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毕业论文网 > 毕业论文 > 理工学类 > 工程力学 > 正文

兴山县址膨胀土区域某框架结构房屋建筑地基基础设计毕业论文

 2020-02-18 09:02  

摘 要

本设计主要进行了膨胀土地区框架结构房屋的地基基础设计。与传统的一般土地区的地基基础设计不同,在膨胀土地基上进行地基基础设计,需要考虑膨胀土的影响。

本设计中,在基础埋深选择、确定地基承载力及基础沉降计算中均考虑了膨胀土的胀缩特性;在滑坡稳定性分析时分别进行了①不考虑土体胀缩性②考虑垂向膨胀力③考虑水平膨胀力三种工况下的分析,得出了较为合理的分析结果,设计中综合考虑了多因素的影响,设计的地基基础方案是安全的。

关键词:膨胀土;基础设计;稳定性分析;支挡结构

Abstract

This design mainly carried out the foundation design of the frame structure under the expansive soil area. Different from the traditional foundation design of the general soil area, the influence of the expansive soil, such as the influence of the expansion and shrinkage deformation and the expansive pressure of the expansive soil, should be considered when designing the foundation.

This design mainly carries out the foundation design of the frame structure buildings in the expansive soil area. Different from the traditional foundation design of the general soil area, the influence of the expansive soil should be considered when designing the foundation in the expansive soil area.

In this design, the swelling-shrinkage characteristics of expansive soil are considered in the selection of foundation depth buried, bearing capacity determination of foundation and foundation settlement calculation; in the analysis of landslide stability, 1. Considers regardless of soil swelling-shrinkage characteristics 2. Considers the swelling pressure of vertical 3. Considers the swelling pressure of horizontal, analysis under the three working conditions, a more reasonable analysis result is obtained. The design considers the influence of multiple factors, and the designed foundation-based scheme is safe.

Key Words: expansive soil; design of foundation;analysis of landslide stability;supporting and retaining structure

目 录

第1章 绪论 1

第2章 基础类型及基础平面布置 2

2.1 上部结构类型特征 2

2.1.1 上部结构类型 2

2.1.2柱底荷载 3

2.1.3 基础平面布置 3

2.2 场地条件及抗震要求 4

第3章 基础埋置深度及地基承载力 5

3.1 基础埋置深度 5

3.1.1 场地地形地貌 5

3.1.2 场地岩土体分布及工程地质性质 6

3.2 地基承载力 6

3.2.1 现场天然及浸水条件下的旁压试验 6

3.2.2 室内试验资料 6

3.2.3 理论公式计算 7

3.2.4 确定地基承载力 7

第4章 基础底面尺寸 8

4.1 按地基承载力计算基底尺寸 8

4.1.1 基础1(2) 8

4.1.2 基础3 8

4.1.3 基础4 8

4.1.4 基础5 8

4.1.5 基础6 9

4.1.6 基础7 9

4.2 承载力验算 9

4.2.1 基础1(2)承载力验算 9

4.2.2 基础3承载力验算 10

4.2.3 基础4承载力验算 10

4.2.4 基础5承载力验算 11

4.2.5 基础6承载力验算 11

4.2.6 基础7承载力验算 11

第5章 地基沉降 13

5.1 沉降计算 14

5.1.1 基础1(2)沉降 14

5.1.2 基础3沉降 16

5.1.3 基础4沉降 17

5.1.4 基础5沉降 18

5.1.5基础6沉降 19

5.1.6 基础7沉降 20

5.2 沉降验算 21

5.2.1 沉降差验算 21

5.2.2 局部倾斜验算 22

第6章 稳定性分析 25

6.1 边坡稳定性分析 25

6.1.1 边坡稳定性分析 25

6.1.2 重力式挡土墙设计 26

6.2滑坡稳定性分析 32

6.2.1 剩余下推力法 32

6.2.2 整体稳定性分析法 34

6.3 地基稳定性分析 34

第7章 基础结构设计 38

7.1 基础1(2)结构设计 38

7.1.1 基础底板厚度计算 38

7.1.2 基础配筋计算 40

7.2 基础3结构设计 41

7.2.1 内力计算 41

7.2.2 基础底板厚度计算 42

7.2.3 基础配筋计算 43

7.3 基础4结构设计 43

7.3.1 内力计算 43

7.3.2 基础底板厚度计算 45

7.3.3基础配筋计算 45

7.4 基础5结构设计 46

7.4.1 内力计算 46

7.4.2 基础底板厚度计算 46

7.4.3 基础配筋计算 47

7.5 基础6结构设计 47

7.5.1 内力计算 47

7.5.2 基础底板厚度计算 49

7.5.3 基础配筋计算 49

7.6 基础7结构设计 50

7.6.1 内力计算 50

7.6.2 基础底板厚度计算 52

7.6.3 基础配筋计算 52

参考文献 53

附录 54

致 谢 55

第1章 绪论

建筑地基基础设计是建筑设计里至关重要的一环,基础设计关系着整个建筑的稳定性,所以进行基础设计时需要考虑的因素很多,并不是设计一个基础能把上部结构放上去就行了。首先要考虑在上部荷载作用下应该采用何种类型的基础,然后根据上部结构传来的荷载和相关的规范要求来进行基础设计,初步设计基础后,要对基础进行验算,包括基础的沉降、稳定性、抗弯和抗冲切等是否满足规范要求[1]

