柱下獨立基礎課程設計

1、i 目 錄1 柱下獨立基礎課程設計 . 31.1 設計資料 . 31.1.1地形. 31.1.2工程地質條件 . 31.1.3巖土設計參數 . 31.1.4水文地質條件 . 41.1.5上部結構材料 . 41.1.6材料. 41.1.7本人設計資料 . 41.2 獨立基礎設計 . 51.2.1選擇基礎材料 . 51.2.2選擇基礎埋置深度 . 51.2.3求地基承載力特征值af. 51.2.4初步選擇基底尺寸 . 61.2.5驗算持力層地基承載力 . 61.2.7基礎高度 . 71.2.8變階處抗沖剪驗算 . 81.2.9配筋計算 . 81.2.10基礎配筋大樣圖 . 91.2.11確定 a、

2、c 兩軸柱子基礎底面尺寸 . 10 1.2.12 設計圖紙 . 10 2 樁基礎課程設計 . 11 2.1 設計資料 . 11 2.11 地形. 11 2.12 工程地質條件 . 11 2.13 巖土設計技術參數 . 11 2.14 水文地質條件 . 12 2.15 場地條件 . 12 ii 2.16 上部結構資料 . 12 2.17 本人設計資料 . 12 2.2 預制樁基設計 . 13 2.21 單樁承載力計算 . 13 2.22 樁基豎向承載力驗算 . 14 2.23 承臺設計 . 15 2.24 樁身結構設計 . 19 2.25 樁身構造設計 . 20 2.26 吊裝驗算 . 20 2

3、.27 估算 a、c 軸線柱下樁數 . 20 2.28 設計圖紙 . 21 3 衡重式擋土墻課程設計 . 錯誤!未定義書簽。3.1 設計題目 . 錯誤!未定義書簽。3.2 地層條件及參數 . 錯誤!未定義書簽。3.3 上墻土壓力計算 . 錯誤!未定義書簽。3.4 下墻土壓力計算 . 錯誤!未定義書簽。3.5 墻身截面計算 . 錯誤!未定義書簽。3.6 設計圖紙 . 錯誤!未定義書簽。3 1 柱下獨立基礎課程設計1.1 設計資料1.1.1 地形擬建建筑地形平整1.1.2 工程地質條件自上而下土層依次如下：號土層：雜填土，層厚0.5m 含部分建筑垃圾。號土層：粉質粘土，層厚1.2m，軟塑，潮濕，承

4、載力特征值akf130kpa。號土層：黏土，層厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值180akfkpa。號土層：細砂，層厚2.7m，中密，承載力特征值k240kpaaf。號土層：強風化砂質泥巖，厚度未揭露，承載力特征值300akfkpa。1.1.3 巖土設計參數表 1.1地基巖土物理學參數土層編號土的名稱重度3mkn孔隙比 e 液性指數il粘聚力 c kpa內 摩擦 角0( )壓 縮 模量sepam標準貫入錘擊數 n 承載力特征值akf()kpa雜填土18 - - - - - - - 粉質粘土20 0.65 0.84 34 13 7.5 6 130 黏土19.4 0.58 0.78 25 23

5、8.2 11 180 細砂21 0.62 - - 30 11.6 16 240 強風化砂質泥巖22 - - - - 18 22 300 4 1.1.4 水文地質條件1)擬建廠區(qū)地下水對混凝土結構無腐蝕性。2)地下水位深度：位于地表下1.5m。1.1.5 上部結構材料擬建建筑物為多層全現(xiàn)澆框架結構，框架柱截面尺寸為500mm500mm 。室外地坪標高同自然地面，室內外高差450mm 。柱網布置圖如圖1.1 所示：1.1.6 材料混凝土強度等級為2530cc，鋼筋采用235hpb、hpb335 級。1.1.7 本人設計資料本人分組情況為第二組第七個， 根據分組要求及參考書柱底荷載效應標準組合值及柱

