地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)98964

1、精選文檔土木工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)巖土工程綜合課程設(shè)計(jì)專業(yè)名稱：巖土工程班級(jí)班級(jí)：1202班同學(xué)姓名：祝陸彬指導(dǎo)老師：馬東方河南理工高校土木工程學(xué)院二一五年六月名目第1章 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)11.1 設(shè)計(jì)題目11.2設(shè)計(jì)資料11.2.1 地形11.2.2工程地質(zhì)條件11.2.3基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)11.2.4水文地質(zhì)條件11.2.5 上部結(jié)構(gòu)資料21.3 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)31.3.1 選擇基礎(chǔ)材料31.3.2 選擇基礎(chǔ)埋置深度31.3.3 求地基承載力特征值31.3.4 初步選擇基底尺寸41.3.5 驗(yàn)算持力層地基承載力41.3.6 計(jì)算基底凈反力51.3.7基礎(chǔ)高度（接受階梯形基礎(chǔ)）51.3.8 變階處

2、抗沖切驗(yàn)算61.3.9 配筋計(jì)算71.3.10 基礎(chǔ)配筋大樣圖91.3.11 確定兩軸柱子基礎(chǔ)底面尺寸91.3.12 兩軸持力層地基承載力驗(yàn)算101.4設(shè)計(jì)圖紙10第2章 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)112.1設(shè)計(jì)題目112.2設(shè)計(jì)資料112.2.1 地形112.2.2工程地質(zhì)條件112.2.3 巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)112.2.4水文地質(zhì)條件122.2.5上部結(jié)構(gòu)資料122.2.6 上部結(jié)構(gòu)作用122.3 灌注樁基設(shè)計(jì)132.3.1單樁承載力計(jì)算132.3.2基樁豎向荷載承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算142.3.3樁基驗(yàn)算142.3.4承臺(tái)設(shè)計(jì)152.2.4.1 承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算152.3.4.2承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算162.3

3、.4.3承臺(tái)受剪承載力計(jì)算172.3.4.4承臺(tái)受彎承載力計(jì)算182.3.5樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19 2.3.5.1樁身軸向承載力驗(yàn)算192.3.5.2樁身水平承載力驗(yàn)算192.3.5.3配筋長(zhǎng)度計(jì)算212.3.6 估算軸線柱下樁數(shù)212.3.6.1 樁數(shù)估算212.3.6.2 承臺(tái)平面尺寸確定222.4 設(shè)計(jì)圖紙23參考文獻(xiàn)24精選文檔第1章 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)題目取柱下獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中1題號(hào)軸荷載，做柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。1.2設(shè)計(jì)資料1.2.1 地形擬建建筑場(chǎng)地平整1.2.2工程地質(zhì)條件 自上而下土層依次如下： 號(hào)土層：雜填土，層厚約0.6m，含部分建筑垃圾。 號(hào)土層：粉質(zhì)粘土，

4、層厚1.0m，軟塑，潮濕，承載力特征值。號(hào)土層：黏土，層厚1.4m，可塑，稍濕，承載力特征值。 號(hào)土層：細(xì)砂，層厚2.5m，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。 1.2.3基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) 地基巖土物理力學(xué)參數(shù)如表1.1所示。 1.2.4水文地質(zhì)條件 （1）擬建場(chǎng)區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無侵蝕性。 （2）地下水位深度：位于地標(biāo)下2.0m。表1-1：地基巖土物理力學(xué)參數(shù)土層編號(hào) 土 的 名 稱重度孔隙比e液性指數(shù) 黏聚力c（kPa）內(nèi)摩擦角（。） 壓縮 模量（MPa）標(biāo)準(zhǔn)貫入 錘擊數(shù)N承載力特征值 （kPa）雜填土18粉質(zhì)粘土200.650.8434137.561

5、30黏土19.40.580.7825238.211180細(xì)砂210.623011.616240強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖2218223001.2.5 上部結(jié)構(gòu)資料 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。室外地坪標(biāo)高同自然地面，室內(nèi)外高差。柱網(wǎng)布置如圖1.1所示。圖1.1 柱網(wǎng)平面圖1.2.6 上部結(jié)構(gòu)作用本設(shè)計(jì)取 1號(hào)題軸柱底荷載： 1.柱底荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值:，。2.柱底荷載效應(yīng)基本組合值:，。持力層選用號(hào)土層，承載力特征值 1.3 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 1.3.1 選擇基礎(chǔ)材料基礎(chǔ)接受混凝土，鋼筋接受，預(yù)估基礎(chǔ)高度。 1.3.2 選擇基礎(chǔ)埋置深度依據(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

