樁基礎課程設計土木工程專業(yè)畢業(yè)設計

1、2.1 設計資料 上部結構資料 某教學實驗樓，上部結構為七層框架，其框架主梁、次梁、樓板均為現澆整體式，混凝土強度等級為C30。底層層高3.4m（局部10m，內有10 t橋式吊車），其余層高3.3m，底層柱網平面布置及柱底荷載見附圖。 建筑物場地資料擬建建筑物場地位于市區(qū)內，地勢平坦，建筑物平面位置見圖2-1。 圖2-1 建筑物平面位置示意圖建筑物場地位于非地震區(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2.1米，根據已有資料，該場地地下水對混凝土沒有腐蝕性。建筑地基的土層分布情況及各土層物理、力學指標見表2.1.表2.1地基各土層物理，力學指標土層編號土層名稱層底埋深（m）層厚

2、（m）1雜填土1.81.817.52灰褐色粉質粘土10.18.318.40.90330.9516.721.15.41250.723灰褐色泥質粘土22.112.017.81.06341.1014.218.63.8950.864黃褐色粉土夾粉質粘土27.45.319.10.88300.7018.423.311.51403.445灰-綠色粉質粘土>27.419.70.72260.4636.526.88.62102.822.2 選擇樁型、樁端持力層 、承臺埋深 選擇樁型 因為框架跨度大而且不均勻，柱底荷載大 ，不宜采用淺基礎。根據施工場地、地基條件以及場地周圍環(huán)境條件，選擇樁基礎。因轉孔灌注樁泥

3、水排泄不便，為減少對周圍環(huán)境污染，采用靜壓預制樁，這樣可以較好的保證樁身質量，并在較短的施工工期完成沉樁任務，同時，當地的施工技術力量、施工設備以及材料供應也為采用靜壓樁提供可能性。 選擇樁的幾何尺寸以及承臺埋深依據地基土的分布，第層是灰色淤泥質的粉質粘土，且比較后，而第層是粉土夾粉質粘土，所以第層是比較適合的樁端持力層。樁端全斷面進入持力層1.0m（>2d），工程樁入土深度為由于第層后1.8m，地下水位為離地表2.1m,為了使地下水對承臺沒有影響，所以選擇承臺底進入第層土0.3m，即承臺埋深為2.1m，樁基得有效樁長即為23.1-2.1=21m。樁截面尺寸選用：由于經驗關系建議：樓層&

4、lt;10時,樁邊長取300400,350mm×350mm，由施工設備要求，樁分為兩節(jié)，上段長11m，下段長11m（不包括樁尖長度在內），實際樁長比有效樁長長1m， 圖2-2樁基及土層分布示意圖這是考慮持力層可能有一定的起伏以及樁需要嵌入承臺一定長度而留有的余地。樁基以及土層分布示意如圖2-2。2.3 確定單樁極限承載力標準值 本設計屬于二級建筑樁基，采用經驗參數法和靜力觸探法估算單樁極限承載力標準值。根據單橋探頭靜力觸探資料Ps按圖2-3確定樁側極限阻力標準 圖2-3 曲線 圖2-4由于除去雜土外,第,層土都是粘土,則采取圖2.3中的折線oabc來確定樁側極限阻力的標準值：即：時，

5、 時，樁端的豎向極限承載力標準值的計算公式 其中： u樁身截面周長，m。 樁穿過第i層土的厚度。 樁身橫截面積，擴底樁為樁底水平投影面積，樁端阻力修正系數，查表2.2。由于樁尖入土深度H=23.1m(15<H<30),查表2.2，由線性插值法求得修正系數=0.83 表2.2 樁端阻力修正系數值樁入土深度（m）H<1515<H3030<H600.750.9為樁端全斷面以上8倍樁徑范圍內的比貫入阻力平均值，計算時，由于樁尖進入持力層深度較淺，僅1m,并考慮持力層的可能起伏，所以這里不計持力層土的，為樁端全斷面以下4倍樁徑范圍以內的比貫入阻力平均值，故，為折減系數，因為

6、，取1。根據靜力觸探法求，根據圖2-3和表2.1的數據（各層土的值）,有如下： 第二層：; ; 第三層：； 第四層： 依據靜力觸探比貫入阻力值和按照土層及其物理指標查表法估算的極限樁側，樁端阻力標準值列于下表：表2.3 極限樁側、樁端阻力標準值層 序靜力觸探法經驗參數法 粉質粘土15(h6)3635淤泥質粉質黏土4329粉質黏土1111784.5552200 按靜力觸探法確定單樁豎向極限承載力標準值： 估算的單樁豎向承載力設計值（） 按經驗參數法確定單樁豎向承載力極限承載力標準值： 估算的單樁豎向承載力設計值（）由于R1>R2,所以最終按經驗參數法計算單樁承載力設計值，即采用，初步確定樁

