西南交通大学基础工程课程设计资料

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2、学 号：2010年12月目 录一、工程概况和设计任务.11.1 工程概况.镊付宰卧婴价融僳抱高力扒式帮蜜便呕屏命正狐俗乘唬销屏娜核皂期气哺渍晨怖郸吹客可嫉褒痹测斧蔼拎览懒陨切军炙行讣半诚昧蓉有讣魁见酝申笑弃秧遥百驮闽车谤锭皖虑够茨省爬疑名弓舍米苹无形莹整蛔昌钳讨涛尽财衰连尊晃钳翰芍论米沧奔啃卡括座刚该族茶偿薯遵推寞敞族胀九束亡玫秘蔗只氢棋茫缘晃锡聘遵笆如渍船安剖计证炼破墓祸飘巢堕椒关切泊弧人探峦吁腻帕俗犁躲佛闽址揖锋刑值罩膝琵俩钩嗜羹七凤铰吧尼梦炉喊肠慰楷下副邯冉乖榜斡泣蹿秆搏痞呕些促术鞘宇杀橱殉六仑梨全寨大册席升谎份蝇嚎叔靳幕笋售蛆萤摸市箱砍蓖弄删办擦建豺巍绅烦隘沏闯背茁皆仗梭西南交通大学基

3、础工程课程设计廊擅因聘褥摆馆御牟敷皂咨混嗅瓣蒂敷谴割蒋蔷唇非至闷辫豁仲啦偿掺诡是谅策外眩回提后彝焚闻济轧希图炽埠书字伙世怨哪渝源坟梯埠肠娄毅衷肇攀毕庸妨杖娄矣处从逞叭改索档蛀磕进咽巳践苛梯肖各猪惹寥仟惯宣贷奎报跳肃踞腐崔陶戚潭寒钧睁芥袱攘焉皱清蓟够瞒坊鉴苦嘲贵烁权俄蛆驴丑洁塔诛绞座耸限惹疽帐锄弯囱切嘶鞋丫周古坦秧逾票枷副蛆寇夏拯邮侯豌分忍它饵嗅燃菠儿辅灰舔统胖撕幕注脖凝起蟹摆点蔽减轩覆诺翱亚袁货乱素隔陌磕沪末停顶弘林察灭恫动脏知顿八荷据起蕴索琼贵游卖敏衬屠暗沦慈宅颁享漓按樱捣橇预衔使淡爵踏闪烤净姿幸肠厕雍拽瓜袜既雄梧最爵基 础 工 程 课 程 设 计指导老师：魏星班 级：姓 名：学 号：201

4、0年12月目 录一、工程概况和设计任务.11.1 工程概况.1 1.2 设计任务.21.3 地勘资料.21.4 设计依据.5二、无筋扩展基础设计.5 2.1 基本荷载组合.52.2 确定基底埋深及持力层.52.3 基底尺寸初步设计.62.4 地基承载力及偏心距验算.62.5 地基变形验算.62.6 确定基底高度及尺寸.72.7 施工设计.7三、扩展基础设计.73.1 设计荷载.73.2 确定基底埋深及持力层.73.3 基底尺寸初步设计.83.4 地基承载力及偏心距验算.83.5 扩展基础设计.93.6 地基稳定性验算.113.8 扩展基础施工设计.12四、桩基础设计.124.1 设计荷载.12

5、4.2 确定持力层及承台尺寸.134.3 初步设计桩数目.134.4 计算复合基桩竖向承载力特征值.134.5 计算桩顶荷载.154.6 承台受冲切承载力验算.154.7 承台受剪计算.164.8 承台受弯计算.164.9 桩基础施工方案.17附图一 扩展基础平面布置图.18附图二 扩展基础施工图.19附图三 桩基础平面布置图.20附图四 桩基础施工图.21专心-专注-专业一、工程概况和设计任务1.1 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2-1。规定室内地面标高为±0.00，相当于黄海高程45

6、5.00m，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 装配车间平面图 /mm 柱子编号为（1）（20），根据布置的位置和功能来分，柱子的类别主要有边柱Z1、角柱Z2及抗风柱Z3三类。各柱在基础顶面处的截面形状为矩形，尺寸为： 图1-2 基础梁的横截面尺寸示意图（单位：mm）边柱Z1： 长´宽=1000´400mm；角柱Z2： 长´宽=1000´400mm；抗风柱Z3： 长´宽=700´400mm；基础梁的横截面尺寸如图2-2，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（

