西南交通大學(xué)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計模板

1、<p>　　基 礎(chǔ) 工 程 課 程 設(shè) 計</p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　班 級：</b></p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　學(xué) 號：</b>

2、;</p><p><b>　　2013年12月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、工程概況和設(shè)計任務(wù)..............................................1</p><p>　　1.1 工程概況.........

3、..............................................1</p><p>　　1.2 設(shè)計任務(wù).......................................................2</p><p>　　1.3 地勘資料.......................................................

4、2</p><p>　　1.4 設(shè)計依據(jù).......................................................5</p><p>　　二、無筋擴展基礎(chǔ)設(shè)計................................................5</p><p>　　2.1 基本荷載組合.................

5、..................................5</p><p>　　2.2 確定基底埋深及持力層...........................................5</p><p>　　2.3 基底尺寸初步設(shè)計...............................................6</p><p>

6、　　2.4 地基承載力及偏心距驗算.........................................6</p><p>　　2.5 地基變形驗算...................................................6</p><p>　　2.6 確定基底高度及尺寸........................................

7、.....7</p><p>　　2.7 施工設(shè)計.......................................................7</p><p>　　三、擴展基礎(chǔ)設(shè)計....................................................7</p><p>　　3.1 設(shè)計荷載............

8、...........................................7</p><p>　　3.2 確定基底埋深及持力層...........................................7</p><p>　　3.3 基底尺寸初步設(shè)計...............................................8</p>

9、<p>　　3.4 地基承載力及偏心距驗算.........................................8</p><p>　　3.5 擴展基礎(chǔ)設(shè)計...................................................9</p><p>　　3.6 地基穩(wěn)定性驗算.................................

10、...............11</p><p>　　3.8 擴展基礎(chǔ)施工設(shè)計..............................................12</p><p>　　四、樁基礎(chǔ)設(shè)計.....................................................12</p><p>　　4.1 設(shè)計荷載....

11、..................................................12</p><p>　　4.2 確定持力層及承臺尺寸..........................................13</p><p>　　4.3 初步設(shè)計樁數(shù)目................................................13<

12、;/p><p>　　4.4 計算復(fù)合基樁豎向承載力特征值..................................13</p><p>　　4.5 計算樁頂荷載..................................................15</p><p>　　4.6 承臺受沖切承載力驗算........................

13、..................15</p><p>　　4.7 承臺受剪計算..................................................16</p><p>　　4.8 承臺受彎計算..................................................16</p><p>　　4.9 樁基礎(chǔ)

14、施工方案................................................17</p><p>　　附圖一 擴展基礎(chǔ)平面布置圖.........................................18</p><p>　　附圖二 擴展基礎(chǔ)施工圖.............................................19</p

15、><p>　　附圖三 樁基礎(chǔ)平面布置圖...........................................20</p><p>　　附圖四 樁基礎(chǔ)施工圖...............................................21</p><p>　　一、工程概況和設(shè)計任務(wù)</p><p><b>

16、　　1.1 工程概況</b></p><p>　　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2-1。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。</p><p>　　圖1-1 裝配車間平面圖 /mm&

17、lt;/p><p>　　柱子編號為（1）~（20），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(chǔ)頂面處的截面形狀為矩形，尺寸為： </p><p>　　圖1-2 基礎(chǔ)梁的橫截面尺寸示意圖（單位：mm）</p><p>　　邊柱Z1： 長寬=1000400mm；</p><p>　　

18、角柱Z2： 長寬=1000400mm；</p><p>　　抗風柱Z3： 長寬=700400mm；</p><p>　　基礎(chǔ)梁的橫截面尺寸如圖2-2，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（樁基礎(chǔ)）上。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計任務(wù)</b></p><

