基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)59129

1、標(biāo)準(zhǔn)文檔基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)名 稱(chēng):樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 姓 名：文嘉毅 班 級(jí)：051124 學(xué) 號(hào)：20121002798 指導(dǎo)老師：黃生根實(shí)用大全標(biāo)準(zhǔn)文檔樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)題高層框架結(jié)構(gòu)（二級(jí)建筑)的某柱截面尺寸為1250×850mm ，該柱傳遞至基礎(chǔ)頂面的荷載為:F=9200kN ，M=410kNm ，H=300kN ，采用68根800的水下鉆孔灌注樁組成柱下獨(dú)立樁基礎(chǔ)，設(shè)地面標(biāo)高為±0。00m，承臺(tái)底標(biāo)高控制在2。00m ,地面以下各土層分布及設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)附表，試設(shè)計(jì)該柱下獨(dú)立樁基礎(chǔ).設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容：1.確定樁端持力層,計(jì)算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk;2.確定樁中心間距及承臺(tái)平面尺寸；3.

2、計(jì)算復(fù)合基樁豎向承載力特征值Ra及各樁頂荷載設(shè)計(jì)值N，驗(yàn)算基樁豎向承載力；計(jì)算基樁水平承載力RHa并驗(yàn)算;4。確定單樁配筋量;5.承臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算;6.繪制樁基結(jié)構(gòu)圖。項(xiàng)目濕重度gkN/m3孔隙比e液性指數(shù)IL壓縮模量EsMPa承載力特征值faKkPa層厚m鉆孔灌注樁樁基參數(shù)極限側(cè)阻 力標(biāo)準(zhǔn)值qsikkPa極限端阻 力標(biāo)準(zhǔn)值qPKkPa地基土水平抗力系數(shù)的比例系 數(shù)m（MN/m4）層粉土19。00。9026。0804。3236層粉細(xì)砂19。60。9006。51053.8209層細(xì)砂19。80。8607。81252.82813層粉土19.60。81010。51402.34015層1粉細(xì)砂19。70.

3、857。01154.42812層粉細(xì)砂19。70。77016。01703。04885028層粉質(zhì)粘土19.80。6830。258。51602。56625層粉土19。80。75013.71702。95825層粉質(zhì)粘土19.90.7160。466.11455。76014層1粉砂20.00。77014。01900。85282037層粉質(zhì)粘土19。90.7160.466。11454。56071014層粉土20.40.70013.01953.56236層粉質(zhì)粘土19。90.7060。278。21704。86828層細(xì)砂20.20.69022.022017。770150045設(shè)計(jì)內(nèi)容一確定樁端持力層，計(jì)算

4、單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值1。確定樁端持力層及樁長(zhǎng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知，樁的直徑d =800mm。根據(jù)土層分布資料,選擇層厚為4。5m的層粉質(zhì)粘土為樁端持力層.根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范的規(guī)定,樁端全斷面進(jìn)入持力層的深度,對(duì)粘性土、粉土不宜小于2d。因此初步確定樁端進(jìn)入持力層的深度為2m.則樁長(zhǎng)為：=4。3+3.8+2.8+2。3+4。4+3.0+2.5+2.9+5。7+0。8+22=32。5m2.計(jì)算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值因?yàn)橹睆?00mm的樁屬于大直徑樁，所以可根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范中的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值:（11）其中樁的周長(zhǎng)=2.513m；樁端面積=0.503；、為別為大直徑樁側(cè)阻、端阻尺寸效

5、應(yīng)系數(shù),=1,=1。根據(jù)所給土層及參數(shù),計(jì)算：=2.513×1×23×（4。32)+20×3。8+28×2。8+40×2.3+28×4.4+48×3。0+66×2。5+58×2.9+60×5。7+52×0。8+60×2+1×710×0。503=3883.6kN確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值后,再按下式計(jì)算單樁豎向承載力特征值： （1-2）其中為安全系數(shù)，取=2。則=3883。6/2=1941.8kN。2 確定樁中心間距及承臺(tái)平面尺寸樁數(shù)=F/=9200

