基礎(chǔ)工程課程設(shè)計

1、土木工程專業(yè)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計目 錄第一篇：總體概述1第二篇：淺基礎(chǔ)設(shè)計第1章 概述2第2章 初步設(shè)計5第3章 技術(shù)設(shè)計7第4章 施工方案11第三篇：樁基礎(chǔ)設(shè)計第1章 概述12第2章 初步設(shè)計14第3章 技術(shù)設(shè)計21第4章 施工方案31附件：1. 淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)總平面布置圖2. 淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖3. 樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖第1章 概述1.1 設(shè)計任務(wù)1、設(shè)計題目：某單層廠房柱下基礎(chǔ)設(shè)計工程概況該裝配車間采用單層鋼筋混凝土排架承重結(jié)構(gòu)，設(shè)計跨度24m，柱距6m，車間內(nèi)有2對30噸中級工作制橋式吊車。建筑平面圖見圖1-1。規(guī)定室內(nèi)地面標(biāo)高為±0.00，相當(dāng)于黃海高程455.00m，室外地面標(biāo)高為-0.1

2、5m，柱頂標(biāo)高為12.50m，軌頂標(biāo)高為9.80m。圖1-1 裝配車間平面圖（mm）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=1000´400mm；角柱Z2： 長´寬=1000´400mm；抗風(fēng)柱Z3： 長´寬=700´400mm；第二篇淺基礎(chǔ)設(shè)計第一章：概述1.1 設(shè)計任務(wù)設(shè)計題目根據(jù)所給的某機械廠廠房的圖紙和地質(zhì)資料，設(shè)計其19號柱的柱下淺基礎(chǔ)，完成尺寸計算、內(nèi)力驗算并繪制施工圖，安排施工方案和流程。要達(dá)到施工要求。工程名稱 某機械廠的裝配車間，建筑場地位于該機械廠廠區(qū)內(nèi)。場地位置 廠房位于城郊地區(qū)，附近建筑較

3、少，地勢較平坦。場區(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。地下水補給來源為大氣降水，水位隨季節(jié)變化，無侵蝕性。上部結(jié)構(gòu)的類型、尺寸 廠房基礎(chǔ)頂面以上部分的建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計工作已經(jīng)完成。裝配車間采用單層鋼筋混凝土排架承重結(jié)構(gòu)，設(shè)計跨度24m，柱距6m，車間內(nèi)有2對30噸中級工作制橋式吊車。建筑平面圖見圖1-1。規(guī)定室內(nèi)地面標(biāo)高為±0.00，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。本人承擔(dān)的淺基礎(chǔ)設(shè)計任務(wù)本人的任務(wù)是設(shè)計19號抗風(fēng)柱的柱下獨立淺基礎(chǔ)。由于上部柱子為預(yù)制柱，故要求將基礎(chǔ)設(shè)計成杯

4、口形式。柱子尺寸為：長´寬=700´400mm；基礎(chǔ)梁的橫截面尺寸如圖1-1，梁與柱（或杯口外壁）之間的凈距為20mm，置于柱子外側(cè)的基礎(chǔ)頂面上。圖1-1 基礎(chǔ)梁的橫截面尺寸示意圖（單位：mm）設(shè)計中縱向受力鋼筋選用HRB235,fy=210Mpa?；A(chǔ)混凝土采用C20，其fC=9.6Mpa，ft=1.1Mpa。第二章設(shè)計資料地質(zhì)勘察資料場地描述擬建工程為XX機械廠的裝配車間，建筑場地位于該機械廠廠區(qū)內(nèi)，廠房平面尺寸為42m´24m，采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的設(shè)計跨度為24m，柱距為6m。土層描述 場地處地面平坦。據(jù)鉆探揭露，各地層的情況如下：第層：人工填土。

5、分布于場地表面，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，可塑硬塑。土層剖面圖鉆探點布置圖見圖1-2，19號柱所在的-土層剖面圖見圖1-3。土性指標(biāo)，見表1-1。圖1-2 地質(zhì)鉆孔平面布置圖圖1-3. -地質(zhì)剖面圖（m）試樣編號取樣深度/m土的分類名稱天然含水量/%天然重度/kN/m3比重天然孔隙比液限/%塑限/%塑性指數(shù)液性指數(shù)壓縮系數(shù)/MPa-

