《土力学与地基基础》课程设计参考例题取任务书中题号9的 A 轴荷载作为实例，说明独立基础的设计方法。

一、设计资料9号题 A 轴柱底荷载：① 柱底荷载效应标准组合值：kN 1534=k F ，kN.m 335=k M ，kN 109=k V ；② 柱底荷载效应基本组合值：kN 1995=F ，m kN 425⋅=M ，kN 142=V 。

持力层选用③号粘土层，承载力特征值180=ak f kPa ，框架柱截面尺寸为500mm ×500 mm ，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。

二、独立基础设计（一）选择基础材料：C25混凝土，HPB300钢筋，预估基础高度0.8m 。

（二）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0.5m,含部分建筑垃圾；第二层土：粉质粘土，厚1.2m ，软塑，潮湿，承载力特征值ak f = 130kPa第三层土：粘土，厚3.5m, 可塑，稍湿，承载力特征值ak f = 180kPa第四层土：全风化砂质泥岩，厚2.7m,承载力特征值ak f = 240kPa地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位于地表下1.5m 。

取基础底面高时最好取至持力层下0.5m ，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m 2.25.02.15.0=++。

由此得基础剖面示意图如下：图1 基础剖面示意图（三）求地基承载力特征值a f根据粘土58.0=e ，78.0=L I ，查表得 3.0=b η，6.1=d η基底以上土的加权平均重度3kN/m 23.162.25.04.92.0)1020(1205.018=⨯+⨯-+⨯+⨯=m r持力层承载力特征值af （先不考虑对基础宽度修正）)5.02.2(23.166.1180)5.0(-⨯⨯+=-+=d f f m d ak a γη a kP 15.224=（上式d 按室外地面算起）（四）初步选择基底尺寸取柱底荷载标准值：kN 1534=k F ，m kN 335⋅=k M ，kN 109=k V 计算基础和回填土重k G 时的基础埋深()2.2 2.65/2 2.425d m =+= 基础底面积：20m 40.820725.1107.015.2241534=⨯-⨯-=⋅-=d f F A G a k γ由于偏心不大，基础底面积按20％增大，即：20m 08.1040.82.12.1=⨯==A A初步选定基础底面面积2m 08.108.26.3=⨯=⋅=b l A ，且m 3m 8.2<=b 不需要再对a f 进行修正。

（五）验算持力层地基承载力回填土和基础重：08.10)20725.1107.0(⨯⨯+⨯=⋅⋅=A d G G k γkN 32.418=偏心距： m 6.06216.032.41815348.0109335=<=+⨯+=+=lm G F M e k k k k ，0min >k P ，满足。

基底最大压力： ⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛++=6.3216.06108.1032.418153461max l e A G F P k k k k)kP 97.268(2.1kP 4.263a a =<=a f所以，最后确定基础底面面积长3.6m ，宽2.8m 。

（六）计算基底净反力取柱底荷载效应基本组合设计值：kN 1995=F ，m kN 425⋅=M ，kN 142=V 。

净偏心距 ,04251420.80.271995j M e m N +⨯=== 基础边缘处的最大和最小净反力,max ,0,min16199560.27()(1)3.6 2.8 3.6j j j e F lb l p±⨯==⨯±⨯ a a kP 98.286kP 85.108=（七）基础高度(采用阶梯形基础)柱边基础截面抗冲切验算（见图2）3.6b m =， 2.8l m =，0.5t a m =，0.5t b m =。

