基礎(chǔ)設(shè)計(jì)例題概要

1、、鋼筋混凝土墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。某辦公樓為磚混承重結(jié)構(gòu)，擬采用鋼筋混凝土墻下條形基礎(chǔ)。外墻厚為 37Omm 上部結(jié)構(gòu)傳至 ±O.OOO處的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 Fk = 22OkN/m,hlK=45kN m/m,荷載基本值為 F=25OkN/m, M=63kN . m/m，基礎(chǔ)埋深 1. 92m (從室內(nèi)a =158kPa。地面算起)，室外地面比室內(nèi)地面低O.45m。地基持力層承載力修正特征值混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C2O ( fc = 9. 6N/mmZ )，鋼筋采用HP B235級(jí)鋼筋(fyON/mm2。式設(shè)計(jì)該外墻基礎(chǔ)。解:(1)求基礎(chǔ)底面寬度基礎(chǔ)平均埋深:d=(1.92 X 2 一 O. 4

2、5)/2=1.7m基礎(chǔ)底面寬度:b= f初選b=1.3 XFk= 1.77m1.77=2.3m地基承載力驗(yàn)算PkmaxFk 5 + 警= 129.7 + 51.O b2=18O.7kPa < l.2'a = 189.6kPa 滿足要求(2 )地基凈反力計(jì)算。Pj max=十罟 W871”8。加 PaPjmin:罟皿.7-7®37.2%(3 )底板配筋計(jì)算。初選基礎(chǔ)高度 h=350mm邊緣厚取200mm采用1OOmmC10勺混凝土墊層，基礎(chǔ)保護(hù)層厚度取 40mm則基礎(chǔ)有效高度 ho =310mm.計(jì)算截面選在墻邊緣，則ai = (2.3-0.37)/2=0.97m該截面處

3、的地基凈反力Pj 1=180.2-( 180.2-37.2) X 0.97/2.3=119.9kPa計(jì)算底板最大彎距1 2Mma"評(píng) Pjma P"12(2 咒 180.2+119.9P0.97=75.3KN 'm'm計(jì)算底板配筋如753"06 1285mmO.ghofy 0.9咒 310咒 2102選用*14 110 mm (as =1399mm)，根據(jù)構(gòu)造要求縱向鋼筋選取*8 250(As)?；A(chǔ)剖面如圖所示:±0*00037040, 450遂第50S25O祀41】D、 rrrb Oi匹*用靜力平衡條件求柱下條形基礎(chǔ)的內(nèi)力Jfl4.2

4、m74CltN十|7S4tN上Qm14.7mMOkNt二 I4 5ni I jn要求：1.當(dāng)X1 =0.5時(shí)，確定基礎(chǔ)的總長(zhǎng)度L,要求基底反力是均勻分布的。2.按靜力平衡條件求 AB跨的內(nèi)力。解：1.確定基礎(chǔ)底面尺寸各柱豎向力的合力，距圖中A點(diǎn)的距離X為9614.17510.1744.7.85m960 +1754 +1740 +554基礎(chǔ)伸岀A點(diǎn)外X1 =0.5m，如果要求豎向力合力與基底形心重合,則基礎(chǔ)必須伸岀圖中D點(diǎn)之外X2丄X2=2X (7.85 + 0.5 ) - (14.7+0.5 ) =1.5m(等于邊距的 3)基礎(chǔ)總長(zhǎng)度 L= 14.7+0.5 + 1.5= 16.7m2.確定基

5、礎(chǔ)底面的反力Z FPS= 960+1754 +1740 + 554 =300 砂 m16.73 按靜力平衡條件計(jì)算內(nèi)力（下圖）1 _MAh300".5-'VA左=300x0.5 = 150KNVA 右=150554 = 04AB跨內(nèi)最大負(fù)彎矩的截面至A點(diǎn)的距離554ai =300 -0.5=1.35m，則:1 2M T =5x300x(0.5 +1.35)-5541 X 300x(0.5+4.2 丫554x4.2 =987KN -m= 300x(0.5 +4.2 )-554 =856KN= 856 -1740 = -884KNX1.35 = 234KN EVb左Vb右O.Sm