6、1內(nèi)摩擦角粘聚力/kPa1孔-13.003.40粉土32.919.52.720.85432.626.46.21.050.3916°15.62-29.009.40粉質(zhì)粘土29.0619.42.740.8130.4920.1710.320.8610.3323°395.96-316.6017.00粘土26.120.22.750.71843.1520.6522.50.2420.2719°205.40-421.0021.40粘土27.1219.72.730.78639.0821.7617.320.3090.2515°487.222孔-12.603.00粉質(zhì)粘土24

7、.420.12.70.68133.8121.3112.50.250.1925°156.22-28.008.40粉質(zhì)粘土25.3520.32.710.68731.572110.570.4120.2216°558.64-311.0011.40粘土25.5120.42.720.66937.7120.1117.60.250.1718°418.84-415.0015.40粘土26.5919.92.70.71843.122.1920.910.210.2316°129.263孔-15.005.40粉質(zhì)粘土23.0820.12.710.62933.9620.0413.9

8、20.2180.2120°156.224孔-14.104.50粉質(zhì)粘土22.9419.92.730.68737.4323.9613.47<00.2122°296.045孔-17.507.90粉質(zhì)粘土26.6420.12.720.74130.819.2711.530.6390.2320°277.26-213.1013.50粘土28.9519.52.730.80548.329.6418.66<00.2316°519.606孔-13.203.60粉質(zhì)粘土24.5020.12.710.69230.319.8510.450.4450.2220°

9、;567.08表1-1 某機械廠裝配車間土工試驗結(jié)果匯總表1.2設(shè)計荷載柱底位于室內(nèi)地面以下0.5m處。柱邊基礎(chǔ)梁上的荷載（包括基礎(chǔ)梁自重），按30kN/m計算。則基礎(chǔ)梁施加給基礎(chǔ)的偏心荷載標(biāo)準(zhǔn)值及偏心距為：柱在地面處的截面內(nèi)力取值如下：荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 荷載效應(yīng)基本組合圖1-4.設(shè)計荷載示意圖設(shè)計依據(jù)和參考資料1.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 50007-2002）±2.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ 79-2002）3.既有建筑地基基礎(chǔ)加固技術(shù)規(guī)范（JGJ 123-2000)4.西南交通大學(xué)巖土工程教研室，基礎(chǔ)工程課程設(shè)計指導(dǎo)書，成都，20075.吳興序，基礎(chǔ)工程，成都，西南交通大學(xué)

10、出版社，20076.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計常用資料速查手冊，北京，地震出版社，20067.金問魯，地基基礎(chǔ)實用設(shè)計施工手冊，北京，中國建筑工業(yè)出版社，1995第3章 鋼筋混凝土柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計3.1 基礎(chǔ)類型和尺寸基礎(chǔ)采用柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)長邊（x軸方向）與柱的長邊平行且與彎矩的方向一致。材料用C20混凝土和I級鋼筋墊層用C10混凝土，厚度100mm，立面形式初步定為階梯形。因在該設(shè)計中豎向荷載較大，地基承載力不高，故使用鋼筋混凝土擴展基礎(chǔ)。該類基礎(chǔ)抗彎抗剪性能良好，不受臺階寬高比的限制，其高度比剛性基礎(chǔ)小，適于需要“寬基淺埋”的情況。3.2 地基持力層選擇 地基持力層選在第層，粉質(zhì)粘土上

11、。取基礎(chǔ)底面標(biāo)高為-2.0m，基礎(chǔ)埋深1.85m，距室外設(shè)計地面1.85m。因粉質(zhì)黏土強度較高且較厚（厚度9.510.1m），故選在該層。3.3 地基檢算3.3.1 地基承載力檢算1:地基承載力檢算（1）、地基承載力特征值計算地質(zhì)勘察報告中給出fak第層：fak=200kPa根據(jù)GB500072002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范，當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，地基承載力特征值應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)寬度和深度修正：e=0.741<0.85, IL=861>0.85,粉質(zhì)粘土=200KPa+0+1.0×18.37KN/×（2.0-0.5-0.15）m=224.4 KPa其

12、中=0，=1.0；b為基礎(chǔ)底面寬度當(dāng)小于3m時按3m取值；是基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度：（2）：柱下獨立基礎(chǔ)：fa=fak+.rm(d-0.5)=200+1.0×18.37×(2.0-0.15-0.5)=224.4kpa根據(jù)地基承載力的要求，基底面積A0應(yīng)滿足取1.4A=1.5×3.294=4.61m2取A=1.9×2.4=4.56m2Pk其中2:確定基礎(chǔ)的高度及抗沖切驗算：確定基礎(chǔ)高度和配筋時采用基本組合值：（1）：計算基底凈反力：基礎(chǔ)梁由標(biāo)準(zhǔn)提高1.2倍為基本組合。即（2）：確定基礎(chǔ)高度初步擬定高度 h=600mm,故鋼筋的有效高度h0=600-5

