地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

PAGEPAGE1基礎(chǔ)工程學(xué)課程設(shè)計(jì)題目框架結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)班級(jí)工程管理二班學(xué)號(hào)1145513214學(xué)生姓名李波華指導(dǎo)教師王炳輝時(shí)間2014/6/19目錄1.設(shè)計(jì)題目…………12.設(shè)計(jì)荷載…………13.地層條件及其參數(shù)………………11）.地形…………..12）.工程地質(zhì)條件………………..13）.巖土設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)…………..24）.水文地質(zhì)條件………………..25）.場(chǎng)地條件……………………..26）.上部結(jié)構(gòu)資料………………..24.預(yù)制樁基設(shè)計(jì)……………………31).單樁承載力計(jì)算………………...32).樁基豎向承載力特征值………...43).樁基豎向承載力驗(yàn)算…………...44).承臺(tái)設(shè)計(jì)………………………...55).承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算…………..6（1）.柱的向下沖切驗(yàn)算…………..6（2）.角樁的沖切驗(yàn)算……………..66).承臺(tái)受剪承載力驗(yàn)算……….…..67).承臺(tái)受彎承載力計(jì)算…………...78).承臺(tái)構(gòu)造設(shè)計(jì)…………………….79).樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………….710).樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)……………….…..85.估算B.C軸線柱下樁數(shù)………91).樁數(shù)估算………………………...92).承臺(tái)平面尺寸確定……………...96.參考文獻(xiàn)………………………...10基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)根據(jù)上部荷載初步估計(jì)粧數(shù)為n=1.1*=2376/476.4=4.99取設(shè)計(jì)樁數(shù)為6根。3）.樁基豎向承載力驗(yàn)算根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》，當(dāng)按單樁承載力特征值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，荷載應(yīng)取其效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值。由于樁基所處場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度，且場(chǎng)地內(nèi)無(wú)可液化砂土，因此不進(jìn)行地震效應(yīng)的承載力驗(yàn)算。根據(jù)粧數(shù)及承臺(tái)尺寸構(gòu)造要求初步設(shè)計(jì)矩形承臺(tái)，取承臺(tái)變長(zhǎng)為2.0m×2.0m，矩形布樁，樁中心距取3.0d，則s=3×400=1200mm，取s=1200mm，樁心距承臺(tái)邊緣為400mm。承臺(tái)及其上土壤的總重為Gk=3.2×2.0×1.6×20=204.8kN計(jì)算時(shí)取荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合，則Qk==(2160+204.8)/6=394.13﹤R（=476.4）Qkmax=Qk+=394.13+(204+149×1.6)×0.6/(6×0.6×0.6)=394.13+122.89=517.02Qkmin=Qk-=394.13-122.89=258.44因此Qkmax=517.02＜1.2R(=1.2*476.4=571.68)Qkmin=258.44＞0滿足設(shè)計(jì)要求,故初步設(shè)計(jì)是合理的。4）.承臺(tái)設(shè)計(jì)根據(jù)以上樁基設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求，承臺(tái)尺寸3.2×2.0m，預(yù)估承臺(tái)厚0.6m，承臺(tái)選用等級(jí)為C40的混凝土，混凝土的抗拉強(qiáng)度為?t=1.71N/mm2，抗壓強(qiáng)度為?c=19.1N/mm2；承臺(tái)鋼筋選用HRB335級(jí)鋼筋，?y=300N/mm2.