地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)例概要

1、地基基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)墻下條形基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一、墻下條形基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（一）設(shè)計(jì)題目某教學(xué)樓采用毛石條形基礎(chǔ)，教學(xué)樓建筑平面如圖4-1所示，試設(shè)計(jì)該基礎(chǔ)17-!一 d13TJ333033C33303廠r卜廣n【 1 rf【丨"T1 1 1 丨【1圖4-1平面圖（二）設(shè)計(jì)資料工程地質(zhì)條件如圖4-2所示雜填土丫 = 16KN/m粉質(zhì)粘土Y = 18KN/mb =0.3d =1.6Es =10MPafk =196KN/m圖4-2工程地質(zhì)剖面圖淤泥質(zhì)土 Es =2MPafk =88KN/m室外設(shè)計(jì)地面-0.6m，室外設(shè)計(jì)地面標(biāo)高同天然地面標(biāo)高。由上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂 面的豎向力值分別為 外縱墻刀F

2、iK=558.57kN ,山墻刀 F2K=168.61kN，內(nèi)橫墻刀 F3K=162.68kN，內(nèi)縱墻刀 F4K=1533.15kN。基礎(chǔ)采用兩種方案:(1)采用M5水泥砂漿砌毛石；(2)采用水泥砂漿 M5,砌MU10 磚基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.20m。(三) 設(shè)計(jì)內(nèi)容荷載計(jì)算(包括選計(jì)算單元、確定其寬度)。確定基礎(chǔ)埋置深度。確定地基承載力特征值。確定基礎(chǔ)的寬度和剖面尺寸。軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算。(四) 設(shè)計(jì)要求計(jì)算書(shū)要求書(shū)寫(xiě)工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂。(2) 繪制施工圖(兩種方案的基礎(chǔ)平面圖和基礎(chǔ)剖面圖)(3) 制圖要求所有圖線、圖例尺寸和標(biāo)注方法均應(yīng)符合新的制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖紙上所有漢字和數(shù)字均應(yīng)書(shū)寫(xiě)端正

3、、排列整齊、筆畫(huà)清晰，中文書(shū)寫(xiě)為仿宋字。二、墻下條形基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（一）荷載計(jì)算1. 選定計(jì)算單元 對(duì)有門(mén)窗洞口的墻體，取洞口間墻體為計(jì)算單元；對(duì)無(wú) 門(mén)窗洞口的墻體，則可取1m為計(jì)算單兀（在計(jì)算書(shū)上應(yīng)表示出來(lái)）。2. 荷載計(jì)算計(jì)算每個(gè)計(jì)算單元上的豎向力值（已知豎向力值除以計(jì)算單元寬度）（二）確定基礎(chǔ)埋置深度d式中GB50007-2002規(guī)定 dmin=Zd-hmax或經(jīng)驗(yàn)確定 dmin=Zo+ （100200） mm。Zd設(shè)計(jì)凍深，Zd= Z0 書(shū)zs 書(shū)zw 書(shū)ze；Z0標(biāo)準(zhǔn)凍深；書(shū)zs土的類別對(duì)凍深的影響系數(shù)，按規(guī)范中表5.1.7-1;書(shū)zw 土的凍脹性對(duì)凍深的影響系數(shù)，按規(guī)范中表5.

4、1.7-2;書(shū)ze 環(huán)境對(duì)凍深的影響系數(shù)，按規(guī)范中表 5.1.7-3;（三）確定地基承載力特征值fafa=fak+n（b-3）+hJm（d-0.5）式中fa修正后的地基承載力特征值（kPa）；fak地基承載力特征值（已知）（kPa）；n、n基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)（已知）；丫一一基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度（kN/m 3）；丫 m基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取浮重度（kN/m3）；b基礎(chǔ)底面寬度（m）,當(dāng)小于3m按3m取值，大于6m按6m取值； d基礎(chǔ)埋置深度（m）。式中b> 電fa -hb - b。b2H0 2tan。b? / HoFk相應(yīng)于荷載效

