土木工程专业课程设计岩土工程综合课程设计专业名称：岩土工程年级班级：1202班学生：祝陆彬指导教师：马理工大学土木工程学院二○一五年六月目录第1章柱下独立基础设计 (1)1.1 设计题目 (1)1.2设计资料 (1)1.2.1 地形 (1)1.2.2工程地质条件 (1)1.2.3基础设计技术参数 (1)1.2.4水文地质条件 (1)1.2.5 上部结构资料 (2)1.3 柱下独立基础设计 (3)1.3.1 选择基础材料 (3)1.3.2 选择基础埋置深度 (3)1.3.3 求地基承载力特征值 (3)1.3.4 初步选择基底尺寸 (4)1.3.5 验算持力层地基承载力 (4)1.3.6 计算基底净反力 (5)1.3.7基础高度（采用阶梯形基础） (5)1.3.8 变阶处抗冲切验算 (6)1.3.9 配筋计算 (7)1.3.10 基础配筋大样图 (9)1.3.11 确定○A○C两轴柱子基础底面尺寸 (9)1.3.12 ○A○C两轴持力层地基承载力验算 (10)1.4设计图纸 (10)第2章桩基础设计 (11)2.1设计题目 (11)2.2设计资料 (11)2.2.1 地形 (11)2.2.2工程地质条件 (11)2.2.3 岩土设计技术参数 (11)2.2.4水文地质条件 (12)2.2.5上部结构资料 (12)2.2.6 上部结构作用 (12)2.3 灌注桩基设计 (13)2.3.1单桩承载力计算 (13)2.3.2基桩竖向荷载承载力设计值计算 (14)2.3.3桩基验算 (14)2.3.4承台设计 (15)2.2.4.1 承台力计算 (15)2.3.4.2承台厚度及受冲切承载力验算 (16)2.3.4.3承台受剪承载力计算 (17)2.3.4.4承台受弯承载力计算 (18)2.3.5桩身结构设计 (19)2.3.5.1桩身轴向承载力验算 (19)2.3.5.2桩身水平承载力验算 (19)2.3.5.3配筋长度计算 (21)2.3.6 估算○A○C轴线柱下桩数 (21)2.3.6.1 桩数估算 (21)2.3.6.2 承台平面尺寸确定 (22)2.4 设计图纸 (23)参考文献 (24)第1章 柱下独立基础设计1.1 设计题目取柱下独立基础课程设计任务书中1题号○B 轴荷载，做柱下独立基础的设计。

1.2设计资料1.2.1 地形 拟建建筑场地平整 1.2.2工程地质条件 自上而下土层依次如下：①号土层：杂填土，层厚约0.6m ，含部分建筑垃圾。

②号土层：粉质粘土，层厚1.0m ，软塑，潮湿，承载力特征值ak f 130KPa =。

③号土层：黏土，层厚1.4m ，可塑，稍湿，承载力特征值180ak f KPa =。

④号土层：细砂，层厚2.5m ，中密，承载力特征值k 240Kpa a f =。

⑤号土层：强风化砂质泥岩，厚度未揭露，承载力特征值300ak f KPa =。

1.2.3基础设计技术参数地基岩土物理力学参数如表1.1所示。

1.2.4水文地质条件（1）拟建场区地下水对混凝土结构无侵蚀性。

（2）地下水位深度：位于地标下2.0m 。

表1-1：地基岩土物理力学参数土层编号土的名称重度γ)/(3mkN孔隙比e液性指数LI黏聚力c（kPa）摩擦角ϕ（。

）压缩模量sE（MPa）标准贯入锤击数N承载力特征值akf（kPa）①杂填土18②粉质粘土20 0.65 0.84 34 13 7.5 6 130③黏土19.4 0.58 0.78 25 23 8.2 11 180④细砂21 0.62 30 11.6 16 240⑤强风化砂质泥岩2218 22 300 1.2.5 上部结构资料拟建建筑物为多层全现浇框架结构，框架柱截面尺寸为mmmm500500⨯。

室外地坪标高同自然地面，室外高差450mm。

柱网布置如图1.1所示。

图1.1 柱网平面图1.2.6 上部结构作用本设计取 1号题○B轴柱底荷载：1.柱底荷载效应标准组合值:F 1548KN k =，M 100N m k k =，48k V KN =。

2.柱底荷载效应基本组合值:F 2012KN =，M 130kN m =，KN V 62=。

持力层选用○4号土层，承载力特征值 f 240ak kPa = 1.3 柱下独立基础设计 1.3.1 选择基础材料基础采用25C 混凝土，钢筋采用235HRB ，预估基础高度m 8.0。

