樁基礎(chǔ)課程設(shè)計

1、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計- 樁基礎(chǔ)設(shè)計指導(dǎo)老師：班 級：學(xué) 號：姓 名 :日 期：土木工程與力學(xué)學(xué)院目錄1 . 設(shè)計資料 11.1 地質(zhì)資料 12 計算 12.1選擇樁型樁端持力層承臺埋深 22.2確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 22.3確定樁數(shù)和承臺底面尺寸 52.4確定樁基豎向承載力特征值 52.5樁頂作用驗算 62.6樁基礎(chǔ)沉降驗算 72.7樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 92.8承臺設(shè)計 103.參考文獻(xiàn) 12基礎(chǔ)工程課程設(shè)計1設(shè)計資料1.1地質(zhì)資料：地下水位離地表1.0m;表1各層土的物理性質(zhì)及力學(xué)指標(biāo)土層土層層底容重含水量空隙比液性壓縮比貫入序號名稱埋深(kN/m 3)(%)e指數(shù)模量阻力（m）IlEs1-2

2、Ps(MPa)(MPa)褐黃色 粉質(zhì)黏 土2.018.027.80.810.486.40.59灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土6.017.838.81.091.184.50.57灰色淤 泥質(zhì)黏 土14.917.053.11.511.292.10.62灰褐 色粉質(zhì) 黏土20.018.035.41.020.804.82.27暗綠 草黃色 粉質(zhì)黏土24.018.524.70.710.317.84.76灰色粉質(zhì)黏土 34.018.035.51.020.874.93.481.2荷載設(shè)計值：N=5800+50n(kN)M=680+5n( kNn)n=601.3柱截面尺寸：600mM 800mm2計算2.1選擇樁型、樁端

3、持力層、承臺埋深2.1.1選擇樁型因為框架跨度大而且不均勻，柱底荷載大，不宜采用淺基礎(chǔ)。根據(jù)施工場地、地基條件以及場地周圍環(huán)境條件，選擇樁基礎(chǔ)。因轉(zhuǎn)孔灌注樁泥水排泄不便，為減少對周圍環(huán)境污染，采用靜壓預(yù)制樁，這樣可以較好的保證樁身質(zhì)量，并在較短的施工工期完成沉樁任務(wù)，同時，當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)力量、施工設(shè)備以及材料供應(yīng)也為采用靜 壓樁提供可能性。2.1.2選擇樁的幾何尺寸以及承臺埋深樁截面尺寸選用：由于經(jīng)驗關(guān)系建議：樓層2d)。樁尖到持力層底面面的距離Z為2.0m ( 4d)。故工程樁入土深度為：h 20 2.022m樁基得有效樁長即為 L 22 2.020m 。2.2確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值本設(shè)計

4、屬于二級建筑樁基，采用經(jīng)驗參數(shù)法和靜力觸探法估算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。 根據(jù)單橋探頭靜力觸探資料 Ps確定樁側(cè)極限阻力標(biāo)準(zhǔn)。圖2-3 Ps qsk曲線cn2111f卜tlqP2-4由于除去雜土外，第,層土都是粘土，則采取圖2.3中的折線oabc來確定樁 側(cè)極限阻力的標(biāo)準(zhǔn)值：即: Ps 1000kPa 時，qsk 0.05PsPs 1000kPa 時，qsk 0.025Ps 25樁端的豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值的計算公式QukQsk Qpk Uqskl iPskAp1其中： Psk( Psk1Psk2)2u樁身截面周長，li 樁穿過第i層土的厚度。2Ap樁身橫截面積，擴(kuò)底樁為樁底水平投影面積，m ,樁

5、端阻力修正系數(shù)，查表22。由于樁尖入土深度 H=22m(15H30)查表2.2，由線性插值法求得修正系數(shù)=0.83表2.2樁端阻力修正系數(shù)值樁入土深度(m)H1515H 3030d,且=300最佳樁距：s=3.5d查新規(guī)范：樁數(shù)估計和承載力驗算均取上部荷載的標(biāo)準(zhǔn)值。2.3確定樁數(shù)和承臺底面尺寸卜面以B,一C的何載計算。柱何載設(shè)計值：N=8800kN,M 980kNm, H =0kN荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Nk=8800/1.356519kN,Mk 980/1.35726kNm1.11.2，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)范中建議取現(xiàn)在取1.1的系數(shù)，即:NkRa1.1980.67.3