5、應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值（kN）。當(dāng)1m長(zhǎng)度內(nèi)的軸向力當(dāng)有地下水時(shí)，取丫/m）。（四）確定基礎(chǔ)的寬度、高度為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)時(shí)，軸向力算至基礎(chǔ)頂面，當(dāng)為墻下條形基礎(chǔ)時(shí)，?。╧N/m ）算至室內(nèi)地面標(biāo)高處；3 丫 一一基礎(chǔ)及基礎(chǔ)上的土重的平均重度，取丫 =20 kN/m ；3=20-9.8=10.2 kN/m3 ；h計(jì)算基礎(chǔ)自重及基礎(chǔ)上的土自重Gk時(shí)的平均高度（b2基礎(chǔ)臺(tái)階寬度（m）；H0基礎(chǔ)咼度（m）。（五）軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算如果在地基土持力層以下的壓縮層范圍內(nèi)存在軟弱下臥層，則需按下式驗(yàn)算下臥層頂 面的地基強(qiáng)度，即azPz + Pcz W f式中Pz相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，

6、軟弱下臥層頂面處的附加應(yīng)力值（kPa）；pcz軟弱下臥層頂面處土的自重壓力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；faz軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值(kPa)。三、參考文獻(xiàn)1中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2002).北京：中國(guó)建 筑工業(yè)出版社，20022.孫維東主編.土力學(xué)與地基基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20033中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50003-2001).北京：中國(guó)建筑工 業(yè)出版社，20024.沈克仁王編.地基與基礎(chǔ).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993四、設(shè)計(jì)實(shí)例1. 設(shè)計(jì)題目 某四層教學(xué)樓，平面布置圖如圖 4-1所示。梁L-1截面尺寸為20

7、0mmx 500mm，伸入墻內(nèi)240 mm，梁間距為3.3 m，外墻及山墻的厚度為 370 mm，雙 面粉刷，本教學(xué)樓的基礎(chǔ)米用毛石條形基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.2m。由上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值分別為外縱墻 刀FiK=558.57kN,山墻刀F2K=168.61kN，內(nèi)橫墻刀F3K=162.68kN, 內(nèi)縱墻刀 F4K=1533.15kN。2. 工程地質(zhì)情況 該地區(qū)地形平坦，經(jīng)地質(zhì)勘察工程地質(zhì)情況如圖4-2所示，地下水位在天然地表下8.5m，水質(zhì)良好，無(wú)侵蝕性。3. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算1）選定計(jì)算單元取房屋中有代表性的一段作為計(jì)算單元。如圖4-3所示。外縱墻：取兩窗中心間的墻體。內(nèi)縱墻：取一軸線

8、之間兩門(mén)中心間的墻體。山墻、橫墻：分別取1 m寬墻體。圖4-3墻的計(jì)算單元貝q F4k =汗你=1533.15 kN /m =185.61kN /m8.26 8.26確定基礎(chǔ)的埋置深度dd=Zo+2OO = （1200 +200） mm=1400 mm確定地基承載特征值fa假設(shè)bv3m,因d=1.4m>0.5m故只需對(duì)地基承載力特征值進(jìn)行深度修正16 0.5 18 0.90.5 0.93kN /m3= 17.29kN /mfa=fakd m(d-0.5) = 196 1.6 17.29 1.4 - 0.5 kN / m2 =220.89kN / m2確定基礎(chǔ)的寬度、高度1)基礎(chǔ)寬度外縱墻

9、：b1 > 一匕169.26 m = 0.877mfa Yh 220.89 20x1.4山墻：b2>電168.61m= 0.874mfa Yxh 220.89 20x1.4內(nèi)橫墻：b3>F3k16268m= 0.843mfa Yxh 220.89 20x1.4內(nèi)縱墻：b4>185"61m 二 0.962mfa Yxh 220.8920x1.4故取b=1.2mv 3m，符合假設(shè)條件。2）基礎(chǔ)高度基礎(chǔ)采用毛石，M5水泥砂漿砌筑。內(nèi)橫墻和內(nèi)縱墻基礎(chǔ)采用三層毛石，則每層臺(tái)階的寬度為（1 20 24、1b2 = 亠- 一卜- m = 0 . 1 6 m符合構(gòu)造要求）&l