初步选定基础高度mm 800=h ，分两个台阶，每阶高度均为400mm 。

mm 750)1040(8000=+-=h （有垫层）。

020.520.752 2.8b t a a h m l m =+=+⨯=<=，取m 2=b amm 1250220005002=+=+=b t m a a a因偏心受压，j p 取,max 286.98j p KPa =柱下冲切； 变阶处冲切图2 冲切验算简图冲切力：,max l j l F p A =⋅2,max 002222t t l j b a b l F P h l h ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-----⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯=275.025.028.28.275.025.026.398.286kN 92.596=抗冲切力：75.025.11027.10.17.07.030⨯⨯⨯⨯⨯=h a f m t hp βkN 92.596kN 44.833>=，满足（八）变阶处抗冲切验算1.5t a m =， 1.9t b m =，mm h 3505040001=-=012 1.520.35 2.2 2.8b t a a h m l m =+=+⨯=<=，取m a b 2.2=m a a a b t m 85.122.25.12=+=+=冲切力：,max l j l F p A =⋅2,max 01012222t t l j b a b l F P h l h ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-----⎢⎥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛---⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯235.025.128.28.235.029.126.398.286 kN 9.375=抗冲切力：35.085.11027.10.17.07.0301⨯⨯⨯⨯⨯=h a f m t hp βkN 9.3756.575>=KN ，满足（九）配筋计算选用的HPB300 级钢筋，2270/y f N mm = 1、基础长边方向（1）I-I 截面（柱边）柱边净反力：0.5a b m ''==1 3.60.51.5522b b a m '--===， ()1,,min ,max ,min j I j j j b a P P P P P b-==+-()3.6 1.55108.85286.98108.853.6-=+⨯-a kP 28.210=弯矩：()()2I 1max max 12212G M a l a p p p p l A ⎡⎤⎛⎫'=++-+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ ()()()21j,max jI j,max jI 1212a l a p p p p l ⎡⎤'=+++-⎣⎦ ()()()211.5522.80.5286.98210.28286.98210.282.812=⨯⨯⨯+++-⎡⎤⎣⎦ =650.286kN/m（2）Ⅲ-Ⅲ 截面（变阶处）变阶处边缘净反力： 1.9a b m ''==1 3.6 1.90.8522b b a m '--=== ()1,,min ,max ,min j III j j j b a P P P P P b-==+-()3.60.85108.85286.98108.853.6-=+⨯-a kP 92.244=弯矩：()()2III 1max max 12212G M a l a p p p p l A ⎡⎤⎛⎫'=++-+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ ()()()21j,max jIII j,max jIII 1212a l a p p p p l ⎡⎤'=+++-⎣⎦ ()()()210.852 2.8 1.9286.98244.92286.98244.922.812=⨯⨯⨯+++-⎡⎤⎣⎦ =247.28kN.m（3）配筋：取较大弯矩值配筋。

62,0650.2861035680.90.9270750I s I y M A mm f h ⨯===⨯⨯钢筋根数：2111402800=+=n ，实际配2116@140Φ， 2201.1214223s A mm =⨯=，满足要求。

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。

()().max .min 11286.98108.85197.9222j j j a P P P KP =+=⨯+=（1）II-II 截面（柱边）0.5a b m ''==()()2II j 1224M l a b b p ''=-+ ()()21 2.80.52 3.60.5197.9224=-⨯+ 335.91KN m =⋅（2）IV-IV 截面（变阶处）1.9a b m ''==()()2II j 1224M l a b b p ''=-+ ()()21 2.8 1.92 3.6 1.9197.9224=-⨯+ 60.79KN m =⋅（3）配筋：取较大弯矩值配筋。

62,0335.911018430.90.9270750III s III y M A mm f h ⨯===⨯⨯钢筋根数 2111803600=+=n ，实际配180@12Φ， 2113.1212375s A mm =⨯=，满足要求。

（十）基础配筋大样图：见施工图。

（十一）确定B 、C 两轴柱子基础底面尺寸1、由任务书得：9号题B 、C 两柱子基底荷载分别为： B 轴：kN 2140=k F ，m kN 288⋅=k M ，kN 113=k V ；C 轴：kN 1677=k F ，m kN 402⋅=k M ，kN 106=k V ；2、由前面计算得持力层承载力特征值a a f kP 15.224= 计算基础和回填土重k G 时的基础埋深m d 425.2=3、B 轴基础底面积：2072.1120725.1107.015.2242140m d f F A G a k =⨯-⨯-=⋅-=γ基础底面积按20％增大，即：2006.1472.112.12.1m A A =⨯==初步选定基础底面面积)06.14(4.140.38.422m m b l A >=⨯=⋅=，且m b 3=， 不需要再对a f 进行修正。

4、C 轴基础底面积：2018.920725.1107.015.2241677m d f F A G a k =⨯-⨯-=⋅-=γ基础底面积按20％增大，即：2002.1118.92.12.1m A A =⨯==初步选定基础底面面积2202.114.110.38.3m m b l A >=⨯=⋅=，且m b 3=， 不需要再对a f 进行修正。