6、根取 n= 8，樁距 Sa=3d 1.2m,承臺底面尺寸為3.1m 3.1m2.4確定基樁豎向承載力特征值該樁基屬于非端承樁，并n3,承臺底面下并非欠固結(jié)土，新填土等，故承臺底面不會于土脫離，所以宜考慮樁群、土、承臺的相互作用效應(yīng)，按復(fù)合基樁計算豎向承載力特征值。（建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-20085.2.3對于端承型樁基、樁數(shù)少于4根的摩擦型柱下獨立 樁基、或由于地層土性、使用條件等因素不宜考慮承臺效應(yīng)時，基樁豎向承載力特征值應(yīng)取 單樁豎向承載力特征值。）目前，考慮樁基的群樁效應(yīng)的有兩種方法。地基規(guī)范采用等代實體法， 樁基規(guī)范采用群樁效應(yīng)系數(shù)法。下面用群樁效應(yīng)系數(shù)法計算復(fù)合基樁的豎向承載力

7、特征值。（不考慮地震作用）考慮承臺效應(yīng)的復(fù)合基樁豎向承載力特征值可按下列公式確定：不考慮地震作用時：R Ra cfakAc2 2 2承臺凈面積： Ac （3.128 0.402）/81.04m2。Sa1.2.3d 0.4Bc 3.10.155l 20注：Sa/d為樁中心距與樁徑之比；Bc/l為承臺寬度與樁長之比。查表5.2.5承臺效應(yīng)系數(shù)c 0.11fak :承臺下1/2承臺寬度且不超過 5m深度范圍內(nèi)各層土的地基承載力特征值按厚度加權(quán) 的平均值；ak 104 PS 26.986.26kPa第一層第二層ak 104 PS 26.986.18kPa平均值為fak 87.52那么，復(fù)合樁基基樁豎向

8、承載力設(shè)計值R:RRac fakAc981.6 0.11 87.52 1.04 991.6kPa2.5樁頂作用驗算(1 )荷載取柱的Nkmax組合:Nk=8800/1.35Mk 980/1.356519kN,726kNm荷載作用在承臺頂面。本工程安全等級為二級，建筑物的重要性系數(shù)0=1.0.承臺的平均埋深d 2m。 作用在承臺底形心處的豎向力有F,G.2Gk3.1(20 1 10 1) 288.3kNNk Gk 6519 288.36807.3kNNkmax 951.7kN1.2R1.2 991.61189.9kN樁頂受力計算如下：NkFkGk850.9kNnN k maxFkGkM k y

9、max6807.37261.2951.7kNn(yi2)861.22nlk minFkGkM k y max6807.37261.2750.0kNn(yi2)861.22“Nk850.9kNR 991.6kN0N min 0滿足要求2.6樁基礎(chǔ)沉降驗算采用正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合進(jìn)行樁基礎(chǔ)的沉降計算。但是本題因條件有限，采用正常使用極限狀態(tài)下是標(biāo)準(zhǔn)組合計算，這是偏于安全的。(建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008 5.5.6對于樁中心距不大于6倍樁徑的樁基，其最終沉降量計算可采用等效作用分層總和法。等效作用面位于樁端平面，等效作用面積為樁承臺投影面積，等效作用附加壓 力近似取承臺底

10、平均附加壓力。等效作用面以下的應(yīng)力分布采用各向同性均質(zhì)直線變形體理 論）豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Nk=8800/1.356519kNNk Gk6519 288.3 6807.3kN基底處壓力 pFk GkA6807.33.1 3.1708.4kPa基底自重壓力18.0 1 (18.0 10.0) 126kPa基底處的附加應(yīng)力 P0 Pc 708.426682.4kPa樁端平面下的土的自重應(yīng)力.在z=0時：c和附加應(yīng)力z ( z 4 P0)計算如下:ihi18 1.0 (18 10) 1.0 (17.8 10)4 (17.0 10) 8.9 (18.0 10) 5.1(18.5 10) 2.0177.3k

11、Palb 1,2zb 0,0.25, s 4 p04 0.25 682.4 682.4kPa其他各點的計算結(jié)果如下表:表2.4 c，z的計算結(jié)果占d(m)Z(m)c(kPa)%先z(kPa)0220177.3100.25682.4123.51.5190.0510.970.177483.12242194.311.290.142387.6325.53.5206.312.260.072196.54275218.313.230.040109.2528.56.5230.314.190.02568.26308242.315.160.01746.4731.59.5254.316.130.01232.8在Z

12、9.5m處，/49.12543 0.19 0.2，所以本基礎(chǔ)取Zn 9.5m計算沉降量。計算如表2.5表2.5計算沉降量Z(mm)%2zbii Zi (mm)i Zii 1Zz 1Esi(MPa)Si 4 P0Ei(i zii 1zi 1)0100.2501.510.970.2250.3380.3387.8118.3211.290.2100.4200.0827.828.73.512.260.1630.5710.1514.984.1513.230.1310.6550.0844.946.86.514.190.1070.7000.0454.925.1815.160.0910.7280.0284.91

