柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)22288

1、目 錄1 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)31.1設(shè)計(jì)資料31.1.1地形31.1.2工程地質(zhì)條件31.1.3巖土設(shè)計(jì)參數(shù)31.1.4水文地質(zhì)條件41.1.5上部結(jié)構(gòu)材料41.1.6材料41.1.7本人設(shè)計(jì)資料41.2獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)51.2.1選擇基礎(chǔ)材料51.2.2選擇基礎(chǔ)埋置深度51.2.3求地基承載力特征值51.2.4初步選擇基底尺寸6土層編號(hào)土的名稱重度孔隙比e液性指數(shù)粘聚力c內(nèi)摩擦角壓縮模量標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N承載力特征值雜填土18-粉質(zhì)粘土200.650.8434137.56130黏土19.40.580.7825238.211180細(xì)砂210.62-3011.616240強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖22-1822

2、300191 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)資料1.1.1地形擬建建筑地形平整1.1.2工程地質(zhì)條件自上而下土層依次如下：號(hào)土層：雜填土，層厚0.5m含部分建筑垃圾。號(hào)土層：粉質(zhì)粘土，層厚1.2m，軟塑，潮濕，承載力特征值。號(hào)土層：黏土，層厚1.5m，可塑，稍濕，承載力特征值。號(hào)土層：細(xì)砂，層厚2.7m，中密，承載力特征值。號(hào)土層：強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，厚度未揭露，承載力特征值。1.1.3巖土設(shè)計(jì)參數(shù)表1.1 地基巖土物理學(xué)參數(shù)土層編號(hào)土的名稱重度孔隙比e液性指數(shù)粘聚力c內(nèi)摩擦角壓縮模量標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N承載力特征值雜填土18-粉質(zhì)粘土200.650.8434137.56130 黏土19.40.580

3、.7825238.211180 細(xì)砂210.62-3011.616240強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖22-18223001.1.4水文地質(zhì)條件1) 擬建廠區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性。2) 地下水位深度：位于地表下1.5m。1.1.5上部結(jié)構(gòu)材料擬建建筑物為多層全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，框架柱截面尺寸為500mm500mm。室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱網(wǎng)布置圖如圖1.1所示：1.1.6材料混凝土強(qiáng)度等級(jí)為，鋼筋采用。1.1.7本人設(shè)計(jì)資料本人分組情況為第二組第七個(gè)，根據(jù)分組要求及參考書柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值及柱底荷載效應(yīng)基本組合值選用題號(hào)B軸柱底荷載.柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值: 。柱底荷載效應(yīng)基本組

4、合值:.持力層選用號(hào)土層，承載力特征值，框架柱截面尺寸為500mm500mm，室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。1.2獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.2.1選擇基礎(chǔ)材料基礎(chǔ)采用C25混凝土，HPB235級(jí)鋼筋，預(yù)估基礎(chǔ)高度0.8m。1.2.2選擇基礎(chǔ)埋置深度根據(jù)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求和工程地質(zhì)資料選取。你、擬建廠區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性，地下水位于地表下1.5m。取基礎(chǔ)底面高時(shí)最好取至持力層下0.5m，本設(shè)計(jì)取號(hào)土層為持力層，所以考慮取室外地坪到基礎(chǔ)底面為0.5+1.2+1.5+0.5=3.7m。由此得基礎(chǔ)剖面示意圖，如圖1.2所示。基礎(chǔ)剖面示意圖1.2.3求地基承載力特征值根據(jù)細(xì)砂e

5、=0.62.，=0.78，查表得=2.0，=3.0。基底以上土的加權(quán)平均重度為： 持力層承載力特征值（先不考慮對(duì)基礎(chǔ)寬度修正值）為上式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(biāo)準(zhǔn)值：計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重時(shí)的基礎(chǔ)埋置深度為基礎(chǔ)底面積為由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按增大，即初步選定基礎(chǔ)底面積，且b=2.6m3m不需要再對(duì)進(jìn)行修正。1.2.5驗(yàn)算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重為偏心距，滿足要求。基底最大壓力：1.2.6計(jì)算基底反力取柱底荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值：靜偏心距為基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力為1.2.7基礎(chǔ)高度柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖1.3）（a） （b）沖切驗(yàn)算簡(jiǎn)圖（a）柱下沖切

6、 （b）變階處沖切L=3.6m,b=2.6m,初步選定基礎(chǔ)高度h=1000mm，分兩個(gè)臺(tái)階，每階段高度均為400mm。，則取取=2.4m。因此，可得因偏心受壓， 抗沖切力為因此滿足要求。1.2.8變階處抗沖剪驗(yàn)算由于有所以沖切力為抗沖切力為因此滿足要求。1.2.9配筋計(jì)算1) 基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向。對(duì)于-截面，柱邊凈反力為懸臂部分凈反力平均值為彎矩為 對(duì)于-截面（變階處），有 比較和，應(yīng)取配筋，實(shí)際配，則鋼筋根數(shù)為2) 基礎(chǔ)短邊方向。因?yàn)樵摶A(chǔ)受單向偏心荷載作用，所以，在基礎(chǔ)短邊方向的基底反力可按均勻分布計(jì)算，取與長(zhǎng)邊方向的配筋計(jì)算方法相同，對(duì)于-截面（柱邊）的計(jì)算配筋值，-截面（變階處）的計(jì)算配筋值

