基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

3.1樁型選擇和持力層確定表1-1各地層的厚度和主要力學(xué)參數(shù)序號(hào)土名厚度承載力特征值fkk(kPa)預(yù)制樁qsik((kPa)人工挎孔樁qsiik(kPa)預(yù)制樁qpk(kkPa)人工挎孔樁qpkk(kPa)重度()壓縮模量1填土4.6702020192粉質(zhì)粘土0.5150565640080020853粉質(zhì)粘土2.82236767900180020934細(xì)砂1.0270585818003200271395粘土0.92856767900180020936細(xì)砂4.0220585811001200201397圓粒8.63201101102400350027180選擇7號(hào)圓礫為持力層，為消除負(fù)摩阻力影響承臺(tái)制于3號(hào)粉質(zhì)粘土上，樁徑為500樁，預(yù)制樁進(jìn)入持力層深度為5d=2.5m，樁長(zhǎng)11.2m。3.2驗(yàn)算單樁承載力確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值——單樁極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）——單樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kN）——樁的橫斷面周長(zhǎng)（m）——樁的橫斷面底面積（）——樁周各層土的厚度（m）——樁周第i層土的單位極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（）——樁底土的單位極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（）3.3確定樁數(shù)及樁布置確定單樁豎向極限承載力設(shè)計(jì)值R,并確定樁數(shù)N及其布置。假設(shè)先不考慮群樁效應(yīng),估算單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R為：R——單樁豎向極限承載力設(shè)計(jì)值，kN——單樁總極限側(cè)阻力力標(biāo)準(zhǔn)值，kN——單樁總極限端阻力力標(biāo)準(zhǔn)值，kN——樁側(cè)阻力分項(xiàng)抗力系數(shù)——樁端阻力分項(xiàng)抗力系數(shù)查表得：=1.65由上部荷載設(shè)計(jì)值：由此可知：設(shè)計(jì)7A：按軸力P和R估算樁數(shù)n1為：由于n1＞3，應(yīng)考慮群樁效應(yīng)和承臺(tái)的效應(yīng)確定R。姑且先取樁數(shù)n=4根，樁的布置按矩形排列，樁距，取邊樁中心至承臺(tái)邊緣距離為1d=0.5m，布置如圖1-1，則承臺(tái)底面尺寸為：2.5m×2.5m。下面按樁數(shù)n1=4，求單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R：其中：——側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)——端阻群樁效應(yīng)系數(shù)——承臺(tái)土阻力阻群樁效應(yīng)系數(shù)——承臺(tái)內(nèi)區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)——承臺(tái)外區(qū)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)——承臺(tái)土阻力分項(xiàng)抗力系數(shù)——樁基中相應(yīng)于每一根樁的承臺(tái)底地基土極限抗力標(biāo)準(zhǔn)值（kN），——承臺(tái)底1/2承臺(tái)寬度的深度范圍內(nèi)（），地基土極限抗力標(biāo)準(zhǔn)值，可按《地基規(guī)范》中相應(yīng)的地基土承載力標(biāo)準(zhǔn)值乘以2取值，（）；——承臺(tái)底地基土凈面積（）。——承臺(tái)內(nèi)區(qū)的凈面積——承臺(tái)外區(qū)的凈面積——承載力特征值，查表得：下面驗(yàn)算取是否合適承臺(tái)重：故取4根樁可以，確定承臺(tái)底面尺寸及樁的排列如圖1-1圖1-17A樁的布置及承臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)7B：按軸力P和R估算樁數(shù)n2為：由于n1＞3，應(yīng)考慮群樁效應(yīng)和承臺(tái)的效應(yīng)確定R。