土木工程專業
基礎工程課程設計指導書
西南交通大學岩土工程教研室
2023年10月
目錄1 前言 1
1.1 地基基礎設計的目的與任務 1
1.2 地基基礎的設計內容 2
1.3 基礎工程課程設計的基本要求 3
2 設計題目之一——某單層廠房柱下基礎設計 4
2.1 設計任務 4
2.2 設計資料 4
2.2.1 工程概況 4
2.2.2 地勘資料 6
2.2.3 設計荷載 11
3 基礎工程課程設計指南 17
3.1 設計計算說明書的主要內容 17
3.2 設計計算說明書的章節劃分和內容組織 17
3.3 設計主要步驟 18
3.3.1 基礎位置、埋深及以下土層的確定 18
3.3.2 基礎形式的確定 18
3.3.3 擴充套件基礎設計步驟 19
3.3.4樁基礎設計步驟 19
3.3.5 施工圖繪製 19
3.3.6 施工方案 20
基礎工程是土木工程專業的學科基礎課，在土木工程學科的知識體系中佔據了重要地位。基礎工程課程的特點在於它以較多的力學課程為基礎，以土層中的複雜的基礎結構為研究物件，又涉及到建築、交通、水電等多個工程領域，這就決定了課程具有內容雜、概念多和理論較深的特點，加之學時數較少和本科學生普遍缺少工程知識，故同學們往往感到比較難學。
基礎工程的教學內容和課程體系改革是在上述背景條件下展開的，其主要目標是在學時有限的條件下，使學生能夠對課程的知識體系有較為系統和整體的把握，重點掌握其基本理論和基本方法，並具有一定的工程概念和知識。結合土木工程大專業教學工作的需求，更為了強化培養學生的工程意識和解決實際工程問題的能力並反映近年來工程規範的更新，在教研室原來編寫的《工民建專業基礎工程課程設計任務書》和《橋梁、隧道和鐵道工程專業基礎工程課程設計任務書與指南》的基礎上，我們著手編寫了這本新的《土木工程專業基礎工程課程設計指導書》。
課程設計對理解和掌握工程基本原理具有十分重要的作用，也是同學們由理論學習通往工程實踐的一座橋梁。基礎工程的知識**於工程實踐，反過來又對工程實踐具有指導作用。同學們在本科學習期間參與工程實踐的機會是十分有限的，因而應該重視課程設計給同學們提供的動手機會，通過課程設計更好地理解和鞏固學習到的各種理論和方法，有意識地培養自己的工程意識和解決實際工程問題的能力。
為了幫助同學們更好地完成本次課程設計，下面從課程設計的角度對地基基礎設計的內容和方法做乙個小結。
地基和基礎是建築體系的重要組成部分。因為基礎埋置於地基之中，兩者之間密切相關，設計時必須認真考慮其相互間的影響，所以在實際工作中通常將兩者合併在一起進行設計。
，使設計的地基基礎在預定的使用期限內和規定的使用條件下能夠安全正常地工作，在此基礎上滿足降低造價和保護環境的要求。
地基基礎設計的總體目標可以概括為：安全適用、技術先進、經濟合理、確保質量和保護環境。
地基基礎設計的任務通常包含：
1．方案設計：目的是確定地基基礎的技術方案，包括地基持力層的選取和基礎結構形式的確定。
2．技術設計：包括地基檢算和基礎結構設計兩者。其任務是通過力學計算和結構措施兩方面的手段來保證所設計的地基基礎滿足設計總體目標的要求。
地基基礎的設計內容通常包括：
1．收集相關的設計資料，通常有：
（1）上部結構的型別、安全等級和平面尺寸；
（2）地基勘察資料；
（3）作用於基礎上的荷載的大小、性質、組合情況及作用位置。
2．初步確定地基基礎的技術方案，包括：
（1）選擇地基型別和持力層。一般地，當天然地基能滿足各項設計要求時，應優先選用天然地基，只有在天然地基不能滿足要求時才考慮採用人工地基。持力層的選擇及基礎埋置深度的確定是乙個複雜的問題，應綜合考慮多方面的因素確定，在基礎工程的教材中對此已有詳細的論述，此處不贅述；
（2）根據上部結構的型別、荷載的大小與性質和地基持力層的承載力、埋置深度等因素決定基礎的型別（淺基礎或深基礎，剛性基礎或鋼筋混凝土擴充套件基礎等等）並初步確定基礎的尺寸，選擇基礎的材料；
（3）根據地質、水文和施工條件擬定施工方案，如基坑開挖的方式和基礎的施工形式等。
3．地基基礎的技術設計，包括：
（1）採用淺基礎時應進行下列設計和計算：
1）地基檢算，包括地基持力層和軟弱下臥層的承載力檢算，必要時還應進行基礎沉降和地基基礎的穩定性方面的檢算；
2）確定基礎的平面尺寸和立面尺寸，使之滿足相關要求；
3）採用鋼筋混凝土擴充套件基礎、柱下條形基礎等柔性基礎時尚應計算基礎的內力、檢算基礎的強度並配置鋼筋；
4）當上述計算不能通過，或設計方案未達理想狀態時調整設計方案，重新進行上述各項檢算。
（2）採用樁基礎時應進行下列設計和計算：
1）單樁承載力計算。應根據規範的規定採用相應的方法確定單樁的豎向承載力，對於承受水平荷載較大的樁基礎，尚應確定單樁的水平承載力；
2）根據樁基礎的結構形式和受力情況選擇適當的方法計算樁頂內力；
