土力學(xué)課程設(shè)計(jì)---重力式擋土墻設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、<p>　　課程名稱：《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課程設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 重力式擋土墻設(shè)計(jì)</p><p>　　樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院： 建筑工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 土木工程 &l

2、t;/p><p>　　年 級(jí)： 土木09 </p><p>　　姓 名： </p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p>　　指導(dǎo)教師： </p&g

3、t;<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 任務(wù)書和指導(dǎo)書．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書．．．．．．．．．．．．．．．．．

4、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5</p><p>　　1.2.1土力學(xué)設(shè)計(jì)的步驟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5．</p><p>　　1.2.2基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的步驟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5</p><p>　　第二章 重力式擋土墻設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6&l

5、t;/p><p>　　2.1擋土墻設(shè)計(jì)題目6</p><p>　　2.2.擋土墻尺寸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 </p><p>　　2.3.計(jì)算主動(dòng)土壓力。7</p><p>　　2.4.抗傾覆驗(yàn)算7</p><p>　　2.5.抗

6、滑移驗(yàn)算8</p><p>　　2.6.地基承載力驗(yàn)算9</p><p>　　第三章 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10</p><p>　　3.1.1樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10</p><p>　　3.1.2作用在承臺(tái)底部的彎矩10&l

7、t;/p><p>　　3.1.3（4）.材料、工程地質(zhì)資料10</p><p>　　3.1.5.樁基礎(chǔ)圖示11</p><p>　　3.2.樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算13</p><p>　　3.2.1.選擇樁型、樁材及樁長(zhǎng)13</p><p>　　3.2.2確定單樁豎向承載力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

8、．．．13</p><p>　　3.2.3確定樁的數(shù)量及布樁14</p><p>　　3.2.4群樁中單樁豎向承載力驗(yàn)算. . . . . . . . . . . . .14</p><p>　　3.2.5承臺(tái)設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.2.5-a基樁凈反力設(shè)計(jì)值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15<

9、;/p><p>　　3.2.5-b承臺(tái)受柱沖切驗(yàn)算15</p><p>　　3.3.5-c承臺(tái)受角樁沖切驗(yàn)算17</p><p>　　3.2.5-d承臺(tái)受剪計(jì)算18</p><p>　　3.2.5-e承臺(tái)受彎計(jì)算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 </p><p>　　第四章 參考文

10、獻(xiàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22</p><p>　　第1章 任務(wù)書和指導(dǎo)書</p><p>　　1.1課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　專 業(yè) 土木工程 姓 名 學(xué)號(hào)</p><p>　　開題日期：2012 年 01 月 09 日

11、 完成日期： 2012 年 01 月 12 日</p><p>　　題 目 重力式擋土墻設(shè)計(jì) 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　(1) 掌握基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)步驟，地基固結(jié)變形與承載力計(jì)算，擋土墻及邊坡穩(wěn)定性計(jì)算；掌握條形基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和計(jì)算過程。</

12、p><p>　　(2) 熟悉我國現(xiàn)行的《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007-2002)和《建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ94-2008)等；</p><p>　　(3) 通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握和運(yùn)用建筑物地基基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，了解基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，具有設(shè)計(jì)一般大中型建筑地基與基礎(chǔ)工程的能力；具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，查閱技術(shù)資料的能力和分析計(jì)算能力。以及運(yùn)

13、用計(jì)算機(jī)計(jì)算的能力。</p><p>　　二、設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求</p><p>　　(1) 擋土墻的平面、立面、橫斷面設(shè)計(jì)，土壓力計(jì)算，驗(yàn)算擋土墻抗滑、抗傾覆穩(wěn)定性等。根據(jù)所給的資料，完成以擋土墻和土坡設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算與穩(wěn)定性分析說明書，并繪制相關(guān)圖紙。</p><p>　　(2) 獨(dú)立基礎(chǔ)包括確定基礎(chǔ)埋深、基礎(chǔ)底面尺寸，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析、強(qiáng)度計(jì)算，地

14、基變形驗(yàn)算，確定基礎(chǔ)高度、進(jìn)行配筋計(jì)算，并滿足構(gòu)造設(shè)計(jì)要求，編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書。</p><p>　　(3) 繪制基礎(chǔ)施工圖，包括基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)大樣圖，并提出必要的技術(shù)說明。</p><p>　　(4) 圖紙完整、設(shè)計(jì)計(jì)算過程詳細(xì)、表達(dá)條理清晰、整個(gè)課程設(shè)計(jì)符合要求

15、 </p><p><b>　　三、指導(dǎo)教師評(píng)語 </b></p><p>　　四、成 績(jī) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　年 月 日 </p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書</b

16、></p><p>　　1.2 .1土力學(xué)設(shè)計(jì)的步驟</p><p>　　1.確定擋土墻設(shè)計(jì)題目</p><p>　　2.擋土墻尺寸 </p><p>　　3.計(jì)算主動(dòng)土壓力。</p><p><b>　　4.抗傾覆驗(yàn)算</b></p><