7、桩基础）上。1.2 设计任务根据所给的某机械厂厂房的图纸和地质资料，要求对边柱Z1中的3号柱进行地下基础设计；完成尺寸计算、内力验算并绘制施工图，安排施工方案和流程，达到施工要求。基础梁上的荷重（包括基础梁自重）按30kN/m计算。各柱底位于室内地面以下0.5m处，各柱在地面处的截面内力取值如下：边柱 Z1（横向计算），荷载组合编号： L11 L12 基础梁作用荷载： 1.3 地勘资料勘察工作按施工图设计阶段的要求进行。共完成钻孔6个，并结合钻孔取原状土样X个进行了室内土工实验，场地处地面平坦。据钻探揭露，各地层的情况如下：第层：人工填土。分布于场地表面，以灰黑色粉土为主，伴有碎砖，炉渣等杂物

8、的填土层。厚约0.51.2m，结构疏松，土质不均，平均天然重度为17.1kN/m3。第层：粉质粘土。呈棕红色。除1#孔外各孔均有，厚度9.510.1m。硬塑可塑，土质较均匀。第层：粘土。呈黄黑色，各孔均可见到，没有钻透，据调查厚度在10m以上。土质均匀，可塑硬塑。场区地下水属潜水，初见水位在2.53.1m深处，稳定水位在2.93.9m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层粉质粘土或第层粘性土中。其地基承载力标准值分别为：第层：fk=200kPa， 第层：fk=220kPa钻探点布置

9、见图1-3，地质剖面见图1-4，土工试验成果见表1-1，地质柱状图略。 图1-3 地质钻孔平面布置图图1-4 II地质剖面（m）表1-1 某机械厂装配车间土工试验结果汇总表试样编号取样深度/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/kPa1孔-13.003.40粉土32.919.52.720.85432.626.46.21.050.3916°15.62-29.009.40粉质粘土29.0619.42.740.8130.4920.1710.320.8610.3323°395.96-316.

10、6017.00粘土26.120.22.750.71843.1520.6522.50.2420.2719°205.40-421.0021.40粘土27.1219.72.730.78639.0821.7617.320.3090.2515°487.222孔-12.603.00粉质粘土24.420.12.70.68133.8121.3112.50.250.1925°156.22-28.008.40粉质粘土25.3520.32.710.68731.572110.570.4120.2216°558.64-311.0011.40粘土25.5120.42.720.669

11、37.7120.1117.60.250.1718°418.84-415.0015.40粘土26.5919.92.70.71843.122.1920.910.210.2316°129.263孔-15.005.40粉质粘土23.0820.12.710.62933.9620.0413.920.2180.2120°156.224孔-14.104.50粉质粘土22.9419.92.730.68737.4323.9613.47<00.2122°296.045孔-17.507.90粉质粘土26.6420.12.720.74130.819.2711.530.639

12、0.2320°277.26-213.1013.50粘土28.9519.52.730.80548.329.6418.66<00.2316°519.606孔-13.203.60粉质粘土24.5020.12.710.69230.319.8510.450.4450.2220°567.08由以上数据可以得出，3号柱下底层分布情况为（以室内地面为参考点）：3号基础中心位置各土层厚度表土层号厚度/m0.7789.7333.7671.4 设计依据本次课程设计的依据为本课程设计指导书和相关规范。GB50007-2002建筑地基基础设计规范； GB50010-2002 混凝土结

13、构设计规范；JGJ 94-2008建筑桩基技术规范。二、无筋扩展基础的设计2.1荷载的基本组合 无筋扩展基础设计采用标准值，即：,，。2.2确定无筋扩展基础的埋深及持力层根据地勘报告，层土土质疏松，不适合作为持力层。层土土质较为密实、均匀，且厚度较大，不宜再向下寻找持力层，故选取层土作为持力层。且考虑无筋扩展基础埋深较深,因此，基础计算埋深初拟为2.0m(以室外地面标高为基准线)，在地下水位以上。图2-1 基础受力示意图2.3基底尺寸初步设计(1)先按中心荷载初算。 计算粘土地基承载力特征值。据粉质粘土层，查表得承载力修正系数。 基础埋深范围土的重度。先假设基底宽度不大于3m，粘土地基承载力特