6、/1941。8=4.7，所以暫取樁數(shù)為6根。根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，非擠土灌注樁的最小中心距為3d，邊樁中心至承臺(tái)邊緣的距離不應(yīng)小于樁的直徑或邊長(zhǎng)，且樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣的距離不應(yīng)小于150mm。取樁中心距為2。5m,邊樁中心距承臺(tái)邊緣的距離取為0.8m。則承臺(tái)長(zhǎng)度=2×（2。5+0.8)=6.6m，承臺(tái)寬度=2×0.8+2.5=4。1m。承臺(tái)平面示意圖如下：3 計(jì)算復(fù)合基樁豎向承載力特征值及各樁頂荷載設(shè)計(jì)值，驗(yàn)算基樁豎向承載力；計(jì)算基樁水平承載力并驗(yàn)算1。確定復(fù)合基樁豎向承載力特征值根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范中介紹的方法，對(duì)于此類(lèi)情況，應(yīng)按下式確定其復(fù)合基樁的豎向承載力特征

7、值：（31）其中為承臺(tái)效應(yīng)系數(shù)，可根據(jù)/、/等參數(shù)查表得到。當(dāng)計(jì)算樁為非正方形排列時(shí)，A為承臺(tái)計(jì)算域面積，為樁數(shù)。=2.124，=2.655，=0。126，通過(guò)查表，可取為0.06。為承臺(tái)下1/2承臺(tái)寬度且不超過(guò)5m深度范圍內(nèi)地基承載力特征值的厚度加權(quán)平均值,由資料可得,為80kPa。為計(jì)算基樁所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積，為樁身截面面積.則=（6.6×4。16×0.503)/6=4。007。則復(fù)合基樁的豎向承載力特征值=1941。8+0。06×80×4。007=1961。1kN2。確定各樁頂荷載設(shè)計(jì)值，驗(yàn)算基樁豎向承載力根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范中介紹的方法,各樁頂

8、荷載設(shè)計(jì)值可由下式計(jì)算：(3-2） 式中為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下作用，作用于承臺(tái)頂面的豎向力；為樁基承臺(tái)和承臺(tái)上土自重標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)穩(wěn)定的地下水位以下部分應(yīng)扣除水的浮力,此處承臺(tái)上土的重度取為10kN/m³；、分別為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于承臺(tái)底面，繞通過(guò)樁群形心的、主軸的力矩；、分別為第、基樁或復(fù)合基樁至、軸的距離。暫取承臺(tái)高度為1。8m,M與長(zhǎng)邊方向（軸方向）一致.樁按從左到右、從上到下的順序分別記為16號(hào)樁。各樁頂荷載設(shè)計(jì)值如下：(9200+2×6.6×4。1×10）/6+（410+300×1。8) ×2。5/（4×2.5&

9、#215;2.5）=1718。5kN（9200+2×6.6×4.1×10）/6=1623.5kN(9200+2×6。6×4.1×10）/6（410+300×1.8） ×2.5/(4×2。5×2。5） =1528。5kN由計(jì)算結(jié)果可得：=1528。5kN0，基樁不受上拔力。=1718.5kN1.2，基樁豎向承載力滿(mǎn)足要求. 3。計(jì)算基樁水平承載力并驗(yàn)算根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)缺少單樁水平靜載試驗(yàn)資料時(shí)，可按下式估算樁身配筋率小于0.65的灌注單樁水平承載力特征值:(33)為樁的水平變形系數(shù)，其

10、中為地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)；為樁身的計(jì)算寬度，對(duì)于圓形樁，當(dāng)直徑1m時(shí),；為樁身抗彎剛度,對(duì)于鋼筋混凝土樁，為混凝土彈性模量，為樁身?yè)Q算截面慣性矩：圓形截面；為樁身?yè)Q算截面受拉邊緣的截面模量，此處；為扣除保護(hù)層的樁直徑;為鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值；為樁身配筋率; 為樁截面模型塑性系數(shù)，圓形截面=2；為樁身混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;為樁身最大彎矩系數(shù)；為樁頂豎向力影響系數(shù)，豎向壓力取0.5；為樁身?yè)Q算截面積，圓形截面；為在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下樁頂?shù)呢Q向力。(4。32）×6+3。8×9+2.8×13+2。3×15+4。4×12+3

