樁基工程課程設(shè)計(jì).doc

東華理工大學(xué)基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)資料1.1 上部結(jié)構(gòu)資料某城市新區(qū)擬建一棟15層框架結(jié)構(gòu)的辦公樓，其場(chǎng)地位于臨街地塊居中部位，無其他鄰近建筑物，地層層位穩(wěn)定，現(xiàn)澆整體式，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立承臺(tái)樁基礎(chǔ)。1.2 建筑物場(chǎng)地資料擬建建筑物場(chǎng)地位于市區(qū)內(nèi)，地勢(shì)平坦,建筑物場(chǎng)地位于非地震區(qū)，不考慮地震影響。 場(chǎng)地地下水類型為潛水，地下水位離地表2.2米，根據(jù)已有資料，該場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土沒有腐蝕性。2. 選擇樁型、樁端持力層 、承臺(tái)埋深2.1 選擇樁型 因?yàn)榭蚣芸缍却蠖也痪鶆颍缀奢d大 ，不宜采用淺基礎(chǔ)。根據(jù)施工場(chǎng)地、地基條件以及場(chǎng)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(duì)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(shí)，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。2.2 選擇樁的幾何尺寸以及承臺(tái)埋深依據(jù)地基土的分布，第3層是粉質(zhì)粘土，第4層是淤泥質(zhì)土，且比較厚，而第5層是卵石層，所以第5層是較適合的樁端持力層。樁端全斷面進(jìn)入持力層1.0m（2d），工程樁入土深度為h。故：由于第1層厚3.0m，地下水位為離地表2.2m,為了使地下水對(duì)承臺(tái)沒有影響，即承臺(tái)埋深為2.2m，樁基得有效樁長(zhǎng)即為27.2-2.2=25m。樁截面尺寸選用：取350mm350mm，由施工設(shè)備要求，樁分為兩節(jié)，上段長(zhǎng)13m，下段長(zhǎng)13m（不包括樁尖長(zhǎng)度在內(nèi)），實(shí)際樁長(zhǎng)比有效樁長(zhǎng)，這是考慮持力層可能有一定的起伏以及樁需要嵌入承臺(tái)一定長(zhǎng)度而留有的余地。樁基以及土層分布示意如圖2.2.1。15圖2.2.1土層分布示意3 .確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值 本設(shè)計(jì)屬于二級(jí)建筑樁基，當(dāng)根據(jù)土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，宜按下式計(jì)算： 式中 - 樁側(cè)第層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí)可按建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ 94-94中表5.2.8-1（樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值）取值。- 極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值時(shí)可按表建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ 94-94中表GE5.2.8-2（樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值）取值。對(duì)于尚未完成自重固結(jié)的填土和以生活垃圾為主的雜填土不計(jì)算其樁側(cè)阻力。 根據(jù)表1.1地基各土層物理、力學(xué)指標(biāo)，按建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ 94-94查表得極限樁側(cè)、樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（表3.1）。表3.1 極限樁側(cè)、樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值層序經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法1粘土50.02淤泥14.03粉質(zhì)粘土50.03000.04淤泥質(zhì)土20.05卵石120.010000.06強(qiáng)風(fēng)化巖100.07000.0 按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁豎向承載力極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值： 2214.8 估算的單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值（） 所以最終按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算單樁承載力設(shè)計(jì)值，即采用，初步確定樁數(shù)。 4 .確定樁數(shù)和承臺(tái)底面尺寸。最大軸力組合的荷載：F=7890 kN ，Mx= 162kNm，My=709knm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1.2的系數(shù)， 即： 取n8根，樁距 ,樁位平面布置如附圖，承臺(tái)底面尺寸為2.8m2.8m5. 確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值 該樁基屬于非端承樁，并n3,承臺(tái)底面下并非欠固結(jié)土，新填土等，故承臺(tái)底面不會(huì)于土脫離，所以宜考慮樁群、土、承臺(tái)的相互作用效應(yīng)，按復(fù)合基樁計(jì)算豎向承載力設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)算復(fù)合基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值 承臺(tái)凈面積：。 