独立基础设计计算书

目 录

1 基本条件的确定 ………………………………………………… 2 2 确定基础埋深………………………………………………………2 2.1设计冻深………………………………………………………2 2.2选择基础埋深…………………………………………………2 3 确定基础类型及材料………………………………………………2 4 确定基础底面尺寸…………………………………………………2 4.1确定B柱基底尺寸……………………………………………2 4.2确定C柱基底尺寸……………………………………………3 5 软弱下卧层验算……………………………………………………3 5.1 B柱软弱下卧层验算…………………………………………3 5.2 C柱软弱下卧层验算…………………………………………4 6 计算柱基础沉降……………………………………………………4 6.1计算B柱基础沉降……………………………………………4 6.2计算C柱基础沉降……………………………………………6 7 按允许沉降量调整基底尺寸………………………………….… 7 8 基础高度验算…………………………………………………… 8 8.1 B柱基础高度验算…………………………………………… 9 8.2 C柱基础高度验算……………………………………………10 9 配筋计算………………………………………………………… 12 9.1 B柱配筋计算…………………………………………………12 9.2 C柱配筋计算…………………………………………………14

1 基本条件确定

人工填土不能作为持力层，选用亚粘土作为持力层。

2 确定基础埋深

2.1设计冻深

d o

zs

zw

ze

=2.0 1.00 0.95 0.90 1.71m

2.2选择基础埋深

根据设计任务书中给出的数据，人工填土d 1.5m，因持力层应选在亚粘土层处，故取d 2.0m

3 确定基础类型及材料

基础类型为：柱下独立基础

基础材料：混凝土采用C25，钢筋采用HPB235。

4 确定基础底面尺寸

根据亚粘土e=0.95，Il 0.65，查表得 b 0, d 1.0。因d=2.0m。 基础底面以上土的加权平均重度：

o1 [18.0 1.5 19.0 (2.0 1.5)]/2.0 18.25KN/m3

地基承载力特征值fa（先不考虑对基础宽度进行修正）：

fa fa1 d m1(d 0.5) 150 1.0 18.25 (2.0 0.5) 177.38KPa 4.1 确定B柱基底尺寸

A0

FKfa Gd

2400177.38 20 2.0

17.47m.由于偏心力矩不大，基础底面面积按

2

20％增大，即A=1.2A0=20.96m2。一般l/b=1.2～2.0，初步选择基础底面尺寸：

A l b 5.4 3.9 21.06m，虽然b 3.9m 3m,但 b=0不需要对fa进行修正。

2

4.1.1持力层承载力验算

基础和回填土重：G GdA 20 2.0 21.06 842.4KN 偏心距：ek

2102400 842.4

0.065m

l6

5.46

0.90m

基础底面处的平均压力值：

PK

FK GK

A

2400 842.4

21.06

153.96KPa fa 177.38KPa

基础底面边缘的最大压力值：

Pkmax

FK GK

A

(1

6el

) 153.96 (1

6 0.0655.4

) 165.08KPa 1.2fa 212.86KPa

基础底面边缘的最小压力值：

Pkmin

Fk Gk

A

(1

6el

) 153.96 (1

6 0.0655.4

) 142.84KPa 0

满足要求。确定该柱基础底面长l=5.4m，b=3.9m。 4.2 确定C柱基底尺

A0

FKfa Gd

1800177.38 20 2.0

基础底面面积按 13.10m.由于偏心力矩不大，

2

30％增大，即A=1.3A0=17.03m2。一般l/b=1.2～2.0，初步选择基础底面尺寸：

A l b 5.2 3.3 17.16m,虽然b 3.3m 3m,不需要对fa进行修正。

2

4.2.1持力层承载力验算

基础和回填土重：G GdA 20 2.0 17.16 686.4KN 偏心距：ek

2501800 686.4

0.101m

l6 5.26

0.867m

基础底面处的平均压力值： PK

FK GK

A

1800 686.4

17.16

144.9KPa fa 177.38KPa

基础底面边缘的最大压力值：

Pkmax

Fk Gk

A

(1

6el

) 144.9 (1

6 0.1015.2

) 161.79KPa 1.2fa 212.86KPa

基础底面边缘的最小压力值：

Pkmin

Fk Gk

A

(1

6el

) 144.9 (1

6 0.1015.2

) 128.01KPa 0

满足要求。确定该柱基础底面长l=5.2m，b=3.3m。

5 软弱下卧层验算

5.1 B柱

软弱下卧层顶面处自重应力：

Pcz 18.0 1.5 19.0 6.5 150.5KPa

软弱下卧层顶面以上土的加权平均重度：

m2

150.58.0

18.81KN/m

2

由灰褐色淤泥质粉质粘土e 1.10,Il 1.0,查表得： d 1.0 , b 0.

