基础工程课程设计1.docx

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基础工程课程设计1

柱下独立基础设计

设计任务书

1.题目:

某四层办公大楼承重外墙基础设计

2.设计资料

1）建筑地点：

某地

2）上部结构：

上部为砖混结构，墙厚240mm；墙体材料：

外墙用MU10红砖，±0.00以下采用M10水泥砂浆,±0.00以上采用M7.5混合砂浆。

第一层外墙用49墙，以上用37墙。

作用在室内设计地面以上的主要荷载组合标准值为248kN／m，设计地面高程为50.5m。

3）建筑物简图

（1）建筑地区平面图（附钻孔布置），见附录一；

（2）建筑物平面图及剖面图，见附录二、附录三。

4）建筑地点地质及水文气象资料

（1）钻孔柱状图、地质剖面图（见附录四、附录五）；

（2）地基土壤分析结果报告表（见附录六）；

（3）地下水位距地面1.0～2.0m，对混凝土无侵蚀性，水位年变化约2m左右。

5）其它

（1）建筑材料供应情况：

在附近约5公里处有质量较好的石英砂岩，约20公里处有砂、卵石等供应（可用船运输）；

（2）附近有水源及自来水供应；

（3）有插入式及表面震捣器以及打桩设备；

（4）工程期限：

3.设计要求

（1）任选2个基础比较方案的设计（①天然地基上浅基础<无筋扩展基础或“宽基浅埋”的钢筋混凝土扩展基础>、②桩基设汁、③换土砂垫层设计）；

（2）每个方案粗略的工程概算；

（3）根据经济、技术、施工条件选择其中一个较好的方案；

（4）绘制基础施工图（浅基础剖面图、桩基平面布置图及桩身结构图，建筑地区平面图、钻孔柱状图及地质剖面图）。

以上资料归纳为设计计算说明书一本，设计图纸—张（A1）。

Ⅱ设计指示书

1.教学要求与设计依据

根据教学大纲的要求，使学生通过《土力学》与《基础工程》课程的学习，能够基本掌握主要承受竖向力时的浅基础、桩基础和换土垫层的基本设计步骤与计算方法。

设计依据：

除教科书外，还有《地基基础设计规范（GB50007—2002）》、《建筑桩基技术规范（JGJ94—94）》、《混凝土结构设计规范（GB500l0—2002）》及省概预算定额等。

2.资料整理

（1）设计目的、任务、建筑地点、地形及原有建筑物描述；

（2）建筑地点气象及水文地质描述；

（3）根据土壤分析结果报告表，校核各钻孔、探井土壤名称及地基承载力特征值（暂不做深度、宽度修正），并填入报告表中。

3.天然地基上浅基础设计（无筋扩展基础）

（1）确定基础结构类型和材料；

（2）选定基础埋置深度；

（3）确定地基承载力（先确定地基承载力特征值，后再考虑修正）；

（4）按地基承载力计算基础尺寸；

（5）无筋扩展基础台阶宽高比验算；

（6）地基承载力验算；

（7）基础沉降验算；

（8）工程造价概算（工程单价查定额）。

4.钢筋混凝土扩展基础设计（略，参见书上“墙下钢筋混凝土”例题及钢筋混凝土结构知识进行）

5.换土（砂）垫层设计

（1）按上述浅基的基本步骤定基础结构类型、材料及埋深；

（2）按砂垫层fa＝200kPa确定基础尺寸；

（3）确定垫层厚度及宽度（先试算厚度，再进行验算）。

（4）估算造价。

6．桩基设计

（1）结合勘察报告、荷载情况、上部结构条件及经验等确定桩基持力层；

（2）确定桩的类型及承台底面标高；

（3）选择桩材、桩径、桩长；

楼层数与桩截面（mm）的经验关系

桩型楼层数

＜10

10～20

20～30

30～40

预制桩

300～400

400～500

450～500

500～550（预应力）

灌注桩

φ500～600

φ800～1000

φ1000～1200

φ＞1200

（4）确定单桩承载力设计值；

（5）确定桩数及其排列，初拟承台埋深及轮廓尺寸；

（6）确定群桩基础承载力，验算群桩基础的地基强度和沉降；

（7）桩基中各基桩受力验算；

（8）承台计算（见桩基规范附录F）、基桩截面设计及配筋计算（可参考JSJT-89《全国通用建筑标准设计结构试用图集预制钢筋混凝土桩》或教科书图）；

（9）工程造价估算；

（10）绘制桩的结构及施工详图。

7.设计方案比较及绘图

所有图都绘在一张A1图纸上绘制，注意各图合适的比例和位置，以使全图匀称；线条、尺寸线按工程制图要求，施工说明字体工整,全图可观性好。

基础工程课程设计计算书

一、数据整理

墙用49墙，作用在室内设计地面以上的主要荷载组合标准值为248kN／m，设计地面高程为50.5m。

室外设计高为50.5m（-0.50），室内设计高为51.0m（0.00）。

场地平整后，地质剖面图为

淤泥质土相关参数

重度：

地下水位以下有效重度：

内摩擦角标准值：

（

）

二、方案比较

方案一：

无筋扩展基础

基础埋深2.5m，采用无筋扩展砖基础，垫层用C10混凝土

1）确定地基承载力特征值

No.1

=0.12*6.86*3+1.47*（1.3*16+1.2*6.86）+3.82*20

=121.55kPa

No.2

=124.23kPa

2）计算基础尺寸

d=（2.5+3.0）/2=2.75m

No.1

=248/（121.55-20*2.75+10*1.2）

=3.2>3.0m（需要进行宽度修正）

修正后

=121.71kPa，b=3.2m（满足）

No.2

=3.1>3.0m（需要进行宽度修正）

修正后

=124.32kPa，b=3.1m（满足）

取b=3.2m

该方案工程量太大，工程概算高，故采用以下方案二

方案二：

钢筋混凝土条形基础

地基埋深0.5m，混凝土强度等级采用C20，

，钢筋用HRB235级，

地基承载力特征值

=0.12*16*3+1.47*16*0.5+3.82*20

=93.92kPa

基础底面宽度

d=（0.5+1.0）/2=0.75m

（需要进行宽度修正）

修正后

=94.11kPa，b=3.1m（满足）

地基净反力

基础边缘至砖墙计算截面的距离

基础有效高度

取基础高度h=300mm，

=300-40-5=255mm（>183mm）

配钢筋φ16@100,

，可以

以上受力筋沿垂直于砖墙长度的方向配置，纵向分布筋取φ8@200，垫层用C10混凝土。

方案二的粗略工程概算（不考虑放坡、工作面等）

底边尺寸

b=3.1+2*0.05=3.2m

外墙总长

l=（11800+3400）*2+200*2+1500*2=33800mm=33.8m

挖方量

W=b*h*l=3.2*（0.5+0.1）*33.8=64.90m3

基础截面尺寸

A=0.5*（0.73+3.1）*0.1+3.1*0.2=0.81m2

钢筋混凝土墙基工程量

V=0.81*33.8=27.38m3

垫层截面积

A’=3.2*0.1=0.32m2

垫层工程量

V’=0.32*33.8=10.82m3

方案二工程概算为（64.90+27.38+10.82）*10=1031元

三、基础施工图

浅基础剖面图