基礎(chǔ)工程課程設(shè)計31182

1、土木工程專業(yè)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計 學(xué)號：班級：姓名：目 錄第一章：總體概述1第二章：淺基礎(chǔ)設(shè)計與計算I.二十號樁7II.七號樁 9III.一號樁 11第三章：樁基礎(chǔ)設(shè)計與計算I.十七號樁 12II十八號樁 16附件：1. 淺基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)總平面布置圖2. 淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖3. 樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖第一章 概述 設(shè)計任務(wù)1、設(shè)計題目：某單層廠房柱下基礎(chǔ)設(shè)計工程概況該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1-1。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9.8

2、0m。圖1-1 裝配車間平面圖（mm）各柱在基礎(chǔ)頂面處的截面形狀為矩形，尺寸為：邊柱Z1： 長寬=1000400mm；角柱Z2： 長寬=1000400mm；抗風(fēng)柱Z3： 長寬=700400mm；1.2工程名稱 某機(jī)械廠的裝配車間，建筑場地位于該機(jī)械廠廠區(qū)內(nèi)。1.3場地位置 廠房位于城郊地區(qū)，附近建筑較少，地勢較平坦。場區(qū)地下水屬潛水，初見水位在2.53.1m深處，穩(wěn)定水位在2.93.9m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。1.4上部結(jié)構(gòu)的類型、尺寸 廠房基礎(chǔ)頂面以上部分的建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計工作已經(jīng)完成。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

3、2對30噸中級工作制橋式吊車。建筑平面圖見圖1-1。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?；A(chǔ)梁的橫截面尺寸如圖1-1，梁與柱（或杯口外壁）之間的凈距為20mm，置于柱子外側(cè)的基礎(chǔ)頂面上。圖1-1 基礎(chǔ)梁的橫截面尺寸示意圖（單位：mm）設(shè)計中縱向受力鋼筋選用HRB335,fy=300Mpa。基礎(chǔ)混凝土采用C30，其fC=13.4Mpa。1.5場地描述擬建工程為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)計跨度為24m，柱距為6m。1.6

4、土層描述 場地處地面平坦。據(jù)鉆探揭露，各地層的情況如下：第層：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0.51.2m，結(jié)構(gòu)疏松，土質(zhì)不均，平均天然重度為17.1kN/m3。第層：粉質(zhì)粘土。呈棕紅色。除1#孔外各孔均有，厚度9.510.1m。硬塑可塑，土質(zhì)較均勻。第層：粉土。呈褐黃色。僅在1#孔可見到，厚約3.3m，流塑。第層：淤泥。呈黑色，流塑。含大量有機(jī)質(zhì)，有臭味。僅在1#孔見到，厚度約8.0m。第層：粉質(zhì)粘土。呈灰黃色，僅在1#孔見到，厚約3.6m，夾有粉砂薄層，流塑。第層：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

5、硬塑。場區(qū)地下水屬潛水，初見水位在2.53.1m深處，穩(wěn)定水位在2.93.9m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，第層雜填土不宜用作建筑物地基。建議把基礎(chǔ)埋置在強(qiáng)度較高的第層粉質(zhì)粘土或第層粘性土中。其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為：第層：fk=180kPa第層：fk=220kPa建議：受古河道影響的幾個柱基采用樁基礎(chǔ)；其余基礎(chǔ)可采用柱下現(xiàn)澆獨(dú)立基礎(chǔ)。土性指標(biāo)，見表1-1。圖1-2 地質(zhì)鉆孔平面布置圖圖1-3 I-I地質(zhì)剖面圖圖1-4 IIII地質(zhì)剖面 圖15 III III 地質(zhì)剖面圖第二章，淺基礎(chǔ)設(shè)計與計算I.二十號樁設(shè)計 (抗風(fēng)樁)尺寸為：7

6、00mm400mm位于IIIIII地質(zhì)剖面圖，持力層定在粉質(zhì)粘土層。標(biāo)準(zhǔn)組合：Fn=600Kn MN=27 KNM HK=38 KN各粉質(zhì)粘土層GS W WP WL的平均值GS=（2.74+2.7+2.71+2.71+2.73+2.72）6=2.72W=（29.06+24.4+25.35+23.08+22.94+26.64）6=25.25% =(19.4+20.1+20.3+20.1+19.9+20.1)6=20 KN/M3 =0.671WP=（20.17+21.31+21+20.04+23.96+19.27）6=21%WL=（30.49+33.81+31.57+33.96+37.43+30.