19、;p>　　根據(jù)所給的某機械廠廠房的圖紙和地質(zhì)資料，要求對邊柱Z1中的3號柱進行地下基礎(chǔ)設(shè)計；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，達到施工要求?；A(chǔ)梁上的荷重（包括基礎(chǔ)梁自重）按30kN/m計算。各柱底位于室內(nèi)地面以下0.5m處，各柱在地面處的截面內(nèi)力取值如下：</p><p>　　邊柱 Z1（橫向計算），荷載組合編號： </p><p>　　L11

20、 L12</p><p><b>　　基礎(chǔ)梁作用荷載： </b></p><p><b>　　1.3 地勘資料</b></p><p>　　勘察工作按施工圖設(shè)計階段的要求進行。共完成鉆孔6個，并結(jié)合鉆孔取原狀土樣X個進行了室內(nèi)土工實驗，場地處地面平坦。據(jù)鉆探揭露，各地層的情況如下：</p

21、><p>　　第①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0.5~1.2m，結(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)不均，平均天然重度為17.1kN/m3。</p><p>　　第②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。</p><p>　　第③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

22、10m以上。土質(zhì)均勻，可塑~硬塑。</p><p>　　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①層雜填土不宜用作建筑物地基。建議把基礎(chǔ)埋置在強度較高的第②層粉質(zhì)粘土或第③層粘性土中。其地基承載力標準值分別為：</p><p>　　第②層：fk=200kPa，

23、第③層：fk=220kPa</p><p>　　鉆探點布置見圖1-3，地質(zhì)剖面見圖1-4，土工試驗成果見表1-1，地質(zhì)柱狀圖略。</p><p>　　圖1-3 地質(zhì)鉆孔平面布置圖</p><p>　　圖1-4 I—I地質(zhì)剖面（m）</p><p>　　表1-1 某機械廠裝配車間土工試驗結(jié)果匯總表</p><p>

24、　　由以上數(shù)據(jù)可以得出，3號柱下底層分布情況為（以室內(nèi)地面為參考點）：</p><p>　　3號基礎(chǔ)中心位置各土層厚度表</p><p><b>　　1.4 設(shè)計依據(jù)</b></p><p>　　本次課程設(shè)計的依據(jù)為本課程設(shè)計指導(dǎo)書和相關(guān)規(guī)范。</p><p>　　GB50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范；</

25、p><p>　　GB50010-2002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范；</p><p>　　JGJ 94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范。</p><p>　　二、無筋擴展基礎(chǔ)的設(shè)計</p><p>　　2.1荷載的基本組合</p><p>　　無筋擴展基礎(chǔ)設(shè)計采用標準值，即：</p><p><b>

26、　　,，，。</b></p><p>　　2.2確定無筋擴展基礎(chǔ)的埋深及持力層</p><p>　　根據(jù)地勘報告，①層土土質(zhì)疏松，不適合作為持力層。②層土土質(zhì)較為密實、均勻，且厚度較大，不宜再向下尋找持力層，故選取②層土作為持力層。且考慮無筋擴展基礎(chǔ)埋深較深,因此，基礎(chǔ)計算埋深初擬為2.0m(以室外地面標高為基準線)，在地下水位以上。</p><p>　

27、　圖2-1 基礎(chǔ)受力示意圖</p><p>　　2.3基底尺寸初步設(shè)計</p><p>　　(1)先按中心荷載初算。</p><p>　　① 計算粘土地基承載力特征值。據(jù)粉質(zhì)粘土層，查表得承載力修正系數(shù)。</p><p>　　基礎(chǔ)埋深范圍土的重度。</p><p>　　先假設(shè)基底寬度不大于3m，粘土地基承載力特征值：&

28、lt;/p><p><b>　　。</b></p><p>　　② 中心荷載作用基礎(chǔ)底面積：</p><p>　?。?）考慮偏心荷載不利影響,取。采用矩形基礎(chǔ)，，由于基底的最小尺寸為2.8m,不大于3m故不需要對再進行寬度修正。</p><p>　　2.4 地基承載力及偏心距驗算</p><p>&

