墙下条形基础设计例题

【例题3-1】某承重砖墙混凝土基础的埋深为 1.5m ，上部结构传来的轴向压力F k ＝200kN/m 。

持力层为粉质粘土，其天然重度γ =17.5kN/m 3，孔隙比e =0.843，液性指数I L =0.76，地基承载力特征值f ak ＝150 kPa ，地下水位在基础底面以下。

试设计此基础。

【解】(1) 地基承载力特征值的深宽修正先按基础宽度b 小于3m 考虑，不作宽度修正。

由于持力层土的孔隙比及液性指数均小于0.85，查表2-7，得ηd =1.6。

kPa178.0= )5.05.1(5.176.1150= )5.0(0d ak a -⨯⨯+-+=d f f γη (2) 按承载力要求初步确定基础宽度m 35.1= )5.120178(200= a min ⨯--=d f F b G k γ初步选定基础宽度为1.40 m 。

(3) 基础剖面布置初步选定基础高度H =0.3m 。

大放脚采用标准砖砌筑，每皮宽度b 1 = 60 mm, h 1 = 120mm ，共砌5皮，大放脚的底面宽度b 0 = 240+2×5×60 = 840 mm ，如图3-2所示。

(4) 按台阶的宽高比要求验算基础的宽度基础采用C15素混凝土砌筑，而基底的平均压力为【例题3-2】某厂房采用钢筋混凝土条形基础，墙厚240mm ，上部结构传至基础顶部的轴心荷载N =350kN /m ，弯矩M =28.0m/m kN ⋅，如图3-5所示。

条形基础底面宽度b 已由地基承载力条件确定为2.0m ，试设计此基础的高度并进行底板配筋。

【解】(1) 选用混凝土的强度等级为C20，查《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)得f t ＝1.1Mpa ；底板受力钢筋采用HRB335级钢筋，查得y f ＝300MPa ；纵向分布钢筋采用HPB235级钢筋。

(2) 基础边缘处的最大和最小地基净反力：kPa133.0217.0= 0.20.2860.2350622min max j ⨯±=±=b M b N p(3) 验算截面I 距基础边缘的距离： ()m 88.024.00.221I =-⨯=b (4) 验算截面的剪力设计值：()[]()[]kN/m174.7= 0.13388.00.21788.00.220.2288.0 22min j I max j I II ⨯+⨯-⨯⨯=+-=p b p b b b b V (5) 基础的计算有效高度：mm 9.2261.17.07.1747.0t I 0=⨯=≥f V h 基础边缘高度取200mm ，基础高度h 取300mm ，有效高度h 0=300－40=260mm >226.9mm ，合适。

目录课程设计任务书 (1)教学楼首层平面图 (4)工程地质条件表 (5)课程设计指导书 (6)教学楼首层平面大图 (19)《地基与基础》课程设计任务书一、设计目的1、了解一般民用建筑荷载的传力途径，掌握荷载计算方法；2、掌握基础设计方法和计算步骤，明确基础有关构造；3、初步掌握基础施工图的表达方式、制图规定及制图基本技能。

二、设计资料工程名称：中学教学楼，其首层平面见附图。

建筑地点：标准冻深：Z0 =地质条件：见附表序号工程概况：建筑物结构形式为砖混结构，采用纵横墙承重方案。

建筑物层数为四~六层，层高 3.6m，窗高 2.4m，室内外高差为0.6m。

教室内设进深梁，梁截面尺寸b×h=250×500mm，其上铺钢筋混凝土空心板，墙体采用机制普通砖MU10，砂浆采用M5砌筑，建筑物平面布置详见附图。

屋面作法：改性沥青防水层20mm厚1：3水泥砂浆找平层220mm厚（平均厚度包括找坡层）水泥珍珠岩保温层一毡二油（改性沥青）隔气层20mm厚1：3水泥砂浆找平层预应力混凝土空心板120mm厚（或180mm厚）20mm厚天棚抹灰（混合砂浆），刷两遍大白楼面作法：地面抹灰1：3水泥砂浆20mm厚钢筋混凝土空心板120mm厚（或180mm厚）天棚抹灰：混合砂浆20mm厚刷两遍大白材料重度：三毡四油上铺小石子（改性沥青）0.4KN/m2一毡二油（改性沥青）0.05KN/m2塑钢窗0.45KN/m2混凝土空心板120mm厚 1.88KN/m2预应力混凝土空心板180mm厚 2.37KN/m2水泥砂浆20KN/m3混合砂浆17KN/m3浆砌机砖19KN/m3水泥珍珠岩制品4KN/m3钢筋混凝土25 KN/m3屋面、楼面使用活荷载标准值附表—2注：表中使用活荷载仅用于教学楼，黑龙江省建筑地基基础设计规范地基承载力特征值表三、设计要求1、结构布置方案：中学教学楼结构类型为砖混结构，纵墙承重方案。