13、0=550mm抗沖切破壞驗算公式為首次計算： 其中：ft=1.1MPa具體見圖：（3）:驗算地基變形及沉降量：由于此建筑物為7層以下的一般工業(yè)建筑物，也不屬于規(guī)定需要驗算的范圍，所以可以不進(jìn)行變形驗算地基沉降檢算采用分層總和法計算地基沉降量。壓縮層底的確定條件是自重應(yīng)力等于5倍的附加應(yīng)力?；滋幵趯又?，故基底一下第一層土為層?；赘郊討?yīng)力根據(jù)布辛內(nèi)斯克（J.Boussinesq）理論，查表得層頂和層底的附加應(yīng)力則層平均附加應(yīng)力根據(jù)表1-1，層土的孔隙比壓縮系數(shù)，則土的彈性模量故層土的沉降量取用沉降經(jīng)驗系數(shù)則地基土總沉降量故地基沉降滿足要求。（4）:內(nèi)力計算：由于且臺階的寬高比故可按公式進(jìn)行彎距

14、計算。沿柱長的基礎(chǔ)截面記為-截面，沿柱寬的基礎(chǔ)截面記為-截面，此時有， （5）:基礎(chǔ)配筋5.1抗彎鋼筋的配置:采用級鋼筋，其.沿長邊方向，由 kN·m，寬度，按梁進(jìn)行配筋，可得1309，選用（總面積2011），故實際的600-40-16/2=652大于原先假定的，上述配筋滿足要求。滿足最小配筋率。沿短邊方向的鋼筋通常置于長邊鋼筋之上，并假設(shè)采用的鋼筋，再由 kN·m，寬度為，可得，選用（總面積為1696.5）。見鋼筋圖圖3-1 第四章施工方案4.1基礎(chǔ)施工方式由于本基礎(chǔ)規(guī)模較小，基槽開挖較淺，未觸及含水層，故不需進(jìn)行降水作業(yè)，僅需簡單的支護(hù)結(jié)構(gòu)。1. 建筑定位。先確定廠房的

15、主軸線，再根據(jù)主軸線確定各柱的位置和細(xì)部尺寸。建筑的位置由建筑紅線、建筑方格網(wǎng)確定。2. 基礎(chǔ)的放線。在不受施工影響的地方設(shè)置基線和水準(zhǔn)點，布置測量控制網(wǎng)。根據(jù)軸線，放出基槽開挖的邊線，放坡的基槽還應(yīng)放出開挖后的寬度。3. 土方開挖。土方開挖前應(yīng)先計算好挖、填土方量，以根據(jù)原地面高程及設(shè)計地面高程確定土的棄留。由于頂層土為雜填土，而下層土為粘性土，故先由人工進(jìn)行表層雜填土的開挖，然后用挖掘機對下層土進(jìn)行垂直開挖。4. 基槽驗收?；坶_挖完成后，由勘察、設(shè)計、施工人員共同進(jìn)行檢驗。主要檢查槽的平面位置、斷面尺寸、底部高程等，還應(yīng)檢查基底土質(zhì)是否與勘察報告一致。5. 基礎(chǔ)施工(1) 在槽底施作10

16、0mm厚的C10素混凝土墊層，并在上面定出基礎(chǔ)的邊線；(2) 支基礎(chǔ)模板，綁扎鋼筋；(3) 澆筑基礎(chǔ)混凝土、養(yǎng)護(hù)；(4) 基槽回填。然后即可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的施工。4.2主要施工機具鐵鏟等人工挖土器具。挖掘機、推土機、卡車、吊車?；炷翑嚢杵鳌⒄駬v器、木質(zhì)模板。第三篇 裝配車間15號柱下樁基礎(chǔ)設(shè)計第一章概述1設(shè)計任務(wù)（1）設(shè)計題目根據(jù)所給的某機械廠廠房的圖紙和地質(zhì)資料，設(shè)計其15號柱的柱下樁基礎(chǔ)，完成尺寸計算、內(nèi)力驗算并繪制施工圖，安排施工方案和流程。要達(dá)到施工要求。（2）工程名稱 某機械廠的裝配車間，建筑場地位于該機械廠廠區(qū)內(nèi)。（3）場地位置 廠房位于城郊地區(qū)，附近建筑較少，地勢較平坦。場區(qū)地下

