某單層廠房基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

1、某單層廠房6號(hào)柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：周立榮姓 名 ：羅道儒學(xué) 號(hào) ：20120417班 級(jí) ：土木14班2015年6月目 錄第一章 概述11.1 設(shè)計(jì)任務(wù)11.2 地質(zhì)資料21.3 設(shè)計(jì)依據(jù)3第二章 方案比選4第三章 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工43.1 確定地基持力層及基礎(chǔ)埋深43.2 確定持力層的承載力43.3 確定基底尺寸53.4 承載力及偏心距驗(yàn)算53.5 確定基礎(chǔ)高度和沖切驗(yàn)算53.6 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)施工方案7第四章 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工84.1 確定樁端持力層，樁型和承臺(tái)埋深84.2 確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值84.3 初步估計(jì)所需樁數(shù)n84.4 進(jìn)行樁位布置和確定承臺(tái)尺寸84.5 計(jì)算考慮

2、承臺(tái)效應(yīng)的復(fù)合基樁的承載力特征值r并驗(yàn)算樁數(shù)是否合適94.6 求算樁頂荷載94.7 基樁豎向抗壓承載力驗(yàn)算94.8 驗(yàn)算基樁水平承載力94.9 承臺(tái)抗沖切驗(yàn)算94.10 承臺(tái)斜截面受剪驗(yàn)算104.11 受彎計(jì)算114.12 樁身配筋114.12 樁基礎(chǔ)施工方案11附錄12圖紙1 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)平面布置圖12圖紙2 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)詳圖13圖紙3 樁基礎(chǔ)平面布置圖14圖紙4 樁基礎(chǔ)詳圖15第一章 概述1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)題目：某單層廠房6號(hào)柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)某裝配車間采用單層鋼筋混凝土排架承重結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)跨度24m，柱距6m，車間內(nèi)有2對(duì)30噸中級(jí)工作制橋式吊車。建筑平面圖見圖1-2。規(guī)定室內(nèi)地面標(biāo)高為0.0

3、0，相當(dāng)于黃海高程455.00m，室外地面標(biāo)高為-0.15m，柱頂標(biāo)高為12.50m，軌頂標(biāo)高為9.80m。柱子編號(hào)為（1）（20），本人承擔(dān)的課程設(shè)計(jì)任務(wù)為6號(hào)柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。根據(jù)布置的位置和功能來分，柱子的類別主要有邊柱z1、角柱z2及抗風(fēng)柱z3三類。各柱在基礎(chǔ)頂面處的截面形狀為矩形，尺寸為：邊柱z1： 長寬=1000400mm；角柱z2： 長寬=1000400mm；抗風(fēng)柱z3： 長寬=700400mm；基礎(chǔ)梁的橫截面尺寸如圖1-1，梁與柱之間的凈距為20mm，置于柱子外側(cè)的基礎(chǔ)頂面（淺基礎(chǔ)）或承臺(tái)（樁基礎(chǔ)）上。圖1-1 基礎(chǔ)梁的橫截面尺寸示意圖（單位：mm）圖1-2 裝配車間建筑平面圖1.

4、2 地質(zhì)資料1.2.1 地基勘查資料依據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，其中共有6個(gè)鉆孔的原狀土的室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)分析資料，由于距第6號(hào)柱最近的為3#鉆孔，所以以3#鉆孔所反映的資料為基礎(chǔ)進(jìn)行分析。場(chǎng)地處地面平坦。無重大不良地質(zhì)現(xiàn)象，場(chǎng)地穩(wěn)定性良好，適宜建筑。據(jù)鉆探揭露，各地層的情況如下：第層：人工填土。分布于場(chǎng)地表面，以灰黑色粉土為主，伴有碎磚，爐渣等雜物的填土層。厚約0.51.2m，結(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)不均，平均天然重度為17.1kn/m3。第層：粉質(zhì)粘土。呈棕紅色。除1#孔外各孔均有，厚度9.510.1m。硬塑可塑，土質(zhì)較均勻。第層：粘土。呈黃黑色，各孔均可見到，沒有鉆透，據(jù)調(diào)查厚度在10m以上。土質(zhì)均勻，可塑

