基础工程课程设计.docx

1、河南理工大学 岩土课程设计 一、 设计资料 1. 地形 拟建地形场地平整。 2. 工程地质条件 自上而下土层依次如下： 号土层：杂填土， 厚度约 0.5m，含部分建筑垃圾。 号土层：粉质黏土，厚度 1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值 fak=130kPa。 号土层： 黏土，层厚 1.5m，可塑，稍潮，承载力特征值 fak=180kPa。 号土层： 细沙，层厚 2.7m，中密，承载力特征值 fak=240kPa。 号土层： 强风化砂质泥岩，层厚未揭露，承载力特征值 fak=300kPa。 3. 岩土设计技术参数 土层编号 土的名称 重度 （ kN/m3） 孔隙比 液性指数 IL 黏聚力 c （

2、kPa） 内摩擦角 （ ） 压缩模量 Es （ MPa） 标准贯入锤击数 N 承载力特征值 fak 杂填土 18 粉质黏土 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 细沙 21 0.62 30 11.6 16 240 强风化砂质泥岩 22 18 22 300 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) 地下水深度：位于地表下 1.5m。 5. 上部结构资料 拟建建筑为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为 500mm*500mm。室外地坪标高同自然地面，室内外高差 450mm。柱网布

3、图 1.1 所示。 1 2 3 4 5 6ABC25 025 0 25 0 25 0 25 0 25 0 25 025 025 0 25 0 25 025 0600 0 600 0 600 0 600 0 600 05400660030 00 025025025025025025012000河南理工大学 岩土课程设计 图 1 .1 柱网平面图 6. 2 号题 A 轴柱底荷载： 柱底荷载效应标准组合值： Fk=1032kN， Mk=164KN m， VK=55kN。 柱底荷载效应基本组合值： F=1342KN， M=214KN m， V=72KN。 持力层选用 3号土层，持力层特征值 fak=1

4、80kPa，框架柱截面尺寸为 500mm*500mm。室外地坪标高同自然地面，室内外高差 450mm。 二、 独立基础设计 1. 选择基础材料 基础采用 C25 混凝土， HPB235 级钢筋 ，预计基础高度 0.6m。 2. 选择基础埋置深度 号土层：杂填土， 厚度约 0.5m，含部分建筑垃圾。 号土层：粉质黏土，厚度 1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值 fak=130kPa。 号土层：黏土，层厚 1.5m，可塑，稍潮，承载力特征值 fak=180kPa。 号土层：细沙，层厚 2.7m，中密，承载力特征值 fak=240kPa。 号土层：强风化砂质泥岩，层厚未揭露，承载力特征值 fak=30

5、0kPa。 拟建场区地下水对混凝土结构无腐蚀性，地下水深度：位于地表下 1.5m。 取基础地面高取至持力层下 0.5m，本设计取 3 号土层为持力层，所以考虑取室外地坪到基础地面为 0.5+1.2+0.5=2.2m。此基础剖面图示意图，如图 1.2 所示。 柱F kMV kk-0.450 0.000600F K =1032M K = 164V K =552200图 1.2 基础剖面示意图 3. 求地基承载力特征值 fak 根据黏土 e=0.58， IL=0.78，查表得 b=0.3， d=1.6。 基底以上土的加权平均重度为 m=180.5:201:(20;10)0.2:9.40.52 =17

6、.85kM/m3 河南理工大学 岩土课程设计 持力层 承载力特征值 fak为 fa=fak+ d m(d-0.5)=180+1.6 17.85 2.2-0.5 =222.84kPa 4. 初步选择基底尺寸 取柱底荷载效应标准组合值： Fk=1032kN， Mk=164KN m， VK=55kN。 计算基础和回填土重 Gk时的基础埋置深度为 d=0.5(2.2+ 2.65)=2.225m 基底面积为 A0= FkfaG d= 1032222.84;0.510;1.72520=5.63m2 由于偏心不大，基础底面积按 20%放大，为 A=1.2A0=1.25.63= 6.752 初步选定基础底面积

7、为 A=bl=2.23.1=6.82m2，且 b=2.2m0，满足条件 。 基地最大压力： pkmax=Fk:GkA (1+6ekl ) =1032:269.396.82 （ 1 +60.1523.1 ） =246.96kPa421.04kN 满足要求。 8. 变阶处抗冲切验算。 由于有 at=b1=1.2m， a1=1.6m， h01=300-50=250mm 所以 ab=at+2h01=1.2+20.25=1.7m280.02kN 满足要求。 9. 配筋计算 配筋计算，如图 1.4 所示。 图 1.4 选用钢筋 HPB235， fy=210N/mm2。 1) 基础长边方向。对于 截面，柱边