faz 100 1.0 18.81 (8.0 0.5) 241.08KPa

由Es1/Es2 5200/1000 5.2,以及z/b (8.0 2.0)/3.0 1.54 0.5,查表得地基压力扩散角 25.2

软弱下卧层顶面处的附加压力：

PZ

lb(PK m1d)(l 2ztan )(b 2ztan )

5.4 3.9 (153.96 18.25 2.0)

(5.4 2 6.0 tan25.2)(3.9 2 6.0tan25.2)

23.46KPa

验算：PZ PCZ 23.46 150.5 173.96KPa f 241.08KPa.（满足）

az

5.2 C柱

软弱下卧层顶面处自重应力：

Pcz 18.0 1.5 19.0 6.5 150.5KPa 软弱下卧层顶面处的附加压力：

PZ

lb(PK m1d)(l 2ztan )(b 2ztan )

5.2 3.3 (144.9 18.25 2.0)

(5.2 2 6.0 tan25.2)(3.3 2 6.0 tan25.2)

19.17KPa

验算：PZ PCZ 19.17 150.5 169.67KPa f 241.08KPa.（满足）

az

6 计算柱基础沉降

6.1 B柱

基础底面处的自重应力： cz m1 d 18.25 2.0 36.5KPa 基底压力：P

F GA

2280 842.4

20.96

148.97KPa

基底附加压力：P0 P CZ 148.97 36.5 112.47KPa 6.1.1 确定基础沉降计算深度Zn

因为不存在相邻荷载的影响，可按下式估算基础沉降计算深度Zn：

Zn b(2.5 0.4lnb) 3.9 (2.5 0.4ln3.0) 7.63m 7.6m

因 2 b=3.9 4，故 z 0.6m。按该深度，沉降量计算至淤泥质亚粘土层。 6.1.2 沉降计算

沉降计算见表。其中 应用 “角点法”，即将基础分为4块相同的小面积，查表时按

l2b2

lb,

zb2

查，查得的平均应力系数应乘以4。

表 B柱基础最终沉降量计算

6.1.3 Zn校核

根据规范规定， z 0.6m,计算出 sn 0.569mm,并除以得

0.00318 0.0250，表明所取Zn=10.6m符合要求。 11.4.1.4 确定沉降经验系数 s

s

i

（179.29mm），

压缩层范围内土层压缩模量的平均植：

Es

(A

i

AiEsi)

P0 (zi i zi 1 i 1)P0 zi i zi 1 i 1/Esi

4176.4

0.6038 0.9859 0.00506

2618.8KPa 2.62MPa

P0 112.47KPa 0.75fak 0.75 150 112.5KPa

，查表得 s=1.09

则基础最终沉降量：

S s si 1.09 179.29 105.43mm

6.2 C柱

基础底面处的自重应力： cz m1 d 18.25 2.0 36.5KPa 基底压力：P

F GA

1620 686.4

17.16

134.41KPa

基底附加压力：P0 P CZ 134.41 36.50 97.91KPa 6.2.1 确定基础沉降计算深度Zn

因为不存在相邻荷载的影响，可按下式估算基础沉降计算深度Zn：

Zn b(2.5 0.4lnb) 3.3 (2.5 0.4ln3.3) 6.67m取6.7m

因 2 b 4，故 z 0.6m。按该深度，沉降量计算至淤泥质亚粘土层。 6.2.2 沉降计算

沉降见表。其中 应用 “角点法”，即将基础分为4块相同的小面积，查表时按

l2b2

lb,

zb2

查，查得的平均应力系数应乘以4。

表 C柱基础最终沉降量计算

6.2.3 Zn校核

根据规范规定， z 0.6m,计算出 sn 0.046mm,并除以0.0005 0.0250，表明所取Zn=6.7 m符合要求。 6.2.4 确定沉降经验系数 s

Es

s

i

91.656mm），得

(A

i

AiEsi)

P0 (zi i zi 1 i 1)P0 zi i zi 1 i 1/Esi

3318.380.93648

3541.57KPa 3.54MPa

P0 97.91 0.75fak 0.75 150 112.5KPa，查表得

s

=1.0307

则基础最终量：

S s si 1.0307 91.656 94.47mm

7 按允许沉降量调整基底尺寸

由于B柱Es 1.069MPa，C柱Es 0.8387MPa，由于小于4MPa，属于高压缩土 ，

s sB sC 105.43 94.47 10.96mm 0.003l 0.003 6500 19.5mm

。符合要求。

8 基础高度验算

8.1 B柱基础高度验算 8.1.1 计算基底反力

偏心距：en o

MF 2843240

0.088m

b6 3.96

0.65m

基础边缘处的最大和最小净反力：

Pn min

n max

Flb

(1

6en 0l

)

