基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)模板

目錄1．工程概況………………11.1.工程名稱………………………...11.2場地概況………………………...11.3.設(shè)計(jì)任務(wù)………………………...12．工程地質(zhì)條件………………………..23．設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容……………………….53.1.設(shè)計(jì)荷載………………………...53.2.無筋擴(kuò)展根底設(shè)計(jì)……………...63.2.1.確定根底埋深以及持力層的承載力……..63.2.2.確定基底尺寸……………..63.3.3.承載力以及偏心距計(jì)算…………………..73.2.4.地基變形驗(yàn)算……………..73.2.5.確定根底高度以及構(gòu)造尺寸……………..73.3.擴(kuò)展根底設(shè)計(jì)計(jì)算……………..83.3.1.確定根底埋深以及持力層的承載力……..93.3.2.確定基底尺寸……………..93.3.3.承載力以及偏心距計(jì)算…………………93.3.4.地基變形驗(yàn)算……………103.3.5.荷載計(jì)算…………………103.3.6.確定根底高度……………113.3.7.內(nèi)力計(jì)算…………………113.3.8.抗彎鋼筋的配置…………123.3.9.施工簡述…………………133.4.樁根底設(shè)計(jì)計(jì)算………………143.4.1.確定樁端持力層和承臺埋深……………143.4.2.確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk………………….153.4.3.初步估計(jì)所需樁數(shù)n……………………153.4.4.進(jìn)行樁位布置和確定承臺尺寸…………163.4.5.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)算樁數(shù)是否適宜……………………163.4.6.求算樁頂荷載……………173.4.7.基樁豎向抗壓承載力驗(yàn)算………………183.4.8.基樁水平承載力驗(yàn)算……………………183.4.9.承臺抗沖切驗(yàn)算…………183.4.10.承臺斜截面受剪驗(yàn)算……………………203.4.11.受彎計(jì)算…………………203.4.12.抗彎鋼筋配置……………213.4.13.施工簡述…………………214．參考文獻(xiàn)…………....221．工程概況1.1.工程名稱：某裝配車間柱下根底設(shè)計(jì)1.2.場地概況：某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2。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。1.3.設(shè)計(jì)任務(wù)：1號角柱柱下獨(dú)立根底、擴(kuò)展根底和樁根底設(shè)計(jì)。角柱Z2：長寬=1000mm400mm；根底梁的橫截面尺寸如圖1，梁與柱之間的凈距為20mm，置于柱子外側(cè)的根底頂面〔淺根底〕或承臺〔樁根底〕上。圖1根底梁的橫截面尺寸示意圖〔單位：mm〕圖2裝配車間平面圖〔單位:：mm〕2．工程地質(zhì)條件擬建工程為XX機(jī)械廠的裝配車間，建筑場地位于該機(jī)械廠廠區(qū)內(nèi)，廠房平面尺寸為42m24m，采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)跨度為24m，柱距為6m?？辈旃ぷ靼词┕D設(shè)計(jì)階段的要求進(jìn)行。自X年X月X日開始，至X年X月X日結(jié)束。共完成鉆孔6個(gè)，并結(jié)合鉆孔取原狀土樣X個(gè)進(jìn)行了室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)。場地處地面平坦。據(jù)鉆探揭露，各地層的情況如下：第=1\*GB3①層：人工填土。分布于場地外表，以灰黑色粉土為主，伴有碎磚，爐渣等雜物的填土層。