11、5;28+2。5×25+2.9×25+5.7×14+0。8×37+2×14/32.5=16。25MN/0.9×（1.5×0.8+0。5）=1.53m若樁身采用C30的混凝土,其彈性模量為，混凝土保護(hù)層的厚度取為60mm，采用HRB335規(guī)格的鋼筋，其彈性模量為。=8002×60=680mm=6。67當(dāng)樁徑為3002000mm時(shí)，樁身正截面的配筋率可取0.650。2,暫取樁身配筋率為0。58%。0。0530.5×0。053×0。68=0。018020。558C30混凝土的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為1.43M

12、Pa。樁身最大彎矩系數(shù)可根據(jù)的值查表獲得，為0。926。0。519所以基樁水平承載力為：=51。69kN群樁基礎(chǔ)的基樁水平承載力特征值應(yīng)考慮由承臺(tái)、樁群、土相互作用產(chǎn)生的群樁效應(yīng)，可按下列公式確定：（34）（3-5）(36）(37)(3-8)式中為群樁效應(yīng)綜合系數(shù)；為樁的相互影響效應(yīng)系數(shù)；為樁頂約束效應(yīng)系數(shù);為承臺(tái)側(cè)向土水平抗力效應(yīng)系數(shù)（承臺(tái)外圍回填土為松散狀態(tài)時(shí)取=0）；為承臺(tái)底摩阻效應(yīng)系數(shù);為沿水平荷載方向的距徑比；、分別為沿水平荷載方向與垂直水平荷載方向每排樁中的樁數(shù)；為承臺(tái)底與地基土間的摩擦系數(shù)；為承臺(tái)底地基土分擔(dān)的豎向總荷載標(biāo)準(zhǔn)值。沿水平荷載方向的距徑比=2。5/0。8=3。125。

13、沿水平荷載方向每排樁中的樁數(shù)=3，垂直水平荷載方向每排樁中的樁數(shù)=2。樁的相互影響效應(yīng)系數(shù)0.678。通過(guò)查表可得,=2。05。承臺(tái)側(cè)向土水平抗力效應(yīng)系數(shù)=0。115。4kN通過(guò)查表，可取承臺(tái)底與地基土間的摩擦系數(shù)為0.3.0.1121.502由此可得,群樁基礎(chǔ)的基樁水平承載力特征值為77。6kN基樁水平力設(shè)計(jì)值50kN77。6kN，所以基樁水平承載力滿(mǎn)足要求。4 確定單樁配筋量由配筋率=0。58可得，單樁中縱向鋼筋的截面面積為：2915根據(jù)灌注樁的配筋要求，選用8根22的HRB335鋼筋，其截面面積為3041,滿(mǎn)足要求.樁頂縱向主筋應(yīng)錨入承臺(tái)內(nèi),錨入長(zhǎng)度取為800mm。 根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)

14、范規(guī)定，柱及其他受壓構(gòu)件中的周邊箍筋應(yīng)做成封閉式；其間距在綁扎骨架中不應(yīng)大于15（為縱筋最小直徑)，且不應(yīng)大于400mm,也不大于構(gòu)件橫截面的短邊尺寸。箍筋直徑不應(yīng)小于/4（為縱筋最大直徑），且不應(yīng)小于6mm.根據(jù)箍筋的配置要求,箍筋選用8的HPB235級(jí)鋼筋,采用間距為200mm的螺旋式箍筋。5 承臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算1. 承臺(tái)構(gòu)造根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范要求，樁嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度對(duì)中等直徑樁不宜小于50mm，對(duì)大直徑樁不宜小于100mm。承臺(tái)底面鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度,當(dāng)有混凝土墊層時(shí),不應(yīng)小于50mm，無(wú)墊層時(shí)，不應(yīng)小于70mm，并不小于樁頭嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度.取承臺(tái)高度為1。8m，樁頭嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度為