承臺(tái)內(nèi)力計(jì)算：承臺(tái)的內(nèi)力計(jì)算采用荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值，則基樁凈反力設(shè)計(jì)值為Qmax=+=3310/6+(214+166×1.6)×0.6/6×0.6×0.6=684.89Qmin=-=3310/6-133.22=418.45kNN==3310/6=551.67kN5）.承臺(tái)厚度及受沖切承載力驗(yàn)算為防止承臺(tái)產(chǎn)生沖切破壞，承臺(tái)應(yīng)具有一定厚度，初步設(shè)計(jì)厚度0.8m，承臺(tái)底保護(hù)層厚度80mm，則h0=800-80=720mm。分別對(duì)柱邊沖切和角樁沖切進(jìn)行計(jì)算，以驗(yàn)算承臺(tái)厚度的合理性。（1）.柱的向下沖切驗(yàn)算承臺(tái)受樁沖切的承載力應(yīng)滿足下式：Fl≤2{β0x（bc+aoy）+βoy（ac+aox）}βhp?th0式中：aox=0.24λox=aox/h0=0.33β0x=0.84/(0.2+λox)=1.58aoy=0.84λoy=aoy/h0=1.0β0y=0.84/(0.2+λoy)=0.70bc=ac=0.4mβhp=1.02{β0x（bc+aoy）+βoy（bc+aox）}βhp?th0=2×{1.58×（0.4+0.84）+0.7×（0.4+0.24）}×1×1710×0.72=5927.49kN＞Fl（=3310kN）故厚度為0.6m的承臺(tái)能夠滿足柱對(duì)承臺(tái)的沖切要求。（2）.角樁的沖切驗(yàn)算承臺(tái)受角樁的承載力應(yīng)滿足下式：N/≤{β1x（c2+）+β1y（c1+）}βhp?th0由于Nl=Nmax=551.67kN，從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)邊緣距離為c1=c2=0.6ma1x=0.24ma1y=0.84mλ1x==0.24/0.72=0.33λ1y==1.0β1x==0.56/(0.33+0.2)=1.06β1y==0.47抗沖切力={β1x（c2+）+β1y（c1+）}βhp?th0=1747.81kN＞N,ma（=551.67kN）故厚度為0.8m的承臺(tái)能夠滿足角樁對(duì)承臺(tái)的沖切要求。6）.承臺(tái)受剪承載力驗(yàn)算承臺(tái)剪切破壞發(fā)生在柱邊與樁邊連線所形成的斜截面處，剪切力V必須不大于抗剪切力，即滿足:V≤βhsβ?tbh0,對(duì)于I-I截面：A1x=0.24mλx==0.24/0.72=0.33β=1.75/λ+1=1.31βhs=(800/h0)1/4=1.03b=2.0mV=2×551.67=1103.34kN抗剪切力=1.03×1.31×1710×2.0×0.72=3322.52kN>1103.34N故滿足抗剪切要求。對(duì)于II-II截面：a1y=0.84mλy=0.84/0.52=1.0β=1.75/λ+1=0.86βhs=(800/h0)1/4=1.03b=3.2mV=3×551.67=1655.01kN抗剪切力=1.03×1.710×1×3.2×0.72=4058.04kN>1655.01kN故滿足抗剪切要求。7）.承臺(tái)受彎承載力計(jì)算承臺(tái)計(jì)算截面彎矩如下:對(duì)于I-I截面，取基樁凈反力最大值N/max=551.67進(jìn)行計(jì)算，則xi=600-200=400mm=0.4mMy=∑Nixi=2×551.67×0.4=441.34kN.mAsl==441.3×106/(0.9×300×720)=2270mm2因此，承臺(tái)x軸方向選用三級(jí)鋼筋6@200，鋼筋數(shù)為n=2000/200+1=11取，116@200實(shí)際鋼筋A(yù)s=3102mm2，滿足要求。對(duì)于II-II截面，取基樁凈反力平均值N=551.67進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)xi=1200-200=1000mm=1m則Mx=∑Niyi=3×551.67×1=1655.01kN.mAs==1655.01×106/(0.9×300×720)=8513.42mm2因此，承臺(tái)y軸方向選用三級(jí)直徑25@110，鋼筋根數(shù)為n=2000/110+1=19，取19根三級(jí)直徑25@110，實(shí)際鋼筋A(yù)s=8524mm2，滿足要求。8）.承臺(tái)構(gòu)造設(shè)計(jì)混凝土樁樁頂伸入承臺(tái)長(zhǎng)度為50mm，兩承臺(tái)間設(shè)置連系梁，梁頂面標(biāo)高-0.8m，與承臺(tái)平齊，根據(jù)構(gòu)造要求，梁寬250mm，梁高400mm，梁內(nèi)主筋上下共四根一級(jí)鋼筋直徑12通長(zhǎng)配筋，箍筋采用一級(jí)鋼筋直徑為8間距為200.承臺(tái)底做100mm厚C10混凝土墊層，墊層挑出承臺(tái)邊緣100mm。9).樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)制樁的樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C40，鋼筋選用HRB335級(jí)。根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》，樁頂軸向壓力應(yīng)符合下列規(guī)定：Nmax≤φψc?capsNmax=+=(3310+204.8)/6+(214+166×1.6)×0.2/6×0.04=573+399.67=972.67KN計(jì)算樁基軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)，一般不考慮壓屈影響，故取穩(wěn)定系數(shù)φ=1；對(duì)于預(yù)制樁，基樁施工工藝系數(shù)ψc=0.85；C40級(jí)混凝土，?c=19.1N/mm2，則Φψc?cA=1×0.85×19.1×106×0.42=2597.6kN＞Nmax（=972.67kN）故樁身軸向承載力滿足要求。10).樁身構(gòu)造設(shè)計(jì)了樁身按構(gòu)造要求配筋，選用8根直徑為14的HRB335級(jí)鋼筋通長(zhǎng)配筋；箍筋選用直徑為6的HPB300級(jí)鋼筋，間距200mm，距樁頂2m范圍內(nèi)間距50mm，距樁頂2-4m范圍內(nèi)間距100mm。采用打入法沉樁，樁頂設(shè)置三層直徑為6，間距為50mm的鋼筋網(wǎng)，樁尖所有主筋應(yīng)焊接在一根圓鋼上，樁尖0.6m范圍內(nèi)箍筋加密，間距50mm，樁身主筋混凝土保護(hù)層厚30mm。11).吊裝驗(yàn)算由于樁的長(zhǎng)度不大，樁身吊裝時(shí)采用二點(diǎn)起吊，起吊點(diǎn)距樁兩端距離為a=0.207L=0.207×14.4=2.981m則吊起時(shí)樁身最大彎矩為Ml=0.0214kql2=0.0214×1.2×（0.42×25）×14.42=21.30kN.m樁身配筋驗(yàn)算；混凝土采用C40級(jí)，鋼筋采用HRB335級(jí)，則?c=19.1N/mm2，?y=300N/mm2，由于b=400mm，h0=400-40=360mm，每邊配3根直徑為14的三級(jí)鋼筋,As=461N/mm2，則X=fyAS/α1?cb=(300×461)/(1.0×19.1×400)=18.10mmMu=α1?cbx（h0-）=1.0×19.1×400×18.10×(360-18.10/2)=48.53×106N.mm=48.53kN.m所以Mu＞Ml故樁身配筋滿足吊裝要求。5.估算A.C.D軸線柱下粧數(shù)1).樁數(shù)估算eq\o\ac(○,A)軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為Fk=1870kNMk=205kNVk=139kN根據(jù)eq\o\ac(○,A)軸下荷載初步估算eq\o\ac(○,A)軸柱下根數(shù)，n==1870/476.4=4.08取n=5則eq\o\ac(○,A)軸下設(shè)計(jì)樁數(shù)為5根。eq\o\ac(○,C)eq\o\ac(○,C)軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為Fk=2080kNMk=213kNVk=134kN根據(jù)eq\o\ac(○,C)軸下荷載初步估算eq\o\ac(○,C)軸柱下根數(shù)，n==2080/476.4=4.5取n=5則軸eq\o\ac(○,C)下設(shè)計(jì)樁數(shù)為5根。eq\o\ac(○,D)軸柱下荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值為Fk=2000kNMk=263kNVk=141kN根據(jù)eq\o\ac(○,D)軸下荷載初步估算eq\o\ac(○,D)軸柱下根數(shù)，n==2000/476.4=4.3取n=5則軸eq\o\ac(○,D)下設(shè)計(jì)樁數(shù)為5根。6.參考文獻(xiàn)(1)《基礎(chǔ)工程學(xué)》（第二版）陳國(guó)興，樊良本等，中國(guó)水利水電出版社，2013.(2)《建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范技術(shù)規(guī)范》GB50007-2002.(3)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008).(4)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010).(5)《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》DGJ/TJ109-2010.(6)《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁》國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集10G409.(7)《鋼筋混凝土承