5、硬塑。場(chǎng)區(qū)地下水屬潛水，初見水位在2.53.1m深處，穩(wěn)定水位在2.93.9m深處。地下水補(bǔ)給來源為大氣降水，水位隨季節(jié)變化，無侵蝕性。根據(jù)鉆探及室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)的情況分析，第層雜填土不宜用作建筑物地基。建議把基礎(chǔ)埋置在強(qiáng)度較高的第層粉質(zhì)粘土或第層粘性土中。其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為：第層：fk=200kpa 第層：fk=220kpa圖1-3質(zhì)鉆孔平面布置圖圖1-4 ii地質(zhì)剖面（m）可內(nèi)插得6號(hào)柱處的雜填土厚度為1.04m。表1.1土樣資料表試樣編號(hào)取樣深度/m土的分類名稱天然含水量/%天然重度/kn/m3比重天然孔隙比3孔-15.00-5.40粉質(zhì)粘土23.0820.12.710.629液限/%

6、塑限/%塑性指數(shù)液性指數(shù)壓縮系數(shù)/mpa-1內(nèi)摩擦角粘聚力/kpa33.9620.0413.920.2180.2120156.221.2.2 設(shè)計(jì)荷載基礎(chǔ)梁上的荷重（包括基礎(chǔ)梁自重）按30kn/m計(jì)算，6柱下作用基礎(chǔ)梁荷重如下：30(3+3)=180kn各柱底位于室內(nèi)地面以下0.5m處，6號(hào)柱為邊柱，在地面處的截面內(nèi)力取值如下：邊柱 z1：（橫向計(jì)算）荷載組合編號(hào)： l11 l12 1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)本次課程設(shè)計(jì)依據(jù)為：1.吳興序. 基礎(chǔ)工程.西南交通大學(xué)出版社.2007年2.西南交通大學(xué)巖土工程教研室.基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 2007年3.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，gb_

7、50007-20114.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑樁基技術(shù)規(guī)范，jgj94-2008第二章 方案比選淺基礎(chǔ)是指埋置深度較小而且施工工藝比較簡單的基礎(chǔ)，通常包括獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏型基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)等。無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)：較好的抗壓性能，但抗拉、抗剪強(qiáng)度卻不高；擴(kuò)展基礎(chǔ)：較強(qiáng)的抗彎、抗剪能力適合于荷載大且有力矩荷載的情況或地下水位以下基礎(chǔ)；條形基礎(chǔ)：布置在一條軸線上且與兩條軸線相交，有時(shí)也和獨(dú)立基礎(chǔ)相連，但截面尺寸與配筋不盡相同，橫向配筋為主要受力筋，縱向?yàn)榇我蚍植冀?；筏形基礎(chǔ)：整體剛度大，能很好的調(diào)整不均勻沉降；箱型基礎(chǔ)：能顯著減小基礎(chǔ)沉降量，具有很大的空間剛度、能抵抗地基和荷載分布不均勻引起的

8、差異沉降和架越不太大的地下洞穴、抗震性較好；擴(kuò)展基礎(chǔ)：抗彎抗剪性能良好，可在豎向荷載較大地基承載力不高以及承受水平力和力矩荷載等情況下使用。深基礎(chǔ)是埋深較大，以下部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層的基礎(chǔ)，其作用是把所承受的荷載相對(duì)集中地傳遞到地基的深層，而不像淺基礎(chǔ)那樣，是通過基礎(chǔ)底面把所承受的荷載擴(kuò)散分布于地基的淺層。主要有樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)：抗地震性能好。樁的靜力特性主要研究其強(qiáng)度和沉降，樁的抗震性能主要決定于其剛度和穩(wěn)定性，基礎(chǔ)剛度大抗震性能好。沉降量小和承載力高，樁的沉降量由三部分組成，樁身彈性壓縮；樁側(cè)摩阻力向下傳遞，引起樁側(cè)土的剪切變形和樁端土體壓縮變形?？梢越鉀Q特殊地基土的承載力。