32405.4 3.9

(1

6 0.0885.4

)

168.89KPa138.8KPa

8.1.2基础高度（选用阶梯形基础）

柱边基础截面抗冲切验算（见图1）

l 5.4m,b 3.9m,at bc 0.4m,ac 0.6m

，初步选择基础高度h=1000㎜，从

下至上分300㎜，300㎜，400㎜三个台阶，ho 1000 50 950㎜（有垫层），

hp 0.987

am

at ab

2

。at 2ho 0.4 2 0.95 2.3m b 3.9m，取ab 2.3m

0.4 2.3

2

1.35m

，

因偏心受压Pn取Pn max 冲切力： Fl Pn max

2

lac bbc

h0 b h0

2222

2 5.40.6 3.90.4

=168.89 0.95 3.9 0.95

22 2 2

=846.98KN

抗冲切力： 0.7 hpftamh0 0.7 0.987 1.27 103 1.35 0.95 =1125.32KN 846.98KN。可以。 结论：柱边对基础抗冲切强度满足要求。

1

1

45°45°

°45°

1

°

45°

B

B

B

°°

45°

45°

°

柱与基础交接处

图 1

2

基础第一变阶处

图 2

2

基础第二变阶处

图 3

2

8.1.3变阶处抗冲切验算

8.1.3.1 第一阶基础截面抗冲切验算（见图2）

h1 600mm, hp 1.0,h01 600 50 550mm,a1 2.5m,b1 at 1.7m,

2.25m

at 2h02 1.7 2 0.55 2.8m b 3.9m,取ab 2.8m,am

at ab

2

1.7 2.8

2

冲切力：

Fl Pn max

2

la1 bb1

h01 b h01

2222

2 5.42.5 3.91.7

=168.89 0.55 3.9 0.55

2222

=541.7KN

抗冲切力：0.7 hpftamh0 0.7 1.0 1.27 103 1.55 0.55 =757.87KN 541.7KN。可以。 8.1.3.2 第二阶基础截面抗冲切验算（见图3）

h2 300mm, hp 1.0,h01 300 50 250mm,a2 3.8m,b2 at 2.7m,

at 2h02 2 2 0.25 2.5m b 3.9m,取ab 3.5m,am

at ab

2

3 2.52

3.25m

冲切力： Fl Pn max

2

la2 bb2

h02 b h02

222 2

2 5.44.5 3.92

=168.89 0.25 3.9 0.25

22 2 2

=124.98KN

抗冲切力：0.7 hpftamh0 0.7 1.0 1.27 103 3.25 0.25 =722.31KN 124.98KN。可以。 8.2 C柱基础高度验算 8.2.1 计算基底反力

偏心距：en o

MF 3382430

0.139m

b6 3.36

0.55m

基础边缘处的最大和最小净反力：

max

Pnn m in

Flb

(1

6en 0l

)

24305.2 3.3

(1

6 0.1395.2

)

164.32KPa118.9KPa

8.2.2基础高度（选用阶梯形基础）

柱边基础截面抗冲切验算（见图4）

l 5.2m,b 3.3m,at bc 0.4m,ac 0.6m，初步选择基础高度

h=1000㎜，从

下至上分300㎜，300㎜，400㎜三个台阶，ho 1000 50 950㎜（有垫层），

hp 0.987

am

at ab

2

。at 2ho 0.4 2 0.95 2.3m b 3.3m，取ab 2.3m

0.4 2.3

2

1.35m

，

因偏心受压Pn取Pn max 冲切力： Fl Pn max

2

lac bbc

h0 b h0

2222

2 5.20.6 3.30.4

=164.32 0.95 3.3 0.95

22 2 2

=690.97KN

抗冲切力：0.7 hpftamh0 0.7 0.987 1.27 103 1.35 0.95 =1125.32KN 690.97KN。可以。 结论：柱边对基础抗冲切强度满足要求。