6、底荷載效應基本組合值選用題號b軸柱底荷載 . 柱底荷載效應標準組合值:kkkf1970knm242kn.m,v95kn，。柱底荷載效應基本組合值:kkkf2562knm315kn.m,v124kn，. 持 力 層 選 用 號 土 層 ， 承 載 力 特 征 值kf240kpa， 框 架 柱 截 面 尺 寸 為500mm 500mm ，室外地坪標高同自然地面，室內外高差450mm 。5 1.2 獨立基礎設計1.2.1 選擇基礎材料基礎采用 c25 混凝土， hpb235級鋼筋，預估基礎高度0.8m。1.2.2 選擇基礎埋置深度根據柱下獨立基礎課程設計任務書要求和工程地質資料選取。你、擬建廠區(qū)地下

7、水對混凝土結構無腐蝕性，地下水位于地表下1.5m。取基礎底面高時最好取至持力層下0.5m，本設計取號土層為持力層，所以考慮取室外地坪到基礎底面為0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m 。由此得基礎剖面示意圖，如圖 1.2 所示?；A剖面示意圖1.2.3 求地基承載力特征值af根據細砂 e=0.62.，li=0.78，查表得b=2.0，d=3.0?；滓陨贤恋募訖嗥骄囟葹椋?180.520 1(2010)0.2(19.410)1.5(2110)0.513.683.7mkn m持力層承載力特征值af（先不考慮對基礎寬度修正值）為(0.5)2403.013.68(3.70.5)371.328aa

8、kdmffdkpa6 上式 d 按室外地面算起。1.2.4 初步選擇基底尺寸取柱底荷載標準值：k1970,242. ,95knkkfkn mkn m v。計算基礎和回填土重kg時的基礎埋置深度為1d=3.74.15m2（）=3.925基礎底面積為2k0f1970a6.24371.332.2 101.67520agmfd由于偏心不大，基礎底面積按0200增大，即201.21.26.247.488aam初步選定基礎底面積22.882.67.488albm， 且 b=2.6m 3m不需要再對af進行修正。1.2.5 驗算持力層地基承載力基礎和回填土重為kgda=2.2 10+1.67520kng（）

9、 7.488=415.58偏心距kkkkm242le0.1010.48fg1970415.586k minp0，滿足要求。基底最大壓力：kkfg61970415.5860.101pmax=1)(1)385.621.2(445.593)a10.082.88kaekpafkpal（1.2.6 計算基底反力取柱底荷載效應基本組合設計值：2562,315. ,124fkn mkn m vkn。靜偏心距為7 315 124 0.8e0.162562nommn基礎邊緣處的最大和最小凈反力為maxmin16256260.16()(1)456.2(228.12.88 2.62.88nnonefpkpakpal

10、bl）1.2.7 基礎高度柱邊基礎截面抗沖切驗算（見圖1.3 ）（a）（b）沖切驗算簡圖（a）柱下沖切（b）變階處沖切l(wèi)=3.6m,b=2.6m,0.5,0.5tccabm am 。初步選定基礎高度h=1000mm ，分兩個臺階，每階段高度均為400mm 。0h10004010950mm（）（有墊層），則取bt0aa20.520.952.42.6hm取ba=2.4m。因此，可得5002400145022tbmaaamm因偏心受壓，max456.2anppkp取，所以沖切為2max00f()()2222cclablbphbh22.880.52.60.5456.2(0.95)2.6(0.95)28

11、4.212222kn8 抗沖切力為3hp00.70.7 1.0 1.27 101.45 0.951224.60284.2tmf a hknkn因此滿足要求。1.2.8 變階處抗沖剪驗算由于有11011.5 ,1.9,50050450tabm am h所以0121.52 0.452.42.6btaahmm2.4m.ba取因此，可得m1.52.2a1.9522tbaam沖切力為2max00f()()2222cclablbph bh22.881.92.61.5456.2(0.45)2.6(0.45)42.882222kn抗沖切力為3hp00.70.7 1.0 1.27 101.95 0.45780.