9、施工噪音小，適用于城市改造和人口密集場(chǎng)地。沉井基礎(chǔ)：埋深較大,整體性好,穩(wěn)定性好,具有較大的承載面積,能承受較大的垂直和水平荷載.此外,沉井既是礎(chǔ),又是施工時(shí)的擋土和擋水圍堰結(jié)構(gòu)物,其施工工藝簡便,技術(shù)穩(wěn)妥可靠,無需特殊專業(yè)設(shè)備,并可做成補(bǔ)償性基礎(chǔ),避免過大沉降,在深基礎(chǔ)或地下結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較為廣泛,但沉井基礎(chǔ)施工工期較長,對(duì)粉砂、細(xì)砂類土在井內(nèi)抽水時(shí)易發(fā)生流砂現(xiàn)象,造成沉井傾斜；沉井下沉過程中遇到的大孤石、樹干或井底巖層表面傾斜過大,也將給施工帶來一定的困難.綜合以上幾種方案的比較，為了更好地學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，本次方案選擇柱下柱下現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)。第三章 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工3.1

10、 確定地基持力層及基礎(chǔ)埋深根據(jù)地勘資料，第層土層較厚且土質(zhì)較好，故初步擬定基礎(chǔ)持力層取為第層粉質(zhì)粘土。場(chǎng)地初見水位在2.53.1m深處，穩(wěn)定水位在2.93.9m深，基礎(chǔ)通常應(yīng)選在地下水位以上，所以取基礎(chǔ)埋深1.5m，基底標(biāo)高為-1.65m，基礎(chǔ)類型為柱下現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。3.2 確定持力層的承載力 由于第層粉質(zhì)粘土的天然孔隙比, 液性指數(shù)，查表得，。 穩(wěn)定水位為2.9-3.9m，對(duì)于基底以上土不考慮地下水的影響。不考慮基底寬度修正，只計(jì)算深度修正后的承載力圖3-1 獨(dú)立基礎(chǔ)示意圖3.3 確定基底尺寸將基礎(chǔ)梁上集中到柱子的豎向力180kn向柱子中心簡化。先按中心荷載計(jì)算，有考慮偏心荷載的影

11、響將基礎(chǔ)底面擴(kuò)大20考慮到柱子尺寸為 ， 可 取 基 礎(chǔ) 底 面 尺 寸 為。基底寬度修正后3.4 承載力及偏心距驗(yàn)算豎向力 彎 矩 得 滿足要求。 滿足要求。因此，基礎(chǔ)底面尺寸取為：3500mm2800mm，能滿足承載力要求。符合規(guī)范要求可不做地基變形和穩(wěn)定性驗(yàn)算。3.5 確定基礎(chǔ)高度和沖切驗(yàn)算3.5.1計(jì)算基底凈反力初定基礎(chǔ)高度為600mm，。 圖3-2 沖切破壞計(jì)算圖3.5.2確定基礎(chǔ)高度 由于，取，采用c30混凝土，。故h=600mm能夠滿足抗沖切承載力的要求。3.5.3內(nèi)力計(jì)算。臺(tái)階高寬比為且偏心距 3.5.4抗彎配筋的配置。采用hrp335級(jí)鋼筋。沿長邊方向：最小配筋率確定的鋼筋面