17、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。地下水補給來源為大氣降水，水位隨季節(jié)變化，無侵蝕性。（4）上部結(jié)構(gòu)的類型、尺寸 廠房基礎(chǔ)頂面以上部分的建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計工作已經(jīng)完成。裝配車間采用單層鋼筋混凝土排架承重結(jié)構(gòu)，設(shè)計跨度24m，柱距6m，車間內(nèi)有2對30噸中級工作制橋式吊車。建筑平面圖見圖1-1。規(guī)定室內(nèi)地面標(biāo)高為±0.00，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。（5）本人承擔(dān)的樁基礎(chǔ)設(shè)計任務(wù)7號邊柱的柱下樁基礎(chǔ)。柱子尺寸為：長´寬=1000´400mm；基礎(chǔ)梁的橫截面尺

18、寸如圖1-1，梁與柱（或杯口外壁）之間的凈距為20mm，置于柱子外側(cè)的基礎(chǔ)承臺頂面上。圖1-1 基礎(chǔ)梁的橫截面尺寸示意圖（單位：mm）設(shè)計中縱向受力鋼筋選用HRB335,fy=300Mpa。基礎(chǔ)混凝土采用C30，其fC=14.3Mpa，ft=1.43Mpa。2設(shè)計資料（1）地質(zhì)勘察資料地質(zhì)勘查資料同淺基礎(chǔ)。號柱所在的-土層剖面圖見圖1-2。圖1-2 IIII地質(zhì)剖面（m）（2）設(shè)計荷載柱在地面處的截面內(nèi)力取值如下：荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 荷載效應(yīng)基本組合3.設(shè)計依據(jù)和參考資料建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 50007-2002）±建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ 79-2002）既有建筑地基基礎(chǔ)加

19、固技術(shù)規(guī)范（JGJ 123-2000)西南交通大學(xué)巖土工程教研室，基礎(chǔ)工程課程設(shè)計指導(dǎo)書，成都，2007吳興序，基礎(chǔ)工程，成都，西南交通大學(xué)出版社，2007建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計常用資料速查手冊，北京，地震出版社，2006金問魯，地基基礎(chǔ)實用設(shè)計施工手冊，北京，中國建筑工業(yè)出版社，1995第二章初步設(shè)計1.基礎(chǔ)類型的選擇從承臺位置來看，高承臺基礎(chǔ)施工方便、經(jīng)濟(jì)，但是基礎(chǔ)的剛度較小，承受水平荷載的能力較差，而且影響地面上的結(jié)構(gòu)物位置放置，占用車間空間；而低承臺的抗水平力能力較強，在穩(wěn)定性方面也較高承臺好，且不影響地面上的建筑物位置。故選用低承臺。從材質(zhì)上看，由于鋼筋混凝土取材、施工方便且承載能力大，且

20、地下水較深，故采用鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)。從制作方法來看，預(yù)制樁可以大大加快施工進(jìn)度，故采用預(yù)制樁。從樁的入土方式來看，由于周圍空曠，施工對周圍環(huán)境的影響可以不考慮，故采用打入式擠土式樁，施工較方便且經(jīng)濟(jì)。另外，由于方案要求做杯口基礎(chǔ)，故最終選用：柱下獨立、板式、現(xiàn)澆鋼筋混凝土低杯口基礎(chǔ)。從樁身截面尺寸來看，為使制作方便，故采用等截面的實心方樁。樁徑為300mm×300mm。2.持力層選擇和樁長的初步確定從土層剖面圖及各層土的土性指標(biāo)看來，層土土質(zhì)疏松，不適合作為持力層。從鄰近的5#、6#鉆孔的鉆探數(shù)據(jù)來看，層土為粘性土，選取2層土作為持力層。由于樁端進(jìn)入持力層的長度要大于3d，綜合考慮以