2、基础方案：采用墙下钢筋混凝土条形基础3、基础材料：混凝土采用C20，钢筋采用HPB235级。

目录课程设计任务书 (1)教学楼首层平面图 (4)工程地质条件表 (5)课程设计指导书 (6)教学楼首层平面大图 (19)《地基与基础》课程设计任务书一、设计目的1、了解一般民用建筑荷载的传力途径，掌握荷载计算方法；2、掌握基础设计方法和计算步骤，明确基础有关构造；3、初步掌握基础施工图的表达方式、制图规定及制图基本技能。

二、设计资料工程名称：中学教学楼，其首层平面见附图。

建筑地点：标准冻深：Z0 =地质条件：见附表序号工程概况：建筑物结构形式为砖混结构，采用纵横墙承重方案。

建筑物层数为四~六层，层高3.6m，窗高2.4m，室内外高差为0.6m。

教室内设进深梁，梁截面尺寸b×h=250×500mm，其上铺钢筋混凝土空心板，墙体采用机制普通砖MU10，砂浆采用M5砌筑，建筑物平面布置详见附图。

屋面作法：改性沥青防水层20mm厚1：3水泥砂浆找平层220mm厚（平均厚度包括找坡层）水泥珍珠岩保温层一毡二油（改性沥青）隔气层20mm厚1：3水泥砂浆找平层预应力混凝土空心板120mm厚（或180mm厚）20mm厚天棚抹灰（混合砂浆），刷两遍大白楼面作法：地面抹灰1：3水泥砂浆20mm厚钢筋混凝土空心板120mm厚（或180mm厚）天棚抹灰：混合砂浆20mm厚刷两遍大白材料重度：三毡四油上铺小石子（改性沥青）0.4KN/m2一毡二油（改性沥青）0.05KN/m2塑钢窗0.45KN/m2混凝土空心板120mm厚 1.88KN/m2预应力混凝土空心板180mm厚 2.37KN/m2水泥砂浆20KN/m3混合砂浆17KN/m3浆砌机砖19KN/m3水泥珍珠岩制品4KN/m3钢筋混凝土25 KN/m3屋面、楼面使用活荷载标准值附表—2黑龙江省建筑地基基础设计规范地基承载力特征值表三、设计要求1、结构布置方案：中学教学楼结构类型为砖混结构，纵墙承重方案。

2、基础方案：采用墙下钢筋混凝土条形基础3、基础材料：混凝土采用C20，钢筋采用HPB235级。

例1：某柱下独立基础，基础底面尺寸3.0m ×2.5m ，上部结构传至基础的荷载效应：轴向荷载KN F k 1650=，基础埋深1.5m （不考虑相邻基础荷载的影响）。

解：基底压力计算：KPa A G F p k k k 2505.20.35.15.20.3201650=⨯⨯⨯⨯+=+=基底附加应力：KPa p p c k 222195.12500=⨯-=-=σ按《建筑地基基础设计规范》，无相邻荷载影响，基础宽度1～30m 范围内，有地基变形沉降计算深度：m b b z n 33.5)5.2ln 4.05.2(5.2)ln 4.05.2(=-⨯=-=计算地基最终变形量的沉降经验系数由计算深度范围内土层压缩模量的当量值确定。

其压缩模量的当量值：∑∑=-siiisEA A Ei A 为附加应力图形面积011)(p z z A i i i i i ∙∙-∙=----αα基底下6m 深度内主压缩层有两层土： 基础按矩形基础，2.15.2/0.3/==b l ，查表基础底面处：00=z ；查均布矩形基础角点下的平均附加应力系数表，得到：25.00=-α粘土层底面： 15.2/5.2/,5.21===b z z ，查表1822.02=-α 基础底面下6m 处：4.25.2/6/,61===b z z ，查表1036.03=-α0000111822.1)01822.045.2()(p p p z z A =∙-⨯⨯=∙∙-∙=--αα00112226644.0)1822.045.21036.046()(p p p z z A =∙⨯⨯-⨯⨯=∙∙-∙=--ααMPa EA A E siiis0.52.76644.05.4822.16644.0822.1=++==∑∑-地基沉降经验系数：2.1)45(470.13.13.1=-⨯---=s ψ例2：某建筑场地，地质资料如下：地表下第一层土为杂填土，厚2m ，重度16KN/m 3；第二层土，粉土厚4.5m ，粘粒含量%14=c ρ，饱和重度19.6KN/m 3，E s =7.2MPa ，试验测得地基承载力特征值KPa f ak 165=；其下为较厚的淤泥质粘土：重度19KN/m 3，E s =2.4MPa ，地基承载力特征值KPa f ak 85=。