8、净反力为 pn =pnmin+l:ac2l (pnmax pnmin) =123.651+3.1:0.523.1 (269.898 123.651) =208.57kPa 悬臂部分净反力平均值为 0.5（ pnmax + pn ） =0.5(269.898+208.57)= 239.234kPa。 弯矩为 河南理工大学 岩土课程设计 M = 124(pnmax + pn2 )(lac)2(2b+bc) = 124 239.234(3.10.5)2 (22.2+ 0.5) =330.19kNm As =M0.9fyh0 =330.191060.9210550=3176.431mm2 对于 截面，

9、有 pn =pnmin+l:a12l (pnmax pnmin) =123.651+3.1:1.623.1 (269.898 123.651) =234.516kPa M = 124(pnmax + pn2 )(l a1)2(2b+b1) = 124 252.207(3.11.6)2 (22.2+ 1.2) =132.41kNm As =M0.9fyh01 =132.411060.9210250=2802.3mm2 比较 As 和 As 应按 As 配筋，实际配 14110，则钢筋根数为 n=2200110 +1=21 As=153.9321= 3232.70mm23176.431mm2 2)

10、 基础短边方向。因为该基础受单向偏心荷载作用，所以，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算，取 pn=12(pnmax + pnmin) = 12 (269.898+123.651)= 196.775kPa 对于 截面有 M = 124pn(b bc)2(2l+ ac) = 124 196.775(2.2 0.5)2(23.1+0.5) =158.756 kNm As =M0.9fyh0 =158.7561060.9210550=1527.238mm2 对于 截面有 M = 124pn(b b1)2(2l+ a1) = 124 196.775(2.2 1.2)2(23.1+1.6) =63.

11、95 kNm 河南理工大学 岩土课程设计 As =M0.9fyh01 =63.951060.9210250=1353.479mm2 按 As 布筋，实际配 10155，根数为 n=3100155 +1 = 21 As=78.5421= 1649.34mm2 1527.238 mm2 10. 基础配筋大样图 基础配筋如图 1.5 所示。 12 14 11 0 10 15 525 0 25 060 0 60 050 0 50 0 10 010 0110 0 110 025025080080075075010010015501550图 1.5.基础配筋大样图 11. 确定 B,C,两轴柱子基础底面尺

12、寸 由任务书可得基底荷载为 B 轴： Fk=1615kN， Mk=125KN m， VK=60kN C 轴： Fk=1252kN， Mk=221KN m， VK=52kN 由于 fa=fak+ d m(d-0.5)=180+1.6 17.85 2-0.5 =222.84kPa 计算基础和回填土重 Gk时的基础埋置深度为 d=0.5(2+ 2.45)=2.225m B 轴基础底面积为 A0= FkfaG d= 1615222.84;0.510;1.72520=8.81m2 基础地面面积增大 20% 河南理工大学 岩土课程设计 A=1.2A0=1.28.81= 10.571m2 初步选定基础底面积

13、为 A=bl=2.83.8=10.64m210.571m2 且 b8.195m2 且 b0，满足条件 。 基地最大压力： pkmax=Fk:GkA (1+6ekl ) =1615:417.55510.571 （ 1 + 60.0793.8 ） =216.26kPa0，满足条件 。 基地最大压力： pkmax=Fk:GkA (1+6ekl ) =1252:331.88.4 （ 1 +60.1593.5 ） =239.94kPa1.2fa=267.41 kPa 所以，最后确定基础底面面积为 2.4m3.5m 13. 设计图纸 根据以上计算，可以绘制基础平面图和 A 轴柱子基础大样图，如图 1.6

14、河南理工大学 岩土课程设计 1 2 3 4 5 6ABC600 0 600 0 600 0 600 0 600 05400660030 00 012000120 0 120 017501750140 0 140 019001900110 0 110 015501550J-1J-2J-3J-1J-2J-3J-1J-2J-3J-1J-2J-3J-1J-2J-3J-1J-2J-3基础平面图 12100300300-0.4500.00011501600A 轴柱子大样图 设计说明： 1. 0.000 相当于绝对标高 2. 本工程持力层选用 号土层，地基承载力 fak=180kPa 3. 基坑开挖后需通知甲方及勘察单位验槽，符合要求后可施工垫层。 4. 材料：混凝土 C25，钢筋 HPB235。 5. 保护层 40mm 6. 垫层做法：混凝土 C10，厚 100mm，出基础边 100mm 图 1.6