《土力学与基础工程》课程设计任务书
一、设计资料
1、工程概况
某五层综合楼，全框架结构。底层柱网平面如图所示，柱截面尺寸均为 450mm ×450mm ，室内外高差为0.45m 。 2、地质资料
（1）地基土自上而下：
第一层：素填土，厚1m ，3/8.17m kN =γ；
第二层：粉质黏土，厚9m ，3/7.18m kN =γ，885.0=e ，MPa E s 5.7=， c=15kp a , 020=?, a k a kp f 280= 第三层：碎石土：很厚，中密
（2）地下水：建设场地内地表以下无地下水；
（3）西宁地区标准冻深－1.16m ，最大冻深－1.34m ，土的冻胀类别属不冻胀。 3、荷载
（1）外柱：A 、D 轴，基础承受上部荷载
M kN M k ?=2201，kN V kN F k k 48178011==，。 （2）内柱：B 、C 轴，基础承受荷载 kN F k 15602=。 二、设计内容
1、设计③轴外柱下钢筋混凝土独立基础、内柱下双柱联合基础；
2、绘制基础平面布置图(1:100)、配筋图(1:30)，并编写施工说明； 三、设计步骤
1、确定基础的埋置深度
2、确定持力层承载力特征值；
3、按持力层承载力特征值确定基底尺寸；
4、基础结构设计；
5、绘制施工图并附施工说明。 四、设计要求
1、设计计算过程条理清楚，内容完整；
2、设计步骤合理，设计图纸清晰；
3、计算说明书一律用A4纸打印，题目为三号黑体，标题用小四黑体，正文为小四
宋体，1.25行间距。
4、手绘施工图，图纸一律用铅笔按比例绘制，要求线条清楚，绘图正确。
五、进度和考核
集中设计一周，按百分制记分。
六、参考文献
1、赵明华主编，《土力学与基础工程》，武汉理工大学出版社。
2、中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范（GB50007－2011）．北京：中
国建筑工业出版社，2011。
《土力学与地基工程》课程设计计算书
一、确定基础持力层及基础的类型
地基土自上而下分为两层，第一层为1.0m 厚的杂填土，第二层为9.0m 的粉质粘土，第三层为很厚的碎石类土。杂填土层成分较杂乱，均匀性较差，不能作持力层，将基础底部落在粉质粘土上，则可以采取浅基础形式。各框架柱的内力较大，且有弯矩、剪力作用，故采用钢筋混凝土基础（柔性基础）——A.D 轴为柱下钢筋混凝土独立基础，B.C 轴为双柱联合基础。
二、③轴外注下钢筋混凝土独立基础设计 1.基础埋置深度的确定：
根据任务书要求和工程地质资料，建筑场内地表以下无地下水，最大冻深-1.34m ；取基础底面高时最好取至持力层下0.5m ，本设计取第二层土为持力层，所以考虑取室外地坪到基础底面为1+0.5=1.5m 。由此得基础剖面示意图如下：
2.确定地基承载力特征值a f 根据地质资料，查表得0.10==d b ηη
基底以上土的加权平均重度
3/03.185
.15
.07.1818.17m KN r m =?+?=
持力层承载力特征值a f （先不考虑对基础宽度的修正） )
5.05.1(03.180.1280)5.0(-??+=-+=d f f m d ak a γη
a KP 03.298= 3.初步选择基底尺寸
<1>、取柱底荷载标准值： m 2201?=kN M k ，kN V kN F k k 48178011==，
计算基础和回填土重k G 时的基础埋深 ()m d 725.195.15.12
1
=+= 基础底面积：21075.6725
.12003.2981780
m d f F A G a k =?-=?-=
γ
由于偏心不大，基础底面积按20％增大，即： 201.875.62.12.1m A A =?==
初步选定基础底面面积24.84.25.3m b l A =?=?=，且m m b 34.2<=不需要再对a f 进行修正。
<2>、验算持力层地基承载力：
回填土和基础重：
KN A d G G k 8.2894.25.3725.120=???=??=γ
偏心距： m l
m G F M e k k k k 58.06
125.08.28917808.048220111=<=+?+=+=
，
基底最大压力： ???