厚約0.5~1.2m，結(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)不均，平均天然重度為17.1kN/m3。第=2\*GB3②層：粉質(zhì)粘土。呈棕紅色。除1#孔外各孔均有，厚度9.5~10.1m。硬塑~可塑，土質(zhì)較均勻。第=3\*GB3③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2.5~3.1m深處，穩(wěn)定水位在2.9~3.9m深處。地下水補(bǔ)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(shí)驗(yàn)的情況分析，第①層雜填土不宜用作建筑物地基。建議把根底埋置在強(qiáng)度較高的第②層粉質(zhì)粘土或第=3\*GB3③層粘性土中。其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為：第②層：fk=180kPa第=3\*GB3③層：fk=220kPa建議：根底設(shè)計(jì)采用兩種方案，即淺根底和樁根底。根底形式可采用柱下預(yù)制獨(dú)立根底、柱下現(xiàn)澆獨(dú)立根底、沉管灌注樁根底或預(yù)應(yīng)力管樁根底。設(shè)計(jì)樁基時(shí)不宜采用大直徑樁〔如大直徑灌注樁〕，而宜采用小直徑樁〔如預(yù)應(yīng)力管樁〕。在樁根底設(shè)計(jì)時(shí)，樁徑或邊長建議取值范圍為300～400mm，即選擇樁徑〔或邊長〕為300mm、350mm、400mm的圓樁〔方樁〕鉆探點(diǎn)布置見圖3，地質(zhì)剖面見圖4，圖5，土工試驗(yàn)成果見表2-1，地質(zhì)柱狀圖略。圖3勘查點(diǎn)位置示意圖圖42#3#4#勘查結(jié)果示意圖圖51#2#勘查結(jié)果示意圖表2-1某機(jī)械廠裝配車間土工試驗(yàn)結(jié)果匯總表〔4#〕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-1內(nèi)摩擦角粘聚力/kPa2孔-12.60～3.00粉質(zhì)粘土24.420.12.70.68133.8121.3112.50.250.1925°15′6.223．設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容:3.1.設(shè)計(jì)荷載根底梁上的荷重〔包括根底梁自重〕為：標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)為30kN/m，根本組合時(shí)為40.5kN/m。各柱〔標(biāo)高-0.075m處〕的荷載設(shè)計(jì)值如下角柱Z2：〔橫向計(jì)算〕荷載組合編號：L21L223.2.無筋擴(kuò)展根底設(shè)計(jì)：根底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：3.2.1.確定根底埋深以及持力層的承載力?？紤]到無筋擴(kuò)展根底的高度通常較大，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。況且場區(qū)地下水屬潛水，初見水位在2.5~3.1m深處，穩(wěn)定水位在2.9~3.9m深處，根底埋深初擬為〔室外地面〕?？紤]4#鉆孔的數(shù)據(jù)因粉質(zhì)黏性土e=0.687＜0.85,,查表得：,深度修正：3.2.2.確定基底尺寸。先按中心荷載計(jì)算，那么將基底面積擴(kuò)大為,基底尺寸擬為。此外，由于基底最小邊長為2.8m，故前面由深度修正計(jì)算得到的不需要再進(jìn)行寬度修正。3.2.3.承載力以及偏心距計(jì)算。豎向力：彎矩：滿足要求。偏心距：滿足要求。由于第②層：，厚度到達(dá)9.8m,而且第=3\*GB3③層：，故可以不用對下臥層進(jìn)行承載力驗(yàn)算。3.2.4.地基變形驗(yàn)算：由于該建筑屬一般工業(yè)建筑，在地基根底設(shè)計(jì)等級中屬于丙級。由《地基標(biāo)準(zhǔn)》知，該地基在可不作地基變形計(jì)算設(shè)計(jì)等級為丙級的建筑物范圍。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。