10m，相当于黄海高程450.00m，室外地面标高为0.10m。天然地面标高为454.30454.50m，第层土厚度为1.01.2m，地下水为潜水，稳定水位在2.93.9m深处。故处理场地清除地表以下4.304.50m，此时第层土已经清除，整个场地为第二层土，且可见地下潜水。设

10、计柱子尺寸为400×600mm。1.5 设计依据本次课程设计的依据为本课程设计指导书和相关规范。GB50007-2002建筑地基基础设计规范； GB50010-2002 混凝土结构设计规范；JGJ 94-2008建筑桩基技术规范。二、无筋扩展基础的设计2.1荷载的基本组合 无筋扩展基础设计采用标准值：,，。2.2确定无筋扩展基础的埋深及持力层根据1.4中场地处理结果，无筋扩展基础的持力层为第层粉质粘土，基础埋深2m。2.3基底尺寸初步设计（1）地基承载力修正因Z1中的中间柱子靠近3#孔，故取3#孔的试验结果计算。粉质粘土孔隙比粉质粘土液性指数估计基础宽度为4m，埋深2m。查表2-15

11、，承载力修正系数： ， 。按式（2-36），修正后地基承载力特征值为 （2）按中心荷载初估基地面积，由式（2-61）得考虑偏心荷载作用，将基底面积扩大1.3倍，即： 。采用4m×3m基础。2.4 地基承载力及偏心距验算基础及覆土重 基础的总垂直荷载 基底的总力矩 总荷载的偏心 按式（2-41）计算基底边缘最大应力故：最大边缘应力 基底平均应力 满足地基承载力要求。2.5 地基变形验算2.6确定基础高度以及构造尺寸（采用C15混凝土）基础材料采用C5混凝土，基底平均压力p200kPa，根据表2-8，台阶宽高比允许值为1:1.0，即允许刚性角为45°。按长边及刚性角确定基础尺寸

12、如下图：三、加筋扩展基础的设计3.1 设计荷载：对于扩展基础，采用如下荷载：,，。基本组合采用标准组合乘以1.35分项系数，即：外荷载： 3.2 确定基础埋深与持力层。先取基础高度为650mm，故埋深为1.15m，持力层为第层粉质粘土。3.3 基础底面尺寸初步设计由于荷载组合相对于刚性基础小很多，故先估计基础尺寸为3m×2m。3.4 地基承载力及偏心距验算粉质粘土孔隙比： 粉质粘土液性指数： 查表2-15，深度修正系数，基础宽度小于3.0m，可以不作宽度修正，按式（2-36），修正后地基承载力特征值为荷载偏心距： 由式（2-41）和（2-42）求基底净反力3.5 加筋扩展基础设计（采

13、用C20,初步拟定基础高度650mm）1.确定基础高度初步拟定基础高度650mm。2.内力计算1）基础冲剪验算（1）Aaiegjc面积上地基反力Fl计算由式（2-69） 按Aaiegjc面积上作用者pemax计，则（2）验算冲切破坏面的抗剪承载力按式（2-73） 因为 ，故 ，基础采用C20混凝土， 故 满足 要求，基础不会发生冲切破坏。2）柱边基础弯矩计算柱边与远侧基础边缘距离 柱边处的地基净反力peI由式（2-71）计算由式（2-76）由式（2-75） 3.抗弯钢筋设置 ，选用2010， ； ，选用138， 。3.6 地基稳定性验算大多数基础在设计时不做稳定性检算，本单层工业厂房满足稳定性要求，不做需做稳定性检算。3.7 浅基础施工方案四、桩基础设计（因考试复习，暂不设计）4.1设计荷载边柱的中间柱设计荷载为：,，。4.2 确定桩端持力层及承台尺寸(混凝土选用：混凝土，钢筋选用：级钢筋，。)4.3 初步确定桩的数目4.4 计算复合基桩竖向承载力特征值R 1.初步确定桩的数目： 2.确定桩位布置和确