课程设计说明书课程名称：基础工程设计题目：柱下独立（联合）基础设计院系：土木与建筑工程学院学生姓名：学号：20100401010101专业班级：土木工程10－2指导教师：2012年12月23日课程设计任务书设计题目柱下独立（联合）基础设计学生姓名所在院系土木与建筑工程学院专业、年级、班土木工程10-2设计要求：按照以下所给资料进行基础设计。
1、设计资料（1）上部结构资料：上部结构为多层全现浇框架结构，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。
柱网布置见图1。
123456DCBA1596627666000600060006000600030000图1 柱网平面图（2）上部结构作用在柱底的荷载（横向框架荷载取值按轴对称分布考虑）：题号为：A轴荷载效应标准组合值为：A轴荷载效应基本组合值为：B轴荷载效应标准组合值为：B轴荷载效应基本组合值为：（3）地形：拟建建筑场地平整，土层起伏不大。
（4）工程地质资料：自上而下依次为：①杂填土：厚约0.5m，含部分建筑垃圾；②粉质粘土：厚1.2m，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130KN/m2；③粘土：厚1.5m，可塑，稍湿，承载力特征值fak=180KN/m2；④全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值fak=240KN/m2；⑤强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值fak=300KN/m2；⑥中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值fak=620KN/m2；柱下独立（联合）基础设计摘要：本次基础设计先初步设计基础的结构型式、材料与平面布置，确定基础的埋置深度。
根据地基承载力特征值，并经深度和宽度修正，确定修正后的地基承载力特征值，根据作用在基础顶面荷载 F 和深宽修正后的地基承载力特征值，计算基础的底面积。
再计算基础高度并确定剖面形状，若地基持力层下部存在软弱土层时，则需验算软弱下卧层的承载力。
确定好基础的高度与底面尺寸后，过行冲切破坏验算，满足要求后进行配筯的计算。
最后进行基础细部结构和构造设计，并绘制基础施工图。
关键词：埋深基底尺寸独立基础联合基础基础高度配筯施工图目录1. 设计背景 (1)2.设计方案 (2)3. 方案实施 (4)4.结果与结论 (10)5.收获与致谢 (10)6.参考文献 (11)7. 附件 (12)1. 设计背景某多层全现浇框架结构房屋，上部框架柱截面尺寸为400×400 mm ，室外地坪标高同自然地面，室内外高差900mm 。
柱网布置见图1。
图1 柱网平面图上部结构作用在柱底的荷载为， A 轴柱底荷载：① 柱底荷载效应标准组合值：kN F k 1273=，m kN M k ⋅=104，kN V k 42=； ② 柱底荷载效应基本组合值：kN F 1658=，m kN M ⋅=135，kN V 55=。
B 轴柱底荷载：① 柱底荷载效应标准组合值：kN F k 1487=，m kN M k ⋅=84，kN V k 36=； ② 柱底荷载效应基本组合值：kN F 1933=，m kN M ⋅=109，kN V 47=。
拟建建筑场地平整，土层起伏不大。
工程地质资料见表1：表1 场地工程地质资料地 层 代 号 土 名天然地基土 重度（γ） 孔隙比 （e ）凝聚力 （c ） 内摩 擦角 （Φ）压缩 系数(a1-2) 压缩 模量 （Es ） 抗压 强度 （frk ） 承载力特征值 （fak ） kN/m³kPa 度 1-MPa MPa MPa KPa ① 杂填土 18② 粉质粘土 20 0.65 34 13 0.20 10.0 130 ③ 粘土19.4 0.58 25 23 0.22 8.2 180 ④ 全风化砂质泥岩 21 22 30 0.8 240 ⑤ 强风化砂质泥岩 22 20 25 3.0 300 ⑥中风化砂质泥岩2415404.0620地下水对混凝土无侵蚀性。
123456DC BA159006600270066006000600060006000600030000地下水位深度：位于地表下1.5m 。
2.设计方案2.1材料选用C25混凝土（c f =11.9N/mm 2，t f =1.27N/mm 2）； HPB300钢筋（y y f f '==270N/mm 2）； HRB335钢筋（y y f f '==300N/mm 2）。
2.2.基础埋深选择根据任务书要求和工程地质资料：①杂填土：厚约0.5m ，含部分建筑垃圾；②粉质粘土：厚1.2m ，软塑，潮湿，承载力特征值fak=130KN/m 2； ③粘土：厚1.5m ，可塑，稍湿，承载力特征值fak=180KN/m 2； ④全风化砂质泥岩：厚2.7m,承载力特征值fak=240KN/m 2； ⑤强风化砂质泥岩：厚3.0m,承载力特征值fak=300KN/m 2； ⑥中风化砂质泥岩：厚4.0m,承载力特征值fak=620KN/m 2； 地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位于地表下1.5m 。
持力层选用③层粘土，承载力特征值180=ak f kPa ，设基础在持力层中的嵌固深度为0.3m ，室外地坪标高同自然地面，则室外埋深为2m ，室内埋深2.45m （室内外高差0.45m ）。