7、。因此按在短邊方向配筋，實(shí)際配鋼筋根數(shù)為1.2.10基礎(chǔ)配筋大樣圖基礎(chǔ)配筋大樣圖如圖A3圖紙01所示。1.2.11確定A、C兩軸柱子基礎(chǔ)底面尺寸由柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書得：7號(hào)題A、C兩柱子基底荷載分布如下。A軸:C軸：由前面計(jì)算得持力層承載力特征值，計(jì)算回填土重時(shí)的基礎(chǔ)埋置深度，A軸基礎(chǔ)底面積為基礎(chǔ)底面積按增大，即初步選定基礎(chǔ)底面面積且b=3，不需要對(duì)進(jìn)行修正。1.2.12 設(shè)計(jì)圖紙根據(jù)以上計(jì)算，可以繪制出基礎(chǔ)平面布置圖B軸柱子基礎(chǔ)大樣圖（見圖紙01）2 樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)資料2.11地形擬建建筑場(chǎng)地地勢(shì)平坦，局部堆有建筑垃圾。2.12工程地質(zhì)條件自上而下土層依次如下：號(hào)土層：素填

8、土，層厚1.5m，稍濕，松軟，承載力特征值。號(hào)土層：淤泥質(zhì)土，層厚3.3m，流塑，承載力特征值。號(hào)土層：粉砂，層厚6.6m，稍密，承載力特征值。號(hào)土層：粉質(zhì)粘土，層厚4.2m，濕，可塑，承載力特征值。號(hào)土層：粉砂層，鉆孔未穿透，承載力特征值。2.13巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)表2.1 地基巖土物理力學(xué)參數(shù)土層編號(hào)土的名稱孔隙比e含水量W液性指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N（次）壓縮模量素填土5.0淤泥質(zhì)土1.0462.41.083.8粉砂0.8127.6147.5粉質(zhì)粘土0.7931.20.749.2粉砂層0.583116.8表2.2 樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值土層編號(hào)土的名稱樁的側(cè)阻力樁的端阻力素填土

9、22淤泥質(zhì)土28粉砂45粉質(zhì)粘土60900粉砂層7524002.14水文地質(zhì)條件擬建廠區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性。地下水位深度：位于地表下3.5m。2.15場(chǎng)地條件建筑物所處場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為7度，場(chǎng)地內(nèi)無(wú)可液化砂土、粉土。2.16上部結(jié)構(gòu)資料擬建建筑物為六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)30m，寬9.6m。室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差450mm。柱截面尺寸均為，橫向承重，柱網(wǎng)布置圖如圖2.1所示。2.17本人設(shè)計(jì)資料本人分組情況為第二組第七個(gè)，根據(jù)分組要求及參考書柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值及柱底荷載效應(yīng)基本組合值選用題號(hào)B軸柱底荷載.柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值和柱底荷載效應(yīng)基本組合值如下：柱底荷載效

10、應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值A(chǔ)軸荷載：B軸荷載：C軸荷載：柱底荷載效應(yīng)基本組合值A(chǔ)軸荷載：B軸荷載：C軸荷載：2.2 預(yù)制樁基設(shè)計(jì)建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案采用混凝土預(yù)制樁，具體設(shè)計(jì)方案如下：室外地坪標(biāo)高為-0.45m，自然地面標(biāo)高同室外地坪標(biāo)高。該建筑樁基屬于丙級(jí)建筑樁基，擬采用截面為的混凝土預(yù)制方樁，以號(hào)土層粉質(zhì)粘土為持力層，樁尖伸入持力層1.2m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)11.0m，初步設(shè)計(jì)承臺(tái)高0.8m，承臺(tái)底面埋置深度為-1.60m，樁頂伸入承臺(tái)50mm。2.21單樁承載力計(jì)算根據(jù)以上設(shè)計(jì)，樁頂標(biāo)高為-1.6m，樁底標(biāo)高為-12.6m，樁長(zhǎng)為11.0m。1單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算： 式中：

11、單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，KN；單樁總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，KN；單樁總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，KN;樁身周長(zhǎng)，m；樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值Kpa；樁周第i層土的厚度，m；樁端面積，；樁端極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kpa。由于 2樁基豎向承載力特征值承臺(tái)底部地基土為較松軟的填土，壓縮性大，因此本工程不考慮承臺(tái)土效應(yīng)，即取，則有根據(jù)上部荷載初步估計(jì)樁數(shù)為則取設(shè)計(jì)樁數(shù)為9根。2.22樁基豎向承載力驗(yàn)算根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ942008），當(dāng)按單樁承載力特征值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，荷載應(yīng)取其效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合值。由于樁基所處場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度，且場(chǎng)地內(nèi)無(wú)可液化砂土、粉土問題，因此可不進(jìn)行地震效應(yīng)的豎向承載力驗(yàn)算。