6、選取。本設(shè)計(jì)取號(hào)土層為持力層，基礎(chǔ)地面高取至持力層下。所以考慮取室外地坪到基礎(chǔ)底面為Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.Error! Reference source not found.。由此得基礎(chǔ)剖面示意圖如下： VKMKFK 圖1-2：基礎(chǔ)剖面示意圖1.3.3 求地基承載力特征值依據(jù)細(xì)沙土

7、，查表1-1得 ，?；滓陨贤恋募訖?quán)平均重度。持力層承載力特征值（先不考慮對(duì)基礎(chǔ)寬度修正） （上式按室外地面算起）1.3.4 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)埋深：基礎(chǔ)底面積： 由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按20增大，即： 初步選定基礎(chǔ)底面面積，且不需要再對(duì)進(jìn)行修正。1.3.5 驗(yàn)算持力層地基承載力回填土和基礎(chǔ)重為： 偏心距為： ，滿足要求?；鬃畲髩毫Γ?所以，最終確定基礎(chǔ)底面面積長(zhǎng)，寬。1.3.6 計(jì)算基底凈反力取柱底荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì) 。凈偏心距為： 基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力： 1.3.7基礎(chǔ)高度（接受階梯形基礎(chǔ)）柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗(yàn)算（見圖1-3） 圖

8、1-3 沖切驗(yàn)算簡(jiǎn)圖 柱下沖切 變階處沖切 ， 初步選定基礎(chǔ)高度，分兩個(gè)臺(tái)階，每階高度均為400。 （有墊層），則 ，取 因偏心受壓，取沖切力： = 抗沖切力： 滿足要求1.3.8 變階處抗沖切驗(yàn)算如圖1-3，取，因此，可得沖切力： = 抗沖切力： =，滿足要求。1.3.9 配筋計(jì)算 選用的HPB235 級(jí)鋼筋， （1）基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向如圖1-4和1-5所示， 圖1-4 配筋截面圖 圖1-5 偏心受壓基底受力分布圖 -截面（柱邊），柱邊凈反力： 懸臂部分凈反力平均值： 彎矩： 對(duì)于- 截面（變階處），有 比較和，應(yīng)按配筋，實(shí)際配則鋼筋根數(shù)：，（2） 基礎(chǔ)短邊方向。由于該基礎(chǔ)受單項(xiàng)偏心荷載作用，所以

9、，在基礎(chǔ)短邊方向的基底反力可按均勻分布計(jì)算，取 對(duì)于-截面（柱邊） - 截面（變階處） 比較和，應(yīng)按配筋，實(shí)際配。則鋼筋根數(shù)： ，滿足要求。1.3.10 基礎(chǔ)配筋大樣圖 基礎(chǔ)配筋大樣圖如圖1-6所示。1.3.11 確定兩軸柱子基礎(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，號(hào)題兩柱子基底荷載分別如下：軸： 軸： 由前面計(jì)算得持力層承載力特征值 圖1-6：基礎(chǔ)配筋大樣圖計(jì)算基礎(chǔ)和回填土重時(shí)的基礎(chǔ)埋深軸基礎(chǔ)底面積為由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按20增大，即： 初步選定基礎(chǔ)底面面積，且不需要再對(duì)進(jìn)行修正。軸基礎(chǔ)底面積為由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按20增大，即： 初步選定基礎(chǔ)底面面積，且不需要再對(duì)進(jìn)行修正。1

10、.3.12 兩軸持力層地基承載力驗(yàn)算軸持力層地基承載力驗(yàn)算回填土和基礎(chǔ)重為： 偏心距為： ，滿足要求?；鬃畲髩毫Γ?所以，最終確定基礎(chǔ)底面面積長(zhǎng)，寬。軸持力層地基承載力驗(yàn)算回填土和基礎(chǔ)重為： 偏心距為： ，滿足要求?；鬃畲髩毫Γ?所以，最終確定基礎(chǔ)底面面積長(zhǎng)，寬。1.4設(shè)計(jì)圖紙 依據(jù)以上計(jì)算，繪制出基礎(chǔ)平面布置圖和軸柱子基礎(chǔ)大樣圖，見柱下獨(dú)立基礎(chǔ)施工圖。精選文檔第2章 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)題目取課程設(shè)計(jì)任務(wù)書中1題號(hào)軸荷載，進(jìn)行灌注樁基設(shè)計(jì)。2.2設(shè)計(jì)資料 2.2.1 地形擬建筑場(chǎng)地地勢(shì)平坦，局部堆有建筑垃圾2.2.2工程地質(zhì)條件自上而下土層依次如下：號(hào)土層：素填土，層厚1.4m，稍濕，

