《土力学与基础工程》课程设计.doc

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1、土力学与基础工程课程设计组号： 14 班级： 地质1201、02 二O一四年目 录1、课程设计目的和任务11.1、课程设计目的11.2、任务12、 天然地基浅基础研究现状12.1第四系全新统人工填土层（Q4ml）12.2侏罗系中统沙溪庙组泥岩（J2s）23、天然地基上浅基础设计23.1 工程概况23.2 商业裙楼浅基础设计计算33.2.1基础类型选择及埋深33.2.2地基设计计算及基础尺寸设计43.2.3基底附加应力计算83.2.4地基最终沉降量计算及评价83.3基础施工注意事项84、 收获及存在问题8参考文献81、课程设计目的和任务1.1、课程设计目的1、通过课程设计使学生熟练掌握地基中应力

2、、地基最终沉降量的计算方法；2、通过课程设计使学生掌握天然地基上浅基础和地基的计算方法和设计原则；3、通过课程设计使学生初步掌握墙下条形基础、柱下独立基础的设计；4、培养学生运用土力学与基础工程的基本理论解决实际工程问题的能力。1.2、任务 针对给定的地质条件和荷载条件，进行基础工程设计，并进行地基最终沉降量的计算。如基底有软弱下卧层，还需进行软弱下卧层强度验算。2、 天然地基浅基础研究现状2.1第四系全新统人工填土层（Q4ml）素填土：灰黄色，松散，稍湿，主要以黏性土为主，含大量卵石颗粒和泥岩碎屑，分布于场地表层，属前期基础开挖未清理完的浮土，回填时间1年内，成分不均匀，层厚0.302.40

3、m。2.2侏罗系中统沙溪庙组泥岩（J2s）泥岩：紫红色、棕红色，泥质胶结，中厚层状构造。矿物成份以粘粒矿物为主，含少量石英、长石、云母等矿物。岩层产状155，根据风化程度划分为以下亚层：1强风化泥岩：岩体破碎，岩石钻进速度较快，镐可掘进，岩芯呈碎块状，少量饼状、短柱状，岩芯手可折断，岩石力学强度低，属极软岩，岩石基本质量等级为级，层顶高程483.36485.71m。2中风化泥岩：岩石钻进速度一般，镐难掘进，岩石较破碎较完整，岩芯多呈短柱状，少量长柱状，岩芯手难折断，属极软岩，岩石力学强度较高,RQD=4575%，岩石基本质量等级为级，层顶高程482.26484.41m。该层未揭穿。3、天然地基

4、上浅基础设计3.1 工程概况 四川省旺苍县金燊建筑建设公司拟建的琦云花苑项目，位于广元市旺苍县，省道202线与广巴高速路之间。由2栋高层住宅楼及商业裙楼组成，均设一层地下室，高层建筑设计采用框剪结构，商业楼部分采用框架结构，总建筑面积35717.00m2。场地现状基坑已开挖至485.00m左右，最终场地的整平标高为487.00489.00m。受业主委托，我单位承担了对该场地进行详细勘察阶段的岩土工程勘察任务。主要拟建建筑物基本特征见表3.1。表3.1 各 拟 建 建 筑 物 基 本 特 征建筑物名称建筑物占地面积约(m2)安全等级结构类型高度及层数0标高预计基础埋深约（m）拟采用的基础型式荷载

5、地下室设施情况1#住宅468.83二级框剪18F489.65-7.1独立基础/局部筏板最大单柱800KN/m2-1F2#住宅468.83二级框剪18F489.65-7.1独立基础/局部筏板最大单柱800KN/m2-1F商业2114.9二级框架3F489.65-6.7独立基础最大单柱350KN/m2-1F地基允许的变形：高层建筑：基础的平均沉降200mm，倾斜0.005；低多层建筑相邻柱基沉降差0.002l，倾斜0.004。根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）(2009年版)和高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004）有关条款，拟建工程重要性等级为二级，场地的复杂程度等级为二级

6、，地基的复杂程度等级为三级，岩土工程勘察等级为乙级。3.2 商业裙楼浅基础设计计算3.2.1基础类型选择及埋深根据设计和业主提供的相关资料可知，拟建商业楼为层高3F的低层建筑，均含-1F地下室，其敏感性一般，荷载一般。本次勘察时，场地已开挖至原地坪下约4.0m，形成的坑底地坪约485.00m（假设标高），场地大部分地段已开挖至基岩面（基岩面上残留有浮土），仅场地东侧局部地段基岩面埋藏最大深度约2.4m。总体来讲，本场地泥岩埋深不大，且基岩面平缓，厚度大，属均匀地基，建议拟建3F/-1F的商业楼可采用天然地基基础方案，据设计提供资料，商业裙楼拟采用独立基柱，柱网采用4*5（如图3.1），柱截面尺