12、積為選用1716160，鋼筋總面積為。沿短邊方向：取最小配筋率確定的鋼筋面積為選用2312160，鋼筋總面積為。3.6 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)施工方案3.6.1 施工措施 土方開挖采用機(jī)械開挖結(jié)合人工開挖，為防止超挖，機(jī)械開挖至持力層，預(yù)留30cm厚土層用人工開挖。由于基坑較淺，無需采取支擋措施。回填土采用級(jí)配良好的，經(jīng)碾壓的土，分層夯實(shí)。3.6.2 施工流程 測(cè)量定點(diǎn)、標(biāo)識(shí)土方開挖澆筑100mm素混凝土墊層綁扎鋼筋鋼筋驗(yàn)收安裝模板澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)拆除模板基礎(chǔ)驗(yàn)收土方回填。3.6.3 施工工具 主要機(jī)具有：挖掘機(jī)，蛙式或柴油打夯機(jī)、手推車、木耙、鐵鍬（尖頭與平頭）、2m靠尺、膠皮管、小線和木折尺等。3.6

13、.4 施工圖 見附錄圖紙1、2。第四章 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工4.1 確定樁端持力層，樁型和承臺(tái)埋深根據(jù)地質(zhì)資料,人工填土厚1.04m，初步確定承臺(tái)的埋深為1.5m，并選定采用鋼筋混凝土預(yù)制方樁，樁的截面尺寸選為350mm350mm。由地質(zhì)勘查資料報(bào)告,第二層粉質(zhì)黏土深度在5米左右液性指數(shù)，壓縮系數(shù)，可選作持力層，對(duì)于粘性土不小于2倍樁徑，初步確定承臺(tái)底面以下樁的長度為5m。4.2 確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值4.3 初步估計(jì)所需樁數(shù)n由于樁的布置和樁數(shù)未知，先不考慮承臺(tái)效應(yīng)和群樁效應(yīng)，查得，故得初步擬定承臺(tái)面積為10m2，估計(jì)樁數(shù)為取n=6，即采用6根樁。4.4 進(jìn)行樁位布置和確定承臺(tái)尺寸樁在平面

14、上采用行列式布置，樁中心距，取邊樁中心至承臺(tái)邊緣的距離為0.55md，承臺(tái)邊緣至樁外邊緣為375mm，符合有關(guān)規(guī)范要求。樁的布置和承臺(tái)平面尺寸如圖所示。圖4-1 樁基礎(chǔ)及承臺(tái)尺寸4.5 計(jì)算考慮承臺(tái)效應(yīng)的復(fù)合基樁的承載力特征值r并驗(yàn)算樁數(shù)是否合適單樁豎向承載力特征值由，查規(guī)范得出不考慮地震作用時(shí)驗(yàn)算樁數(shù)6根樁符合要求。4.6 求算樁頂荷載豎向力;取承臺(tái)高度h為1.0m，則承臺(tái)底所受的彎矩為各基樁所受豎向壓力設(shè)計(jì)值為基樁最大和最小豎向壓力設(shè)計(jì)值為4.7 基樁豎向抗壓承載力驗(yàn)算驗(yàn)算符合要求。4.8 驗(yàn)算基樁水平承載力由于水平力和豎向力的合力與鉛垂線的夾角故可以不驗(yàn)算基樁的水平承載力。4.9 承臺(tái)抗沖切驗(yàn)算設(shè)計(jì)承臺(tái)厚1.0m，沖切破壞椎體有效高度h0=0.95m。4.9.1 柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算。承臺(tái)混凝土選用c30，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取滿足要求。4.9.2角樁對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算。應(yīng)驗(yàn)算受樁頂荷載最大的角樁對(duì)承臺(tái)的沖切。此時(shí)，故得承臺(tái)受角樁沖切的承載力為滿足要求。4.10 承臺(tái)斜截面受剪驗(yàn)算x方向上：x方向受剪承載力滿足要求。y方向上：y方向受剪承載力滿足要求。4.11 受彎計(jì)算采用hrb335級(jí)鋼筋。在x方向上：最小配筋率確定的鋼筋面積為選用2318170，鋼筋總面積為。在y方向上：最小配筋率確定的鋼筋面積為選用1