基础工程基础课程设计

课程名称：《基础工程》

设计题目：柱下基础课程设计

院    系：     土木工程学院 

专    业：    道路、桥梁、隧道工程     

年    级：       2009级      

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学    号：       ***********

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徐州工程学院土木工程学院

2011  年  12 月 15  日

2.1 基础设计材料

2.2 基础埋置深度选择

2.3地基承载力特征值

2.4 基础底面尺寸的确定

2.5 验算持力层地基承载力

2.6 基底净反力的计算

2.7 基础高度的确定

2.7.1 抗剪验算

2.7.2 抗冲切验算

2.8 地基沉降计算

2.9 配筋计算 

3 软弱下卧层承载力验算

4《规范》法计算沉降量

5地基稳定性验算

5 参考文献

6设计说明

附录 基础施工图

一、基础设计资料

2号题 B轴柱底荷载：

① 柱底荷载效应标准组合值：，，；

② 柱底荷载效应基本组合值：，，。

持力层选用4号粘土层，承载力特征值kPa，框架柱截面尺寸为500×500 mm，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm。

二、基础设计

1.选择基础材料：C25混凝土，HPB235钢筋，预估基础高度0.8。

2.基础埋深选择：根据任务书要求和工程地质资料，

第一层土：杂填土，厚0.5,含部分建筑垃圾；

第二层土：粉质粘土，厚1.2, 软塑，潮湿，承载力特征值 = 130kPa

第三层土：粘土，厚1.5, 可塑，稍湿，承载力特征值 = 180kPa

第四层土：全风化砂质泥岩，厚2.7,承载力特征值 = 240kPa

地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位于地表下1.5。

取基础底面高时最好取至持力层下0.5，本设计取第三层土为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为。由此得基础剖面示意图如下：

3.求地基承载力特征值

根据粘土，，查表得 ，

基底以上土的加权平均重度

持力层承载力特征值（先不考虑对基础宽度修正）

（上式d按室外地面算起）

4.初步选择基底尺寸

取柱底荷载标准值：，， 

计算基础和回填土重时的基础埋深

基础底面积：

由于偏心不大，基础底面积按20％增大，即：

初步选定基础底面面积>5.911，且不需要再对进行修正。

5.验算持力层地基承载力

回填土和基础重：

偏心距：  ，，满足

基底最大压力： 

所以，最后确定基础底面面积长，宽。

6.计算基底净反力

取柱底荷载效应基本组合设计值：，，。

净偏心距 

基础边缘处的最大和最小净反力

7.基础高度(采用阶梯形基础)

柱边基础截面抗冲切验算（见下图）

冲切验算简图

（a）柱下冲切；（b）变阶处冲切

，，，。初步选定基础高度，分两个台阶，每阶高度均为400的。（有垫层）。

，取

因偏心受压，取

冲切力：

抗冲切力：

，满足

8.变阶处抗冲切验算

，，

，取

冲切力：

=

抗冲切力：

，满足

9.配筋计算

选用的HPB235 级钢筋，

（1）基础长边方向

І-І截面（柱边）

柱边净反力： 

悬臂部分净反力平均值：

弯矩：  

Ⅲ-Ⅲ 截面（变阶处）

比较和，应按配筋，实际配

则钢筋根数：,满足

（2）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：

与长边方向的配筋计算方法相同，可得Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）的计算配筋值，Ⅳ-Ⅳ 截面（变阶处）的计算配筋值。因此按在短边方向配筋，实际配。

则钢筋根数 ，

10.基础配筋大样图：见施工图

11.确定A、C两轴柱子基础底面尺寸

由任务书得：9号题A、C两柱子基底荷载分别为：

A轴：，，；

C轴：，，；

由前面计算得持力层承载力特征值

计算基础和回填土重时的基础埋深

A轴基础底面积：

基础底面积按20％增大，即：

初步选定基础底面面积，且，

不需要再对进行修正。

C轴基础底面积：

基础底面积按20％增大，即：

初步选定基础底面面积，且，

不需要再对进行修正。

12.A、C两轴持力层地基承载力验算（略）  

 根据以上计算，可以绘制出基础平面布置图和B轴柱子基础大样图。见基础平面布置图。

三、软弱下卧层承载力验算

(1) 软弱下卧层埋深    d=3.2m

(2) 软弱下卧层顶面处土的自重应力  =180.5+201.2+19.41.5=62.1

(3) 软弱下卧层顶面处土的加权平均重度  =kN/m   

查表得, 全风化砂质泥岩   ，

(4)按深度修正后软弱下卧层的承载力特征值    

由，Z=3.2>0.5b，查表得地基压力扩散角θ=23°

+=40.87+62.1=102.97<=391.227 满足

四、《规范》法计算沉降量

(1). 基底压力

(2). 确定沉降计算深度

根据b=2.8m查表得△z=0.6m。相应于向上取△z厚度范围的土层计算沉降量为

0.27772mm<0.02541.59148mm=1.039787mm,满足要求,故沉降计算深度可取为6.4m。

(3). 沉降计算 如下表

由于 查表可知=1。

由于 查表可知=1。

(5). 基础最终沉降量

五、地基稳定性验算

(1) 在按地基承载力选择和经过必要的变形验算确定底面尺寸后，地基的稳定性即得以满足。

（2）由于是受竖向荷载作用下的轴心受压的基础且偏心受压基础满足Pmax≤1.2f，其倾斜小于允许值，故不需要再验算地基的稳定性。

六、参考资料

（1）《土力学与基础工程》（第2版），赵明华主编，武汉理工大学出版社，2003

（2）《基础工程》（第2版），周景星主编，清华大学出版社，2007。

（3）《混凝土结构（上）》（第2版），吴培明主编，武汉理工大学出版社，2003

（4）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），中国建筑工业出版社，2002。

（5）《建筑地基基础设计规范》（GB50007 -2002），中国建筑工业出版社，2002。

（6）《混凝土结构设计规范》（GB50010 -2002），中国建筑工业出版社，2002。