7、數。2.4 確定樁數和承臺底面尺寸下面以B,C的荷載計算。 B柱樁數和承臺的確定最大軸力組合的荷載：初步估算樁數,由于柱子是偏心受壓，故考慮一定的系數，規(guī)范中建議取， 現在取1.1的系數，即：取n4根，樁距 ,樁位平面布置如圖2-5，承臺底面尺寸為2.4.2 C柱柱樁數和承臺的確定 最大軸力組合的荷載初步估算樁數 取n5根，取，則承臺底尺寸為樁位平面布置如圖2-6(四個角上的樁與中間樁的) 圖2-5四樁樁基礎 圖2-6五樁樁基礎2.5 確定復合基樁豎向承載力設計值該樁基屬于非端承樁，并n>3,承臺底面下并非欠固結土，新填土等，故承臺底面不會于土脫離，所以宜考慮樁群、土、承臺的相互作用效應

8、，按復合基樁計算豎向承載力設計值。目前，考慮樁基的群樁效應的有兩種方法。地基規(guī)范采用等代實體法，樁基規(guī)范采用群樁效應系數法。下面用群樁效應系數法計算B,C復合基樁的豎向承載力設計值四樁承臺承載力計算（B承臺） 圖2-7 承臺凈面積：。 承臺底地基土極限阻力標準值： 分項系數 因為樁分布不規(guī)則，所以要對樁的距徑比進行修正，修正如下： 群樁效應系數查表得： 承臺底土阻力群樁效應系數: 承臺外區(qū)凈面積 承臺內區(qū)凈面積m2 查表 那么，B復合樁基豎向承載力設計值R: 五樁承臺承載力計算（C承臺） 承臺凈面積： 承臺底地基土極限阻力標準值： 分項系數 因為樁分布不規(guī)則，所以要對樁的距徑比進行修正，修正如

9、下： 群樁效應系數查表得： 承臺底土阻力群樁效應系數: 承臺外區(qū)凈面積 承臺內區(qū)凈面積m2 查表 那么，C復合樁基豎向承載力設計值R: 2.6 樁頂作用驗算四樁承臺驗算（B承臺）（1）荷載取B柱的組合： 承臺高度設為1m等厚，荷載作用于承臺頂面。 本工程安全等級為二級，建筑物的重要性系數=1.0.由于柱處于軸線，它是建筑物的邊柱，所以室內填土比室外高，設為0.3m，即室內高至承臺底2.4m，所以承臺的平均埋深。作用在承臺底形心處的豎向力有F,G,但是G的分項系數取為1.2.作用在承臺底形心處的彎矩樁頂受力計算如下： 滿足要求（2）荷載取組合： 樁頂受力計算如下： 滿足要求五樁承臺驗算（C承臺）

10、（1）荷載取B柱的組合： 承臺高度設為1m等厚，承臺的平均埋深。作用在承臺底形心處的豎向力有F,G,但是G的分項系數取為1.2.作用在承臺底形心處的彎矩樁頂受力計算如下： 滿足要求（2）荷載取組合： 樁頂受力計算如下： 滿足要求2.7 樁基礎沉降驗算采用長期效應組合的荷載標準值進行樁基礎的沉降計算。由于樁基礎的樁中心距小于6d，所以可以采用分層總和法計算最終沉降量。 B柱沉降驗算 豎向荷載標準值 基底處壓力 基底自重壓力 基底處的附加應力 樁端平面下的土的自重應力和附加應力（）計算如下：在z=0時： =206.9 在時： 在時： 在時將以上計算資料整理于表2.4 表2.4 表2.5 表2.5，

11、長徑比，承臺的長寬比，查表：豎向荷載標準值 基底處壓力 基底自重壓力 基底處的附加應力 樁端平面下的土的自重應力和附加應力（）計算于表2.6中如下：表2.7 表2.7，長徑比，承臺的長寬比，查表：圖2-8，承臺厚度H=1.0m,計算截面處的有效高度，承臺底保護層厚度取80mm.沖垮比沖切系數B柱截面取，混凝土的抗拉強度設計值2-8圖2.9，承臺厚度H=1.0m,計算截面處的有效高度，承臺底保護層厚度取80mm.沖垮比沖切系數B柱截面取，混凝土的抗拉強度設計值2.9圖2-8 圖2-93、 參 考 文 獻【1】 中華人民共和國國家標準· 建筑樁基礎技術規(guī)范（JGJ9494） ·北京，中國建筑工業(yè)出版社，2002【2】 中華人民共和國國家標準· 建筑地基基礎設計規(guī)范（GB500072002） ·北京，中國建筑工業(yè)出版社，2002【3】 中華人民共和國國家標準· 混凝土結構設計規(guī)范（GB200102002） ·北京，中國建筑工業(yè)出版社，2002【4】 丁 星 編著·樁基礎課程設計指導與設計實例·成都：四川大學建筑與環(huán)境學院，2006【5】 王 廣 月，王 盛 桂，付 志 前 編著·地