6、4 2m60111L必 m5芒i4kN 7牛r-OkNI754I;N5tti筏形基礎(chǔ)底面尺寸的確定條件：有一箱形基礎(chǔ)，已知沿長(zhǎng)度方向，荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合與基礎(chǔ)平面形心重寬度 方向豎向準(zhǔn)永久組合與基底形心之間有偏心，現(xiàn)取一個(gè)柱距，上部結(jié)構(gòu)傳到地下室頂板的 荷載大小和位置，以及地下室自重的大小和位置見下圖要求：當(dāng)ai =0時(shí)，確定a2的取值范圍。G=3-200kN叫354X4M60Q0miiiA,-71CWkN SOOUmm耳=9000匕N7J3(?min6670inmO14000mm*箱形基礎(chǔ)受力圖r砂 c. L °甘直Hl、占*rC4?ElJlJLrJI-1 i-1r * f7849

7、nim基底形心位 fHOOOmni解:取地下室總寬為h，長(zhǎng)度方向?yàn)閱挝婚L(zhǎng)度，則A= l X h= h1h2w =6Jh26根據(jù)規(guī)范式（842），要求偏心距h20-1V0-=0-0167hr=£ Ni上部結(jié)構(gòu)和地下室荷載的合力+ G= 7100 + 13500 + 9000 + 3200 = 32800kN合力R到左邊Nl作用點(diǎn)的距離為xRx = 32800X = 13500 X 8000 + 9000 X 14000 + 3200 X 7330.X = 7849mm基底寬=4 +14000mm+a2 因印=0 故 h=14000mm + a2第一種情況，合力在形心左側(cè)，則= 7849

8、 + e=7849+0.0167h2=16240mma2 = -14000 =16240 一 14000 = 2240mm第二種情況，合力在形心右側(cè)，則=7849 - e = 7849-0.0167 2 h =15190 mma2 = -14000 = 15190-14000 = 1190mmw e蘭0.1F=2000kN當(dāng)a2在1.19m2.24m范圍內(nèi)，可以滿足A的規(guī)定。如下圖所示，某廠房作用在某柱下樁基承臺(tái)頂面的荷載設(shè)計(jì)值My =300KN忡，地基表層為雜填土，厚1.8m；第二層為軟粘土，厚為7. 5m, qs = 14kPa;第三層為粉質(zhì)粘土，厚度為5m多，qs =30kPa, qp

9、= 800kPa。若選取承臺(tái)埋深d= 1.8m,承臺(tái)厚度1.5m，承臺(tái)底面積取2.4mX 3.0m。選用截面為300mrX 300mm的鋼筋混凝土預(yù)制樁，試確定樁長(zhǎng) L及樁數(shù)n,并進(jìn)行樁位布置和群樁中單 樁受力驗(yàn)算。解:(1)確定樁長(zhǎng)乙根據(jù)地質(zhì)資料，將第三層粉質(zhì)粘土層作為樁端持力層較好，設(shè)樁打人第層的深度為5倍的樁徑，即5X 0.3=1.5m。則樁的長(zhǎng)度L為:L= 0.05 + 7.5 + 1.5 = 9.05m取L=10m（包括樁尖長(zhǎng)度）(2)確定單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R。nqJi進(jìn)行計(jì)Ra =q pAp +upl： 由經(jīng)驗(yàn)公式y(tǒng)Ra =800X 0.32 + 4 X 0. 3X( 14X 7