12、1042.88tmf a hknkn因此滿足要求。1.2.9 配筋計算1)基礎長邊方向。對于 -截面，柱邊凈反力為1minmaxmin)(2cnnnlappppl2.880.5228.1(456.2228.1)321.0522.88kpa懸臂部分凈反力平均值為max111()(456.2321.05)388.63kpa22npp彎矩為2max111()() (2)242nnccppmlabb9 21388.63 (2.880.5)(22.60.5)522.82.24kn m62110522.82 102911.840.90.9210 950symammf h對于 -截面（變階處），有13min

13、maxmin()2nnnlappppl2.881.9228.1(456.2228.1)359.55k22.88pa2max33111()() (2)242nnppmlabb21456.2359.552.88 1.922.6 1.5109.36kn.m242（）（）=623101109.36 101285.830.90.9210 450symammf h比較3sa和1sa，應取1sa配筋，實際配18200，則鋼筋根數為2600n1142022254.5 1435632911.84sammmm2)基礎短邊方向。因為該基礎受單向偏心荷載作用，所以，在基礎短邊方向的基底反力可按均勻分布計算，取maxm

14、in11()456.2228.1342.15kpa22nnnppp（）與長邊方向的配筋計算方法相同，對于- 截面（柱邊）的計算配筋值221458.24samm，- 截面（變階處）的計算配筋值221058.24samm。因此按2sa在短邊方向配筋，實際配12140.鋼筋根數為288011718n22113.1 171922.71458.24sammmm1.2.10基礎配筋大樣圖基礎配筋大樣圖如圖a3圖紙 01 所示。10 1.2.11確定 a、c 兩軸柱子基礎底面尺寸由柱下獨立基礎課程設計任務書得：7 號題 a、c兩柱子基底荷載分布如下。a軸:1339,284. ,96kkkfkn mkn m

15、vknc軸：1560,355. ,89kkkfkn mkn m vkn由前面計算得持力層承載力特征值371.328afkpa，計算回填土重kg時的基礎埋置深度 d3.925m，a軸基礎底面積為2013394.24371.3282.2101.67520kadfamfg基礎底面積按0200增大，即201.21.24.245.09aam初步選定基礎底面面積223.239.45.09,albmm且 b=3，不需要對af進行修正。1.2.12 設計圖紙根據以上計算，可以繪制出基礎平面布置圖b軸柱子基礎大樣圖（見圖紙01）11 2 樁基礎課程設計2.1 設計資料2.11 地形擬建建筑場地地勢平坦，局部堆有

16、建筑垃圾。2.12 工程地質條件自上而下土層依次如下：號土層：素填土，層厚1.5m，稍濕，松軟，承載力特征值akf95kpa。號土層：淤泥質土，層厚3.3m，流塑，承載力特征值akf65kpa。號土層：粉砂，層厚6.6m，稍密，承載力特征值110akfkpa。號土層：粉質粘土，層厚4.2m，濕，可塑，承載力特征值165akfkpa。號土層：粉砂層，鉆孔未穿透，承載力特征值280akfkpa。2.13 巖土設計技術參數表 2.1 地基巖土物理力學參數土層編號土的名稱孔隙比 e 含水量 w 0()0液性指數li標準貫入錘擊數n（次）壓縮模量()sempa素填土5.0 淤泥質土1.04 62.4 1

17、.08 3.8 粉砂0.81 27.6 14 7.5 粉質粘土0.79 31.2 0.74 9.2 粉砂層0.58 31 16.8 表 2.2 裝的極限側阻力標準值skq和極限端阻力標準值pkq土層編號土的名稱樁的側阻力skq樁的端阻力pkq12 素填土22 淤泥質土28 粉砂45 粉質粘土60 900 粉砂層75 2400 2.14 水文地質條件擬建廠區(qū)地下水對混凝土結構無腐蝕性。地下水位深度：位于地表下3.5m。2.15 場地條件建筑物所處場地抗震設防烈度為7 度，場地內無可液化砂土、粉土。2.16 上部結構資料擬建建筑物為六層鋼筋混凝土框架結構，長 30m ，寬 9.6m。室外地坪標高同