3.2.5.確定根底高度以及構(gòu)造尺寸。假設(shè)用C15混凝土，＜＜，為滿足根底構(gòu)造要求，，因此：在根底的b方向：在l方向：故可取所以根底尺寸達(dá)4.0×2.8×2.0，由于根底埋深為2.2m可知，根底頂面在地面以下0.2m,故埋深滿足要求。按構(gòu)造要求做成5層臺階，具體尺寸如圖6所示。圖6無筋擴(kuò)展根底尺寸〔單位：mm〕3.3.擴(kuò)展根底設(shè)計(jì)計(jì)算：根底荷載標(biāo)準(zhǔn)值：根底荷載根本組合值：3.3.1.確定根底埋深以及持力層的承載力。考慮到擴(kuò)展根底的高度通常較無筋擴(kuò)展根底的高度小，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。根底埋深擬為〔室外地面〕。考慮4#鉆孔的數(shù)據(jù)因粉質(zhì)黏性土e=0.687＜0.85,,查表得：，,深度修正承載力特征值：3.3.2.確定基底尺寸。先按中心荷載計(jì)算，那么:將基地面積擴(kuò)大為,基底尺寸擬為。此外，由于基底最小尺寸為2.9m，故前面計(jì)算得到的不需要進(jìn)行寬度修正。3.3.3.承載力以及偏心距計(jì)算豎向力：彎矩：滿足要求。偏心距：滿足要求。由于第②層：，厚度到達(dá)9.8m,而且第=3\*GB3③層：，故可不用對下臥層進(jìn)行承載力驗(yàn)算。3.3.4.地基變形驗(yàn)算：有該建筑屬一般工業(yè)建筑，在地基根底設(shè)計(jì)等級中屬于丙級。、由《地基標(biāo)準(zhǔn)》知，該地基在可不作地基變形計(jì)算設(shè)計(jì)等級為丙級的建筑物范圍。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)展根底底面積擬取4.0m×2.9m。3.3.5.荷載計(jì)算：豎向力：彎矩：3.3.6.確定根底高度。初步擬定根底高度700mm，按標(biāo)準(zhǔn)要求，鋪設(shè)墊層時(shí)保護(hù)層厚度不小于40mm，因此假設(shè)鋼筋重心到混凝土外外表的距離為50mm，那么混凝土有效高度h0=700-50=650mm，抗沖切破壞驗(yàn)算公式：首先計(jì)算。＜故沖切力設(shè)計(jì)值：式中，＜，故，根底混凝土采用C30，其，故h0=650mm能夠滿足抗沖切破壞要求3.3.7.內(nèi)力計(jì)算。臺階寬高比：顯然最危險(xiǎn)控制截面在柱邊處3.3.8.抗彎鋼筋的配置。采用,其。沿長邊方向，由，寬度,按梁進(jìn)行配筋，可得，選用16B16@。實(shí)際上，大于原先假定的650mm，上述配筋顯然是可以的。沿短邊方向的鋼筋通常置于長邊鋼筋之上，并假設(shè)采用B14鋼筋，故，再由，寬度，可得。選用18B14@。根底的施工圖見圖7。圖7擴(kuò)展根底施工圖(單位：mm)3.3.9.施工簡述：1、建筑定位：根據(jù)房屋建筑的布置由建筑總平面圖確定。宜先確定主軸線然后逐步進(jìn)行細(xì)部定位。2、根底放線：在不受施工影響的地方設(shè)置基線和水準(zhǔn)點(diǎn)，布置測量控制網(wǎng)。根據(jù)軸線，放出基槽開挖的邊線?？紤]到上步填土層，故采用適當(dāng)放坡，根據(jù)現(xiàn)場開挖實(shí)際調(diào)整，但不宜過大。3、土方開挖：由于設(shè)計(jì)地面高于實(shí)際地面，故開挖的土方宜在周圍堆積保存，由于基坑小而數(shù)量多且基坑較淺，故宜分組人工開挖，但注意在雨后施工進(jìn)行必要排水。或保存300mm以上的土層。4、基槽驗(yàn)收：開挖完成后由勘察、設(shè)計(jì)、施工人員共同進(jìn)行。檢查槽平面位置、斷面尺寸、底部高程等是否符合要求。特別注意是否有古河道、古墓穴等地基土異常情況，并做好記錄。符合設(shè)計(jì)要求的進(jìn)入下一步施工。假設(shè)不符合要求的進(jìn)行修補(bǔ)，或者重新調(diào)整設(shè)計(jì)。5、根底施工：驗(yàn)槽完成后應(yīng)及時(shí)施做墊層，防止水對基地土擾動和浸泡，然后再墊層上定出根底的外邊線。然后支側(cè)模板，放置鋼筋，最后澆注混凝土，澆注前進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收。