(模板)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

某單層廠房柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（5號(hào)柱下基礎(chǔ)）姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師:2016年5月目錄第I章概述 01.1設(shè)計(jì)任務(wù) 0TOC\o"1-5"\h\zL2設(shè)計(jì)資料 1\o"CurrentDocument"地基勘察資料 2\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)荷載 4\o"CurrentDocument"13設(shè)計(jì)依據(jù) 4\o"CurrentDocument"第2章5號(hào)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 52」基底尺寸的確定 錯(cuò)誤!未定義書簽。2.1.1持力層的選取 錯(cuò)誤!未定義書簽。2.12確定基礎(chǔ)埋深以及持力層的承載力 錯(cuò)誤!未定義書簽。2.L3確定基底尺寸 錯(cuò)誤!未定義書簽。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"2.1.4承載力以及偏心距計(jì)算 6\o"CurrentDocument"2±5地基變形驗(yàn)算 7\o"CurrentDocument"2.2基礎(chǔ)立面設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"2.2.1荷載基本組合 7222確定基礎(chǔ)高度 錯(cuò)誤!未定義書簽。\o"CurrentDocument"2.2.3內(nèi)力計(jì)算 8224基礎(chǔ)配筋 錯(cuò)誤!未定義書簽。\o"CurrentDocument"第3章5號(hào)柱下樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 10\o"CurrentDocument"1確定樁端持力層和承臺(tái)埋深 11\o"CurrentDocument"2確定單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值 12\o"CurrentDocument"3初步擬定樁數(shù)和平面位置 12\o"CurrentDocument"樁位布置和確定承臺(tái)尺寸 12\o"CurrentDocument"計(jì)算考慮群樁效應(yīng)下的基樁豎向承轂力設(shè)汁值R并驗(yàn)算 13\o"CurrentDocument"求樁頂荷載 13\o"CurrentDocument"361樁頂平均豎向力 13\o"CurrentDocument"362基樁的水平承載力驗(yàn)算 13\o"CurrentDocument"承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算 14\o"CurrentDocument"371邊柱沖切 14\o"CurrentDocument"3.7.2角樁向上沖切 14\o"CurrentDocument"承臺(tái)受剪承載力計(jì)算 15\o"CurrentDocument"承臺(tái)受彎及配筋計(jì)算 15\o"CurrentDocument"樁基變形及沉降驗(yàn)算 16\o"CurrentDocument"第4章基礎(chǔ)施工 16\o"CurrentDocument"淺基礎(chǔ)施工方案 16\o"CurrentDocument"樁基礎(chǔ)施工方案 17第1章概述1.1設(shè)計(jì)任務(wù)一、設(shè)計(jì)題目：某單層廠房柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)二、工程名稱：XX機(jī)械廠的裝配車間設(shè)計(jì)三、場(chǎng)地位置：建筑場(chǎng)地位于該機(jī)械廠廠區(qū)內(nèi)，廠房平面尺寸為42/nx24/?,規(guī)定室內(nèi)地面標(biāo)高為土0.00、相'"1于黃海高程455.00m,室外地面標(biāo)高為-O.lom,柱頂標(biāo)高為12.50m,軌頂標(biāo)高為9.80m。四、上部結(jié)構(gòu)的類型尺寸：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(jì)跨度24nL柱距6m,車間內(nèi)有2對(duì)30噸級(jí)工作制橋式吊車。