18、自然地面，室內外高差 450mm 。柱截面尺寸均為 400400mmmm，橫向承重，柱網布置圖如圖 2.1 所示。2.17 本人設計資料本人分組情況為第二組第七個， 根據分組要求及參考書柱底荷載效應標準組合值及柱底荷載效應基本組合值選用題號b軸柱底荷載 . 柱底荷載效應標準組合值和柱底荷載效應基本組合值如下：13 柱底荷載效應標準組合值a軸荷載：2568;293.m;174kkkfkn mknvkn。b軸荷載：3225;248.m;179kkkfkn mknvkn。c軸荷載：3170;247.m;165kkkfkn mknvkn。柱底荷載效應基本組合值a軸荷載：3230;303.m;212kk

19、kfkn mknvkn。b軸荷載：4180;284.m;197kkkfkn mknvkn。c軸荷載：3750;274.m;208kkkfkn mknvkn。2.2 預制樁基設計建筑物基礎設計方案采用混凝土預制樁，具體設計方案如下：室外地坪標高為-0.45m，自然地面標高同室外地坪標高。該建筑樁基屬于丙級建筑樁基，擬采用截面為 400mm400mm的混凝土預制方樁，以號土層粉質粘土為持力層，樁尖伸入持力層1.2m，設計樁長 11.0m，初步設計承臺高0.8m，承臺底面埋置深度為-1.60m，樁頂伸入承臺 50mm 。2.21 單樁承載力計算根據以上設計，樁頂標高為-1.6m，樁底標高為 -12.

20、6m，樁長為 11.0m。1單樁豎向極限承載力標準值單樁豎向極限承載力標準值按下式計算：ukskpksik ippkqqquq la q式中：ukq單樁豎向極限承載力標準值，kn ；skq單樁總極限側阻力標準值，kn ；pkq單樁總極限端阻力標準值，kn; u樁身周長， m ；14 sikq樁側第 i 層土的極限側阻力標準值kpa；il樁周第 i 層土的厚度， m ；pa樁端面積，2m；pkq樁端極限端阻力標準值，kpa。由于40.40(0.40263.3296.6450.7565)723skqkn0.400.40900144pkqkn723144867ukqkn2樁基豎向承載力特征值承臺底部

21、地基土為較松軟的填土，壓縮性大， 因此本工程不考慮承臺土效應，即取0c，則有867433.52uksqrrknk根據上部荷載初步估計樁數為32257.4433.5ksfnr則取設計樁數為 9 根。2.22 樁基豎向承載力驗算根據建筑樁基技術規(guī)范 （jgj94 2008） ，當按單樁承載力特征值進行計算時，荷載應取其效應的標準組合值。由于樁基所處場地的抗震設防烈度為7 度，且場地內無可液化砂土、粉土問題，因此可不進行地震效應的豎向承載力驗算。根據樁數及承臺尺寸構造要求初步設計矩形承臺（見圖4.2 ） ，取承臺邊長為15 3.33.3mm， 矩形布樁， 樁中心距取 3.5d ， 則3.5 4001

22、400smm， 取 s=1400mm ，樁心距承臺邊緣均為350mm 。承臺及其上填土的總重為3.33.3 1.620348.48kgkn計算時取荷載的標準組合，則3225 348.48397.05(433.5)9kkkfgnknrknnmaxmax22(1790.8248)1.3397.05472.304 1.3kkmynnknymaxmin22(1790.8248)1.3n397.05321.824 1.3kkmynkny因此max472.31.2 (1.2433.5520.2)knrknmin321.820knkn滿足設計要求，股初步設計是合理的。2.23 承臺設計根據以上樁基設計及構造

23、要求， 承臺尺寸為 3.33.3mm 3.33.3mm，預估承臺厚0.8m（見圖 4.3 ）承臺混凝土選用c25 ，21.27tfn mm，211.9cfn mm；承臺鋼筋選用335hrb級鋼筋，2300yfn mm 。1承臺內力計算承臺內力計算荷載采用荷載效應基本組合設計值，則基樁凈反力設計值為16 ,max224180(2841970.8) 1.3549.3694 1.3yim yfnknny,min224180(284197 0.8) 1.3379.4894 1.3yim yfnknny承臺計算簡圖2承臺厚度及受沖切承載力驗算為防止承臺產生剪切破壞，承臺應具有一定的厚度，初步設計承臺厚0