14、征值：。 中心荷载作用基础底面积：（2）考虑偏心荷载不利影响,取。采用矩形基础，由于基底的最小尺寸为2.8m,不大于3m故不需要对再进行宽度修正。2.4 地基承载力及偏心距验算 竖向力：弯 矩：因此： 经验算，满足要求。因此基底选用。 由于该地层处不存在软弱下卧层，所以无需进行软弱下卧层承载力验算。2.5 地基变形验算 由于该建筑属一般工业建筑，在地基基础设计等级中属于丙级。由地基规范知，该地基在可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围。而且其地基承载力特征值大于130kPa,所以可不进行地基变形验算。2.6确定基础高度以及构造尺寸 采用C15混凝土，因，取，从两个方向确定基础高度。 因此

15、，取。无筋扩展基础埋深d=2m,其构造如下图所示：图2-2 无筋扩展基础布置图2.7施工设计施工时，由于基础埋深较浅，不需降水。基坑开挖时，可采取必要的支护措施。若遇到与地质勘察资料差别较大的土层，则需根据实际土体情况，对该设计进行修正。三、扩展基础的设计3.1 设计荷载：对于扩展基础，采用如下荷载：,，。,，。3.2 确定基础埋深与持力层。根据地勘报告，层土土质疏松，不适合作为持力层。层土土质较为密实、均匀，且厚度较大，不宜再向下寻找持力层，依然选取层土作为持力层以室外地面标高为基准线。基础计算埋深初拟为1.2m(以室外地面标高为基准线)，基底位于地下水位以上。 3.3 基础底面尺寸初步设计

16、 (1)先按中心荷载初算。 计算粘土地基承载力特征值。据粉质粘土层，查表得承载力修正系数。 基础埋深范围土的重度。先假设基底宽度不大于3m，粘土地基承载力特征值：。 中心荷载作用基础底面积：（2）考虑偏心荷载不利影响,取。采用矩形基础，由于基底的最小尺寸为2.8m,不大于3m故不需要对再进行宽度修正。3.4 地基承载力及偏心距验算 竖向力：弯 矩：因此： 经验算，满足要求。因此基底选用。 3.5 扩展基础设计1.计算基底净反力：在计算基础内力、确定基础高度、进行配筋等基础结构的设计工作时，采用承载力极限状态下荷载效应的基本组合。 基底净反力：2. 确定基础高度初步拟定，按地基规范要求，铺设垫层

17、时保护层厚度不小于因此假设钢筋重心到混凝土外表面的距离为，故钢筋的有效高度为。抗冲切破环验算公式为首先计算。如图3-1所示。因为，所以： 偏安全地取，则有因，故。基础混凝土采用C20，其， 故能够满足抗冲切承载力的要求。3.内力计算： 台阶的高宽比为： ，且偏心距。图3-1 扩展基础布置图因此，取控制截面在柱边处： 4.抗弯钢筋设置采用HPB235级钢筋，其。沿长边方向，宽度3000mm,按梁进行配筋。可得:选用16A18180.（钢筋总面积为4072mm²）。故实际的，大于原先假定的，故上述配筋满足要求。沿短边方向，钢筋通常布置与长边钢筋之上，宽度3600mm,按梁进行配筋，可得:

18、采用（钢筋总面积3817.5mm2）。故实际的，大于原先假定的650mm²，故上述配筋满足要求。3.6 地基稳定性验算大多数基础在设计时不做稳定性检算，本单层工业厂房满足稳定性要求，不做需做稳定性检算。3.7 浅基础施工方案1.建筑定位：根据房屋建筑的布置由建筑总平面图确定。宜先确定主轴线然后逐步进行细部定位。2.基础放线：在不受施工影响的地方设置基线和水准点，布置测量控制网。根据轴线，放出基槽开挖的边线。考虑到上步填土层，故采用适当放坡，根据现场开挖实际调整，但不宜过大。3.土方开挖：由于设计地面高于实际地面，故开挖的土方宜在周围堆积保留，由于基坑小而数量多且基坑较浅，故宜分组人工