10、.5 + 30X 1. 5)= 259.2kN預(yù)估該樁基基樁的根數(shù)n>3,故單樁豎向承載力值為:R=1.2Ra = = 1 .2 X 252=302.4kN(3 )確定樁數(shù)n承臺(tái)及其以上土的平均重量為:G= 'cAd = 20X 2.4 X 3. 0X l.8 = 259.2kN樁數(shù)n為:F +G _n=（1.1 1.2） A 8.22 8.96 根取n=8根(4)樁在承臺(tái)底面上的布置。樁的中心距 S= （3 4）d = （3 4） X 0.3 = 0. 9 1.2mo樁位的布置見下圖(5)群樁中單樁的受力驗(yàn)算。單樁所受的平均豎向力為:N=g = 2000 +259.2 =282

11、.4 <R=302.4KNn8滿足群樁中單樁所受的最大、最小豎向力為:K 1 maxNmin= 282.4 ±55= n 2 XiN maxN min=338 < 1.2R = 1.2 X 302.4 = 362.88KN=226.8KN > 0由以上計(jì)算可知，單樁受力能夠滿足要求。300e-BI作用于室內(nèi)地面標(biāo)高V= 40kN，彎矩設(shè)10 N /mm 2R= 230kN,( c3Q002、某框架結(jié)構(gòu)辦公樓柱下采用預(yù)制鋼筋混凝土樁基。建筑物安全等級(jí)為二級(jí)。樁的截面為300mm X 300mm 樁的截面尺寸為500mrX< 500mm 承臺(tái)底標(biāo)高 -1.7Om

12、,±0.000處的豎向力設(shè)計(jì)值 F= 1800kN，作用于承臺(tái)頂標(biāo)高的水平剪力設(shè)計(jì)值計(jì)值 M= 200kN - m見下圖。基樁承載力設(shè)計(jì)值ft V/N/mm?），承臺(tái)配筋采用I級(jí)鋼筋（fy =21°N/mm ）。試設(shè)計(jì)該樁基。解:（1）樁數(shù)的確定和布置。按試算法，偏心受壓時(shí)所需的樁數(shù)n可按中心受壓計(jì)算，并乘以增大系數(shù) = 1.21.4 ,n=S182%.2=9.39R 230取9根，設(shè)樁的中心距：S= 3d = 3X 300 = 900mna根據(jù)布樁原則，米用圖示的布樁形式(2)基樁承載力驗(yàn)算。y取 0=1.0.F +G y 5 0 N=1800 + 2.4x2.4x1.7

13、x20x1.2=226畑 C R = 230KN'oNmax = 丫 0F + G 十M 0Xm ax=269.7< 1.2R = 276KNYoNmin =226-43.7 = 182.3kN>0(3 )承臺(tái)計(jì)算。1)沖切承載力驗(yàn)算。(a)受柱沖切驗(yàn)算。設(shè)承臺(tái)高度h = 900mm,則承臺(tái)有效高度Ho=900-75 = 825mmFt = F S Qj =1800 - 18009=1600kNaoxFo廠 900 -號(hào) 3002= 500mm>0. 2ho = 33 mm且V ho = 825mmaox/px =人 oyhoaoyi6hoP P 廠OX 一廠oy72

14、0.8932【PoxQc +aoy 片 Poy(haox )fth0 =3242kN J。斤1600kN (滿足)(b)受角樁沖切驗(yàn)算。Ni =Nma2Xi嘗+皿500mmaixaiyhoho500 =0.606825p1x = p1y0.48總中0.2= 0.60所以對(duì)角樁的沖切驗(yàn)算為:/ >a1y + cC2fa； +c11 2 丿k2丿隊(duì)2 Lfth。=762.3 X 10'n= 762.3 kN>Y0N1=1 X 243.7 = 243.7kN（滿足）(1)采用粗砂墊層，其承載力特征值取k =150k Pa，經(jīng)深度修正后砂墊層的承載力特征值為:2）斜截面受剪承載力驗(yàn)