7、8）6=33%查表215可知：確定地基承載力：初定b=3m d=3m =18.91KN/M3 水位：3.4m=180+1.618.91(3-0.5-0.15)251.10kpa按中心荷載初估基地面積：=(600+3012.75)(251.1-203)=5.141m2由偏心影響將面積擴(kuò)大1.3倍 則 A=6.684m2 采用基礎(chǔ)尺寸為3m2.4m驗(yàn)算基地壓力：基礎(chǔ)及回填土重： =20(3-0.075)7.2=421.4KN基礎(chǔ)的總垂直荷載：F+G+P=600+421.4+3012.75=1403.9KN基底總彎矩：M=27+383-3012.75=48.34kn總荷載偏心：e=48.341403

8、.9=0.034a/6 =0.5m基底邊緣最大應(yīng)力：PMAX=1.2fa=301.32kpa 符合要求基本組合：F=1326.375Kn M=65.259 KNM H=51.3kn基底凈壓力的計算：荷載偏心：=51.31326.375=0.039a/6 =0.5m基底凈反力：=基礎(chǔ)沖剪驗(yàn)算：取保護(hù)層厚度為50mm 則 h0=550mm 采用c30 混凝土 ft=1430KN/M2A陰影=m2=1.2375202.34=250.40kn 驗(yàn)算沖切破壞面的抗剪承載力h0=550mmFl柱邊基礎(chǔ)彎矩計算：對于I-I截面；=0.7+0.5（3-0.7）=1.85m=(202.34-166.094)1.

9、853+166.094=188.446kpa =(3-0.7)2(202.34+188.46)(2x2.4+0.4)+（202.34-188.446）x2.4)/48=227.6KNM配筋：=m2配14根直徑是12mm的鋼筋，面積為1582m2垂直于I-I截面，Sn=159mm 滿足要求。對于II-II截面=188.446（2x3+0.7）(2.4-0.4)224=210.447KNM配筋：=1417m2配16根直徑是16mm的鋼筋 面積為1808mm2垂直于II-II截面Sn=171mm 滿足要求。II七號樁 尺寸：1000mm400mm 位于I-I地質(zhì)剖面圖上 持力層定為粉質(zhì)粘土標(biāo)準(zhǔn)組合：

10、Fn=1562kn Mk=247 KNM Hk=48KN地基承載力：fa=251.10kpa按中心荷載初估基地面積=m2 由偏心擴(kuò)大1.1倍則 A=10.02m2 初步采用3m3.6m 的基礎(chǔ)。驗(yàn)算基地壓力：基礎(chǔ)及回填土重：=20（3-0.0075）10.8=631.8kn基礎(chǔ)的總垂直荷載：F+G+P=1562+631.8+60X3=2373.8KN 基底總彎矩：M=247+483-306(0.125+0.5+0.02)=275.9KNM總荷載偏心：=275.92373.8=0.116a/6 =0.6m基底邊緣最大應(yīng)力：Pemax=kpa1.2fa=301.32pka滿足要求。P=219.8K

11、pafa,滿足要求?；窘M合：F=2351.71Kn M=372.465 KNM H=64.8kn基底凈壓力的計算：荷載偏心：=372.4652351.7=0.158mFl 滿足要求。柱邊基礎(chǔ)彎矩計算：對于I-I 截面：=1.0+0.5（3.6-1.0）=2.3m=(275.23-160.27)2.33.6+160.27=233.72kpa =(3.6-1)2(275.23+233.72)(2x2+0.4)+(275.23-233.72)x 3/48 =332.90Kn配筋:=配21根直徑為12mm的鋼筋，面積為2373mm2 垂直于I-I截面，Sn=130.8mm 滿足要求。對于II-II截

12、面 =233.72（23.6+1）(3-0.4)224 =539.8KNM=配21根直徑為12mm的鋼筋，面積為4221mm2,垂直于II-II截面，Sn=155mmIII 一號樁尺寸為：1000mm400mm位于I-I地質(zhì)剖面圖上，持力層定為粉質(zhì)粘土層。標(biāo)準(zhǔn)組合：FN=936Kn Mk=327KNM Hk=41kn地基承載力為：fa=251.10kpa按中心荷載初估基地面積：=根據(jù)偏心將面積擴(kuò)大1.3倍A=1.35.37=6.981m2 采用3m3m 作為基礎(chǔ)尺寸驗(yàn)算基地壓力：基礎(chǔ)及回填土重：=209（3-0.075）=526.5kn基底總彎矩：M=327-3030.645+413=391.