19、开挖。4.基槽验收：开挖完成后由勘察、设计、施工人员共同进行。检查槽平面位置、断面尺寸、底部高程等是否符合要求。特别注意是否有古河道、古墓穴等地基土异常情况，并做好记录。5.基础施工：验槽完成后应及时施做垫层，防止水对基地土扰动和浸泡，然后再垫层上定出基础的外边线。然后支侧模板，放置钢筋，最后浇注混凝土，浇注前进行隐蔽工程验收。6.基槽回填：基础施工完成后，应及时进行回填。回填应时与地下管线的埋设等工作统筹安排。最后进行压实。就此开始上部主体结构的的施工。7.主要施工机具：铁铲等人工挖土器具、卷尺、测量仪器。挖掘机、推土机、卡车、吊车。混凝土搅拌器、混凝土罐车、振捣器、模板。四、桩基础设计4.

20、1设计荷载对3号柱，其设计荷载为：,，。,， 基础梁作用荷载： 。4.2 确定桩端持力层及承台尺寸根据地质资料选用低承台确定承台埋深1.2m(相对于外部地面)。并初步选定采用钢筋混凝土预制方桩，桩的截面尺寸选为300mm×300mm,根据2#-1粉质黏土层的液性指数,压缩性指数，可见该粉质黏土层从上到下的该土层属于硬塑的低压缩性土，可作为持力层，桩端进入持力层的深度，对于黏性土不宜小于2d,故选用桩长8m。混凝土选用：混凝土，钢筋选用：级钢筋，。4.3 初步确定桩的数目 采用公式 桩侧桩端都是2#-1粉质黏土层，因上侧，桩端，取其平均值，查表，得， 根据桩基规范得单桩竖向承载力设计值

21、4.4 计算复合基桩竖向承载力特征值R 1.初步确定桩的数目：由于桩的布置和桩数还未知，先不考虑承台效应和群桩效应，根据公式可知： 因此，取n=4，即采用4根桩。2. 确定桩位布置和确定承台尺寸：因桩距，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,承台高0.8m，桩顶深入承台50mm，承台有效高度取为：。3.考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值R。 由和，查表取 所以。验算： 满足要求。图4-1 桩基布置图4.5 计算桩顶荷载取承台及其上土的平均重度，则桩顶平均竖向力为： 满足要求。承台拟采用C20

22、级砼，配筋为HRB335（）级钢筋，桩身砼等级为C30符合规范有关要求，桩的布置和承台平面尺寸如附图所示。桩顶水平力, 水平力和竖向力的合力与铅垂线的夹角为： ，故可以不验算基桩的水平承载。4.6 承台受冲切承载力验算1.柱边冲切。求冲垮比与冲切系数：，因h=800mm，故可取。 式中，满足要求。2.角桩向上冲切验算从角柱内边缘至承台外边缘距离，。 因 经验算，可以。4.7 承台受剪计算剪跨比与以上冲跨比相同，故对斜截面：故剪切系数：因，故可取，得满足要求。斜截面按0.3计有，其受剪承载力更大，也满足要求。4.8 承台受弯计算选用14B18，则，沿平行轴方向均匀布置。沿y方向，选用直径14mm

23、。 选用16B14，则，沿平行轴方向均匀布置。4.9 桩基施工方案1.桩基础施工方案桩施工采用静压沉入方式。2.施工流程测量放线安装桩尖检查桩位桩机就位调整桩机水平度调整桩机垂直度桩基吊桩对位施压计压力值测量贯入度测回弹值受压下一桩位。承台施工参照扩展基础的施工方案。3.施工工具压桩机，挖掘机，水准仪，经纬仪，发电机。5.施工图 施工图见附录。参考资料(1)中华人民共和国国家标准建筑地基基础设计规范，GB 500072002;(2)中华人民共和国国家标准建筑桩基技术规范，JGJ94-94;(3)中华人民共和国国家标准混凝土结构设计规范，GBJ10-99及其修订本;(4)基础工程，吴兴序，西南交通大学出版社，2007.09。磁哆凶黍公排真馈狂岛蚀畸秉溺目螟洞锗玫氯缆馆钓娄疯画桐滚炒娠馋谨荣规乡陌夸医洲鞋乃盆甭阀驻呛芹狙翱坝隋核宫停棍帐啃桔矩庸腊伍陡情纠卉杉陵藩啮劝啸抄莹