學(xué)士某樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

第一章第一節(jié)：一：設(shè)計(jì)題目：某單層廠房下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)二：設(shè)計(jì)對(duì)象：某機(jī)械廠的裝配車(chē)間，廠房基礎(chǔ)頂面以上部分的建筑及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作已完成。三：課程設(shè)計(jì)任務(wù)：完成柱下基礎(chǔ)與地基的設(shè)計(jì)與檢算。承擔(dān)任務(wù)：抗風(fēng)柱，第19號(hào)柱。截面形狀為矩形，尺寸=長(zhǎng)×寬=700×400。平面布置位置如總平面圖所示。設(shè)計(jì)計(jì)算：（1）19號(hào)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算a:平面尺寸，埋深的確定。b:基礎(chǔ)及地基的計(jì)算及檢算。（2）19號(hào)柱下樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算a:樁基類(lèi)型的選擇b:樁材和樁徑的選擇c:承臺(tái)底面和頂面標(biāo)高以及平面形狀，尺寸的確定d:樁長(zhǎng)和樁柱數(shù)的確定e:樁的布置f:單樁承載力的檢算（3）初步確定修筑基礎(chǔ)的施工方案2．圖紙（1）基礎(chǔ)總平面布置圖（假定所有基礎(chǔ)均與自己設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)相同）（2）基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)圖。包括平面圖，立面圖，剖面圖，同時(shí)在剖面圖上必須給出基礎(chǔ)底面的位置。（表示出埋深）圖1-1裝配車(chē)間平面圖/mm第二節(jié)：設(shè)計(jì)資料一：地質(zhì)勘察資料場(chǎng)地土層描述：場(chǎng)地處地面平坦。19號(hào)柱中心線(xiàn)土層的情況如下：第①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m,結(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)不均，平均天然重度17.1KN/第②層：粉質(zhì)黏土。呈棕紅色。除1#孔外各孔均有，厚度m。硬塑—可塑，土質(zhì)較均勻。第③層：黏土。呈黃黑色，各孔均有，沒(méi)有鉆透，據(jù)調(diào)查厚度在10m以上，可塑—硬塑，土質(zhì)均勻。場(chǎng)區(qū)地下水屬潛水，初見(jiàn)水位在2.5-3.1m深處，穩(wěn)定水位在2.9-3.9m深處。地下水補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水，水位隨季節(jié)變化，無(wú)侵蝕性。根據(jù)鉆探及室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)情況分析，第①層雜填土不宜做建筑物地基。把第②層或第③層作為地基。其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為：第②層：=200kpa；第③層：=220kpa。土層剖面圖，土性指標(biāo)：實(shí)際建成后室外地面標(biāo)高為-0.15m，相當(dāng)于黃海高程454.85m，室內(nèi)地面標(biāo)高為0.00m，相當(dāng)于黃海高程455.00m。實(shí)際地層厚度如下：第①層：d=454.85-453.25=1.6m第②層：d=10.35m第③層:d>10m具體布置如下：圖1-2土層剖面圖第二節(jié)：設(shè)計(jì)荷載柱底位于室內(nèi)地面以下0.5m處，各柱在地面處的截面內(nèi)力取值如下：19號(hào)抗風(fēng)柱（縱向計(jì)算）標(biāo)準(zhǔn)組合：基本組合：縱向指沿車(chē)間的長(zhǎng)軸方向。彎矩M以柱子的外側(cè)受拉為正，剪力H以指向車(chē)間內(nèi)部為正。荷載項(xiàng)下標(biāo)K表示基本組合，否則為基本組合?；A(chǔ)梁上的荷重（包括基礎(chǔ)梁自重）按30計(jì)算。