基礎工程專業(yè)課程設計樁基礎設計計算說明書(共23頁)

1、基礎工程專業(yè)課程設計樁基礎設計計算說明書 基礎工程樁基礎設計目錄場地資料與設計要求2樁身制作3計算單樁承載力4確定樁數(shù)量與布樁5下臥層承載力驗算7沉降量驗算（規(guī)范法）9樁基礎施工101.上部結構資料上部結構資料某教學實驗樓，上部結構為十層框架，其框架主梁、次梁、樓板均為現(xiàn)澆整體式，混凝土強度等級為C30，上部結構傳至柱底的相應于荷載效應標準組合的荷載如下豎向力:4500 kN , 彎距:50 kN·m, 水平力:30 kN擬采用預制樁基礎， 預制樁截面尺寸為 350mm * 350mm。2.建筑物場地資料建筑物場地資料擬建建筑物場地位于市區(qū)內， 地勢平坦,建筑物場地位于非地震地區(qū)，不

2、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(jù)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，力學指標見下表： 地基各土層物理、力學指標 表土層編號土層名稱層底埋深（m）層厚（m）天然重度（kN/m）含水量（%）孔隙比液限（%）塑限（%）內聚力內摩擦角壓縮模量(MPa)地基承載力(kPa)1雜填土1.51.515.52粉質粘土9.88.317.332.00.9034.019.015.020.05.41103粘土21.812.016.233.81.0644.018.013.817.53.21004粉土夾粉質粘土27.15.318.330.00.

3、8833.018.016.922.111.01485淤泥質粘土>27.116.945.31.26.04.71.2601、設計柱下獨立承臺樁基礎（含樁長、樁配筋、承臺設計、沉降計算，下臥層驗算等）； 2、繪出施工圖（平面圖、剖面圖、配筋圖、施工說明等）?；A工程樁基礎設計計算1. 選擇樁端持力層 、承臺埋深.選擇樁型 由資料給出，擬采用預制樁基礎。還根據(jù)資料知，建筑物擬建場地位于市區(qū)內，為避免對周圍產(chǎn)生噪聲污染和擾動地層，宜采用靜壓法沉樁，這樣不僅可以不影響周圍環(huán)境，還能較好地保證樁身質量和沉樁精度。.確定樁的長度、埋深以及承臺埋深依據(jù)地基土的分布，第3層是粘土，壓縮性較高，承載力中等，且

4、比較厚，而第4層是粉土夾粉質粘土，不僅壓縮性低，承載力也高，所以第4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h，h=1.5+8.3+12+1=22.8m。由于第1層厚1.5m，地下水位離地表2.1m，為使地下水對承臺沒有影響，所以選擇承臺底進入第2層土0.3m，即承臺埋深為1.8m。樁基的有效樁長即為22.8-1.8=21m。 樁截面尺寸由資料已給出，取350mm×350mm，預制樁在工廠制作，樁分兩節(jié)，每節(jié)長11m，（不包括樁尖長度在內），實際樁長比有效樁長長1m，是考慮持力層可能有一定起伏及樁需要嵌入承臺一定長度而留有的余地。樁基以

5、及土層分布示意圖如圖1。2.確定單樁豎向承載力標準值按經(jīng)驗參數(shù)法確定單樁豎向極限承載力特征值公式為：按照土層物理指標，查樁基規(guī)范JGJ94-2008表5.3.5-1和表5.3.5-2估算的極限樁側，樁端阻力特征值列于下表：極限樁側、樁端阻力特征值層 序經(jīng)驗參數(shù)法 2粉質粘土473粘土614粉土夾粉質黏土431320單樁豎向承載力極限承載力特征值為：估算的單樁豎向承載力設計值（安全系數(shù)K=2）3.確定樁數(shù)和承臺底面尺寸.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，則有故取6根。.初選承臺尺寸樁距按規(guī)范取，樁距 ，承臺長邊：，承臺短邊：。在1.中已取承臺埋深為，承臺高度暫取為，