10、t;22 丿 3查GB50007-2002允許臺(tái)階寬高比b2/H°=1/1.5,則每層臺(tái)階的高度為H0>b2b2 / H 0 1吐m"24m1/1.5綜合構(gòu)造要求，取H0=0. 4m。最上一層臺(tái)階頂面距室外設(shè)計(jì)地坪為（1.4-0. 4X 3） m = 0.2m>0.1m故符合構(gòu)造要求。（如圖4-4所示）外縱墻和山墻基礎(chǔ)仍采用三層毛石，每層臺(tái)階高0. 4m，則每層臺(tái)階的允許寬度為b< b2/H0 H0 二 1/1.50.4m = 0.267m又因單側(cè)三層臺(tái)階的總寬度為（1.2-0.37） m /2=0.415 m故取三層臺(tái)階的寬度分別為0.115 m 0.1

11、5 m、0.15 m,均小于0.2m （符合構(gòu)造要求）最上一層臺(tái)階頂面距室外設(shè)計(jì)地坪為（1.4-0.4X 3） m = 0.2m>0.1m符合構(gòu)造要求。（如圖4-5所示）亠.1 ,I士 0( ：18 1.4 J:_二11kL口呂11111 二t!'6WII601 11-11圖4-4內(nèi)墻基礎(chǔ)詳圖圖4-5外墻基礎(chǔ)詳圖軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算1）基底處附加壓力取內(nèi)縱墻的豎向壓力計(jì)算Po = Pk 一 PcFkGkA185.6120 1.2 1 1.42=(17.29 1.4)kN/m21.2"2=1 58.47kN/m2)下臥層頂面處附加壓力因 Z/b=4.1/1.2=3.4>

12、;0.5, Es1/Es2=10/2=5故由 GB50007-2002中表 5.2.7查得 9 =25。貝UPzbp°b 2ztan1.2 158.471.22 4.1 tan25-kN / m2= 37.85kN/m3）下臥層頂面處自重壓力2 2Pcz =(16 0.5 18 5)kN/m = 98kN/m4）下臥層頂面處修正后的地基承載力特征值16 O'5 18 5kN/m3=17.82kN/m3az0.55+ n Y | ak d md z-0.5 = 88 1.0 17.820.5 5 - 0.5kN / m二 177.1 kN/m2算下臥層的強(qiáng)度2 2 2Pzpcz

13、 = (37.85 98) kN/m2 =135.85kN/m2 v faz=177.1kN/m符合要求。第二部分柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一、柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（一）設(shè)計(jì)題目某教學(xué)樓為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱網(wǎng)布置如圖4-7所示，試設(shè)計(jì)該基礎(chǔ)。（二）設(shè)計(jì)資料工程地質(zhì)條件該地區(qū)地勢(shì)平坦，無(wú)相鄰建筑物，經(jīng)地質(zhì)勘察：持力層為粘性土，土的天然重度為18kN/m3,地基承載力特征值fak=230kN/m2,地下水位在-7.5m處，無(wú)侵蝕性，標(biāo)準(zhǔn)凍深為1.0m （根據(jù)地區(qū)而定）。給定參數(shù)柱截面尺寸為350mmx 500mm，在基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，由上部結(jié)

14、 構(gòu)傳來(lái)軸心荷載為680kN，彎矩值為80kN m,水平荷載為10kN。材料選用混凝土：采用C20 （可以調(diào)整）（ft=1.1N/mm2）鋼筋：采用HPB235 （可以調(diào)整）（fy=210 N/mm2）（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容確定基礎(chǔ)埋置深度確定地基承載力特征值確定基礎(chǔ)的底面尺寸確定基礎(chǔ)的高度基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算（四）設(shè)計(jì)要求計(jì)算書(shū)要求書(shū)寫(xiě)工整、數(shù)字準(zhǔn)確、圖文并茂。制圖要求 所有圖線、圖例尺寸和標(biāo)注方法均應(yīng)符合新的制圖標(biāo)準(zhǔn)，圖紙 上所有漢字和數(shù)字均應(yīng)書(shū)寫(xiě)端正、排列整齊、筆畫(huà)清晰，中文書(shū)寫(xiě)為仿宋字。設(shè)計(jì)時(shí)間五天。二、柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（一）確定基礎(chǔ)埋置深度d同前所述（二）確定地基承載特征值f