具體19號(hào)柱下作用基礎(chǔ)荷載重如下：圖1-3基礎(chǔ)梁作用荷載/mm由上圖得：基礎(chǔ)梁上的荷重：30×0.9×9.45+30×9×4.5=可得=163.35kN設(shè)計(jì)荷載作用圖如下：圖1-4設(shè)計(jì)荷載作用圖第二章：柱下獨(dú)立擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第一節(jié)：獨(dú)立基礎(chǔ)尺寸確定由于第二層土層厚度較深且土質(zhì)較好，同時(shí)地下穩(wěn)定水位為2.9m—3.9m，故初步擬定基礎(chǔ)持力層取為第二層土，假定深度為d=1.8m.。（以標(biāo)高0.00為基準(zhǔn)線(xiàn)），如上頁(yè)圖。因基底尺寸尚未確定，故先計(jì)算深度修正后的承載力。e=0.687<0.85粉質(zhì)黏土查《基礎(chǔ)工程》表3-4，承載力修正系數(shù)因?yàn)榉€(wěn)定水位為2.9m—3.9m，對(duì)于基底以上部分不考慮地下水的影響，取基礎(chǔ)底面以上的土的加權(quán)平均重度，修正取標(biāo)高-0.15m為基準(zhǔn)線(xiàn)。同時(shí)荷載取標(biāo)準(zhǔn)組合。==17.20kN/m3=+..(d-0.5)=200+1.6×17.20×(1.8-0.15-0.5)=231.65kPa確定基底尺寸。先按中心荷載計(jì)算：A≥==3.11m2擴(kuò)大面積1.2倍得：1.2A=1.2×3.11=3.73m2基底尺寸擬定為2.4×1.9m2=4.56m2，由于b=1.9m<3.0m，所以無(wú)需重新進(jìn)行寬度修正。3.承載力和偏心距e的驗(yàn)算：①Pk==169.01kPa<=231.65kPa（中心承載力滿(mǎn)足要求）②Fk=Fk1+Fk2=450+163.35=613.35KNGk==20×2.4×1.9×(1.8-0.075)=157.32KNMk=Mk1+MH-MJ=200+30×(1.8-0.075)-163.35×(0.145+0.7/2)=170.89kNm262.70kPa<1.2f262.70kPa<1.2fa=1.2×231.65=277.98kPa（偏心承載力滿(mǎn)足要求）75.32kPa>0（偏心距滿(mǎn)足要求）=確定基礎(chǔ)高度確定基礎(chǔ)高度和配筋時(shí)采用基本組合值1.計(jì)算基底基礎(chǔ)梁由標(biāo)準(zhǔn)值提高1.2倍為基本組合值即F=650+163.35×1.2=846.02KNM=280+50×(1.8-0.075)-163.35×1.2×(0.145+0.35)=269.22kNm2.確定基礎(chǔ)高度初步擬定高度h=500mm，按規(guī)范要求，鋪設(shè)墊層時(shí)保護(hù)層厚度不小于40mm，因此假定鋼筋中心到混凝土外表面的距離為50mm，故鋼筋的有效高度h。=500-50=450mm圖2-1沖切破壞計(jì)算圖（長(zhǎng)度單位：mm）抗沖切破壞驗(yàn)算公式為：首先計(jì)算ab=at+2h。=0.4+2×0.45=1.3m≤1.90m故Al===0.67m2近似地取=333.13kPa得=333.13×0.67=223.20kN式中，h。=450mm<800mm，故=1.0，基礎(chǔ)混凝土采用C20，其=1.1MPa=0.85m=0.7×1.0×1.1××0.85×0.45=294.53kN>Fl=223.20kN故h=500mm，能夠滿(mǎn)足抗沖切破壞要求。第三節(jié)：內(nèi)力計(jì)算圖2-2矩形獨(dú)立基礎(chǔ)底版板的彎矩計(jì)算臺(tái)階的寬高比為<2.5且偏心距e<，已由上計(jì)算驗(yàn)證滿(mǎn)足要求顯然，控制截面在柱邊處：，，=228.58kPa=154.00kNm=96.55kNm第四節(jié)基礎(chǔ)配筋采用HPB235的鋼筋，其fy=210N/mm2， 混凝土，fc=9.6N/mm2①沿長(zhǎng)邊方向，由=154.00kNm，=450mm，寬度=1900mm按梁進(jìn)行配筋，得：=0.04169=0.9787∴取11φ14@180鋼筋總面積為1693mm2故實(shí)際的，大于原先假定的450mm，上述配筋顯然是可以的。②沿短邊方向：由于沿短邊方向的鋼筋通常置于長(zhǎng)邊鋼筋之上，并假設(shè)采用φ12鋼筋，故寬度=2400mm得：選用14φ10@180鋼筋總面積為1099mm2第三章樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一：樁基類(lèi)型和樁尺寸的選擇并確定樁端持力層和承臺(tái)埋深樁型采用預(yù)制方樁，擬尺寸為300mm×300mm方樁。由于地面以下很大深度沒(méi)有基巖（d>20m）所以采用摩擦樁，選第②層硬塑-可塑的粉質(zhì)黏土作為持力層，承臺(tái)埋深為1.9m，假設(shè)承臺(tái)底面以下的柱長(zhǎng)為4m，只穿越第②層土層。