基础工程课程设计案例

0目录第1章概述..................................................................................................................................11.1设计任务........................................................................................................................11.2设计资料........................................................................................................................11.2.1工程概况................................................................................................................11.2.2工程地质勘查资料................................................................................................21.2.3荷载设计................................................................................................................7第二章方案设计............................................................................................................................72.1基础类型的选择.............................................................................................................72.2持力层的选择.................................................................................................................8第3章浅基础技术设计..............................................................................................................93.1基础尺寸的确定.............................................................................................................93.2基础高度的确定...........................................................................................................113.3抗弯钢筋的配置...........................................................................................................133.4施工方法简介...............................................................................................................15第4章桩基础技术设计...............................................................................................................164.1桩基的类型选择..............................................................................................................164.2单桩竖向极限承载力和桩数的确定...............................................................................164.3基桩竖向承载力设计值..................................................................................................184.4基桩竖向抗压承载力验算..............................................................................................194.5承台抗冲切合抗剪切验算..............................................................................................204.6承台受弯计算..................................................................................................................244.7承台配筋计算..................................................................................................................254.8桩基施工方法..................................................................................................................27附图................................................................................................................................................271第1章概述1.1设计任务本设计对象为某机械厂的装配车间。厂房基础顶面以上部分的建筑和结构设计工作已经完成。本课程设计的任务是完成柱下基础与地基的设计与检算。要求同学选择（或由指导教师分配）一个基础，按给定的条件完成相关的设计和计算工作，具体要求如下：1．设计计算：（1）综合分析设计资料，对三种常用的房屋基础类型（无筋扩展基础、钢筋混凝土扩展基础和桩基础）的技术合理性进行比较（限于课时，本次课程设计不考虑造价因素），选择较为合理的基础方案。确定所选柱下基础的类型，平面尺寸及埋深；（2）完成该基础（包括地基）的计算，要求分别采用扩展基础和桩基础共两种方案完成设计计算；（3）初步决定修筑基础的施工方案。2．图纸：每种设计方案，都必须绘出如下图纸：（1）基础总平面布置图（假定所有基础均与自己设计的基础相同）；（2）基础结构图（应包含图纸说明和工程数量表），包括平面图、立面图及剖面图（三者均需给出），同时在剖面图中，必须给出基础底面的位置（表示出埋深）。因此，每种设计方案需要上交总平面布置图（占1张图纸）和基础结构图（含平面图、立面图及剖面图，占1张图纸）共2张图纸，两套方案共需上交4张图纸（浅基础2张、桩基础2张）。3．将上述成果整理成设计计算说明书。设计计算说明书应制做成Word文档。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范和版面美观的要求，图纸应用CAD制作而且应该表达正确，布局合理，比例合适和尺寸齐全。说明书用A4纸张打印，和图纸一起装订成册，交指导老师评阅。1.2设计资料1.2.1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455.00m，室外地面标高为-0.15m，柱顶标高为12.50m，轨顶标高为9.80m。柱子编号为（1）~（20），同学们应根据指导教师的要求完成相关编号的柱下基础的设计。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：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（桩基础）上。2图2-1装配车间平面图图2-2基础的横截面尺寸示意图（单位：mm）1.2.2工程地质勘查资料简化后的建筑场地“工程地质勘察报告”如下。XX工程地质勘察报告拟建工程为XX机械厂的装配车间，建筑场地位于该机械厂厂区内，厂房平面尺寸为42m×24m，采用钢筋混凝土排架结构，结构的设计跨度为24m，柱距为6m。勘察工作按施工图设计阶段的要求进行。自X年X月X日开始，至X年X月X日结束。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①层：人工填土。分布于场地表面，以灰黑色粉土为主，伴有碎砖，炉渣等杂物的填土层。厚约0.5~1.2m，结构疏松，土质不均，平均天然重度为17.1kN/m3。3第②层：粉质粘土。呈棕红色。除1#孔外各孔均有，厚度9.5~10.1m。硬塑~可塑，土质较均匀。第③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2.5~3.1m深处，稳定水位在2.9~3.9m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①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②层粉质粘土或第③层粘性土中。其地基承载力标准值分别为：第②层：fak=200kPa第③层：fak=220kPa建议：基础设计采用两种方案，即浅基础和桩基础。基础形式可采用柱下预制独立基础、柱下现浇独立基础、沉管灌注桩基础或预应力管桩基础。设计桩基时不宜采用大直径桩（如大直径灌注桩），而宜采用小直径桩（如预应力管桩）。在桩基础设计时，桩径或边长建议取值范围为300～400mm，即选择桩径（或边长）为300mm、350mm、400mm的圆桩（方桩）。钻探点布置见图2-3，地质剖面见图2-4~图2-6，土工试验成果见表2-1，地质柱状图略。报告人：XXXX年X月X日4图2-3地质钻孔平面布置图图2-41-1地质剖面（m）图2-42-2地质剖面（m）5图2-53-3地质剖面671.2.3荷载设计基础梁上的荷重（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：（1）边柱Z1：荷载效应标准组合KNHKNFmKNMKKK351390230荷载效应基本组合KNHKNFmKNM552090340取基本组合值KNF22521352.12090KNG32.1123