15、100mm，承臺(tái)底面鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度取為120mm。2?？辜羟杏?jì)算按照建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定,柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)斜截面受剪承載力應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算:(5-1）(52）（5-3)式中為不計(jì)承臺(tái)及其上土自重，在荷載效應(yīng)基本組合下，斜截面的最大剪應(yīng)力設(shè)計(jì)值；為混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;為承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算寬度；為承臺(tái)計(jì)算截面處的有效高度;為承臺(tái)剪切系數(shù)；為計(jì)算截面的剪跨比，此處，、為柱邊(墻邊)或承臺(tái)臺(tái)階處至、方向計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離；為受剪切承載力截面高度影響系數(shù).計(jì)算示意圖如下：有效高度=1800120=1680mm。0。831根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定,對(duì)于圓柱及圓樁，計(jì)算時(shí)應(yīng)將其截面換

16、算成方柱及方樁,換算樁截面邊長(zhǎng)0。64m.柱邊至、方向計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離:1555mm,505mm計(jì)算截面的剪跨比：0.926,0.301承臺(tái)剪切系數(shù)：0。909,1。345 樁按從左到右、從上到下的順序分別記為16號(hào)樁。（1）對(duì)于截面：=6。6m=4870。5kN 17722kN4870。5kN，所以滿(mǎn)足要求.（2） 對(duì)于截面：4。1m3437。0kN7440kN3437.0kN,所以滿(mǎn)足要求.3.抗沖切計(jì)算按照建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定，沖切破壞椎體應(yīng)采用自柱(墻）邊或承臺(tái)變階處至相應(yīng)樁頂邊緣連線(xiàn)所構(gòu)成的椎體，椎體斜面與承臺(tái)底面之夾角不應(yīng)小于45°。椎體斜面與承臺(tái)底面之夾角47

17、.2°，所以?shī)A角滿(mǎn)足要求。（1） 承臺(tái)受柱沖切的承載力計(jì)算對(duì)于柱下矩形獨(dú)立承臺(tái)受柱沖切的承載力可按下列公式計(jì)算：（54）（5-5）（56）式中為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下作用于沖切破壞椎體上的沖切力設(shè)計(jì)值；為承臺(tái)混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；為承臺(tái)受沖切承載力截面高度影響系數(shù),當(dāng)800mm時(shí)，取1。0，2000mm時(shí),取0.9,其間按線(xiàn)性?xún)?nèi)插法取值；、分別為、方向的柱截面的邊長(zhǎng)；為柱（墻）沖切系數(shù);為沖垮比,，為柱邊或承臺(tái)變階處到樁邊水平距離,當(dāng)0.25時(shí)，取=0。25，當(dāng)1.0時(shí),取=1。0;為不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下柱（墻）底的豎向載荷設(shè)計(jì)值；為不計(jì)承臺(tái)及其

18、上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下沖切破壞椎體內(nèi)各基樁或復(fù)合基樁的反力設(shè)計(jì)值之和。0.746，1。677根據(jù)線(xiàn)性插值法計(jì)算得到，=0。917.因?yàn)闆_切破壞椎體內(nèi)無(wú)基樁，所以=0。沖切力設(shè)計(jì)值為：9200kN承臺(tái)受柱沖切的承載力為:25179kN因此，承臺(tái)受柱沖切的承載力滿(mǎn)足要求。（2） 承臺(tái)受基樁沖切的承載力計(jì)算根據(jù)建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定，四樁以上(含四樁）承臺(tái)受角樁沖切的承載力可按下列公式計(jì)算:（57)（5-8）（59） 式中為不計(jì)承臺(tái)及其上土重,在荷載效應(yīng)基本組合作用下角樁（含復(fù)合基樁)反力設(shè)計(jì)值；、為角樁沖切系數(shù)；、為從承臺(tái)底角樁頂內(nèi)邊緣引45°沖切線(xiàn)與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離，當(dāng)柱(墻）邊或承臺(tái)變階處位于該45°線(xiàn)以?xún)?nèi)時(shí)，則取由柱（墻）邊或承臺(tái)變階處與樁內(nèi)邊緣連線(xiàn)為沖切椎體的椎線(xiàn)；、為角樁內(nèi)邊緣到承臺(tái)外邊緣距離；為承臺(tái)外邊緣的有效高度;、為角樁沖垮比，其值均應(yīng)滿(mǎn)足0。251.0的要