二：確定定單樁豎向向極限承載載力標(biāo)準(zhǔn)值值Quk由表5-6查查得樁的極極限阻力標(biāo)志志值qsik為粘性土：Ill=0.4112因?yàn)閐=1..9+2==3.9<<5.0mm所以qsikk的修正系系數(shù)為0.8，所以qsikk=樁的入土深度度：h=1..9+4=5.9m<9m粘性土：Ill=0.4112，h=5.99m，查表得qpk=16000kPa故單樁豎向極極限承載力力標(biāo)準(zhǔn)值為為：=2×(0..3+0..3)×61×4+16000×0.3×0.3==292..8+1444=4336.8kkN三：初步估算算所需樁數(shù)數(shù)n在估算樁數(shù)時(shí)時(shí)，首先需需計(jì)算單樁樁豎向承載載力設(shè)計(jì)值值R由于樁的布置置和樁數(shù)未未知，先不不考慮承臺(tái)臺(tái)效應(yīng)和群群樁效應(yīng)。從表5-199查得，，得確定樁數(shù)時(shí)，由由于承臺(tái)尺尺寸還未確確定，可先先根據(jù)單樁樁承載力設(shè)設(shè)計(jì)值R和上部結(jié)結(jié)構(gòu)物荷載載初步估算算確定中心荷載時(shí)，估估算樁數(shù)，μ=1.1，F(xiàn)=8466.02kkN取n=4，即即采用4根樁。四：進(jìn)行樁位位布置和確確定承臺(tái)尺尺寸（1）樁在平平面上采用用行列式布布置，由于于預(yù)制樁根根數(shù)<9，所以S≥3d=0.9mm。在x方向取樁樁間距Sx=1.1m，因?yàn)槌谐信_(tái)邊緣至至邊樁中心心的距離不不應(yīng)小于樁樁的邊長(zhǎng)，即即承臺(tái)bx=1.1+22×0.3==1.7m在y方向取樁樁間距Sy=3d==3×0.3==0.9mm，即承臺(tái)by=0.99+2×0.3==1.5mm平面布置如下下：圖3-1承臺(tái)臺(tái)平面圖（2）承臺(tái)埋埋深1.99m，承臺(tái)高高0.7m，樁頂伸伸入承臺(tái)550mm，鋼鋼筋保護(hù)層層取35mmm，則承承臺(tái)有效高高度h。=0.77-0.0050-00.0355=0.6615m==615mmm承臺(tái)平面布置置如下：五：計(jì)算考慮慮群樁效應(yīng)應(yīng)下的基樁樁豎向承載載力設(shè)計(jì)值值R并驗(yàn)算樁樁數(shù)是否合合適，其中（1）求系數(shù)數(shù)和，以和，按樁為為粘性土、從從表5-20得，（2）求系數(shù)數(shù)，按5-70計(jì)算，首首先求出承承臺(tái)內(nèi)區(qū)、外外區(qū)的凈面面積、和承臺(tái)底底地基土凈凈面積查表5-211得，得（3）求R。先基樁的承臺(tái)臺(tái)底地基t，極限抗抗力標(biāo)準(zhǔn)值值Qck經(jīng)深度修正，d=1..9+1//2*1..5=2..65m；；因?yàn)閎=1.55m<3.0mm,所以不需需進(jìn)行寬度度修正。=200+11.6*118.255*(2..65-00.15--0.5))=2588.4kPPa，nn=4從表5-199查得，，且得基樁豎向承承載力設(shè)計(jì)計(jì)值R：（4）驗(yàn)算考考慮承臺(tái)和群樁效效應(yīng)下的樁樁數(shù)承臺(tái)及其G=1..2*1..7*1..5*1..9*200=1166.28kkN根說(shuō)明取n=44根可以滿(mǎn)滿(mǎn)足要求六：樁頂荷載載設(shè)計(jì)值計(jì)計(jì)算豎向力：F++G=9662.300KN；承臺(tái)高高0.7mm，則承臺(tái)臺(tái)底所受的的彎矩（繞繞y軸）則樁頂平均豎豎向力設(shè)計(jì)計(jì)值為，七：基樁豎向向抗壓承載載力驗(yàn)算基礎(chǔ)是偏心受受壓：兩項(xiàng)驗(yàn)算均滿(mǎn)滿(mǎn)足要求。八：水平承載載力驗(yàn)算水平力H=550kN，水平力力和豎向力力的合力與與鉛垂線(xiàn)的的夾角，故可以不驗(yàn)算算基樁的水水平承載力力。九：承臺(tái)抗沖沖切驗(yàn)算（1）柱對(duì)承承臺(tái)的沖切切驗(yàn)算在x方向，在在y方向取故取，，承臺(tái)臺(tái)混凝土選選用C20，滿(mǎn)足要求（2）角柱對(duì)對(duì)承臺(tái)的沖沖切驗(yàn)算：：應(yīng)驗(yàn)算受樁頂頂荷載最大大的角柱對(duì)對(duì)承臺(tái)的沖沖切所以取而滿(mǎn)足要求十：承臺(tái)受剪剪切承載力力計(jì)算最危險(xiǎn)截面為為A-A截面，因因其右側(cè)的的兩樁承受受的荷載最最大，且縱縱向兩樁間間的距離比比橫向要大大，見(jiàn)平面面圖，可知知，取故剪切系