某單層廠房7號柱下基礎設計

1、某單層廠房7號柱下基礎設計指導教師：姓 名 學 號 ：班 級 ：2015年6月目錄第一章 概述11.1 設計任務11.2 地質(zhì)資料21.3 設計依據(jù)3第二章 方案比選4第三章 柱下獨立基礎設計與施工53.1 確定地基持力層及基礎埋深53.2 確定持力層的承載力53.3 確定基底尺寸53.4 承載力及偏心距驗算53.5 確定基礎高度和沖切驗算63.6 柱下獨立基礎施工方案8第四章 樁基礎設計與施工94.1 確定樁端持力層，樁型和承臺埋深94.2 確定單樁豎向極限承載力標準值94.3 初步估計所需樁數(shù)n94.4 進行樁位布置和確定承臺尺寸94.5 計算考慮承臺效應的復合基樁的承載力特征值R并驗算樁

2、數(shù)是否合適104.6 求算樁頂荷載104.7 基樁豎向抗壓承載力驗算114.8 驗算基樁水平承載力114.9 承臺抗沖切驗算114.10 承臺斜截面受剪驗算124.11 受彎計算124.12 樁身配筋134.13 樁基礎施工方案13附圖第一章 概述1.1 設計任務設計題目：某單層廠房7號柱下基礎設計某裝配車間采用單層鋼筋混凝土排架承重結構，設計跨度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1-2。規(guī)定室內(nèi)地面標高為±0.00，相當于黃海高程455.00m，室外地面標高為-0.15m，柱頂標高為12.50m，軌頂標高為9.80m。柱子編號為（1）（20），本

3、人承擔的課程設計任務為7號柱下基礎設計。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及抗風柱Z3三類。各柱在基礎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；抗風柱Z3： 長´寬=700´400mm；基礎梁的橫截面尺寸如圖1-1，梁與柱之間的凈距為20mm，置于柱子外側的基礎頂面（淺基礎）或承臺（樁基礎）上。圖1-1 基礎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1.2 地質(zhì)資料1.2.1 地基勘查資料依據(jù)工程地質(zhì)勘察報告，其中共

4、有6個鉆孔的原狀土的室內(nèi)土工實驗分析資料，由于距第7號柱最近的為4#鉆孔，所以以4#鉆孔所反映的資料為基礎進行分析。場地處地面平坦。無重大不良地質(zhì)現(xiàn)象，場地穩(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，結構疏松，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。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

5、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。根據(jù)鉆探及室內(nèi)土工實驗的情況分析，第層雜填土不宜用作建筑物地基。建議把基礎埋置在強度較高的第層粉質(zhì)粘土或第層粘性土中。其地基承載力標準值分別為：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7號柱處的雜填土厚度為0.75m。表1.1土樣資料表試樣編號取樣深度/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4孔-14.104.50粉質(zhì)粘土22.9419.92.730.687液限/%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/kPa

6、37.4323.9613.47<00.2122°296.041.2.2 設計荷載基礎梁上的荷重（包括基礎梁自重）按30kN/m計算，7柱下作用基礎梁荷重：30×(3+3)=180kN各柱底位于室內(nèi)地面以下0.5m處，7號柱為邊柱，在地面處的截面內(nèi)力取值如下：邊柱 Z1：（橫向計算）荷載組合編號： L11 L12 1.3 設計依據(jù)本次課程設計依據(jù)為：1.吳興序. 基礎工程.西南交通大學出版社.2007年2.西南交通大學巖土工程教研室.基礎工程課程設計指導書. 2007年3.中華人民共和國國家標準.建筑地基基礎設計規(guī)范，GB_50007-20114.中華人民共和國國家標準

7、.建筑樁基技術規(guī)范，JGJ94-2008第二章 方案比選淺基礎是指埋置深度較小而且施工工藝比較簡單的基礎，通常包括獨立基礎、條形基礎、筏型基礎和箱形基礎等。無筋擴展基礎：較好的抗壓性能，但抗拉、抗剪強度卻不高；擴展基礎：較強的抗彎、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；條形基礎：布置在一條軸線上且與兩條軸線相交，有時也和獨立基礎相連，但截面尺寸與配筋不盡相同，橫向配筋為主要受力筋，縱向為次要或分布筋；筏形基礎：整體剛度大，能很好的調(diào)整不均勻沉降；箱型基礎：能顯著減小基礎沉降量，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差異沉降和架越不太大的地下洞穴、抗震性較好；擴

8、展基礎：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。深基礎是埋深較大，以下部堅實土層或巖層作為持力層的基礎，其作用是把所承受的荷載相對集中地傳遞到地基的深層，而不像淺基礎那樣，是通過基礎底面把所承受的荷載擴散分布于地基的淺層。主要有樁基礎和沉井基礎。樁基礎：抗地震性能好。樁的靜力特性主要研究其強度和沉降，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；樁側摩阻力向下傳遞，引起樁側土的剪切變形和樁端土體壓縮變形。可以解決特殊地基土的承載力。施工噪音小，適用于城市改造和人口密集場地。沉井