15、a同前所述fa = fak+%?（b3）十沖/m（d0.5）（二）確定基礎(chǔ)的底面面積式中各符號(hào)意義同前所述Fk GkAW fa（四）持力層強(qiáng)度驗(yàn)算kmaxPkmi n式中pk相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值（kPa）；Pkmax相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面邊緣的最大壓力值（kPa）；Pkmin相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面邊緣的最小壓力值（kPa）；Fk相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值kN）；Gk基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重（kN）;A基礎(chǔ)底面面積（m）;e0偏心距（m）;fa修正后的地基承載力特征值（kPa）； l 矩形基礎(chǔ)的長(zhǎng)度（m）。（五）確定

16、基礎(chǔ)的高度Fi< 0.7 Phpftamh。式中 Fl相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)作用在 Al上的地基土凈反力設(shè)計(jì)值（kN）;B hp受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時(shí)，B hp取1.0;當(dāng)大于等于2000mm時(shí)，B hp取0.9,其間按線性內(nèi)插法取用；ft 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kPa）；am沖切破壞錐體最不利一側(cè)計(jì)算長(zhǎng)度（m）；h0基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度（m）。（六）底板配筋計(jì)算Mi1 2=亦 1 p 2b bz Pjmax Pji式中0.9ho fyA11-門(mén)c；分別為平行于l、b方向的受力鋼筋面積（m2）；分別為任意截面i-i、ii-ii處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本

17、組合時(shí)的彎矩設(shè)計(jì)0.9h°fAsi、AsliMi、MiiMii12p b-bz21 az Pjmax Pjmin值（kN m）；l、b分別為基礎(chǔ)底面的長(zhǎng)邊和短邊（m）；fy鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）；Pjmax、Pjmin相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基礎(chǔ)底面邊緣最大和最小地基凈反力設(shè)計(jì)值（kPa）；pjl、Pjll任意截面I-I、II-II處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基礎(chǔ)底面地基凈反力設(shè)計(jì)值(kPa)；az、bz分別為平行于基礎(chǔ)長(zhǎng)邊和短邊的柱邊長(zhǎng)(m)；三、參考文獻(xiàn)1中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50007-2002).北京：中國(guó)建 筑工業(yè)出版社，20022.

18、 孫維東主編.土力學(xué)與地基基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20033中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50003-2001).北京：中國(guó)建筑工 業(yè)出版社，20024.沈克仁王編.地基與基礎(chǔ).中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993四、設(shè)計(jì)實(shí)例1. 設(shè)計(jì)題目 某教學(xué)樓為四層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，柱網(wǎng)布置如圖4-7所示，在基礎(chǔ)頂面處的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合，由上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的軸心荷載為 680kN, 彎矩值為80kN水平荷載為10kN。柱永久荷載效應(yīng)起控制作用，柱截面尺寸為350mm x 500mm，試設(shè)計(jì)該基礎(chǔ)。圖4-7柱網(wǎng)布置圖F戸門(mén)1?冋Drn1（：)11I inN-4 rJUI

19、I: r680m* 2 =3.11m23.73 = 1.58m1.5b =1;圖4-8基礎(chǔ)咼度和底板配筋示意)11取 b=1.6 m 貝U l=1.5b=2.4 m2A= l x b=2.4X 1.6 m=3.84 m持力層強(qiáng)度驗(yàn)算 作用在基底形心的豎向力值、力矩值分別為Fk Gk =680kN Ah =(680 20 3.84 1.35)kN = 783.68kN Mk =M Vh =(80 10 0.65)kN m =86.5kN mMk86.5e° :FkGkm783.68=0.11m v 丄 _ 2.4m6 6二 0.4m符合要求。pkmax -Fk+Gk；取矩形基礎(chǔ)長(zhǎng)短邊之