6、基槽回填：根底施工完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回填。回填應(yīng)時(shí)與地下管線的埋設(shè)等工作統(tǒng)籌安排。最后進(jìn)行壓實(shí)。就此開始上部主體結(jié)構(gòu)的的施工。3.4.樁根底設(shè)計(jì)計(jì)算：3.4.1.確定樁端持力層和承臺埋深根據(jù)地質(zhì)資料確定承臺埋深1.0m。并初步選定采用鋼筋混凝土預(yù)制方樁，樁的截面尺寸選為。4#-1粉質(zhì)黏土層的液性指數(shù),壓縮性指數(shù)0.21MPa＜0.5MPa，可見該粉質(zhì)黏土層從上到下的該土層屬于堅(jiān)硬的低壓縮性土，該層作為樁端持力層更佳。初選樁的長度l為3m。圖8樁基的土層分布3.4.2.確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk采用公式。樁側(cè)樁端都是4#-1粉質(zhì)黏土層，因，查表5-6，可得qsk=100kPa，qpk=3500kPa,上層埋深，需要乘以修正系數(shù)0.8，于是有3.4.3.初步估計(jì)所需樁數(shù)n在估算樁數(shù)時(shí)，首先需要計(jì)算單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R,由于樁的布置和樁數(shù)還未知，先不考慮承臺效應(yīng)和群樁效應(yīng)。確定樁數(shù)時(shí)，由于承臺尺寸還沒有確定，可先根據(jù)單樁承載力設(shè)計(jì)值和上部結(jié)構(gòu)荷載初步確定。中心荷載時(shí)，估算樁數(shù)，為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，建筑樁基可采用1.1-1.2，本設(shè)計(jì)取。為方便布置，取，即采用9根樁。3.4.4.進(jìn)行樁位布置和確定承臺尺寸樁在平面上采用行列式布置，承臺選為正方形，樁中心距,取邊樁中心至承臺邊緣的距離為1d=0.3m,承臺邊緣至樁的外邊緣為150mm，符合有關(guān)要求。取承臺邊長。3.4.5計(jì)算考慮群樁效應(yīng)下的樁基豎向承載力設(shè)計(jì)值R并驗(yàn)算樁數(shù)是否適宜承臺及其土重：說明取可以滿足要求。圖9承臺平面與剖面3.4.6求算樁頂荷載豎向力:取承臺的高度為0.6m,那么承臺底所受的彎矩〔繞y軸〕為各基樁所受的平均豎向壓力設(shè)計(jì)值為基樁最大和最小豎向壓力設(shè)計(jì)值為＞03.4.7.基樁豎向抗壓承載力驗(yàn)算根底是偏心受壓，驗(yàn)算時(shí)要同時(shí)滿足和兩個(gè)條件，由于樁基的平安等級為二級，那么。驗(yàn)算如下兩項(xiàng)驗(yàn)算均滿足要求。3.4.8.基樁水平承載力驗(yàn)算水平力,水平力和豎向力的合力與鉛垂線的夾角，故可以不驗(yàn)算基樁的水平承載力。3.4.9.承臺抗沖切驗(yàn)算設(shè)計(jì)承臺厚0.6m,沖切破壞錐體有效高度h0=0.55mm柱對承臺的沖切驗(yàn)算。二級樁基，，取。承臺混凝土選用C30,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，那么滿足要求。〔2〕角樁對承臺的沖切驗(yàn)算。應(yīng)驗(yàn)算受樁頂荷載最大的角樁對承臺的沖切。此時(shí)，，，，故得＞，故取又。承臺受角樁沖切的承載力為：＜滿足要求。3.4.10.承臺斜截面受剪驗(yàn)算從圖中可知，最危險(xiǎn)的截面是A-A截面，因?yàn)樵谠摻孛娴挠覀?cè)三根樁所承受的荷載最大，都是Nmax。從圖中可知，有效高度，那么假設(shè)截面處的計(jì)算寬度為2.4m,C30混凝土的，那么承臺A-A斜截面受剪承載力為＞滿足要求。3.4.11.受彎計(jì)算對于本設(shè)計(jì)的錐形承臺，可按以下公式計(jì)算柱邊截面的彎矩，然后按其進(jìn)行配筋計(jì)算。3.4.12.抗彎鋼筋配置顯然，控制截面對應(yīng)平行于x方向，所以沿y軸布置的鋼筋置于沿x軸布置的鋼筋之下。采用HRB335級鋼筋，；混凝土強(qiáng)度等