如今国内外对于一般土地区的基础设计及研究较多,而对于在膨胀土地区的基础设计及研究相对较少。因为膨胀土在天然状态下强度较高,呈现低压缩性,与性能良好的地基土特性接近,但是膨胀土还具有吸水体积剧烈膨胀,失水体积显著减少的特性,所以尽管短时间内在膨胀土地区按一般土设计的基础可以满足要求,但是多年以后基础就有破坏的风险,到时候修复建筑物的成本就超出预算了[2]。如果按照膨胀土地区的设计规范来进行建筑地基基础设计,虽然建筑成本变的相对高了,但是可以有效避免了多年后基础破坏的风险,修复建筑物的成本也大大减少,所以有必要对膨胀土地区的建筑地基基础设计特殊化,在膨胀土地区的建筑地基基础的设计和研究多花精力和成本[3]

本设计是兴山县址膨胀土地区某框架结构房屋建筑地基基础设计,兴山县由于三峡大坝的修建要迁建新址,选择的新址位于膨胀土地区,所以在进行建筑地基基础设计时考虑膨胀土地区的设计规范[4]。本设计考虑在膨胀土地区基础类型的选择,基础埋深的选择以及膨胀土地区基础的沉降和稳定性的验算。除了验算基础的稳定性外,由于建筑位于斜坡,还要进行边坡稳定性验算、滑坡稳定性验算。与一般土上的建筑地基基础设计相比,膨胀土地区的建筑地基基础设计的要求要更多,花费的精力也更多,但是膨胀土地区有它的特殊性,需要有人来花费这些精力来进行膨胀土地区的建筑地基基础设计[5]。这个设计充分考虑了该地区膨胀土的分布规律、物理力学性质和胀缩特性。在国内外对膨胀土地区的建筑地基基础设计相对一般土地区的建筑地基基础设计较少的情况下,做好一个在膨胀土地区的建筑地基基础设计,比一般土的建筑地基基础设计更有价值。

第2章 基础类型及基础平面布置

2.1 上部结构类型特征

2.1.1 上部结构类型

上部结构类型为框架结构,柱的平面布置图如图2.1,设计框架柱的A1、M1、A9、O9柱下采用钢筋混凝土独立基础,为类型1基础;B1、N1、B9、N1柱下采用钢筋混凝土独立基础,为类型2基础,由于类型1基础与类型2基础受力相同,可设计为相同的柱下独立基础;1轴柱的D-L柱、9轴柱的D-L柱的间距较小,考虑柱下长条形基础,为类型3基础;2和3轴柱的D-L柱、7和8轴柱的D-L柱的间距较小,考虑柱下长条型基础,为类型4基础;A轴柱的2-8柱和O轴柱的2-8柱的间距较小,考虑柱下长条形基础,为类型5基础;A轴柱的2-3柱、7-8柱和O轴柱的2-3柱、7-8柱的间距较小,考虑柱下联合基础,为类型6基础;C轴柱的4-6柱和M轴柱的4-6柱的间距较小,考虑柱下长条形基础,为类型7基础。

{F2CDBC53-067D-496A-8390-D9D35709C4FF}

图2.1 结构平面柱网

2.1.2柱底荷载

上部结构承重柱的柱底荷载统计结果见表2.1

表2.1 柱底荷载统计

柱号

恒载

活载

正常使用极限下标准组合

正常使用极限下准永久组合

承载能力极限下可变作用控制的基本组合

承载能力极限下永久作用控制的基本组合

1

2

组合

组合

组合

组合

外柱

M

4.67

1.76

1 2

6.43

1

0.4×2

5.37

1.2×1

1.4×2

8.07

1.35×

(1 2)

8.68

N

-768.29

-227.76

-996.05

-859.39

-1240.81

-1344.67

V

-4.51

-1.65

-6.16

-5.17

-7.22

-8.32

2轴

内柱

M

-8.02

-2.75

1 2

-10.77

1

0.4×2

-9.12

1.2×1

1.4×2

-13.47

1.35×

(1 2)

-14.54

N

-1012.13

-351.06

-1363.19

-1152.55

-1706.04

-1840.31

V

4.56

1.57

6.13

5.19

7.67

8.28

3轴内柱

M

-1.58

-0.67

1 2

-2.25

1

0.4×2

-1.85

1.2×1

1.4×2

-2.83

1.35×

(1 2)

-3.04

N

-853.02

-226.01

-1079.03

-943.42

-1340.04

-1456.69

V

-0.05

0.08

0.03

-0.02

0.05

0.04

柱底荷载较小,设计基础类型可以满足荷载要求。

2.1.3 基础平面布置

根据基础类型和柱的平面布置图可得出基础平面布置如图2.2

图2.2 基础平面布置图

2.2 场地条件及抗震要求

柱下独立基础、柱下联合基础和柱下条形基础满足场地地形为斜坡,岩土体分布较均匀且为膨胀土的场地条件[4];满足所在地区、建筑类型的抗震要求[6]

第3章 基础埋置深度及地基承载力

3.1 基础埋置深度

3.1.1 场地地形地貌

场地地形地貌平面图见图3.1

B

A

挡土墙

建筑

图3.1 场地地质略图

建筑位于湖北省西部长江西陵峡北岸支流的香溪河畔高阳镇的王家岭地区,此地区为山地地形,地下水位较深,确定基础埋置深度时可不考虑水文地质条件;高阳镇位于长江以南,亦可不考虑地基冻融条件[4][7]

3.1.2 场地岩土体分布及工程地质性质

场地岩土体为冲洪积层,为碎石块、砾石夹粘性土或粘性土夹碎石,厚度为5-20m,属于膨胀土[8]。根据工程地质勘察报告[7],场地膨胀土的室内力学试验成果见表3.1。

表3.1 膨胀土室内物理力学试验成果

区域

取样深度

天然状态的基本物理性指标

流限

塑限

塑性指数

力学性指标

含水量

密度

孔隙比

压缩试验

天然固结快剪

湿

压缩系数

压缩模数

凝聚力

内摩擦角

H

e

C

%

%

%

%

王家岭

3.20

~

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