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强风化砂质泥岩,厚度未揭露,承载力特征值。
1.2.3基础设计技术参数
地基岩土物理力学参数如表1.1所示。
1.2.4水文地质条件
(1)拟建场区地下水对混凝土结构无侵蚀性。
(2)地下水位深度:
位于地标下2.0m。
表1-1:
地基岩土物理力学参数
土
层
编
号
土的
名称
重度
孔隙
比e
液性
指数
黏聚力c
(kPa)
内摩
擦角
(。
)
压缩
模量
(MPa)
标准贯入锤击数
N
承载力特征值(kPa)
杂填土
18
粉质粘土
20
0.65
0.84
34
13
7.5
6
130
黏土
19.4
0.58
0.78
25
23
8.2
11
180
细砂
21
0.62
30
11.6
16
240
强风化砂质泥岩
22
300
1.2.5上部结构资料
拟建建筑物为多层全现浇框架结构,框架柱截面尺寸为。
室外地坪标高同自然地面,室内外高差。
柱网布置如图1.1所示。
图1.1柱网平面图
1.2.6上部结构作用
本设计取1号题轴柱底荷载:
1.柱底荷载效应标准组合值:
,,。
2.柱底荷载效应基本组合值:
持力层选用号土层,承载力特征值
1.3柱下独立基础设计
1.3.1选择基础材料
基础采用混凝土,钢筋采用,预估基础高度。
1.3.2选择基础埋置深度
根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。
本设计取号土层为持力层,基础地面高取至持力层下。
所以考虑取室外地坪到基础底面为。
由此得基础剖面示意图如下:
VK
MK
FK
图1-2:
基础剖面示意图
1.3.3求地基承载力特征值
根据细沙土,查表1-1得,。
基底以上土的加权平均重度。
持力层承载力特征值(先不考虑对基础宽度修正)
(上式按室外地面算起)
1.3.4初步选择基底尺寸
取柱底荷载标准值:
,...
计算基础和回填土重时的基础埋深:
基础底面积:
由于偏心不大,基础底面积按20%增大,即:
初步选定基础底面面积,且不需要再对进行修正。
1.3.5验算持力层地基承载力
回填土和基础重为:
偏心距为:
,满足要求。
基底最大压力:
所以,最后确定基础底面面积长,宽。
1.3.6计算基底净反力
取柱底荷载效应基本组合设计。
净偏心距为:
基础边缘处的最大和最小净反力:
1.3.7基础高度(采用阶梯形基础)
柱边基础截面抗冲切验算(见图1-3)
图1-3冲切验算简图
柱下冲切变阶处冲切
,,,
初步选定基础高度,分两个台阶,每阶高度均为400。
(有垫层),则
,取
因偏心受压,取
冲切力:
=
抗冲切力:
满足要求
1.3.8变阶处抗冲切验算
如图1-3,,,
取,因此,可得
=,满足要求。
1.3.9配筋计算
选用的HPB235级钢筋,
(1)基础长边方向如图1-4和1-5所示,
图1-4配筋截面图图1-5偏心受压基底受力分布图
І-І截面(柱边),柱边净反力:
悬臂部分净反力平均值:
弯矩:
对于Ⅲ-Ⅲ截面(变阶处),有
比较和,应按配筋,实际配
则钢筋根数:
,
(2)基础短边方向。
因为该基础受单项偏心荷载作用,所以,在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算,取
对于Ⅱ-Ⅱ截面(柱边)
Ⅳ-Ⅳ截面(变阶处)
比较和,应按配筋,实际配。
,满足要求。
1.3.10基础配筋大样图
基础配筋大样图如图1-6所示。
1.3.11确定两轴柱子基础底面尺寸
由柱下独立基础课程设计任务书得,号题两柱子基底荷载分别如下:
轴:
由前面计算得持力层承载力特征值
图1-6:
基础配筋大样图
计算基础和回填土重时的基础埋深
轴基础底面积为
1.3.12两轴持力层地基承载力验算
轴持力层地基承载力验算
1.4设计图纸
根据以上计算,绘制出基础平面布置图和轴柱子基础大样图,见柱下独立基础施工图。
第2章桩基础设计
2.1设计题目
取课程设计任务书中1题号轴荷载,进行灌注桩基设计。
2.2设计资料
2.2.1地形
拟建筑场地地势平坦,局部堆有建筑垃圾
2.2.2工程地质条件
自上而下土层依次如下:
①号土层:
素填土,层厚1.4m,稍湿,松散,承载力特征值
②号土层:
淤泥质土,层厚3.5m,流塑,承载力特征值
粉砂,层厚6.4m,稍密,承载力特征值
④号土层:
粉质黏土,层厚4.0m,湿,可塑,承载力特征值
⑤号土层:
