基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)胡亞蒙1214410411

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱： 基礎(chǔ)工程 題 目： 建筑樁基課程設(shè)計(jì) 系 別： 建筑系 專 業(yè)： 土木工程（本科） 班 級(jí)：四 學(xué) 號(hào)：1214410411 學(xué)生姓名： 胡亞蒙起訖日期：15年5月21日（14周）5月28日（15周）指導(dǎo)教師： 毛靜民 評(píng)閱成績(jī)： 評(píng)閱日期： 基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1、 設(shè)計(jì)目的和任務(wù)樁基是應(yīng)用非常廣泛的深基礎(chǔ)形式，通過本課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下要求： 1、 能閱讀、分析地基勘察資料，從中獲取設(shè)計(jì)任務(wù)書所需要的信息；2、 熟悉各種樁基特點(diǎn)、適用條件，能選擇樁的類型、截面和樁長(zhǎng)；3、 能確定單樁豎向承載力，估算樁數(shù)，確定樁間距和平面布置； 4、 掌握樁基承

2、載力和相關(guān)驗(yàn)算的方法；5、 掌握樁身結(jié)構(gòu)和承臺(tái)的設(shè)計(jì)方法；6、熟悉建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、建筑樁基技術(shù)、制圖標(biāo)準(zhǔn)及混凝土結(jié)構(gòu)平法施工圖集等國(guó)家規(guī)范；7、 學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)計(jì)算書的書寫格式。2、設(shè)計(jì)資料及規(guī)定建筑場(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6層，物理力學(xué)指標(biāo)見下表。地下水位深為2.0m，地下水無腐蝕性。土層序號(hào)土層名稱厚度/m承載力特征值fa/kPa液性指數(shù)IL標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N1雜填土2.02軟塑狀黏土0.81201.03粉細(xì)砂2.2200124淤泥質(zhì)土11.0901.25中砂3.5166硬黏土0.2上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳遞荷載，柱截面邊長(zhǎng)為600mm×500m

3、m，F(xiàn)k=(4600-20n)kN，Myk=(400-2n)kNm，Mxk=(100+2n)kNm，（其中n為學(xué)生學(xué)號(hào)最后兩位數(shù)），Hxk=200kN。單樁水平承載力特征值RHa=70kPa。3、基本內(nèi)容和要求設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立群樁基礎(chǔ)，要求如下：1、選擇樁型、樁長(zhǎng)及截面尺寸；2、單樁豎向承載力計(jì)算；3、確定樁數(shù)和樁的平面布置圖；4、單樁承載力驗(yàn)算5、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算；6、承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算；7、承臺(tái)受剪切承載力驗(yàn)算；8、承臺(tái)受彎承載力驗(yàn)算；9、樁身受壓承載力驗(yàn)算；10、樁及承臺(tái)的施工圖設(shè)計(jì)：包括樁的平面布置圖，樁身配筋圖，承臺(tái)配筋和必要的施工說明。設(shè)計(jì)說明1.1上部結(jié)構(gòu)資料上部框架結(jié)構(gòu)由柱子傳遞

4、荷載，柱截面邊長(zhǎng)為600mm×500mm1.2建筑場(chǎng)地資料建筑場(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6層，物理力學(xué)指標(biāo)見下表。地下水位深為2.0m，地下水無腐蝕性。土層序號(hào)土層名稱厚度/m承載力特征值fa/kPa液性指數(shù)IL標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N1雜填土2.02軟塑狀黏土0.81201.03粉細(xì)砂2.2200124淤泥質(zhì)土11.0901.25中砂3.5166硬黏土0.2計(jì)算書1、選擇樁型、樁長(zhǎng)及截面尺寸1.1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

5、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)，采用靜壓樁更具可能性。1.2選擇樁的長(zhǎng)度以及截面尺寸依據(jù)地基土的分布，第層是雜填土，第層是軟塑狀黏土，第層是粉細(xì)砂，第層是淤泥質(zhì)土，第層是中砂，第層是硬黏土。如果選擇粉細(xì)砂為持力層的話，因?yàn)樯喜亢奢d比較大，粉細(xì)砂的承載力不足，而且粉細(xì)砂下面就是淤泥質(zhì)土加上粉細(xì)砂又不厚，所以軟弱下臥層的承載力也不夠。又第層中砂只是中密且不厚，所以只能是第層作為樁端持力層。樁端全斷面進(jìn)入持力層1.0m（>2d),工程樁入土深度為h。故：h=2.00.82.211.03.51.0=20.5m由于第層厚2.0m，地下水位離地表2.0

6、m，為了使地下水對(duì)承臺(tái)沒有影響，所以選擇承臺(tái)底剛好進(jìn)入第層底，即承臺(tái)埋深為2.0m，樁基的有效長(zhǎng)即為L(zhǎng)=20.52.0= 18.5m。樁截面尺寸選用：由于經(jīng)驗(yàn)關(guān)系建議，取建筑樓層<10時(shí)，樁邊長(zhǎng)取300400，故取350mm×350mm,由施工設(shè)備要求，樁分為兩節(jié)，上段長(zhǎng)10m，下段長(zhǎng)10m(不包括樁尖長(zhǎng)度在內(nèi)），實(shí)際長(zhǎng)比有效樁長(zhǎng)長(zhǎng)1.5m，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。2、單樁豎向承載力計(jì)算按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁豎向極限承載力特征值公式為： 樁側(cè)第i 層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時(shí)，可按表5.3.5-1 取值； 極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，

