預(yù)制樁基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)

1.1選擇樁型、樁端持力層、承臺(tái)埋深1.1.1選擇樁型根據(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)。采用靜壓預(yù)制樁.根據(jù)地基土層，采用摩擦樁。1.1.2選擇樁的幾何尺寸以及承臺(tái)埋深依據(jù)地基土的分布，第③層是灰色淤泥質(zhì)的粉質(zhì)粘土，且比較后，而第④層是粉土夾粉質(zhì)粘土，所以第④層是比較適合的樁端持力層。樁端全斷面進(jìn)入持力層1.0m(>2d)，工程樁入土深度為h,h=1.8+8.3+12+1=23.1m由于第①層厚1.8m，所以初步選擇承臺(tái)底進(jìn)入第②層土0.3m，即承臺(tái)埋深為2.1m，樁基的有效樁長即為23.1-2.1=21m。樁截面尺寸選用：由于經(jīng)驗(yàn)關(guān)系建議：樓層<10時(shí)，樁邊長取300?400,因此選擇樁的尺寸為350mmX350mm。樁分為兩節(jié)，上段長11m，下段長11m(不包括樁尖長度在內(nèi))，實(shí)際樁長比有效樁長長1m，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)一定長度而留有的余地。1.3確定單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值按靜力觸探法確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：Quk=Qsk+Qpk=u￡qskii+aPskAp=4x0.35x〔15x(6-2.1)+36x4.1+43x12+111x1[+0.352x1784.5=1166.34+218.6=1385kN估算的單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值(Ys=p=1.60)r=Osk+Qpk=1385=865.6kNYY1.6按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法確定單樁豎向承載力極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：Quk=Qsk+Qpk=4x0.35x(35x8+x29x12+55x1)+0.352x2200=956.2+269.5=1226kN估算的單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值(Ys=p=1.65)r=Osk+QpL=^26=743kNYY1.65由于R1>R2，所以最終按經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法計(jì)算單樁承載力設(shè)計(jì)值，即采用R=R2=743kN，初步

確定樁數(shù)。1.4 確定樁數(shù)和承臺(tái)底面尺寸1.4.1①一日柱樁數(shù)和承臺(tái)的確定最大軸力組合的荷載：F=2160kN,M=204kN-m,Q=149kN初步估算樁數(shù)，由于柱子是偏心受壓，故考慮一定的系數(shù)，規(guī)范中建議取1.1~1.2,現(xiàn)在取1.1的系數(shù)，即：n>—x1.1=2160x1.1=3.2（根）R2 743取n=4根，樁距Sa>3d=1.05m承臺(tái)尺寸為1.9mx1.9m。1.5確定復(fù)合基樁豎向承載力設(shè)計(jì)值該樁基屬于非端承樁，并n>3，承臺(tái)底面下并非欠固結(jié)土，新填土等，故承臺(tái)底面不會(huì)于土脫離，所以宜考慮樁群、土、承臺(tái)的相互作用效應(yīng)，按復(fù)合基樁計(jì)算豎向承載力設(shè)計(jì)值。目前，考慮樁基的群樁效應(yīng)的有兩種方法。《地基規(guī)范》采用等代實(shí)體法，《樁基規(guī)范》采用群樁效應(yīng)系數(shù)法。下面用群樁效應(yīng)系數(shù)法計(jì)算B,C復(fù)合基樁的豎向承載力設(shè)計(jì)值1.5.1四樁承臺(tái)承載力計(jì)算（B承臺(tái)）承臺(tái)凈面積：A=1.92—4x0.352=3.12m2。C承臺(tái)底地基土極限阻力標(biāo)準(zhǔn)值：qk=2fk=2x125=250KPack250x3.2-~4ck250x3.2-~4=195kNQsk=uZq.l=956.2kNQk=Aq=269.5kN分項(xiàng)系數(shù)Y.p=1.65,yc=1.70群樁效應(yīng)系數(shù)查表得：七=0.8,%=1.64承臺(tái)底土阻力群樁效應(yīng)系數(shù):門=nlA^+n。舉ccAc cAc承臺(tái)外區(qū)凈面積Ae=1.92-(1.9—0.35)2=1.2m2c承臺(tái)內(nèi)區(qū)凈面積A，=Ac—Ae=3.12—1.2=1.92口2查表門i=0.11,^e=0.63cc