粉砂层,钻孔未穿孔,中密-密实,承载力特征值
2.2.3岩土设计技术参数
地基岩土物理力学参数如表2-1和表2-2所示。
表2-1地基岩土物理参数
土层
编号
土的
名称
孔隙比
e
含水率W(%)
液性指数
L
标注灌入锤击数
N(次)
压缩模量
(MPa)
①
素填土
—
5
②
淤泥质土
1.04
62.4
1.08
3.8
表2-1(续)
③
粉砂
0.81
27.6
14
④
0.79
31.2
0.74
9.2
⑤
粉砂层
31
16.8
表2-2桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值单位:
土层编号
桩的侧阻力
桩的端阻力
28
45
60
900
75
2400
2.2.4水文地质条件
(1)拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性。
(2)地下水位深度:
位于地表下3.0m。
2.2.5上部结构资料
拟建建筑物为六层钢筋混凝土框架结构,长30m,宽9.6m。
室外地坪标高同自然地面,室内外高差450mm。
柱截面尺寸均为400mm×
400mm,横向承重,柱网布置如图2-1所示。
2.2.6上部结构作用
持力层选用号土层粉砂层为持力层
图2-1:
柱网布置图
2.3灌注桩基设计
建筑物基础设计方案采用混凝土沉管灌注桩。
具体设计方案如下:
室外地坪标高为-0.45m,自然地坪标高同室外地坪标高。
由《建筑桩基设计规范》“场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层或7层以下的一般建筑”之设计等级为丙级可知该建筑桩基应按丙级设计,不再进行沉降计算,拟采用直径为400mm的混凝土沉管灌注桩。
选用第五层土粉砂层为持力层,由《建筑桩基设计规范》可知,桩尖深入持力层的长度不宜小于1.5(1.5d=0.600m),这里取0.6m,设计桩长14.8m,预制桩尖长0.5m,初步设计承台高0.90m,承台底面埋置深度-1.50m,桩顶伸入承台50mm。
2.3.1单桩承载力计算
根据以上设计,桩顶标高-1.5m,桩底标高为-16.3m,桩长为14.8m。
单桩竖向极限承载力标准值计算:
2.3.2基桩竖向荷载承载力设计值计算
承台底部地基土较为松软的填土,压缩性大,因此不需考虑承台土效应,即
根据上部荷载初步估计桩数为:
则初步设计桩数为4根。
布置图如图2-2所示。
图2-2承台平面布置图
2.3.3桩基验算
根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008),当按单桩承载力特征值进行计算时,荷载应取效应的标准组合值,由于装机所处场地的抗震设防烈度为7度,且场地内无可液化砂土、粉土问题,因此可不进行地震效应的竖向承载力验算。
根据初步设计桩数采用正方形承台,桩间距为设计为1.4m,桩中心距承台边缘均400mm,则承台初步设计为2.2m×
2.2m。
承台及其上填土的总重为:
计算时取荷载标准组合,则
满足设计要求,故此次设计是合理的。
2.3.4承台设计
根据以上桩基设计及构造要求,承台尺寸为2.2m×
2.2m,初步设计承台厚0.90m,承台混凝土选用C25,ft=1.27N/mm2,fc=11.9N/mm2;
承台钢筋选用HRB335级,fy=300N/mm2。
2.2.4.1承台内力计算
承台内力计算荷载采用荷载效应基本组合值,则基桩净反设计值为:
2.3.4.2承台厚度及受冲切承载力验算
承为防止承台发生冲切破坏,承台应具有一定的厚度,初步设计承台厚0.90m,保护层厚度50mm,则h0=900-50=850mm。
由于基桩为圆形桩。
计算时应将截面换算成方桩,则换算方桩截,见图2-3。
(1)柱对承台冲切
由《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008)承台受桩冲切的承载力应满足:
柱边至最近桩边水平距离:
图2-3承台计算简图
冲垮比:
(在0.25~1.0之间)
冲切系数:
故厚度为0.90的承台能够满足柱对承台的冲切要求
(2)角桩冲切的验算
承台受角桩冲切的承载力应满足:
由于,
角桩内侧边缘至承台外边缘距离:
柱边与桩内边缘连线水平距离:
角桩冲垮比:
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