墙下条形基础、柱下独立基础基础设计一、 墙下条形基础课程设计（1）荷载计算由题条件：外墙选取两窗中心线间的距离3.3m ，为计算单元宽度。

m kN m kN F F kk /26.169/3.357.5583.311===∑ 山墙：取1m 为计算单元宽度m kN m kN F F k k /61.168/161.168122===∑ 内横墙：取1m 为计算单元宽度m kN m kN FF k k /68.162/168.16213===∑ 内纵墙：取两门中心线间的距离8.26m 为计算单元宽度m kN m kN F F kk /61.185/26.815.153326.844===∑ （2）查表[1]得敦煌地区的标准冻深m Z 2.10=，按老师要求，一组基础埋置深度m D 3.1min =，首先假定基础埋深为1.3m ，假设b m 3<，无需宽度修正，查表得粉质粘土6.1=d η，则地基承载力修正为)5.0(-+=d f f m d ak a γη其中m γ=3/23.173.18.0185.06.1m kN =⨯+⨯ 解得：2/06.218m kN f a =（3）确定基础宽度 外纵墙：df F b a k G 1γ-≥ 解得：m b 865.01≥ 同理得 山墙：m b 862.02≥内横墙：m b 831.03≥内纵墙：m b 949.04≥求得条形基础宽度，即无需进行承载力宽度修正，（2）中成立。

统一取m b 1=。

（4）确定基础高度基础为条形毛石基础，采用M5水泥砂浆砌毛石，内横墙和内纵墙基础采用两层毛石，计算每层台阶的伸出宽度m b t 2.019.0424.01<=-=。

查表8.1.2[2]毛石基础宽高比的允许值，得tan α=5.1/1 计算基础宽度285.05.11424.01tan 40=⨯-=-≥αb b h m 根据灰石基础高度要求，得m h 5.0=，外纵墙和内纵墙基础亦采用两层毛石。

基础工程课后习课后溪题答案2-1 某建筑物场地地表以下土层依次为：（1）中砂，厚2.0m，潜水面在地表以下1m处，饱和重度；（2）粘土隔离层，厚2.0m ，重度；（3）粗砂，含承压水，承压水位高出地表2.0m （取）。

问地基开挖深达1m 时，坑底有无隆起的危险？若基础埋深，施工时除将中砂层内地下水位降到坑底外，还须设法将粗砂层中的承压水位降几米才行？【解】（1）地基开挖深1m时持力层为中砂层承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20×1＋19×2=58kPa承压含水层顶部净水压力：10×（2+2+2）=60kPa因为58<60 故坑底有隆起的危险！（2）基础埋深为1.5m时承压含水层顶面以上土的总覆盖压力：20×0.5＋19×2=48kPa≥承压含水层顶部净水压力=10×得：≤4.8m ；故，还应将承压水位降低6-4.8=1.2m。

2-2 某条形基础底宽b=1.8m，埋深d=1.2m，地基土为粘土，内摩擦角标准值=20°，粘聚力标准值=12kPa，地下水位与基底平齐，土的有效重度，基底以上土的重度。

试确定地基承载力特征值af。

【解】根据题给条件可以采用规范推荐理论公式来确定地基的承载力特征值。

由=20°查表2-3，得因基底与地下水位平齐，故取有效重度,故：地基承载力特征值kPacMdMbMfkcmdba29. 1441266.52.13.1806.38.11051.0=⨯+⨯⨯+⨯⨯=+ +=γγ2-3 某基础宽度为2m ，埋深为1m 。

地基土为中砂，其重度为18kN/m ³，标准贯入试验锤击数N=21，试确定地基承载力特征值a f 。

【解】 由题目知，地基持力层为中砂，根据标贯锤击数N=21查表2-5，得：kPa f ak 286)250340(15301521250=---+=因为埋深大于d=1m>0.5m ，故还需对k f 进行修正。