姑且先取樁數(shù)n=6根，樁的布置按矩形排列，樁距，取邊樁中心至承臺(tái)邊緣距離為1d=0.5m，布置如圖1-2，則承臺(tái)底面尺寸為：2.5m×4.0m。下面按樁數(shù)n1=6，求單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R：其中：查表得：下面驗(yàn)算取是否合適承臺(tái)重：故取6根樁可以，確定承臺(tái)底面尺寸及樁的排列如圖1-2圖1-27B樁的布置及承臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)7C：按軸力P和R估算樁數(shù)n3為：由于n3＞3，應(yīng)考慮群樁效應(yīng)和承臺(tái)的效應(yīng)確定R。姑且先取樁數(shù)n=4根，樁的布置按矩形排列，樁距，取邊樁中心至承臺(tái)邊緣距離為1d=0.5m，布置如圖1-1，則承臺(tái)底面尺寸為：2.5m×2.5m。下面按樁數(shù)n1=4，求單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R：其中：查表得：下面驗(yàn)算取是否合適承臺(tái)重：故取4根樁可以，確定承臺(tái)底面尺寸及樁的排列如圖1-3圖1-37C樁的布置及承臺(tái)尺寸3.4樁基中各單樁受力驗(yàn)算對(duì)于7A:單樁所受的平均豎向作用力為：樁基中單樁最大受力為：——作用于承臺(tái)底面的外力對(duì)通過群樁形心的y軸的力矩設(shè)計(jì)值——第樁至y軸的距離，m樁基中單樁最小力為：以上二項(xiàng)都滿足要求由于水平力。則與豎向的合力與鉛錘線夾角，故可以不驗(yàn)算單樁豎向承載力。對(duì)于7B:單樁所受的平均豎向作用力為：樁基中單樁最大受力為：——作用于承臺(tái)底面的外力對(duì)通過群樁形心的y軸的力矩設(shè)計(jì)值——第樁至y軸的距離，m樁基中單樁最小力為：以上二項(xiàng)都滿足要求由于水平力。則與豎向的合力與鉛錘線夾角=0.0875，故可以不驗(yàn)算單樁豎向承載力。對(duì)于7C:單樁所受的平均豎向作用力為：樁基中單樁最大受力為：——作用于承臺(tái)底面的外力對(duì)通過群樁形心的y軸的力矩設(shè)計(jì)值——第樁至y軸的距離，m樁基中單樁最小力為：以上二項(xiàng)都滿足要求由于水平力。則與豎向的合力與鉛錘線夾角，故可以不驗(yàn)算單樁豎向承載力。3.5承臺(tái)的抗沖切驗(yàn)算對(duì)于7A：取承臺(tái)1.7m，鋼筋混凝土保護(hù)層厚度100mm，構(gòu)造見圖1—4，選用混凝土為其。取柱的截面尺寸為：420mm×600mm（1）柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算根據(jù)公式：；；；式中：——建筑樁基重要性系數(shù)，取=1.1；——作用于沖切破壞上的沖切力設(shè)計(jì)值（），即等于作用于樁的豎向荷載設(shè)計(jì)值F減去沖切破壞錐體范圍內(nèi)各基樁底的凈反力設(shè)計(jì)值之和；——承臺(tái)混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（）；——沖切破壞錐體有效高度中線處的周長(zhǎng)（）；——承臺(tái)沖切破壞錐體的有效高度（）；——沖切系數(shù)；——沖跨比，，為沖跨，即柱邊或承臺(tái)變階處到樁邊的水平距離，按圓樁的有效寬度進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)時(shí)，取=0.20；當(dāng)時(shí)，取=。F——作用于柱（墻）底的豎向荷載設(shè)計(jì)值；——沖剪破壞椎體范圍內(nèi)各基樁的凈反力(不計(jì)承臺(tái)和承臺(tái)上自重)設(shè)計(jì)值之和。對(duì)于圓樁：計(jì)算時(shí)應(yīng)將截面換算成方樁，取換算柱或者柱截面邊寬=0.8d?？汕蟮脹_垮比與沖剪系數(shù)柱的截面尺寸為：600mm×420mm滿足要求7A是四樁承臺(tái)需進(jìn)行角樁沖切驗(yàn)算對(duì)于7B：取承臺(tái)1.7m，鋼筋混凝土保護(hù)層厚度100mm，構(gòu)造見圖1—4，選用混凝土為其。（1）柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算根據(jù)公式：；；；滿足要求7B非四樁承臺(tái)，無需進(jìn)行角樁沖切驗(yàn)算，所以承臺(tái)不發(fā)生沖切破壞。對(duì)于7C：取承臺(tái)1.7m，鋼筋混凝土保護(hù)層厚度100mm，構(gòu)造見圖３—２，選用混凝土為其。