TOC\o"1-5"\h\zA1Ae 1.92 1.2門=門i—c+門e—l=0.11 +0.63 =0.31ccAc cAc 3.12 3.12那么，B復(fù)合樁基豎向承載力設(shè)計(jì)值R:R=n +n紜+n』=0.89562+1.64269.5+0.31竺=767kNsYpYcY1.65 1.65 1.701.6樁頂作用驗(yàn)算1.6.1四樁承臺(tái)驗(yàn)算(B承臺(tái))(1)荷載取B柱的Nmax^合：F=2294kN,M=78kN?m,Q=47kN承臺(tái)高度設(shè)為1m等厚，荷載作用于承臺(tái)頂面。本工程安全等級(jí)為二級(jí)，建筑物的重要性系數(shù)人0=L°.由于柱處于①軸線，它是建筑物的邊柱，所以室內(nèi)填土比室外高，設(shè)為0.3m，即室內(nèi),1小高至承臺(tái)底2.4m，所以承臺(tái)的平均埋深d=—(2.1+2.4)=2.25m。作用在承臺(tái)底形心處的豎向力有F,G,但是G的分項(xiàng)系數(shù)取為1.2.F+G=2294+1.92x2.25x20x1.2=2294+195=2489kN作用在承臺(tái)底形心處的彎矩￡M=78+47x1=125kN樁頂受力計(jì)算如下：NmaxH+￡MQmax=箜+H6=674kN

n 乙(y2) 4 4x0.6NmaxN=N=4—￡M “a、min- ￡(y2)i縫一些竺=570kN4x0.62N=5=縫=622kNn4Y0Nmax=674kN<1.2RY0Nmin>0Y0Y0N=622kN<R=767kN滿足要求(2)荷載取mma劄合：F=1977kN,M=254kN?m，Q=38kNF+G=1977+195=2172kN￡M=254+38x1=292kN樁頂受力計(jì)算如下：NmaxF+G+^7x^max=丑2+292x0.6=543+121.7=664.7kNn乙(y2) 4 4x0.6NmaxN.=F+G-^yxymax=^2—292x0.6=543-121.7=421.3kNmin“ 乙(y2) 4 4x0.62iN=M^=匹2=543kNn4y0Nmax=664.7kN<1.2Ry0Nmm>0y0N=543kN<R=767kN滿足要求1.7樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算采用長期效應(yīng)組合的荷載標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行樁基礎(chǔ)的沉降計(jì)算。由于樁基礎(chǔ)的樁中心距小于6d,所以可以采用分層總和法計(jì)算最終沉降量。1.7.1B柱沉降驗(yàn)算豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值F=1764kN二,F+G1764+1.9x1.9x2.25x20基底處壓力P=一^= -z =533.7kPaA 1.9x1.917.5x1.8+18.4x0.3基底自重壓力Y,= x2.1=37kPa2.1d2.1基底處的附加應(yīng)力P0=P-yd=g-37=496.7kpa樁端平面下的土的自重應(yīng)力。c和附加應(yīng)力。z（b廣^0）計(jì)算如下:在z=0時(shí):Syh=17.5x1.8+18.4x0.3+(18.4-10)x8+(17.8-10)x12+(19.1-10)x1=206.9kPalb=1,2%=°，以=0.25,b=4op0=4x0.25x496.7=496.7kPa在z=2m時(shí)：b=Syh=206.9+2x9.1=225.1kPaii=2.1,a=0.0786,b=4op0=4x0.0786x496.7=156.16kPa③.在z=2.8m時(shí)：b=Eyh=206.9+2.8x9.1=232.38kPa=3,以=0.0447,。s=4咒=4x=3,以=0.0447,。s④.在z=4.3m時(shí)。=Zyh=206.9+4.3x9.1=246kPal/l/b=1,2z/b=8;61.9=4.5,a=0.0.0218,。=4op=4x0.0218x496.7=43.5kPa將以上計(jì)算資料整理于表2.4表2.4氣。z的計(jì)算結(jié)果（B柱）Z(m)。(kPa)2父/ba。(kPa)0206.9100.25496.72225.112.10.0786156.162.8232.38130.044788.84.324614.50.021843.5在z=4.4m處，。z，。=43.5246=0」76<0.2，所以本基礎(chǔ)取Z=4.3m計(jì)算沉降量。計(jì)算如表2.5表2.5計(jì)算沉降量（B柱）Z(mm)2祐/baiaz(mm)az,—a.1z1E.(kPa)ASi=4%xEi(az.-a.1z.1)0100.250200012.10.1771342.2342.21150059.12800130.1369383.341.1115007.1430014.50.1017437.354115009.3S’=59.1+7.1+9.3=75.5mm樁基礎(chǔ)持力層性能良好，去沉降經(jīng)驗(yàn)系地=1.0。短邊方向樁數(shù)nb=2,等效距徑比業(yè)=0.886色=0.886亙近=2.4，長徑比d■:nb<-4x0.35山=2%.35=60，承臺(tái)的長寬比L%c=1.0，查表：C0=0.031,C1=1.9,C2=17.59V=C+ n =0.31+ =0.082e0C1(nb-1)+C2 1.9(2-1)+17.59所以，四樁樁基礎(chǔ)最終沉降量S=wS'=1.0x0.082x75.5=6.21mm 滿足要求1.8樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算