見(jiàn)圖1一lo五、設(shè)訃任務(wù)：1、完成5號(hào)柱下淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與地基的檢算。2、完成5號(hào)柱下樁基礎(chǔ)設(shè)訃。5號(hào)柱為角柱*截面形狀為矩形，尺寸：長(zhǎng)X寬二1000X400nmio后側(cè)0060色00682百6000600060006000600060006000L2。趙\1ri戶⑥注：Zl,Z2,Z3表示柱子的類Z29Z3Z310心(3)(4)(?)■■■■■■ HBi■■Mi ■■■■IM■■ ■■ ■■ MB■■Mi[圖IT某廠房建筑平面圖單位：mil1.2設(shè)計(jì)資料121地基勘察資料勘察工作共完成鉆孔6個(gè)，并結(jié)合鉆孔取原狀土樣X(jué)個(gè)進(jìn)行了室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)。場(chǎng)地處地面平坦。據(jù)鉆探揭露，柱下各地層的情況如下：笫①層：人工填土。以灰黑色粉土為主，伴有碎磚、爐渣等雜物的填土層。厚度為0.6m,結(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)不均，平均天然重度/=17.1kN/m，o笫②層：粉質(zhì)粘土。厚度為9.90m,硬塑~可塑，土質(zhì)較均勻。土質(zhì)指標(biāo):w=22.94%,/=19.9kN/m-,Gs=2.73,e=0.687,wL=37.43%, =23.96%,/p=13.47,IL<0,av=0.21"22。29，/c=6.04kPa。第③層：粘土。呈黃黑色，沒(méi)有鉆透，據(jù)調(diào)查厚度在10m以上。土質(zhì)均勻，可塑?硬塑。土質(zhì)指標(biāo)：

w=25.51%, /=20.4kN/m ,G$=2.72,e=0.669,wl=37.71%,?=20.11%,0=17.6,Il=0.25^r=0.17.A=18°41/c=8.84kPa。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)的情況分析第①層雜填土不宜用作建筑物地基。建議把基礎(chǔ)埋置在強(qiáng)度較高的笫②層粉質(zhì)粘土或笫③層粘性土中。其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為：第②層：A=200kPa第③層：/k=220kPa后側(cè)III后側(cè)IIIr2# ■■■■■■■■■■■16.5m 11.5mr2# ■■■■■■■■■■■16.5m 11.5m111U# 5#122.0m 18.0m圖例鉆孔位置# 鉆孔編號(hào)11.5m 鉆孔深度I—I 地質(zhì)剖面編號(hào)c 車間位置前側(cè)9.OmIII前側(cè)9.OmIII33.Om圖1-2地質(zhì)鉆孔平面布置圖151.SO454.30 154.151.SO454.30 154.60113.30圖1-311—11地質(zhì)剖面（m）1.2.2設(shè)計(jì)荷i載1?設(shè)計(jì)柱在地面處的截面內(nèi)力取值如下：（橫向計(jì)算）荷載組合編號(hào)：Lil L12%=200kN-m M=3OOkN.m<Fk=1lOOkN F=\8OOkNHk=20kN H=35kN縱向是指沿車間的長(zhǎng)軸方向，橫向是指沿車間的短軸方向。彎矩M以柱子的外側(cè)受拉為正，剪力H以指向車間內(nèi)部為正。荷載項(xiàng)中帶下標(biāo)K者表示荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，否則為荷載效應(yīng)的基本組合。2?基礎(chǔ)梁上的荷重基礎(chǔ)梁計(jì)基礎(chǔ)梁上的荷重（包括基礎(chǔ)梁自重）按30kN/m訃算，梁的橫截面尺寸如圖1-4,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。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)為角柱基礎(chǔ)，根據(jù)車間平面布置圖算單元縱向取31110基礎(chǔ)梁計(jì)250825| 2（X）J|,25圖1?4基礎(chǔ)梁的橫截面尺寸示意圖（單位：mm）13設(shè)計(jì)依據(jù).中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，GB50007-2002.