29、lt;b>　　豎向力：</b></p><p><b>　　彎 矩：</b></p><p><b>　　因此：</b></p><p><b>　　經(jīng)驗算，滿足要求。</b></p><p>　　因此基底選用。 </p><p&g

30、t;　　由于該地層處不存在軟弱下臥層，所以無需進行軟弱下臥層承載力驗算。</p><p>　　2.5 地基變形驗算</p><p>　　由于該建筑屬一般工業(yè)建筑，在地基基礎(chǔ)設(shè)計等級中屬于丙級。由《地基規(guī)范》知，該地基在可不作地基變形計算設(shè)計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,所以可不進行地基變形驗算。</p><p>　　2.6確定基礎(chǔ)高

31、度以及構(gòu)造尺寸</p><p>　　采用C15混凝土，因，取，從兩個方向確定基礎(chǔ)高度。</p><p>　　因此，取。無筋擴展基礎(chǔ)埋深d=2m,其構(gòu)造如下圖所示：</p><p>　　圖2-2 無筋擴展基礎(chǔ)布置圖</p><p><b>　　2.7施工設(shè)計</b></p><p>　　施工時，由于

32、基礎(chǔ)埋深較淺，不需降水?；娱_挖時，可采取必要的支護措施。若遇到與地質(zhì)勘察資料差別較大的土層，則需根據(jù)實際土體情況，對該設(shè)計進行修正。</p><p><b>　　三、擴展基礎(chǔ)的設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1 設(shè)計荷載：</b></p><p>　　對于擴展基礎(chǔ)，采用如下荷載：</p>&l

33、t;p><b>　　,，，。</b></p><p><b>　　,，，。</b></p><p>　　3.2 確定基礎(chǔ)埋深與持力層。</p><p>　　根據(jù)地勘報告，①層土土質(zhì)疏松，不適合作為持力層。②層土土質(zhì)較為密實、均勻，且厚度較大，不宜再向下尋找持力層，依然選?、趯油磷鳛槌至右允彝獾孛鏄烁邽榛鶞示€。基礎(chǔ)計

34、算埋深初擬為1.2m(以室外地面標高為基準線)，基底位于地下水位以上。 </p><p>　　3.3 基礎(chǔ)底面尺寸初步設(shè)計</p><p>　　(1)先按中心荷載初算。</p><p>　　① 計算粘土地基承載力特征值。據(jù)粉質(zhì)粘土層，查表得承載力修正系數(shù)。</p><p>　　基礎(chǔ)埋深范圍土的重度。先假設(shè)基底寬度不大于3m，粘土地基承載力特

35、征值：</p><p><b>　　。</b></p><p>　?、?中心荷載作用基礎(chǔ)底面積：</p><p>　?。?）考慮偏心荷載不利影響,取。采用矩形基礎(chǔ)，，由于基底的最小尺寸為2.8m,不大于3m故不需要對再進行寬度修正。</p><p>　　3.4 地基承載力及偏心距驗算</p><p&

36、gt;<b>　　豎向力：</b></p><p><b>　　彎 矩：</b></p><p><b>　　因此：</b></p><p><b>　　經(jīng)驗算，滿足要求。</b></p><p>　　因此基底選用。 </p><

37、;p>　　3.5 擴展基礎(chǔ)設(shè)計</p><p>　　1.計算基底凈反力：</p><p>　　在計算基礎(chǔ)內(nèi)力、確定基礎(chǔ)高度、進行配筋等基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作時，采用承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合。</p><p><b>　　基底凈反力：</b></p><p><b>　　2. 確定基礎(chǔ)高度</b

38、></p><p>　　初步擬定，按《地基規(guī)范》要求，鋪設(shè)墊層時保護層厚度不小于因此假設(shè)鋼筋重心到混凝土外表面的距離為，故鋼筋的有效高度為。</p><p>　　抗沖切破環(huán)驗算公式為首先計算。如圖3-1所示。因為，，所以：</p><p><b>　　偏安全地取，則有</b></p><p><b>　　