兩端樁長各11m,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0.293l(L=11m)，起吊時(shí)樁身最大正負(fù)彎矩Mmax=0.0429KqLz，其中K=1.3;q=0.352x25x1.2=3.675kN/m.。即為每延米樁的自重(1.2為恒載分項(xiàng)系數(shù))。樁身長采用混凝土強(qiáng)度C30,II級(jí)鋼筋，所以：Mmax=0.0429KqL2=0.0429x1.3x3.675x112=24.8kN.M樁身截面有效高度h0—0.35-0.04—0.31mM24.8x106以-fbh「14.3x350x3102—.1 . 1 . y=_(1+?1-2氣)—-(1+J1-2x0.05156)—0.9735一,M24.8x106 …樁身受拉主筋A(yù)s— = =274mm2yfh00.9735x300x310選用2014(A=308mm2>274mm2)，因此整個(gè)截面的主筋為4014,A=615mm2，615配筋率為P—35赤310—0.566%>pm.n=0.4%。其他構(gòu)造要求配筋見施工圖2-10。身甲叩fA+fA)—1.0x(1.0x14.3x350x310+310x615)—1742.2kN>R滿足要cc ys1.9承臺(tái)設(shè)計(jì)承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用C201.9.1四樁承臺(tái)設(shè)計(jì)(B柱)由于樁的受力可知，樁頂最大反力Nmax-674kN，平均反力N—622kN,樁頂凈反力:G 195Njmax—NmaxNjmax—Nmaxn 42294—573.5kNnn4nn柱對(duì)承臺(tái)的沖切由圖2-8，a^—ay—175mm2，承臺(tái)厚度H=1.0m,計(jì)算截面處的有效高度h0—1000-80—920mm，承臺(tái)底保護(hù)層厚度取80mm.沖垮比入=X=―&^= =0.19oxoyh0 9200.720.720.72沖切系數(shù)dox=doy==02=0.19+0.2=1.846oxB柱截面取500x500mm——)x1100x0.92,——)x1100x0.92沖切力設(shè)計(jì)值F=F-￡Q=2294—573.5=1720.5kNu=4x(500+175)=2700mm=2.7mTOC\o"1-5"\h\zofuh=1.846x1100x2.7x0.92=5044kN>yF=1720.5kNtm0 0l角樁對(duì)承臺(tái)的沖切由圖2-8，a=a=175mm,c=c=525mm角樁沖垮比人=X=%=裝*=0.191x 1yh0 9200.48 0.48角樁的沖切系數(shù)以1.=以頃=廠奇3=0.19+0.2=1x[以(c+%)+以(c+%)]fh1x 2 2 1y 1 2t0=2x1.23x(0.525+0.175=1524.8kN>0N =625.3kN 滿足要求（3）斜截面抗剪驗(yàn)算計(jì)算截面為I-I，截面有效高度h0=0.92m，截面的計(jì)算寬度b0=1.9m，混凝土的抗壓強(qiáng)度fc=9.6Mpa=9600kPa，該計(jì)算截面的最大剪力設(shè)計(jì)值V=2N =2x674=1348kNa=a=175mm剪跨比