由此得土层分布及基础剖面示意图如下：±0.000-0.450-2.4500.51.21.5①杂填土②粉质为粘土③粘土F K =1273kN MK =104kN·m V K =42kN柱MK F K图2 土层分布及基础剖面示意图2.3 确定基础底面积（1）A 柱1）求地基承载力特征值a f 根据持力层为粉质粘土故取6.1=d η基底以上土的加权平均重度3/41.191.23.04.192.1205.018m kN r m =⨯+⨯+⨯=（加权土重度，其中杂填土容重183/m kN ，粉质粘土取203/m kN ） 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 58.226)5.02(41.196.1180)5.0(=-⨯⨯+=-+=γη（上式d 按室外地面算起） 2）初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：kN F k 1273=，m kN M k ⋅=104，kN V k 42= 基础底面积：269.7)45.22(5.02058.22612731.11.1m d f F A G a k =+⨯⨯-⨯=⋅-≥γ取正方形截面，则m A b 77.269.7===取m b 8.2=，且m m b 38.2<=不需要再对a f 进行修正。
3）验算持力层地基承载力 回填土和基础重：kN A d G G k 88.3488.28.2)45.22(2120=⨯⨯+⨯=⋅⋅=γ偏心距： m lm G F M e k k k k 4667.060822.076.18850.5557.042104=<=+⨯+=+=，kPa kPa A G F P k k k 58.22687.2068.2288.34812732<=+=+=基底最大压力： ⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=8.20822.06187.20661max l e AG F P k kk ka a a kP f kP 89.27158.2262.12.13.243=⨯=<=0min >k P ，满足要求。
卧层强度不需验算最后确定基础底面面积长m 8.2，宽m 8.2。
（2）B 柱1）基础底面尺寸确定因B 、C 轴间距仅2.7m ，B 、C 柱分别设为独立基础场地不够，所以将两柱做成双柱联合基础。
因梁柱荷载对称，所以联合基础近似按中心受压设计基础，基础埋深2.45m ，如下图：±0.000-2.7000.51.21.5-0.450-2.4502700原地面①杂填土②粉质为粘土③粘土图3. B-C 柱联合基础埋深274.1645.22058.226148722m d f F A G a k =⨯-⨯=⋅-≥γ设8.1/=b l ，m A b 05.38.1/74.168.1/=== 取m b 1.3=，m l 6.5=，236.17m A =。
下卧层不用验算最后确定基础底面面积长m 6.5，宽m 1.3。
3. 方案实施3.1基础结构设计（混凝土选用C25）(1)荷载设计值○1A 柱：柱底荷载效应基本组合值：kN F 1658=，m kN M ⋅=135，kN V 55=； ②B 柱：柱底荷载效应基本组合值：kN F 1933=，m kN M ⋅=109，kN V 47=。
（2）A 柱预估基础高度0.7m 。
1）基地净反力kPa A F p j 48.2118.28.21658=⨯==kPa W M A F p j j 9.25806.1642minmax 8.28.26/1557.013548.211=⨯⨯⨯+±=±=2）冲切验算基础高度(采用阶梯形基础)柱边基础截面抗冲切验算（见图4）图4 冲切验算简图m l 8.2=，m b 8.2=，m a a c t 5.0==，m b c 5.0=。
初步选定基础高度mm h 700=，mm h 6555407000=--=（有垫层）。
0.1=hp β因偏心受压，j p 取kPa p j 9.258max ,= ① 柱边处m b m h a a t b 8.281.1655.025.020=<=⨯+=+=，所以破坏椎体在基础平面内部；取m a b 81.1= 冲切力⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=200max ,2222h b b b h a l P F c c j l1400140065525025065525025030514001400305h 0hFa cb cb●lⅠⅡⅠⅡⅢⅣⅢⅣ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯=2655.025.028.28.2655.025.028.29.258kN 84.31415.178.273=⨯= 抗冲切力：()l m t hp F kN h a f >=⨯+⨯⨯⨯⨯=672655.0655.05.01027.10.17.07.030β ②变阶处抗m b m h a a t b 8.211.2305.024.120=<=⨯+=+=，所以破坏椎体在基础平面内部；取m a b 11.2= 冲切力⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⎪⎭⎫ ⎝⎛--=200max ,2222h b b b h a l P F c c j l⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯=2305.024.128.24.1305.024.128.29.258kN 1.11815.17.102=⨯= 抗冲切力：()l m t hp F kN h a f >=⨯+⨯⨯⨯⨯=3.462305.0305.04.11027.10.17.07.030β 基础高度满足要求。