沉管灌注樁樁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

1、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一:設(shè)計(jì)資料1、建筑場(chǎng)地土層按其成因土的特征和力學(xué)性質(zhì)的不同自上而下劃分為五層,物理力學(xué)指標(biāo)見下表?？辈槠陂g測(cè)得地下水位深為2.5m。樁基安全等級(jí)為2級(jí),已知上部結(jié)構(gòu)由柱子傳來的荷載:相應(yīng)于荷載效應(yīng)組合時(shí)作用于柱底荷載為:F K=6500kN,長(zhǎng)邊方向M yk=100kNm、H k=300kN;柱的截面尺寸為:400400mm;2、根據(jù)地質(zhì)資料,以粉質(zhì)粘土為樁尖持力層,沉管灌注樁樁徑為500mm;附:1:土層主要物理力學(xué)指標(biāo);附表一:土層名稱厚度m 含水量%天然重度satKN/m3孔隙比e液性指數(shù)I L直剪試驗(yàn)(快剪壓縮模量E sMPa承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk(kPa內(nèi)摩擦角

2、粘聚力C(kPa1-1粘土 2.528180.80.62222 5.01-2粘土 3.13219.50.80.62222 4.02粘土 5.340190.950.851615 3.03粉質(zhì)粘土4.130200.750.1020409.04粉質(zhì)粘土103518.810.90.801821 3.0三:樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)(一:必要資料準(zhǔn)備巖土工程勘察報(bào)告:見上頁(yè)附表(二:外部荷載及樁型確定1、選擇持力層:10.915.0m,粉質(zhì)粘土為樁端持力層,樁端進(jìn)入第三層粉質(zhì)粘土2.1m,取承臺(tái)埋深2.0米。2、樁型確定:1、樁為沉管灌注樁;2、構(gòu)造尺寸:樁長(zhǎng)L=11.0m,樁徑d=500mm3、樁身:混凝土強(qiáng)度C30

3、、cf=15MPa 、mf=16.5MPa416yf=300MPa(三:單樁承載力確定1、單樁豎向承載力的確定:根據(jù)地基基礎(chǔ)規(guī)范公式計(jì)算:1、樁端承載力計(jì)算:粉質(zhì)粘土,3L I=0.10,入土深度為13.0m,4284pakPaq=2、樁側(cè)土摩擦力:粘土層1:0.6LI =,4052sakPaq=取47kPa粘土層2:20.85L I=,22840sa kPa q 取35kPa 粉質(zhì)粘土層1:30.1L I=,36372sa kPa q=取68kPa樁周長(zhǎng): 3.140.5 1.57d m =樁截面積:22/40.196p A d m=242840.5/40.5(47 3.635 5.368

4、2.1839.7 1.57497.51620.8uk pipsia paQ pk sk kPaQ Q qq lA =+=+=+=+=單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值:查表 1.75s p =1620.8926.21.75pkukaspkN QQ R=+=2、樁數(shù)和樁的布置:1、樁數(shù)和樁距65001.1 1.17.7926.2k a F n R =取n=9根樁距:(3.54 3.540.5 1.752S d m =取 1.8S m=2、樁的布置和承臺(tái)尺寸及柱排列如下圖:承臺(tái)長(zhǎng)、寬:2(1.80.5 4.6a b =+=,承臺(tái)高h(yuǎn)=1.5m,樁頂深入承臺(tái)80mm,保護(hù)層100mm,有效高度0 1.50.1 1.4

5、1400h m mm =(四:單樁受力驗(yàn)算:1、單樁所受平均豎向力:320/G kN m=650020 4.6 4.62816.3926.29k k K a F G Q kPa R kPa n +=03、單樁水平承載力計(jì)算:30033.39k i H kN n H =,6500722.29i kN F =33.311722.221.612H F =即i F 與i H 合力與i F 的夾角小于5單樁水平承載力滿足要求,不需要進(jìn)一步的驗(yàn)算。相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)作用于柱底的荷載設(shè)計(jì)值:1.35 1.35650087751.35 1.351001351.35 1.35300405k k k F F

6、 kN M M kN H H kN=扣除承臺(tái)和其上填土自重后的單樁頂豎向力設(shè)計(jì)值:87759759F N kN n = =max max 22min(135405 1.5 1.89756 1.8iM Hh x N N x +=(五、承臺(tái)設(shè)計(jì):承臺(tái)選用C25混凝土,tf=1.27MPa1、承臺(tái)沖切驗(yàn)算:1、柱邊沖切:沖切力:6500 1.359757800Li F kNN F=受沖切承載力截面高度影響系數(shù)hp的計(jì)算:(10.9115008000.9422000800hp =沖跨比與系數(shù)的計(jì)算:(000000 1.350.96 1.01.401.350.960.21.40x xy ya h a h