39、因，故。</b></p><p>　　基礎(chǔ)混凝土采用C20，其， </p><p>　　故能夠滿足抗沖切承載力的要求。</p><p><b>　　3.內(nèi)力計算：</b></p><p>　　臺階的高寬比為： ，</p><p><b>　　且偏心距。</b>&l

40、t;/p><p>　　圖3-1 擴展基礎(chǔ)布置圖</p><p>　　因此，取控制截面在柱邊處：</p><p><b>　　4.抗彎鋼筋設(shè)置</b></p><p>　　采用HPB235級鋼筋，其。沿長邊方向，，，寬度3000mm,按梁進行配筋?？傻?</p><p>　　選用16A18@180.（鋼

41、筋總面積為4072mm²）。</p><p>　　故實際的，大于原先假定的，故上述配筋滿足要求。</p><p>　　沿短邊方向，鋼筋通常布置與長邊鋼筋之上，，，寬度3600mm,按梁進行配筋，可得:</p><p>　　采用（鋼筋總面積3817.5mm2）。</p><p>　　故實際的，大于原先假定的650mm²，故上

42、述配筋滿足要求。</p><p>　　3.6 地基穩(wěn)定性驗算</p><p>　　大多數(shù)基礎(chǔ)在設(shè)計時不做穩(wěn)定性檢算，本單層工業(yè)廠房滿足穩(wěn)定性要求，不做需做穩(wěn)定性檢算。</p><p>　　3.7 淺基礎(chǔ)施工方案</p><p>　　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行細部定位。</p>

43、<p>　　2.基礎(chǔ)放線：在不受施工影響的地方設(shè)置基線和水準點，布置測量控制網(wǎng)。根據(jù)軸線，放出基槽開挖的邊線。考慮到上步填土層，故采用適當放坡，根據(jù)現(xiàn)場開挖實際調(diào)整，但不宜過大。</p><p>　　3.土方開挖：由于設(shè)計地面高于實際地面，故開挖的土方宜在周圍堆積保留，由于基坑小而數(shù)量多且基坑較淺，故宜分組人工開挖。</p><p>　　4.基槽驗收：開挖完成后由勘察、設(shè)計、施工

44、人員共同進行。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。</p><p>　　5.基礎(chǔ)施工：驗槽完成后應(yīng)及時施做墊層，防止水對基地土擾動和浸泡，然后再墊層上定出基礎(chǔ)的外邊線。然后支側(cè)模板，放置鋼筋，最后澆注混凝土，澆注前進行隱蔽工程驗收。</p><p>　　6.基槽回填：基礎(chǔ)施工完成后，應(yīng)及時進行回填?；靥顟?yīng)時與地下管線的

45、埋設(shè)等工作統(tǒng)籌安排。最后進行壓實。就此開始上部主體結(jié)構(gòu)的的施工。</p><p>　　7.主要施工機具：鐵鏟等人工挖土器具、卷尺、測量儀器。挖掘機、推土機、卡車、吊車。混凝土攪拌器、混凝土罐車、振搗器、模板。</p><p><b>　　四、樁基礎(chǔ)設(shè)計</b></p><p><b>　　4.1設(shè)計荷載</b></p

46、><p>　　對3號柱，其設(shè)計荷載為：</p><p><b>　　,，，。</b></p><p><b>　　,，， </b></p><p>　　基礎(chǔ)梁作用荷載： 。</p><p>　　4.2 確定樁端持力層及承臺尺寸</p><p>　　

47、根據(jù)地質(zhì)資料選用低承臺確定承臺埋深1.2m(相對于外部地面)。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300mm×300mm,根據(jù)2#-1粉質(zhì)黏土層的液性指數(shù),壓縮性指數(shù)，可見該粉質(zhì)黏土層從上到下的該土層屬于硬塑的低壓縮性土，可作為持力層，樁端進入持力層的深度，對于黏性土不宜小于2d,故選用樁長8m?；炷吝x用：混凝土，鋼筋選用：級鋼筋，。</p><p>　　4.3 初步確定樁的數(shù)目<