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).建筑樁基技術(shù)規(guī)范，JGJ94-94.吳興序主編.基礎(chǔ)工程.西南交通大學(xué)出版社，2007第二章5號(hào)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基底尺寸確定持力層的選取考慮到擴(kuò)展基礎(chǔ)的高度通常較大，且有報(bào)告地質(zhì)勘探報(bào)告第二土層粉質(zhì)黏土層地基承載力較高，宜作為持力層。2.1.2確定基礎(chǔ)埋深以及持力層的承載力考慮到擴(kuò)展基礎(chǔ)的高度通常較大，且有報(bào)告地質(zhì)勘探報(bào)告第二土層粉質(zhì)黏土層地基承載力較高，宜作為持力層?；A(chǔ)埋深擬為d二1.5m（室內(nèi)地面）?？紤]3#鉆孔的數(shù)據(jù)：丫皿=M9.IkN/h?因粉質(zhì)黏性土e二0?629<0?85,1二0-218<0-85渣表得：心="?3,4=1.6,丫」1?5—0-5)=200+1.6x19.1x(1.5-0.5)=230.56kPa3確定基底尺寸按中心荷載計(jì)算，則R,+FxkA.2 ——1100+30x6-230.56-20x(1.5+0.15/2)將基底面積擴(kuò)大為A=1.3A,=1.3x6.43=&359nr,基底尺寸擬為bxl=3x3=9.0nro此外，由于基底最小尺寸為3M故前面計(jì)算得到的fa不需要進(jìn)行寬度修正。2.1?4承載力以及偏心距計(jì)算豎向力：Fk+Gk+Fik=1100+(1.5+0.075)x3x3x20+30x6.0=1563.5kN彎矩：Mik=30x6x(0.02+0.125+0.5)=116.1kN-mM.200+20x(1.5H-=115.4kN-m2=3 173.722kPa<fk=230.56kPa?A9_R+Gr+F:k,MJPkmax a=+ =199.367kPa9.0 1/6x3.0x3.02<1.2fk=1.2x230.56=276.672kPa3滿足要求。e= 迪 =竺二=0.074m<-=-=0.5mFk+Gk+F|k1563.5 6 6滿足要求。山于笫②層：氟=200kPa,厚度達(dá)到9.6m,而且第③層：Q220kPa,故可不用對(duì)下臥層進(jìn)行承載力驗(yàn)算。2.1.5地基變形驗(yàn)算有該建筑屬一般匚業(yè)建筑，在地基基礎(chǔ)設(shè)汁等級(jí)中屬于丙級(jí)。山《地基規(guī)范》知，該地基在可不作地基變形訃算設(shè)汁等級(jí)為丙級(jí)的建筑物范圉。而且其地基承載力特征值大于130kPa,所以可不進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。故擴(kuò)展基礎(chǔ)底面積擬取3.0inX3.Omo2.2基礎(chǔ)立面設(shè)計(jì)2.2.1荷載基本組合豎向力：F+Fj=F+yoFik=1800+30x6x1.35=2O43kN彎矩：M,=30x6x1.35x(0.02+0.125+0.5)=156.735kNmM=300+35x(1.5+^)-156.735=19&39kN?mZ1ZL=2211=227.OkPajA9.0pf+f,m—FjmaxA2043i198.39 L . =271.087kPa9 !/6x3x3-F+F]加P.jmin-―W2043 198.39 182.913kPa9 1/6x3x322.2.2確定基礎(chǔ)高度初步擬定基礎(chǔ)高度500mm，按規(guī)范要求，鋪設(shè)墊層保護(hù)層厚度不于40mm，因此假設(shè)鋼筋重心到混凝土外表面的距離為50mm，則混凝土有效高度h。二500-50二450mm.抗沖切破壞驗(yàn)算公式：首先計(jì)算F]=PjA]oab=at+211q=0.4+2x0.45=1.3m<1=3m▲ b|.vZ13iA.=( _L_h())1_(—A—hJ】22。22=(?bo.45)x3-(——-0.45)2=0.81U-2222擴(kuò)展基礎(chǔ)尺寸圖（單位：mm）近似取p.土皿,271.087kPa（保守偏大）沖切力設(shè)計(jì)值：^W=PjA|=271.087x0.8=216.870kPa式O.7phpfkimho中，ho=45Onmv800mm，故pw=1.01基礎(chǔ)混凝土采用C30,其中￡=1.5MPa,am=/=04-13=0.85m22O.7phpf；ajio=0.7xhOx1.5xIO3x0.85x0.45=40l,625kN>F,=216.870kPa故110=450111111能夠滿足抗沖切破壞要求2.2.3內(nèi)力計(jì)算：臺(tái)階寬圖比:498.235=0.244m<-=-=0.5m