（1）柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算根據(jù)公式：；；；滿足要求7C是四樁承臺(tái)，需進(jìn)行角樁沖切驗(yàn)算。（2）角樁沖切驗(yàn)算對(duì)于7A和7C分析：對(duì)于四樁承臺(tái)，受角樁沖切的承臺(tái)應(yīng)滿足下式：；；；式中：——作用于角樁頂?shù)呢Q向力設(shè)計(jì)值（）；——角樁的沖切系數(shù)；——角樁沖跨比，其值滿足0.2～1.0，=，=；——從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣的距離（），此處應(yīng)取樁的有效寬度；——從承臺(tái)底角樁內(nèi)邊緣引一沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)，至角樁內(nèi)邊緣的水平距離；當(dāng)柱或承臺(tái)邊階處位于該線以內(nèi)時(shí)，取由柱邊或變階處與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線。對(duì)7A：對(duì)7C：，==所以：對(duì)7A和7C均滿足要求所以承臺(tái)7A和7C均不發(fā)生沖切破壞。3.6承臺(tái)剪切驗(yàn)算對(duì)7A和7C分析：對(duì)于柱下正方形獨(dú)立承臺(tái)，只需要對(duì)柱的一個(gè)軸進(jìn)行驗(yàn)算承臺(tái)的斜截面抗剪承載力即可?！稑痘?guī)范》規(guī)定，剪切破裂面為通過柱邊和樁邊連接線形成的斜截面，抗剪驗(yàn)算應(yīng)滿足：式中：——垂直于x方向斜截面的最大剪力值，可取抗剪計(jì)算截面一側(cè)的樁頂凈反力設(shè)計(jì)值總和（）；——垂直于y方向斜截面的最大剪力值，可取抗剪計(jì)算截面一側(cè)的樁頂凈反力設(shè)計(jì)值總和（）；——垂直于x方向的斜截面抗剪承載力設(shè)計(jì)值（）——垂直于y方向的斜斜截面抗剪承承載力設(shè)計(jì)值值（）=，=，——剪切系數(shù)，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，；——計(jì)算截面剪跨比，=，。當(dāng)時(shí)，取=0.3，當(dāng)，取=3；——混凝土軸心抗壓強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（）；——承臺(tái)計(jì)算截面的有有效高度（）；；，——承臺(tái)計(jì)算截面處的的計(jì)算高度（）。對(duì)于Ⅰ-Ⅰ截面抗剪驗(yàn)算：=1.0對(duì)7A：對(duì)7C：對(duì)7A:對(duì)7C：于Ⅱ-Ⅱ截面抗剪驗(yàn)算=1.0對(duì)7A：對(duì)7C：對(duì)7A和7C：所以7A和7C均滿足要求對(duì)7B分析：對(duì)于Ⅰ-Ⅰ截面抗剪驗(yàn)算：=1.0于Ⅱ-Ⅱ截面抗剪驗(yàn)算Ⅱ-Ⅱ截面左側(cè)共3根單單樁其反總力力為：=取=0.3=1.007C滿足要求3.7承臺(tái)的配筋計(jì)算混凝土采用，鋼筋筋用=2\*ROMANII級(jí)鋼筋對(duì)7A分析：承臺(tái)=1\*ROMANI-=1\*ROMANI截面處處最大彎矩每米寬度范圍的配配筋，選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍圍內(nèi)用筋根，取取20根承臺(tái)Ⅱ-Ⅱ截面處處最大距每米寬度范圍的配配筋，選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍圍內(nèi)用筋根，取20根。所以整個(gè)承臺(tái)7AA雙向布置，即即（雙向布置置）詳細(xì)見圖圖紙對(duì)7B分析：承臺(tái)=1\*ROMANI-=1\*ROMANI截面處處最大彎矩每米寬度范圍的配配筋，選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍圍內(nèi)用筋根，取24根承臺(tái)Ⅱ-Ⅱ截面處處最大距每米寬度范圍的配配筋，選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍圍內(nèi)用筋根，取20根所以整個(gè)承臺(tái)7BB橫向布置2418，縱向布置2014.