1

1

1

45°

°4545°

°45°

C

C

C

°

°

45°

45°

2

45°

2

45°

2

柱与基础交接处

图 4

基础第一变阶处

图 5

基础第二变阶处

图 6

8.2.3变阶处抗冲切验算

8.2.3.1 第一阶基础截面抗冲切验算（见图5）

h1 600mm, hp 1.0,h01 600 50 550mm,a1 2.3m,b1 at 1.5m,

at 2h02 1.5 2 0.55 2.6m b 3.3m,取ab 2.6m,am

at ab

2

1.0 2.6

2

2.05m

冲切力：

Fl Pn max

la1

h01 22

2

bb1

h01 b 2 2

2

5.22.3 3.31.5

=164.32 0.55 3.3 0.55

22 2 2

=467.9KN

抗冲切力：0.7 hpftamh0 0.7 1.0 1.27 103 2.05 0.55 =1002.35KN 467.9KN。可以。 8.2.3.2 第二阶基础截面抗冲切验算（见图6）

h2 300mm, hp 1.0,h01 300 50 250mm,a2 4.1m,b2 at 2.5m,

at 2h02 2.5 2 0.25 2.5m b 2.8m,取ab 3.0m,am

at ab

2

2.5 3.0

2

2.75m

冲切力：

2

la2 bb2

h02 b h02

222 2

Fl Pn max

2 5.24.1 3.32.5

=164.32 0.25 3.3 0.25

2222

=158.98KN

抗冲切力：0.7 hpftamh0 0.7 1.0 1.27 103 2.75 0.25 =611.19KN 158.98KN。可以。

9 配筋计算

选用HPB235钢筋，fy 210Nm2 9.1 B柱配筋计算（见图7） 9.1.1 基础长边方向

Ⅰ-Ⅰ截面（柱边） 柱边净反力

PnⅠ Pn min

l ac2l

(Pn max Pn min) 138.8

6.4 0.62 6.4

(168.89 138.8) 155.26KPa

悬臂部分净反力平均值

12

(Pnmax PnⅠ)

12

(168.89 155.26) 162.08KPa

弯矩

M1

124(

Pn max PnⅠ

2

)(l ac)(2b bc)

2

124

162.08 (6.4 0.6)(2 3.9 0.4) 1862.89KN.m

6

2

As1

M10.9fyh0

1862.89 10

0.9 210 950

10375.32mm

2

Ⅲ-Ⅲ截面（第一变阶处）

PnⅢ Pn min MⅢ

124(

l ac2l

(Pn max Pn min) 138.8

2

6.4 2.52 6.4

(168.89 138.8) 159.72KPa

2

Pn max PnⅢ

2

)(l a1)(2b b1)

124

164.31 (6.4 2.5)(2 3.9 1.7) 989.25KN.m

6

AsⅢ

MⅢ0.9fyh0

989.25 10

0.9 210 550

9516.59mm

2

Ⅴ-Ⅴ截面（第二变阶处）

l ac2l

6.4 4.52 6.4

PnⅤ Pn min MⅤ

124(

(Pn max Pn min) 138.8

2

(168.89 138.8) 164.42KPa

2

Pn max PnⅤ

2

)(l a2)(2b b2)

124

166.66 (6.4 4.5)(2 3.9 2) 270.74KN.m

6

AsⅤ

比

较

AsⅠ,

MⅤ0.9fyh0

Ⅴ

270.74 10

0.9 210 250

5729.95mm

2

Ⅲ

和As

，

应As

2

按

AsⅠ

配筋，实际配

68 14,As 10465.2mm 10375.32mm

2

9.1.2基础短边方向

Ⅱ-Ⅱ截面

因该基础受单向偏心荷载，所以在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算。 取Pn

12

(Pn max Pn min)

计算。

12

2

Pn

MⅡ

124(

Pn max Pn

2

(168.89 138.8) 153.85KPa

124

2

)(b b0)(2l ac)

6

161.37 (3.9 0.4)(2 6.4 0.6) 1103.7KN.m

AsⅡ

MⅡ0.9fyh0

1103.7 10

0.9 210 950

6147.03mm

2

Ⅳ-Ⅳ截面（第一变阶处）

MⅣ

124(

Pn max Pn

2

)(b b1)(2l a1)

2

124

161.37 (3.9 1.7)(2 6.4 2.5) 497.91KN.m

6

2

AsⅣ Ⅵ-Ⅵ截面（第二变阶处）

MⅥ

124(

Pn max Pn

2

MⅣ0.9fyh0

497.91 10

0.9 210 550

4789.9mm

2

)(b b2)(2l a2)