11、松散，承載力特征值 號(hào)土層：淤泥質(zhì)土，層厚3.5m，流塑，承載力特征值號(hào)土層：粉砂，層厚6.4m，稍密，承載力特征值 號(hào)土層：粉質(zhì)黏土，層厚4.0m，濕，可塑，承載力特征值 號(hào)土層：粉砂層，鉆孔未穿孔，中密-密實(shí)，承載力特征值2.2.3 巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)地基巖土物理力學(xué)參數(shù)如表2-1和表2-2所示。表2-1 地基巖土物理參數(shù)土層編號(hào)土的名稱孔隙比e含水率W（）液性指數(shù) L標(biāo)注灌入錘擊數(shù)（次） 壓縮模量 （MPa）素填土5淤泥質(zhì)土1.0462.41.083.8表2-1（續(xù)）土層編號(hào)土的名稱孔隙比e含水率W（）液性指數(shù) L標(biāo)注灌入錘擊數(shù)（次） 壓縮模量 （MPa）粉砂0.8127.6147.5粉質(zhì)

12、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 單位：土層編號(hào)土的名稱樁的側(cè)阻力樁的端阻力素填土22淤泥質(zhì)土28粉砂45粉質(zhì)粘土60900粉砂層7524002.2.4水文地質(zhì)條件（1）擬建場(chǎng)區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性。（2）地下水位深度：位于地表下3.0m。2.2.5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400mm×400mm，橫向承重，柱網(wǎng)布置如圖2-1所示。2.2.6 上部結(jié)構(gòu)作用本設(shè)計(jì)取 1號(hào)題軸柱底荷載： 1.柱底荷載效應(yīng)

13、標(biāo)準(zhǔn)組合值:，。2.柱底荷載效應(yīng)基本組合值:，。持力層選用號(hào)土層粉砂層為持力層 圖2-1：柱網(wǎng)布置圖2.3灌注樁基設(shè)計(jì) 建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案接受混凝土沉管灌注樁。具體設(shè)計(jì)方案如下：室外地坪標(biāo)高為-0.45m，自然地坪標(biāo)高同室外地坪標(biāo)高。由建筑樁基設(shè)計(jì)規(guī)范“場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)潔、荷載分布均勻的7層或7層以下的一般建筑”之設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)可知該建筑樁基應(yīng)按丙級(jí)設(shè)計(jì)，不再進(jìn)行沉降計(jì)算，擬接受直徑為400mm的混凝土沉管灌注樁。 選用第五層土粉砂層為持力層，由建筑樁基設(shè)計(jì)規(guī)范可知，樁尖深化持力層的長(zhǎng)度不宜小于1.5（1.5d=0.600m），這里取0.6m，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)14.8m，預(yù)制樁尖長(zhǎng)0.5m,初步設(shè)計(jì)承

14、臺(tái)高0.90m，承臺(tái)底面埋置深度-1.50m，樁頂伸入承臺(tái)50mm。2.3.1單樁承載力計(jì)算 依據(jù)以上設(shè)計(jì)，樁頂標(biāo)高 -1.5m，樁底標(biāo)高為 -16.3m,樁長(zhǎng)為14.8m。 單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： 2.3.2基樁豎向荷載承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算承臺(tái)底部地基土較為松軟的填土，壓縮性大，因此不需考慮承臺(tái)土效應(yīng)，即 依據(jù)上部荷載初步估量樁數(shù)為： 則初步設(shè)計(jì)樁數(shù)為4根。布置圖如圖2-2所示。 圖2-2 承臺(tái)平面布置圖2.3.3樁基驗(yàn)算依據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ 94-2008），當(dāng)按單樁承載力特征值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，荷載應(yīng)取效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合值，由于裝機(jī)所處場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度，且場(chǎng)地內(nèi)無可液化砂土、粉

15、土問題，因此可不進(jìn)行地震效應(yīng)的豎向承載力驗(yàn)算。依據(jù)初步設(shè)計(jì)樁數(shù)接受正方形承臺(tái)，樁間距為設(shè)計(jì)為1.4m，樁中心距承臺(tái)邊緣均400mm，則承臺(tái)初步設(shè)計(jì)為2.2m×2.2m。 承臺(tái)及其上填土的總重為： 計(jì)算時(shí)取荷載標(biāo)準(zhǔn)組合，則 滿足設(shè)計(jì)要求，故此次設(shè)計(jì)是合理的。2.3.4承臺(tái)設(shè)計(jì)依據(jù)以上樁基設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求，承臺(tái)尺寸為2.2m×2.2m，初步設(shè)計(jì)承臺(tái)厚0.90m，承臺(tái)混凝土選用C25，ft=1.27N/mm2,fc=11.9N/mm2；承臺(tái)鋼筋選用HRB335級(jí)，fy=300N/mm2。2.2.4.1 承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算 承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算荷載接受荷載效應(yīng)基本組合值，則基樁凈反設(shè)計(jì)值為： 2.

