土力學(xué)地基基礎(chǔ)課程設(shè)計

1、精選文檔1. 設(shè)計資料1.1上部結(jié)構(gòu)資料某教學(xué)試驗樓，上部結(jié)構(gòu)為7層框架，其框架主梁、次梁均為現(xiàn)澆整體式，混凝土強度等級C30。底層層高3.4m（局部10m，內(nèi)有10t橋式吊車，其余層高3.3m，底層柱網(wǎng)平面布置及柱底荷載如圖2所示。1.2建筑物場地資料（1）擬建建筑物場地位于市區(qū)內(nèi)，地勢平坦，建筑物平面位置如圖1所示圖1建筑物平面位置示意圖（2）建筑場地位于非地震區(qū)，不考慮地震影響。場地地下水類型為潛水，地下水位離地表2.1m，依據(jù)已有分析資料，該場地地下水對混凝土無腐蝕作用。（3）建筑地基的土層分布狀況及各土層物理、力學(xué)指標(biāo)見表1。表1 地基各土層物理、力學(xué)指標(biāo)表1 地基各土層物理、力學(xué)指

2、標(biāo) 土層編號土層名稱層底埋深（m）層厚（m）自然重度（kN/m）預(yù)應(yīng)力管樁承載力特征值鉆孔灌注樁承載力特征值壓縮模量(MPa)地基承載力(kPa)qsia(kPa)qpa(kPa)qsia(kPa)qpa(kPa)1雜填土1.51.515.52灰褐色粉質(zhì)粘土9.88.317.313125.41103灰褐色淤泥質(zhì)粘土21.812.016.2873.2504黃褐色粉土夾粉質(zhì)粘土27.15.318.33011002460011.01485灰-綠色粉質(zhì)粘土>27.118.93525003220008.2198 18 2547 25 14柱號軸力(kN)彎矩(kNm)剪力(kN) 2. 選擇樁型、

3、樁端持力層 、承臺埋深2.1選擇樁型 依據(jù)施工場地、地基條件以及場地四周環(huán)境條件，選擇樁基礎(chǔ)。接受預(yù)應(yīng)力高強混凝土薄壁管樁，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)。樁截面尺寸選用：D=500mm ，壁厚t=50mm?；炷翉姸菴30?？紤]承臺埋深1.5 m，以4層黃褐色粉土夾粉質(zhì)粘土為持力層，樁端進入持力層深度2倍樁徑即0.6m，樁頂嵌入承臺0.1m。這時樁端一下持力層厚度大于4倍樁徑，滿足要求。3.確定單樁承載力特征值 初步設(shè)計時，單樁豎向承載力特征值估算作施工圖設(shè)計時，依據(jù)單樁豎向靜荷載試驗，得到單樁豎向承載力特征值4.確定樁數(shù)、樁位布置、擬定承臺底面尺寸先不計承臺及承

4、臺上覆土重及偏心荷載估算樁的數(shù)量 取樁數(shù)n=6根 為進一步減輕擠土效應(yīng)，軟土中樁距取4倍徑，即2m，樁的布置如圖，承臺尺寸，滿足構(gòu)造要求。承臺及上覆重度取，則 現(xiàn)在按偏心受荷，驗算樁數(shù) 取n=6是合理的5.確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計值 該樁屬于非端承樁，并n>3，承臺底面下并非欠固結(jié)土、新填土等，故承臺底面不會與土脫離，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設(shè)計值5.1六樁承臺承載力計算 承臺凈面積 承臺底地基土極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值 6樁頂作用驗算 荷載取A柱的組合：F=2547,M=25，Q=14 承臺高度1m等厚，荷載作用于承臺頂面。建筑物的重要性系數(shù) 作用在承臺底型

5、心外的豎向力有F,G，但是G的分項系數(shù)取1.2 F+G= 作用在承臺底型心處的彎矩 樁頂受力計算如下： <1.2R=1025 滿足要求 7.樁基承降驗算8.樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計計算9.承臺設(shè)計9.1樁承臺抗彎驗算 承臺抗彎計算截面位于柱邊，樁的豎向力設(shè)計值計算時應(yīng)扣除承臺上覆土自重。 承臺右側(cè)第1列樁的豎向力值為 承臺中間第2列樁的豎向力值為 =425kN 承臺左側(cè)第3列樁的豎向力值為 柱邊計算截面彎矩 沿x軸，y軸方向配筋都可計算設(shè)承臺混凝土強度等級為,軸心抗壓強度設(shè)計值，愛護層厚度0.1m，鋼筋為HRB335，強度設(shè)計值，承臺有效高度，承臺截面寬度b=2m。依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，有沿x軸方

