(整理)土力学与地基基础设计实例

《土力学与地基基础》课程设计

第一部分 墙下条形基础课程设计

一、墙下条形基础课程设计任务书

（一）设计题目

某教学楼采用毛石条形基础，教学楼建筑平面如图4-1所示，试设计该基础。

（二）设计资料

⑴工程地质条件如图4-2所示。

杂填土 3KN/m 16=γ

粉质粘土 3KN/m 18=γ

3.0=b η a MP 10=s E

6.1=d η 2KN/m 196=k f

淤泥质土a 2MP =s E

2KN/m 88=k f

⑵室外设计地面-0.6m ，室外设计地面标高同天然地面标高。

图4-1平面图

图4-2工程地质剖面图

⑶由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙∑F1K=558.57kN，山墙∑F2K=168.61kN，内横墙∑F3K=162.68kN，内纵墙∑F4K=1533.15kN。

⑷基础采用M5水泥砂浆砌毛石，标准冻深为1.2m。

（三）设计内容

⑴荷载计算（包括选计算单元、确定其宽度）。

⑵确定基础埋置深度。

⑶确定地基承载力特征值。

⑷确定基础的宽度和剖面尺寸。

⑸软弱下卧层强度验算。

⑹绘制施工图（平面图、详图）。

（四）设计要求

⑴计算书要求书写工整、数字准确、图文并茂。

⑵制图要求所有图线、图例尺寸和标注方法均应符合新的制图标准，图

纸上所有汉字和数字均应书写端正、排列整齐、笔画清晰，中文书写为仿宋字。

⑶设计时间三天。

二、墙下条形基础课程设计指导书

（一）荷载计算

1.选定计算单元 对有门窗洞口的墙体，取洞口间墙体为计算单元；对无

门窗洞口的墙体，则可取1m 为计算单元（在计算书上应表示出来）。

2.荷载计算 计算每个计算单元上的竖向力值（已知竖向力值除以计算单元宽度）。

（二）确定基础埋置深度d

GB50007-2002规定d min =Z d -h max 或经验确定d min =Z 0+（100~200）mm 。

式中 Z d ——设计冻深，Z d = Z 0·ψzs ·ψzw ·ψze ；

Z 0——标准冻深；

ψzs ——土的类别对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-1；

ψzw ——土的冻胀性对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-2；

ψze ——环境对冻深的影响系数，按规范中表5.1.7-3；

（三）确定地基承载力特征值f a

)5.0()3(m d b ak a -+-+=d b f f γηγη

式中 f a ——修正后的地基承载力特征值（kPa ）；

f ak ——地基承载力特征值（已知）(kPa)；

ηb 、ηb ——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数（已知）；

γ——基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度(kN/m 3)；

γm ——基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度(kN/m 3)；

b ——基础底面宽度（m ），当小于3m 按3m 取值，大于6m 按6m 取值；

d ——基础埋置深度（m ）。

（四）确定基础的宽度、高度

b ≥h

f F ⨯-γa k H 0≥[]

0220/tan 2H b b b b =-α 式中 F k ——相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值（kN ）。当为柱下独立基础时，轴向力算至基础顶面，当为墙下条形基础时，取1m 长度内的轴向力（kN/m ）算至室内地面标高处；

γ——基础及基础上的土重的平均重度，取γ=20 kN/m 3；当有地下水时， 取γ＇

=20-9.8=10.2 kN/m 3；

h ——计算基础自重及基础上的土自重G K 时的平均高度（m ）。

b 2——基础台阶宽度(m)；

H 0——基础高度(m)。

（五）软弱下卧层强度验算

如果在地基土持力层以下的压缩层范围内存在软弱下卧层，则需按下式验算下卧层顶面的地基强度，即

cz z p p + ≤az f

式中 p z ——相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加应力值

（kP a ）；

p cz ——软弱下卧层顶面处土的自重压力标准值（kP a ）

；

f az——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值（kP a）。

（六）绘制施工图（2号图纸一张）

合理确定绘图比例（平面图1：100、详图1：20~1：30）、图幅布置；符合《建筑制图标准》。

三、参考文献

1.中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）. 北京：中国建筑工业出版社，2002

2.孙维东主编. 土力学与地基基础. 北京：机械工业出版社，2003

3.中华人民共和国国家标准. 砌体结构设计规范（GB50003-2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2002

4.沈克仁主编. 地基与基础. 中国建筑工业出版社，1993

四、设计实例

1.设计题目某四层教学楼，平面布置图如图4-1所示。梁L-1截面尺寸为

200mm×500mm，伸入墙内240 mm，梁间距为3.3 m，外墙及山墙的厚度为370 mm，双面粉刷，本教学楼的基础采用毛石条形基础，标准冻深为1.2m。由上部结构传至基础顶面的竖向力值分别为外纵墙∑F1K=558.57kN，山墙∑F2K=168.61kN，内横墙∑F3K=162.68kN，内纵墙∑F4K=1533.15kN。

2.工程地质情况该地区地形平坦，经地质勘察工程地质情况如图4-2所示，

地下水位在天然地表下8.5m，水质良好，无侵蚀性。

3.基础设计

⑴荷载计算

1）选定计算单元取房屋中有代表性的一段作为计算单元。如图4-3所示。

外纵墙：取两窗中心间的墙体。

内纵墙：取①—②轴线之间两门中心间的墙体。

山墙、横墙：分别取1 m宽墙体。

图4-3 墙的计算单元