12、根據(jù)樁數(shù)及承臺(tái)尺寸構(gòu)造要求初步設(shè)計(jì)矩形承臺(tái)（見圖4.2），取承臺(tái)邊長(zhǎng)為，矩形布樁，樁中心距取3.5d，則，取s=1400mm，樁心距承臺(tái)邊緣均為350mm。 承臺(tái)及其上填土的總重為計(jì)算時(shí)取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合，則因此 滿足設(shè)計(jì)要求，股初步設(shè)計(jì)是合理的。2.23承臺(tái)設(shè)計(jì)根據(jù)以上樁基設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求，承臺(tái)尺寸為，預(yù)估承臺(tái)厚0.8m（見圖4.3）承臺(tái)混凝土選用C25，；承臺(tái)鋼筋選用級(jí)鋼筋，。1 承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算荷載采用荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值，則基樁凈反力設(shè)計(jì)值為承臺(tái)計(jì)算簡(jiǎn)圖2 承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算為防止承臺(tái)產(chǎn)生剪切破壞，承臺(tái)應(yīng)具有一定的厚度，初步設(shè)計(jì)承臺(tái)厚0.8m，承臺(tái)底保護(hù)層厚度50mm，則

13、。分別對(duì)柱邊沖切和角樁沖切進(jìn)行計(jì)算，以驗(yàn)算承臺(tái)厚度的合理性。a 柱對(duì)承臺(tái)沖切承臺(tái)受壓沖切的承載力應(yīng)滿足下式：由于 ；取=1.0。沖切系數(shù)為； 故厚度為0.8m的承臺(tái)能夠滿足柱對(duì)承臺(tái)的沖切要求。b角樁沖切驗(yàn)算承臺(tái)受角樁沖切的承載力應(yīng)滿足下式：由于從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣距離為;.;則 故厚度為0.8m的承臺(tái)能夠滿足角樁對(duì)承臺(tái)的沖切要求C承臺(tái)受剪切承載力計(jì)算承臺(tái)剪切破壞發(fā)生在與樁邊連線所形成的斜截面處，對(duì)于-截面，剪切系數(shù)為 受剪切承載力高度影響系數(shù)計(jì)算：由于-截面剪力為 則 故滿足抗剪切要求d.承臺(tái)受彎承載力計(jì)算承臺(tái)計(jì)算截面彎矩如下。對(duì)于-截面，取基樁凈反力最大值因此，承臺(tái)長(zhǎng)邊方向選用取1620

14、140，實(shí)際配筋=5026,滿足要求。對(duì)于-截面，取基樁凈反力平均值此時(shí) 則 因此，承臺(tái)短邊方向選用，滿足要求。e.承臺(tái)構(gòu)造設(shè)計(jì)混凝土樁頂伸入承臺(tái)長(zhǎng)度為50mm。兩承臺(tái)間設(shè)置連續(xù)梁，梁頂面標(biāo)高-0.8m，與承臺(tái)頂平齊，根據(jù)構(gòu)造要求，梁寬250mm,梁高400mm，梁內(nèi)主筋上下共412通長(zhǎng)配筋，箍筋采用。承臺(tái)底做100mm厚C10素混凝土層，墊層挑出承臺(tái)邊緣100mm.2.24樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)制樁的樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C30,鋼筋選用HRB335級(jí)。根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ942008）第5.8.2條的規(guī)定，樁頂軸向壓力應(yīng)符合下列規(guī)定： 計(jì)算樁身軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)，一般不考慮屈壓影響，故取穩(wěn)定系

15、數(shù)；對(duì)于預(yù)制樁，基樁施工工藝系數(shù)2.25樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)樁身按構(gòu)造要求配筋，選HPB235級(jí)鋼筋，間距200mm，距樁頂2m范圍內(nèi)間距50mm，距樁頂2-4m范圍內(nèi)間距100mm。采用打入法沉樁，樁頂設(shè)置三層，層距50mm，樁尖所有主筋焊接在一根圓鋼上，樁尖0.6m范圍內(nèi)箍筋加密，間距50mm,樁尖所有主筋焊接在一根圓鋼上，樁尖0.6m范圍內(nèi)箍筋加密，間距50mm,樁身主筋混凝土保護(hù)層厚30mm。2.26吊裝驗(yàn)算由于樁的長(zhǎng)度不大，樁身吊裝時(shí)采用二點(diǎn)起吊，吊點(diǎn)位置如圖2.4所示。起吊點(diǎn)距樁兩端距離為則起吊時(shí)樁身最大彎矩為樁身配筋計(jì)算：混凝土采用C30級(jí)，鋼筋采用HRB335級(jí)，則，每邊配所以 2.27估算A、C軸線柱下樁數(shù)1樁數(shù)估算設(shè)計(jì)A、C軸線下樁基礎(chǔ)的方法與B軸下相同，單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為729KN，基樁豎向承載力特征值為364.5KN。A軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為根據(jù)A軸荷載初步估計(jì)A軸柱下樁數(shù)，即則A軸下設(shè)計(jì)樁數(shù)為6根。C