6、向配筋 b=3m 則 1498 得到受壓區(qū)高度 鋼筋截面積 選配 沿Y軸方向配筋 b=5m，則947=111.910005x（0.9-0.5x）X=0.0189.2承臺抗沖切驗算 的周樁按周長等效為邊長400mm的方樁，包括柱沖切、角樁沖切a. 柱沖切 扣除承臺和其上填土自重，作用在沖切破壞椎體上相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合的沖切設(shè)計值；受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，h不大于800mm時，取1.0；當(dāng)h大于2000mm時，取0.9，其間線性內(nèi)插； 沖切系數(shù)； 沖跨比，為柱邊或變階處至樁邊的水平距離；當(dāng)時，取；當(dāng)時，取 沖切破壞椎體范圍內(nèi)各樁的凈反力設(shè)計值之和; 柱根部軸力設(shè)計值。 =1.05=滿足要

7、求b. 角樁沖切 扣除承臺和其上覆土自重后角樁樁頂相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的豎向力設(shè)計值； 角樁沖跨比，其值滿足0.21.0，； 角樁沖切系數(shù)； 從角樁內(nèi)邊緣至承臺外邊緣距離； 從承臺底角樁內(nèi)邊緣引沖切線于承臺底面或承臺變階處相交點至角樁內(nèi)邊緣的水平距離。1x=a1x/h0=1.671x=0.56/(1x+0.2)=0.56/(1+0.2)=0.4671y=a1y/h0=0.55/0.9=0.61y=0.56/(1y+0.2)= =0.56/(0.gt6+0.2)=0.79.3承臺抗剪切驗算抗剪切驗算時，圓樁按周長等效為方樁（同抗沖切驗算）。 x= ax/ h0=1.55/0.9=1.67 x

8、=1.75/(x+1.0)= 1.75/（1.67+1.0）=0.66 hs=(0.8/h0)1/4=(0.8/0.9)1/4=0.97 hxxftb0 h0=0.97×0.66×1.27×1000×3×0.9=2195kN>V=2×428=856kN滿足要求。 y= ay/h0=0.55/0.9=0.6 y=1.75/(y +1.0)=1.09 hsy ftb0 h0=0.82×1.09×1.27×1000×5×0.9=5108kN>V=3×425=1275kN

9、滿足要求。9.4承臺局部受壓承載力驗算由于承臺混凝土強度等級低于柱及樁的混凝土強度等級，需要混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范驗算承臺局部受壓承載力。柱子邊長，柱混凝土強度等級C30. 局部受壓面上作用的局部荷載或局部壓力設(shè)計值； 混凝土局部受壓時的強度提高系數(shù)，； 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值，； 混凝土強度影響系數(shù)，混凝土強度不超過C50時，；混凝土強度為C80時，其間線性內(nèi)插； 混凝土局部受壓面積； 混凝土局部受壓的計算底面積； 混凝土局部受壓凈面積。 ， 7 .樁基礎(chǔ)沉降驗算7.1 7號柱柱沉降驗算接受長期效應(yīng)組合的荷載標(biāo)準(zhǔn)值進行樁基礎(chǔ)的沉降計算。由于樁基礎(chǔ)的樁中心距小于6d，所以可以接受分層總和法計算最終沉降量。豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值F=2547kN基底自重壓力=d=15.5×1.5+17.3×0.5=31.9kN基底處壓力：P=(F+G)/A=（2547+150）/5×3=180kPa基底處的附加應(yīng)力：P0=P-d=180-31.9=148.1kN樁端平面下的土的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力（）在z=5.2m處，/=34.76/217.13=0.16，所以本基礎(chǔ)取Z=5.2m計算沉降量。計算如下表 S=Si=67.53mmEs=8.5MPa <=10 Es=11MPa 查表得=1.18Sa/d=3 Lc/Bc=1 L