基础工程0489.docx

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基础工程0489

基础工程20080489

西南交通大学

《基础工程》课程设计报告

学生姓名:

张仁巍

学生学号:

20070324

班级:

07土木11班

指导教师:

魏星

2010年12月

附录：

扩展基础施工图

桩基础施工图

第1章概述

第一节设计任务

一、设计题目：

某单层厂房6号（边柱）柱下基础设计

二、设计对象：

某机械厂的装配车间，厂房基础顶面以上部分的建筑和结构设计工作已经完成。

三、工程概况：

某装配车间采用单层钢筋混凝土排架承重结构，设计跨度24m，柱距6m，车间内有2对30吨中级工作制桥式吊车。

建筑平面图见图1-1。

规定室内地面标高为±0.00，相当于黄海高程455.00m，室外地面标高为-0.15m，柱顶标高为12.50m，轨顶标高为9.80m。

图1-1某厂房建筑平面图单位：

mm

四、课程设计任务：

完成6号柱下基础的设计与地基的检算。

6号柱为边柱，截面形状为矩形，尺寸：

长×宽=1000×400mm；

1.设计计算：

6号柱下独立基础的设计计算：

平面尺寸、埋深确定；基础（包括地基）的计算、检算。

桩基类型选择；桩材和桩径的选择；承台底面和顶面以及平面形状、尺寸拟定；桩长和桩数确定；桩的布置；单桩承载力检算。

2.图纸：

1）基础总平面布置图；

2）独立基础的平、立、剖面图及桩基础的平、立、剖面图（包括配筋图）。

第二节设计资料

地质勘察资料

I—I地质剖面（m）

1.场地、土层描述：

场地处地面平坦。

据钻探揭露，各地层的情况如下：

第①层：

人工填土。

以灰黑色粉土为主，伴有碎砖、炉渣等杂物的填土层。

厚度为0.5~1.0m，结构疏松，土质不均，平均天然重度=17.1kN/m。

第层：

粉质粘土。

呈棕红色，厚度为9.6~10.1m，硬塑~可塑，土质较均匀。

土质指标：

=23.08%,=20.1kN/m,=2.71,=0.629,=33.96%，=20.04%,=13.92,=0.218,=0.21,=20°15′,=6.22kPa。

第层：

粘土。

呈黄黑色，没有钻透，据调查厚度在10m以上。

土质均匀，可塑~硬塑。

土质指标：

=25.51%,=20.4kN/m,=2.72,=0.669,=37.71%，=20.11%,=17.6,=0.25,=0.17,=18°41′,=8.84kPa。

