柱下独立基础

取任务书中题号 6 中荷载， A 轴基础，基础持力层选用土层③进行基础设计。

一、设计资料

①柱底荷载效应标准组合值：F k1282 KN ，M k257KN m ，V k86KN ；

②柱底荷载效应基本组合值：F1667KN ， M334KN m ， V 112KN 。

持力层选用③号粘土层，承载力特征值 f ak180KP a，框架柱截面尺寸为

500 500mm ，室外地坪标高同自然地面，室内外高差450mm 。

二、独立基础设计

1．选择基础材料：

C 25混凝土， HPB 235 钢筋，预估基础高度0.8m 。

2．基础埋深选择：

基础的最小埋置深度 d min Z d h max，其中 Z d为场地冻结深度1.2m ，h m ax为基础底面允许残留冻土层的最大厚度，大于0 ；得出d min 1.2m 。

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 1.5m ,软塑，潮湿，承载力特征值f

ak130KP a；

第三层土：粘土，厚 2.0m ,可塑，稍湿，承载力特征值 f ak180KP a；

地下水对混凝土无侵蚀性，地下水位于地表下 4.5m 。

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 0.5 1.5 0.5 2.5m。由此得基础剖面示意图如下：

3．求地基承载力特征值 f a：

根据粘土 e 0.58 ，I L 0.78 ，查表 2.6得b 0.3 ，d 1.6

基底以上土的加权平均重度：m180.520 1.519.4 0.519.48KN / m3

2.5

持力层承载力特征值 f a（先假设基础宽度b 3.0m ，不考虑对基础宽度修正）：

f a f ak d m (d0.5)180 1.619.48(2.50.5)242.34KP a

4. 初步选择基底尺寸：

取柱底荷载标准值：F k1282KN ，M k257KN m ，V k86KN

计算基础和回填土重G k时的基础埋深d 1

2.5 2.95 2.725m 2

基础底面积： A0

F k1282

6.82m2

f a d242.3420 2.725

G

基础底面积按30%增大，即： A 1.3A0 1.3 6.828.866m 2

初步选定基础底面面积A l b 3 39m 2，且b3m3m 不需要再对 f a进行修正。

5.验算持力层地基承载力：

回填土和基础重：G k G d A20 2.7259490.5KN

偏心距： e k

M k257860.8

0.18m

l

G k1282490.5

0.5m

F k6

max

F k

G k6e k1282490.5 6 0.18

基底边缘最大与最小应力：p min A(1l)9(13)

267.8KP a

126.04 KP a

①1

p max

p

min1267.8126.04196.92KP a f a242.34KP a，安全；22

②p

max267.8KP a 1.2 f a 1.2242.34290.81KP a，安全。

6. 软弱下卧层强度验算：

Z 1.5m， l b 1.5m

l Z

10.1752，1，c

b b

软弱下卧层顶面处的附加应力设计值：p z4 c 040.1752 196.92 138.00KP a

软弱下卧层顶面处土的自重压力标准值：p cz180.520 1.5 19.4 277.8KP a 软弱下卧层顶面处修正后承载力设计值： f a1801.677.8(2.5 0.5)242.24KP a

4

p z p cz138.00 77.8 215.8KP a f a，满足

7. 验算最终沉降量（用《建筑地基基础设计规范》

（ GB 50007

2011

）法计算）

地基受压层计算深度：

Z n b(2.5 0.4ln b) 3 (2.5 0.4 ln 3) 6.18m

柱基中点沉降量（由于第五层和第六层土没有压缩模量，所以沉降量只算前三个部分的） ：

S

p 0 (Z 1

1 )

p 0 (Z 2

2

Z 1

1

)

p 0 ( Z 3

3

Z 2

2 )

s

E s1

E

s2

E

s3

E

s1

8.2MP a ， E s2 9.0MP a ， E s3 10.0MP a

Z 1

1.5m ， Z 2 2m ， Z 3 3.2m

根据

l

3 1.0 与 Z 1

1.5 0.5 查表 3.12 得 1

0.9

b 3 b 3

根据

l 3 1.0 与

Z 2 2 0.67 查表 3.12得

2

0.829

b 3 b

3

根据

l 3 1.0 与

Z 3 3.2

1.07 查表 3.12 得

3

0.674

b

3

b

3

A 1 1 0.9 1.5 1.425 A 2 0.9 0.8 2 9 0.5 0.432

2 2 A

3 0.829 0.67

4 0.902

2 1.2

当量值 E s

A 1 A 2 A 3 1.425 0.432

0.902

8.84MP a

A 1 A 2 A 3 1.425

0.432

0.902

E s1

E

s2

E

s3

8.2

9.0

10.0

p 0

p

m

d

196.92

0.5 18 1.5 20

0.5 19.4 2.5 148.22KP a

2.5

查表 3.11， s 0.88

S

0.88

148.22 (1.5 0.9)

148.22 ( 2 0.829 1.5 0.9) 148.22 (3.2 0.674 2 0.829)

8.2 9.0

10.0

32.44mm ，安全

8. 计算基底净反力：

取柱底荷载效应基本组合设计值： F 1667KN ， M 334KN

m ， V 112KN 。

净偏心距

M

334 112 0.8 m

e

n, 0

N

1667

0.25

基础边缘处的最大和最小净反力

p

n,min F (1

6e

n, 0 )

1667 (1 6 0.25)

n,max

A l 9

3