13、5.69.516.130.0790.7510.0234.912.8所以：s S 331.4mm當(dāng)無當(dāng)?shù)乜煽拷?jīng)驗時，樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)”可按建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008 表5.5.11選用。Aip0 (zi i Zi 1 i 1)，計算入下表：iiZi(mm)i zi 1zz 1Esi(MPa)AA 百0.2500.2250.3380.3387.8230.729.60.2100.4200.0827.856.07.20.1630.5710.1514.9103.021.00.1310.6550.0844.957.311.70.1070.7000.0454.930.76.30.0910.72

14、80.0284.919.13.90.0790.7510.0234.915.73.2512.582.9AEs A / -2L512.5/82.96.18MPaEsi查表得到當(dāng)Es 10MPa時，沉降經(jīng)驗系數(shù) 1.2。短邊方向樁數(shù)nb 3，樁距徑比Sa 丄2 3，長徑比I . 20門 50,承臺的長寬d 0.40 3兒 /0.4比 LBc 1.0，查表：C00.036,C11.726,C212,292C。nbCg 1) C20.0363 11.726(3 1) 12,2920.163所以，樁基礎(chǔ)最終沉降量SeS =1.2 0.163 331.4 64.8mm 120mm滿足要求2.7樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計計

15、算兩端樁長各11m采用單點吊立的強(qiáng)度進(jìn)行樁身配筋設(shè)計。吊立位置在距樁頂、樁端平面 0.293l(L=11m) 2，起吊時樁 身最大正負(fù)彎 矩M max 0.0429KqL ，其 中K=1.3;q0.42 25 1.24.8kN /m.。即為每延米樁的自重（1.2為恒載分項系數(shù)）。樁身長采用混凝土強(qiáng)度C30,II級鋼筋，所以:2M max 0.0429 KqL20.0429 1.3 4.8 1132.4kN.M樁身截面有效高度h00.4 0.04 0.36mMfcbhb32,4 10614.3 350 36020.05s 2(1 1 1 2 S) 2(1 1 2 .05)0.97樁身受拉主筋A(yù)s

16、 s632.4 10Mfyh00.97 300 3602309.3mm選用2_16(人2 2 2402mm309.3mm ），因此整個截面的主筋胃 4_16,人 804mm，配筋率為8040.638 % min0.4 %。其他構(gòu)造要求配筋見施工圖350 3602-10。樁身強(qiáng)度(cfcA fyAs)1.0 (1.0 14.3 350 360310 804)2051kN R滿足要求2.8承臺設(shè)計承臺混凝土強(qiáng)度等級采用C302.8.1柱對承臺的沖切 樁頂凈反力：G3 13.1 20NjmaxNmax951.7 1.351260.8kNn8GN j N -F 1124.7kNnna ox 600mm

17、, a y700mm，承臺厚度H=2.0m,計算截面處的有效ho2000801920mm，承臺底保護(hù)層厚度取80mm.高度沖垮比oxaoxh。60019200.313, oyaoyh。7000.3651920dox沖切系數(shù)doy0.84ox0.20.84oy0.20.840.313 0.20.840.3650.21.6371.487柱截面取600 800mm角樁沖垮比1xa1x600h。19200.561x1x0.2角樁的沖切系數(shù)0.561y1 y.21x(C231 y2 )0.313 1ya1y7000.3651 yh19200.561.0920.3130.20.560.9910.3650.

18、2ft h01.657 1430混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值ft1430kPa沖切力設(shè)計值Fl FQii88008800/87700kNum 2 600 8002(50070)4520mm4.52mdftumh01.637 14304.521.9220315kNFl7700 kN2滿足要求2.8.2角樁對承臺的沖切a1x 600, a1y 700mm, c1 c2 550mm4549 kN Njmax 1260.8kN滿足要求2.8.3斜截面抗剪驗算截面有效高度h01.92m截面的計算寬度b03.1m混凝土的抗壓強(qiáng)度 fc 14.3Mpa14300 kPa該計算截面的最大剪力設(shè)計值V 2 N j m

19、ax2 1260.82521.6kNax600, ay700mm剪跨比ax600可 19200.313 yay誥 0.365剪切系數(shù)0.120.120.180y 0.30.365 0.3fcbh。0.180 143003.1 1.9215320kN V 2521.6kN滿足要求2.8.4受彎計算承臺截面處最大彎矩 M2 N j max y2521.6 0.92269.4kN.mII 級鋼筋 fy 300N / mm2M62269.4 1024378mm0.9fyh0.9 300 192022選用 10_25,As 4909mm4378mm沿水平方向均勻布置2.8.5承臺局部受壓驗算根據(jù)JGJ9