6、樁頂伸入承臺，鋼筋保護層厚度取，則承臺有效高度為：。樁位平面布置，承臺尺寸如圖2。4.單樁承載力驗算樁頂荷載計算（取承臺及其上土平均重度）軸心豎向力作用下：NK= =795kN<Ra=886kN偏心豎向力作用下：單樁水平力承載力計算：； ；因為；即水平荷載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，不需要進一步的驗算。5.軟弱下臥層承載力驗算.軟弱下臥層經(jīng)深度z修正后的地基承載力特征值公式：，由資料查地基基礎設計規(guī)范GB5007-2002，表5.2.4，得，則.樁群外圍樁邊包絡線內矩形長、寬分別為：，持力層厚度 ，持力層與軟弱下臥層彈性模量之比為 ，查樁

7、基規(guī)范JGJ94-2008表5.4.1，用內插法求得，樁端持力層壓力擴散角。作用于軟弱下臥層頂面的附加應力為：軟弱下臥層頂面土的自重應力為所以有滿足要求。6.樁基礎沉降驗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。豎向荷載為 基底處壓力 P= 基底自重應力 基底處的附加應力 PO=P-rd=636-28.4=607.6KPa樁端平面下的土的自重應力和附加應力計算結果如下：.在時，.在時，.在時，.在時，.在時，.在時，將以上計算結果整理于下表的計算結果Z(m)0172.541.200.25647.62189.141.21.60.124321.23197.441.22.

8、40.073189.14.3208.21.23.440.041106.752131.240.03282.97226.91.25.60.01745.1在處，所以本基礎取計算沉降量。計算如下表計算沉降量Z(mm)01.200.25020001.21.60.2006401.2401.21100094.530001.22.40.1657497.195.91100022.643001.23.440.1324569.1721100016.950001.240.1189594.525.4120054.870001.25.60.0916641.246.71200100.8樁基礎持力層性能良好，取沉降經(jīng)驗系數(shù)。

9、短邊方向樁數(shù)，等效距徑比，長徑比，承臺長寬比，查查樁基規(guī)范JGJ94-2008，附錄E得：。所以，樁基礎最終沉降量 ，滿足要求。7.樁身結構設計兩段樁長各11m，采用單點吊立的強度進行樁身配筋設計。吊立位置在距樁頂、樁端平面，起吊時樁身最大正負彎矩，其中吊樁動力系數(shù)為：；每延米樁的自重（1.2為恒載分項系數(shù)）為：。樁身材料采用C30混凝土，取，HRB335級鋼筋，取，樁身尺寸已給出：，鋼筋保護層厚度取，所以：，樁身截面有效高度，樁身受拉主筋選用，采用對稱配筋，因此整個截面的主筋為，配筋率。因樁為受壓構件，對箍筋配置無嚴格要求，故取同級鋼筋在樁身中點處，最大正負彎矩處配置。樁身強度驗算滿足要求。

10、樁身截面配筋圖，樁身彎矩圖如圖5、圖6。 8承臺設計承臺混凝土強度等級取C25，取，配置HRB335級鋼筋，取，在3.中已假定，承臺底面尺寸為，高為，其埋深為，鋼筋保護層取，有效高度為。假定柱子尺寸為。1 .相應于荷載效應基本組合時作用于樁底的荷載設計值為：F=1.35FK=1.35x4500=6075KNM=1.35MK=1.35x50=67.5KNH=1.35HK=1.35x30=40.5KN（1.35為由永久荷載效應組合控制的分項系數(shù)）單樁凈反力平均值為： 單樁凈反力最大值，最小值為：.承臺受沖切承載力驗算承臺結構計算圖如圖3。. 柱邊沖切；沖切力 受沖切承載力截面高度影響系數(shù)計算沖跨比