?
??+?+=??? ??++=
5.3125.061.4.88.2891780611max l e A G F P k k k k
)64.357(2.12.299a a a KP f KP =<= 0min >k P ，满足
所以，最后确定基础底面尺寸为m m b l 4.25.3?=? <3>、计算基底净反力n p
净偏心距 m F M e n 145.01780
8.048220k 1k 1=?+==
基础边缘处的最大和最小净反力
)5
.3145
.061(4.25.31780)61(k 1max ,min
,?±??=±=l e lb F n n n p
a min n a max n 24.15957.264KP P KP P ==，，
4.确定基础高度(采用阶梯形基础)
<1>、柱边基础截面抗冲切验算
m l 5.3=，m b 4.2=，m b a c t 45.0==，m a c 45.0=
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），混凝土采用C30，2/43.1mm N f t =，保护层为：
40mm ；垫层：混凝土C15，厚100mm ，出基础边100mm 。
m b m h a a t b 4.295.175.0245.020=<=?+=+=， mm a a a b t m 12002
1950
4502=+=+=
因偏心受压，n p 取KPa p n 57.264max ,= 冲切力：
???
?
??????? ??---??? ??--
=200max ,2222h b b b h a l P F c c n l KN 78.47875.0245.024.24.275.0245.025.357.2642
=????
???
???? ??---???? ??--?= 抗冲切力：
75.02.11043.10.17.07.030?????=h a f m t hp β
KN KN 87.4789.900>=，满足
<2>、变阶处抗冲切验算
m b a t 5.11==，m a 9.11=，mm h 3505040001=-=
m b m h a a t b 4.22.235.025.1201=<=?+=+=，取m a b 2.2=
m a a a b t m 85.1
2
2
.25.12=+=+=
冲切力：???
?
??????? ??---??? ??--=2
011011max ,2222h b b b h a l P F n l
=???
?
??????? ??---???? ??--?2
35.025.124.24.235.029.125.357.264 KN 1.283=
抗冲切力：
35.085.11043.10.17.07.0301?????=h a f m t hp β
KN KN 1.28315.648>=，满足 5.配筋计算
选用的HRB335 级钢筋，2/300mm N f y =
偏心受压柱基础底板配筋计算简图
<1>、基础长边方向
1-1截面（柱边）
柱边净反力：()min ,max ,min ,2n n c
n Ⅰn P P l
a l P P -++
= ()24.15957.2645
.3245
.05.324.159-??++
=
a KP 68.218=
悬臂部分净反力平均值：
()()a Ⅰn n n KP P P p 63.24168.21857.26421
21,
max ,=+?=+= 弯矩： ()()c c n b b a l p M +-=22412
1
)45.04.22()45.05.3(63.24124
1
2+??-??=
m KN ?=7.491
钢筋面积： 26
011,1.24287503009.0107.4919.0mm h f M A y s =???==
3-3 截面（变阶处） 变阶处净反力：()min ,max ,1
min 3,2n n n n P P l
a l P P -++
= ()24.15957.2645
.329
.15.324.159-??++
=
a KP 5.240=
弯矩： ()()12
13,max ,322241b b a l P P M n n +-???? ??+= )5.14.22()9.15.3(2
5.24057.2642412+??-?+?=
m KN ?=41.339 钢筋面积： 260133
,6.3591350
3009.01041.3399.0mm h f M A y s =???== 比较1,S A 和3,S A ，应按23,6.3591mm A S =配筋
每米宽配筋面积23
5.14964
.26.3591mm b A A s s
==='， 配满足
＞s
s A mm A '=Φ21547130
@16