204366顯然最危險(xiǎn)控制截面在柱邊處b-b3—13=3t=0.4mb=b(=liiiai===Inil22b-a,- 、Pl-Pjmin+ (Pjmux-Pjniin)=182.913+21(271.087-182.913)=241.696kPa

MI=卜；[(21+c4)(Pjmax+Pl)+(Pjmax-PF】=—xl2x[(2x3+0.4)x(271.087+241.696)+(271.087-241.696)x3.0]12=280.832kN*m1?，?Mn )~(2b+b)(Pjmax+Pjmin)=￡(3—0.4)2x(2x3+1)x(271.087+182.913)=447.568kN*m2.4基礎(chǔ)配筋抗彎鋼筋的配置：采用HRB235，其fy=210MPa□沿長(zhǎng)邊方向*illMi=280.832kN?m,加=450mn,寬度3000mm,按梁進(jìn)行配筋，可得=2宓32x29.6x3000x4502%=0.5(1+J1-2y)=0.5(1+V1-2X0.048)=0.975=3045_2S0832xlo6=3045210x0.975x450血?M'選用20A>14@150,A：i=3078.76nmr。實(shí)際上Ufl=h-a- =500-40--=454mm,大于原先假定22450mm，上述配筋顯然是可以的。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①18鋼筋，故lion=h-a-dj=500-40-16--=435mm , 再由22Mn=447.5kN-m，寬度3000nun ，可得A=0.5(l+Jl_2a,)=0.5(1+71-2x0.082)=0.957-5119.6nuiioMtt 447.568X10&-5119.6nuiioA— □ =210x0.957x435選用21①18@140, =5343.8mm2o第三章5號(hào)柱下樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)具有承載能力高、穩(wěn)定性好、沉降穩(wěn)定快和沉降變形小，抗震能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)設(shè)計(jì)荷載較大時(shí)，樁基礎(chǔ)相對(duì)較經(jīng)濟(jì)。從本設(shè)訃的地勘資料中了解到，基礎(chǔ)處于粉質(zhì)黏土和黏土之上，距離堅(jiān)硬的巖石層的距離較大，不宜設(shè)置成端承樁，宜設(shè)置成摩擦型端承樁。3.1確定樁端持力層和承臺(tái)埋深考慮基礎(chǔ)梁荷載，UI L12以=200kN.m荷載基本組合《F=1800kN荷載標(biāo)準(zhǔn)值VFK=1100kNH=35kNHl20kNH=35kNM=300kN.m根據(jù)地勘資料，初步擬定承臺(tái)埋深為L(zhǎng)OHL并初步選定采用鋼筋混凝土預(yù)制方樁，樁的截面尺寸選定為350imiix350nmio人工填土①性質(zhì)較差，為高壓縮性土層。粉質(zhì)黏性土②：3#孔粉質(zhì)粘土的液性指數(shù)二0.2電壓縮性指數(shù)0.21MP/<0.5MPt7/故此層土處于不更塑狀態(tài)，可以作為持力層。初步擬定樁在承臺(tái)以下的長(zhǎng)度為8m,深人粉質(zhì)黏性土。其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖樁基礎(chǔ)計(jì)算簡(jiǎn)圖2確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值2采用公式(5-21):Qak-Qxk=u^q.sikli+功,閡式中： u=Icib=2x(0.35+0.35)=1Am粉質(zhì)黏土：0=0.218,查表5-6可知：口嵌=96kPa,N 。查表5-7并III線性內(nèi)插法得樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值%=3600"：于是有：2itk=Qxk+Q/ji=I送qJi+q^Ap=1.4x96x8+3600x0.352=1516.2￡N3初步擬定樁數(shù)和平面位置山于樁的布置和樁數(shù)還未知，先不考慮承臺(tái)效應(yīng)和群樁效應(yīng)計(jì)算單樁承山規(guī)范有單樁承載力特征值個(gè)=紅，取22,則心=匕空=75&\^『k 2確定樁數(shù)時(shí)，山于承臺(tái)尺寸沒(méi)有確定，可先根據(jù)單樁承載能力設(shè)計(jì)值和上部結(jié)構(gòu)物荷載初步估算確定。