16、3.4.2承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算承為防止承臺(tái)發(fā)生沖切破壞，承臺(tái)應(yīng)具有肯定的厚度，初步設(shè)計(jì)承臺(tái)厚0.90m，愛護(hù)層厚度50mm，則h0=900-50=850mm。由于基樁為圓形樁。計(jì)算時(shí)應(yīng)將截面換算成方樁，則換算方樁截，見圖2-3。 （1)柱對(duì)承臺(tái)沖切 由建筑樁基設(shè)計(jì)規(guī)范（JGJ94-2008）承臺(tái)受樁沖切的承載力應(yīng)滿足： 柱邊至最近樁邊水平距離： 圖2-3 承臺(tái)計(jì)算簡(jiǎn)圖 沖垮比： （在0.251.0之間） 沖切系數(shù)： 故厚度為0.90的承臺(tái)能夠滿足柱對(duì)承臺(tái)的沖切要求(2)角樁沖切的驗(yàn)算 承臺(tái)受角樁沖切的承載力應(yīng)滿足： 由于,角樁內(nèi)側(cè)邊緣至承臺(tái)外邊緣距離：柱邊與樁內(nèi)邊緣連線水平距離：，角樁沖

17、垮比： （在0.251.0之間） 角樁沖切系數(shù)： 則有: 故厚度為0.90m的承臺(tái)能夠滿足角樁對(duì)承臺(tái)的沖切要求2.3.4.3承臺(tái)受剪承載力計(jì)算承臺(tái)剪切破壞發(fā)生在柱邊與樁邊連線所形成的斜截面處， 計(jì)算截面剪跨比： (在0.25-3.0之間) 受剪面承載力截面高度影響系數(shù)： 剪切系數(shù)： 故滿足抗剪切要求2.3.4.4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)方向選用14100，則鋼筋根數(shù)為實(shí)際鋼筋滿足要求對(duì)于-截面，取基樁凈反力平均值進(jìn)行計(jì)算此時(shí)因此，承臺(tái)-邊方向選用14110，則鋼筋根數(shù)為實(shí)配鋼筋滿足要求。2.3.5樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉管灌注樁基選用C25混凝土，預(yù)

18、制樁尖選用C30混凝土，鋼筋選用HPB235級(jí)。2.3.5.1樁身軸向承載力驗(yàn)算依據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范，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)，一般不考慮壓屈影響，故取穩(wěn)定系： 基樁施工工藝系數(shù)： C25混凝土: 則 故樁身軸向承載力滿足要求。2.3.5.2樁身水平承載力驗(yàn)算由設(shè)計(jì)資料得柱底傳至承臺(tái)頂面的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，則每根基樁承受水平荷載為 樁身按構(gòu)造要求配筋，由于受水平荷載影響，則樁身配612縱向鋼筋， As=678.6mm2 樁身配筋率為： 滿足0.2%-0.65%之間的要求 由于0.57%<0.65%,則單樁水平承載力特征值計(jì)算公式： 樁身為圓形截面，故 依據(jù)灌注樁

19、樁周主要土層的類別，取樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù) m=25MN/m4 圓形樁樁身的計(jì)算寬度為: 對(duì)于C25級(jí)混凝土: 對(duì)于HPB235級(jí)鋼筋: 扣除愛護(hù)層后的樁直徑為 則 樁頂最大彎矩系數(shù)vM取值：由于樁的入土深度h=15.0m，樁與承臺(tái)為固接，故而取則 Nk取荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下樁頂?shù)淖钚∝Q向力（用該值計(jì)算所得單樁水平承載力特征值最?。?，則 故樁身水平承載力滿足要求。2.3.5.3配筋長(zhǎng)度計(jì)算由于側(cè)阻力起主要作用，基樁為端承摩擦型樁，配筋長(zhǎng)度應(yīng)不小于樁長(zhǎng)的2/3（即），同時(shí)不宜小于，則配筋長(zhǎng)度取10m。鋼筋錨入承臺(tái)35倍主筋直徑，即35×12=420mm 箍筋配置：接受6200螺旋式箍筋，由于鋼筋籠長(zhǎng)度超過4m，需要每隔2m設(shè)一道12焊接加勁箍筋。如圖2-4所示。 2.3.6 估算軸線柱下樁數(shù)2.3.6.1 樁數(shù)估算設(shè)計(jì)，軸線下樁基礎(chǔ)的方法與軸線下相同。單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為1153k