某多层民用建筑地基与基础设计

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1、一 设计题目 二 工程概况 三 工程地质条件 四 荷载分布情况 五 基础设计 5.0 工艺流程图 5.1 确定基础埋深 5.2 确定基础宽度 5.3 确定基础底板厚度及配筋 5.4 制基础底板配筋图 六 地基砂垫层设计 七 砂土方量计算八 参考文献一. 设计题目某多层民用建筑地基与基础设计 二.工程概况2.1 该工程为 5层砖混结构住宅楼，基础上部墙体平面布局如 图所示。承重砖墙厚度370mm,拟采用墙下条形扩展基础，室 内外设计地坪高差为0. 30m （以室内为0. 0m）。2.2 地基土层依次为：第1层：松散回填土，层厚 1.5m，重158kN/m3； f =85kPa，压缩模量6MPaa

2、k第2层：粉质黏土，层厚 30m，重度16.5kN/m3，f =120kPa，压缩模量 10MPaak第3层：淤泥质土，层厚4m,重度160kN/m3,f =70kPa,ak压缩模量 3.8MPa第4层：粉质黏土，层厚超过10m，重度175kN/m3, 压缩模量 14MPa23 为解决地基承载力不足的问题，拟采用砂垫层进 行地基处理。因第 3 层为淤泥质土，要进行软弱下卧层承载力 验算。24 墙体传递到基础的荷载具体如下：1 ）纵墙 （A） 两窗中心线间墙体荷载基本组合：轴心荷载 N=280OkN/m, M=12.5kN m/m;2）纵墙（B）两门中心线间墙体荷载基本组合：轴心荷载 N=290

3、.0kN/m，M=14kN m/m；3）山墙（、）荷载基本组合：轴心荷载N=180kN/m， M=86kN m/m；4）内横墙（、）荷载基本组合：轴心 荷载 N=170kN/m25 该建筑所在场地抗震设计烈度为 7 度，抗震等级为三 级。三工程地质条件 该地区地势平坦，无相邻建筑物，地质剖面如图。四上部结构传至基础顶面的荷载具体情况：外纵 A 墙（两窗中心间 40m 墙体） N1=280kN M=125kN m/m ；外纵B墙（两窗中心间4.0m墙体）N2=290kN M=14kN m/m ；山墙（1m 墙体）N3=180kN M=86kN m/m; 内横墙（1m墙体）N4=170kN松歆回尋

4、土 r=15. 8KN/M3EFak二85Kpa：r二16, 5KN/M3 Fak=120KpaeCOr=16. 0KN/M3 Fak=70Kpa泳境赵土 r=17.5KN/M34.1结构布置方案该工程结构类型为砖混结构，采用横墙承重方案。4.2 基础类型采用墙下钢筋混凝土条形基础。4.3 基础材料与构造混凝土强度等级不低于C20,基础垫层采用C10混凝土100mm厚度。基础底板钢筋采用HPB235级（f =210N/mm2）o底 y板受力筋直径不宜小于10mm;间距不宜大于200mm,也不宜小 于100mm;纵向分布筋直径不小于8mm,间距不宜大于300mm。 基础设垫层，钢筋保护层厚度不小

5、于 40mmo五 基础设计根据设计资料、工程概况和设计要求，采用墙下钢筋混凝土条形基础。基础材料选用C20混凝土，f =1 .IN/mrm；tHPB235 级，f =210N/mm2oy5.0 墙下条形基础的施工流程图综合地质条件等因素，确定基础埋深d=20m。则基础底面以上土的加权平均重度Y:m=15.97 kN / m31.5 xl5.8 + 0.5 xl6.51.5 + 0.55.2确定基础宽度1. 持力层承载力修正值 fa：假定基础宽度b W 3m ,根据粘性土 e=085 ,I =085查表得承载力深度修正系数n =1.1,则：Ld外纵 A 墙b、N280. 75b + = 1.75