詳細(xì)見圖紙紙對(duì)7C分析：承臺(tái)=1\*ROMANI-=1\*ROMANI截面處處最大彎矩每米寬度范圍的配配筋，選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍圍內(nèi)用筋根，取20根承臺(tái)Ⅱ-Ⅱ截面處處最大距每米寬度范圍的配配筋，選整個(gè)承臺(tái)寬度范圍圍內(nèi)用筋根，取取15根所以整個(gè)承臺(tái)7CC橫向布置2014，縱向布置1518，詳細(xì)見圖圖紙7A和7C樁基7B樁基圖1-4樁基的平平面及剖面圖圖3.8樁基的配筋計(jì)計(jì)算混凝土采用，鋼筋筋用——軸向壓力承載力設(shè)設(shè)計(jì)值；0.9——可靠度度調(diào)整系數(shù)——鋼筋混凝土軸心受受壓構(gòu)件的穩(wěn)穩(wěn)定系數(shù)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)可得得下列經(jīng)驗(yàn)公公式：當(dāng)時(shí)：=1.177當(dāng)時(shí)：《混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范范》中，對(duì)于于細(xì)長(zhǎng)比較大大的構(gòu)件，考考慮到荷載初初始偏心和長(zhǎng)長(zhǎng)期荷載作用用下對(duì)構(gòu)件的的不利影響較較大，的取值值比按經(jīng)驗(yàn)公公式所得到的的值還要降低低一些，以保保證安全。對(duì)對(duì)于細(xì)長(zhǎng)比比比小于20發(fā)構(gòu)件，考考慮到過去使使用經(jīng)驗(yàn)，的的值略微抬高高一些?！耙?guī)范”采用的值見表6-1——混凝土的軸心抗壓壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值值A(chǔ)——構(gòu)件截面面積——縱向鋼筋的抗壓強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；；——全部縱向鋼筋的截截面面積當(dāng)縱向鋼筋配筋大大于%時(shí)，式中A應(yīng)改用查表得=0.6對(duì)7A：（1）求縱筋：已知矩形混凝土上上截面面積：：A=2000000=2133（2）計(jì)算配筋：=1.07%>00.8%故選用8根二級(jí)鋼鋼筋配筋圖如下下。圖1—5樁基7A的配筋圖對(duì)7B：（1）求縱筋：已知矩形混凝土上上截面面積：：A=2000000=1546（2）計(jì)算配筋：=0.77%>00.6%故選用8根16鋼鋼筋配筋圖如下下。圖1—6樁基7B和7C的配筋圖對(duì)7C：（1）求縱筋：已知矩形混凝土上上截面面積：：A=2000000=1719（2）計(jì)算配筋：=0.86%>00.8%故選用8根16鋼鋼筋配筋圖如圖1—6。3.8樁基設(shè)計(jì)說說明（1）通過對(duì)擬建場(chǎng)地地工程地質(zhì)條條件進(jìn)行了分分析、評(píng)價(jià)，論論證了基礎(chǔ)方方案，選擇出出最合理基礎(chǔ)礎(chǔ)型式——樁基礎(chǔ)，并并按要求選擇擇預(yù)置混凝土土圓樁，并進(jìn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。（2）場(chǎng)地地下水的類類型主要由第第①層雜填土孔孔隙潛水、第第④層粉砂夾淤淤泥、第⑦～⑨層承壓水和和基巖風(fēng)化裂裂隙水組成。上上部潛水主要要受大氣降水水和漲潮時(shí)地地表水的補(bǔ)給給，下部承壓壓水與閩江水水有密切水力力聯(lián)系。（3）場(chǎng)地地下水對(duì)混混凝土結(jié)構(gòu)無無腐蝕，對(duì)鋼鋼結(jié)構(gòu)具弱腐腐蝕；淺部孔孔隙潛水對(duì)鋼鋼筋混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)中的鋼筋筋具弱腐蝕、承承壓水對(duì)其無無腐蝕。（4）擬建建筑物的基基礎(chǔ)所采用的的預(yù)制樁樁直直徑選用500，設(shè)計(jì)區(qū)采用一一柱四樁型式和一柱柱六樁式。（7）為確保建筑物的的正常施工和和安全使用，建建議從建筑物物基礎(chǔ)施工至至竣工使用后后的一定時(shí)間間內(nèi)，設(shè)置適適當(dāng)數(shù)量的觀觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行長(zhǎng)長(zhǎng)期觀測(cè)工作作。參考文獻(xiàn)巖土工程勘察規(guī)范范（GB500021-944），中國建建筑工業(yè)出版版社，1994年:建筑樁基技術(shù)規(guī)范范·（JGJ944-94），中國建建筑工業(yè)出版版社，1994年：盧廷浩.土力學(xué)學(xué).河海大學(xué)出出版社，2002：華南理工大學(xué)，東東南大學(xué)，浙浙江大學(xué)，湖湖南大學(xué)主編編·地基及基礎(chǔ)礎(chǔ)·