2

124

161.37 (3.9 2.7)(2 6.4 4.5) 94.22KN.m

2

AsⅥ

MⅥ0.9fyh0

94.22 10

6

0.9 210 250

1994.07mm

2

比较AsⅡ,AsⅣ和AⅥ，应按AsⅡ配筋，现在短边方向（5.4m宽度范围内）配筋。但是，不能符合构造要求。实际按构造配筋

10@75(即79 10),As 6201.5mm 6147.03mm

2

2

1000

Ⅵ

Ⅳ

Ⅱ

Ⅰ-Ⅰ

650

ⅥⅣⅡ

550

650

00400550500

000650

4300

650

ⅠⅢⅤ

②Φ14＠70

ⅠⅢⅤ

Ⅵ

950

3600

1

③Φ10＠110

650

Ⅴ

Ⅳ

900

Ⅳ

1000

Ⅱ

950

6400

950

1000

950

④Φ14＠80

Ⅱ

850

5800

850

900

850

850

B

C

图 7

图 8

550

Ⅴ

500

①Φ10＠75

650

ⅢⅢ

550

ⅠⅠ

9.2 C柱配筋计算（见图8） 9.2.1 基础长边方向

Ⅰ-Ⅰ截面（柱边） 柱边净反力

PnⅠ Pn min

l ac2l

(Pn max Pn min) 118.9

5.2 0.62 5.2

(164.32 118.9) 144.23KPa

悬臂部分净反力平均值

12

(Pnmax PnⅠ)

12

(164.32 144.23) 154.27KPa

弯矩

M1

124(

Pn max PnⅠ

2

)(l ac)(2b bc)

2

124

154.27 (5.2 0.6)(2 3.3 0.4) 952.1KN.m

2

AsⅠ

MⅠ0.9fyh0

952.1 10

6

0.9 210 950

5302.7mm

2

Ⅲ-Ⅲ截面（第一变阶处）

PnⅢ Pn min MⅢ

124(

l ac2l

(Pn max Pn min) 118.9

2

5.2 2.52 5.2

(164.32 118.9) 151.65KPa

2

Pn max PnⅢ

2

)(l a1)(2b b1)

124

157.99 (5.2 2.3) (2 3.3 1.5) 448.43KN.m

6

AsⅢ

MⅢ0.9fyh0

448.43 10

0.9 210 550

4313.9mm

2

Ⅴ-Ⅴ截面（第二变阶处）

PnⅤ Pn min MⅤ

124(

l a22l

(Pn max Pn min) 118.9

2

5.2 3.52 5.2

(164.32 118.9) 159.52KPa

2

Pn max PnⅤ

2

)(l a2)(2b b2)

124

161.92 (5.2 4.1)(2 3.3 2.5) 74.29KN.m

6

AsⅤ

MⅤ0.9fyh0

74.29 10

0.9 210 250

1572.28mm

2

比较AsⅠ,AsⅢ和AsⅤ，应按AsⅠ配筋，实际配35 14,As 5386.5mm2 5302.7mm2 9.2.2基础短边方向

Ⅱ-Ⅱ截面

因该基础受单向偏心荷载，所以在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算。 取Pn

12

(Pn max Pn min)

计算。

Pn

12

(164.32 118.9) 141.61KPa

124

2

MⅡ

124

(

Pn max Pn

2

)(b b0)(2l ac)

6

2

152.97 (3.3 0.4)(2 5.2 0.6) 589.64 KN.m

AsⅡ

MⅡ0.9fyh0

589.64 10

0.9 210 950

3283.99mm

2

Ⅳ-Ⅳ截面（第一变阶处）

MⅣ

124(

Pn max Pn

2

)(b b1)(2l a1)

2

124

152.97 (3.3 1.5)(2 5.2 2.3) 262.27KN.m

6

2

AsⅣ Ⅵ-Ⅵ截面（第二变阶处）

MⅥ

124(

Pn max Pn

2

MⅣ0.9fyh0

262.27 10

0.9 210 550

2523.01mm

2

)(b b1)(2l a1)

2

124

152.97 (3.3 2.5)(2 5.2 4.1) 59.15KN.m

2

AsⅥ

MⅥ0.9fyh0

59.15 10

6

0.9 210 250

1251.82mm

2

比较AsⅡ,AsⅣ和AⅥ，应按AsⅡ配筋，现在短边方向（5.2m宽度范围内）配筋。但是，不能符合构造要求。实际按构造配筋

22

10@110(即42 10),As 3297mm 3283.99mm

参考文献 ：

1 赵明华.《土力学与基础工程》.武汉理工大学出版社.2003年8月第2版。 2 钱鸿缙 刘惠珊 汪时敏.《地基与基础》.中国建筑工业出版社.2003年5月第3版。

3 周浪《建筑地基设计规范与应用》. 中国建筑工业出版社.2005年7月第1版。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2v01.html