17、;p><b>　　5.抗滑移驗(yàn)算</b></p><p><b>　　6.地基承載力驗(yàn)算</b></p><p>　　1.2.2基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)步驟：</p><p>　　1、確定課程設(shè)計(jì)的題目,熟悉題目要求及場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，巖土特性參數(shù)資料，水文與氣象資料，工程結(jié)構(gòu)資料概況；</p><p>

18、　　2、選擇持力層、確定基礎(chǔ)埋深；</p><p>　　3、確定基礎(chǔ)類型及材料，進(jìn)行基礎(chǔ)的平面布置；</p><p>　　4、按容許承載力確定基礎(chǔ)尺寸；</p><p>　　5、下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算；</p><p>　　6、分別計(jì)算柱基礎(chǔ)沉降；</p><p>　　7、按允許沉降量或沉降差調(diào)整基底尺寸；</p>

19、<p>　　8、對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、強(qiáng)度計(jì)算，基礎(chǔ)高度驗(yàn)算；</p><p>　　9、基礎(chǔ)配筋計(jì)算，構(gòu)造設(shè)計(jì)要求；</p><p>　　10、繪制基礎(chǔ)施工圖，包括基礎(chǔ)平面布置圖、基礎(chǔ)大樣圖，并提出必要的技術(shù)說明。</p><p>　　第2章.重力式擋土墻設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1擋土墻設(shè)計(jì)題目：</p>

20、<p>　　擋土墻高H=5.0m，墻背垂直光滑，填土表面水平，擋土墻采用M5水泥砂漿，MU30毛石砌筑，砌體重度γ=22.0KN/m，填土內(nèi)摩擦角φ=30°，黏聚力c=0,填土重度γ=18.0KN/m，填土表面作用均布荷載q=2.50KPa，基底摩擦系數(shù)μ=0.5，地基承載力特征值,試驗(yàn)算擋土墻的穩(wěn)定性及地基承載力。</p><p>　　2.2擋土墻尺寸如下圖所示：</p>&l

21、t;p><b>　　圖一</b></p><p><b>　　圖二</b></p><p>　　2.3計(jì)算主動(dòng)土壓力。</p><p>　　將地面荷載換算成土層厚度，由于墻垂直光滑，故有</p><p>　　2.4 抗傾覆驗(yàn)算：</p><p><b>　　抗

22、傾覆安全系數(shù) 為</b></p><p><b>　　滿足設(shè)計(jì)要求。</b></p><p><b>　　2.5抗滑移驗(yàn)算：</b></p><p><b>　　抗滑移安全系數(shù)為</b></p><p><b>　　滿足設(shè)計(jì)要求。</b><

23、;/p><p>　　2.6地基承載力驗(yàn)算：</p><p>　　合力N對(duì)O點(diǎn)的距離c為</p><p><b>　　C=</b></p><p><b>　　2.513</b></p><p>　　基底應(yīng)力應(yīng)呈梯形分布，其基底應(yīng)力為</p><p><

24、;b>　　滿足設(shè)計(jì)要求。</b></p><p><b>　　第3章 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1.樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料</p><p>　　3. 1. 1幾何參數(shù)。</p><p>　　承臺(tái)邊緣至樁中心距C＝500mm，承臺(tái)根部高度H＝1000mm,承臺(tái)端部高度h=1000mm,縱筋合力重

25、心到底邊的距離as ＝70mm,承臺(tái)埋置深度h1.50m,矩形柱寬B＝600mm ,矩形柱高H＝400mm,圓樁直徑D＝500mm 。</p><p>　　3.1.2荷載設(shè)計(jì)值（作用在承臺(tái)頂部）。</p><p>　　豎向荷載FV ,x向剪力VX ＝100.00KN, y向</p><p>　　VY＝ 0，繞x軸彎矩Mx＝0， 繞y軸彎矩My＝ 600 KN

26、83; m。</p><p>　　3.1.3作用在承臺(tái)底部的彎矩。</p><p><b>　　繞x軸彎矩：</b></p><p><b>　　繞y 軸彎矩：</b></p><p><b>　　3.1.4材料</b></p><p>　　1） 混凝土

27、強(qiáng)度等級(jí)C20，，。</p><p>　　2）鋼筋強(qiáng)度等級(jí) HPB235，。</p><p>　　3）單樁豎向靜載實(shí)驗(yàn)得到的極限承載力為1200KN.</p><p>　　(4) 工程地質(zhì)資料如下表所示，地下水位在地表下4m處。</p><p><b>　　工程地質(zhì)資料</b></p><p>　

28、　3.1.5樁基礎(chǔ)圖示，如下圖。</p><p><b>　　圖一</b></p><p><b>　　圖二</b></p><p>　　3.2.樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.2.1 選擇樁型、樁材及樁長(zhǎng)。根據(jù)樁情況初步選用Φ500鉆孔灌注樁，采用C20，混凝土水下灌注，鋼筋強(qiáng)度等級(jí)為H