7、寸为900mm*900mm，基础埋深-6.7m，基底大部分地段为中风化泥岩，少部分地段任为强风化泥岩，均可作为建商业裙楼的基础持力层。 图3.1 柱网分布图3.2.2地基设计计算及基础尺寸设计综合分析钻探取样、原位测试、室内土工试验成果，结合广元地区已有的研究成果、工程经验，将本场地各岩土层的承载力特征值和与基础设计有关的其它主要参数建议值列于表3.2。表3.2 岩土的物理力学性质指标建议值 地层代号岩土名称状态重度 (kN/m3)压缩(变形模量)Es/(Eo) (MPa)天然抗压强度(MPa)抗剪强度承载力特征值fak(KPa)基底摩擦系数基床系数Kv(KN/m3)内聚力c（kPa）内摩擦角

8、 （）Q4ml 素填土松散182.8/5126080/J2s泥岩强风化22.0（22.0）/8030.03000.505.6104中风化23.7(60.0)4.4318045.08000.606.2104注：带*的为地区经验值；卵石的内摩擦角为休止角。 选择ZK18与ZK8钻孔作为研究对象，根据其剖面图，钻孔ZK18处，基底处大约有厚0.26m的强风化岩，即在钻孔ZK18的基础埋深约为7.40m，在钻孔ZK8处的基础埋深为6.7m，其余大部分为中分化岩，均可作为建商业裙楼的基础持力层。根据土力学地基基础（第五版）表7.11承载力修正系数可知，只有强风化岩和全风化岩，可参照所风化成相应土类取值，

9、其他状态下的岩石不修正即处于中风化岩可以不予修正。一、在钻孔ZK8处设计基础尺寸根据表3.2可知，中分化岩fa=fak=800KPa，基底压力N=350*20KN=7000KN（1）、设中心荷载作用基础底面积A1,由公式可得A1设计基础尺寸为方形基础，则有则有基底净反应力（2）、根据琦云花苑报告中表2.5.3结果：判定该区域环境水对混凝土、混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，所以混凝土采用防渗混凝土。基础混凝土强度等级C20，混凝土抗拉强度设计值HPB300级钢筋，抗拉强度设计值系数C,根据公式可得基础有效高度h0,根据公式基础底板厚度h,设计采用基础底板厚度h取3级台阶，各厚300mm,则采用的实际

10、有效高度（3）、基础底板配筋基础台阶宽高比如图3.2为 图3.2 扩展基础设计平面图柱与基础交界处的弯矩，由公式得（因无偏心荷载，故基础底板受力钢筋面积由公式得基础底板每1m配筋面积根据扩展基础构造要求底板受力钢筋最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm，不宜小于100mm，设底板配筋总数为n，每米配筋数为n，则有： 可推出所以可采用，实际每1m配筋面积应沿底面双向配筋，见下图3.3 图3.3 扩展基础设计剖面图二、 在钻孔ZK18处设计基础尺寸根据表3.2可知，中分化岩fa=fak=800KPa，基底压力N=350*20KN=7000KN（1）、设中心荷载作用基础底面积A1,由公式可

11、得A1设计基础尺寸为方形基础，则有则有基底净反应力（2）、由（1）可知，钻孔ZK18的设计的基础尺寸与钻孔ZK8的基础尺寸相同，所以同理可得，钻孔ZK18的扩展基础配筋与钻孔ZK8相同。3.2.3基底附加应力计算3.2.4地基最终沉降量计算及评价3.3基础施工注意事项包括基础类型选择、埋深的确定、地基设计计算、基础尺寸设计(底面尺寸和高度、此部分要附基础平面图及剖面图)、基底附加应力计算(此部分要附计算剖面及地基中自重应力、附加应力分布图)、地基最终沉降量计算并进行评价等内容。软弱下卧层强度验算(必要时进行)3.3基础施工注意事项4、 收获及存在问题参考文献 在设计过程中用到的文献，要求按规范格式列出。小组名单及具体完成的任务(单独一页)组长根据课程设计过程中每位同学所做的具体工作进行列述，对其态度和对课程设计抽做的贡献客观地给予评价。对该课程教学意见(单独一页)包括对授课教师的意见建议、教学方式、教学过程中存在的问题、考试改革的具体意见建议等方面。