24、.8m，承臺底保護層厚度 50mm ，則080050750hmm。分別對柱邊沖切和角樁沖切進行計算，以驗算承臺厚度的合理性。a 柱對承臺沖切承臺受壓沖切的承載力應滿足下式：17 2()()loxcoyoycoxhptofbahaf h由于418004180,liffnkn 則沖跨比為ox00.2750.3670.75oxah；oy00.9251.231.00.75oyah取oy=1.0。沖切系數為ox0.840.841.480.20.567ox；oy0.840.840.70.21.2oy202()()xcoyoycoxhptbahaf h2 1.48(0.40.925)0.7(0.40.275

25、)1 1270 0.752s12 236,n5900 23612626 12 236a2940.6mm則鋼筋根數，取，實際配筋4636(4180)lknf故厚度為 0.8m 的承臺能夠滿足柱對承臺的沖切要求。b 角樁沖切驗算承臺受角樁沖切的承載力應滿足下式：,1112110()()22xxxyhptaanccf h由于,max549.36,tnnkn從角樁內邊緣至承臺外邊緣距離為120.525cccm;10.275xam;10.75yam. 1100.2750.370.75xxah;1100.741.00.75yyah11110.560.560.560.560.98;0.470.20.570.

26、21.2xyxy18 則1112110()()22yxxyhptaaccf h0.740.2750.98(0.525)0.47(0.525)1 12700.7522,max1131.99(549.36)knnkn故厚度為 0.8m 的承臺能夠滿足角樁對承臺的沖切要求c承臺受剪切承載力計算承臺剪切破壞發(fā)生在與樁邊連線所形成的斜截面處，對于- 截面，6220564.3 1029030.90.9 300 720ysymammf h0.9251.23(0.25 30.75oyoyoah介于之間）剪切系數為1.751.75a0.7811.23 1受剪切承載力高度影響系數計算：由于0hs800,1hmm

27、故取-截面剪力為,maxv2n2502.921005.84kn則3001 0.78 1.27102.00.751486hstaf b hknv故滿足抗剪切要求d. 承臺受彎承載力計算承臺計算截面彎矩如下。對于 - 截面，取基樁凈反力最大值,max502.92nkn進行計算，則iy130020011001.1mm2 502.92 1.1 1106.42 .xiin yn m62101208.6 105968.40.90.9 300 750 xsymammf h因此，承臺長邊方向選用20120.則鋼筋根數為n2000/14011619 取 1620140 ，實際配筋sa=50262mm, 滿足要求

28、。對于 - 截面，取基樁凈反力平均值,464.4nkn進行計算。此時0h80080720mmx6502000.45im則3 464.4 0.45626.9.yiimn xkn m6220629 1032240.90.9 300 720ysymammf h因此，承臺短邊方向選用12236,n5900 236126則鋼筋根數，2s16 236a3618mm取，實際配筋，滿足要求。e. 承臺構造設計混凝土樁頂伸入承臺長度為50mm 。兩承臺間設置連續(xù)梁，梁頂面標高-0.8m，與承臺頂平齊，根據構造要求，梁寬250mm, 梁高 400mm ，梁內主筋上下共 412 通長配筋，箍筋采用8200。承臺底做

29、 100mm 厚 c10素混凝土層，墊層挑出承臺邊緣 100mm.8200. 2.24 樁身結構設計預制樁的樁身混凝土強度等級選用c30,鋼筋選用 hrb335 級。根據建筑樁基技術規(guī)范（jgj942008）第 5.8.2 條的規(guī)定，樁頂軸向壓力應符合下列規(guī)定：maxccpsnf amax2yim yfgnny241801.2377.6(2841970.8)1.3577.594 1.3kn計算樁身軸心抗壓強度時，一般不考慮屈壓影響，故取穩(wěn)定系數1；對于預制樁，基樁施工工藝系數20.85;3014.3,cccfn mm級混凝土，則42cmax1 0.8514.3100.351489(577.5)cf aknnkn20 2.25 樁身構造設計樁身按構造要求配筋，選8 14hrb3356的級鋼筋通長配筋；箍筋選用的hpb235級鋼筋， 間距 200mm ， 距樁頂 2