中心荷載時(shí)，F(xiàn)+F|=F+yGFik=1800+30x6x1.35=2M3kN,L/F1.1X2043 ...n=-= =2.96,Ru758.1考慮到上部荷載特點(diǎn)，同時(shí)為了便于布置，取4根。4樁位布置和確定承臺(tái)尺寸樁在平面上采用行列式布置，樁的最小中心距?=(3.0-4.0)//=1.05?1.4血。取x方向中心距為L(zhǎng)4m,y方向中心距為1.05m。取承臺(tái)邊緣至邊樁的中心距離為1A7=0.35m,承臺(tái)至邊樁的外緣的距離為O.175/h>Oj5加，滿足相關(guān)的規(guī)定。樁的布置與承臺(tái)的尺寸如圖10示。承臺(tái)長(zhǎng)邊和短邊距離分別為：a=2xl75+350+1400=2100mm,b=2x175+350+1050=1750nmi初步擬定承臺(tái)高度h二800mm，為保證群樁與承臺(tái)連接的整體性，樁頂嵌入承臺(tái)長(zhǎng)度為50mm，鋼筋保護(hù)層厚度為35nlm，承臺(tái)的有效高度/?o=0.8—0.085=0.715/no3.5計(jì)算考慮群樁效應(yīng)下的基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R并驗(yàn)算由滬辟①，卜￥”29樁周圍黏性土，用內(nèi)插查得：7二0」1因承臺(tái)底土層為單一土層，故200kPa：考慮承臺(tái)效應(yīng)的復(fù)合基樁豎向承載力特征值為：R=R0+n{A4=758.1+0.11x200x(2.1x1.75-4x0.35x0.35)=828.17A重新估算樁數(shù)：（承臺(tái)及其上上的平均重度為20KN/mD承臺(tái)及其土重G=2?lxL75xl-0x20=73-5kN=2.286<4=2.286<4~~R 828.17故初擬樁數(shù)滿足要求，不再調(diào)整。3?6求算樁頂荷載6.1樁頂平均豎向力：1100+73.5M =293,375RN<R=S2SA7kN4壯(M,+H.h)maxjninN+k 壯(M,+H.h)maxjninN+k kmax=293.375士(200+20x1)x0.74x0737L946RN<1.2/?993.804RN214.8RN故滿足要求。6.2基樁的水平承載力驗(yàn)算:山于其值較小，因此無(wú)需驗(yàn)算考慮群樁效應(yīng)的基樁水平承載力設(shè)計(jì)值。7承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算承臺(tái)混凝土選用C20淇尸〃，鋼筋選用HRB335）、=3OOMPd。7.1邊柱沖切按式斤<2[P。戀+?。?如（九檢）〕九族計(jì)算，計(jì)算沖跨比X和沖切系數(shù)B：aox=0.025m,4x=八=人人-=0.035<0.25,取=0.25/?o 0.715

0.84 0.84m=1?867心、+0.2 U4)a())<-0.150m/A=——=°'：]=0.21<0.25,取Aoy=0.250?715因?yàn)閔=800mm,所以J3hP=1.02%(?+fA)+0。,(々+fA)lAp/A=2x[1.867x(0.4+0,15)+1.867x(1.0+0.025)]x1.0x1100x0.715=4625.4 >F,=1800+30x1.35x6=2043冊(cè)故滿足要求。3.7.2角樁向上沖切ctix=25〃嘰孤=150〃""，Cj=C?=525mmA.t=A)y二：方Ax=Ay=0.560.25+0.2=1.244F(M+”/"gmax 7=634.77WN2043(300+1.35x35x1?0)x0F(M+”/"gmax 7=634.77WN4x07[0山2+牛)+久“+牛)％”°=[1,244(0.525+211A2)+1.244(0.525+2A)]xllOOxO.71522=1011.76RN>/O7VZ=/0?/mox=634〃kN故滿足要求。3.8承臺(tái)受剪承載力計(jì)算剪跨比與以上沖跨比相同，對(duì)1-1斜截面，A=4x=0.25o

剪切系數(shù)”船入截面高度影響系剪切系數(shù)”船入800心 800。.As= -800°25 =L°（因=715rn/n<800mm,故取-800皿1久/W>Zr=1.0xl.4xll00x1.75x0.715=1926.925kN>2心”=2x371.946=743.S92kN故滿足要求。a-J5_]4對(duì)11-11斜