11、與系數(shù)的計算，取 2=2x0.963x(0.5+0.1)+2.1x(0.5+0.625)x0.983x1270x0.93=6827>6075KN,滿足要求。.角樁向上沖切；。=0.642x(0.9+0.1/2)+1.4x(0.625+0.625/2)x0.983x1270x0.93=2231.9>Nmax=6075KN滿足要求。.承臺受剪切承載力計算剪跨比與中剪跨比相同。受剪切承載力截面高度影響系數(shù)計算對-斜截面（介于0.3-3之間）剪切系數(shù) 滿足要求。對-斜截面，取剪切系數(shù)滿足要求。.承臺受彎承載力計算沿方向：=6615.2mm2選用，沿平行軸方向均勻布置。沿方向：=835.3x

12、106/(0.9x300x930) =3326.5 mm2選用，沿平行軸方向均勻布置。承臺配筋如圖4。.承臺局部受壓驗算因承臺混凝土強度等級低于柱的混凝土強度等級，所以還需驗算柱下承臺的局部受壓承載力。查混凝土結果設計規(guī)范7.8.1和7.8.2得；柱子截面面積局部受壓凈面積局部受壓計算面積混凝土的局部受壓強度提高系數(shù)則滿足要求。9.施工說明. 混凝土預制樁的制作.混凝土預制樁可在施工現(xiàn)場預制，預制場地必須平整、堅實。.制樁模板宜采用鋼模板，模板應具有足夠剛度,并應平整，尺寸應準確。. 灌注混凝土預制樁時，宜從樁頂開始灌筑，并應防止另一端的砂漿積聚過多。. 混凝土預制樁的起吊、運輸和堆放. 混凝

13、土設計強度達到70%及以上方可起吊，達到100%方可運輸。. 樁起吊時應采取相應措施，保證安全平穩(wěn)，保護樁身質量。. 水平運輸時，應做到樁身平穩(wěn)放置，嚴禁在場地上直接拖拉樁體。.當樁疊層堆放超過2 層時，應采用吊機取樁，嚴禁拖拉取樁。.三點支撐自行式打樁機不應拖拉取樁。.混凝土預制樁的接樁. 樁的連接可采用焊接、法蘭連接或機械快速連接（螺紋式、嚙合式）。. 焊接接樁時，下節(jié)樁段的樁頭宜高出地面0.5m。. 焊接接樁時，下節(jié)樁的樁頭處宜設導向箍。接樁時上下節(jié)樁段應保持順直，錯位偏差不宜大于2mm。接樁就位糾偏時，不得采用大錘橫向敲打。. 樁對接前，上下端板表面應采用鐵刷子清刷干凈，坡口處應刷至露

14、出金屬光澤。.焊接宜在樁四周對稱地進行，待上下樁節(jié)固定后拆除導向箍再分層施焊；焊接層數(shù)不得少于2 層，第一層焊完后必須把焊渣清理干凈，方可進行第二層（的）施焊，焊縫應連續(xù)、飽滿。.焊好后的樁接頭應自然冷卻后方可繼續(xù)錘擊，自然冷卻時間不宜少于8min；嚴禁采用水冷卻或焊好即施打。.雨天焊接時，應采取可靠的防雨措施。.焊接接頭的質量檢查，對于同一工程探傷抽樣檢驗不得少于3 個接頭。. 靜壓沉樁. 采用靜壓沉樁時，場地地基承載力不應小于壓樁機接地壓強的1.2 倍，且場地應平整。. 靜力壓樁宜選擇液壓式和繩索式壓樁工藝；宜根據(jù)單節(jié)樁的長度選用頂壓式液壓壓樁機和抱壓式液壓壓樁機。. 壓樁機的每件配重必須用量具核實，并將其質量標記在該件配重的外露表面；液壓式壓樁機的最大壓樁力應取壓樁機的機架重量和配重之和乘以0.9。. 當邊樁空位不能滿足中置式壓樁機施壓條件時，宜利用壓邊樁機構或選用前置式液壓壓樁機進行壓樁，但此時應估計最大壓樁能力減少造成的影響。. 壓樁過程中應測量樁身的垂直度。當樁身垂直度偏差大于1的時，應找出原因并設法糾正；當樁尖進入較硬土層后，嚴禁用移動機架等方法強行糾偏。 .若施工中出現(xiàn)技術問題，請施工單位及時與建設單位或設計單位聯(lián)系。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（JG