场区地下水属潜水，初见水位在2.5~3.1m深处，稳定水位在2.9~3.9m深处。

地下水补给来源为大气降水，水位随季节变化，无侵蚀性。

根据钻探及室内土工实验的情况分析，第①层杂填土不宜用作建筑物地基。

建议把基础埋置在强度较高的第②层粉质粘土或第层粘性土中。

地基承载力标准值分别为：

第②层：

=200kPa；

第层：

=220kPa。

2.地层剖面图：

室外地面标高为-0.15m，相当于黄

海海拔454.85m。

室内地面标高为0.00，相当于海

拔高程455.00m。

实际地层厚度如下：

第①层：

d=0.53m；第层：

d=10.0m；第层：

d>10m。

地层剖面示意如图1-2所示。

2、设计荷载a

1.设计柱在地面处的截面内力取值如下：

：

（1）边柱Z1：

（横向计算）

荷载组合编号：

L11L12

上述所谓纵向是指沿车间的长轴方向，横向是指沿车间的短轴方向。

弯矩M以柱子的外侧受拉为正，剪力H以指向车间内部为正。

在荷载组合编号“Lij”中，“i”表示柱的类别，边柱、角柱、抗风柱分别用1、2、3表示，“j”表示荷载效应的组合类别，“1”表示标准组合、“2”表示基本组合。

各荷载项中带下标K者表示荷载效应的标准组合，否则为荷载效应的基本组合。

试样

编号

取样深度

/m

土的分类

名称

天然含

水量

/%

天然重度/kN/m3

比重

天然孔

隙比

液限

/%

塑限

/%

塑性

指数

液性指数

压缩系数/MPa-1

内摩擦角

粘聚力/kPa

1孔-1

3.00~3.40

粉土

32.9

19.5

2.72

0.854

32.6

26.4

6.2

1.05

0.39

16°1′

5.62

-2

9.00~9.40

粉质粘土

29.06

19.4

2.74

0.81

30.49

20.17

10.32

0.861

0.33

23°39′

5.96

-3

16.60~17.00

粘土

26.1

20.2

2.75

0.718

43.15

20.65

22.5

0.242

0.27

19°20′

5.40

-4

21.00~21.40

粘土

27.12

19.7

2.73

0.786

39.08

21.76

17.32

0.309

0.25

15°48′

7.22

2孔-1

2.60～3.00

粉质粘土

24.4

20.1

2.7

0.681

33.81

21.31

12.5

0.25

0.19

25°15′

6.22

-2

8.00～8.40

粉质粘土

25.35

20.3

2.71

0.687

31.57

21

10.57

0.412

0.22

16°55′

8.64

-3

11.00~11.40

粘土

25.51

20.4

2.72

0.669

37.71

20.11

17.6

0.25

0.17

18°41′

8.84

-4

15.00~15.40

粘土

26.59

19.9

2.7

0.718

43.1

22.19

20.91

0.21

0.23

16°12′

9.26

3孔-1

5.00~5.40

粉质粘土

23.08

20.1

2.71

0.629

33.96

20.04

13.92

0.218

0.21

20°15′

6.22

4孔-1

4.10~4.50

粉质粘土

22.94

19.9

2.73

0.687

37.43

23.96

13.47

<0

0.21

22°29′

6.04

5孔-1

7.50～7.90

粉质粘土

26.64

20.1

2.72

0.741

30.8

19.27

11.53

0.639

0.23

20°27′

7.26

-2

13.10~13.50

粘土

28.95

19.5

2.73

0.805

48.3

29.64

18.66

<0

0.23

16°51′

9.60

6孔-1

3.20~3.60

粉质粘土

24.50

20.1

2.71

0.692

30.3

19.85

10.45

0.445

0.22

20°56′

7.08

2.基础梁上的荷重

基础梁上的荷重（包括基础梁自重）按30kN/m计算，梁的横截面尺寸如图1-3，梁与柱之间的净距为20mm，置于柱子外侧的基础顶面（浅基础）或承台（桩基础）上。

设计基础为角柱基础，根据车间平面布置图，基础梁计算单元纵向取3m。

图1-3基础梁的横截面尺寸示意图（单位：

mm）

第2章柱下独立扩展基础设计

第1节独立基础尺寸确定

一、确定基础埋深及持力层承载力

根据地层情况，第②层土层厚度较深且土质较好，同时地下稳定水位为2.9~3.9m，故基础持力层取为第②层土，且置于地下水位以上，基础埋深初拟为1.2m（到室外地面）。

持力层土承载力先只进行深度修正：

由持力层土e=0.629<0.85，IL=0.218<0.85，粉质粘土查表3-4承载力修正系数=1.6，=0.3。

稳定水位为2.9~3.9m，对于基底以上土不考虑地下水的影响，取基础底面以上土的加权平均重度，修正取标高-0.15m为基准线，则

二、确定基础底面积

按中心荷载作用下的计算公式，式中H为自重计算高度，在本设计中取为1.2m.,室外设计地面高程处算起，故

考虑到偏心受荷，将A1扩大12%，即

基底尺寸初拟为3.0m×3.2m，A=9.6m2，由于计算宽度取基础边长较小者，即b=3.0m，故持力层承载力无需再进行宽度修正。

三、承载力和偏心距验算

分析可知按中心荷载计算承载力一定满足要求，故只需验算偏心荷载。

竖向力

弯矩

故承载力和偏心距满足要求。

四、下卧层承载力验算

由地勘资料可知，下卧层承载力较持力层的还要大，故无需进行承载力验算。

综上，基地尺寸3.0m×3.2m能够满足承载力要求。

第二节独立基础高度的确定

一、计算基底净压力

确定基础高度和基础配筋时荷载采用基本组合。

基础梁荷载分项系数为1.35，则

二、基础高度确定

初步拟定基础高度h=800mm，按规范要求，铺设垫层时保护层厚度不小于40mm，因此假定钢筋中心到混凝土外表面的距离为50mm，故基础的有效高度h0=800-50=750mm。

抗冲切破坏验算公式为

首先计算。

如图2-1中所示

故

=

近似取，得到

式中，，故，基础混凝土采用C20，其

故h=800mm能够满足抗冲切承载力的要求。

具体图示见附图。

第3节内力计算及基础配筋

一、内力计算

台阶的宽高比为且偏心距，故可按《基础工程》课本中式（3-51）及式（3-52）计算弯矩。

显然，基础的控制截面在柱边处（即图2-1中的Ⅰ-Ⅰ及Ⅱ-Ⅱ截面）此时有

二、基础配筋

采用HPB235的钢筋，其。

沿长边方向，有，，宽度3000mm，按梁进行配筋，则

选用（钢筋总面积为4021.24mm2），实际的，

大于原先假定的700mm，上述配筋显然是可以的。

沿短边方向的配筋通常置于长边的钢筋之上，并假设采用的钢筋，按梁进行配筋，故，再由，宽度3200mm，则

选用（钢筋总面积为4021mm2），其中基础长度超过了2500mm,其受力钢筋的长度取边长的0.9倍，并交错布置。

基础的施工图见附图。

第四节扩展基础施工方案

一、施工措施

土方开挖采用机械开挖结合人工开挖，为防止超挖，机械开挖至持力层，予留30cm厚土层用人工开挖。

由于基坑较浅，无需采取支挡措施。

回填土采用级配良好的，经碾压的土，分层夯实。

二、施工流程

测量定点、标识→土方开挖→浇筑100mmC10素混凝土垫层→绑扎钢筋→钢筋验收→安装模板→浇筑混凝土→养护→拆除模板→基础验收→土方回填。

三、施工工具

主要机具有：

挖掘机，蛙式或柴油打夯机、手推车、木耙、铁锹（尖头与平头）、2m靠尺、胶皮管、小线和木折尺等。

。

4、施工图施工图见附图。

第3章柱下桩基础设计

第1节桩基类型和桩尺寸的选择

根据地质资料确定承台埋深1.2m，并初步选定采用钢筋混凝土预制方桩，桩的截面尺寸选为350mm×350mm。

由于地面以下很大深度没有基岩（d>20m），所以采用摩擦桩，分析地质资料，选第②层土作为持力层，取桩长为8.0m（桩不穿透第②层土）。

第2节确定桩数

一、确定单桩竖向极限承载力标准值

由IL=0.218，查表5-6查得桩的极限侧阻力标准值，桩的入土深度，查表5-7得桩的极限端阻力标准值。

故单桩竖向极限承载力标准值为：

二、初步估算所需桩数n

在估算桩数时，首先需计算单桩竖向承载力设计值，由于桩的布置和桩数未知，先不考虑承台效应和群桩效应。

从表5-19查得