6、mf - y d 200 - 20 x 2G外纵 B 墙b N290. 81b 2= 1.81mf - y d 200 - 20 x 2G山墙基础b N180. 13b 3= 1.13mf - y d 200 - 20 x 2G内横墙基础b 亠二170二1.06mf -y d 200-20x2G.所有墙体基础宽度均取b = 2.0m5.3 确定基础底板厚度及配筋1外纵A墙基础1 ）地基净反力Pj=Fb1.35x 2802=189kPa2）验算截面内力V = - p .(b a) = - x189x(2.0 0.37)= 154kN/m2 j2M =1 p (口)2 = -x189xf2.0-0

7、.37丫 = 63kN m2 j 22(2 丿（3）受剪承载力验算初定基础底板厚度h=400mm，基础底部做C10素混凝土 垫层100 厚度，则基础有效高度 h=400-40=360mm。007fh0 = 07 X 1.11360 = gN/m 154 kN/m满足要求，取 h=400mm， h=360mm。0（4）底板受力钢筋配筋面积63X106MA = 926 mm 2s 0.9h f 0.9 X 360 x 2100y结合构造要求，底板受力钢筋选用e 12100 (A=942mm2),s分布钢筋选用e 8300。2外纵B墙基础1）地基净反力2）pj=f=1RF0=i96kPa验算截面内力

8、V =丄 p .(b - a) = x196x(2 一 0.37)= 160kN/m2 j 2M=2 Pj(乎)2=11961(2 - 0.37 =65kN - m受剪承载力验算初定基础底板厚度h=400mm，基础底部做C10素混凝土垫层100 厚度，则基础有效高度 h =400-40=360mm。00.7f h = 0.7x 1.1 x360 = 277.2kN /m 160kN /mt0满足要求，取 h=400mm， h=360mm。065 x 1064)底板受力钢筋配筋面积A = M = 955 mm 2s 0.9h f 0.9 x 360 x 2100y结合构造要求，底板受力钢筋选用e

9、 12100 (A=942mm2),s分布钢筋选用e 8300。2. 山墙基础(1)地基净反力F 1.35 x180p = 121.5kPaj b 22)验算截面内力V = - p (b - a) = - x 121.5 x(2 - 0.37)= 99kN / m2 j 2M=2 Pj(学)2=i x1215x(2 - 0.37 =40.4kN m3)受剪承载力验算初定基础底板厚度h=400mm,基础底部做C10素混凝土垫层100 厚度，则基础有效高度 h 400-40=360mm。0=Ofh0 = 07 x m 360 = 2772 kN / m 99 kN / m 满足要求，取 h=400

10、mm， h=360mm。0(4)底板受力钢筋配筋面积M40.4x106A = 594mm2s 0.9hf 0.9 x 360x 2100y结合构造要求，底板受力钢筋选用e 12100 (A=942mm2), s分布钢筋选用e 8300。3. 内横墙基础1）地基净反力pj1.35 x 1702=115 kPa2）验算截面内力V =1 p (b - a) =1 x115 x(2 - 0.37)= 94kN / m2 j 2“1/b-a、1(2-0.37)2 “M = p ()2 = x 115 x = 38.2kN - m2 j 22(2 丿3）受剪承载力验算初定基础底板厚度h=400mm,基础底

11、部做C10素混凝土垫层100 厚度，则基础有效高度 h =400-40=360mm。00.7f h = 0.7 x 1.1 x 360 = 277.2kN /m 94kN /mt0满足要求，取 h=300mm， h =260mm。0（4）底板受力钢筋配筋面积M38.2 x106A = 562mm2s 0.9hf 0.9 x 360x 2100y结合构造要求，底板受力钢筋选用0 12100 （A=942mm2）,s分布钢筋选用0 8300。5）地基钢筋用量表基础材料名称及等级受力钢筋分布钢筋A钢材一级盘圆钢ei2iooe8300B钢材一级盘圆钢ei2iooe83001钢材一级盘圆钢e i2ioo