9、基礎：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,又是施工時的擋土和擋水圍堰結構物,其施工工藝簡便,技術穩(wěn)妥可靠,無需特殊專業(yè)設備,并可做成補償性基礎,避免過大沉降,在深基礎或地下結構中應用較為廣泛,但沉井基礎施工工期較長,對粉砂、細砂類土在井內(nèi)抽水時易發(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，為了更好地學習基礎的設計，本次方案選擇柱下柱下現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨立基礎和樁基礎。第三章 柱下獨立基礎設計與施工3.1 確定地基持力層及基礎埋深根據(jù)地勘資料，第層土

10、層較厚且土質(zhì)較好，故初步擬定基礎持力層取為第層粉質(zhì)粘土。場地初見水位在2.53.1m深處，穩(wěn)定水位在2.93.9m深，基礎通常應選在地下水位以上，所以取基礎埋深1.5m，基底標高為-1.65m，基礎類型為柱下現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨立基礎。3.2 確定持力層的承載力 3.2.1確定地基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，只計算深度修正后的承載力圖3-1 土層情況圖3.3 確定基底尺寸將基礎梁上集中到柱子的豎向力180kN向柱子中心簡化。先按中心荷載計算，有考慮偏心荷載的影響將基礎底面擴大20考慮

11、到柱子尺寸為 ， 可 取 基 礎 底 面 尺 寸 為?；讓挾刃拚?.4 承載力及偏心距驗算豎向力 彎 矩 得 滿足要求。 滿足要求。因此，基礎底面尺寸取為：3500mm2700mm，能滿足承載力要求。3.5 確定基礎高度和沖切驗算3.5.1計算基底凈反力初定基礎高度為600mm，。 圖3-2 沖切破壞計算圖3.5.2確定基礎高度 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)力計算。臺階高寬比為且偏心距 3.5.4抗彎配筋的配置。采用HRP335級鋼筋。沿長邊方向：選用311290，鋼筋總面積為。沿短邊方向：取選用388/1095，鋼筋總面積為。3.

12、6 柱下獨立基礎施工方案一、施工措施 土方開挖采用機械開挖結合人工開挖，為防止超挖，機械開挖至持力層，預留30cm厚土層用人工開挖。由于基坑較淺，無需采取支擋措施?；靥钔敛捎眉壟淞己玫?，經(jīng)碾壓的土，分層夯實。二、 施工流程 測量定點、標識土方開挖澆筑100mm素混凝土墊層綁扎鋼筋鋼筋驗收安裝模板澆筑混凝土養(yǎng)護拆除模板基礎驗收土方回填。三、 施工工具 主要機具有：挖掘機，蛙式或柴油打夯機、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。四、 施工圖 見附錄圖紙1、2。第四章 樁基礎設計與施工4.1 確定樁端持力層，樁型和承臺埋深根據(jù)地質(zhì)資料,人工填土厚0.75m，初步確定承臺

13、的埋深為1.5m，并選定采用鋼筋混凝土預制方樁，樁的截面尺寸選為350mm×350mm。由地質(zhì)勘查資料報告,第二層粉質(zhì)黏土深度在4米左右的地方液性指數(shù)，壓縮系數(shù)= ，堅硬低壓縮性土，可選作持力層，對于粘性土不小于2倍樁徑，初步確定承臺底面以下樁的長度為5m。4.2 確定單樁豎向極限承載力標準值由于承臺底部為粉質(zhì)粘土，查樁的極限側阻力標準值得，由于混凝土預制樁的樁長是8m，查樁的極限端阻力標準值得4.3 初步估計所需樁數(shù)n由于樁的布置和樁數(shù)未知，先不考慮承臺效應和群樁效應，查得，故得初步擬定承臺面積為10m2，估計樁數(shù)為對稱排列，取n=6. 4.4 進行樁位布置和確定承臺尺寸樁在平面上

14、采用行列式布置，樁中心距，m，采用矩形形式， 樁深入承臺50mm，取邊樁中心至承臺邊緣的距離為0.55m>d，則承臺邊緣至樁外邊緣為375mm。樁的布置和承臺平面尺寸如圖所示。 圖4-1 樁的布置和承臺平面尺寸圖4.5 計算考慮承臺效應的復合基樁的承載力特征值R并驗算樁數(shù)是否合適單樁豎向承載力特征值由， 驗算樁數(shù)滿足要求。4.6 計算樁頂荷載豎向力：;設承臺高度h為1.0m，則承臺底所受的彎矩為各基樁所受豎向壓力設計值為基樁最大和最小豎向壓力設計值為4.7 基樁豎向抗壓承載力驗算驗算符合要求。4.8 驗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可以不驗算基樁的水平承載力。4.9 承臺抗沖切驗算假設計承臺厚1.0m，沖切破壞椎體有效高度h0=0.95m。4.9.1 柱對承臺的沖切驗算。承臺混凝土選用C30，抗拉強度設計值，取滿足要求。4.9.2角樁對承臺的沖切驗算。應驗算受樁頂荷載最大的角樁對承臺的沖切。此時，故得承臺受角樁沖切的承載力為滿足要求。4.10 承臺斜截面受剪驗算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 受彎計算采用HRB335級鋼筋。在x方向上：最小配筋率確定的鋼筋面積為選用2018160，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