3）檢算單樁承載力是否滿足要求；
4）根據樁基礎的結構形式和受力情況檢算群樁基礎的承載力，必要時計算基礎的沉降；
5）當上述計算不能通過，或設計方案未達理想狀態時調整設計方案，重新進行上述各項檢算。
當設計物件為建築樁基礎時，上述第3）步和第4）步可合併為一步。
4．繪製施工圖，計算工程數量，編制工程概預算。
由於課時數的限制，在本次課程設計中只要求同學們完成上述設計任務中的一部分。在本指導書的後面列出了若干設計題目，這些題目均**於工程實際，但根據基礎工程課程教學的要求並結合同學們的實際情況進行了簡化，目的是幫助同學們盡快上手，以期在課時有限的條件下達到更好的效果。同學們可在任課教師的幫助下選擇乙個設計題目並確定相應的設計任務，參考後面的設計指南完成本次課程設計。
通過本次課程設計，要求同學了解地基基礎設計的全過程，掌握一種常用的基礎結構和地基的設計計算方法，並具有一定的處理地基基礎問題的能力。
本設計物件為某機械廠的裝配車間。廠房基礎頂面以上部分的建築和結構設計工作已經完成。本課程設計的任務是完成柱下基礎與地基的設計與檢算。
要求同學選擇（或由任課教師分配）乙個基礎，按給定的條件完成相關的設計和計算工作，具體要求如下：
1．設計計算：
（1）綜合分析設計資料，對三種常用的房屋基礎型別（剛性基礎、鋼筋混凝土擴充套件基礎和樁基礎）的技術合理性進行比較（限於課時，本次課程設計不考慮造價因素），選擇較為合理的基礎方案。確定所選柱下基礎的型別，平面尺寸及埋深；
（2）完成該基礎（包括地基）的計算；
（3）初步決定修築該基礎的施工方案。
2．圖紙：
（1）基礎總平面布置圖（假定所有基礎均與自己設計的基礎相同）；
（2）基礎結構圖（應包含圖紙說明和工程數量表）。
3．將上述成果整理成設計計算說明書。
設計計算說明書應制做成word文件。整個說明書應滿足計算過程完整、計算步驟清楚、文字簡明、符號規範和版面美觀的要求，圖紙應用cad製作而且應該表達正確、布局合理和尺寸齊全。
說明書用16開紙張列印，和圖紙一起裝訂成冊，交任課老師評閱。
該裝配車間採用單層鋼筋混凝土排架承重結構，設計跨度24m，柱距6m，車間內有2對30噸中級工作制橋式吊車。建築平面圖見圖2-1。規定室內地面標高為±0.
00，相當於黃海高程455.00m，室外地面標高為-0.15m，柱頂標高為12.
50m，軌頂
圖2-1 裝配車間平面圖（mm）
標高為9.80m。
各柱在基礎頂面處的截面形狀為矩形，尺寸為：
邊柱z1長寬=1000400mm；
角柱z2長寬=1000400mm；
抗風柱z3： 長寬=700400mm；
基礎梁的橫截面尺寸如圖2-2，梁與柱之間的淨距為20mm，置於柱子外側的基礎上。
圖2-2 基礎梁的橫截面尺寸（mm）
簡化後的建築場地「工程地質勘察報告」如下。
xx工程地質勘察報告
擬建工程為xx機械廠的裝配車間，建築場地位於該機械廠廠區內，廠房平面尺寸為42m24m,採用鋼筋混凝土排架結構，結構的設計跨度為24m，柱距為6m。
勘察工作按施工圖設計階段的要求進行。自x年x月x日開始，至x年x月x日結束。共完成鑽孔6個，並結合鑽孔取原狀土樣xx個進行了室內土工實驗。
場地處地面平坦。擬建車間的西南角有一古河道，現已淤填。據鑽探揭露，各地層的情況如下：
第層：人工填土。分布於場地表面，以灰黑色粉土為主，伴有碎磚，爐渣等雜物的填土層。厚約0.5~1.2m，結構疏鬆，土質不均，平均天然重度為17.1kn/m3。
第層：粉質粘土。呈棕紅色。除1#孔外各孔均有，厚度9.5~10.1m。硬塑~可塑，土質較均勻。
第層：粉土。呈褐黃色。僅在1#孔可見到，厚約3.3m，流塑。
基礎工程課程設計
第1章設計資料 1.1工程概況 已知某辦公樓，框架結構，柱距6m6m，柱的截面尺寸為400mm600mm。規定室內地面標高為 0.00，相當於黃海高程455.00m，室外地面標高為 0.15m。基礎梁的橫截面尺寸為250mm300mm，基礎梁上的荷重 包括基礎梁自重 按30kn m計算。彎矩m以柱子...
基礎工程課程設計
第二節設計資料 一 工程概況 某裝配車間採用單層鋼筋混凝土排架承重結構，設計跨度24m，柱距6m，車間內有2對30噸中級工作制橋式吊車。建築平面圖見圖2 1。規定室內地面標高為 0.00，相當於黃海高程455.00m，室外地面標高為 0.15m，柱頂標高為12.50m，軌頂標高為9.80m。柱子編號...
基礎工程課程設計
設計計算書 1.1 設計題目 灌注樁基設計 1.2 設計荷載 1 題號 2號 2 柱底荷載效應標準組合值如下。a軸荷載 b軸荷載 c軸荷載 3 柱底荷載效應基本組合值如下。a軸荷載 b軸荷載 c軸荷載 設計a軸下樁基，b c軸柱下僅設計承臺尺寸和估算樁數。1.3地層條件及引數 地層條件及其引數詳見樁...