13、95KNM基底邊緣最大應(yīng)力：Pmax=1.2fa=301.32kpa滿足要求。P=172.5Kpafa 滿足要求?；窘M合：F=1385.1Kn M=529.13KNM H=55.35Kn基底凈壓力的計算：荷載偏心：=529.131385.1=0.382Fl 滿足要求。柱邊基礎(chǔ)彎矩計算：對于I-I截面=1+0.5（3-1）=2m = =(3-1)2(579.28+344.12)(2x3+0.4)+(579.28-344.12)x3)/48=551.27KNM=配21根直徑為16mm的鋼筋，面積為4221mm2垂直于I-I截面。Sn=126mm.對于II-II截面 =500.89(23+1)(3

14、-0.4)2/24 =987.6KNM=配18根直徑為22mm的鋼筋。面積為6843mm2,垂直于II-II截面，Sn=144mm. 第三章 樁基礎(chǔ)的設(shè)計和計算 I.十七號樁尺寸為：1000mm400mm持力層定在第六層的粘土層，初定樁的承臺尺寸為2m3m，厚為1m,取承臺及其以上土的容重為20kn/m3 ,樁的尺寸為300mm300mm 樁身長為16m, 該樁所在的地質(zhì)剖面圖為II-II。基礎(chǔ)及回填土重：=20321.7=204knFk=Q+Fn=306+1562=1742kn查課本P156和P161表4-2和表4-3.粉土：e=0.854 中密，qsk為4666淤泥： qsk為1420粉質(zhì)

15、粘土：Il=0.861 軟塑 qsk為4555粘土：Il=0.276 硬可塑 qsk為7086 qpk=23003300安全系數(shù)為2，則可取的以下值：粉土：qsia=28 淤泥：qsia=9 粉質(zhì)粘土：qsia=25 粘土：qsia=40 qpa=1500估算單樁承載力特征值 =15000.09+1.2（2.828+8x9+3.6x25+1.6x40） =500.28kpa 則n取為4.確定承臺尺寸為2.6m1.6m群樁基礎(chǔ)中單樁承載力驗(yàn)算：=2.61.61.720=141.441knMy=247+481.7-1800.645=212.5 KNM單樁平均豎向力：=(141.44+1742)/4

16、 =470.86Ra單樁偏心荷載下的最大豎向力：0.2h0=186mm =350930=0.376=0.84(0.376+0.2)=1.46 aoy=150mm FL=2351.7KN 滿足要求。角樁的沖切驗(yàn)算：采用公式： c1=c2=450mm a1x=0.35mm =0.376 =0.97 a1y=0.186mm =0.2mm =1.4=(0.97(0.45+0.5X0.186)+1.4X（0.45+0.15）)0.989X1430X0.93 =1843.6KNNl=659.64kn 滿足要求。承臺抗剪驗(yàn)算：對于I-I截面ax =0.35mm =0.375 =1.273 =0.9632Nm

17、ax=1319.28kn 滿足要求。對于II-II截面 ay=0.186mm =0.2 =1.462=1175.85KN 滿足要求。(7)、樁的配筋：查表m取10MN/m4 b0=1.5b+0.5=1053+0.5=0.95m E=3.0104N/mm2 I=b4/12=0.34/12=6.7510-4m4H0=H/n=40/4=10KN則 查表，取CII=1.028Mmax=C IIM0=1.02832.7=41.9KNm配筋：HRB335,fy=300N/mm2 =取4根直徑為16mm的鋼筋，面積603mm2 ,滿足最小配筋率采用箍筋直徑6mm，樁頂至樁下1.25m采用sv=100mm,其

18、余200mm。II.十八號樁標(biāo)準(zhǔn)組合：Fn=936kn Mk=327 KNM Hk=41kn Ra=500.28kn=（1041+204）/500.28 =2.49取n = 4 承臺尺寸為1.62.6m2樁的布置于十七號樁完全一致 則：群樁基礎(chǔ)中單樁承載力驗(yàn)算：Gk=141,44kn My=328.975 KNM 單樁的平均豎向力：=(936+141,44)/4 =269.36KN RA 滿足要求。單樁偏心荷載下最大豎向力：Fl=1405.35kn 滿足要求。角樁沖切驗(yàn)算：= 1834.6 kn Nl =Nmax =462.37kn 滿足要求。 承臺抗剪驗(yàn)算：對于I-I截面 V=2Nmax=92