7、如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時(shí)，可按表5.3.5-2 取值； 樁身周長(zhǎng)； 樁周第層土的厚度； 樁端面積。按照土層物理指標(biāo)，查樁基規(guī)范JGJ942估算的極限樁側(cè)，樁端阻力特征值列于下表層序經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法2軟塑狀黏土553粉細(xì)砂334淤泥質(zhì)土265中砂556硬黏土955900總極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值為：總極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值為：?jiǎn)螛敦Q向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：?jiǎn)螛敦Q向承載力特征值應(yīng)按下式確定：安全系數(shù)， =2 （5.2.2）單樁豎向承載力特征值：3、確定樁數(shù)和樁的平面布置圖3.1初步估算樁數(shù)，考慮柱子可能偏心受壓，取一定的系數(shù)，數(shù)值為1.1，則有，暫取6根。3.2初選承臺(tái)尺寸樁距按規(guī)范取，樁距承臺(tái)長(zhǎng)邊：承臺(tái)短邊：在1.2中已取承臺(tái)埋

8、深為2.0m，承臺(tái)高度暫時(shí)取為1.2m，樁頂伸入承臺(tái)50mm，鋼筋保護(hù)層厚度取70mm，側(cè)承臺(tái)有效高度為：樁位平面布置如圖： 4、 單樁承載力驗(yàn)算樁頂荷載計(jì)算（取承臺(tái)及其上土平均重度)軸心豎向作用下：偏心豎向力作用下：?jiǎn)螛端搅Τ休d力計(jì)算：因?yàn)榧此胶奢d和豎向荷載的合力與豎直線的夾角小于5°。所以單樁水平承載力滿足要求，不需要進(jìn)一步的驗(yàn)算。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；荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合軸心豎向力作用下，基樁或復(fù)合基樁的平均豎向力；荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合偏心豎向力作用下，第 i基樁或復(fù)合基樁的豎向力；荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于承臺(tái)底面，繞通過樁群形心的

9、x、y 主軸的力矩；第i 、j 基樁或復(fù)合基樁至y 、x 軸的距離；荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于樁基承臺(tái)底面的水平力；荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下，作用于第 i 基樁或復(fù)合基樁的水平力；樁基中的樁數(shù)。5、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算六樁承臺(tái)承載力計(jì)算承臺(tái)凈面積：。承臺(tái)底地基土極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值：承臺(tái)計(jì)算承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，取ft=1270kpa,配置HRB335級(jí)鋼筋，取,在3.2中已假定，承臺(tái)底面尺寸為3.0×1.95mm2，高1.2m，其埋深為2m，鋼筋保護(hù)層去70mm，有效高度1.08m。柱子尺寸為600×500mm2。6、承臺(tái)受沖切承載力驗(yàn)算由4中可知（1） 柱對(duì)承臺(tái)的沖切：樁基承臺(tái)厚度

10、應(yīng)滿足柱對(duì)承臺(tái)的沖切和基樁對(duì)承臺(tái)的沖切承載力要求。受柱沖切承載力可按下列公式計(jì)算： （5.9.7-1）沖切力受沖切承載力截面高度影響系數(shù)計(jì)算沖跨比和系數(shù)的計(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： （5.9.7-4）（2） 角樁對(duì)承臺(tái)的沖切：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 （5.9.8-1） （5.9.8-1） （5.9.8-2） 式中 不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)組合作用下角樁（含復(fù)合角樁）反力設(shè)計(jì)值（KN）。角樁沖切系數(shù)。從承臺(tái)角樁頂內(nèi)引45度沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離；當(dāng)柱邊或承臺(tái)變介處45度線以內(nèi)時(shí)，則取由柱邊或承臺(tái)變介處與

11、樁內(nèi)邊緣連接線為沖切椎體的沖切線。承臺(tái)沖切破壞椎體的有效高度（m）。角樁沖垮比，其值均應(yīng)滿足0.251.0的要求。7、承臺(tái)受剪切承載力計(jì)算剪跨比與2中剪跨比相同。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 （5.9.10-1） （5.9.10-2） （5.9.10-3） 式中不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)組合作用下斜截面最大剪力設(shè)計(jì)值；承臺(tái)混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（kpa）；承臺(tái)沖切破壞椎體的有效高度（m）；承臺(tái)剪切系數(shù)；承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算寬度；計(jì)算截面的剪跨比，此處為柱邊或承臺(tái)變階處至y，x方向計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離，當(dāng)時(shí)，取;當(dāng)時(shí),取；受剪切承載力截面高度影響系數(shù)；當(dāng)時(shí)，?。划?dāng)時(shí)，

12、??；其間按線性內(nèi)插法取值。受剪切承載力截面高度影響系數(shù)計(jì)算8、 承臺(tái)受彎承載力計(jì)算柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)的正截面彎矩設(shè)計(jì)值可按下列規(guī)公式計(jì)算： （5.9.2-1） （5.9.2-2） 分別為繞X 軸和繞Y 軸方向計(jì)算截面處的彎矩設(shè)計(jì)值；垂直Y 軸和X 軸方向自樁軸線到相應(yīng)計(jì)算截面的距離；不計(jì)承臺(tái)及其上土重，在荷載效應(yīng)基本組合下的第i 基樁或復(fù)合基樁豎向反力設(shè)計(jì)值。承臺(tái)局部受壓驗(yàn)算9、樁身受壓承載力驗(yàn)算兩段樁長(zhǎng)各10m,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0.293h(h=10m)=2.93m,起吊時(shí)樁身最大正負(fù)彎矩，其中吊樁動(dòng)力系數(shù)為：K=1.3；每延米樁的自重（1.2為恒荷載分項(xiàng)系數(shù)）為:。樁身