12、e83002钢材一级盘圆钢e i2iooe83003钢材一级盘圆钢e i2iooe83004钢材一级盘圆钢e i2iooe83005钢材一级盘圆钢e i2iooe83006钢材一级盘圆钢e i2iooe83007钢材一级盘圆钢e i2iooe83oo5.4 制基础底板配筋图 详见大图六地基砂垫层设计6.0 砂垫层施工工艺流程图6.2 考虑淤泥质土软弱，基础宜浅埋，基础埋深初步确定 d=2.0m.6.2.1 计算墙基的宽度，要求满足下式外纵 A 墙b 亠二 280 二 1.75mf - y d 200 - 20 x 2 G290外纵 B 墙b 2 二二 1.81mf -y d 200-20x2G

13、山墙基础b 丄二180二1.13m f- y d 200-20 x2G170内横墙基础b N二二1.06mf - y d 200 - 20 x 2G.所有墙体基础宽度均取b = 2.0m6.2.2 初步设计粗砂垫层厚度，取 Z=2.3m6.2.3 垫层底面土的自重应力，可采用下式计算Pcz = 丫 h +丫 （d + z一h ） = 15.8x 1.5 +16.5x（2 + 2.3-1.5） = 69kpa1 1 2 16.2.4 垫层底面土的附加应力，附加应力扩散角可按表5.1（基础工程取值，采用30。填材料申砂，爼紅f砖砂，詞祐性土和給土灰土Z/b砖，常砖，卵砖，絆石0.50302328P

14、)b(N1 +YGbd -y d)2x(280 + 20x2x2-15.8x2)b(P. - P ) _ b1 二2二 631zb + 2 z tan 0b + 2 z tan 02 + 2 x 2.3 x tan30 P2zb( P - P )=k cb + 2ztan0P3zb( P - Pkcb+ 2ztan0P4zN +y bd290+20x2x2b(一g-y d)2xC-15.8x2)b 1 二2二 65b + 2 z tan 02 + 2 x 2.3 x tan30oN + y bd180 + 20 x 2 x 2b(一g -y d) 2x(-15.8x2)b1=2= 43b+2z

15、tan02+2x2.3xtan30oN +y bd170+20x2x2b(一g -y d) 2x(-15.8x2)b1=2= 40b + 2z tan0b( P - P )=kcb+2ztan0b+2ztan02+2x2.3xtan30o6.2.5 垫层底面淤泥质土的承载力 f ，可由下式求得azf 二 f +n Y (b-3) +n Y (D-0.5)二 70kpa + l.lx 15.97x(4.3-0.5) = 137kpa az ak bd m6.2.6 验算垫层底面下卧层的强度，根据下式进行验算(取 最大值)p + p = 65 + 69 = 134kpa 137kpa z cz满足

16、承载力要求。6.2.7确定垫层的宽度b按下式计算b= b + 2z tan0 = 2 + 2 x 2.3 x tan30 = 4.6m七，砂土方量计算V = (b + 0.6 + 2 x z x tan 0 + .6)+Z L x1.15 纵AB2I=(2 + 6 + 2 x 2.3 x tan3+ 6)+ 2 x 24 x1.15 = 58.1M 3V = (b + 2xzxtan0+ .6)+Zl x 1.15横 2 I=(2 + 6 + 2 x 23 x tan3。+ 6)+ 7 x 5.26 x 1.15 = 44.3M 3序号投入机械名称单位数量型号备注1推土机台3T1802挖掘机台5PC20035t自卸汽车辆8东风牌4振冲器台10HIB7.2 填筑质量检测将严格按照质量保证体系“三检制度”的要求，对回填的砂方进 行质量检测。工地试验室将对回填砂料的质量检测以密实度现场检测 为主。密实度现场检测一般采用环刀取样法，对检测不及格的，将重 新振冲，直至达到设计要求为止。每填筑完一层砂，还要进行标高、 断面、坡度等平面尺寸的检测，为工程量验收及下一阶段回填施工的 开展做准备。八参考文献1 建筑地基基础设计规范 GB50007-20102 混凝土结构设计规范 GB50010-20103 地基处理中国建筑工业出版社4 基础工程重庆大学出版社