15、算V= 3Nmax=3X 243.7=731kN ,去=ay = 500mmaxay500 = 0.606h0 h08250.12Ax + 0.3= 0.133則截面計(jì)算寬度為:b0 = by0 =by1丿by1=1782mm驗(yàn)算斜截面受剪承載力:Pfcboho =0.133 X 9.6 X 1782 X 825=1877.1 X 10Fk=135kN/m，基h1= 1.30m ;表層素填土= 1877.1kN> 0V =1 X 731=731kN（滿足）1、某一磚混結(jié)構(gòu)的建筑采用條形基礎(chǔ)。作用在基礎(chǔ)頂面的豎向荷載為7礎(chǔ)埋深0.80m。地基土的表層為素填土，1=17.8kN/m3，層厚以

16、下是淤泥質(zhì)土，丫2 =18. 2kN/m，承載力特征值 fk =7亦Pa，層厚h = 6.80m。地下水位埋深1.30m。擬采用砂墊層地基處理方法，試設(shè)計(jì)此砂墊層的尺寸。（應(yīng)力擴(kuò)散角日=30 淤泥質(zhì)土 "d=1.o）解:fa = fk©( d-0.5)=150 + 1.0 X 17.8 X( 0.8-0.5 )= 155.3kPa135(2 )確定條形基礎(chǔ)的寬度b:=0.97b= f -20d侯.3-20% 0.8,取 b=1.0m砂墊層厚度.z=0.8m (4 )砂墊層底面土的自重應(yīng)力 PczPcz = 17.8 X 1.3 +( 18.2-10) X (0.8 + I.

17、2-I.3)= 28.9kPa(5)砂墊層底面的附加應(yīng)力Pz因z/b大于0.5，取應(yīng)力擴(kuò)散角日=30基底壓力Pk =(135+0.8 X 1.0 X 20)/1.0=151kPa基底處土的自重應(yīng)力Pc=17.8 X 0.8=14.2kPa，則Pzgr Pa墊層底面淤泥質(zhì)土的承載力:az 二 fk +-0.5 )=75+1.0 X 17.8 X( 1.6-0.5 )= 94.6k Pa驗(yàn)算墊層底面下軟弱下臥層的承載力:(8)確定墊層寬度b/ :Pz + Pcz=63.5+28.9=92.4kPavfaz = 94.6kPa，滿足要求。b，= b + 2tg 日=1.0 + 2X tg 3

18、6;° = 2.15m2、一獨(dú)立柱基,由上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力Fk = 1520kN，基礎(chǔ)底面尺寸為 3.5m X 3.5m,如下圖所示。天然地基承載力不能滿足要求，擬采用水泥土攪拌樁處理基礎(chǔ)下基礎(chǔ)埋深2.5m,淤泥質(zhì)土，形成復(fù)合地基，使其承載力滿足要求。有關(guān)指標(biāo)和參數(shù)如下：水泥土攪拌樁直徑D=0.6m,樁長(zhǎng)L=9m；樁身試塊無側(cè)限抗壓強(qiáng)度fcu = 2000kPa ;樁身強(qiáng)度折減系數(shù) "=0.4 ；樁周土平均摩阻力特征值qs =11kPa ;樁端阻力 qp =185kPa;樁端天然地基土承載力折減系數(shù)a =0.5 ;樁間土承載力折減系數(shù)奸0 =0.3。計(jì)算此水泥土攪拌樁復(fù)合地基的面積置換率和水泥土攪拌樁的樁數(shù)。解:(1)求單樁承載力Ra樁的截面積Ap4D4°.6F83m2Ra根據(jù)樁身材料:= nfcu Ap = 0.4 X 2000 X 0.283=226.4kNRa =qs4 pl +aA pqp根據(jù)樁周土和樁端土抗力:=10X 3.14 X 0.6 X 9+ 0.5 X 0.283 X 185=21.7kN則取 Ra = 212.7kN(2)求滿足設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力特征值spk7基