基础工程-公式可用

1、基 础 工 程 课 程 设 计指导老师：彭雄志班 级：10级土木四班姓 名：武萍学 号：2013年5月目 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、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

2、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附图一 扩展基础平面布置图.18附图二 扩展基础施工图.19附图三 桩基础平面布置图.20附图四 桩基础施工图.21一、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6m，车间内有2对30吨中级工作制桥式吊车。建筑

3、平面图见图2-1。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 装配车间平面图 /mm 柱子编号为（1）（20），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。各柱在基础顶面处的截面形状为矩形，尺寸为： 图1-2 基础梁的横截面尺寸示意图（单位：mm）边柱Z1： 长宽=1000400mm；角柱Z2： 长宽=1000400mm；抗风柱Z3： 长宽=700400mm；基础梁的横截面尺寸如图2-2，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）

4、上。1.2 设计任务根据所给的某机械厂厂房的图纸和地质资料，要求对边柱Z2中的1号柱进行地下基础设计；完成尺寸计算、内力验算并绘制施工图，安排施工方案和流程，达到施工要求。基础梁上的荷重（包括基础梁自重）按30kN/m计算。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：角柱 Z2（横向计算），荷载组合编号： L11 L12 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0.51.2

5、m，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

6、-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图1-4 II地质剖面（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/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26.120.22.750.71

7、843.1520.6522.50.2420.2719205.40-421.0021.40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26.59

8、19.92.70.71843.122.1920.910.210.2316129.263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.

9、203.60粉质粘土24.5020.12.710.69230.319.8510.450.4450.2220567.081.4 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确定无筋扩展基础的埋深及持力层根据地勘报告，层土土质疏松，不适合作为持力层。层土土质较为密实、均匀，且厚度较大，不宜再向下寻找持力层，故选取层土作为持力层。且考虑无筋扩展基础埋深较深,因此，基础计算埋深初拟为2.2m(以室外地面标高为基准线)，在地下水位以

10、上。图2-1 基础受力示意图2.2基底尺寸初步设计(1)先按中心荷载初算。 计算粘土地基承载力特征值。据粉质粘土层，查表得承载力修正系数。 基础埋深范围土的重度先假设基底宽度不大于3m，粘土地基承载力特征值： 中心荷载作用基础底面积：（2）考虑偏心荷载不利影响,取。采用矩形基础，由于基底的最小尺寸为3.0m,故不需要对再进行宽度修正。2.3 地基承载力及偏心距验算 竖向力：弯 矩： 经验算，满足要求。因此基底选用。 由于该地层处不存在软弱下卧层，所以无需进行软弱下卧层承载力验算。2.4 地基变形验算 由于该建筑属一般工业建筑，在地基基础设计等级中属于丙级。由地基规范知，该地基在可不作地基变形计

11、算设计等级为丙级的建筑物范围。而且其地基承载力特征值大于130kPa,所以可不进行地基变形验算。2.5确定基础高度以及构造尺寸 采用C15混凝土200kPapk213.0kPa0.15m，满足相关的规定。桩的布置与承台的尺寸如图所示： 图4-1 桩基布置图3. 计算考虑群桩效应下的基桩竖向承载力设计值R并验算 式中：（1）求系数 ， 桩周围粘性土，用内插法查得：（2） 求系数承台底地基土净面积:承台内区净面积：承台外区净面积：由表5-21查得4. 求R 由于承台埋深1.4m，不考虑地基承载能力的承台宽度的修正，则有：5. 验算考虑承台土重荷群桩效应下的桩数 承台及其土重 所以设置4根可以满足承

12、载力的要求。4.5 计算桩顶荷载取承台及其上土的平均重度，则桩顶平均竖向力为： 由于埋深h=1.4m，可见上述计算方法适用。 桩顶水平力, 水平力和竖向力的合力与铅垂线的夹角为： ，故可以不验算基桩的水平承载。4.6 承台受冲切承载力验算 设计承台厚度取为700m，冲切破坏椎体的有效高度为,则 ，满足中等直径桩深入承台的尺寸（50mm）的要求，同时满足承台地面的最小混凝土保护层的厚度（70mm)的要求。1.柱边冲切。 ，取 满足要求2. 角桩向上冲切验算 ， 取 4.7 承台受剪计算 ,有效高度 ,取故剪切系数：因，故可取，得满足要求。4.8 承台受弯计算选用，则，沿平行轴方向均匀布置。沿y方向，选用直径14mm。 选用，则，沿平行轴方向均匀布置。4.9 桩基施工方案1.桩基础施工方案桩施工采用静压沉入方式。2.施工流程测量放线安装桩尖检查桩位桩机就位调整桩机水平度调整桩机垂直度桩基吊桩对位施压计压力值测量贯入度测回弹值受压下一桩位。承