承臺(tái)底地基土極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值： 分項(xiàng)系數(shù) 因?yàn)闃斗植疾灰?guī)則，所以要對(duì)樁的距徑比進(jìn)行修正，修正如下： 群樁效應(yīng)系數(shù)查表得： 承臺(tái)底土阻力群樁效應(yīng)系數(shù): 承臺(tái)外區(qū)凈面積 承臺(tái)內(nèi)區(qū)凈面積m2 查表 那么，復(fù)合樁基豎向承載力設(shè)計(jì)值R: 6 .樁頂作用驗(yàn)算 八樁承臺(tái)驗(yàn)算 承臺(tái)高度設(shè)為1m等厚，荷載作用于承臺(tái)頂面。 本工程安全等級(jí)為二級(jí)，建筑物的重要性系數(shù)=1.0 由于柱處于軸線，它是建筑物的邊柱，所以室內(nèi)填土比室外高，設(shè)為0.3m，即室內(nèi)高至承臺(tái)底2.5m，所以承臺(tái)的平均埋深。 作用在承臺(tái)底形心處的豎向力有F,G,但是G的分項(xiàng)系數(shù)取為1.2. 樁頂受力計(jì)算如下： 滿足要求7 樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算采用長(zhǎng)期效應(yīng)組合的荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行樁基礎(chǔ)的沉降計(jì)算。由于樁基礎(chǔ)的樁中心距小于6d，所以可以采用分層總和法計(jì)算最終沉降量。 豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值 基底處壓力 基底自重壓力 基底處的附加應(yīng)力 樁端平面下的土的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力（）計(jì)算如下： (1） 在z=0時(shí)： =170.35 （2） 在時(shí)： （3） 在時(shí) （4） 在時(shí) 將以上計(jì)算資料整理于表7.1(m)0170.35100.251016.632191.3511.420.0785319.225.722613.780.021888.67.324715.210.01040.67.1的計(jì)算結(jié)果 在z=7.3m處，所以本基礎(chǔ)取計(jì)算沉降量。 計(jì)算如表7.2表7.2計(jì)算沉降量Z(mm)平均附加應(yīng)力系0100.250200011.420.1882376.4376.411000139.10570013.780.105598.5222.11300069.4730015.210.086627.829.3820014.5 故：S=139.1+69.41+14.5=223mm 樁基礎(chǔ)持力層性能良好，取沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 短邊方向樁數(shù)，等效距徑比，長(zhǎng)徑比，承臺(tái)的長(zhǎng)寬比，查表得： 所以，四樁樁基礎(chǔ)最終沉降量= 滿足要求。8樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 兩端樁長(zhǎng)各13m,采用單點(diǎn)吊立的強(qiáng)度進(jìn)行樁身配筋設(shè)計(jì)。吊立位置在距樁頂、樁端平面0.293L(L=13m)處，起吊時(shí)樁身最大正負(fù)彎矩，其中K=1.3; 。即為每延米樁的自重（1.2為恒載分項(xiàng)系數(shù)）。樁身長(zhǎng)采用混凝土強(qiáng)度C30, 級(jí)鋼筋，所以： 樁身截面有效高度樁身受拉主筋選用（），因此整個(gè)截面的主筋為 ，配筋率為。其他構(gòu)造要求配筋見施工圖。樁身強(qiáng)度 =1725.22故滿足要求9 承臺(tái)設(shè)計(jì) 承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C20,承臺(tái)是正方形。 由于樁的受力可知，樁頂最大反力，平均反力,樁頂凈反力： （1） 柱對(duì)承臺(tái)的沖切 ，承臺(tái)厚度H=1.0m,計(jì)算截面處的有效高度，承臺(tái)底保護(hù)層厚度取80mm. 沖垮比 當(dāng)，滿足0.21.0沖切系數(shù) 截面取，混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值沖切力設(shè)計(jì)值因h=1000mm,故可取=21.018(0.45+0.650)+0.926(0.6+0.575)0.83311000.92=3722.42kN (可以)(2) 角樁對(duì)承臺(tái)的沖切 從角柱內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣距離 滿足要求（3）斜截面抗剪驗(yàn)算 計(jì)算截面有效高度,截面的計(jì)算寬度，混凝土的抗壓強(qiáng)度 ，該計(jì)算截面的最大剪力設(shè)計(jì)值： 根據(jù)公式,剪跨比與以上沖垮比相同,故對(duì)斜截面: 剪切系數(shù) 滿足要求（4）受彎計(jì)算 級(jí)鋼筋,. 選用 沿平行y軸方向均勻布置。 選用 沿平行x軸方向均勻布置。（5）承臺(tái)局部受壓驗(yàn)算 柱截面面積，局部受壓凈面積，局部受壓計(jì)算面積 混凝土的局部受壓強(qiáng)度提高系數(shù) 滿足條件 參 考 文 獻(xiàn)【1】 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范（JGJ9494） 北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002【2】 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500072002）北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002【3】 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB200102002）北京，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002【4】 丁 星 編著樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與設(shè)計(jì)實(shí)例成都：四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，2006【5