21、上因素，取樁長為9m。樁徑和承臺埋深和高度的初步設(shè)計根據(jù)由于層土土質(zhì)疏松，不適合承載圖2-1.基礎(chǔ)立面圖(mm)故將承臺地面置于第層土中，取埋深為2.0m。承臺高初步取為800mm，矩形板?；A(chǔ)初步設(shè)計圖見圖2-1。3.估算樁數(shù)（1）單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk按經(jīng)驗公式確定Quk式中qsi：第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，根據(jù)成樁方法和工藝查經(jīng)驗表。 qpk：極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，根據(jù)成樁方法和工藝查經(jīng)驗表。（2）初步確定單樁豎向承載力設(shè)計值R先不考慮群樁效應(yīng)和承臺效應(yīng)，則式中s、p：樁側(cè)土和樁端土的抗力分項系數(shù)，查表得。故估計樁數(shù)取樁數(shù)n=4。裝型采用預(yù)制樁，尺寸為300mm300mm方莊由于地

22、面很深沒有基巖，所以采用摩擦樁，（3）樁的布置和確定承臺尺寸樁在平面上采用行列式布置，中心局Sa34d,取x方向(廠房橫向,向內(nèi)為正)中心距為1.8m,y方向(產(chǎn)房縱向,向內(nèi)為正)中心局1.0m,對稱布置。邊樁中心至承臺邊緣的距離為1d=0.3m，此時承臺邊緣至樁邊緣的距離為150mm，符合規(guī)范要求。承臺平面尺寸為2.4m×1.5m。承臺布置見圖2-2。1由于預(yù)制樁數(shù)少于9個，所以在X方向：即承臺 在y方向：即承臺圖2-2.承臺布置圖(4)承臺平面尺寸及埋深的選定；2承臺埋深1.3m，承臺高0.8m樁頂深入承臺50mm，鋼筋保護(hù)層取35mm，則承臺有效高度：第三章技術(shù)設(shè)計1.承載力檢

23、算(1) 單樁承載力計算1單樁豎向承載力設(shè)計值R假設(shè)樁長為9m，穿越第二層，由表5-6知樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為粘性土：樁的重心深度樁的入土深度h=1.3+0.9=10.2m粘性土：故單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為：2單樁豎向承載力設(shè)計值計算：摩擦型樁且預(yù)計樁數(shù)將超過4根故需要考慮承臺效應(yīng)以及樁群，土，承臺的相互作用效應(yīng)1）求3.樁頂荷載設(shè)計值計算：基礎(chǔ)混凝土采用C30，其fC=14.3Mpa，ft=1.43Mpa。設(shè)計中縱向受力鋼筋選用HRB335,fy=300Mpa取承臺及其上部土的平局重度為20取基本組合值5.基樁的配筋和構(gòu)造預(yù)制樁按造構(gòu)造配筋。配筋率1%。主筋采用HRB335，直徑12mm和

24、20mm，樁頂以下0.9m范圍內(nèi)箍筋加密，并設(shè)置鋼筋網(wǎng)片。樁尖部位，將主筋合攏焊接在樁尖輔助鋼筋上。樁身混凝土強度等級為C30，保護(hù)層厚度40mm。6.承臺的設(shè)計和檢算1.承臺的幾何構(gòu)造承臺尺寸為2400mm×1500mm×800mm?；炷翉姸鹊燃塁30?；紫路戒佋O(shè)100mm厚的素混凝土層?；A(chǔ)的混凝土保護(hù)層厚度85m ，h0=800-50-35=715mm。2.承臺與柱的連接為了使樁和承臺之間形成穩(wěn)定的建立、彎矩傳遞體系，并承受偶然發(fā)生的上拔力，將樁頂錨入承臺350mm，。如下圖所示。圖3-2.柱頂與承臺的連接構(gòu)造3.承臺抗沖切檢算(1)柱對承臺的沖切檢算，計算示意圖如3-3】 圖 3-3 柱對承臺的沖切檢算示意圖1柱邊沖切沖跨比之間(2)角柱向上沖切【計算示意圖如3-4】圖3-4 角柱向上沖切示意圖從角柱內(nèi)邊緣到主承臺外邊緣的距離故柱對承臺的沖切驗算滿足要求。4.承臺抗剪檢算如右圖3-5所示，故僅取其中柱頂反力最大的截面，即y-y截面進(jìn)行驗算和x-x截面驗算。y-y截面剪跨比， 圖 3-5 承臺抗剪驗算示意圖剪切系數(shù)抗剪驗算：x-x截面 故承臺的抗剪驗算滿足要求。5.局部受壓檢算 由于承臺與樁身混凝土均為C30等級，故無需驗算承臺的局部受壓。6.承臺配筋計算1