29、PB235。根據(jù)地質(zhì)資料，可選黏土層作為持力層，假定承臺(tái)底埋置深度為1.5m，樁端進(jìn)入黏土層不得小于2d=1.0m,則樁長(zhǎng)為15.5m。</p><p>　　3.2.2 確定單樁豎向承載力。</p><p>　　1）根據(jù)樁身的材料強(qiáng)度確定：</p><p>　　2)根據(jù)單樁豎向靜載試驗(yàn)確定：</p><p>　　3)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定：<

30、;/p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算可確定單樁豎向承載力的特征值為</p><p>　　3.2.3確定樁的數(shù)量及布樁</p><p>　　假定承臺(tái)尺寸為,承臺(tái)及回填土自重為 ，即</p><p>　　初步估算樁數(shù),由于柱子是偏心受壓，故考慮一定的系數(shù)，規(guī)范中建議取1.1 ～1.2?，F(xiàn)在取1.1的系數(shù)。根據(jù)單樁豎向承載力的特征值可初步確定樁的數(shù)量為:&

31、lt;/p><p><b>　　取根，樁距。</b></p><p>　　8根樁采用梅花型布置，承臺(tái)尺寸為，承臺(tái)平面布置如上圖1所示。</p><p>　　3.2.4群樁中單樁豎向承載力驗(yàn)算：</p><p>　　所以，滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　3.2.5承臺(tái)設(shè)計(jì)。</p>&

32、lt;p>　　a）基樁凈反力設(shè)計(jì)值：</p><p>　　b)承臺(tái)受柱沖切驗(yàn)算：</p><p>　　X 方向上自角樁到柱邊的水平距離為</p><p><b>　　取。</b></p><p>　　Y方向上自角樁到柱邊的水平距離為</p><p>　　作用于沖切破壞椎體土上的沖切力設(shè)計(jì)值為

33、</p><p><b>　　X 方向的沖垮比：</b></p><p><b>　　y 方向的沖垮比：</b></p><p>　　X 方向的沖切系數(shù)：</p><p><b>　　y方向的沖切系數(shù)：</b></p><p><b>　　所以

34、滿足設(shè)計(jì)要求。</b></p><p>　　c）承臺(tái)受角樁沖切驗(yàn)算：</p><p>　　x 方向從承臺(tái)角樁內(nèi)邊緣引45°沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離為</p><p><b>　　取。</b></p><p>　　y 方向從承臺(tái)角樁內(nèi)邊緣引45°沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)至角

35、樁內(nèi)邊緣的水平距離為</p><p>　　作用于沖切破壞椎體上的沖切力設(shè)計(jì)值為</p><p><b>　　X 方向的沖垮比：</b></p><p><b>　　y 方向的沖垮比：</b></p><p>　　X 方向的沖切系數(shù)：</p><p><b>　　y方

36、向的沖切系數(shù)：</b></p><p>　　從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣的距離為°</p><p><b>　　滿足設(shè)計(jì)要求。</b></p><p><b>　　d）承臺(tái)受剪計(jì)算</b></p><p>　　a.垂直y方向截面的抗剪計(jì)算：</p><p>

37、　　斜截面上最大剪力計(jì)算：</p><p><b>　　計(jì)算截面剪跨比為</b></p><p><b>　　剪切系數(shù)為</b></p><p>　　承臺(tái)計(jì)算截面的計(jì)算寬度為</p><p>　　b. 垂直x方向截面Ⅰωδφθ(柱邊至5號(hào)柱邊)的抗剪計(jì)算：а</p><p>

38、　　x方向自柱邊到計(jì)算一排樁的柱邊的水平距離為</p><p>　　斜截面上最大剪力設(shè)計(jì)值為</p><p><b>　　計(jì)算截面剪跨比為</b></p><p><b>　　取 。</b></p><p><b>　　剪切系數(shù)為</b></p><p>

39、;<b>　　承臺(tái)計(jì)算截面寬度為</b></p><p><b>　　滿足設(shè)計(jì)要求。</b></p><p>　　c. 垂直x方向截面Ⅱ(柱邊至3號(hào)和8號(hào)柱邊)的抗剪計(jì)算：</p><p>　　x方向自柱邊到計(jì)算一排樁的柱邊的水平距離為</p><p>　　斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值為</p&g

40、t;<p><b>　　計(jì)算截面剪跨比為</b></p><p><b>　　剪切系數(shù)為</b></p><p><b>　　承臺(tái)計(jì)算截面寬度為</b></p><p><b>　　滿足設(shè)計(jì)要求。</b></p><p><b>　

41、　e）承臺(tái)受彎計(jì)算。</b></p><p>　　a) 垂直x方向截面計(jì)算截面處彎矩計(jì)算。垂直x方向截面計(jì)算截面處彎矩設(shè)計(jì)值為</p><p>　　選用31根Φ20@130，。</p><p>　　b) 垂直y方向截面計(jì)算截面處彎矩計(jì)算。垂直y方向截面計(jì)算截面處彎矩設(shè)計(jì)值為</p><p>　　選用30根Φ20@120，。<

42、/p><p>　　樁鋼筋布置圖見圖三。</p><p><b>　　三、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn). 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50007-2002）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002</p><p>　　2.趙明華主編. 土力學(xué)與基礎(chǔ)工程. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2010&l