7、 =0000.840.840.720.20.960.2yxx=+(00000220.720.4 1.3520.9421270 1.48441.47800c y c x x y hp t l kN kN f b a h a h F +=+=滿足要求2、角樁向上沖切:12101010,10.0.75,x x x x y y y y m c ca a a a =1110.560.560.4830.20.960.2yxx =+( (2111011max220.4830.75 1.35220.9421270 1.42305.61043.8y x x y hp t kN kN f c a c a h N+

8、=+=滿足要求。2、承臺(tái)抗剪驗(yàn)算:斜截面受剪承載力可按下面公式計(jì)算:00hst V fb h , 1.751.0=+,114408008000.8691400hs h =-截面處承臺(tái)抗剪驗(yàn)算:邊上一排樁凈反力最大值max1043.8kN N=,按3根樁進(jìn)行計(jì)算。剪力max 331043.83131.4kNV N =承臺(tái)抗剪時(shí)的截面尺寸近似的定為:0 1.4m h =0001.350.961.40x x a h=1.75 1.750.8931.00.96 1.0=+(0.8960.8931270 4.6 1.46350.1chs tkN V f Vb h=可以-截面處承臺(tái)抗剪驗(yàn)算:邊排樁單樁凈反

9、力平均值975N kN =,按4根樁計(jì)算。剪切力339752925N kNV=斜截面上受壓區(qū)混凝土的抗剪強(qiáng)度為:1.75 1.750.8931.00.96 1.0=+(0.8960.8931270 4.6 1.46350.1chstkN V f V b h=可以3、承臺(tái)彎矩計(jì)算及配筋計(jì)算:多樁承臺(tái)的彎矩可在X ,Y 兩個(gè)方向分別按單向受彎計(jì)算:1.4mh=(3975 1.80.24680i i xN y kN mM=620468010123810.914003000.9Xsymm M A f h=選配26252490.92612763smm A =,沿平行于y 軸方向布置(391043.8 1

10、.80.25010.2i i yN x kN mM=6204001013254.60.914003000.9ysymm M A fh=選配10222025+2490.920380.11013619smm A =+=,沿平行于x 軸方向布置(六:群樁承載力驗(yàn)算:1、根據(jù)實(shí)體基礎(chǔ)法進(jìn)行驗(yàn)算:1、實(shí)體基礎(chǔ)底面尺寸計(jì)算:樁所穿過的土層的摩擦角:121=(9m ,220=(1m 取121 5.2544=,tan 0.919=邊樁外圍之間的尺寸為:22.33.3m實(shí)體基礎(chǔ)底面寬:2.32100.0919 4.14m+=實(shí)體基礎(chǔ)底面長(zhǎng):3.32100.0919 5.14m +=2、樁尖土承載力設(shè)計(jì)值:1實(shí)體

11、基礎(chǔ)埋深范圍內(nèi)的土的平均重度(地下水位下取有效重度(318.8218.910919.610110.612m kN+=2實(shí)體基礎(chǔ)底面粉質(zhì)粘土修正后的承載力特征值為:根據(jù)書上表2-5取0.3b=,1.6d=(3120.52200.30.9 4.143 1.610120.5407.3bdmaakb kPaff=+=+=3取320GkNm =,310mkNm =, 基礎(chǔ)自重為:基 礎(chǔ) 工 程 課 程 設(shè) 計(jì) G = 4.14 5.14 ( 2 20 + 10 10 = 2979kN 4實(shí)體基礎(chǔ)底面壓力計(jì)算： 1 當(dāng)僅有軸力作用時(shí)： p a = F + G 3200 + 2979 = = 290.4kP

12、a A 4.14 5.14 f a = 407.3kPa 2 考慮軸力和彎矩時(shí)計(jì)算： P max = F + G M 3200 + 2979 400 + 50 1.5 + = + 6 A W 4.14 5.14 4.14 5.14 a = 424.3kPa 1.2 f = 1.2 407.3 = 488.8kPa 由以上驗(yàn)算，單樁及整體承載力滿足要求。 （七） 、樁的強(qiáng)度驗(yàn)算 樁的截面尺寸為 300 300mm ，樁長(zhǎng)為 10.0m ，配筋為 416 ，為通長(zhǎng)配筋， 鋼筋保護(hù)層厚度選 40mm 。 因樁的長(zhǎng)度不大，樁吊運(yùn)及吊立時(shí)的吊點(diǎn)位置宜采用同一位置，如下圖所示，控制 彎矩為吊立時(shí)的情況： 2 = 2.0 = 0.25 ， 8.0 取動(dòng)力系數(shù)為 2.0m ，則 M max = 2 ql 2 1 1 2 = 0.32 24 82 (1 0.252 1.5 = 22.