20、比l/b=1.5,即l=1.5b® 783.68； 6P112 _260.21kN/mA l I 丿 3.84 i24 丿147.96kN/m22 2v 1.2fa=1.2x 242.6kN/m =291.12kN/mPkmax * pkmin260.21 +147.96pk22v fa=242.6kN/m2故持力層強(qiáng)度滿足要求?；A(chǔ)高度驗(yàn)算現(xiàn)選用混凝土強(qiáng)度等級(jí)2fy=210 N/mm。地基凈反力C20,2 2kN /m =204.09kN/mHPB235 鋼筋，查得混凝土 ft=1.1N/mm2=1100 kN/m2，鋼筋p j max-Pmax-1 .35 pk max= (1.

21、35 260.21 -1.35GkA1.35 20 3.84 1.35、2 )kN / m3.84P j min= 314.83kN /m2Gpmin ' 1 .35 pk minA1.35GkA1.35x20x3.84x1.352= (1.35 147.96)kN/m23.842= 163.3kN /m由圖 4-8 可知，h=650mm, h°=610mm；下階 h1=350mm, h01=310mm； az1=1200mm,bz1=800mm。1)柱邊截面bz+2 h0=(0.35+2x 0.61)m=1.57mv b=1.6m勺 bz h 丫0 b2 2 02.40.5

22、0.61 1.62 2=0.54 3% mA2bz h0 h。- J0.35 0.610.6 12m0.5 8 5m2R =AiPjmax =0.5438 314.83kN =171.2kN0.7 1 hp ft A, = 0.7 1.0 1100 0.5856kN =450.91kN > F1=171.2kN 符合要求。2)變階處截面bz什2 h01=(0.8+2 x 0.31)m=1.42mv b=1.6m丫2 2 _h011.60.3522 -。61m2丄-生-h°1 b-12 21.2-0.31 L 1.6 -1.60.8-0.31幕R22)<22丿=0.4559

23、m22A2 - bz1 h01 h012=0.8 0.310.31m=0.3441m2R = A pjmax =0.4559 314.83kN =143.53kN0.7 1 hp ft A2 = 0.7 1.0 1100 0.3441kN =264.96kN > F1=143.53kN 符合要求?；A(chǔ)底板配筋計(jì)算1)計(jì)算基礎(chǔ)的長(zhǎng)邊方向，I-I截面柱邊地基凈反力_ J +az 彳、pjI - pjm i n 2l Pj m a x- pj m i n2.4+0.5,12二 163.3314.83 -163.3 kN /m_2 2.4= 254.85kN /m21 2I 一 az 2b bz

24、 PjmaxPjI481 22.4 -0.52 1.6 0.35 314.83 254.85 kN m-152.1kN_ MI0.9fyh°MIAsim152.1 10622mm = 1319.28mm0.9 210 610III-III 截面:aziPjmax 一 pjminlp j min -2l2 4+12I二 163. 3.314.83 -163.3 I2= 276.95kN/m£ l 一 az1 2 2b bz1 Pjmax PjIII481 22.4-1.22 1.6 0.8 314.83 276.95 kN m48= 71.01kN mM| |71.01 10

25、622r mm = 1211.98mm0.9 fyhc0.9 210 310比較Asi和Asiii，應(yīng)按 Asi配筋，2 2(As=1356mm >1319.28mm )。2)計(jì)算基礎(chǔ)的短邊方向，Mu = 1 b-bz 2 21481 21.6 -0.35 2 2.4 0.5 314.83 163.3 kN m 48=82.49kN mPjiiiMiiiAs 11II-IIaz/m2在平行于 I方向1.6m寬度范圍內(nèi)配12© 12140截面Pjmax PjminAsiiM iv1 2b - bzi2l azi PjmaxPjmin48=£ (1.6 0.8 f (2 x 2.4 +1.2 04.83 +163.3 kN m = 38.25kN mMsi v 38.25 10622mm = 652.84mmMi