土木工程设计岩土工程综合课程设计

岩土工程综合课程设计土木工程专业 专业名称： 土木工程 年级班级： 岩土101 33 / 37摘 要 本课程设计共分三篇,分别为:柱下条形基础，桩基础和挡土墙.涵盖了基础工程，土力学，边坡工程等多门课程的知识，通过此次设计,不仅巩固与运用了已学知识,还间接的学会了使用各种规范及查阅资料和手册的能力，此外，还学会了如何去设计一个工程。第一篇是柱下条形基础,在设计柱下条形基础基础梁时需计算条形基础的内力，计算条形基础的内力是采用反梁法基础梁可按在均布线地基反力作用下以柱为支座的五跨等跨梁，计算内力是采用弯矩分配法和系数法,总弯矩为两者叠加；基桩设计时先计算单桩承载力,进一步确定桩数，并验算桩基竖向承载力满足.承台设计时先计算承台内力，然后进行冲切承载力验算,角柱冲切暗算，其次依据承台受剪受弯承载力计算配筋，最后进行吊装验算;挡土墙所受主动土压力采用库伦理论计算,首先假定破裂面交于荷载内，计算破裂角，再利用破裂角校核破裂面是否与假定相符,若与假定不符，则应根据计算的破裂角重新假定破裂面，按相应的公式重复上述计算，直至相符为止，最后根据破裂角计算最大主动土压力。然后根据最大主动土压力设计挡土墙截面。关键词：条形基础；基础梁设计;桩基础;承台设计；破裂面;最大主动土压力;挡土墙截面目 录摘要I目录I第一篇 柱下条形基础设计第一章 设计资料21。1 设计任务要求2.2 基础材料。 工程地质资料2第二章 基础尺寸确定32。1 基础高度及埋深32.2 地基承载力特征值323初步选择基底尺寸3第三章 配筋计算53。1 基础梁内力计算53.2 基础底板配筋计算73.3 基础梁配筋计算9第二篇 桩基础设计4第一章 设计资料1511 设计荷载51。2 地层条件及其参数15第二章 预制桩基设计121 单桩承载力计算182 基桩竖向承载力设计值计算1823 桩基的验算1824 承台设计92.5 承台厚度及受冲切承载力验算22。 柱对承台冲切202。7 角桩冲切验算212。承台受剪承载力验算222.9 承台配筋计算220 承台构造设计23第三章 桩身结构构造设计及验算243。1 桩身结构设计243.2 桩身构造设计43.3 吊装验算5第四章 估算，轴线柱下桩数4.1 桩数估算264.2 承台平面尺寸确定6第三篇 挡土墙设计8第一章 设计资料91 地形291。2 工程地质条件21 墙身及墙后填料参数1. 荷载参数21。5 水文地质条件291。6 设计荷载29第二章 挡土墙设计30。1 主动土压力计算02.2 设计挡土墙截面3.3设计说明7参考文献38第一篇柱下条形基础设计第一章 设计资料1 设计任务要求图1- 柱网平面图 1)柱网尺寸57m,号土层地基承载力特征值10ka. 2）柱底的竖向荷载效应标准组合值：=kN，=12kN。 3）柱底的竖向荷载效应基本组合值:=4k，=2050kN 。 4）框架柱截面尺寸为400， 室外地坪标高同自然地面,室内外高差450mm.12 基础材料 基础采用0混凝土,HPB00,RB4级钢筋.13 工程地质资料 号土层:耕植土,厚度约07m ,黑色,原为农田,含大量有机质。 号土层：黏土，厚度约.8m,软塑，潮湿,承载力特征值=120k 。 号土层：粉砂，层厚约2。6，软塑，潮湿，承载力特征值=60Pa。 地下水位与地表下0.m 。第二章 基础尺寸确定21 基础高度及埋深预估基础高度为:h50=950mm取=10m 即(）之间 . 持力层为号土层,则基础埋置深度为： d=0。+1。5=3.00m，由此得基础剖面示意图，如下图21所示: 图- 基础剖面示意图2。2 地基承载力特征值 根据号土层粉砂，查表得=.0,=。0.(夏力农等基础工程表2-) 基地以上土的加权平均重度为： =114 持力层承载力特征值(先不考虑对基础宽度修正）为: =+(d-5)160+=455Pa2.3 初步选择基底尺寸 柱底荷载标准值为1730k，120N,计算基础和回填土重时的基础埋置平均深度为: d=.25 基础底面尺寸为： =57。87由于是对称荷载,无偏心，故基础底面积不用增大.条形基础的端部向外伸出： =1.9 m则基础长度为： =6 基础宽度为: B=1.52 m取=1。6 。第三章 配筋计算。1 基础梁内力计算 柱底荷载效应基本组合值.在对称荷载作用下，由于基础底面反力为均匀分布，因此单位长度地基净反力为： =416Nm 基础梁可按在均布线荷载作用下以柱为支座的五跨等跨连续梁(超过五跨可以按五跨）计算，计算简图如图（a)所示。为便于计算，把图(a）分解为 图（)和图（c）两部分。 （1)悬臂梁在地基净反力作用下的弯矩,剪力计算 见图（b） .利用弯矩分配法计算，支座A的固端弯矩为： 1=1 kNm 各支座的弯矩分配系数及计算过程如图（）所示. 支座剪力计算如下： =79。4kN =13kN =0k可得弯矩图及剪力图见图（b）。 (2）五跨连续梁在均布线荷载作用下的弯矩,剪力计算.查的各跨中，支座的弯矩,剪力系数，则： 弯矩=弯矩系数 剪力=剪力系数计算结果如图(c)所示，可得弯矩图及剪力图。