基礎(chǔ)工程課程設(shè)計樁基礎(chǔ)設(shè)計計算書

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設(shè)計資料：

⑴上部結(jié)構(gòu)資料某教學(xué)試驗樓，上部結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)傳至柱底的相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的荷載如下︰

豎向力:4800kN,彎距:70kN·m,水平力:40kN擬采用預(yù)制樁基礎(chǔ)，預(yù)制樁截面尺寸為350mm*350mm。

⑵建筑物場地資料擬建建筑物場地位于市區(qū)內(nèi)，地勢平坦,建筑物場地位于非地震地區(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(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狀況及各土層物理，力學(xué)指標(biāo)見下表：

表1地基各土層物理、力學(xué)指標(biāo)

土層底埋層土層名稱編（m）號1雜填土1.51.5）15.5深（m）（kN/m（%）比（%）（%）層厚重度水量隙限限力擦角(MPa)(kPa)自然含孔液塑內(nèi)聚內(nèi)摩模量承載力壓縮地基2粉質(zhì)粘土9.88.317.332.00.9034.019.015.020.05.41103粘土粉土夾粉21.812.016.233.81.0644.018.013.817.53.21004質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘5土27.15.318.330.00.8833.018.016.922.111.0148>27.116.945.31.26.04.71.260基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)設(shè)計

基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)設(shè)計計算

1.選擇樁端持力層、承臺埋深⑴.選擇樁型

由資料給出，擬采用預(yù)制樁基礎(chǔ)。

還根據(jù)資料知，建筑物擬建場地位于市區(qū)內(nèi)，為避免對周邊產(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邊環(huán)境，還能較好地保證樁身質(zhì)量和沉樁精度。⑵.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，且比較厚，而第4層是粉土夾粉質(zhì)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(yù)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(nèi)），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。

樁基以及土層分布示意圖如圖1。2.確定單樁豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)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：

Quk?Qsk?Qpk?u?qsikli?qpkAp

依照土層物理指標(biāo)，查樁基規(guī)范JGJ94-2023表5.3.5-1和表5.3.5-2估算的極限樁側(cè)，樁端阻力特征值列于下表：

1基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)設(shè)計

極限樁側(cè)、樁端阻力特征值

經(jīng)驗參數(shù)法層序234

單樁豎向承載力極限承載力特征值為：

粉質(zhì)粘土粘土粉土夾粉質(zhì)黏土qsk(kPa)476143qpk(kPa)1320

估算的單樁豎向承載力設(shè)計值（安全系數(shù)K=2）

3.確定樁數(shù)和承臺底面尺寸

⑴.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

n?1.1⑵.初選承臺尺寸

樁距按規(guī)范取，樁距s?3.0bp?3.0?0.35?1.05m，

承臺長邊：l?2??0.45+1.05??3m，

承臺短邊：b?2??0.55+0.7??2.5m。

在1.⑵中已取承臺埋深為1.8m，承臺高度暫取為

h'?1.0m，樁頂伸入承臺50mm，鋼筋保護層厚度取

70mm，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

Quk

Fk4800?1.1??5.9，暫取6根。Ra886.5h0?1.0?0.07?0.93m?930mm。

樁頂荷載計算（取承臺及其上土平均重度?G?20kN/m）

32基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)設(shè)計

軸心豎向力作用下：

Nk?Fk+GkF+?GAd4800+20?3.0?2.5?1.8???845kN?Ra?886.5kN；nn6偏心豎向力作用下：

maxNkkmin??70?40?1??1.05Fk?GkMxkyiMykxi???845?n4?1.052?yi2?xi2?871.2kN?1.2Ra?1063.8kN?845?26.2?818.8kN?0?單樁水平力承載力計算：

Hik?由于

Hk40F4800??6.7kN；Fi?k??800kNn6n6Hik6.711????；即水平荷載和豎向荷載的合力與豎直線的夾角小于5°。Fi800536012所以單樁水平承載力滿足要求，不需要進一步的驗算。5.柔弱下臥層承載力驗算

⑴.柔弱下臥層經(jīng)深度z修正后的地基承載力特征值公式：

faz?fak??b??b?3???d?m?d?0.5?，

由資料查地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB5007-2023，表5.2.4，得?b?0;?d?1，則

faz?60?0?1??258.2kPa1.5?15.5?0.6?17.3?7.7?7.3?12?6.2?5.3?8.3?27.1?0.5?

27.1⑵.樁群外圍樁邊包絡(luò)線內(nèi)矩形長、寬分別為：A0?2.45m;B0?1.4m，持力層厚度t?5.3?1?4.3m，持力層與柔弱下臥層彈性模量之比為

Es411??9.2，Es51.2°查樁基規(guī)范JGJ94-2023表5.4.1，用內(nèi)插法求得，樁端持力層壓力擴散角??29.2。作用于柔弱下臥層頂面的附加應(yīng)力為：

3基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)設(shè)計

3?A0?B0??qsiklik2?z??A0?2ttan???B0?2ttan???F?G'k??4800?3?2.5??2.1?19?25?9???1.5?2.45?1.4??47?8?61?12?43?1??????2.45?2?4.3?0.559??1.4?2?4.3?0.559??3.1kPa柔弱下臥層頂面土的自重應(yīng)力為

?c??mz?所以有

1.5?15.5?0.6?17.3?7.7?7.3?12?6.2?5.3?8.3?27.127.1?201.9kPa?z??c?3.1?201.9?205kPa?faz?258.2kPa

滿足要求。6.樁基礎(chǔ)沉降驗算

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算最終沉降量。豎向荷載為Fk?4800kN

Fk?Gk4800?20?3?2.5?1.8??676kPaA3?2.515.5?1.5?17.3?0.3基底自重應(yīng)力?d??1.8?28.4kPa

1.8基底處壓力P?基底處的附加應(yīng)力P0?P??d?676?28.4?647.6kPa

樁端平面下的土的自重應(yīng)力?c和附加應(yīng)力?z??z?4?P0?計算結(jié)果如下：①.在z?0時，

?c???ihi?15.51.5?17.3?0.6??17.3?10??7.7??16.2?10??12??18.3?10??1?172.54kPaa/b?1.2,2z/b?0,??