1.3.2 选择基础埋置深度根据柱下独立基础课程设计任务书要求和工程地质资料选取。

本设计取○4号土层为持力层，基础地面高取至持力层下m 0.5。

所以考虑取室外地坪到基础底面为m 5.35.04.10.16.0=+++。

由此得基础剖面示意图如下：图1-2：基础剖面示意图1.3.3 求地基承载力特征值a f根据细沙土，查表1-1得 0.2=b η，0.3=d η。

F KM KV K基底以上土的加权平均重度。

()3/13.105.35.0110.1104.194.04.190.1206.018m kN m =⨯+⨯-+⨯+⨯+⨯=γ持力层承载力特征值a f （先不考虑对基础宽度修正） ()()kPa d f f m d ak a 17.3315.05.313.100.32405.0=-⨯⨯+=-+=γη（上式d 按室外地面算起）1.3.4 初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：F 1548N k k =，M 100N m,k k =⋅.V 48k kN =.. 计算基础和回填土重k G 时的基础埋深：725.3)95.35.3(21=+=d基础底面积：2070.520225.2105.117.3311548m d f F A G a k =⨯-⨯-=-=γ由于偏心不大，基础底面积按20％增大，即：2084.670.52.12.1m A A =⨯==初步选定基础底面面积204.72.22.3m b l A =⨯=⨯=，且m m b 32.2<=不需要再对a f 进行修正。

1.3.5 验算持力层地基承载力 回填土和基础重为：kN dA G G k 88.41804.7)20225.2105.1(=⨯⨯+⨯==γ偏心距为： m lm G F M e k k k k 6.1607.088.41815488.048100=<=+⨯+=+=0min >k P ，满足要求。

基底最大压力： )2.307.061(04.788.4181548)61(max ⨯+⨯+=++=l e A G F P k k kk 所以，最后确定基础底面面积长m 3.2，宽m 2.2。

1.3.6 计算基底净反力取柱底荷载效应基本组合设计F 2012N,k = M 130N m,k = V 62kN =。

净偏心距为： m N M e n 09.020128.0621300=⨯+==基础边缘处的最大和最小净反力：kPa kPa l e lb F P n n n 334.0266.277)2.309.061(2.22.32012)61(0maxmin =⨯±⨯⨯=±=1.3.7基础高度（采用阶梯形基础） 柱边基础截面抗冲切验算（见图1-3）)a （ )b （图1-3 冲切验算简图)a （ 柱下冲切 )b （变阶处冲切3.2lm =，m b 2.2=，m b a c t 5.0==，m a c 5.0=初步选定基础高度mm h 800=，分两个台阶，每阶高度均为400mm 。

mm h 750)1040(8000=+-=（有垫层），则m b m h a a t b 2.2275.025.020=<=⨯+=+=，取m a b 2=5002000125022t b m a a a mm ++=== 因偏心受压，n p 取kPap n 02.334max =冲切力：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=200max ,2222h b b b h a l P F c c n l =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫⎝⎛--⨯275.025.022.22.275.025.022.3334.02 kN 437.57=抗冲切力：75.025.11027.10.17.00.730⨯⨯⨯⨯⨯=b a f m t hp βkN kN 57.43744.833>=满足要求1.3.8 变阶处抗冲切验算如图1-3，m b a t 4.11==，m a 8.11=，0140050350h mm =-=m b m h a a b 2.21.235.024.12011=<=⨯+=+=取m a b 1.2=，因此，可得m a a a b t m 75.121.24.12=+=+=冲切力：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=2011011max ,2222h b b b h a l P F n l =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫⎝⎛--⨯235.024.122.22.235.028.122.3334.02 kN 36.256=抗冲切力：35.075.11027.10.17.00.7301⨯⨯⨯⨯⨯=h a f m t hp β=kN kN 36.256544.5>，满足要求。

1.3.9 配筋计算选用的HPB235 级钢筋，2/210mm N f y =（1）基础长边方向如图1-4和1-5所示，图1-4 配筋截面图 图1-5 偏心受压基底受力分布图 І-І截面（柱边），柱边净反力：(),I min ,max ,min 2cn n n n l a P P P P l+=+- ()66.27702.3342.325.02.3277.66-⨯⨯++=kPa 24.310=悬臂部分净反力平均值： ()()kPa p p n n 13.32224.31002.3342121max =+⨯=+I 弯矩： ()()2,max ,12242n n I cc P P M l a b b +⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭Ⅰ ()()5.02.225.02.313.3222412+⨯⨯-⨯⨯=m kN ⋅=5.47927.33827502109.0mm M A s =⨯⨯=II对于Ⅲ-Ⅲ 截面（变阶处），有()1,min ,max ,min 2n n n n l a P P P P l+=+-Ⅲ kN 69.321)66.27702.334(2.328.12.366.277=-⨯++=2240.06a KP =()()2,max ,1112242n n P P M l a b b +⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭ⅢⅢ()()4.12.228.12.3269.3212.33402412+⨯⨯-⨯+⨯=m kN ⋅=3.15526017.23473502109.0103.1550.2mm h f M A y s =⨯⨯⨯==IIII I I比较,1S A 和,S A Ⅲ，应按1,S A 配筋，实际配140@16Φ 则钢筋根数：1711402200=+=n ，227.33827.3418171.201mm mm A s >=⨯= （2）基础短边方向。