(3) 基础梁总弯矩，总剪力。将上述(1）,(） 两步所得的结果叠加，即得最终内力计算结果，如图（）,(e）所示。 图1 基础梁弯矩,剪力计算图 基础底板配筋计算 基底宽1600 mm ,梁肋宽取=0,梁高取1000mm;底板外边缘厚度250,梁肋处厚度40,底板外挑长度=550。基础底板计算如下图3-2所示：图3 基础底板计算简图 底板净反力设计值为： = = 60 取m长度底板,则底板根部弯矩和剪力分别为: M= =3933Nm V =143kN （)抗剪验算:混凝土采用30,.43,=30-080，则有V=0.7=380.3kN143kN,满足要求。 (2）底板配筋：钢筋采用HB40,=0 N,则有 =320选用1,=393。33 基础梁配筋计算 混凝土采用3，=13 N/；纵向钢筋采用HRB400,=360N/。 (1)正截面承载力计算。对各支座，跨中分别按矩形,T形截面进行正截面承载力计算（见下表1）。表 基础梁支座正截面承载力计算截面位置AC弯矩M（）51119412截面尺寸b =500=100-50=950 =500=100=50b =00=1000-50=50。120060。1920.50。5102423860选用钢筋22+482+4242+422 实际配筋（m2)283983982） 斜截面承载力计算。混凝土采用C30,=1.3N/,4.3N/；箍筋采用HB300，=20。从图（e)中取各支座截面计算如下表2，表所示。表 基础梁跨中正截面承载力计算截面位置3弯矩M(）78652568截面尺寸=160=90=160=950b=1600950.039.020.0280.510。0.51245596选用钢筋522+16422116实际配筋（mm)4541211721注: 1.=419kmM，故跨中均为一类T形截面. 2。=max，0.002max，.002=0.0=b=100。表 基础梁斜截面承载力计算截面位置支座A左支座右支坐左剪力V（kN)79。4110628截面尺寸(mm)b=500 ，=95b=500,=90b500，=9509168V1698V7547545。4751。3 2.23倾覆稳定验算 10462 102= 因基底倾斜，土压力对墙趾的力臂改为： 1。4-0。1121。258m 0。9522+1.640.25.314则 稳定性验算的结果表明,断面尺寸由滑动控制,上述估计符合实际。2。.4 基底应力验算 =0.040m=0。17 =(=250）2.2。 截面应力验算墙面与墙背为平行的直线,界面的最大应力出现于接近基点处。由基底应力验算可知，偏心距及基底应力均满足地基的要求,则截面 应力肯定也满足墙身材料的要求，故可不作演算。通过上述验算，所拟截面符合各项要求,决定采用此截面,顶宽为。 根据计算,绘制浆砌石重力式路堤墙立面图、断面图及大样图见CAD图纸. 图22 挡土墙立面示意图图2-3 挡土墙断面做法示意图图2- 浆砌片石重力式挡土墙增大样图23 设计说明 （1） 墙身为片石砌筑，片石的厚度不小于，体积不小于。石料应采用无风化石材，面石要平整，挡土墙外露面采用水泥砂浆勾凸缝.(2) 挡土墙采用水泥砂浆砌筑,施工前做好配比试验,强度要求达到设计等级,砌筑时砂浆要密实、包满、不得有空洞.(3） 挡土墙分段：每设置一条沉降缝，缝宽，外露面,缝宽竖直美观，可用混凝土角石砌筑,沉降缝内用浸沥青软木板分割。（4） 应先把挡土墙后原土坡放成坡,然后施工挡土墙。基坑开挖应搞好地面排水，保持基坑干燥,基础施工完毕应及时回填、夯实。墙后回填料的干密度大于或者等于。回填料应分层夯实.(5) 挡土墙基槽开挖至持力层下,然后做混凝土垫层厚，宽度每边基础底边放大。（6) 混凝土强度大于设计强度时,才能回填墙后回填土。参考文献1中华人民共和国国家标准。JJ94-2008，建筑桩基技术规范S。北京:中国建筑出版社,00。中华人民共和国国家标准G50010-010，混凝土结构设计规范S.北京：中国建材工业出版社,201。3。中华人民共和国国家标准。JTGD302004，公路路基设计规范S。北京：人民交通出版社，2004。4。中华人民共和国国家标准。JTG B0,公路工程技术标准S。北京：人民交通出版社，2004.5。中华人民共和国国家标准TB1025006,铁路路基支挡结构设计规范.北京：中国铁道出版社，2006。6.中华人民共和国国家标准。GB0007-21，建筑地基基础设计规范S。北京:中国建材工业出版社，20127.中华人民共和国国家标准JGJ9-2012,建筑地基处理技术规范S。北京：中国建筑工业出版社，212。8.夏力农等. 基础工程M北京:中国建材工业出版社,2012。9。龚晓南等.地基处理M 北京:中国建筑工业出版社,005.10。赵树德等土力学(第二版)M 高等教育出版社,0.蒋鹏飞等。 公路边坡防护技术M 人民交通出版社,201112.交通部第二公路勘察设计院主编，公路设计手册路基(第2版)，人民交通出版社，2041。建筑结构荷载规范（GB50092006），中国建筑工业出版社，2007。文中如有不足，请您见谅！