48、/p><p><b>　　采用公式</b></p><p>　　樁側(cè)樁端都是2#-1粉質(zhì)黏土層，因上側(cè)，樁端，取其平均值，查表，得，</p><p>　　根據(jù)《樁基規(guī)范》得單樁豎向承載力設(shè)計值</p><p>　　4.4 計算復(fù)合基樁豎向承載力特征值R</p><p>　　1.初步確定樁的數(shù)目：<

49、;/p><p>　　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)，根據(jù)公式可知： 因此，取n=4，即采用4根樁。</p><p>　　2. 確定樁位布置和確定承臺尺寸：</p><p>　　因樁距，所以，取a=1.80+2×0.3=2.40m, b=1.20+2×0.3=1.80m,采用矩形形式。埋深d=1.2m,承臺高0.8m，樁頂深入承臺

50、50mm，承臺有效高度取為：。</p><p>　　3.考慮承臺效應(yīng)的復(fù)合基樁豎向承載力特征值R。</p><p><b>　　由和，查表取</b></p><p><b>　　所以。</b></p><p>　　驗算： 滿足要求。</p><p>　　圖4-1 樁基布置圖

51、</p><p>　　4.5 計算樁頂荷載</p><p>　　取承臺及其上土的平均重度，</p><p>　　則樁頂平均豎向力為：</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　承臺擬采用C20級砼，配筋為HRB335（Ⅱ）級鋼筋，樁身砼等級為C30符合規(guī)范有關(guān)要求，樁的布

52、置和承臺平面尺寸如附圖所示。</p><p>　　樁頂水平力, 水平力和豎向力的合力與鉛垂線的夾角為：</p><p>　　，故可以不驗算基樁的水平承載。</p><p>　　4.6 承臺受沖切承載力驗算</p><p>　　1.柱邊沖切。求沖垮比與沖切系數(shù)：</p><p><b>　　，</b>

53、;</p><p>　　因h=800mm，故可取。</p><p><b>　　式中，，滿足要求。</b></p><p>　　2.角樁向上沖切驗算</p><p>　　從角柱內(nèi)邊緣至承臺外邊緣距離，，，，。</p><p><b>　　因 經(jīng)驗算，可以。</b></p

54、><p>　　4.7 承臺受剪計算</p><p>　　剪跨比與以上沖跨比相同，故對斜截面：</p><p><b>　　故剪切系數(shù)：</b></p><p><b>　　因，故可取，得</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p&g

55、t;<p>　　斜截面按0.3計有，其受剪承載力更大，也滿足要求。</p><p>　　4.8 承臺受彎計算</p><p>　　選用14B18，則，沿平行軸方向均勻布置。</p><p>　　沿y方向，選用直徑14mm。</p><p>　　選用16B14，則，沿平行軸方向均勻布置。</p><p>　

56、　4.9 樁基施工方案</p><p><b>　　1.樁基礎(chǔ)施工方案</b></p><p>　　樁施工采用靜壓沉入方式。</p><p><b>　　2.施工流程</b></p><p>　　測量放線→安裝樁尖→檢查樁位→樁機就位→調(diào)整樁機水平度→調(diào)整樁機垂直度→樁基吊樁→對位→施壓→計壓力值→

57、測量貫入度→測回彈值→受壓→下一樁位。承臺施工參照擴展基礎(chǔ)的施工方案。</p><p><b>　　3.施工工具</b></p><p>　　壓樁機，挖掘機，水準儀，經(jīng)緯儀，發(fā)電機。</p><p><b>　　5.施工圖</b></p><p><b>　　施工圖見附錄。</b&g

58、t;</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　(1)中華人民共和國國家標準．建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范，GB 50007—2002;</p><p>　　(2)中華人民共和國國家標準．建筑樁基技術(shù)規(guī)范，JGJ94-94;</p><p>　　(3)中華人民共和國國家標準．混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，GBJ10